JP2003183813A - 透明導電性フィルムの製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成膜室内の水分分圧の上昇が少なく、ペン入
力耐久性に優れ、かつ、生産性に優れた透明導電性フィ
ルムを成膜するための、ロールコーター式連続スパッタ
リング装置を提供する。 【解決手段】 長尺プラスチックフィルム上に透明導電
性薄膜をスパッタリング法にて連続的に成膜する透明導
電性フィルムの製造装置であって、該製造装置が、巻出
しフィルム室、脱ガス室、成膜室、巻取りフィルム室か
ら構成されており、巻出しフィルム室および／または巻
取りフィルム室の圧力が大気圧であっても成膜室の圧力
を１０Ｐａ以下に保持することを特徴とする透明導電性
フィルムの製造装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチックフィ
ルム上に透明導電性薄膜を積層及び成膜するロールコー
ター式連続スパッタリング装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】連続式スパッタリング装置を用いてウェ
ブに薄膜を形成させる際、ウェブから発生する水分によ
り金属酸化物薄膜の純度が低下するという問題が知られ
ている。これは、水分中の酸素が金属ターゲットの金属
と反応することにより金属酸化物薄膜の組成が変化する
ためである。

【０００３】また、スパッタリング装置はロールコータ
ー式連続スパッタリング装置を用いて生産されることが
多い。しかしながら、従来のロールコーター式連続スパ
ッタリング装置は、連続とはいうものの、ロール状のフ
ィルム１本を連続でスパッタリングする場合が多い。す
なわち、１本のロールのスパッタリングが完了すると真
空チャンバーを開けてフィルムロールを交換し、再度、
真空引きを行ってから、再びスパッタリングを行うとい
うものであり、バッチ式に近いものである。

【０００４】一方、真空や加熱などによりウェブから水
分が出てくると、成膜時にスパッタリングにより形成さ
せる金属酸化物薄膜の組成が変化するという問題点があ
る。そこで、ウェブから出てくる水分の影響を少なくす
るために、ロールコーター式連続スパッタリング装置に
おいて、ロール室と成膜室を遮蔽板で仕切ったり、ロー
ル室で予備加熱を行うことが従来行なわれてきた。しか
しながら、ロール室から成膜室へは冷却ロールに接触さ
せながらウェブを通過させる必要があるため、ロール室
と成膜室の間を完全に仕切ることはできない。そのた
め、ロール室で発生した水分が成膜室に混入し、スパッ
タリングにより形成させた金属酸化物薄膜の組成が変化
するという問題点を完全に解消することはできなかっ
た。

【０００５】また、従来のロールコーター式連続スパッ
タリング装置では、フィルムロールを交換する度に真空
チャンバーを大気開放にするため、チャンバー内壁に水
分が付着して、成膜室内の真空度を常に高い状態に保つ
ことが出来ないという問題もあった。

【０００６】前記の問題を改善するために、特開２００
０−０１７４３７号公報では、成膜室内の水分分圧を低
く保つために、成膜室内に水分排気能力の高いクライオ
・コイル等水分用ポンプ、例えば、ポリコールド（商
標）のような冷却部に水分を吸着させるポンプを用いた
装置も提案されている。

【０００７】しかしながら、成膜室内にクライオ・コイ
ルを設ける場合、ウェブ近くにはターゲットを取り付け
るカソード・ボックスがあり、クライオ・パネルをウェ
ブから離れた位置に設置させる必要がある。そのため、
ロール室から成膜室に混入する水分の影響で膜純度の低
下や、ＩＴＯ膜をスパッタリングした場合、ペン入力耐
久性の低下など膜品質に悪影響が起こることがあった。

【０００８】また、ロール室で予備加熱を行い、かつ、
その近くにクライオ・コイルを設けるという方法も提案
されているが、予備加熱で発生する大量の水分をロール
室内で完全に吸着してしまうことが難しいため、ウェブ
から発生する水分の影響を完全に無くすことは出来なか
った。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の実情に
鑑みてなされたもので、その目的は、成膜室内の水分分
圧の上昇が少なく、ペン入力耐久性に優れ、かつ、生産
性に優れた透明導電性フィルムを成膜するための、ロー
ルコーター式連続スパッタリング装置を提供することに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、請求項記
載の発明により達成される。すなわち、巻出しフィルム
室、脱ガス室、バッファ室、成膜室、巻取りフィルム室
から構成されたスパッタリング装置内を走行するウェブ
を脱ガス室内に設置したヒーターで加熱し、脱ガス室に
設けたクライオ・コイルなどの真空排気装置により発生
した水分を排気、吸着させる。さらに、脱ガス室と成膜
室の間に設けたバッファ室にもクライオ・コイルなどの
真空排気装置を設け、脱ガス室で吸着され切れなかった
水分を排気、吸着させる。

