JP2021081019A - シール装置、真空装置、成膜装置及び多層フィルム製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的安価に大きな差圧を形成できるシール装置を提供すること。【解決手段】本発明の一態様に係るシール装置１は、第１空間と前記第１空間よりも圧力が低い第２空間とを隔離しつつウェブＷを連続搬送可能とするシール装置１であって、前記第１空間と前記第２空間との間を区分する隔壁Ｐに配設され、前記第１空間及び前記第２空間に連通し、前記ウェブＷが通過する搬送開口１１を有する枠体１０と、前記搬送開口１１の内部に配設され、前記ウェブＷを案内する封止ローラ２０と、前記枠体１０と前記封止ローラ２０との隙間を封止するシャッタ部３０と、を備え、前記シャッタ部３０は、前記封止ローラ２０の周面に対向するとともに定常運転時における前記封止ローラ２０の撓みに合わせて前記封止ローラ２０の側に凸状又は凹状に湾曲している先端縁を有するシール部材３１を含む。【選択図】図２

Description

本発明は、シール装置、真空装置、成膜装置及び多層フィルム製造方法に関する。

例えば蒸着フィルムのような多層フィルムの製造等では、ウェブを大気圧と異なる圧力の空間に配置して加工を行う工程が必要とされる。このような加工工程は、ウェブを巻き取ったリールを加工チャンバの内部に搬入し、ウェブを巻き戻しながら所定の加工を行い、加工したウェブを巻き取ったリールを加工チャンバから搬出するバッチ処理により行われていた。リールの搬入及び搬出時にも加工チャンバ内の圧力を一定に保持してバッチ処理を効率的に行うために、加工チャンバに隣接する前室（ロードロック）を設け、この前室の圧力を外部の圧力と加工チャンバの圧力との間で増減する成膜装置が知られている。

しかしながら、前室を設けたとしてもバッチ処理では生産性を十分に向上できないため、ウェブを連続的に加圧又は減圧された空間内に供給し、加工されたウェブを加圧又は減圧された空間から連続的に排出する連続処理が求められている。

ウェブの連続処理を行う場合、圧力が異なる２つの空間を区分する隔壁にウェブが通過する開口（スリット）が必要となるが、この開口を通して高圧側の空間内の雰囲気ガスが低圧側の空間内に流入する。そこで、各空間の圧力を効率よく要求される圧力で保持するために、ウェブが通過する開口部に雰囲気ガスの移動を抑制するシール装置を配設する技術が知られている。例えばウェブに成膜して光学フィルムを製造する場合等では、ウェブに例えばゴム等で形成されるシール部材を摺動させる方法を採用すると、ウェブに微細な傷が付いたり、シール部材の摩耗粉が付着したりして、製品が不良となるおそれがある。このため、ウェブにシール部材を摺動させずに２つの空間の差圧を保持できるシール装置が要求される。

ウェブにシール部材を摺動させないシール装置としては、ウェブを案内するローラと、ローラを収容し、低圧側の空間及び高圧側の空間にそれぞれ開放され、ローラとの間に小さい隙間を形成するハウジングと、を備え、ローラとハウジングとの隙間の気体をハウジング側に吸引するよう構成されたものがある（例えば特許文献１参照）。この構成では、ローラとハウジングとの隙間を通過しようとする気体を強制的に系外に排出することで、低圧側の空間に流入する気体の量を低減することができる。

特開昭５８−１３１４７０号公報

特許文献１に記載されるようなシール装置では、ローラとハウジングとの隙間から気体を排気するための真空ポンプの配管が複雑となったり、低圧空間の圧力を低く設定するために真空ポンプに大きな能力が求められる。このため、特許文献１に記載されるシール装置では、高価な真空ポンプ又は複数の真空ポンプを必要とするという不都合がある。そこで、本発明は、比較的安価に大きな差圧を形成できるシール装置及び真空装置、並びに比較的安価に成膜できる成膜装置及び多層フィルム製造方法を提供することを課題とする。

