JP2001192808A - 透明ＡｌＯｘバリア膜の形成方法及び製造装置 - Google Patents
透明ＡｌＯｘバリア膜の形成方法及び製造装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 誘導体基体上へ酸素透過率、水蒸気透湿
度、全光線透過率の優れた透明ＡｌＯｘバリア膜を形成
する方法および製造装置の提供。 【解決手段】 蒸発アルミニウムと酸素との反応により
ＡｌＯｘ膜を形成する真空蒸着方法において、単位時間
当たりの平均アルミニウム蒸発量Ａ（モル／分）と単位
時間当たりの導入酸素ガス量Ｂ（モル／分）との比（Ｂ
／Ａ）を０．１≦Ｂ／Ａ＜０．３に保持しながら蒸着を
行う。成膜室への酸素ガス導入管のノズルを、成膜ドラ
ムの外周面から３０ｍｍ以内の位置であって、該成膜ド
ラムの外周囲に近設されたＭＤマスクの外側方向でかつ
該成膜ドラム幅方向における該ＭＤマスクの開口の端部
又はその近傍の位置で、該開口への基体進入側に設ける
こと、また、成膜ドラムに対する蒸発源材料の入射角度
θを４０°より小さくなるように構成すること。
度、全光線透過率の優れた透明ＡｌＯｘバリア膜を形成
する方法および製造装置の提供。 【解決手段】 蒸発アルミニウムと酸素との反応により
ＡｌＯｘ膜を形成する真空蒸着方法において、単位時間
当たりの平均アルミニウム蒸発量Ａ（モル／分）と単位
時間当たりの導入酸素ガス量Ｂ（モル／分）との比（Ｂ
／Ａ）を０．１≦Ｂ／Ａ＜０．３に保持しながら蒸着を
行う。成膜室への酸素ガス導入管のノズルを、成膜ドラ
ムの外周面から３０ｍｍ以内の位置であって、該成膜ド
ラムの外周囲に近設されたＭＤマスクの外側方向でかつ
該成膜ドラム幅方向における該ＭＤマスクの開口の端部
又はその近傍の位置で、該開口への基体進入側に設ける
こと、また、成膜ドラムに対する蒸発源材料の入射角度
θを４０°より小さくなるように構成すること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＡｌＯｘ膜を形成
する方法及びその方法を実施するための製造装置に関
し、特に、プラスチック等の透明基体上に透明ＡｌＯｘ
バリア膜を形成する方法及びこの方法を実施するための
巻取式真空蒸着装置である製造装置に関する。
する方法及びその方法を実施するための製造装置に関
し、特に、プラスチック等の透明基体上に透明ＡｌＯｘ
バリア膜を形成する方法及びこの方法を実施するための
巻取式真空蒸着装置である製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、透明ＡｌＯｘバリア膜を形成する
には、ＡｌＯｘ膜の成膜条件を管理することによって成
膜を行い、得られた膜の特性を制御していた。例えば、
巻取式真空蒸着装置を用い、ルツボ内に収容された蒸発
源材料（アルミニウム）を高電圧電子ビーム等により照
射加熱して蒸発させ、これと同時に通常酸素ガスを過剰
に導入した雰囲気中で、真空蒸着装置内を走行している
基体表面上に反応性真空蒸着により透明ＡｌＯｘバリア
膜を生成させていた。
には、ＡｌＯｘ膜の成膜条件を管理することによって成
膜を行い、得られた膜の特性を制御していた。例えば、
巻取式真空蒸着装置を用い、ルツボ内に収容された蒸発
源材料（アルミニウム）を高電圧電子ビーム等により照
射加熱して蒸発させ、これと同時に通常酸素ガスを過剰
に導入した雰囲気中で、真空蒸着装置内を走行している
基体表面上に反応性真空蒸着により透明ＡｌＯｘバリア
膜を生成させていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】透明ＡｌＯｘバリア膜
は、食品包装、トイレタリ商品や医薬品等の分野で使用
されており、この膜には、特に外観は無色透明である
こと、酸素透過率及び水蒸気透湿度が小さく温度や湿
度に対して安定なバリア性を示すこと等の特性が求めら
れている。上記したような成膜条件を管理して成膜する
従来方法で、プラスチックのような誘電体からなる基体
上にＡｌＯｘ膜を形成する場合、得られる透明ＡｌＯｘ
バリア膜の酸素透過率、水蒸気透湿度、全光線透過率を
所望の安定した数値に同時に制御することは困難である
と共に、得られた酸素透過率はせいぜい５ｃｍ3／ｍ2・
ｄａｙ・ａｔｍ以上であり、また、水蒸気透湿度もせい
ぜい３ｇ／ｍ2・ｄａｙ以上であった。
は、食品包装、トイレタリ商品や医薬品等の分野で使用
されており、この膜には、特に外観は無色透明である
こと、酸素透過率及び水蒸気透湿度が小さく温度や湿
度に対して安定なバリア性を示すこと等の特性が求めら
れている。上記したような成膜条件を管理して成膜する
従来方法で、プラスチックのような誘電体からなる基体
上にＡｌＯｘ膜を形成する場合、得られる透明ＡｌＯｘ
バリア膜の酸素透過率、水蒸気透湿度、全光線透過率を
所望の安定した数値に同時に制御することは困難である
と共に、得られた酸素透過率はせいぜい５ｃｍ3／ｍ2・
ｄａｙ・ａｔｍ以上であり、また、水蒸気透湿度もせい
ぜい３ｇ／ｍ2・ｄａｙ以上であった。
【０００４】しかしながら、透明ＡｌＯｘバリア膜を食
品包装材等に利用する場合、最近では、食品包装材とし
て求められる食品の変質防止等の保護性の観点から、食
品を外界の雰囲気から遮断して良好な製品品質を保持す
るために、さらに小さい酸素透過率（例えば、約３ｃｍ
3／ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ以下）や水蒸気透湿度（例え
ば、約３ｇ／ｍ2・ｄａｙ以下）を持った優れたバリア
性を有する透明ＡｌＯｘ膜の開発が求められている。ま
た、全光線透過率については、例えばポリエチレンテレ
フタレート（ＰＥＴ）基体上にＡｌＯｘ膜を設けた場合
には、ＰＥＴ自体の全光線透過率よりもあまり低くない
約８６％Ｔ以上の全光線透過率を有する透明ＡｌＯｘ膜
が好ましいとされている。
品包装材等に利用する場合、最近では、食品包装材とし
て求められる食品の変質防止等の保護性の観点から、食
品を外界の雰囲気から遮断して良好な製品品質を保持す
るために、さらに小さい酸素透過率（例えば、約３ｃｍ
3／ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ以下）や水蒸気透湿度（例え
ば、約３ｇ／ｍ2・ｄａｙ以下）を持った優れたバリア
性を有する透明ＡｌＯｘ膜の開発が求められている。ま
た、全光線透過率については、例えばポリエチレンテレ
フタレート（ＰＥＴ）基体上にＡｌＯｘ膜を設けた場合
には、ＰＥＴ自体の全光線透過率よりもあまり低くない
約８６％Ｔ以上の全光線透過率を有する透明ＡｌＯｘ膜
が好ましいとされている。
【０００５】本発明は、真空成膜室内で、誘電体からな
る基体上へ酸素透過率、水蒸気透湿度、全光線透過率の
優れた透明ガスバリア性ＡｌＯｘ膜を形成する方法、及
び該膜を形成することのできる巻取式真空蒸着装置であ
る製造装置を提供することを課題とする。
る基体上へ酸素透過率、水蒸気透湿度、全光線透過率の
優れた透明ガスバリア性ＡｌＯｘ膜を形成する方法、及