【００１１】バッファ室と成膜室は冷却ロールと遮蔽板
で遮蔽され、かつ、冷却ロール周上の隔離点での接線よ
りも冷却ロール側の領域にスパッタリングターゲットを
設け、かつ、冷却ロール周上の隔離点での接線よりも冷
却ロール側の領域外に真空排気ポンプを設けることで、
仮にバッファ室から水分がまわり込んで来たとしても、
成膜室の真空排気装置で排気、吸着する構造とする。

【００１２】また、フィルム・ロール交換時にチャンバ
ー内壁に水分が付着することを防止するために、巻出し
フィルム室と脱ガス室及び、巻取りフィルム室と後処理
室もしくは、バッファ室間にウェブをゴム・パッキンで
挿み込む機構を設け、フィルム・ロール交換を、成膜室
を大気開放にせずに行うことでチャンバー内壁への水分
付着を防止、かつ、こうすることで、フィルム・ロール
交換後の真空引き時間も短縮出来るので、生産性に優れ
た装置にすることが出来る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の一形態を説明する。図１は、本発明の実施例におけ
るロールコーター式連続スパッタ装置を示す概略図であ
る。真空槽１、２、３、４、５、６から成るロールコー
ター式スパッタ装置の巻き出しロール７にセットされた
ウェブ１６は巻出しロール室１を通り、バッファ室３を
通過してバッファ室と成膜室を仕切る仕切り１２の隙間
を通って冷却ロール９上を通過し、再び、バッファ室を
経由して後処理室を通り、巻取りフィルム室で巻き取り
ロール８で巻き取られる。各真空槽内の真空度は真空排
気装置１０及び、クライオコイル１１により真空を維持
する。ターゲットが取り付けてあるカソード・ボックス
１３は冷却ロール９の半径方向側面に配置され、アルゴ
ンガス雰囲気中にて高電圧をターゲットに加えることで
ターゲット材料の一部がウェブ上にスパッタリングされ
る。

【００１４】また、巻き出しロール７から送り出された
高ウェブ１６は脱ガス室２に設けられた加熱装置１４に
より加熱され、ポリコールド（商標）を使用したクライ
オ・パネル１１によりウェブ１６から出て来た水分を吸
着させる。

【００１５】脱ガス室２と成膜室４の間にバッファ室３
を設け、脱ガス室２から漏れてきた水分を排気、吸着さ
せる。

【００１６】成膜室４とバッファ室３は冷却ロール９と
遮蔽板１２で隔離させ、ウェブが通る隙間だけが開いて
いる。また、ターゲットを冷却ロール周上の隔離点での
接線よりも冷却ロール側の領域に設置し、その外側に真
空排気装置を設けることで、仮に水分が成膜室に回り込
んできたとしても、水分を排気、吸着しやすくしてい
る。

【００１７】巻出しフィルム室１と脱ガス室２、巻取り
フィルム室６と後処理室５間にフィルムを挟み込む装置
１５を設けることでフィルム・ロール交換時にも巻出し
フィルム室１と巻取りフィルム室６のみを大気開放にす
るだけで、成膜室の圧力を１０Ｐａ以下に保持した状態
でロール交換が可能である。

【００１８】

【作用】本発明によれば、ウェブ中の水分を強制的に蒸
発させ、真空排気装置により排気／吸着させること、ま
た、バッファ室を設けたことや水分がターゲット周りに
行き難くしたことで水分率の低いウェブをスパッタ可能
となる。また、スパッタ膜の純度を低下させることが無
く、ペン入力耐久性に優れた透明導電性フィルムが得ら
れる。さらに、フィルム・ロール交換時に成膜室を大気
開放にする必要が無いために、チャンバー壁面は水分が
付きにくく、これもペン入力耐久性に優れた透明導電性
フィルムを得ることに寄与し、かつ、真空引き時間が短
縮されるので、生産性も向上する。

【００１９】

【実施例】以下に実施例により本願発明を説明するが、
本願発明はこれらにより限定されるものではない。

【００２０】スパッタリングを施すウェブ１６は、片面
に高分子被覆層を有する二軸延伸ポリエチレンテレフタ
レート（ＰＥＴ）フィルム（東洋紡績（株）製、Ａ４１
００、幅：１０００ｍ、厚み：１８８μｍ）を用い、高
分子被覆層側表面にスパッタリングを行なった。