本発明の一態様に係るシール装置は、第１空間と前記第１空間よりも圧力が低い第２空間とを隔離しつつウェブを連続搬送可能とするシール装置であって、前記第１空間と前記第２空間との間を区分する隔壁に配設され、前記第１空間及び前記第２空間に連通し、前記ウェブが通過する搬送開口を有する枠体と、前記搬送開口の内部に配設され、前記ウェブを案内する封止ローラと、前記枠体と前記封止ローラとの隙間を封止するシャッタ部と、を備え、前記シャッタ部は、前記封止ローラの周面に対向するとともに定常運転時における前記封止ローラの撓みに合わせて前記封止ローラの側に凸状又は凹状に湾曲している先端縁を有するシール部材を含む。

本発明の一態様に係るシール装置において、前記シャッタ部は、前記シール部材と前記封止ローラとの間隔を調節可能に保持する保持機構をさらに含んでもよい。

本発明の一態様に係るシール装置において、前記保持機構は、前記シール部材を前記封止ローラの側に突出するよう付勢する弾性部材を有してもよい。

本発明の一態様に係るシール装置において、前記枠体は、前記搬送開口の内壁に開口し、低圧源に接続され、前記封止ローラとの間の空間内の気体を外部に排出する排気流路を有してもよい。

本発明の一態様に係るシール装置において、前記排気流路は、前記搬送開口の内壁のうち前記封止ローラが前記ウェブを案内する側の周面に対向する部分に開口してもよい。

本発明の別の態様に係る真空装置は、前記シール装置と、前記第２空間を画定する減圧室とを備える。

本発明のまた別の態様に係る成膜装置は、前記真空装置と、前記減圧室内に設けられ、前記ウェブの表面に異なる材料を積層する成膜機構と、を備える。

本発明のさらに別の態様に係る多層フィルム製造方法は、前記成膜装置を用いて、前記ウェブの表面に異なる材料を積層する工程を備える。

本発明によれば、比較的安価に大きな差圧を形成できるシール装置及び真空装置、並びに比較的安価に成膜できる成膜装置及び多層フィルム製造方法を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る成膜装置を示す模式断面図である。 図１のシール装置を詳細に示す軸直角模式断面図である。 図２のシール装置の封止ローラに作用する力を説明する模式図である。 図２のシール装置の定常運転時の封止ローラとシール部材との形状を示す模式図である。 本発明の第２実施形態に係る成膜装置を示す模式断面図である。 図５のシール装置を詳細に示す軸直角模式断面図である。 図６のシール装置の軸方向模式断面図である。

以下、本発明の各実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。また、便宜上、ハッチング及び部材符号等を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る成膜装置Ｍを示す模式断面図である。成膜装置Ｍは、ウェブＷの表面に被膜を積層する装置である。成膜装置Ｍは、周囲の空間である第１空間よりも低圧の第２空間を形成する真空装置Ｕと、真空装置Ｕの内部に配設される成膜機構Ｆと、を備える。真空装置Ｕは、本発明に係る真空装置の一実施形態である。なお、「真空」とは、いわゆる高真空に限られず、低真空を含み、大気圧よりも圧力が低い状態を広く包含する概念である。

成膜装置Ｍにおいて、ウェブＷは、減圧室Ｒを通過するよう連続搬送される。ウェブＷとしては、特に限定されないが、典型的には樹脂フィルムが考えられる。樹脂フィルムの具体的な材質としては、例えばポリカーボネート、ポリメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリアミド、ポリエーテルケトン、ポリオレフィン、トリアセチルセルロース等を挙げることができる。また、樹脂フィルムは、保護膜を両面に有するもの、片面に有するもの、保護膜がないもの等、どのようなフィルムであってもよい。

真空装置Ｕは、第２空間を画定する減圧室Ｒと、ウェブＷが減圧室Ｒに進入する部分及び減圧室Ｒから退出する部分にそれぞれ設けられ、第１空間と第２空間とを隔離しつつウェブＷを連続搬送可能とする２つのシール装置１と、を備える。シール装置１は、本発明に係るシール装置の一実施形態である。

