JP2013186971A - Film forming device and film forming method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、成膜装置、成膜方法に係り、特に無機膜と有機膜との積層膜を形成する技術に関する。 The present invention relates to a film forming apparatus and a film forming method, and more particularly to a technique for forming a laminated film of an inorganic film and an organic film.
現在、有機EL素子は、発光効率が高く、薄い発光装置を組み立てることができることから、表示装置や照明機器の用途に注目されている。有機EL素子の有機層は大気中の水分や酸素と反応して劣化しやすいため、有機EL素子にはバリア性の高いバリア膜が必要とされている。
バリア膜には、無機膜と有機膜とが交互に積層された積層膜からなる構成が知られている(例えば、下記特許文献1の段落0172参照)。
At present, organic EL elements have high luminous efficiency and can be assembled into thin light emitting devices, and thus are attracting attention for applications such as display devices and lighting equipment. Since the organic layer of the organic EL element is easily deteriorated by reacting with moisture or oxygen in the atmosphere, the organic EL element needs a barrier film having a high barrier property.
As the barrier film, a configuration including a laminated film in which an inorganic film and an organic film are alternately laminated is known (see, for example, paragraph 0172 of
しかし、従来は、無機膜は真空成膜により形成するが、有機膜は、ディスペンサーを用いて大気中で樹脂を印刷した後、樹脂を硬化させて形成していた。そのため、無機膜と有機膜とを積層させるには、成膜対象物を大気/真空雰囲気で繰り返し出し入れする必要があり、時間や手間がかかっていた。また大気中では、水分が成膜対象物の表面に付着するおそれがあった。
そこで、真空蒸着法により、真空雰囲気中で有機膜材料を加熱して蒸発させ、蒸気を成膜対象物の表面に到達させて有機膜を形成する方法が考案された。
Conventionally, however, the inorganic film is formed by vacuum film formation, while the organic film is formed by printing the resin in the air using a dispenser and then curing the resin. Therefore, in order to laminate the inorganic film and the organic film, it is necessary to repeatedly put in and out the object to be formed in the air / vacuum atmosphere, which takes time and labor. Further, in the atmosphere, there is a risk that moisture may adhere to the surface of the film formation target.
Accordingly, a method has been devised in which an organic film material is formed by heating and evaporating an organic film material in a vacuum atmosphere by allowing the vapor to reach the surface of the film formation target by vacuum deposition.
しかし、真空蒸着法は成膜速度が遅いという不都合があり、また成膜対象物以外の部材にも着膜してダストを発生させるため、クリーニング装置が必要になり、コストが高いという問題があった。 However, the vacuum deposition method has the disadvantage that the film formation speed is slow, and also a member other than the film formation target is deposited to generate dust, which necessitates a cleaning device and is expensive. It was.
また、真空蒸着法は10-4Pa以下の圧力で行う必要があるため、無機膜をCVD法やスパッタ法により形成する場合には、無機膜と有機膜とを互いに異なる真空槽内で形成する必要があった。仮に同一の真空槽内で形成する場合には、無機膜形成後、有機膜形成前に、真空槽内の圧力を低減する工程が必要であり、積層膜を連続で生産することができなかった。 In addition, since the vacuum deposition method needs to be performed at a pressure of 10 −4 Pa or less, when the inorganic film is formed by the CVD method or the sputtering method, the inorganic film and the organic film are formed in different vacuum chambers. There was a need. If it is formed in the same vacuum chamber, it is necessary to reduce the pressure in the vacuum chamber after the inorganic film is formed and before the organic film is formed, and the laminated film cannot be produced continuously. .
無機膜と有機膜とを同一の真空槽内で連続で形成するには、無機膜も真空蒸着法で形成する必要があるが、真空蒸着法により形成された無機膜はCVD法やスパッタ法により形成された無機膜に比べてバリア性に劣るという不都合があった。 In order to continuously form an inorganic film and an organic film in the same vacuum chamber, it is necessary to form the inorganic film by a vacuum deposition method. However, an inorganic film formed by the vacuum deposition method can be formed by a CVD method or a sputtering method. There was an inconvenience that the barrier property was inferior to that of the formed inorganic film.
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、無機膜と有機膜とが積層されたバリア性が高い積層膜を連続で生産できる成膜装置、成膜方法を提供することにある。 The present invention was created to solve the above-described disadvantages of the prior art, and its purpose is to form a film forming apparatus and a film forming apparatus capable of continuously producing a laminated film having a high barrier property in which an inorganic film and an organic film are laminated. It is to provide a membrane method.
