JP2020090701A - 薄膜形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロールトゥロールで搬送される基材に対し、シワの発生を抑えながら真空成膜法による薄膜を形成することができる薄膜形成装置を提供する【解決手段】ロールトゥロールで搬送される基材２を外周面５１に沿うように接触させることにより基材２を支持するメインロール５と、メインロール５の外周面５１と対向するように基材２の搬送方向に沿って配列され、メインロール５の外周面５１に接触している基材２に対して真空成膜法により薄膜の形成を行う複数の成膜部７と、を備える薄膜形成装置１であり、それぞれの成膜部７が薄膜の形成を行う領域である成膜領域に対し、基材２の搬送方向における２つの成膜領域の間の位置には、基材２の幅方向において成膜領域から外れた位置において基材２をメインロール５とで挟み込み、基材２の幅方向における外向きに基材２を引っ張ることにより基材２のシワをのばすシワのばし機構８が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、帯状の基材上に薄膜を形成するための薄膜形成装置であり、基材を搬送させながら成膜部を通過させることにより、基材上に薄膜を純度よく形成するための薄膜形成装置に関するものである。

近年では、プラスチックフィルムの表面に例えば酸化防止、水分浸入防止等を目的としたバリア膜を形成したバリアフィルムが使用されている。

このようなバリアフィルムは、下記特許文献１に示すような薄膜形成装置によって形成されている。例えば図８に示すように、薄膜形成装置１００は、メインロールチャンバ１０１と、このメインロールチャンバ１０１内に収容されるメインロール１０２と、帯状の基材１０３を繰り出す巻出しロール１０４と基材１０３を巻き取る巻取りロール１０５とを備えており、巻出しロール１０４から送出された基材１０３をメインロール１０２の外周面１０２ａに沿うように当接させ、そして巻取りロール１０５によって巻き取ることにより、所定の張力をかけながら基材１０３を搬送するように、すなわち、ロールトゥロールで基材１０３を搬送するようになっている。そして、メインロール１０２の外周面に対向するように、基材１０３の搬送方向に沿って、成膜部１０６形成される（図８では、４つの成膜部１０６が形成されている）。この成膜部１０６の内部にはプラズマ電極１０７が設けられており、ガス供給部１０８から成膜部１０６の内部にプラズマ形成ガスおよび薄膜の原料ガスを供給し、プラズマ電極１０７に高周波電圧を印加することにより、プラズマ形成ガスはプラズマ状態となる。このようにプラズマ形成ガスがプラズマ状態となった環境下においてプラズマＣＶＤ法によって基材１０３に薄膜が形成される。すなわち、原料ガスがプラズマにより分解されて基材１０３に堆積する。このような薄膜形成装置１００において、巻出しロールから供給された基材１０３をメインロール１０２の外周面１０２ａに沿わせた状態で成膜部１０６を連続して通過させることにより、基材１０３の長手方向にわたって所定の蒸着膜が形成される。

特開２００１−３０３２４９号公報

しかし、上記の薄膜形成装置１００では、成膜処理中に基材１０３が加熱されて膨張することにより、シワが生じるおそれがあった。ここで、仮に基材の温度上昇を抑えるためにメインロール１０２を冷却していたとしても、生産性を考慮したハイパワー条件で成膜部１０６を作動させた場合にはメインロール１０２による冷却が追いつかず、基材１０３の温度が上昇して基材１０３が膨張してシワが生じる可能性があった。一度シワが生じた場合にその部分はメインロール１０２から離れてしまうため冷却効果が薄れてしまう。そのため、シワの生じた部分では基材１０３の膨張がさらに生じ、それによりその後もシワが成長して成膜後の基材１０３の外観不良が生じ、また、基材１０３に形成された薄膜の機能が損なわれるという問題があった。