減圧室Ｒは、第１空間と第２空間との間を区分する隔壁Ｐを有する。減圧室Ｒには、第２空間の内部の気体を排出する低圧源Ｖ１が接続される。これにより、第２空間は、大気圧に保持される第１空間よりも低い圧力に減圧される。低圧源Ｖ１は、例えば真空ポンプ、イジェクタ等の排気装置によって構成することができる。

成膜機構Ｆは、ウェブＷの表面に異なる材料を積層することにより膜を形成する。図示する例では、成膜機構Ｆは、ウェブＷが巻き付けられるドラムＤと、このドラムＤに巻き付けられているウェブＷの表面に他の材料を供給して積層するスパッタリングデバイスＥとを有する。

＜シール装置＞
以下、成膜装置Ｍのシール装置１について、詳しく示す図２を参照しながら説明する。また、シール装置１の両側の空間のうち、圧力が高い方を第１空間、圧力が低い方を第２空間と呼ぶ。このため、減圧室ＲのウェブＷの搬送方向上流側に配置されるシール装置１に関しては、上流側の空間が第１空間であり、下流側の空間が第２空間であるのに対し、減圧室Ｒの下流側に配置されるシール装置１に関しては、下流側の空間が第１空間であり、上流側の空間が第２空間である。このため、減圧室Ｒの下流側に配置されるシール装置１は、図２のシール装置１とは、鏡写しに形成される（ウェブＷの搬送方向が逆方向と考えてもよい）。

シール装置１は、隔壁Ｐに配設され、第１空間及び第２空間に連通し、ウェブＷが通過する搬送開口１１を有する枠体１０と、搬送開口１１の内部に配設され、ウェブＷを案内する封止ローラ２０と、枠体１０と封止ローラ２０との隙間を封止する２つのシャッタ部３０と、封止ローラ２０の前後でウェブＷを案内する一対の案内ローラ４０と、を備える。

枠体１０は、封止ローラ２０を支持する不図示の軸受等を保持する。枠体１０は、隔壁Ｐに気密に取り付けられてもよく、隔壁Ｐと一体に形成されてもよい。

搬送開口１１の内壁のうち封止ローラ２０の周面に対向する面は、封止ローラ２０と同心の円筒面状に形成され、封止ローラ２０との間隔を一定にすることが好ましい。また、搬送開口１１の内壁のうち封止ローラ２０の端面に対向する面は、封止ローラ２０との間隔を最小限とした平面状に形成されることが好ましい。

封止ローラ２０は、搬送開口１１の中に配置され、その周囲にわずかな隙間を残して搬送開口１１を封止する。換言すると、封止ローラ２０は、径方向一方側が第１空間に露出し、径方向他方側が第２空間に露出する。封止ローラ２０の直径は、枠体１０の搬送開口１１における厚みよりも大きいことが好ましい。

封止ローラ２０は、その周面の所定の角度範囲にウェブＷを支持することで搬送開口１１を通過する際のウェブＷの位置を定める。これによって、封止ローラ２０は、ウェブＷと搬送開口１１の内壁との間隔を一定且つ最小限に保持する。つまり、ウェブＷは、封止ローラ２０の周面に密着する状態で搬送開口１１内に進入し、封止ローラ２０の周面に密着したまま搬送開口１１から退出する。

封止ローラ２０は、ウェブＷの温度を調節するために加温又は冷却可能に構成されてもよい。具体的には、封止ローラ２０は、加温のために、内部にヒータを有してもよく、表面近傍に抵抗発熱体パターンが形成されていてもよく、隣接して配置される励磁コイルにより印加される高周波磁界により発熱する金属層を有していてもよい。第１空間内でウェブＷをあらかじめ加温して水分を除去することによって、減圧に伴う水分の蒸発によりウェブＷが封止ローラ２０上で滑ることを防止できる。シャッタ部３０の様な局所的に狭い部分を設けることによって、ウェブＷと搬送開口１１の隙間の長さを短くしてもコンダクタンスが低くなり空気の侵入量を抑えられるので、真空装置Ｕひいては成膜装置Ｍを小さく設計することができる。また、封止ローラ２０は、冷却のために、内部に冷媒を挿通する流路を有していてもよい。水分を含んだウェブＷが圧力の低い第２空間に進入する場合に、封止ローラ２０によりウェブＷを冷却するこことで飽和蒸気圧を低下させる。これにより、圧力低下に伴ってウェブＷから水分が蒸発することを抑制し、ウェブＷが水蒸気によって持ち上げられて封止ローラ２０上で滑ることを防止できる。