上記課題を解決するために本発明は、真空槽と、前記真空槽内を真空排気する真空排気部と、前記真空槽内にガスを導入するガス導入部と、前記ガス導入部の前記ガスの導入量を増加させ、前記真空槽内の圧力を10-2Pa以上にできる制御部と、前記真空槽内に配置された成膜対象物の表面に、無機膜を10-2Pa以上の圧力で形成する無機膜形成部と、有機膜を形成する有機膜形成部と、を有し、前記有機膜形成部は、前記真空槽内に配置され、液状の有機膜材料が収容される材料容器と、前記材料容器内の前記有機膜材料を前記成膜対象物の表面に塗布する材料塗布部と、前記成膜対象物の表面に塗布された前記有機膜材料を硬化させる材料硬化部と、を有する成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記無機膜形成部はCVD装置であり、前記ガスは前記無機膜の原料ガスである成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記無機膜形成部はスパッタ装置であり、前記ガスはスパッタガスである成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記材料塗布部は、互いに平行に配置され、外周側面が互いに接触された複数の材料伝送ローラと、各前記材料伝送ローラをそれぞれの中心軸線を中心に回転させ、隣り合う二つの前記材料伝送ローラを互いに逆方向に回転させる回転装置と、を有し、一の前記材料伝送ローラの外周側面は、前記材料容器内の前記有機膜材料に浸漬され、他の一の前記材料伝送ローラの外周側面は、前記成膜対象物の表面に接触され、前記回転装置により各前記材料伝送ローラをそれぞれ回転させると、前記材料容器内の前記有機膜材料は各前記材料伝送ローラの外周側面を伝って前記成膜対象物の表面に塗布される成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記材料硬化部は、前記成膜対象物の表面に電子線又は紫外線のいずれか一方を照射する照射装置であり、前記有機膜材料は光硬化性樹脂である成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記材料硬化部は、前記成膜対象物の表面を加熱する加熱装置であり、前記有機膜材料は熱硬化性樹脂である成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記有機膜材料はシリコーン樹脂である成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記有機膜材料はアクリル樹脂である成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記成膜対象物は帯状のフレキシブル基板である成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記成膜対象物を巻き取る巻き取り装置を備える成膜装置である。
本発明は成膜装置であって、前記無機膜形成部と前記有機膜形成部とは、前記成膜対象物の長手方向に沿って交互に並んで設けられた成膜装置である。
本発明は、真空排気された真空槽内にガスを導入して、前記真空槽内の圧力を10-2Pa以上に維持しながら、前記真空槽内に配置された成膜対象物の表面に、無機膜を形成する無機膜形成工程と、前記真空槽内に配置された成膜対象物の表面に、液状の有機膜材料を塗布する材料塗布工程と、塗布した前記有機膜材料を硬化させて有機膜を形成する材料硬化工程と、を有する成膜方法である。
本発明は成膜方法であって、前記ガスは前記無機膜の原料ガスであり、前記無機膜形成工程では、CVD法により前記無機膜を形成する成膜方法である。
本発明は成膜方法であって、前記ガスはスパッタガスであり、前記無機膜形成工程では、スパッタ法により前記無機膜を形成する成膜方法である。
本発明は成膜方法であって、前記材料塗布工程では、外周側面に前記有機膜材料が付着した材料伝送ローラを前記成膜対象物の表面に接触させ、接触状態を維持しながら前記材料伝送ローラを回転させて前記有機膜材料を塗布する成膜方法である。
本発明は成膜方法であって、前記有機膜材料は光硬化性樹脂であり、前記材料硬化工程では、前記成膜対象物の表面に電子線又は紫外線を照射する成膜方法である。
本発明は成膜方法であって、前記有機膜材料は熱硬化性樹脂であり、前記有機膜材料を硬化させるときには、前記成膜対象物の表面を加熱する成膜方法である。
本発明は成膜方法であって、前記有機膜材料はシリコーン樹脂である成膜方法である。
本発明は成膜方法であって、前記有機膜材料はアクリル樹脂である成膜方法である。
本発明は成膜方法であって、前記成膜対象物は帯状のフレキシブル基板である成膜方法である。
本発明は成膜方法であって、前記成膜対象物を巻き取りながら、前記無機膜形成工程と前記材料塗布工程と前記材料硬化工程とを行う成膜方法である。
本発明は成膜方法であって、前記無機膜形成工程と前記材料塗布工程と前記材料硬化工程とをこの順に繰り返し行う成膜方法である。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a vacuum chamber, a vacuum exhaust portion that evacuates the vacuum chamber, a gas introduction portion that introduces gas into the vacuum chamber, and the gas in the gas introduction portion. introduction amount increases, and a control unit capable of pressure in the vacuum chamber than 10 -2 Pa, the surface of the object to be film disposed in said vacuum chamber, the pressure of an inorganic film over 10 -2 Pa A material container that contains an inorganic film forming part formed in step (b) and an organic film forming part that forms an organic film. The organic film forming part is disposed in the vacuum chamber and contains a liquid organic film material. A material application unit that applies the organic film material in the material container to the surface of the film formation target; a material curing unit that cures the organic film material applied to the surface of the film formation target; Is a film forming apparatus.
The present invention is a film forming apparatus, wherein the inorganic film forming unit is a CVD apparatus, and the gas is a raw material gas for the inorganic film.
The present invention is a film forming apparatus, wherein the inorganic film forming unit is a sputtering apparatus, and the gas is a sputtering gas.
The present invention is a film forming apparatus, wherein the material application unit is arranged in parallel to each other, and a plurality of material transmission rollers whose outer peripheral side surfaces are in contact with each other, and each of the material transmission rollers is rotated about a central axis. A rotating device that rotates two adjacent material transmission rollers in opposite directions, and an outer peripheral side surface of one of the material transmission rollers is immersed in the organic film material in the material container, and the other The outer peripheral side surface of one of the material transmission rollers is in contact with the surface of the film formation target, and when each of the material transmission rollers is rotated by the rotating device, the organic film material in the material container is It is the film-forming apparatus apply | coated to the surface of the said film-forming target object along the outer peripheral side surface of a material transmission roller.
This invention is a film-forming apparatus, Comprising: The said material hardening part is an irradiation apparatus which irradiates any one of an electron beam or an ultraviolet-ray on the surface of the said film-forming target object, The said organic film material is a photocurable resin. A film forming apparatus.