本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、ロールトゥロールで搬送される基材に対し、シワの発生を抑えながら真空成膜法による薄膜を形成することができる薄膜形成装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために本発明の薄膜形成装置は、ロールトゥロールで搬送される基材を外周面に沿うように接触させることにより基材を支持するメインロールと、前記メインロールの外周面と対向するように基材の搬送方向に沿って配列され、前記メインロールの外周面に接触している基材に対して真空成膜法により薄膜の形成を行う複数の成膜部と、を備える薄膜形成装置であり、それぞれの前記成膜部が薄膜の形成を行う領域である成膜領域に対し、基材の搬送方向における２つの前記成膜領域の間の位置には、基材の幅方向において当該成膜領域から外れた位置において基材を前記メインロールとで挟み込み、基材の幅方向における外向きに基材を引っ張ることにより基材のシワをのばすシワのばし機構が設けられていることを特徴としている。

上記薄膜形成装置によれば、基材の搬送方向における２つの成膜領域の間の位置には、基材の幅方向において成膜領域から外れた位置において基材をメインロールとで挟み込み、基材の幅方向における外向きに基材を引っ張ることにより基材のシワをのばすシワのばし機構が設けられていることによって、仮にどこかの成膜部で基材にシワが生じた場合であってもすぐにシワをのばすことができるため、シワの発生を抑えながら真空成膜法による薄膜の形成を完了させることができる。

また、基材の薄膜が形成される面のうち前記シワのばし機構と接触する部分の少なくとも一部は、表面の高さが基材の薄膜が形成される面のその他の部分の表面の高さよりも高く、かつ表面の粗さが基材の薄膜が形成される面のその他の部分の表面の粗さよりも粗いように加工されていると良い。

こうすることにより、シワのばし機構によって基材のシワをのばし易くするとともに基材が巻取られた後に薄膜が傷つくことを防ぐことができる。

また、前記シワのばし機構は、その外周面が基材に接し、回転軸が基材の端部から中央部に向かうにつれ基材の搬送方向の下流側に進むように傾斜しているロール体であると良い。

こうすることにより、簡単な構成で基材のシワをのばすことができる。

また、前記メインロールによる基材の搬送方向は反転可能であり、基材の搬送方向に応じて前記シワのばし機構の回転軸の傾斜方向が切り替えられると良い。

こうすることにより、基材のシワをのばしつつ、薄膜形成装置内で基材を往復搬送させながら成膜することができる。

また、前記メインロールの外周面は、フッ素樹脂もしくはダイアモンドライクカーボンが被覆されていると良い。

こうすることにより、メインロール上で基材がすべり易くなり、シワのばし機構によって効率的に基材のシワをのばすことができる。

本発明の薄膜形成装置によれば、ロールトゥロールで搬送される基材に対し、シワの発生を抑えながら真空成膜法による薄膜を形成することができる。

本発明の一実施形態における薄膜形成装置を表す概略図である。 実施例１におけるシワのばし機構の一部を表す概略図である。 実施例２におけるシワのばし機構の一部を表す概略図である。 実施例３におけるシワのばし機構の一部を表す概略図である。 実施例３におけるシワのばし機構の一部を表す概略図である。 実施例３において成膜後に巻取られた基材を表す概略図である。 実施例４におけるシワのばし機構の一部を表す概略図である。 従来の実施形態における薄膜形成装置を表す概略図である。

本発明に係る実施の形態を図面を用いて説明する。
（実施例１）

図１は、本発明の一実施形態における薄膜形成装置１の概略図であり、正面図である。

薄膜形成装置１は、基材上に表面処理を行って薄膜を形成するためのものであり、例えば、プラスチックフィルム上に酸化防止、水分浸入防止を目的としたバリア膜を形成し、食品用の保護フィルム、フレキシブル太陽電池等に使用される。具体的には、フレキシブル太陽電池の場合には、プラスチックフィルム等の帯状基材上に各電極層及び光電変換層等で構成される太陽電池セルが形成された後、薄膜形成装置１により太陽電池セル上に薄膜を複数層形成してバリア膜を形成する。これにより、太陽電池セルに水分の浸入が効果的に防止され、酸化耐久特性に優れたフレキシブル太陽電池を形成することができる。