封止ローラ２０は、自重及び第１空間と第２空間との差圧により撓む。図３に、封止ローラ２０の自重により作用する力Ｆｇと、第１空間と第２空間との差圧により封止ローラ２０に作用する力Ｆｐとを図示する。なお、差圧により作用する力Ｆｐは、封止ローラ２０の第１空間に露出する面積Ａ１に第１空間の内圧を乗じた値と第２空間に露出する面積Ａ２に第２空間の内圧を乗じた値との差として算出することができる。封止ローラ２０の構造並びに第１空間及び第２空間の設定圧力によっても異なるが、封止ローラ２０に作用する力は、第１空間と第２空間との差圧による成分が支配的となること多い。このため、封止ローラ２０を撓ませる合力Ｆｔは、略搬送開口１１の概ね貫通方向に作用する力となり得る。

成膜装置Ｍの定常運転時のシャッタ部３０が配設される角度位置における封止ローラ２０の径方向の撓み量（長さ方向中央部において観測される最大変位）としては、例えば長さ１２００ｍｍの封止ローラ２０において３０μｍ程度となり得る。また、同じ条件で第１空間と第２空間との差圧がなく自重のみによって封止ローラ２０が撓む場合、封止ローラ２０の撓み量は５μ程度となり得る。

第１のシャッタ部３０は、封止ローラ２０の周面のウェブＷを案内しない部分に対向するよう設けられ、第２のシャッタ部３０は、封止ローラ２０の周面のウェブＷを案内する部分に対向するよう設けられる。また、シャッタ部３０は、枠体１０の第１空間側に配設されている。

シャッタ部３０は、先端縁を封止ローラ２０の周面に近接させるシール部材３１と、シール部材３１を封止ローラ２０との間隔を調節可能に保持する保持機構３２と、を含む。

シール部材３１の少なくとも封止ローラ２０に近接する先端部は、角棒状又は帯板状に形成されることが好ましい。シール部材３１は、封止ローラ２０の回転軸方向視において、その先端面が封止ローラ２０の周面の対向部分と略平行になるよう配向されることが好ましい。これにより、シール部材３１と封止ローラ２０との隙間を通過する気体の流路抵抗を大きくし、第１空間と第２空間との差圧を大きくしやすくなる。また、シール部材３１の先端縁は、図４に示すように、成膜装置Ｍの定常運転時における封止ローラ２０の撓みに合わせて封止ローラ２０の側に凸状又は凹状に湾曲している。

上述のように、封止ローラ２０は、主に第１空間と第２空間との差圧によって撓む場合、封止ローラ２０の第１及び第２のシャッタ部３０が対向する部分の周面における撓みは、いずれも軸方向中央部をシャッタ部３０から遠ざける方法の撓みとなる。このため、第１及び第２のシャッタ部３０のシール部材３１の先端縁はいずれも凸状に湾曲するよう形成される。仮に、封止ローラ２０の撓みにおいて封止ローラ２０の自重が支配的である場合、下側の第２のシャッタ部３０にシール部材３１の先端縁は凹状に湾曲するよう形成され得る。

成膜装置Ｍの定常運転時におけるシール部材３１と封止ローラ２０との間隔としては、得ようとする第１空間と第２空間との差圧にもよるが、例えば１００μｍ以下とすることが必要となり得る。シール部材３１と封止ローラ２０との間隔が大きくなると、第１空間内の気体がシール部材３１と封止ローラ２０と隙間を通って第２空間に流れ込み、第２空間の内圧を上昇させ得る。また、シール部材３１と封止ローラ２０とが接触するとシール部材３１又は封止ローラ２０が摩耗し、摩耗粉がウェブＷに付着するおそれがあるため、シール部材３１と封止ローラ２０とは接触しないようにしなければならない。

