JP2017160465A - シートの帯電密着装置、シートの真空成膜装置、および薄膜付きシートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電気絶縁性シート上に金属蒸着薄膜を形成さす場合における、シートをシート案内面に強く貼り付かせることができるシートの帯電密着装置の提供。【解決手段】減圧室１３にシート１と接触しながらシート１を搬送するシート案内面３を有するシート搬送手段と、シート案内面３上のシート１を帯電させる帯電手段を備えたシートの帯電密着装置において、帯電手段がプラズマ発生手段１６と、接地電位とシート案内面３電位との間に１０Ｖ以上１０００Ｖ以下の電位差を付与できるシート帯電用の電位差付与手段を備えるシートの帯電密着装置。更にプラズマ電極１８で発生した荷電粒子を筐体１９の外部に放出するための放出口２５を備え、放出口２５よりもシート案内面３までの距離が、搬送されるシート１から放出口３までの距離よりも短くなる様に配置された一対の第１の導電性部材２６を備えたシートの帯電密着装置【選択図】図１

Description

本発明は、シートの帯電密着装置、シートの真空成膜装置、および薄膜付きシートの製造方法に関する。

従来から、プラスチックフィルムに例示される電気絶縁性シート上に薄膜を形成することにより、フィルムコンデンサや磁気記録テープ、包装用フィルム等の素材となる金属蒸着フィルムが製造されている。この製造には、例えば真空槽内で巻状物のプラスチックフィルムを巻き出し、薄膜形成した後に再び巻き取る巻取式蒸着装置が用いられる。

その概要について図７を用いて説明する。図７はプラスチックフィルムなどのシート上に連続的に薄膜を形成する薄膜形成装置の主要構成要素を示した図である。図７に示すように、長尺の電気絶縁性シート１は、原反ロール体２から繰り出され、シートの走行方向に沿って回転する円筒状シート案内面３に中間ローラ４、５によって所要の巻き付け角で巻き付いた状態で搬送され、巻取ロール体６として巻き取られる。電気絶縁性シート１がシート案内面３上に搬送される際に、蒸発源７の中にある蒸着材料８より蒸発した蒸気９がシート１上に付着し、薄膜１０が形成される。なお蒸発には、例えば誘導加熱や抵抗加熱の原理を利用して蒸着材料を加熱する方式や、電子ビームを蒸着材料に照射して蒸着材料を加熱する方式がある。またシート案内面３は主にシート１をシワなく搬送する役目と、シート１が受けた熱負荷を効率よく逃がす役目を持つ。このためシート案内面３は、例えば公知の熱媒体の循環による温度制御により、所要の温度に制御される。

ところが、シート案内面３上のシート１が受ける熱負荷によりシート１の温度が過度に上昇した部位が大きい場合や、シート１とシート案内面３が接触していない部分がある場合には、シート１が熱変形（熱負け）を起こしてしまうことがある。特にシート案内面３上でシート１にしわが発生した場合、そのシワ発生部分がシート案内面３と接触しなくなり、そのシワの形状の熱変形（熱負け）を起こす場合がある。なおシート１が受ける主な熱負荷とは、この場合蒸発源７等から受ける輻射熱や、蒸着された薄膜１０から受ける凝縮熱が挙げられる。

上記のような熱変形を起こさないようにするために、蒸着時にシート１の受けた熱を効率よくシート案内面３に逃がすべく、シート帯電用の直流電源１４によってプラズマ発生手段１６の筐体１９とシート案内面３との間に１０Ｖ以上１０００Ｖ以下の電位差を与えて、プラズマ発生手段１６から供給される荷電粒子のうちいずれかの極性の荷電粒子をシート１の薄膜形成面に誘導することにより、シート１の薄膜形成面とシート案内面３との間に働く静電気力でシート１をシート案内面３に強く貼り付かせる技術が用いられる。（特許文献１）。

また、図８に示すように、荷電粒子の供給源として電子線を照射する電子銃２４を用いて、フィルムを帯電させる技術が用いられる。（特許文献２）。

特許第５０５６１１４号公報 特開２０００−１７４４０号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている巻取式蒸着装置では、プラズマ発生手段１６の荷電粒子放出口２５からは、シート１の薄膜形成面を帯電させるのに必要十分な荷電粒子だけでなく、シート１の帯電に寄与しない余剰荷電粒子が大量に減圧室１３内に放出されることが判った。減圧室１３内に放出されて浮遊している余剰荷電粒子は、シート帯電用の直流電源１４により与えられているプラズマ発生手段１６の筐体１９とシート案内面３の間の電位差により、加速されながら原子や分子などの中性子に衝突することで電離が加速され、空間の電子密度が急増して、いわゆる電子なだれにより火花放電を引き起こす場合がある。火花放電により発生した突発的な過電流はシート案内面３の金属部を経由してシート帯電用の直流電源１４に流入し、電圧降下が生じることで、プラズマ発生手段１６の筐体１９とシート案内面３の間に与えている電位差を安定して維持出来なくなるだけでなく、過電流によりシート帯電用の直流電源１４の故障を引き起こすこともある。