び該膜を形成することのできる巻取式真空蒸着装置であ
る製造装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、真空蒸着
装置内で、酸素透過率や水蒸気透湿度が小さく、例えば
酸素透過率が約３ｃｍ3／ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ以下、水
蒸気透湿度が約３ｇ／ｍ2・ｄａｙ以下であり、また、
全光線透過率が基体自体の全光線透過率とほぼ同じであ
るＡｌＯｘ膜を形成せしめる技術について、鋭意研究を
続けた。その結果、反応材料の比率を特定の範囲内に保
持しながら成膜することにより、また、反応ガス導入の
ためのノズルを特定の位置に設けることにより、また、
蒸発アルミニウムの入射角度θを特定の範囲とすること
により、上記課題を解決することができることを見出
し、本発明を完成するに至った。
装置内で、酸素透過率や水蒸気透湿度が小さく、例えば
酸素透過率が約３ｃｍ3／ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ以下、水
蒸気透湿度が約３ｇ／ｍ2・ｄａｙ以下であり、また、
全光線透過率が基体自体の全光線透過率とほぼ同じであ
るＡｌＯｘ膜を形成せしめる技術について、鋭意研究を
続けた。その結果、反応材料の比率を特定の範囲内に保
持しながら成膜することにより、また、反応ガス導入の
ためのノズルを特定の位置に設けることにより、また、
蒸発アルミニウムの入射角度θを特定の範囲とすること
により、上記課題を解決することができることを見出
し、本発明を完成するに至った。
【０００７】本発明の透明ＡｌＯｘバリア膜の形成方法
は、真空室内に設けられた、基体の送出・巻取手段によ
り室内を走行する誘電体からなる長尺基体上に、蒸発源
からの蒸発アルミニウムと酸素ガスとの反応によりＡｌ
Ｏｘ膜を形成する真空蒸着方法において、単位時間当た
りの平均アルミニウム蒸発量Ａ（モル／分）と単位時間
当たりの導入酸素ガス量Ｂ（モル／分）との比（Ｂ／
Ａ）を０．１≦Ｂ／Ａ＜０．３、好ましくは０．１≦Ｂ
／Ａ≦０．２に保持しながら蒸着を行うことからなる。
これにより、所望の酸素透過率、水蒸気透湿度、全光線
透過率を有する透明ＡｌＯｘバリア膜が得られる。この
Ｂ／Ａ比を０．１未満とすると、全光線透過率が使用し
た基体のものと比べて低くなり過ぎてしまい製品として
好ましくなく、また、０．３以上だと、酸素透過率、水
蒸気透湿度が高くなり過ぎて製品として好ましくないと
いう問題がある。本発明で用いる基体は、プラスチック
又はガラス等の透明基体であることが好ましい。
は、真空室内に設けられた、基体の送出・巻取手段によ
り室内を走行する誘電体からなる長尺基体上に、蒸発源
からの蒸発アルミニウムと酸素ガスとの反応によりＡｌ
Ｏｘ膜を形成する真空蒸着方法において、単位時間当た
りの平均アルミニウム蒸発量Ａ（モル／分）と単位時間
当たりの導入酸素ガス量Ｂ（モル／分）との比（Ｂ／
Ａ）を０．１≦Ｂ／Ａ＜０．３、好ましくは０．１≦Ｂ
／Ａ≦０．２に保持しながら蒸着を行うことからなる。
これにより、所望の酸素透過率、水蒸気透湿度、全光線
透過率を有する透明ＡｌＯｘバリア膜が得られる。この
Ｂ／Ａ比を０．１未満とすると、全光線透過率が使用し
た基体のものと比べて低くなり過ぎてしまい製品として
好ましくなく、また、０．３以上だと、酸素透過率、水
蒸気透湿度が高くなり過ぎて製品として好ましくないと
いう問題がある。本発明で用いる基体は、プラスチック
又はガラス等の透明基体であることが好ましい。
【０００８】本発明の透明ＡｌＯｘバリア膜の製造装置
は、真空成膜室と、該成膜室内に設置された送出・巻取
手段であって、該成膜室内を走行する長尺誘電体基体の
送出ロール、成膜ドラム、巻取ロールからなる送出・巻
取手段と、該成膜ドラムの下方に設置された蒸発源材料
としてアルミニウムを収容するルツボと、該成膜ドラム
に酸素を供給するための酸素ガス導入管とを有する巻取
式真空蒸着装置において、該酸素ガス導入管のノズル
が、該成膜ドラムの外周面から３０ｍｍ以内の位置であ
って、該成膜ドラムの外周囲に近設されたＭＤマスク
（基体長手方向制限マスク）の外側方向（成膜ドラムと
反対側）でかつ該成膜ドラム幅方向における該ＭＤマス
クの開口の端部又はその近傍の位置で、該開口への基体
進入側に設けられており、単位時間当たりの平均アルミ
ニウム蒸発量Ａ（モル／分）と単位時間当たりの導入酸
素ガス量Ｂ（モル／分）との比（Ｂ／Ａ）を０．１≦Ｂ
／Ａ＜０．３、好ましくは０．１≦Ｂ／Ａ≦０．２に保
持しながら蒸着を行うことからなる。この装置を用いる
ことにより、所望の酸素透過率、水蒸気透湿度、全光線
透過率を有する透明ＡｌＯｘバリア膜が効果的に得られ
る。ガス導入管のノズルを成膜ドラムの外周面から３０
ｍｍを超えた位置に設けると、酸素透過率及び水蒸気透
湿度は所望の数値内にあるものの、全光線透過率が低く
なり過ぎ、製品として好ましくないという問題点があ
る。
は、真空成膜室と、該成膜室内に設置された送出・巻取
手段であって、該成膜室内を走行する長尺誘電体基体の
送出ロール、成膜ドラム、巻取ロールからなる送出・巻
取手段と、該成膜ドラムの下方に設置された蒸発源材料
としてアルミニウムを収容するルツボと、該成膜ドラム
に酸素を供給するための酸素ガス導入管とを有する巻取
式真空蒸着装置において、該酸素ガス導入管のノズル
が、該成膜ドラムの外周面から３０ｍｍ以内の位置であ
って、該成膜ドラムの外周囲に近設されたＭＤマスク
（基体長手方向制限マスク）の外側方向（成膜ドラムと
反対側）でかつ該成膜ドラム幅方向における該ＭＤマス
クの開口の端部又はその近傍の位置で、該開口への基体
進入側に設けられており、単位時間当たりの平均アルミ
ニウム蒸発量Ａ（モル／分）と単位時間当たりの導入酸
素ガス量Ｂ（モル／分）との比（Ｂ／Ａ）を０．１≦Ｂ
／Ａ＜０．３、好ましくは０．１≦Ｂ／Ａ≦０．２に保
持しながら蒸着を行うことからなる。この装置を用いる
ことにより、所望の酸素透過率、水蒸気透湿度、全光線
透過率を有する透明ＡｌＯｘバリア膜が効果的に得られ
る。ガス導入管のノズルを成膜ドラムの外周面から３０
ｍｍを超えた位置に設けると、酸素透過率及び水蒸気透
湿度は所望の数値内にあるものの、全光線透過率が低く
なり過ぎ、製品として好ましくないという問題点があ
る。
【０００９】また、本発明の透明ＡｌＯｘバリア膜の製
造装置は、真空成膜室と、該成膜室内に設置された送出
・巻取手段であって、該成膜室内を走行する長尺誘電体
基体の送出ロール、成膜ドラム、巻取ロールからなる送
出・巻取手段と、該成膜ドラムの下方に設置された蒸発
源材料としてアルミニウムを収容するルツボと、該成膜
ドラムに酸素を供給するための酸素ガス導入管とを有す
る巻取式真空蒸着装置において、該成膜ドラムの外周囲
に近接されたＭＤマスクの開口と該ルツボとの位置で決
まる蒸発源材料の入射角度θが４０°より小さくなるよ
うに構成されており、単位時間当たりの平均アルミニウ
ム蒸発量Ａ（モル／分）と単位時間当たりの導入酸素ガ