シャッタ部３０は、シール部材３１の先端縁が湾曲していることによって、シール部材３１と封止ローラ２０との間隔を全体的に小さくすることができる。逆に言うと、シール部材３１の先端縁が直線状である場合、封止ローラ２０の撓みによる封止ローラ２０の端部と中央部とにおけるシール部材３１との間隔の差に組み立ての誤差や機械的振動等が加わると、シール部材３１と封止ローラ２０との間隔を封止ローラ２０の全長に亘って上述の範囲内に収めることができない。先端縁が湾曲しているシール部材３１を有するシール装置１は、第１空間から第２空間に流れ込む気体の量を小さくできるので、第２空間から期待を排出する低圧源の能力が小さくても第１空間と第２空間との差圧を比較的大きくすることができる。

シール部材３１は、鋼、ステンレス鋼等によって形成することができる。また、シール部材３１は、例えば停電等により真空ポンプが緊急停止して低圧側の圧力が急上昇した場合、何等かの原因で大きな振動を受けた場合などの不測の事態により封止ローラ２０に接触しても封止ローラ２０を傷つけないよう、先端部が樹脂等で被覆されることが好ましい。シール部材３１の先端部を被覆する樹脂としては、硬度が高く耐摩耗性に優れるウレタン樹脂、アクリル樹脂、スチレンアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリウレア樹脂、ＮＢＲ樹脂等を用いることが好ましい。シール部材３１の先端部を被覆する樹脂の厚みとしては、シール部材３１の先端縁の形状の誤差を抑制するために、数十μｍ程度とすることが好ましい。

シール装置１は、保持機構３２により、成膜装置Ｍの定常運転時にはシール部材３１の先端縁を封止ローラ２０に近接させ、成膜装置Ｍの停止時及び非定常運転時にはシール部材３１の先端縁を封止ローラ２０から離間させることができる。

保持機構３２は、枠体１０に配設されるベース部材３３と、シール部材３１を封止ローラ２０の径方向に突退可能に保持し、且つベース部材３３に対して封止ローラ２０の径方向に移動可能に取り付けられる可動支持部材３４と、シール部材３１を可動支持部材３４上で位置決めする調節部３５と、可動支持部材３４ひいてはシール部材３１を封止ローラ２０に向かって突出するよう付勢する弾性部材３６と、を有する構成とすることができる。

保持機構３２は、シャッタ部３０にシール効果を発揮させるために、調節部３５により可動支持部材３４を封止ローラ２０の側に突出させることによってシール部材３１と封止ローラ２０との隙間を小さくする。また、保持機構３２は、何らかの不測の事態により封止ローラ２０の撓みが減少してシール部材３１に封止ローラ２０が接触した場合には、弾性部材３６の付勢力に抗してシール部材３１が後退可能とすることで、封止ローラ２０及びシール部材３１の損傷を防止する。

ベース部材３３は、枠体１０と一体に形成されてもよく、枠体１０に気密に取り付けられてもよい。可動支持部材３４は、ベース部材３３に気密に取り付けられ、且つシール部材３１を気密に保持することが好ましい。調節部３５は、例えばマイクロメーターヘッド等によって構成することができる。弾性部材３６は、通常は可動支持部材３４を封止ローラ側の移動端に圧接するよう配設され、例えばつる巻ばね等によって構成することができる。

調節部３５は、真空装置Ｕの運転状態に合わせて自動的にシール部材３１と封止ローラ２０との隙間を調節するよう構成されてもよいが、オペレータが主導で操作するよう構成されてもよい。調節部３５を手動で操作されるよう構成する場合、オペレータが容易にアクセスできるよう、シャッタ部３０は、第１空間、即ち減圧室Ｒの外側に設けられることが好ましい。

また、真空装置Ｕの始動時に第２空間の圧力を迅速に低下させるためには、第１空間と第２空間との差圧に応じて変化する封止ローラ２０の撓み量に合わせて、シール部材３１の位置を刻々と変化させることが望まれる。この場合、シャッタ部３０が第１空間側に配設されている場合、シール部材３１の位置の調節が遅れたとしても、シール部材３１と封止ローラ２０との隙間が増大するため、シール部材３１を誤って封止ローラ２０に接触させるリスクが小さい。