この薄膜形成装置１は、基材２を送り出す巻出しロール３と、供給された基材２を巻き取る巻取りロール４と、巻出しロール３と巻取りロール４との間に配置されるメインロール５と、これらを収容するメインロールチャンバ６と、薄膜を形成する複数の成膜部７とを有しており、巻出しロール３から送り出された基材２をメインロール５の外周面５１に沿わせて搬送させつつ、各成膜部７を通過させることにより、基材２の長手方向（基材２の搬送方向）に薄膜が連続して形成され、巻取りロール４で巻き取られるようになっている。

また、基材２の搬送方向における２つの成膜部７の間には、シワのばし機構８が設けられており、このシワのばし機構８とメインロール５とで基材２を挟み込み、基材２の幅方向（Ｙ軸方向）における外向きに基材２を引っ張っている。

巻出しロール３および巻取りロール４はそれぞれ略円筒形状の芯部３１および芯部４１を有しており、これら芯部３１および芯部４１には基材２が巻き付けられ、これら芯部３１および芯部４１を回転駆動させることにより、基材２を送り出し、または巻き取ることができる。すなわち、巻出しロール３および巻取りロール４によっていわゆるロールトゥロール搬送が行われ、図示しない制御装置により芯部３１および芯部４１の回転が制御されることにより、基材２の送り出し速度もしくは巻き取り速度を増加及び減少させることができる。具体的には、基材２が下流側にある芯部４１から引張力を受けた状態で上流側にある芯部３１を回転させることにより基材２が下流側に送り出され、適宜、芯部３１にブレーキをかけることにより基材２が撓むことなく一定速度で送り出されるようになっている。また、芯部４１の回転が調節されることにより、送り出された基材２が撓むのを抑えつつ、逆に基材２が必要以上の張力がかからないようにして巻き取ることができるようになっている。

ここで、基材２は、一方向に延びる薄板状の長尺体であり、厚み０．０１ｍｍ〜０．２ｍｍ 幅５ｍｍ〜１６００ｍｍの平板形状を有する長尺体が適用される。また、材質として、特に限定しないが、たとえばＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）などの樹脂フィルムが好適に用いられる。

このように、上記の巻出しロール３と巻取りロール４とが一対となり、一方が基材２を送り出し、他方が前記送り出し速度と同じ巻き取り速度で基材２を巻き取ることによって、基材２にかかる張力を所定の値で維持しながら基材２を搬送することが可能である。

また、芯部３１と芯部４１の回転方向が逆転することにより、基材２の搬送方向が反転する。図１に矢印で示す搬送方向（メインロール５が反時計回りに回転して基材２を搬送する方向）から搬送方向が反転した場合、上記とは逆に芯部４１が巻出し側となり芯部３１が巻取り側となる。そして、所定の時間毎に基材２の搬送方向が反転しながら成膜が行われることにより、薄膜形成装置１内で基材２が往復しながら成膜が行われる。

メインロール５は、成膜の際に基材２の姿勢を保ちつつ、基材２の搬送方向における上流側の巻出しロール３から供給された基材２を下流側の巻取りロール４に搬送するための搬送部である。すなわち、本発明においてメインロール５は、薄膜を形成させる基材２を保持する基材保持部の役割を果たす。

メインロール５は、巻出しロール３と巻取りロール４との間に配置されており、それぞれの芯部３１および芯部４１よりも大径の略円筒形状に形成されている。メインロール５の外周面５１は、周方向に曲率が一定の曲面で形成されており、図示しない制御装置により駆動制御され、回転する。巻出しロール３と巻取りロール４は、このメインロール５の回転動作に応じて回転が制御され、これにより、巻出しロール３から送り出された基材２は、所定の張力が負荷された状態でメインロール５の外周面５１に沿って搬送される。すなわち、メインロール５の外周面５１に基材２が沿った状態で巻出しロール３および巻取りロール４がメインロール５の回転に応じて基材２の搬送に連動するように回転することにより、基材２は、基材２全体が張った状態で、その表面が成膜部７それぞれに対向する姿勢で巻出しロール３から巻取りロール４へ搬送されるようになっている。