ス量Ｂ（モル／分）との比（Ｂ／Ａ）を０．１≦Ｂ／Ａ
＜０．３、好ましくは０．１≦Ｂ／Ａ≦０．２に保持し
ながら蒸着を行うことからなる。このような装置を用い
ることにより、所望の酸素透過率、水蒸気透湿度、全光
線透過率を有する透明ガスバリア性ＡｌＯｘ膜を効率的
に得ることができる。この場合、酸素ガス導入管のノズ
ルを上記のような位置に設けても良い。入射角度θを４
０°より小さくするには、蒸発源材料の表面と成膜ドラ
ムの成膜面との間の距離、又はＭＤマスクの開口の周
長、あるいはその両方を適宜調整して、装置を構成すれ
ばよい。ＭＤマスクの開口とはＭＤマスクによって遮断
されていない反応領域を意味し、この領域を通って反応
物質が導入される。また、ＭＤマスク開口の周長とは、
成膜ドラムの幅方向と垂直な円周方向におけるＭＤマス
クで遮断されていない反応領域の長さ、すなわちＭＤマ
スクの開口の長さを意味する。
造装置は、真空成膜室と、該成膜室内に設置された送出
・巻取手段であって、該成膜室内を走行する長尺誘電体
基体の送出ロール、成膜ドラム、巻取ロールからなる送
出・巻取手段と、該成膜ドラムの下方に設置された蒸発
源材料としてアルミニウムを収容するルツボと、該成膜
ドラムに酸素を供給するための酸素ガス導入管とを有す
る巻取式真空蒸着装置において、該成膜ドラムの外周囲
に近接されたＭＤマスクの開口と該ルツボとの位置で決
まる蒸発源材料の入射角度θが４０°より小さくなるよ
うに構成されており、単位時間当たりの平均アルミニウ
ム蒸発量Ａ（モル／分）と単位時間当たりの導入酸素ガ
ス量Ｂ（モル／分）との比（Ｂ／Ａ）を０．１≦Ｂ／Ａ
＜０．３、好ましくは０．１≦Ｂ／Ａ≦０．２に保持し
ながら蒸着を行うことからなる。このような装置を用い
ることにより、所望の酸素透過率、水蒸気透湿度、全光
線透過率を有する透明ガスバリア性ＡｌＯｘ膜を効率的
に得ることができる。この場合、酸素ガス導入管のノズ
ルを上記のような位置に設けても良い。入射角度θを４
０°より小さくするには、蒸発源材料の表面と成膜ドラ
ムの成膜面との間の距離、又はＭＤマスクの開口の周
長、あるいはその両方を適宜調整して、装置を構成すれ
ばよい。ＭＤマスクの開口とはＭＤマスクによって遮断
されていない反応領域を意味し、この領域を通って反応
物質が導入される。また、ＭＤマスク開口の周長とは、
成膜ドラムの幅方向と垂直な円周方向におけるＭＤマス
クで遮断されていない反応領域の長さ、すなわちＭＤマ
スクの開口の長さを意味する。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の透明ＡｌＯｘバリア膜の
形成方法によれば、被処理基体は、送出ロールから成膜
ドラムへとガイドロールを介して繰り出され、成膜ドラ
ム上でアルミニウムと酸素との反応によりＡｌＯｘ膜が
形成された後、巻取ロールへ別のガイドロールを介して
巻き取られる。成膜ドラムは−３０℃〜１０℃に冷却さ
れていて、基体は成膜ドラムの回転に伴われて連続走行
するようになっている。
形成方法によれば、被処理基体は、送出ロールから成膜
ドラムへとガイドロールを介して繰り出され、成膜ドラ
ム上でアルミニウムと酸素との反応によりＡｌＯｘ膜が
形成された後、巻取ロールへ別のガイドロールを介して
巻き取られる。成膜ドラムは−３０℃〜１０℃に冷却さ
れていて、基体は成膜ドラムの回転に伴われて連続走行
するようになっている。
【００１１】用いられる基体は、上記したように、プラ
スチック又はガラスからなるものであればよく、プラス
チックとしては特に制限はないが、代表的なものとして
以下のようなものがある。ポリオレフィン（例えば、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等）、ポリエ
ステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブ
チレンテレフタレート等）、ポリアミド、ポリ塩化ビニ
ル、ポリ塩化ビニリデン、エチレン酢酸ビニル共重合
体、ポリスチレン等、及びこれらの共重合体や、他の単
量体との共重合体のような、好ましくは透明な基体を作
製できるもので有れば特に限定されない。基体の形状
も、特に制限はされず、例えばフィルムであっても、シ
ートであってもよく、また、ロール状の長尺であって
も、カットシートであってもよい。
スチック又はガラスからなるものであればよく、プラス
チックとしては特に制限はないが、代表的なものとして
以下のようなものがある。ポリオレフィン（例えば、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等）、ポリエ
ステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブ
チレンテレフタレート等）、ポリアミド、ポリ塩化ビニ
ル、ポリ塩化ビニリデン、エチレン酢酸ビニル共重合
体、ポリスチレン等、及びこれらの共重合体や、他の単
量体との共重合体のような、好ましくは透明な基体を作
製できるもので有れば特に限定されない。基体の形状
も、特に制限はされず、例えばフィルムであっても、シ
ートであってもよく、また、ロール状の長尺であって
も、カットシートであってもよい。
【００１２】このような基体は、ＡｌＯｘ膜の形成前
に、送出しロールから送り出された後、例えば交流又は
直流マグネトロン放電等の表面処理装置ボンバード機構
を通過せしめて表面を清浄化処理し、また、成膜後に、
例えば直流マグネトロン放電等の帯電除去ボンバード機
構を通過せしめて後処理してから、巻取ロールに巻き取
られることが好ましい。このような基体表面の処理とし
ては、プラスチック表面の公知の表面処理で有れば、コ
ロナ放電処理、プラズマ処理、グロー放電処理等のいず
れを用いても良い。
に、送出しロールから送り出された後、例えば交流又は
直流マグネトロン放電等の表面処理装置ボンバード機構
を通過せしめて表面を清浄化処理し、また、成膜後に、
例えば直流マグネトロン放電等の帯電除去ボンバード機
構を通過せしめて後処理してから、巻取ロールに巻き取
られることが好ましい。このような基体表面の処理とし
ては、プラスチック表面の公知の表面処理で有れば、コ
ロナ放電処理、プラズマ処理、グロー放電処理等のいず
れを用いても良い。
【００１３】蒸発源材料のアルミニウムを加熱・溶融・
蒸発する手段としては、特に制限はないが、例えば誘導
加熱、抵抗加熱、電子ビーム加熱、レーザービーム加熱
等を用いることができる。使用するアルミニウムとして
は、純度が９９％以上のものが好ましい。また、導入さ
れる反応ガスとしては、酸素ガスを使用するが、酸素含
有ガスもこれに含まれる。好ましいのは純度の高い酸素
ガスである。
蒸発する手段としては、特に制限はないが、例えば誘導
加熱、抵抗加熱、電子ビーム加熱、レーザービーム加熱
等を用いることができる。使用するアルミニウムとして
は、純度が９９％以上のものが好ましい。また、導入さ
れる反応ガスとしては、酸素ガスを使用するが、酸素含
有ガスもこれに含まれる。好ましいのは純度の高い酸素
ガスである。