また、電気絶縁性シート１によって覆われていないシート案内面３の金属露出部周辺に大量の余剰荷電粒子が浮遊していると、シート案内面３の金属露出部と周囲の接地電位部材間の絶縁破壊電圧が低下し、シート案内面３に印加している電位差によって、定常的にグロー放電が発生することがある。グロー放電が発生すると、そのグロー放電で発生した正負極の荷電粒子が周囲に拡散し、帯電処理した直後のシート１の表面電荷を除電することで、シート１のシート案内面３に対する静電気力が弱まり、密着効果が不充分となる場合がある。

また、突発的な火花放電や定常的なグロー放電発生まで至らない場合においても、大量の余剰荷電粒子が、シート案内面３の金属露出部から、常にシート帯電用の直流電源１４に流入してくるために、プラズマ発生手段１６の筐体１９とシート案内面３の間の電位差を維持するためには、定格電流の大きなシート帯電用の直流電源１４を用いる必要があり、経済的な面から好ましくない。よって、減圧室１３内に大量の余剰荷電粒子が無作為に浮遊している状態ではシート案内面３に電位差を安定的に印加することができず、シート１の薄膜形成面とシート案内面３との間に働く静電気力でシート１をシート案内面３に強く貼り付かせて、シート１の熱変形を抑制することが出来ない。

特許文献１の巻取式蒸着装置は、プラズマ放電領域２７に多量に存在する荷電粒子を減圧室１３内に極力放出しないようにするために、荷電粒子放出口２５をシート１に近づけたり、荷電粒子放出口２５の開口面積を調整するためのスリットやピンホールを設ける技術が用いられている。これらの技術はシート１の帯電に寄与しない余剰荷電粒子を、減圧室１３内に放出しない役目も果たすと考えられる。

しかしながら、特許文献１で開示されている技術では、プラズマ放電領域２７に多量に存在する荷電粒子を減圧室１３内に極力放出しないように、荷電粒子放出口２５がシート１に接触しない程度に、荷電粒子放出口２５とシート１の距離を数ミリオーダーで近づけているが、本発明者の知見によると、荷電粒子放出口２５の近傍には、プラズマ発生手段１６にて生成した正負極の荷電粒子が多量に存在するため、シート１と放出口２５の距離ｄ１が近いと、帯電したシート１が除電される。これにより、シート１をシート案内面３に貼り付かせる効果が弱くなる問題が生じる。また、多量に存在する荷電粒子の影響で、突発的な火花放電も起こりやすくなる。

また、荷電粒子放出口２５にスリットやピンホールを設ける場合は、それらの開口面積を小さくすることで一定の余剰荷電粒子の抑制効果は得られるものの、開口面積が小さ過ぎるとシート１の帯電に寄与する荷電粒子も放出されなくなる問題が生じる。また、これらの開口面積は、プラズマ放電領域２７のガス圧力や放電出力などの放電条件に加えて、荷電粒子放出口２５の汚染による電気抵抗値の変化によっても適宜調整する必要があり、安定的に帯電に寄与する荷電粒子のみを放出することは困難である。

更に、プラズマ発生手段１６においてプラズマを生成するためのプラズマ用電源１７の出力を低くして、プラズマ放電領域２７内で生成する荷電粒子の総量を減らすことにより、シート１の帯電に寄与しない余剰荷電粒子の量を減らす手段もあるが、プラズマ放電を維持できる最低の放電出力程度でもシート１を帯電させるには十分すぎるほどの荷電粒子が生成され、余剰荷電粒子の低減には繋がらない。

また、特許文献２に開示されている荷電粒子の供給源である電子ビーム照射装置やイオンビーム照射装置は、一般的に数ｋＶから数十ｋＶの加速電圧を印加して電子またはイオンの荷電粒子をシート薄膜形成面に向けて照射するため、シートの表面状態が強く改質されてしまい、シート上に形成する薄膜の密着力低下を引き起こすことがある。

以上説明したように従来技術では、減圧室内に放出される余剰荷電粒子によって、プラズマ発生手段の筐体とシート案内面に電位差を与えて、安定的にシートをシート案内面に強く貼り付かせることが困難であった。また、数ｋＶの高い加速電圧でシートに荷電粒子を照射することにより、シートの表面状態を改質させてしまう問題があった。