このように基材２が張った状態で搬送され、基材２が搬送されながら成膜部７によって成膜されることにより、成膜時の基材２のばたつきを防ぐことができ、基材２に積層される薄膜の膜厚精度が向上するとともに基材２のばたつきによるパーティクルの発生を防ぐことができる。また、メインロール５の曲率半径を大きくすることにより、基材２がより平坦に近い状態で支持されながら成膜が行われるため、成膜後の基材２に反りが生じることを防ぐことができると同時に、基材２と成膜部７内のプラズマ電極７２との距離が略均一となり、均一な膜厚の薄膜を形成しやすくなる。なお、成膜時の基材２の搬送速度は、４０〜５０ｍ／分にも及ぶ。

また、メインロール５から巻取りロールまでの張力を巻出しロールからメインロール５までの張力よりも若干高くすることにより、メインロール５上で基材２をさらにぴったりと張り付かせることができる。

メインロールチャンバ６は、メインロール５を収容してチャンバ内の圧力を一定に保持するために周囲をカバーに囲まれた空間を形成する。メインロールチャンバ６の内部には、メインロール５だけでなく後述の成膜部７も収容されており、メインロールチャンバ６内で、メインロール５の外周部５１に沿って搬送される基材２がそれぞれの成膜部７にさらされ、成膜される。

また、本実施形態では成膜部７側にのみ真空ポンプ７１が設けられ、真空ポンプ７１が作動することにより成膜部７とともにメインロールチャンバ６も減圧される形態をとっているが、メインロールチャンバ６側にも真空ポンプが設けられていても良い。

なお、メインロールチャンバ６にも真空ポンプが設けられる場合、成膜部７で発生したパーティクルが成膜部７の外に巻き上がることを防止するために、メインロールチャンバ６内の圧力は成膜部７内の圧力よりも高圧になるように設定されていることが好ましい。

なお、本実施形態では、巻出しロール３及び、巻取りロール４がメインロールチャンバ６内に収容されているが、これらをメインロールチャンバ６の外に設ける構成であってもよい。ただし、本実施形態のようにこれらをメインロールチャンバ６内に設けることによって、基材２や成膜後の基材２（成膜基材）を大気に曝すことから保護することができる。

成膜部７は、真空成膜法の一種であるプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により基材２上に薄膜を形成する手段である。この成膜部７は、メインロール５と対向する方向に開口を有する箱状のチャンバ本体７０と、チャンバ本体７０の内部を減圧する真空ポンプ７１とを有しており、チャンバ本体７０内には、プラズマを発生させるための高電圧を印加するプラズマ電極７２と、基材２に形成する薄膜の原料となる原料ガスをチャンバ内に供給する原料ガス供給部７３と、が設けられている。また、本実施形態では、プラズマの原料であるプラズマ形成ガスも、原料ガス供給部７３から供給される。

この成膜部７では、真空ポンプ７１により成膜部７内が減圧されて原料ガス供給部７３からプラズマ形成ガスが供給された状態でプラズマ電極７２に電圧が印加されることにより、プラズマ電極７２の近傍でプラズマが発生し、成膜部７内がプラズマ雰囲気となる。このようにプラズマ雰囲気となった状態において、原料ガス供給部７３から原料ガスが供給されることにより、原料ガスがこのプラズマにより分解され（活性化され）、成膜部７と対向する基材２の膜形成面に薄膜が形成される。

また、チャンバ本体７０の開口部の近傍にはメインロール５の外周面５１に対向する開口を有するマスク７５が設けられており、マスク７５の開口の大きさに基づいて成膜部７が成膜を行う領域、すなわち成膜領域の大きさが決定される。

また、本実施形態では、減圧による成膜部７内の圧力を制御する図示しない圧力制御機構がさらに設けられており、原料ガスが供給される前に所定の圧力になるまで、真空ポンプ７１によって成膜部７内が減圧される。なお、本実施形態では、成膜部７の内部が１０^−２Ｐａ以下になるまで減圧された後、原料ガスが供給される。そして、原料ガスが供給されることにより成膜部７の内部が０．５Ｐａ〜３．０Ｐａ程度になった状態下で成膜が行われる。