【００１４】基体上に形成されるＡｌＯｘ膜は、Ａｌ
Ｏ、Ａｌ2Ｏ2、Ａｌ2Ｏ3等の組成からなるものが含まれ
得る。好ましくはＡｌ2Ｏ3である。
Ｏ、Ａｌ2Ｏ2、Ａｌ2Ｏ3等の組成からなるものが含まれ
得る。好ましくはＡｌ2Ｏ3である。
【００１５】本発明のＡｌＯｘ膜形成方法によれば、ア
ルミニウム蒸発量、酸素ガスの導入量を、単位時間当た
りの平均アルミニウム蒸発量、酸素ガスの導入量を、単
位時間当たりの平均アルミニウム蒸発量Ａ（モル／分）
と単位時間当たりの導入酸素ガス量Ｂ（モル／分）との
比（Ｂ／Ａ）が０．１≦Ｂ／Ａ＜０．３を満足するよう
な範囲に保持しながら成膜して、所望のＡｌＯｘ膜を得
る。
ルミニウム蒸発量、酸素ガスの導入量を、単位時間当た
りの平均アルミニウム蒸発量、酸素ガスの導入量を、単
位時間当たりの平均アルミニウム蒸発量Ａ（モル／分）
と単位時間当たりの導入酸素ガス量Ｂ（モル／分）との
比（Ｂ／Ａ）が０．１≦Ｂ／Ａ＜０．３を満足するよう
な範囲に保持しながら成膜して、所望のＡｌＯｘ膜を得
る。
【００１６】まず、送出ロールに巻かれた所定の厚さ、
幅、長さを有するＰＥＴフィルム等のプラスチックフィ
ルムからなる長尺基体に通常の巻取張力を与えて、所定
の到達圧力にされている成膜室内を、ガイドロールを介
して金属製の成膜ドラム（このドラムは、例えば−１５
℃に冷却されている）へ、所望の巻取速度で走行させ、
電子銃からの電子ビームの照射や誘導加熱等により、蒸
発用ルツボ内の蒸発物質（アルミニウム：例えば純度９
９．７％）を加熱し、アルミニウムの蒸発量を所定の範
囲内になるように調整し、走行している基体上に、例え
ば５０〜１５０オングストロームの膜厚でアルミニウム
が蒸着されるようにする。次いで、基体が成膜ドラムを
通過する際、ガス流量制御器を経て反応ガス導入口から
酸素ガス又は酸素含有ガスを導入して、この反応ガスを
所定の位置に設置されたガス導入ノズルから基体上に導
きながら、所定の成膜圧力で基体上にＡｌＯｘ膜を形成
する。この場合、上記したように、アルミニウム蒸発量
と導入酸素ガス量とを、単位時間当たりの平均アルミニ
ウム蒸発量Ａ（モル／分）と単位時間当たりの導入酸素
ガス量Ｂ（モル／分）との比（Ｂ／Ａ）が０．１≦Ｂ／
Ａ＜０．３を満足するような範囲内にあるように調整し
て成膜を行う。
幅、長さを有するＰＥＴフィルム等のプラスチックフィ
ルムからなる長尺基体に通常の巻取張力を与えて、所定
の到達圧力にされている成膜室内を、ガイドロールを介
して金属製の成膜ドラム（このドラムは、例えば−１５
℃に冷却されている）へ、所望の巻取速度で走行させ、
電子銃からの電子ビームの照射や誘導加熱等により、蒸
発用ルツボ内の蒸発物質（アルミニウム：例えば純度９
９．７％）を加熱し、アルミニウムの蒸発量を所定の範
囲内になるように調整し、走行している基体上に、例え
ば５０〜１５０オングストロームの膜厚でアルミニウム
が蒸着されるようにする。次いで、基体が成膜ドラムを
通過する際、ガス流量制御器を経て反応ガス導入口から
酸素ガス又は酸素含有ガスを導入して、この反応ガスを
所定の位置に設置されたガス導入ノズルから基体上に導
きながら、所定の成膜圧力で基体上にＡｌＯｘ膜を形成
する。この場合、上記したように、アルミニウム蒸発量
と導入酸素ガス量とを、単位時間当たりの平均アルミニ
ウム蒸発量Ａ（モル／分）と単位時間当たりの導入酸素
ガス量Ｂ（モル／分）との比（Ｂ／Ａ）が０．１≦Ｂ／
Ａ＜０．３を満足するような範囲内にあるように調整し
て成膜を行う。
【００１７】アルミニウム蒸発量及び酸素ガス導入量を
上記のように調整しながら、蒸着を続け、その後巻取ロ
ールに巻き取られたフィルムを取り出し、蒸発用ルツボ
内のアルミニウム残量を測定し、この測定値から、アル
ミニウムの全蒸発量を計算し、単位時間当たりの平均ア
ルミニウム蒸発量（Ａ）を求め、この値と単位時間当た
りの酸素ガスの導入量（Ｂ）とからＢ／Ａ比を計算す
る。
上記のように調整しながら、蒸着を続け、その後巻取ロ
ールに巻き取られたフィルムを取り出し、蒸発用ルツボ
内のアルミニウム残量を測定し、この測定値から、アル
ミニウムの全蒸発量を計算し、単位時間当たりの平均ア
ルミニウム蒸発量（Ａ）を求め、この値と単位時間当た
りの酸素ガスの導入量（Ｂ）とからＢ／Ａ比を計算す
る。
【００１８】上記のようにして得られたフィルムの酸素
透過率、水蒸気透湿度及び全光線透過率は上記したよう
な所期の目的を満足するものであった。
透過率、水蒸気透湿度及び全光線透過率は上記したよう
な所期の目的を満足するものであった。
【００１９】また、本発明の透明ＡｌＯｘバリア膜の製
造装置は、巻取式真空蒸着装置であり、図１に示すその
実施の形態の一構成例によれば、真空成膜室（図示せ
ず）内には送出ロール１、成膜ドラム２、巻取ロール３
からなる送出・巻取手段が設けられ、被処理基体４が送
出ロール１から繰り出され、ガイドロール５、６を介し
て成膜ドラム２へと送られ、次いで該基体は成膜ドラム
２の回転に伴われて連続走行し、別のガイドロール７、
８を介して巻取ロール４に巻き取られるように構成され
ている。成膜ドラム２の下方には、蒸発源材料（アルミ
ニウム）９を収容するための蒸発用ルツボ１０が設置さ
れ、熱源により該蒸発源材料は、加熱・溶融・蒸発され
る。蒸発された材料は、基体上の反応領域に向かい、そ
こで蒸着すると共に、ＭＤマスク１１、１１′で囲まれ
た所定の開口１２を通って供給された反応ガスと開口領
域の寸法にほぼ対応する基体上の反応領域において反応
して、ＡｌＯｘ膜を形成する。このＭＤマスクは、該成
膜ドラムの外周囲に近設されており、上記反応領域以外
の部分を遮蔽するためのものであり、主として、導入さ
れる反応ガスと蒸発アルミニウムとを反応に有効に関与
させるように、その反応領域を制限するために用いる。
造装置は、巻取式真空蒸着装置であり、図１に示すその
実施の形態の一構成例によれば、真空成膜室（図示せ
ず）内には送出ロール１、成膜ドラム２、巻取ロール３
からなる送出・巻取手段が設けられ、被処理基体４が送
出ロール１から繰り出され、ガイドロール５、６を介し
て成膜ドラム２へと送られ、次いで該基体は成膜ドラム
２の回転に伴われて連続走行し、別のガイドロール７、
８を介して巻取ロール４に巻き取られるように構成され
ている。成膜ドラム２の下方には、蒸発源材料（アルミ
ニウム）９を収容するための蒸発用ルツボ１０が設置さ
れ、熱源により該蒸発源材料は、加熱・溶融・蒸発され
る。蒸発された材料は、基体上の反応領域に向かい、そ
こで蒸着すると共に、ＭＤマスク１１、１１′で囲まれ
た所定の開口１２を通って供給された反応ガスと開口領
域の寸法にほぼ対応する基体上の反応領域において反応
して、ＡｌＯｘ膜を形成する。このＭＤマスクは、該成
膜ドラムの外周囲に近設されており、上記反応領域以外
の部分を遮蔽するためのものであり、主として、導入さ
れる反応ガスと蒸発アルミニウムとを反応に有効に関与
させるように、その反応領域を制限するために用いる。
【００２０】反応ガスは、真空成膜室に設けられる反応
ガス導入管を経て導入され、所定の位置に設置されたノ