そこで本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑み、荷電粒子放出口とシート案内面の距離をプラズマの影響を受けない程度に離した状態で、漏れ出たシートの帯電に寄与しない余剰荷電粒子を減圧室内に無作為に拡散させないようにして、シートの表面状態を改質させずに、シート案内面に安定的に高い電位差を与えて、シートをシート案内面に強く貼り付かせることができるシートの帯電密着装置を提供する。さらに、本発明は、本発明のシートの帯電密着装置を用いたシートの真空成膜装置と、このシートの真空製膜装置を用いた薄膜付きシートの製造方法を提供する。

上記課題を解決する本発明のシートの薄膜形成装置は、減圧室と、この減圧室内の空気を排気する排気手段と、前記減圧室内に設置され、シートと接触しながらシートを搬送するシート案内面を有し、このシート案内面の移動に伴ってシートを搬送するシート搬送手段と、前記シート案内面上のシートを帯電させる帯電手段と、を備えたシートの帯電密着装置であって、
前記帯電手段が、プラズマ発生手段と、接地電位と前記シート案内面電位との間に１０Ｖ以上１０００Ｖ以下の電位差を付与できるシート帯電用の電位差付与手段と、で構成され、
前記プラズマ発生手段が、筐体と、この筐体の内部に設置されプラズマを発生させるプラズマ電極と、前記筐体の前記シート案内面と対向する位置に設けられプラズマで発生した荷電粒子を前記筐体の外部に放出するための放出口と、で構成され、
前記放出口よりもシート搬送方向の上流側と下流側にそれぞれ少なくとも１つずつ、上流側と下流側とで対となるように配置された一対の導電性部材であって、これらの前記シート案内面までの距離が搬送されるシートと前記放出口との距離よりも短くなるように配置された一対の第１の導電性部材を備えた、シートの帯電密着装置で構成されている。

上記課題を解決する本発明の薄膜付きシートの製造方法は、本発明のシートの薄膜形成装置を用い、減圧雰囲気下において、シート案内面に接触しながら搬送方向に搬送されている電気絶縁性シート上に、微粒子発生源から飛来させた微粒子を堆積させ、薄膜を形成する薄膜付きシートの製造方法であって、
プラズマ発生手段の内部の空気を排気口から排気しながら、シート案内面上のシート薄膜形成面に、プラズマ発生手段から供給される荷電粒子のうちいずれかの極性の荷電粒子を、前記プラズマ発生手段と前記シート案内面との間に１０Ｖ以上１０００Ｖ以下の電位差を付与し誘導することにより、前記シート薄膜形成面を帯電させた後、前記シート案内面上の前記シート薄膜形成面に前記薄膜を形成する。

本発明において「減圧雰囲気下」とは、本発明が適用される薄膜形成方法である真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法などの物理的気相成長（ＰＶＤ）法や化学的気相成長（ＣＶＤ）法が好ましく適用される圧力である１，０００Ｐａ以下の圧力の環境のことをいう。

本発明が好ましく適用される電気絶縁性シートとして、代表的なものには、プラスチックフィルムや紙等のシートがある。特に電気絶縁性の高いプラスチックフィルムが本発明を適用するには好適である。プラスチックフィルムの材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン類や、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、アラミド、ナイロンなどの高分子プラスチックフィルムなどが例示できるがこれらに限定されるものではない。また、プラスチックフィルムは単層でもよく、また２層以上の積層体フィルムでもよい。

本発明の薄膜形成方法としては、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法などの物理的気相成長（ＰＶＤ）法や化学的気相成長（ＣＶＤ）法が挙げられる。中でも特に真空蒸着法は、成膜速度が数百ｎｍ／ｓと高く、その分シート搬送速度も数百ｍ／分と速いため、シートに与える熱負荷やシートの冷却が難しいことなどから、本発明の対象としては好適である。

本発明において「微粒子」とは、前述の薄膜形成方法においてシート上に薄膜を形成する際にシート上に飛来し付着する薄膜材料をいう。例えば真空蒸着法においては、微粒子発生源、いわゆる蒸発源で加熱され蒸発した薄膜材料の蒸気粒子をいう。真空蒸着法の蒸発源としては、誘導加熱方式の他、抵抗加熱方式、電子ビーム方式などあるが、いずれでも適用可能である。

本発明において「シート案内面」とは、前述の薄膜形成方法においてシート上に薄膜を形成する際に、シートの薄膜形成面の反対面に接触しながらシートを搬送する薄膜形成装置の構成要素をいう。この「シート案内面」は主にシートをシワなく搬送する役目と、シートが受けた熱を効率よく逃がす役目を持つ。代表的なものとしては、図７に示すように円筒形状のものでこの軸を中心に回転しながらシートを搬送するものがある。安定した電位差をシート薄膜形成面とシート案内面の間に付与し、シートを静電気力によって効果的にシート案内面に密着させるためには、シート案内面の表面またはその近傍を、導電性とすることが好ましい。