This invention is a film-forming apparatus, Comprising: The said material hardening part is a heating apparatus which heats the surface of the said film-forming target object, The said organic film material is a film-forming apparatus which is a thermosetting resin.
The present invention is a film forming apparatus, wherein the organic film material is a silicone resin.
The present invention is a film forming apparatus, wherein the organic film material is an acrylic resin.
This invention is a film-forming apparatus, Comprising: The said film-forming target object is a film-forming apparatus which is a strip | belt-shaped flexible substrate.
This invention is a film-forming apparatus, Comprising: A film-forming apparatus provided with the winding-up apparatus which winds up the said film-forming target object.
This invention is a film-forming apparatus, Comprising: The said inorganic film formation part and the said organic film formation part are film-forming apparatuses provided by arranging along the longitudinal direction of the said film-forming target alternately.
The present invention introduces gas into the evacuated vacuum chamber and maintains the pressure in the vacuum chamber at 10 −2 Pa or more, while maintaining the surface of the film formation target disposed in the vacuum chamber. An inorganic film forming step for forming an inorganic film; a material applying step for applying a liquid organic film material to the surface of a film forming object disposed in the vacuum chamber; and the applied organic film material is cured. A material curing step for forming an organic film.
The present invention is a film forming method, wherein the gas is a raw material gas for the inorganic film, and in the inorganic film forming step, the inorganic film is formed by a CVD method.
The present invention is a film forming method, wherein the gas is a sputtering gas, and in the inorganic film forming step, the inorganic film is formed by a sputtering method.
The present invention is a film forming method, wherein in the material application step, a material transmission roller having the organic film material adhered to an outer peripheral side surface is brought into contact with the surface of the film formation target, and the material transmission is performed while maintaining a contact state. In this film forming method, the organic film material is applied by rotating a roller.
The present invention is a film forming method, wherein the organic film material is a photocurable resin, and in the material curing step, the surface of the film forming object is irradiated with an electron beam or ultraviolet light.
The present invention is a film forming method, wherein the organic film material is a thermosetting resin, and the surface of the film formation target is heated when the organic film material is cured.
The present invention is a film forming method, wherein the organic film material is a silicone resin.
The present invention is a film forming method, wherein the organic film material is an acrylic resin.
This invention is a film-forming method, Comprising: The said film-forming target object is a film-forming method which is a strip | belt-shaped flexible substrate.
This invention is a film-forming method, Comprising: The film-forming method which performs the said inorganic film formation process, the said material application | coating process, and the said material hardening process, winding up the said film-forming target object.
This invention is a film-forming method, Comprising: The film-forming method which repeats the said inorganic film formation process, the said material application | coating process, and the said material hardening process in this order.
無機膜を10-2Pa以上の圧力の真空雰囲気で形成できるので、無機膜のバリア性を向上できる。
無機膜と有機膜とを同一の真空雰囲気中で形成するので、無機膜と有機膜とを連続して形成することができ、積層膜の生産時間を短縮できる。
Since the inorganic film can be formed in a vacuum atmosphere at a pressure of 10 −2 Pa or higher, the barrier property of the inorganic film can be improved.
Since the inorganic film and the organic film are formed in the same vacuum atmosphere, the inorganic film and the organic film can be formed continuously, and the production time of the laminated film can be shortened.
<第一例の成膜装置の構造>
本発明の第一例の成膜装置の構造を説明する。
図1は第一例の成膜装置10aの内部構成図である。
<Structure of film forming apparatus of first example>