ズル１３から噴射されて、開口１２を経て基体４に供給
され、アルミニウムと反応できるようになっている。ノ
ズル１３は、成膜ドラム２の外周面から３０ｍｍ以内の
位置であって、ＭＤマスク１１、１１’の開口１２の成
膜ドラム幅方向の端部又はその近傍で該開口への基体進
入側に設けられていることが好ましい。ノズル１３は、
ＭＤマスク１１に対して成膜ドラムの側と反対側に設け
られている。ノズル１３は、好ましくはＭＤマスク側に
開けられた複数のガス噴出孔を有し、基体の幅方向と平
行に延びている。基体の幅寸法が大きい場合には、反応
の均一性を満たすためにも、その幅寸法に合わせて蒸発
用ルツボ１０を複数個用いることが望ましい。この装置
を用いて、上記形成方法に従ってＡｌＯｘ膜を形成すれ
ば、所望の酸素透過率、水蒸気透湿度、全光線透過率を
有する透明ガスバリア性ＡｌＯｘ膜が効率的に得られ
る。
ガス導入管を経て導入され、所定の位置に設置されたノ
ズル１３から噴射されて、開口１２を経て基体４に供給
され、アルミニウムと反応できるようになっている。ノ
ズル１３は、成膜ドラム２の外周面から３０ｍｍ以内の
位置であって、ＭＤマスク１１、１１’の開口１２の成
膜ドラム幅方向の端部又はその近傍で該開口への基体進
入側に設けられていることが好ましい。ノズル１３は、
ＭＤマスク１１に対して成膜ドラムの側と反対側に設け
られている。ノズル１３は、好ましくはＭＤマスク側に
開けられた複数のガス噴出孔を有し、基体の幅方向と平
行に延びている。基体の幅寸法が大きい場合には、反応
の均一性を満たすためにも、その幅寸法に合わせて蒸発
用ルツボ１０を複数個用いることが望ましい。この装置
を用いて、上記形成方法に従ってＡｌＯｘ膜を形成すれ
ば、所望の酸素透過率、水蒸気透湿度、全光線透過率を
有する透明ガスバリア性ＡｌＯｘ膜が効率的に得られ
る。
【００２１】また、前記巻取式真空蒸着装置において、
図２に示すように、成膜ドラム２に対する蒸発源材料ア
ルミニウムの入射角度θが４０°より小さくなるように
すれば、例えば蒸発源材料の表面と成膜ドラムの成膜面
との距離が所定の範囲になるように配置すれば、また、
開口１２の周長が所定の範囲になるようにＭＤマスクを
設ければ、この装置を用いて得られるＡｌＯｘ膜は所望
の特性を有している。例えば、蒸発源材料アルミニウム
の表面と基体の反応領域との間の距離は、１０ -4Ｔｏｒ
ｒ台の真空度での平均自由行程から蒸発アルミニウムの
直進性を考えるとほぼ３００ｍｍ以上となり、また、マ
ルチタイプの蒸発源を使用する場合、基体の幅方向にお
ける膜厚の均一性を満たすためにもほぼ３００ｍｍ以上
が必要である。さらに、開口１２の周長については、上
記蒸発源材料の表面と成膜面との距離、アルミニウムの
蒸発速度、酸素ガスの導入速度等によっても異なるが、
周長が２３５ｍｍ以上になると所望の特性を有する透明
ガスバリアＡｌＯｘ膜を得ることが困難になる。図２中
の符号は全て図１中の符号と同じものを意味する。
図２に示すように、成膜ドラム２に対する蒸発源材料ア
ルミニウムの入射角度θが４０°より小さくなるように
すれば、例えば蒸発源材料の表面と成膜ドラムの成膜面
との距離が所定の範囲になるように配置すれば、また、
開口１２の周長が所定の範囲になるようにＭＤマスクを
設ければ、この装置を用いて得られるＡｌＯｘ膜は所望
の特性を有している。例えば、蒸発源材料アルミニウム
の表面と基体の反応領域との間の距離は、１０ -4Ｔｏｒ
ｒ台の真空度での平均自由行程から蒸発アルミニウムの
直進性を考えるとほぼ３００ｍｍ以上となり、また、マ
ルチタイプの蒸発源を使用する場合、基体の幅方向にお
ける膜厚の均一性を満たすためにもほぼ３００ｍｍ以上
が必要である。さらに、開口１２の周長については、上
記蒸発源材料の表面と成膜面との距離、アルミニウムの
蒸発速度、酸素ガスの導入速度等によっても異なるが、
周長が２３５ｍｍ以上になると所望の特性を有する透明
ガスバリアＡｌＯｘ膜を得ることが困難になる。図２中
の符号は全て図１中の符号と同じものを意味する。
【００２２】以下の実施例では、本発明の透明ＡｌＯｘ
バリア膜の形成方法について図面を参照して説明する。
実施例で得られたフィルムの特性の測定法は次のように
して行った。 （１）酸素透過率 いわゆるモコン法(B. Jonson et al., JPI Journal, 2
9, No.7 (1991) 27)に従って、酸素透過率測定装置（モ
ダンコントロールズ社製、OX-TRAN100）を用いて測定し
た。 （２）水蒸気透湿度 ＪＩＳ Ｚ ０２０８（カップ法）に従って測定した。 （３）全光線透過率 ＪＩＳ Ｋ ７３６１に従って、分光光度計（日本電色工
業(株)製、NDH2000）を用いて測定した。
バリア膜の形成方法について図面を参照して説明する。
実施例で得られたフィルムの特性の測定法は次のように
して行った。 （１）酸素透過率 いわゆるモコン法(B. Jonson et al., JPI Journal, 2
9, No.7 (1991) 27)に従って、酸素透過率測定装置（モ
ダンコントロールズ社製、OX-TRAN100）を用いて測定し
た。 （２）水蒸気透湿度 ＪＩＳ Ｚ ０２０８（カップ法）に従って測定した。 （３）全光線透過率 ＪＩＳ Ｋ ７３６１に従って、分光光度計（日本電色工
業(株)製、NDH2000）を用いて測定した。
【００２３】
【実施例】（実施例１）本実施例では、図１に示す巻取
式真空蒸着装置を用いて、酸素ガスの導入量、アルミニ
ウム蒸発量を制御して成膜し、所望のＡｌＯｘ膜を得
た。
式真空蒸着装置を用いて、酸素ガスの導入量、アルミニ
ウム蒸発量を制御して成膜し、所望のＡｌＯｘ膜を得
た。
【００２４】まず、送出ロール１に巻かれた厚さ１２μ
ｍ×幅１０００ｍｍ×長さ１００００ｍのポリエチレン
テレフタレート（ＰＥＴ）フィルムからなる長尺基板４
に通常の巻取張力を与えて、到達圧力２．４×ｌ０-2Ｐ
ａの成膜室内を、ガイドロール５及び６を介して金属製
の成膜ドラム２（このドラムは、−１５℃に冷却されて
いた）へと、２００ｍ／分の速度で走行させ、出力３０
ｋＷの電子銃（図示せず）からの電子ビームの照射によ
り、蒸発用ルツボ１０内の蒸発物質（アルミニウム：純
度９９．７％、充填量：１４．８５ｋｇ(５５０．４モ
ル)）９を加熱し、アルミニウムの蒸発量が１９．４４
ｇ／分になるように調整し、走行している基体４上に所
定の膜厚（５０〜１５０オングストローム）のアルミニ
ウムが蒸着されるようにした。次いで、基体４が成膜ド
ラム２を通過する際、ガス流量制御器を経て反応ガス導
入口から３．０９ＳＬＭの酸素ガスを導入して、この酸
素ガスを所定の位置に設置されたガス導入ノズル１３か
ら開口１２を経て基体上に導きながら、基体上にＡｌＯ
ｘ膜を形成した。成膜圧力は４．１×１０-2Ｐａであ
り、成膜幅は９００ｍｍとした。
ｍ×幅１０００ｍｍ×長さ１００００ｍのポリエチレン
テレフタレート（ＰＥＴ）フィルムからなる長尺基板４
に通常の巻取張力を与えて、到達圧力２．４×ｌ０-2Ｐ
ａの成膜室内を、ガイドロール５及び６を介して金属製
の成膜ドラム２（このドラムは、−１５℃に冷却されて