本発明において「シート薄膜形成面」とは、シートが前述のシート案内面上で薄膜が形成される側の面をいう。薄膜の形成の有無に関わらず、形成される側の面をこのように呼ぶ。

本発明において「プラズマ発生手段」とは、減圧雰囲気下において、導電性の電極に直流、交流、矩形波などの電圧を印加して、電極周囲に存在する中性気体の一部を電子とイオンに電離させてグロー放電を発生させる装置のことをいい、特に電圧を印加する電極自体は赤熱や発光はせず、電極周囲の気体雰囲気のみをグロー放電させ発光させる原理のものを指す。

本発明において「交流電圧」とは、時間により電圧の大きさが常に変化する電圧のことをいう。時間とともに正弦波状に電圧値が変化するものが一般的であるが、この他にも矩形波状やパルス波状に電圧値が変化するものも例示される。

本発明において「荷電粒子」とは、プラズマ発生手段によって気体中の原子や分子などの中性子が電離して生成された、電荷を帯びたイオンや電子のことをいう。またこれらの電子やイオンが他の原子や分子に衝突、付着することによって副次的に発生する電子やイオンもこれに含まれる。

本発明における薄膜形成材料としては、特に限定されるものではなく、金属または金属アロイ、金属化合物などいずれでもよい。具体的には単体金属としては、Ａｌ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｓｎが例示される。また、金属アロイとしては、Ａｌ−Ｚｎ、Ａｌ−Ｃｕ、Ｃｏ−Ｃｒ、などが挙げられ、さらに金属化合物としては、ＡｌＯｘ、ＣｕＯｘ、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＳｉＯx、ＩＴＯなどが例示される。

本発明によれば、薄膜形成中における電気絶縁性シートの熱変形（熱負け）を抑制することができる、シートの帯電密着装置が提供される。さらには、本発明のシートの帯電密着装置を用いたシートの真空成膜装置と、このシートの真空成膜装置を用いた薄膜付きシートの製造方法が提供される。

本発明のシートの帯電密着装置を巻取式蒸着装置に適用した第１の実施形態の概略断面図である。 本発明のシートの帯電密着装置におけるプラズマ発生手段の概略断面図である。 本発明のシートの帯電密着装置における別態様のプラズマ発生手段の概略断面図である。 本発明のシートの帯電密着装置における別態様のプラズマ発生手段の概略断面図である。 本発明のシートの帯電密着装置における別態様のプラズマ発生源の概略断面図である。 本発明のシートの帯電密着装置における別態様のプラズマ発生源の概略断面図である。 従来の巻取式真空蒸着装置の概略断面図である。 従来の巻取式真空蒸着装置の概略断面図である。

以下、本発明の最良の実施形態の例を巻取式蒸着装置に適用した場合を例にとって、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明のシートの帯電密着装置を巻取式蒸着装置に適用した第１の実施形態の概略断面図である。また図２は本発明のシートの帯電密着装置のプラズマ発生手段１６を拡大した概略断面図である。なお、図７に示した従来技術である特許文献１の巻取式蒸着装置と同一または同等の機能を有する構成要素には同一番号を付け、詳細な説明を省略する。

図７に示した従来技術の装置との大きな相違点は、図１に示すように、本発明の帯電密着装置では、放出口２５よりもシート搬送方向１２の上流側と下流側にそれぞれ１つずつ対となるように一対の第１の導電性部材２６が、プラズマ発生手段１６の筐体１９に備えられており、なおかつ第１の導電性部材２６からシート案内面３までの距離ｄ２が、シート１から放出口２５までの距離ｄ１よりも短くなるように配置されている点である。なお、図１の構成では第１の導電性部材２６は一対のみ備えられているが、後述するように、本発明の帯電密着装置では、第１の導電性部材２６は二対以上備えられていてもよい。また、図１の構成では第１の導電性部材２６は筐体１９に接しているが、後述するように、本発明の帯電密着装置では、第１の導電性部材２６は筐体１９に接していなくともよい。

プラズマ発生手段１６の筐体１９とシート案内面３に印加した電位差の極性に応じて、正負極の荷電粒子のいずれかをシート１に誘引し、シート１を帯電させている。荷電粒子放出口２５の近傍には、プラズマ発生手段１６にて生成した正負極の荷電粒子が多量に存在するため、シート１と放出口２５の距離ｄ１が近いと、帯電したシート１が除電される。これにより、シート１をシート案内面３に貼り付かせる効果が弱くなる問題が生じる。また、多量に存在する荷電粒子の影響で、突発的な火花放電も起こりやすくなる。そのため、シート１と放出口２５の距離ｄ１を離す必要があるが、距離ｄ１を離すことにより余剰荷電粒子の拡散の影響が無視できなくなる。