The structure of the film forming apparatus of the first example of the present invention will be described.
FIG. 1 is an internal configuration diagram of the
第一例の成膜装置10aは、真空槽11と、真空槽11内を真空排気する真空排気部12と、真空槽11内にガスを導入するガス導入部141〜144と、ガス導入部141〜144のガスの導入量を増加させ、真空槽11内の圧力を10-2Pa以上にできる制御部15と、真空槽11内に配置された成膜対象物50の表面に、無機膜を10-2Pa以上の圧力で形成する第一、第二の無機膜形成部20a12、20a34と、有機膜を形成する有機膜形成部30とを有している。
真空排気部12は、真空槽11に接続されている。真空排気部12を動作させると、真空槽11内は真空排気される。
The
The
本実施形態では、真空槽11には第一、第二の副真空槽601、602が気密に接続されている。第一、第二の副真空槽601、602には第一、第二の副真空排気部681、682がそれぞれ接続されており、第一、第二の副真空排気部681、682を動作させると、第一、第二の副真空槽601、602内はそれぞれ真空排気される。
In this embodiment, the
第一、第二の副真空槽601、602内には巻き出しローラ61、巻き取りローラ62がそれぞれ配置されている。また、第一の副真空槽601内には第一の補助ローラ651が配置され、真空槽11内には第二〜第九の補助ローラ652〜659が配置され、第二の副真空槽602内には第十の補助ローラ6510が配置されている。
各ローラ61、62、651〜6510は、中心軸線を互いに平行に向けられており、外部から回転力を受けると、回転力に応じてそれぞれ自身の中心軸線を中心に回転する。
An
Each of the
本実施形態では、成膜対象物50は帯状のフレキシブル基板である。
成膜対象物50は長手方向の一端を中心にロール状に巻かれた状態で第一の副真空槽601内に配置され、ロールの中心には巻き出しローラ61が挿入される。
In the present embodiment, the
Forming
そしてロールの外周から引き出された成膜対象物50の端部は第一の補助ローラ651に掛け渡された後、真空槽11内に搬入され、第二〜第九の補助ローラ652〜659に順に掛け渡される。次いで、第二の副真空槽602内に搬入され、第十の補助ローラ6510に掛け渡された後、巻き取りローラ62に巻き付けられる。
And after the end of the object to be
巻き取りローラ62には、成膜対象物50を巻き取る巻き取り装置66が接続されている。巻き取り装置66はモーターであり、巻き取りローラ62に回転力を与えて、巻き取りローラ62をその中心軸線を中心に回転させる。
A winding
ここでは、巻き取り装置66は巻き出しローラ61と第三、第八の補助ローラ653、658にも接続されており、巻き出しローラ61と第三、第八の補助ローラ653、658にそれぞれ回転力を与えて、巻き取りローラ62の回転に合わせてそれぞれ中心軸線を中心に回転させる。
Here, the winding
巻き取りローラ62と巻き出しローラ61と第三、第八の補助ローラ653、658とが回転すると、巻き取りローラ62に巻き付けられた成膜対象物50が引っ張られ、その引っ張り力により第三、第八の補助ローラ653、658以外の各補助ローラ651、652、654〜657、659、6510もそれぞれ回転して、成膜対象物50はロールから繰り出される。
Take-up
このとき巻き出しローラ61には、引っ張り力による回転力とは逆向きの力が発生しており、その二力によって、成膜対象物50は各補助ローラ651〜6510の外周側面に密着され、隣り合う二本のローラ61、62、651〜6510の間では平面状に張られる。
At this time, a force opposite to the rotational force due to the pulling force is generated in the unwinding
巻き取りローラ62が更に回転すると、成膜対象物50は、隣り合う二本のローラ61、62、651〜6510の間では平面性を維持したまま、巻き出しローラ61から巻き取りローラ62に向かって搬送され、巻き取りローラ62に巻き取られる。
When the take-up
本実施形態では、第一、第二の無機膜形成部20a12、20a34はCVD装置である。
第一、第二の無機膜形成部20a12、20a34は、ガス導入部141〜144に接続された放出容器211〜214と、放出容器211〜214に電圧を印加するCVD用電源241〜244とを有している。
各放出容器211〜214は細長形状であり、長手方向に沿って複数の放出口が設けられた放出面を備えている。
In the present embodiment, the first and second inorganic film forming portions 20a 12 and 20a 34 are CVD apparatuses.
The first and second inorganic film forming units 20a 12 and 20a 34 apply voltages to the discharge containers 21 1 to 21 4 and the discharge containers 21 1 to 21 4 connected to the gas introduction units 14 1 to 14 4. CVD power sources 24 1 to 24 4 are provided.
Each discharge container 21 1 to 21 4 has an elongated shape and includes a discharge surface provided with a plurality of discharge ports along the longitudinal direction.
ここでは第一の無機膜形成部20a12の放出容器211、212は第三の補助ローラ653の外周に沿って並んで配置され、長手方向を第三の補助ローラ653の中心軸線と平行に向けられており、放出面は第三の補助ローラ653の外周側面と対向されている。また、第二の無機膜形成部20a34の放出容器213、214は第八の補助ローラ658の外周に沿って並んで配置され、長手方向を第八の補助ローラ658の中心軸線と平行に向けられており、放出面は第八の補助ローラ658の外周側面と対向されている。 Here, the discharge containers 21 1 and 21 2 of the first inorganic film forming portion 20a 12 are arranged along the outer periphery of the third auxiliary roller 65 3 , and the longitudinal direction is the central axis of the third auxiliary roller 65 3. are oriented parallel to the emission surface is facing the outer peripheral side surface of the third auxiliary roller 653. Moreover, desorption chamber 21 3, 21 4 of the second inorganic film forming portion 20a 34 are arranged along the outer periphery of the eighth auxiliary roller 65 8, the central axis of the longitudinal eighth auxiliary roller 65 8 are oriented parallel to the emission surface is facing the outer peripheral side surface of the eighth auxiliary roller 65 8.
CVD用電源241〜244は放出容器211〜214に電気的に接続されている。第三、第八の補助ローラ653、658と真空槽11とは接地電位に置かれている。
The CVD power sources 24 1 to 24 4 are electrically connected to the discharge containers 21 1 to 21 4 . The third and eighth auxiliary rollers 65 3 and 65 8 and the
本実施形態では、ガス導入部141〜144は放出容器211〜214にそれぞれ接続され、放出容器211〜214内に無機膜の原料ガスを導入するように構成されている。
ガス導入部141〜144から放出容器211〜214内に原料ガスが導入されると、導入された原料ガスは放出面に設けられた放出口から真空槽11内に放出される。
In the present embodiment, the gas introduction portions 14 1 to 14 4 are connected to the discharge containers 21 1 to 21 4 , respectively, and are configured to introduce the raw material gas for the inorganic film into the discharge containers 21 1 to 21 4 .