いた）へと、２００ｍ／分の速度で走行させ、出力３０
ｋＷの電子銃（図示せず）からの電子ビームの照射によ
り、蒸発用ルツボ１０内の蒸発物質（アルミニウム：純
度９９．７％、充填量：１４．８５ｋｇ(５５０．４モ
ル)）９を加熱し、アルミニウムの蒸発量が１９．４４
ｇ／分になるように調整し、走行している基体４上に所
定の膜厚（５０〜１５０オングストローム）のアルミニ
ウムが蒸着されるようにした。次いで、基体４が成膜ド
ラム２を通過する際、ガス流量制御器を経て反応ガス導
入口から３．０９ＳＬＭの酸素ガスを導入して、この酸
素ガスを所定の位置に設置されたガス導入ノズル１３か
ら開口１２を経て基体上に導きながら、基体上にＡｌＯ
ｘ膜を形成した。成膜圧力は４．１×１０-2Ｐａであ
り、成膜幅は９００ｍｍとした。
【００２５】アルミニウム蒸発量及び酸素ガス導入量を
上記のように調整しながら、６０分間蒸着を続け、その
後巻取ロール３に巻き取られたフィルム（膜厚：８０オ
ングストローム）を取り出し、蒸発用ルツボ１０内のア
ルミニウム残量を測定したところ、１３．６８ｋｇ（５
０７．０モル）であった。この値から、アルミニウムの
全蒸発量は１．１７ｋｇ（４３．４モル）であり、単位
時間当たりの平均アルミニウム蒸発量（Ａ）は０．７２
０４９４モル／分であった。また、単位時間当たりの酸
素ガスの導入量（Ｂ）は０．１３７８２３モル／分であ
った。従って、Ｂ／Ａは０．１９１２９０であった。
上記のように調整しながら、６０分間蒸着を続け、その
後巻取ロール３に巻き取られたフィルム（膜厚：８０オ
ングストローム）を取り出し、蒸発用ルツボ１０内のア
ルミニウム残量を測定したところ、１３．６８ｋｇ（５
０７．０モル）であった。この値から、アルミニウムの
全蒸発量は１．１７ｋｇ（４３．４モル）であり、単位
時間当たりの平均アルミニウム蒸発量（Ａ）は０．７２
０４９４モル／分であった。また、単位時間当たりの酸
素ガスの導入量（Ｂ）は０．１３７８２３モル／分であ
った。従って、Ｂ／Ａは０．１９１２９０であった。
【００２６】上記のようにして得られたフィルムに対し
て、酸素透過率、水蒸気透湿度及び全光線透過率を測定
した。得られた結果は以下の通りであり、目的に適った
特性を有する透明ＡｌＯｘバリア膜が得られた。なお、
基体として用いたＰＥＴフィルムの酸素透過率は、１３
７ｃｍ3／ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ、水蒸気透湿度は４２．
３ｇ／ｍ2・ｄａｙ、全光線透過率は８８．７２％Ｔで
あった。
て、酸素透過率、水蒸気透湿度及び全光線透過率を測定
した。得られた結果は以下の通りであり、目的に適った
特性を有する透明ＡｌＯｘバリア膜が得られた。なお、
基体として用いたＰＥＴフィルムの酸素透過率は、１３
７ｃｍ3／ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ、水蒸気透湿度は４２．
３ｇ／ｍ2・ｄａｙ、全光線透過率は８８．７２％Ｔで
あった。
【００２７】 酸素透過率：１．１ｃｍ3／ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ 水蒸気透湿度：０．８６ｇ／ｍ2・ｄａｙ 全光線透過率：８８．２７％Ｔ （実施例２）実施例１記載の方法を、以下のプロセス条
件以外は同じ条件を用いて繰り返した。
件以外は同じ条件を用いて繰り返した。
【００２８】 到達圧力：２．０×１０-2Ｐａ 成膜速度（走行速度）：７００ｍ／分 電子銃出力：５５ｋＷ 成膜幅：３００ｍｍ アルミニウム充填量：１４．７ｋｇ（５４４．８モル） 酸素ガス導入量：２．３９ＳＬＭ 成膜圧力：３．７×１０-2Ｐａ アルミニウム蒸発量及び酸素ガス導入量を上記のように
調整しながら、６０分間蒸着を続け、その後巻取ロール
３に巻き取られたフィルム（膜厚：８０オングストロー
ム）を取り出し、蒸発用ルツボ１０内のアルミニウム残
量を測定したところ、１３．３４ｋｇであった。これか
ら、アルミニウムの全蒸発量は１．３６ｋｇ（５０．４
モル）であり、単位時間当たりの平均アルミニウム蒸発
量（Ａ）は０．８４０５７６モル／分であった。また、
単位時間当たりの酸素ガスの導入量（Ｂ）は０．１０６
６０１モル／分であった。従って、Ｂ／Ａは０．１２６
８１９であった。
調整しながら、６０分間蒸着を続け、その後巻取ロール
３に巻き取られたフィルム（膜厚：８０オングストロー
ム）を取り出し、蒸発用ルツボ１０内のアルミニウム残
量を測定したところ、１３．３４ｋｇであった。これか
ら、アルミニウムの全蒸発量は１．３６ｋｇ（５０．４
モル）であり、単位時間当たりの平均アルミニウム蒸発
量（Ａ）は０．８４０５７６モル／分であった。また、
単位時間当たりの酸素ガスの導入量（Ｂ）は０．１０６
６０１モル／分であった。従って、Ｂ／Ａは０．１２６
８１９であった。
【００２９】上記のようにして得られたフィルムに対し
て、酸素透過率、水蒸気透湿度及び全光線透過率を測定
した。得られた結果は以下の通りであり、目的に適った
特性を有する透明ＡｌＯｘバリア膜が得られた。
て、酸素透過率、水蒸気透湿度及び全光線透過率を測定
した。得られた結果は以下の通りであり、目的に適った
特性を有する透明ＡｌＯｘバリア膜が得られた。
【００３０】 酸素透過率：０．７５ｃｍ3／ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ 水蒸気透湿度：０．６９ｇ／ｍ2・ｄａｙ 全光線透過率：８７．８５％Ｔ （実施例３）実施例１記載の方法を、以下のプロセス条
件以外は同じ条件を用いて繰り返した。但し、巻取式真
空蒸着装置として、図１に構成の概略を示すものであっ
て、酸素ガス導入ノズル１３を成膜ドラム外周面から２
０ｍｍの位置に設けたものを用いて成膜した。また、比
較のために、ガス導入ノズル１３を成膜ドラム外周面か
ら５０ｍｍの位置に設けたものを用いて、同様にして成
膜した。
件以外は同じ条件を用いて繰り返した。但し、巻取式真
空蒸着装置として、図１に構成の概略を示すものであっ
て、酸素ガス導入ノズル１３を成膜ドラム外周面から２
０ｍｍの位置に設けたものを用いて成膜した。また、比
較のために、ガス導入ノズル１３を成膜ドラム外周面か
ら５０ｍｍの位置に設けたものを用いて、同様にして成
膜した。
【００３１】 加熱方法：高周波誘導加熱 基体：厚さ１２μｍ×幅２４０ｍｍ×長さ１０００ｍの
ＰＥＴフィルム 成膜幅：２００ｍｍ １）ノズルが２０ｍｍの位置にある場合： 到達圧力：２．５×１０-2Ｐａ 成膜速度（走行速度）：６０ｍ／分 電子銃出力：１５ｋＷ アルミニウム充填量：２．７３ｋｇ（１００モル） 酸素ガス導入量：４００ＳＣＣＭ 成膜圧力：２．９×１０-2Ｐａ ２）ノズルが５０ｍｍの位置にある場合： 到達圧力：１．６×１０-2Ｐａ 成膜速度（走行速度）：５５ｍ／分 電子銃出力：１３ｋＷ アルミニウム充填量：２．６６ｋｇ（９６モル） 酸素ガス導入量：５５０ＳＣＣＭ 成膜圧力：５．５×１０-2Ｐａ 上記１）の場合、アルミニウム蒸発量及び酸素ガス導入