そこで、本発明の帯電密着装置では、放出口２５よりもシート搬送方向１２の上流側と下流側にそれぞれ少なくとも１つずつ、上流側と下流側とで対となるように一対の第１の導電性部材２６を配置し、さらに第１の導電性部材２６からシート案内面３までの距離ｄ２を、シート１から放出口２５までの距離ｄ１よりも短くなるようにする。シート１から放出口２５までの距離ｄ１を離すことで、帯電したシート１が除電されることや、突発的な火花放電の発生を抑制することができる。そして、シート１から放出口２５までの距離ｄ１を離したことで問題となる余剰荷電粒子の拡散も、第１の導電性部材２６からシート案内面３までの距離ｄ２を狭くすることで抑制できる。

放出口２５から放出されたシート１の帯電に寄与しない余剰荷電粒子は、放出口２５と、減圧室１３内壁や中間ローラ４などの電気的に接地された部材との最短距離ｄ３で働く電界強度（電界強度Ｅ＝電位差Ｖ／距離ｄ）に応じて誘導され、減圧室１３内を拡散する。そこで、第１の導電性部材２６からシート案内面３までの距離ｄ２が、放出口２５に最も近い電気的に接地された部材から放出口２５までの距離ｄ３よりも短くなるように、第１の導電性部材２６を配置することが好ましい。距離ｄ２を距離ｄ３よりも短くすることによって、強い電界強度を第１の導電性部材２６に働かせ、余剰荷電粒子を第１の導電性部材２６で捕獲することができ、余剰荷電粒子の拡散を効果的に抑制できる。

また、シート案内面３と第１の導電性部材２６との距離ｄ２は、シート案内面３と第１の導電性部材２６との間で働く電界強度が１Ｖ/ｍｍ以上となるように距離を保つことが好ましい。電界強度が１Ｖ/ｍｍ以上であれば、火花放電などが発生しにくいので、安定して筐体１９とシート案内面３に電位差を付与できる。

また、シート１と放出口２５の距離ｄ１は、１０ｍｍ以上離すことが好ましい。これは、１０ｍｍ以上離すことで、帯電したシート１のプラズマによる除電が抑制されるためである。

特に薄膜形成が行われることが多い０．１Ｐａから１００Ｐａの圧力範囲においてシート案内面３に３００Ｖ以上の高い電位差を与える場合、シート１の帯電に必要な荷電粒子を多く減圧室内に放出する必要があり、それだけ余剰荷電粒子が発生しやすく、火花放電や定常的なグロー放電の発生頻度が高まるので、余剰荷電粒子の意図しない部分への拡散が抑制できる本発明の効果が顕著となる。

この第１の導電性部材２６の構造は、板状構造物や円筒構造物などに限定されるものではなく、例えばメッシュなどの多孔質構造でも構わない。また、プラズマ発生手段１６がシート１の幅方向に長さを持つ場合には、第１の導電性部材２６をシート１の幅方向に分割して複数配置しても構わない。

余剰荷電粒子を多量に捕獲することによって、第１の導電性部材２６が加熱される場合には、放出口２５の変形やふく射熱によるシート１の熱負け防止のために、第１の導電性部材２６に冷却水経路を設け、冷却水や油等の冷媒を流すことにより冷却しても構わない。

第１の導電性部材２６は、余剰荷電粒子の拡散を抑制するために、筐体１９に接して隙間無く配置されることが好ましい。筐体１９と第１の導電性部材２６の間に隙間があると、その隙間から余剰荷電粒子が漏れて、減圧室１３に拡散する可能性があるためである。ただし、余剰荷電粒子の拡散が十分に抑制できるのであれば、第１の導電性部材２６と筐体１９との間に隙間があっても差し支えはない。

第１の導電性部材２６は、放出口２５よりもシート搬送方向１２の上流側に２つ以上、下流側に２つ以上、上流側と下流側とで対となるように複数設けられていても構わない。第１の導電性部材２６を複数設けることで、放出口２６に最も近い１対目の第１の導電性部材２６で捕獲できなかった荷電粒子が、その外側にある２対目以降の第１の導電性部材２６で捕獲することができ、余剰荷電粒子の捕獲確率を更に高めることができる。

潤沢な荷電粒子を有するプラズマを荷電粒子供給源とすることにより、図８に記載した電子ビーム照射装置２４を荷電粒子供給源とした、従来技術である特許文献２の巻取式成膜装置のように、数ｋＶから数十ｋＶの加速電圧を印加してシート１に荷電粒子を供給する装置と比較して、本発明の本発明の帯電密着装置は、１０００Ｖ以下の低い電位差でも帯電に必要な荷電粒子をシート１に供給することが出来る。そのため、シート１への荷電粒子の照射によるシート表面状態の改質が起こりにくいため好ましい。なお、シート１表面状態の改質具合は、例えば蒸着を完了した電気絶縁性シート１の、薄膜が形成された領域を切り出し、はく離接着強さ試験方法（ＪＩＳ Ｋ ６８５４−３）に準じてシートと薄膜の密着力の強弱を評価することで確認することができる。