案内ローラ４０は、ウェブＷをその張力により封止ローラ２０の周面の一定の角度範囲内に密着させるために、封止ローラ２０の前後に配設される。

以上の構成を備える成膜装置Ｍは、比較的安価に大きな差圧を形成できるシール装置１ひいては真空装置を備えるため、比較的安価にウェブＷに成膜することができる。特に、本実施形態に係る成膜装置Ｍは、シール装置１を多段に配設することなく、大気圧の第１空間に隣接する減圧室Ｒの内圧をスパッタリングデバイスＥを用いて成膜可能な圧力まで低下させられる。これにより、成膜装置Ｍは、従来の成膜装置と比べて大幅に小型化することができ、設備コストを大きく抑制することができる。

＜多層フィルム製造方法＞
本発明に係る多層フィルム製造方法の一実施形態は、図１の成膜装置Ｍを用いてウェブＷの表面に異なる材料を積層する工程を備える。成膜装置Ｍの第１緩衝室Ｒ１には、ウェブＷを巻き取ったリール（不図示）からウェブＷを連続的に供給することができる。また、第６緩衝室Ｒ６から連続して排出される加工済みのウェブＷ（製造された多層フィルム）は、別のリール（不図示）に巻き取って回収することができる。

この多層フィルム製造方法によれば、シール装置１によって容易に減圧室Ｒの真空度を高めることができるので、基材となるウェブＷに比較的安価に成膜して高品質な多層フィルムを製造することができる。

また、成膜装置Ｍを用いて多層フィルムを製造することによって、成膜装置Ｍの上流側及び下流側において、つまり大気圧下において、オーブン乾燥工程、塗布工程、外観検査工程、スリット（フィルム分割）工程を行うことができる。つまり、成膜装置Ｍ内では、真空下で行う必要がある工程のみを行うようにすることができるので、全工程を真空下で行うことができるような大規模な製造設備を設けることなく、より安価に連続してフィルムを製造することができる。

〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態に係る成膜装置Ｍａについて説明する。図５に示す成膜装置Ｍａは、図１の成膜装置Ｍと同様に、ウェブＷの表面に被膜を積層する装置である。なお、図５の成膜装置Ｍａについて、図１の成膜装置Ｍと同様の構成要素には同じ符号を付して重複する説明を省略することがある。

成膜装置Ｍａは、大気開放された第１空間よりも圧力が低い第２空間を画定する減圧室Ｒａと、減圧室Ｒａの単一の隔壁Ｐａに配設された２つのシール装置１ａと、を有する真空装置Ｕａと、真空装置Ｕａの減圧室Ｒａ内部に配設される成膜機構Ｆと、を備える。真空装置Ｕａは、本発明に係る真空装置の別の実施形態であり、シール装置１ａは、本発明に係るシール装置の別の実施形態である。

本実施形態において、ウェブＷは、一方のシール装置１ａを通して減圧室Ｒａに進入し、減圧室Ｒａの中で折り返されて他方のシール装置１ａから逆向きに退出する。成膜装置Ｍａは減圧室ＲａにおいてウェブＷを折り返して搬送するため、装置全体の専有面積が比較的小さい。

成膜装置Ｍａは、減圧室Ｒの内部の気体を排出する低圧源Ｖ１と、シール装置１ａにそれぞれ接続された複数の低圧源Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ１３と、を備える。低圧源Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ１３は、低圧源Ｖ１と同様の排気装置によって構成することができる。

＜シール装置＞
以下、成膜装置Ｍのシール装置１について、詳しく示す図６を参照しながら説明する。

シール装置１ａは、図６に詳しく示すように、隔壁Ｐａに配設され、第１空間及び第２空間に連通し、ウェブＷが通過する搬送開口１１ａを有する枠体１０ａと、搬送開口１１ａの内部に配設され、ウェブＷを案内する封止ローラ２０と、枠体１０ａと封止ローラ２０のウェブＷを案内しない側との隙間を封止する１つのシャッタ部３０ａと、封止ローラ２０の前後でウェブＷを案内する一対の案内ローラ４０と、を備える。