【００２１】ターゲットはインジウム−スズ複合酸化物
（酸化インジウム／酸化スズ＝９０重量％／１０重量
％、三井金属鉱業（株）製）を用い、ＤＣマグネトロン
・スパッタ法により１個のターゲットでスパッタリング
を行った。ラインスピードは２ｍ／分、加熱装置として
は赤外線ヒーターを用いてフィルム表面温度を１５０℃
に加熱した。

【００２２】本発明のスパッタ装置と従来のスパッタ装
置で得られた透明導電性フィルムに関し、ペン入力耐久
試験（５Ｎの荷重下で２０万回）後の接触抵抗値を表１
に示した。本発明のスパッタ装置は従来のスパッタ装置
と比べ、ペン入力耐久試験後の接触抵抗値は低く、ペン
入力耐久性に優れていることが分かる。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のロールコ
ーター式連続スパッタリング装置は、ウェブ（スパッタ
基板）が成膜室に入る前に基板を加熱する装置、および
蒸発した水分を排気、吸着するクライオ・コイルなどの
真空排気装置を配設しているため、成膜室内の水分分圧
の上昇を抑制でき、その結果スパッタ膜の純度の低下を
防止することが出来て、ペン入力耐久性に優れた透明導
電性フィルムが得られる。さらに、フィルム・ロール交
換ことに成膜室を大気開放にする必要が無いために、成
膜室の壁面は水分が付きにくく、これもペン入力耐久性
に優れた透明導電性フィルムを得ることが出来て、か
つ、真空引き時間が短縮されるので、生産性も向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるロールコーター式スパッタ装置全
体の構成図である。

【符号の説明】

１ 巻出しフィルム室 ２ 脱ガス室 ３ バッファ室 ４ 成膜室 ５ 後処理室 ６ 巻取りフィルム室 ７ 巻出しロール ８ 巻取りロール ９ 冷却ロール １０ 真空排気装置 １１ クライオ・コイル（ガス吸着型ポンプ） １２ 遮蔽板 １３ カソード・ボックス １４ ヒーター １５ ウェブを挟み込む装置 １６ ウェブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柿田 裕次 滋賀県大津市堅田ニ丁目１番１号 東洋紡 績株式会社総合研究所内 (72)発明者 谷口 清士 滋賀県大津市堅田ニ丁目１番１号 東洋紡 績株式会社総合研究所内 (72)発明者 吉尾 慈洋 滋賀県大津市堅田ニ丁目１番１号 東洋紡 績株式会社総合研究所内 Ｆターム(参考） 4K029 AA11 AA25 BA45 BC02 BC09 CA05 DA02 DA10 EA03 EA08 5G323 BA02 BB05

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長尺プラスチックフィルム上に透明導電
   性薄膜をスパッタリング法にて連続的に成膜する透明導
   電性フィルムの製造装置であって、該製造装置が、巻出
   しフィルム室、脱ガス室、成膜室、巻取りフィルム室か
   ら構成されており、巻出しフィルム室および／または巻
   取りフィルム室の圧力が大気圧であっても成膜室の圧力
   を１０Ｐａ以下に保持することを特徴とする透明導電性
   フィルムの製造装置。
2. 【請求項２】 前記脱ガス室と成膜室との間に、バッフ
   ァ室が設けられていることを特徴とする請求項１記載の
   透明導電性フィルムの製造装置。
3. 【請求項３】 前記脱ガス室は、その室内に赤外線ヒー
   ターが設けられ、該赤外線ヒーターはライン速度１０ｍ
   ／分でフィルム表面温度を２００℃まで昇温することが
   可能な出力を有することを特徴とする請求項１または２
   記載の透明導電性フィルムの製造装置。
4. 【請求項４】 成膜室と隣室との隔離が、冷却ロールと
   遮蔽板でなされ、かつ、冷却ロール周上の隔離点での接
   線よりも冷却ロール側の領域にスパッタリングターゲッ
   ト（カソードボックス）が設けられていることを特徴と
   する請求項１〜３のいずれかに記載の透明導電性フィル
   ムの製造装置。
5. 【請求項５】 成膜室と隣室との隔離が、冷却ロールと
   遮蔽板でなされ、かつ、冷却ロール周上の隔離点での接
   線よりも冷却ロール側の領域外に真空排気装置が設けら
   れていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記
   載の透明導電性フィルムの製造装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の真空排気装置が、少なく
   ともガス吸着型ポンプを具備していることを特徴とする
   透明導電性フィルムの製造装置。