When the raw material gas to the discharge chamber 21 1 to 21 4 from the gas inlet 14 1-14 4 is introduced, the raw material gas introduced is discharged into the
制御部15はガス導入部141〜144に接続され、ガス導入部141〜144のガスの導入量を増加させ、真空槽11内を10-2Pa以上の圧力、本実施形態では好ましくは102Pa以上の圧力に維持するように構成されている。
The
放出容器211〜214の放出口から原料ガスが放出され、CVD用電源241〜244から放出容器211〜214に電圧が印加されると、放出容器211〜214の放出面と第三、第八の補助ローラ653、658の外周側面との間では原料ガスがプラズマ化され、第三、第八の補助ローラ653、658に掛け渡された成膜対象物50の表面には原料ガスの反応生成物からなる無機膜が形成される。
Raw material gas is discharged from the discharge port of the discharge vessel 21 1 to 21 4, when a voltage is applied to the discharge chamber 21 1 to 21 4 from the CVD power supply 24 1-24 4, the release of desorption chamber 21 1 to 21 4 face and a third, source gas between the outer side surface of the eighth auxiliary roller 65 3, 65 8 is plasma, the third, eighth auxiliary roller 65 3, multiplied passed film target 65 8 An inorganic film made of a reaction product of the source gas is formed on the surface of the
有機膜形成部30は、真空槽11内に配置され、液状の有機膜材料35が収容される材料容器31と、材料容器31内の有機膜材料35を成膜対象物50の表面に塗布する材料塗布部32と、成膜対象物50の表面に塗布された有機膜材料35を硬化させる材料硬化部36とを有している。
The organic
材料塗布部32は、成膜対象物50の搬送方向に対して第一の無機膜形成部20a12よりも下流に配置され、ここでは第五の補助ローラ655と第六の補助ローラ656との間で張られた成膜対象物50の下方に配置されている。
本実施形態では、材料塗布部32は、互いに平行に配置され、外周側面が互いに接触された複数の材料伝送ローラ321〜323と、各材料伝送ローラ321〜323をそれぞれの中心軸線を中心に回転させ、隣り合う二つの材料伝送ローラ321〜323を互いに逆方向に回転させる回転装置34とを有している。
In the present embodiment, the
図1の図面上では材料伝送ローラ321〜323の数は3個であるが、2個又は4個以上でもよい。
以下では3個の材料伝送ローラ321〜323を第一〜第三の材料伝送ローラと呼ぶと、第一〜第三の材料伝送ローラ321〜323は、下方から上方に向かってこの順に並んで配置され、第三の材料伝送ローラ323の一部は第五、第六の補助ローラ655、656の間に挿入され、外周側面の一部は第五、第六の補助ローラ655、656の間で張られた成膜対象物50の表面に押しつけられて密着されている。
In the drawing of FIG. 1, the number of
Hereinafter, when the three
材料容器31は椀状であり、材料塗布部32の下方に配置されている。第一の材料伝送ローラ321の一部は材料容器31内に挿入され、外周側面の一部は有機膜材料35に浸漬されている。
回転装置34はここではモーターであり、第一〜第三の材料伝送ローラ321〜323に接続されている。
The material container 31 has a bowl shape and is disposed below the
Here, the rotating
回転装置34を動作させて、第一〜第三の材料伝送ローラ321〜323をそれぞれ回転させると、材料容器31内の有機膜材料35は第一の材料伝送ローラ321の外周側面に沿って伝送され、第一の材料伝送ローラ321と第二の材料伝送ローラ322との接触部分で、第二の材料伝送ローラ322の外周側面に受け渡される。次いで、有機膜材料35は第二の材料伝送ローラ322の外周側面に沿って伝送され、第二の材料伝送ローラ322と第三の材料伝送ローラ323との接触部分で、第三の材料伝送ローラ323の外周側面に受け渡される。次いで、有機膜材料35は第三の材料伝送ローラ323の外周側面に沿って伝送され、第三の材料伝送ローラ323と成膜対象物50との接触部分で、成膜対象物50の表面に受け渡されて塗布される。
When the
材料容器31内の有機膜材料35は液状のまま各材料伝送ローラ321〜323の外周側面を伝って成膜対象物50の表面まで伝送される。そのため、真空槽11内の圧力が10-2Pa以上であっても、成膜対象物50の表面には真空槽11内の圧力に影響されずに均一な膜厚で有機膜材料35が塗布される。
The
第三の材料伝送ローラ323の外周側面は平らであり、成膜対象物50の表面に液状のベタ膜が形成されてもよいし、第三の材料伝送ローラ323の外周側面にパターン形状の凹凸が設けられ、成膜対象物50の表面にパターン形状の液状膜が形成されてもよい。
The outer peripheral side surface of the third
材料硬化部36は、成膜対象物50の搬送方向に対して材料塗布部32よりも下流に配置され、ここでは第六の補助ローラ656と第七の補助ローラ657との間で張られた成膜対象物50の表面と対向する位置に配置されている。
本実施形態では、有機膜材料35は光硬化性樹脂であり、材料硬化部36は、成膜対象物50の表面に電子線又は紫外線のいずれか一方を照射する照射装置である。
材料硬化部36から電子線又は紫外線を放射させると、放射された電子線又は紫外線は成膜対象物50の表面の液状膜に入射し、液状膜を硬化させ、固体状の有機膜が形成される。
In the present embodiment, the
When an electron beam or ultraviolet ray is emitted from the
<成膜装置の使用方法>
上述の成膜装置10aを用いた成膜方法を説明する。
<Usage method of film forming apparatus>
A film forming method using the above-described
有機膜形成部30の材料容器31内に液状の有機膜材料35を収容しておく。
有機膜材料35はここでは光硬化性樹脂であり、例えばトリシクロデカンジメタノールジアクリレートである。
A liquid
Here, the
有機膜材料35は好ましくはシリコーン樹脂又はアクリル樹脂である。これらの樹脂を用いると、有機膜の耐性、透明性が向上するからである。
有機膜材料35は、真空雰囲気中で蒸発しないものが好ましく、例えば粘度が350Pa・s以下のものである。
The
The
真空槽11内と第一、第二の副真空槽601、602内を真空排気し、真空雰囲気を形成する。以後、真空槽11内と第一、第二の副真空槽601、602内の真空排気を継続する。
ガス導入部141〜144から無機膜形成部20a12、20a34の放出容器211〜214内に無機膜材料の原料ガスを導入し、放出容器211〜214の放出口から真空槽11内に放出させる。以後、ガスの導入を継続する。
原料ガスは例えばSiH4ガスと、NH3ガス又はN2Oガスとの混合ガスである。キャリアガスとして例えばArガス、H2ガス又はN2ガスを添加してもよい。
The
Introducing a raw material gas of the inorganic film material discharge chamber 21 1 to 21 4 of the inorganic film forming portion 20a 12, 20a 34 through the gas inlet 14 1-14 4, the vacuum from the outlet of the discharge vessel 21 1 to 21 4 Release into the
The source gas is, for example, a mixed gas of SiH 4 gas and NH 3 gas or N 2 O gas. For example, Ar gas, H 2 gas, or N 2 gas may be added as the carrier gas.