枠体１０ａは、封止ローラ２０を支持する不図示の軸受等を保持する。また、枠体１０ａは、図７に示すように、搬送開口１１ａの内壁のうち封止ローラ２０のウェブＷを案内する側の周面に対向する部分に開口し、低圧源Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ１３に接続され、封止ローラ２０との間の空間内の気体を外部に排出する複数の排気流路（第１空間側から順番に第１排気流路１２１、第２排気流路１２２及び第３排気流路１２３）と、搬送開口１１ａの封止ローラ２０の周面のウェブＷを案内する領域に対向する内壁に、排気流路１２１，１２２，１２３とそれぞれ連通し、封止ローラ２０の回転軸と略平行な方向に延びるよう形成される複数の連通吸引溝（第１空間側から順番に第１連通吸引溝１３１、第２連通吸引溝１３２及び第３連通吸引溝１３３）と、搬送開口１１ａの封止ローラ２０の端面に対向する一対の内壁に、連通吸引溝１３１，１３２，１３３からそれぞれ連続し、搬送開口１１ａの封止ローラ２０の周面のウェブＷを案内する領域に対向する内壁に達する複数の側部吸引溝（第１側部吸引溝１４１、第２側部吸引溝１４２及び第３側部吸引溝１４３）と、搬送開口１１ａの封止ローラ２０の周面のウェブＷを案内する領域に対向する内壁に、封止ローラ２０の回転軸と略平行な方向に延びるよう形成され、一対の側部吸引溝１４１，１４２，１４３の間を接続する複数の対向吸引溝（第１対向吸引溝１５１、第２対向吸引溝１５２及び第３対向吸引溝１５３）と、を有する。

排気流路１２１，１２２，１２３は、封止ローラ２０が案内するウェブＷとこれに対向する搬送開口１１ａの下側内壁との間から気体を排出する。つまり、第１空間から搬送開口１１ａと封止ローラとの隙間に進入した気体の一部を排気流路１２１，１２２，１２３を通して外部に排出することによって、第２空間に流入する気体の量を低減し、第２空間の内圧の上昇要因を軽減することができる。この排気流路１２１，１２２，１２３は、隔壁Ｐａを通して低圧源Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ１３に接続されてもよく、隔壁Ｐａを通らない配管等によって接続されてもよい。第１空間から第２空間に向かって順に圧力を低下させるために、第２空間側ほど排気流路１２１，１２２，１２３の内部の圧力を低くすることが必要である。このため、排気流路１２１，１２２，１２３は、図６に示すように、それぞれ独立した低圧源Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ１３に接続されることが好ましい。また、排気抵抗を小さくするために、図７に示すように、各連通吸引溝１３１，１３２，１３３と低圧源Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ１３との間に、それぞれ複数の排気流路１２１，１２２，１２３を設けてもよい。

排気流路１２１，１２２，１２３と低圧源Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ１３との間でわずかでもリークを起こすと排気能力が著しく低下するので、排気流路１２１，１２２，１２３と低圧源Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ１３とを接続する配管等の流路には強度が求められる。具体的には、排気流路１２１，１２２，１２３と低圧源Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ１３との間には、例えばパイプ、フレキシブルホース等が配設されていてもよい。これらの流路は、フランジ等の管継手を用いて接続されてもよい。また、これらの流路を構成するパイプ等の材質としては、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等のステンレス鋼、炭素鋼、チタン、ニッケルなどを用いることができる。

このとき、連通吸引溝１３１，１３２，１３３が形成されていることによって、封止ローラ２０と搬送開口１１ａの上側内壁との間の空間から気体を吸引する力が封止ローラ２０の回転軸方向に平均化される。また、連通吸引溝１３から連続する側部吸引溝１４１，１４２，１４３を通して封止ローラ２０の端面とこれに対抗する搬送開口１１ａの側壁との間の気体を排出し、さらに、側部吸引溝１４１，１４２，１４３から連続する対向吸引溝１５１，１５２，１５３を通して封止ローラ２０と搬送開口１１ａの上側内壁との間の空間からも気体を排出する。流路抵抗のために、対向吸引溝１５１，１５２，１５３による吸引力は連通吸引溝１３１，１３２，１３３による吸引力よりも小さくなり得るが、シャッタ部３０ａにより封止ローラ２０と搬送開口１１ａの上側内壁との間に流入する気体の量は抑制されるため、封止ローラ２０と搬送開口１１ａの上側内壁との間から第２空間に流入する気体の量は十分に抑制される。