また、本実施形態ではメインロール５に対向するように４つの成膜部７（成膜部７ａ乃至７ｄ）が並ぶように設けられており、巻出しロール、巻取りロール、メインロール５などが回転することによって基材２が搬送されながら各成膜部７による成膜が行われることにより、基材２には成膜部７ａ、成膜部７ｂ、成膜部７ｃ、成膜部７ｄによる薄膜の形成が順に実施される。また、巻出しロールと巻取りロールの役割が交代し、基材の搬送方向が反転した場合は、基材２には成膜部７ｄ、成膜部７ｃ、成膜部７ｂ、成膜部７ａによる薄膜の形成が順に実施される。なお、４つの成膜部７ともに上記真空ポンプ７１、プラズマ電極７２、および原料ガス供給部７３を有しているが、作図の都合上、図１では成膜部７ｂが有する真空ポンプ７１、プラズマ電極７２、および原料ガス供給部７３にのみ符号が付されている。

プラズマ電極７２は、メインロール５の幅方向（Ｙ軸方向）に延びる略Ｕ字形状を有しており、図１には、略Ｕ字形状のプラズマ電極７２の略直線状の部分の断面のみが示されている。また、プラズマ電極７２の端部には、図示しない高周波電源が接続されている。

また、プラズマ電極７２の折り返し部分は成膜部７の外側に位置するように形成されており、プラズマ電極７２の略直線状の部分のみがメインロール５上の基材２と対向するようになっている。

また、プラズマ電極７２は、メインロール５と対向する方向に開口を有する電極カバー７４に囲まれている。成膜中は成膜部７は減圧状態ではあるが、この電極カバー７４によって、プラズマ電極７２の近傍に供給されたプラズマ形成ガスが拡散することが抑えられ、プラズマの形成および維持を容易にしている。

原料ガス供給部７３は、成膜部７内のメインロール５の近傍に設けられた、メインロール５の幅方向（Ｙ軸方向）に延びるパイプ状の部材であり、薄膜形成装置１の外の図示しない原料ガス供給手段と配管を経由して接続されている。また、原料ガス供給部７３には、Ｙ軸方向に複数の開口が設けられており、メインロール５上の基材２の膜形成面の近傍に対し、基材２の幅方向（Ｙ軸方向）にわたって略均一に原料ガスが供給される。

また、本実施形態では、原料ガス供給部７３は薄膜形成装置１の外の図示しないプラズマ形成ガス供給手段とも配管を経由して接続されており、上記の通りプラズマ形成ガスも原料ガス供給部７３から成膜部７内のプラズマ電極７２の近傍へ供給される。

ここで、本実施形態では原料ガスはたとえばＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）ガスである。ＨＭＤＳガスはケイ素および炭素を含んでおり、プラズマ形成ガスとしてアルゴンガス、窒素ガスなどが供給されることにより、密着性の高い炭化ケイ素（ＳｉＣ）系の薄膜が形成され、また、プラズマ形成ガスとして酸素ガスが供給されることにより、緻密でバリア性の高いＳｉＯ２膜が形成される。

一方、本実施形態のようにプラズマＣＶＤ法によって基材２上に薄膜が形成される場合、プラズマによって基材２が加熱される。基材２が加熱されて温度が上昇すると、基材２が膨張し、シワが発生する可能性がある。このシワは、基材２の搬送方向（長尺方向）に所定の張力が加えられていることから、基材２の搬送方向にのびる形状となる。これに対し、本実施形態ではメインロール５が図示しない冷却機構により冷却されており、成膜時に基材２の温度が上昇することを軽減している。

図２に本実施形態のシワのばし機構８を示す。図２は、実際は曲面であるメインロール５の外周面５１の基材２が巻き付けられる範囲近傍を基材２の搬送方向がまっすぐとなるように変形させた仮想図であり、図２の縦軸方向は基材２の搬送方向を示し、横軸方向は図１のＹ軸方向に相当する基材２の幅方向を示している。なお、後述する図３および図４も、図２と同様に変形させた仮想図である。