ガス導入部141〜144のガスの導入量を増加させ、真空槽11内のガスの圧力を10-2Pa以上、本実施形態では好ましくは102Pa以上に維持する。
放出容器211〜214に電圧を印加して、放出容器211〜214と第三、第八の補助ローラ653、658との間でプラズマを生成し、原料ガスを化学反応させる。第三、第八の補助ローラ653、658に掛け渡された成膜対象物50の表面には反応生成物から成る無機膜が形成される。無機膜は好ましくは金属酸化膜又は金属窒化膜であり、例えばSiOx、SiOxNy、SiNyの薄膜である。
The amount of gas introduced into the gas inlets 14 1 to 14 4 is increased, and the pressure of the gas in the
By applying a voltage to the discharge chamber 21 1 to 21 4, desorption chamber 21 1 to 21 4 and the third, to generate plasma between the eighth auxiliary roller 65 3, 65 8, thereby chemically reacting the feed gas . Third, the inorganic film made of the reaction product is formed on the surface of the eighth auxiliary roller 65 3, 65 8 looped around the object to be
また、有機膜形成部30の第一〜第三の材料伝送ローラ321〜323をそれぞれ回転させる。材料容器31内の液状の有機膜材料35は各材料伝送ローラ321〜323の外周側面を順に伝って成膜対象物50の表面に到達され、成膜対象物50の表面には有機膜材料の液状膜が形成される。
Further, the first to third
また、材料硬化部36から成膜対象物50の表面に向けて紫外線又は電子線を照射させる。
巻き取りローラ62を回転させ、成膜対象物50を巻き出しローラ61から巻き取りローラ62に向かって搬送させる。
Further, ultraviolet rays or electron beams are irradiated from the
The take-up
成膜対象物50が第三の補助ローラ653と密着する位置を通過するときに、成膜対象物50の表面は第一の無機膜形成部20a12の放出容器211、212と対向され、図2(a)を参照し、成膜対象物50の下地層51の表面には第一の無機膜521が形成される(第一の無機膜形成工程)。
When the
次いで、成膜対象物50が第五の補助ローラ655と第六の補助ローラ656との間を通過するときに、成膜対象物50の表面は有機膜形成部30の第三の材料伝送ローラ323と接触され、図2(b)を参照し、第一の無機膜521の表面に有機膜材料35が塗布される(材料塗布工程)。
Then, when passing between the film-forming
次いで、成膜対象物50が第六の補助ローラ656と第七の補助ローラ657との間を通過するときに、成膜対象物50の表面は材料硬化部36と対面され、図2(c)を参照し、第一の無機膜521の表面の有機膜材料35が硬化されて第一の有機膜531が形成される(材料硬化工程)。
Then, when the film-forming
次いで、成膜対象物が第八の補助ローラ658と密着する位置を通過するときに、図2(d)を参照し、第一の有機膜531の表面に第二の無機膜522が形成される(第二の無機膜形成工程)。
このようにして下地層51の表面には、第一の無機膜521と第一の有機膜531と第二の無機膜522とが順に積層された積層膜から成るバリア膜が形成される。
Then, when passing through the position where the film-forming target is in close contact with the eighth auxiliary roller 65 8, FIG. 2 (d) with reference to the second inorganic film 52 2 in the first organic film 53 1 on the surface Is formed (second inorganic film forming step).