量を上記のように調整しながら、６０分間蒸着を続け、
その後巻取ロール３に巻き取られたフィルムを取り出
し、蒸発用ルツボ１０内のアルミニウム残量を測定した
ところ、２．７０５７ｋｇであった。これから、アルミ
ニウムの全蒸発量は０．０２４３ｋｇ（０．９モル）で
あり、単位時間当たりの平均アルミニウム蒸発量（Ａ）
は０．０６モル／分であった。また、単位時間当たりの
酸素ガスの導入量（Ｂ）は０．０１８モル／分であっ
た。この値から、Ｂ／Ａは０．２９であった。また、上
記２）の場合、アルミニウム残量：２．６３８ｋｇ、ア
ルミニウム全蒸発量：０．０２２ｋｇ（０．８３モ
ル）、（Ａ）：０．０５５モル／分、（Ｂ）：０．０２
５モル／分、Ｂ／Ａ：０．４５であった。
ＰＥＴフィルム 成膜幅：２００ｍｍ １）ノズルが２０ｍｍの位置にある場合： 到達圧力：２．５×１０-2Ｐａ 成膜速度（走行速度）：６０ｍ／分 電子銃出力：１５ｋＷ アルミニウム充填量：２．７３ｋｇ（１００モル） 酸素ガス導入量：４００ＳＣＣＭ 成膜圧力：２．９×１０-2Ｐａ ２）ノズルが５０ｍｍの位置にある場合： 到達圧力：１．６×１０-2Ｐａ 成膜速度（走行速度）：５５ｍ／分 電子銃出力：１３ｋＷ アルミニウム充填量：２．６６ｋｇ（９６モル） 酸素ガス導入量：５５０ＳＣＣＭ 成膜圧力：５．５×１０-2Ｐａ 上記１）の場合、アルミニウム蒸発量及び酸素ガス導入
量を上記のように調整しながら、６０分間蒸着を続け、
その後巻取ロール３に巻き取られたフィルムを取り出
し、蒸発用ルツボ１０内のアルミニウム残量を測定した
ところ、２．７０５７ｋｇであった。これから、アルミ
ニウムの全蒸発量は０．０２４３ｋｇ（０．９モル）で
あり、単位時間当たりの平均アルミニウム蒸発量（Ａ）
は０．０６モル／分であった。また、単位時間当たりの
酸素ガスの導入量（Ｂ）は０．０１８モル／分であっ
た。この値から、Ｂ／Ａは０．２９であった。また、上
記２）の場合、アルミニウム残量：２．６３８ｋｇ、ア
ルミニウム全蒸発量：０．０２２ｋｇ（０．８３モ
ル）、（Ａ）：０．０５５モル／分、（Ｂ）：０．０２
５モル／分、Ｂ／Ａ：０．４５であった。
【００３２】上記のようにして得られたフィルムに対し
て、酸素透過率、水蒸気透湿度及び全光線透過率を測定
した。得られた結果は以下の通りである。ＰＥＴフィル
ム自体の酸素透過率、水蒸気透湿度、全光線透過率は、
実施例１の場合と同じである。
て、酸素透過率、水蒸気透湿度及び全光線透過率を測定
した。得られた結果は以下の通りである。ＰＥＴフィル
ム自体の酸素透過率、水蒸気透湿度、全光線透過率は、
実施例１の場合と同じである。
【００３３】 ノズルが２０ｍｍの位置にある場合： 酸素透過率：２．１５ｃｍ3／ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ 水蒸気透湿度：２．２ｇ／ｍ2・ｄａｙ 全光線透過率：８６．３４％Ｔ ノズルが５０ｍｍの位置にある場合： 酸素透過率：２．３８ｃｍ3／ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ 水蒸気透湿度：２．３１ｇ／ｍ2・ｄａｙ 全光線透過率：８２．３６％Ｔ 上記結果から、ノズルが２０ｍｍの位置にある場合、目
的に適った特性を有する透明ＡｌＯｘバリア膜が得られ
たが、ノズルが５０ｍｍの位置にある場合、全光線透過
率が低くなりすぎて、透明バリア膜製品としては好まし
くないことが分かる。従って、ガス導入ノズルが成膜ド
ラムから３０ｍｍ程度以内の位置に設けられていれば、
所望の全光線透過率を有するＡｌＯｘ膜が得られるとい
えよう。 （実施例４）実施例１記載の方法を繰り返すが、厚さ１
２μｍ×幅１０００ｍｍ×１００００ｍのＰＥＴフィル
ムからなる長尺基体４を用いて、以下の表１に示すプロ
セス条件以外は同じ条件を用いた。但し、巻取式真空蒸
着装置として、図２にその構成の概略を示すものであっ
て、成膜ドラム２に対する蒸発源材料(アルミニウム)の
入射角度が５．７°、１２．１°、２３．３°、２５．
３°、及び４０°になるように、蒸発源材料の表面と成
膜ドラムの成膜面との間の距離を設定し、また、それぞ
れの場合のＭＤマスクの開口周長を４０ｍｍ、８０ｍ
ｍ、１６０ｍｍ、１７２ｍｍ、及び２３５ｍｍにして、
該装置を構成したものを用いて成膜した。
的に適った特性を有する透明ＡｌＯｘバリア膜が得られ
たが、ノズルが５０ｍｍの位置にある場合、全光線透過
率が低くなりすぎて、透明バリア膜製品としては好まし
くないことが分かる。従って、ガス導入ノズルが成膜ド
ラムから３０ｍｍ程度以内の位置に設けられていれば、
所望の全光線透過率を有するＡｌＯｘ膜が得られるとい
えよう。 （実施例４）実施例１記載の方法を繰り返すが、厚さ１
２μｍ×幅１０００ｍｍ×１００００ｍのＰＥＴフィル
ムからなる長尺基体４を用いて、以下の表１に示すプロ
セス条件以外は同じ条件を用いた。但し、巻取式真空蒸
着装置として、図２にその構成の概略を示すものであっ
て、成膜ドラム２に対する蒸発源材料(アルミニウム)の
入射角度が５．７°、１２．１°、２３．３°、２５．
３°、及び４０°になるように、蒸発源材料の表面と成
膜ドラムの成膜面との間の距離を設定し、また、それぞ
れの場合のＭＤマスクの開口周長を４０ｍｍ、８０ｍ
ｍ、１６０ｍｍ、１７２ｍｍ、及び２３５ｍｍにして、
該装置を構成したものを用いて成膜した。
【００３４】それぞれの場合について、アルミニウム蒸
発量及び酸素ガス導入量を表１に示す値に調整しなが
ら、６０分間蒸着を続け、その後巻取ロール３に巻き取
られたフィルムを取り出し、得られたフィルムに対し
て、酸素透過率、水蒸気透湿度及び全光線透過率を測定
した。得られた結果を表１に示す。ＰＥＴフィルム自体
の酸素透過率、水蒸気透湿度及び全光線透過率は、実施
例１の場合と同じである。
発量及び酸素ガス導入量を表１に示す値に調整しなが
ら、６０分間蒸着を続け、その後巻取ロール３に巻き取
られたフィルムを取り出し、得られたフィルムに対し
て、酸素透過率、水蒸気透湿度及び全光線透過率を測定
した。得られた結果を表１に示す。ＰＥＴフィルム自体
の酸素透過率、水蒸気透湿度及び全光線透過率は、実施
例１の場合と同じである。
【００３５】
【表１】
【００３６】表１に示す結果から明らかなように、蒸発
アルミニウムの入射角度が４０°より低い場合には、所
望の酸素透過率（３ｃｍ3／ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ以
下）、水蒸気透湿度（３ｇ／ｍ2・ｄａｙ以下）を有
し、全光線透過率が基体自体の全光線透過率とほぼ同じ
であるＡｌＯｘ膜が形成されたが、４０°以上である場
合は、酸素透過率が３ｃｍ3／ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ以
上、水蒸気透湿度が３ｇ／ｍ2・ｄａｙ以上であり、ま
た、全光線透過率が基体自体の全光線透過率よりも大変
低いＡｌＯｘ膜が形成された。なお、ＭＤマスクの開口
１２の周長については、上記蒸発源材料の表面と成膜面
との距離、アルミニウムの蒸発速度、酸素ガスの導入速