本実施形態のシワのばし機構８は、たとえばブチルゴム、ポリウレタンゴム、もしくはシリコンゴムなどにより構成される円柱状のロール体であり、メインロール５の外周面５１と対向し、シワのばし機構８とメインロール５とでメインロール５の外周面５１に巻き付いている基材２を挟み込む。すなわち、シワのばし機構８は、基材２の薄膜が形成される面において基材２と接触する。このとき、シワのばし機構８の外周面が基材２に当接し、基材２とシワのばし機構８の間の摩擦力によって、基材２が搬送されるのと連動してシワのばし機構８が回転する。

シワのばし機構８は、基材２の幅方向の両端部近傍の位置に一対となるように設けられている。また、一対のシワのばし機構８は、図１に示すように基材２の搬送方向における成膜部７と成膜部７の間の全ての位置に配置されている。また、基材２の搬送方向における成膜部７ａの上流側および成膜部７ｄの下流側にも一対のシワのばし機構８が配置されている。

図２において二点鎖線で囲まれている部分は、各成膜部７によって成膜が行われる領域である成膜領域Ｒであり、図２上で上下に４つ並んだ成膜領域Ｒのうち最も上の位置にある成膜領域Ｒは、基材２の搬送方向の最も上流に配置された成膜部７である成膜部７ａによる成膜領域Ｒであり、最も下の位置にある成膜領域Ｒは、基材２の搬送方向の最も下流に配置された成膜部７である成膜部７ｄによる成膜領域Ｒである。なお、この成膜領域Ｒの大きさは各成膜部７のマスク７５の開口の大きさにもとづいて決定されるが、必ずしも成膜領域Ｒの大きさとマスク７５の開口の大きさは等しいとは限らない。マスク７５と基材２の間でも原料ガスが拡散することにより、成膜領域Ｒの大きさの方がマスク７５の開口の大きさよりも若干大きくなる可能性もある。

また、図２に示すように、１つの成膜部７による成膜領域Ｒは大きさが限られているが、成膜中は基材２は常に搬送されているため、成膜部７によって形成される薄膜は、基材２の搬送方向である長尺方向には連続して形成される。これに対し、基材２の幅方向（Ｙ軸方向）には基材２は変位しないため、基材２の幅方向における薄膜が形成される範囲は、成膜領域ＲのＹ軸方向の寸法と等しくなる。本実施形態では、成膜領域ＲのＹ軸方向の寸法は基材２の幅方向の寸法よりも小さいため、基材２の両端部には薄膜は形成されない。そして、薄膜が形成されない部分である基材２の両端部においてシワのばし機構８が基材２と接するため、シワのばし機構８は基材２に形成された薄膜と接触せず、薄膜を傷つけることはない。

また、先述の通り、シワのばし機構８は、基材２の搬送方向における成膜部７と成膜部７の間の全ての位置であり基材２の幅方向の両端部近傍の位置に一対となるように設けられている。これを言い換えると、シワのばし機構８は、基材２の搬送方向における２つの成膜領域Ｒの間の位置であり、基材２の幅方向において成膜領域Ｒから外れた位置に一対となるように配置されている。

ここで、シワのばし機構８の回転軸は、図２に示す通り基材２の端部から中央部に向かうにつれ基材２の搬送方向の下流側に進むように傾斜している。このようにシワのばし機構８の回転軸が傾いていることにより、基材２の搬送に連動してシワのばし機構８が回転する際、シワのばし機構８が基材２の幅方向における外向きに基材２を引っ張ることとなる。これにより、図２に示すように基材２の搬送方向に長いシワ９が基材２に生じた場合であっても、シワのばし機構８がそのシワ９をのばして解消する。