This way, the surface of the
バリア膜が形成された成膜対象物50は巻き取りローラ62に巻き取られる。
材料塗布工程の前に無機膜形成工程を行うことにより、特に下地層51がプラスチック基板の場合には、下地層51からのガス放出が抑えられる。
The
By performing the inorganic film forming step before the material applying step, particularly when the
無機膜形成工程と材料塗布工程とを同一の真空槽11内で行うことにより、装置のコストが低減される。材料塗布工程を無機膜形成工程と同一圧力の真空雰囲気中で行うことにより、無機膜形成工程の後、材料塗布工程の前に真空槽11内の圧力を低減させる工程が不要である。
By performing the inorganic film forming step and the material applying step in the
無機膜形成工程と材料塗布工程とを同一の真空槽11内で同時に行うことにより、バリア膜の生産時間が短縮される。
無機膜形成工程ではCVD法より無機膜を形成することにより、形成された無機膜の緻密性が高くなり、ガスや水分に対するバリア性が向上する。
材料塗布工程と材料硬化工程とを順に行って有機膜を形成することにより、有機膜の応力が緩和される。
By simultaneously performing the inorganic film forming step and the material applying step in the
In the inorganic film forming step, by forming the inorganic film by the CVD method, the denseness of the formed inorganic film is increased and the barrier property against gas and moisture is improved.
The stress of the organic film is relieved by forming the organic film by sequentially performing the material application process and the material curing process.
<第二例の成膜装置の構造>
本発明の第二例の成膜装置の構造を説明する。
<Structure of film forming apparatus of second example>
The structure of the film forming apparatus of the second example of the present invention will be described.
図3は第二例の成膜装置10bの内部構成図である。
第二例の成膜装置10bの構造のうち、第一例の成膜装置10aの構造と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略する。
FIG. 3 is an internal configuration diagram of the
Of the structure of the
第二例の成膜装置10bでは、第一、第二の無機膜形成部20b12、20b34はスパッタ装置であり、無機膜材料のターゲット281〜284を保持するカソード電極271〜274と、カソード電極271〜274に電圧を印加するスパッタ用電源291〜294とを有している。
In the second example of the
ここでは第一の無機膜形成部20b12のカソード電極271、272は第三の補助ローラ653の外周に沿って並んで配置され、ターゲット281、282の表面は第三の補助ローラ653の外周側面と対向されている。また、第二の無機膜形成部20b34のカソード電極273、274は第八の補助ローラ658の外周に沿って並んで配置され、ターゲット283、284の表面は第八の補助ローラ658の外周側面と対向されている。
Here, the
スパッタ用電源291〜294はカソード電極271〜274に電気的に接続されている。第三、第八の補助ローラ653、658と真空槽11とは接地電位に置かれている。
ガス導入部141〜144は真空槽11に接続され、真空槽11内にスパッタガスを導入するように構成されている。
制御部15はガス導入部141〜144に接続され、ガス導入部141〜144のガスの導入量を増加させ、真空槽11内を10-2Pa以上の圧力に維持するように構成されている。
Sputtering power source 29 1-29 4 is electrically connected to the
The gas introduction units 14 1 to 14 4 are connected to the
The
ガス導入部141〜144から真空槽11内にスパッタガスが導入され、スパッタ用電源291〜294からカソード電極271〜274に電圧が印加されると、ターゲット281〜284の表面と第三、第八の補助ローラ653、658の外周側面との間ではスパッタガスがプラズマ化され、プラズマ中のイオンがターゲット281〜284の表面をスパッタして、ターゲット281〜284の表面から無機膜材料の粒子が放出され、第三、第八の補助ローラ653、658に掛け渡された成膜対象物50の表面に到達して無機膜が形成される。
It is introduced sputtering gas into the
第二例の成膜装置10bの使用方法は、無機膜をスパッタ法で形成する以外は、第一例の成膜装置10aの使用方法と同じであり、説明を省略する。
The method of using the
なお、第一、第二例の成膜装置10a、10bでは、無機膜形成部20a12、20a34又は20b12、20b34と有機膜形成部30とが、同一の真空槽11内で成膜対象物50の長手方向に沿って交互に並んで設けられているならば、上述のように真空槽11内に2個の無機膜形成部と1個の有機膜形成部とが配置された構成に限定されず、真空槽11内に1個の無機膜形成部と2個の有機膜形成部とが配置されていてもよいし、真空槽11内に1個の無機膜形成部と1個の有機膜形成部とが配置されていてもよい。
In the first and second
また、真空槽11内に2個以上の無機膜形成部と2個以上の有機膜形成部とが配置されていてもよい。この構成では、図2(e)を参照し、成膜対象物50の表面には無機膜521、…、52n+1と有機膜531、…、53nとが交互に繰り返して積層されたバリア膜が形成され、バリア膜のバリア性がより向上する。
Further, two or more inorganic film forming parts and two or more organic film forming parts may be arranged in the
なお、材料硬化部36は、上述のように紫外線又は電子線を放射する照射装置に限定されず、成膜対象物50を加熱する加熱装置であってもよい。
材料硬化部36が加熱装置の場合には、有機膜材料35には熱硬化性樹脂を使用する。
材料硬化部36から赤外線を放射させると、放射された赤外線は成膜対象物50の表面の液状膜に入射し、液状膜は熱により硬化され、固体状の有機膜が形成される。
In addition, the
When the
When infrared rays are emitted from the
10a、10b……成膜装置
11……真空槽
12……真空排気部
141〜144……ガス導入部
15……制御部
20a12、20a34、20b12、20b34……無機膜形成部
30……有機膜形成部
31……材料容器
32……材料塗布部
321〜323……材料伝送ローラ
35……有機膜材料
36……材料硬化部
50……成膜対象物
66……巻き取り装置
10a, 10b ......