プラズマ発生手段１６において、放出口２５以外の開口を設けない筐体１９の内部にガスノズル２３を設け放電に必要なガスを導入することにより、減圧室１３のガス圧力を大幅に高めることなく、プラズマ電極１８近傍のガス圧力を放電に適した圧力帯とすることができるため、好ましい。ガスノズル２３から導入するガスは、酸素ガス、窒素ガス、炭酸ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等のガス種が選択でき、またこれらの混合ガスも好適に用いることができる。

プラズマ発生手段１６に用いるプラズマ電極１８は、プラズマ電極１８の内部にプラズマ発生面の表面にマグネトロン磁場を形成するための磁石を備えたものが好ましい。これにより、シート１の幅方向に安定で均一なプラズマが形成させることができ、またプラズマ発生手段１６の筐体１９内において、プラズマ生成領域２７を荷電粒子放出口２５に近い場所に局在化して、低いプラズマ放電電力においても効率よく荷電粒子を放出することができる。

図３は本発明の帯電密着装置におけるプラズマ発生手段の別の一例を示す概略断面図である。図３の形態では、第１の導電性部材２６に、接地電位との間に電位差を付与するための第１の電位差付与手段１４ｂが設けられている。なお、筐体１９に第１の導電性部材２６を接触させて隙間無く取り付ける際は、絶縁性の部材２８を挟んで、接地電位である筐体１９と第１の導電性部材２６を電気的に切り離す必要がある。

図１の形態では、荷電粒子放出口２５の近傍に第１の導電性部材２６を設けることで、第１の導電性部材２６の電界強度を高めて余剰荷電粒子の拡散抑制を図っている。図３の形態では、第１の導電性部材２６と接地電位との間に電位差を付与するための第１の電位差付与手段１４ｂが備えられているため、第１の導電性部材２６と荷電粒子放出口２５との間の電界強度を効果的に高めることができる。このため、第１の導電性部材２６における余剰荷電粒子の捕獲量が増加し、減圧室１３への拡散抑制効果が高まるので好ましい。

第１の導電性部材２６に接地電位に対して正極となる電位を付与した場合には、余剰荷電粒子のうちの余剰電子を効果的に捕獲することができる。第１の導電性部材２６に接地電位に対して負極となる電位差を付与した場合は、余剰荷電粒子のうちの余剰イオンを効果的に捕獲することができる。プラズマ発生手段１６の荷電粒子放出口２５から誘引する荷電粒子の極性に応じて、第１の導電性部材２６の極性を適宜調整することが好ましい。

第１の電位差付与手段１４ｂで付与する電位差を、筐体１９とシート案内面３との間に付与する電位差以下となるように制御することが好ましい。第１の導電性部材２６に付与する電位差が、筐体１９とシート案内面３との間に付与する電位差以下であると、シート１の帯電に必要な荷電粒子が第１の導電性部材２６に捕獲されにくくなるので、シート１への帯電量が十分に得られる。なお、筐体１９とシート案内面３との間に付与する電位差は、シート帯電用の電位差付与手段１４を調整することで設定できる。

図４は本発明の帯電密着装置におけるプラズマ発生手段の別の一例を示す概略断面図である。図４のプラズマ発生手段には、一対の第１の導電性部材２６を挟みこむように、第１の導電性部材２６よりもシート搬送方向の上流側と下流側に１つずつ対となるように一対の第２の導電性部材２６ｂが備えられている。そして、第１の導電性部材２６には第１の電位差付与手段１４ｂが備えられており、第２の導電性部材２６ｂには、第２の導電性部材２６ｂと接地電位との間に電位差を付与できる第２の電位差付与手段１４ｃが備えられている。さらに、第１の電位差付与手段１４ｂにより第１の導電性部材２６に付与する電位と、第２の電位差付与手段１４ｃにより第２の導電性部材２６ｂに付与する電位とを、いずれも接地電位に対して正電位とし、第２の電位差付与手段１４ｃにより付与する電位差を、第１の電位差付与手段１４ｂにより付与する電位差以下としている。第１の導電性部材２６に付与する電位差よりも、第２の導電性部材２６ｂに付与する電位差を下げると、第１の導電性部材２６と第２の導電性部材２６ｂの間で電位差が生じることにより、第１の導電性部材２６から第２の導電性部材２６ｂに向かって電気力線が形成され、余剰電子が第１の導電性部材２６に向かって押し戻されるため、余剰電子の拡散抑制効果に有効に働く。