度等によっても異なるが、周長が２３５ｍｍ以上になる
と所望の特性を有する透明ＡｌＯｘバリア膜を得ること
が困難になることが分かる。
アルミニウムの入射角度が４０°より低い場合には、所
望の酸素透過率（３ｃｍ3／ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ以
下）、水蒸気透湿度（３ｇ／ｍ2・ｄａｙ以下）を有
し、全光線透過率が基体自体の全光線透過率とほぼ同じ
であるＡｌＯｘ膜が形成されたが、４０°以上である場
合は、酸素透過率が３ｃｍ3／ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ以
上、水蒸気透湿度が３ｇ／ｍ2・ｄａｙ以上であり、ま
た、全光線透過率が基体自体の全光線透過率よりも大変
低いＡｌＯｘ膜が形成された。なお、ＭＤマスクの開口
１２の周長については、上記蒸発源材料の表面と成膜面
との距離、アルミニウムの蒸発速度、酸素ガスの導入速
度等によっても異なるが、周長が２３５ｍｍ以上になる
と所望の特性を有する透明ＡｌＯｘバリア膜を得ること
が困難になることが分かる。
【００３７】
【発明の効果】本発明の形成方法によれば、透明ＡｌＯ
ｘバリア膜の形成にあたり、単位時間当たりの平均アル
ミニウム蒸発量に対する単位時間当たりの酸素ガス導入
量を特定の比率に保持しながら蒸着を行うことにより、
ガスバリア性に優れた透明ＡｌＯｘ膜を得ることができ
る。
ｘバリア膜の形成にあたり、単位時間当たりの平均アル
ミニウム蒸発量に対する単位時間当たりの酸素ガス導入
量を特定の比率に保持しながら蒸着を行うことにより、
ガスバリア性に優れた透明ＡｌＯｘ膜を得ることができ
る。
【００３８】また、本発明の透明ＡｌＯｘバリア膜の製
造装置によれば、反応ガス導入管のノズルを特定の位置
に設けることにより、また、蒸発アルミニウムの反応領
域への入射角度を４０°より小さくすることにより、優
れたガスバリア性を有するＡｌＯｘ膜を容易に得ること
ができる装置を提供することが可能である。
造装置によれば、反応ガス導入管のノズルを特定の位置
に設けることにより、また、蒸発アルミニウムの反応領
域への入射角度を４０°より小さくすることにより、優
れたガスバリア性を有するＡｌＯｘ膜を容易に得ること
ができる装置を提供することが可能である。
【図１】本発明の製造装置の構成の一例を模式的に示す
説明図。
説明図。
【図２】本発明の製造装置の構成の別の一例を模式的に
示す説明図。
示す説明図。
１ 送出ロール ２ 成膜ドラム ３ 巻取ロール ４ 被処理基体 ５、６、７、８ ガイドロール ９ 蒸発源材料 １０ 蒸発用ルツボ １１、１１’
ＭＤマスク １２ 開口 １３ ノズル
ＭＤマスク １２ 開口 １３ ノズル
フロントページの続き (72)発明者 清水 昭 神奈川県茅ヶ崎市萩園2500番地 日本真空 技術株式会社内 (72)発明者 稲川 幸之助 千葉県山武郡山武町横田523 日本真空技 術株式会社千葉超材料研究所内 Ｆターム(参考） 4F006 AA12 AA13 AA15 AA16 AA17 AA35 AA38 AB74 BA05 CA07 DA01 4K029 AA11 BA44 BC00 BC08 BD00 CA02 DB03 EA04 HA01 JA10 KA03
Claims (5)
- 【請求項１】 真空室内において、基体の送出・巻取手
段により室内を走行する誘電体からなる長尺基体上に、
蒸発源からの蒸発アルミニウムと酸素ガスとの反応によ
りＡｌＯｘ膜を形成する真空蒸着方法において、単位時
間当たりの平均アルミニウム蒸発量Ａ（モル／分）と単
位時間当たりの導入酸素ガス量Ｂ（モル／分）との比
（Ｂ／Ａ）を０．１≦Ｂ／Ａ＜０．３に保持しながら蒸
着を行うことを特徴とする透明ＡｌＯｘバリア膜の形成
方法。 - 【請求項２】 真空成膜室と、該成膜室内に設置された
送出・巻取手段であって、該成膜室内を走行する長尺誘
電体基体の送出ロール、成膜ドラム、巻取ロールからな
る送出・巻取手段と、該成膜ドラムの下方に設置された
蒸発源材料としてアルミニウムを収容するルツボと、該
成膜ドラムに酸素を供給するための酸素ガス導入管とを
有する巻取式真空蒸着装置において、該酸素ガス導入管
のノズルが、該成膜ドラムの外周面から３０ｍｍ以内の
位置であって、該成膜ドラムの外周囲に近設されたＭＤ
マスク（基体長手方向制限マスク）の外側方向でかつ該
成膜ドラム幅方向における該ＭＤマスクの開口の端部又
はその近傍の位置で、該開口への基体進入側に設けられ
ており、単位時間当たりの平均アルミニウム蒸発量Ａ
（モル／分）と単位時間当たりの導入酸素ガス量Ｂ（モ
ル／分）との比（Ｂ／Ａ）を０．１≦Ｂ／Ａ＜０．３に
保持しながら蒸着を行うことを特徴とする透明ＡｌＯｘ
バリア膜の製造装置。 - 【請求項３】真空成膜室と、該成膜室内に設置された送
出・巻取手段であって、該成膜室内を走行する長尺誘電
体基体の送出ロール、成膜ドラム、巻取ロールからなる
送出・巻取手段と、該成膜ドラムの下方に設置された蒸
発源材料としてアルミニウムを収容するルツボと、該成
膜ドラムに酸素を供給するための酸素ガス導入管とを有
する巻取式真空蒸着装置において、該成膜ドラムの外周
囲に近接されたＭＤマスクの開口と該ルツボとの位置で
決まる蒸発源材料の入射角度θが４０°より小さくなる
ように構成されており、単位時間当たりの平均アルミニ
ウム蒸発量Ａ（モル／分）と単位時間当たりの導入酸素
ガス量Ｂ（モル／分）との比（Ｂ／Ａ）を０．１≦Ｂ／
Ａ＜０．３に保持しながら蒸着を行うことを特徴とする
透明ＡｌＯｘバリア膜の製造装置。 - 【請求項４】 前記酸素ガス導入管のノズルが、該成膜
ドラムの外周面から３０ｍｍ以内の位置であって、該成
膜ドラムの外周囲に近設されたＭＤマスクの外側方向で
かつ該成膜ドラム幅方向における該ＭＤマスクの開口の
端部又はその近傍の位置で、該開口への基体進入側に設
けられていることを特徴とする請求項３記載の透明Ａｌ
Ｏｘバリア膜の製造装置。 - 【請求項５】 前記入射角度θを４０°より小さくする
ように、蒸発源材料の表面と成膜ドラムの成膜面との間
の距離、又はＭＤマスクの開口の周長、あるいはその両
方を調整することを特徴とする請求項３又は４記載の透
明ＡｌＯｘバリア膜の製造装置。
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| JP2000002527A JP4792151B2 (ja) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | 透明ＡｌＯｘバリア膜の形成方法及び製造装置 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2000
- 2000-01-11 JP JP2000002527A patent/JP4792151B2/ja not_active Expired - Fee Related
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