Claims (22)
前記真空槽内を真空排気する真空排気部と、
前記真空槽内にガスを導入するガス導入部と、
前記ガス導入部の前記ガスの導入量を増加させ、前記真空槽内の圧力を10-2Pa以上にできる制御部と、
前記真空槽内に配置された成膜対象物の表面に、無機膜を10-2Pa以上の圧力で形成する無機膜形成部と、有機膜を形成する有機膜形成部と、
を有し、
前記有機膜形成部は、
前記真空槽内に配置され、液状の有機膜材料が収容される材料容器と、
前記材料容器内の前記有機膜材料を前記成膜対象物の表面に塗布する材料塗布部と、
前記成膜対象物の表面に塗布された前記有機膜材料を硬化させる材料硬化部と、
を有する成膜装置。 A vacuum chamber;
An evacuation unit for evacuating the vacuum chamber;
A gas introduction part for introducing gas into the vacuum chamber;
A control unit capable of increasing the amount of the gas introduced into the gas introduction unit to increase the pressure in the vacuum chamber to 10 −2 Pa or more;
An inorganic film forming unit for forming an inorganic film at a pressure of 10 −2 Pa or more on the surface of the film formation target disposed in the vacuum chamber; an organic film forming unit for forming an organic film;
Have
The organic film forming part is
A material container disposed in the vacuum chamber and containing a liquid organic film material;
A material application unit for applying the organic film material in the material container to the surface of the film formation target;
A material curing portion that cures the organic film material applied to the surface of the film formation target;
A film forming apparatus.
前記ガスは前記無機膜の原料ガスである請求項1記載の成膜装置。 The inorganic film forming part is a CVD apparatus,
The film forming apparatus according to claim 1, wherein the gas is a raw material gas for the inorganic film.
前記ガスはスパッタガスである請求項1記載の成膜装置。 The inorganic film forming unit is a sputtering device,
The film forming apparatus according to claim 1, wherein the gas is a sputtering gas.
互いに平行に配置され、外周側面が互いに接触された複数の材料伝送ローラと、
各前記材料伝送ローラをそれぞれの中心軸線を中心に回転させ、隣り合う二つの前記材料伝送ローラを互いに逆方向に回転させる回転装置と、
を有し、
一の前記材料伝送ローラの外周側面は、前記材料容器内の前記有機膜材料に浸漬され、他の一の前記材料伝送ローラの外周側面は、前記成膜対象物の表面に接触され、前記回転装置により各前記材料伝送ローラをそれぞれ回転させると、前記材料容器内の前記有機膜材料は各前記材料伝送ローラの外周側面を伝って前記成膜対象物の表面に塗布される請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の成膜装置。 The material application part is
A plurality of material transmission rollers arranged in parallel with each other and whose outer peripheral side surfaces are in contact with each other;
A rotating device that rotates each of the material transmission rollers around a respective center axis, and rotates two adjacent material transmission rollers in opposite directions;
Have
The outer peripheral side surface of one of the material transmission rollers is immersed in the organic film material in the material container, and the outer peripheral side surface of the other one of the material transmission rollers is in contact with the surface of the film formation target, and the rotation The said organic film material in the said material container is apply | coated to the surface of the said film-forming target object along the outer peripheral side surface of each said material transmission roller, when each said material transmission roller is rotated by an apparatus, respectively. 4. The film forming apparatus according to any one of items 3.
前記有機膜材料は光硬化性樹脂である請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載の成膜装置。 The material curing unit is an irradiation device that irradiates the surface of the film formation object with either an electron beam or ultraviolet rays,
The film forming apparatus according to claim 1, wherein the organic film material is a photocurable resin.
前記有機膜材料は熱硬化性樹脂である請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載の成膜装置。 The material curing unit is a heating device that heats the surface of the film formation target,
The film forming apparatus according to claim 1, wherein the organic film material is a thermosetting resin.
前記真空槽内に配置された成膜対象物の表面に、液状の有機膜材料を塗布する材料塗布工程と、
塗布した前記有機膜材料を硬化させて有機膜を形成する材料硬化工程と、
を有する成膜方法。 A gas is introduced into the evacuated vacuum chamber, and an inorganic film is formed on the surface of the film formation target disposed in the vacuum chamber while maintaining the pressure in the vacuum chamber at 10 −2 Pa or higher. An inorganic film forming step to be formed;
A material application step of applying a liquid organic film material to the surface of the film formation target disposed in the vacuum chamber;
A material curing step of curing the applied organic film material to form an organic film;
A film forming method comprising:
前記無機膜形成工程では、CVD法により前記無機膜を形成する請求項12記載の成膜方法。 The gas is a raw material gas for the inorganic film,
The film forming method according to claim 12, wherein in the inorganic film forming step, the inorganic film is formed by a CVD method.
前記無機膜形成工程では、スパッタ法により前記無機膜を形成する請求項12記載の成膜方法。 The gas is a sputtering gas;
The film forming method according to claim 12, wherein in the inorganic film forming step, the inorganic film is formed by a sputtering method.
前記材料硬化工程では、前記成膜対象物の表面に電子線又は紫外線を照射する請求項12乃至請求項15のいずれか1項記載の成膜方法。 The organic film material is a photocurable resin,
The film forming method according to claim 12, wherein, in the material curing step, the surface of the film forming object is irradiated with an electron beam or an ultraviolet ray.
前記有機膜材料を硬化させるときには、前記成膜対象物の表面を加熱する請求項12乃至請求項15のいずれか1項記載の成膜方法。 The organic film material is a thermosetting resin,
The film forming method according to claim 12, wherein when the organic film material is cured, a surface of the object to be formed is heated.
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