また、本実施形態では成膜領域Ｒと成膜領域Ｒの間の全ての位置にシワのばし機構８が設けられていることにより、どの成膜部７による成膜時にシワが生じた場合であってもそのすぐ下流側にあるシワのばし機構８が即座にそのシワをのばし、シワが薄膜の形成に悪影響を及ぼすことを防止することができる。

ここで、本実施形態では、メインロール５の外周面５１は、フッ素樹脂もしくはダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）が被覆されている。これによってメインロール５の外周面５１の静止摩擦力はシワのばし機構８の外周面と比較して小さくなるため、メインロール５上で基材２がすべり易くなり、シワのばし機構８によって効率的に基材２のシワをのばすことができる。
（実施例２）

次に、本発明の実施例２について、図３を用いて説明する。

実施例２では、実施例１と異なり、成膜領域Ｒと成膜領域Ｒの間にシワのばし機構８が基材２の搬送方向に２つ直列に配列されている。このようにシワのばし機構８の個数を複数にすることにより、実施例１に対して基材２の幅方向の引っ張り力を高めることができる。なお、図３では隣接する２つのシワのばし機構８が基材２の搬送方向と並行に配列されているが、基材２の搬送方向の下流側のシワのばし機構８の基材２の幅方向の位置が上流側のシワのばし機構８よりもさらに基材２の端部に近くなっていても良い。
（実施例３）

次に、本発明の実施例３について、図４および図５を用いて説明する。

実施例３では、実施例１と異なり、図４および図５でハッチングで示すように、基材２の薄膜が形成される面のうち基材２の幅方向に関してシワのばし機構８と接触する部分の少なくとも一部には、基材２の長尺方向に連続する段差部２１が形成されている。この段差部２１の表面の高さは、基材２の薄膜が形成される面のその他の部分の表面の高さよりも高く、また、段差部２１の表面の粗さは、基材２の薄膜が形成される面のその他の部分の表面粗さよりも粗い。そして、基材２が搬送される間、シワのばし機構８は段差部２１と接触しながら回転する。

本実施形態では、このような段差部２１は、ナーリングもしくはテープの貼り付けなどにより形成される。

このような段差部２１が設けられた実施例３のように、基材２の薄膜が形成される面のうちシワのばし機構８と接触する部分の少なくとも一部が表面の高さが基材２の薄膜が形成される面のその他の部分の表面の高さよりも高く、かつ表面の粗さが基材２の薄膜が形成される面のその他の部分の表面の粗さよりも粗いように基材２が加工されていることにより、そのような加工がされない場合と比べてシワのばし機構８と基材２との間で滑りが生じることが抑えられ、シワのばし機構８によって基材２のシワをのばし易くできる。それと同時に、図１に示す巻取りロール４において基材２が巻取られた際に、図６に示すように基材２とさらに外に巻かれた基材２との間に隙間ができることにより、基材２に形成された薄膜が基材２の裏面（薄膜が形成されていない方の面）と接触することを軽減することができるため、薄膜が傷つくことを防ぐことができる。
（実施例４）

次に、本発明の実施例４について、図７を用いて説明する。

実施例４では、実施例１と異なり、シワのばし機構８の回転軸の傾斜方向を切り替える機構が設けられている。この実施形態においては、図１における芯部３１および芯部４１とが反転可能となっており、基材２の搬送方向が反転しながら芯部３１と芯部４１との間で基材２が往復する。そして、図７（ｂ）に示すように、図７（ａ）の状態から基材２の搬送方向が反転したらすぐに、シワのばし機構８の回転軸の傾斜方向も反転する。このとき、シワのばし機構８が一度基材２から離間し、回転軸の傾斜方向が反転した後再び基材２と接触する形態である場合、基材２を傷つけたり変形させたりすることを防ぐことができる。

このように基材２の搬送方向に応じてシワのばし機構８の回転軸の傾斜方向が切り替えられることにより、基材２のシワをのばしつつ、薄膜形成装置１内で基材２を往復搬送させながら成膜することができる。