また、第１の導電性部材２６と第２の導電性部材２６ｂの間の電位差は、電界強度が、１Ｖ/ｍｍ以上となるように制御することが好ましい。電界強度が１Ｖ/ｍｍ以上であると、余剰荷電粒子が電界により効果的に誘導される。

図５は本発明の帯電密着装置におけるプラズマ発生手段の別の一例を示す概略断面図である。第１の電位差付与手段１４ｂにより第１の導電性部材２６に付与する電位と、第２の電位差付与手段１４ｃにより第２の導電性部材２６ｂに付与する電位とを、いずれも接地電位に対して負電位とし、第２の電位差付与手段１４ｃにより付与する電位差を、第１の電位差付与手段１４ｂにより付与する電位差以上とする以外は、図４のプラズマ発生手段と同じ構成である。第１の導電性部材２６に付与する電位差よりも、第２の導電性部材２６ｂに付与する電位差を上げると、第１の導電性部材２６と第２の導電性部材２６ｂの間で電位差が生じることにより、第２の導電性部材２６から第１の導電性部材２６ｂに向かって電気力線が形成され、余剰イオンが第１の導電性部材２６に向かって押し戻されるため、余剰イオンの拡散抑制効果に有効に働く。

また、第１の導電性部材２６と第２の導電性部材２６ｂの間の電位差は、電界強度が、１Ｖ/ｍｍ以上となるように制御することが好ましい。これは、電界強度が１Ｖ/ｍｍ以上であると、余剰荷電粒子が電界により効果的に誘導される。

図６は本発明の帯電密着装置におけるプラズマ発生手段の別の一例を示す概略断面図である。第１の電位差付与手段１４ｂにより第１の導電性部材２６に付与する電位を正電位とし、第２の電位差付与手段１４ｃにより第２の導電性部材２６ｂに付与する電位を負電位とする以外は、図４のプラズマ発生手段と同じ構成である。接地電位に対する第１の導電性部材２６を正電位に、第２の導電性部材２６ｂの電位を負電位と逆極性にすることにより、第１の導電性部材２６と第２の導電性部材２６ｂの間で生じる電位差が大きくなり、第１の導電性部材２６から第２の導電性部材２６ｂに向かって電気力線が形成され、余剰荷電粒子が第１の導電性部材２６に向かって誘導される効果が強まるため、余剰荷電粒子の拡散を更に抑制できる。

一方、図６のプラズマ発生手段で、第１の電位差付与手段１４ｂにより第１の導電性部材２６に付与する電位を負電位とし、第２の電位差付与手段１４ｃにより第２の導電性部材２６ｂに付与する電位を正電位とすれば、第１の導電性部材２６と第２の導電性部材２６ｂの間で生じる電位差が大きくなり、第２の導電性部材２６ｂから第１の導電性部材２６に向かって電気力線が形成され、余剰イオンが第１の導電性部材２６に向かって誘導される効果が強まるため、余剰イオンの拡散を更に抑制できる。

なお、図４、５および６の構成では、第２の導電性部材２６ｂは一対のみ備えられているが、それぞれの構成での効果を妨げない限りにおいて、第２の導電性部材２６ｂは二対以上備えられていてもよい。

本発明のシートの帯電密着装置は、電気絶縁性のプラスチックフィルムを対象とする巻取式真空蒸着装置に非常に好適に用いることができるが、スパッタ装置やＣＶＤ装置などにも用いることができ、その適用範囲が、これらに限られるものではない。

１ シート
２ 原反ロール体
３ シート案内面
４ 中間ローラ（巻出側）
５ 中間ローラ（巻取側）
６ 巻取ロール体
７ 蒸発源（微粒子発生手段）
８ 蒸着材料
９ 蒸気
１０ 薄膜
１１ 接地
１２ シート搬送方向
１３ 減圧室
１４ シート帯電用の直流電源（シート帯電用の電位差付与手段）
１４ｂ 第１の直流電源（第１の電位差付与手段）
１４ｃ 第２の直流電源（第２の電位差付与手段）
１５ 電気抵抗
１６ プラズマ発生手段
１７ プラズマ用電源
１８ プラズマ電極
１９ プラズマ発生手段の筐体
２０ 真空ポンプ
２１ バルブ
２２ ガス導入経路
２３ ガス導入ノズル
２４ 電子ビーム照射装置
２５ 荷電粒子放出口
２６ 第１の導電性部材
２６ｂ 第２の導電性部材
２７ プラズマ放電領域
２８ 絶縁性部材

Claims (9)