以上の薄膜形成装置により、ロールトゥロールで搬送される基材に対し、シワの発生を抑えながら真空成膜法による薄膜を形成することが可能である。

ここで、本発明の薄膜形成装置は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。たとえば、本説明では薄膜の形成にプラズマＣＶＤ法を用いているが、それに限らず熱を伴って基材が膨張する可能性がある真空成膜法であれば、たとえば触媒化学気相成長法（Ｃａｔ ＣＶＤ）のようなその他のＣＶＤ法、もしくはスパッタ法、蒸着法といったその他の真空成膜法の場合であっても本発明の薄膜形成装置が好適に用いられる。

また、上記の説明ではシワのばし機構は基材の両端部に一対となるように設けられているが、片方の端部にのみ設けられていても良い。また、この場合、複数の成膜領域の間に位置する複数のシワのばし機構は基材２の一方の端部に並んでも良いし、たとえば両端部に交互に設けられていても良い。

また、シワのばし機構はメインロールに対して接近および離間できるような移動機構に取り付けられ、成膜時以外はシワのばし機構がメインロールから離間するようになっていても良い。

また、様々な幅寸法の基材に対応できるよう、基材の幅方向（図１などにおけるＹ軸方向）にシワのばし機構を移動させる移動機構にシワのばし機構が取り付けられていても良い。

また、シワのばし機構はロール体に限らず、基材２に形成された薄膜と接触しない形態であれば、他の形態で基材２を幅方向に引っ張っても良い。

１ 薄膜形成装置
２ 基材
３ 巻出しロール
４ 巻取りロール
５ メインロール
６ メインロールチャンバ
７ 成膜部
７ａ 成膜部
７ｂ 成膜部
７ｃ 成膜部
７ｄ 成膜部
８ シワのばし機構
２１ 段差部
３１ 芯部
４１ 芯部
５１ 外周面
７０ チャンバ本体
７１ 真空ポンプ
７２ プラズマ電極
７３ 原料ガス供給部
７４ 電極カバー
７５ マスク
１００ 薄膜形成装置
１０１ メインロールチャンバ
１０２ メインロール
１０２ａ 外周面
１０３ 基材
１０４ 巻出しロール
１０５ 巻取りロール
１０６ 成膜部
１０７ プラズマ電極
１０８ ガス供給部
Ｒ 成膜領域

Claims (5)

1. ロールトゥロールで搬送される基材を外周面に沿うように接触させることにより基材を支持するメインロールと、
   前記メインロールの外周面と対向するように基材の搬送方向に沿って配列され、前記メインロールの外周面に接触している基材に対して真空成膜法により薄膜の形成を行う複数の成膜部と、
   を備える薄膜形成装置であり、
   それぞれの前記成膜部が薄膜の形成を行う領域である成膜領域に対し、
   基材の搬送方向における２つの前記成膜領域の間の位置には、基材の幅方向において当該成膜領域から外れた位置において基材を前記メインロールとで挟み込み、基材の幅方向における外向きに基材を引っ張ることにより基材のシワをのばすシワのばし機構が設けられていることを特徴とする、薄膜形成装置。
2. 基材の薄膜が形成される面のうち前記シワのばし機構と接触する部分の少なくとも一部は、表面の高さが基材の薄膜が形成される面のその他の部分の表面の高さよりも高く、かつ表面の粗さが基材の薄膜が形成される面のその他の部分の表面の粗さよりも粗いように加工されていることを特徴とする、請求項１に記載の薄膜形成装置。
3. 前記シワのばし機構は、その外周面が基材に接し、回転軸が基材の端部から中央部に向かうにつれ基材の搬送方向の下流側に進むように傾斜しているロール体であることを特徴とする、請求項１もしくは２のいずれかに記載の薄膜形成装置。
4. 前記メインロールによる基材の搬送方向は反転可能であり、基材の搬送方向に応じて前記シワのばし機構の回転軸の傾斜方向が切り替えられることを特徴とする、請求項３に記載の薄膜形成装置。
5. 前記メインロールの外周面は、フッ素樹脂もしくはダイアモンドライクカーボンが被覆されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の薄膜形成装置。

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