1. 減圧室と、この減圧室内の空気を排気する排気手段と、前記減圧室内に設置され、シートと接触しながらシートを搬送するシート案内面を有し、このシート案内面の移動に伴ってシートを搬送するシート搬送手段と、前記シート案内面上のシートを帯電させる帯電手段と、を備えたシートの帯電密着装置であって、
   前記帯電手段が、プラズマ発生手段と、接地電位と前記シート案内面電位との間に１０Ｖ以上１０００Ｖ以下の電位差を付与できるシート帯電用の電位差付与手段と、で構成され、
   前記プラズマ発生手段が、筐体と、この筐体の内部に設置されプラズマを発生させるプラズマ電極と、前記筐体の前記シート案内面と対向する位置に設けられプラズマで発生した荷電粒子を前記筐体の外部に放出するための放出口と、で構成され、
   前記放出口よりもシート搬送方向の上流側と下流側にそれぞれ少なくとも１つずつ、上流側と下流側とで対となるように配置された一対の導電性部材であって、これらの前記シート案内面までの距離が搬送されるシートから前記放出口までの距離よりも短くなるように配置された一対の第１の導電性部材を備えた、シートの帯電密着装置。
2. 前記第１の導電性部材から前記シート案内面までの距離が、前記放出口に最も近い電気的に接地された部材から放出口までの距離よりも短くなるように、前記第１の導電性部材が配置された、請求項１のシートの帯電密着装置。
3. 前記第１の導電性部材と接地電位との間に電位差を付与できる第１の電位差付与手段を備えた、請求項１または２のシートの帯電密着装置。
4. 前記第１の電位差付与手段により付与された電位差が、前記シート案内面と接地電位との間に付与された電位差以下である、請求項３のシートの帯電密着装置。
5. 前記一対の第１の導電性部材を挟みこむように、第１の導電性部材よりもシート搬送方向の上流側と下流側にそれぞれ少なくとも１つずつ、上流側と下流側とで対となるように配置された一対の導電性部材であって、これら導電性部材と接地電位との間に電位差を付与できる第２の電位差付与手段を有する一対の第２の導電性部材を備え、
   前記第１の電位差付与手段により前記第１の導電性部材に付与された電位と、前記第２の電位差付与手段により前記第２の導電性部材に付与された電位とが、いずれも接地電位に対して正電位であり、
   前記第２の電位差付与手段により付与された電位差が、前記第１の電位差付与手段により付与された電位差以下である、請求項４のシートの帯電密着装置。
6. 前記一対の第１の導電性部材を挟みこむように、第１の導電性部材よりもシート搬送方向の上流側と下流側にそれぞれ少なくとも１つずつ、上流側と下流側とで対となるように配置された一対の導電性部材であって、これら導電性部材と接地電位との間に電位差を付与できる第２の電位差付与手段を有する一対の第２の導電性部材を備え、
   前記第１の電位差付与手段により前記第１の導電性部材に付与された電位と、前記第２の電位差付与手段により前記第２の導電性部材に付与された電位とが、いずれも接地電位に対して負電位であり、
   前記第２の電位差付与手段により付与された電位差が、前記第１の電位差付与手段により付与された電位差以上である、請求項４のシートの帯電密着装置。
7. 前記一対の第１の導電性部材を挟みこむように、第１の導電性部材よりもシート搬送方向の上流側と下流側にそれぞれ少なくとも１つずつ、上流側と下流側とで対となるように配置された一対の導電性部材であって、これら導電性部材と接地電位との間に電位差を付与できる第２の電位差付与手段を有する一対の第２の導電性部材を備え、
   前記第１の電位差付与手段により前記第１の導電性部材に付与された電位と、前記第２の電位差付与手段により前記第２の導電性部材に付与された電位とが、逆極性である、請求項４のシートの帯電密着装置。
8. 請求項１〜７のいずれかのシートの帯電密着装置を用いたシートの真空成膜装置であって、
   前記プラズマ発生手段よりもシート搬送方向下流側に、前記シート案内面に接触しながら搬送されるシート上に薄膜を形成するために前記シートに向かって微粒子を飛散させる微粒子発生源が配置された、シートの真空成膜装置。
9. 請求項８のシートの真空成膜装置を用い、減圧雰囲気下において、前記シート案内面に接触しながら搬送方向に搬送されている電気絶縁性シート上に、前記微粒子発生源から飛来させた微粒子を堆積させ、薄膜を形成する薄膜付きシートの製造方法であって、
   前記シート案内面上のシート薄膜形成面に、前記プラズマ発生手段から供給される荷電粒子のうちいずれかの極性の荷電粒子を、接地電位と前記シート案内面電位との電位差が１０Ｖ以上１０００Ｖ以下となるよう電位差を付与し誘導することにより、前記シート薄膜形成面を帯電させた後、前記シート案内面上の前記シート薄膜形成面に前記薄膜を形成する薄膜付きシートの製造方法。