第２側部吸引溝１４２は、封止ローラ２０の軸又は軸受を迂回するよう屈曲して延伸している。また、複数の排気流路１２１，１２２，１２３の吸引圧力をそれぞれ独立して調節可能に構成してもよい。これにより、比較的効率よく第１空間から第２空間に流入する気体の量を抑制することができる。

連通吸引溝１３１，１３２，１３３、側部吸引溝１４１，１４２，１４３及び対向吸引溝１５１，１５２，１５３の幅は、例えば５ｍｍ以上２５ｍｍ以下とすることができる。また、連通吸引溝１３１，１３２，１３３、側部吸引溝１４１，１４２，１４３及び対向吸引溝１５１，１５２，１５３の深さは、それぞれの幅の１倍以上３倍以下とすることができる。連通吸引溝１３１，１３２，１３３、側部吸引溝１４１，１４２，１４３及び対向吸引溝１５１，１５２，１５３の幅を比較的小さくすることによって、第１空間から第２空間に至る気体の流路としての搬送開口１１ａの内壁と封止ローラ２０との隙間の流路抵抗を大きくすることができるので、第２空間に流入する気体の量を抑制できる。

シャッタ部３０ａは、先端縁を封止ローラ２０の周面に近接させるシール部材３１と、シール部材３１を封止ローラ２０との間隔を調節可能に保持する保持機構３２ａと、を含む。

シール装置１ａは、保持機構３２ａにより、成膜装置Ｍの定常運転時にはシール部材３１の先端縁を封止ローラ２０に近接させ、成膜装置Ｍの停止時及び非定常運転時にはシール部材３１の先端縁を封止ローラ２０から離間させることができる。

保持機構３２ａは、枠体１０に配設されるベース部材３３ａと、シール部材３１を保持し、且つベース部材３３に対して封止ローラ２０の周方向と径方向との間の傾斜した方向に移動可能に取り付けられる可動支持部材３４ａと、ベース部材３３ａに対して可動支持部材３４ａを圧接して摩擦力により固定する圧接部３７と、を有する構成とすることができる。保持機構３２ａは、可動支持部材３４ａのベース部材３３ａに対する固定位置に応じてシール部材３１と封止ローラ２０との間隔を調節することができる。

圧接部３７は、ベース部材３３ａに螺合する調節ネジ３８と、調節ネジ３８の頭部と可動支持部材３４ａとの間に挟み込まれる弾性部材３９と、を有する構成とすることができる。弾性部材３９は、可動支持部材３４ａのベース部材３３ａに対して圧接する。換言すると、弾性部材３９は、シール部材３１を封止ローラ２０に向かって突出させる方向に付勢し、何らかの原因でシール部材３１が封止ローラ２０と接触した場合には、シール部材３１を可動支持部材３４ａと共に後退させ得る。

本実施形態のシール装置１ａは、封止ローラ２０の周面のウェブＷを案内しない側のみにシャッタ部３０ａを配置するので、万一の場合にもシール部材３１がウェブＷに接触しない。このため、成膜装置Ｍａは、減圧室Ｒａに異常な圧力変化が生じたりした場合であっても、ウェブＷが破断することがなく、運転再開が容易である。

さらに、図６の様にシャッタ部３０と側部吸引溝１４１，１４２，１４３を組み合わせることによって、気体を排出する効率が向上し、低圧源Ｖ１の負荷を低減して減圧室Ｒを小さくすることができるので、成膜装置Ｍの設備コストを低減することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変更及び変形が可能である。

例として、本発明に係る成膜装置において、シャッタ部は第２空間の側に配設されてもよい。これにより、成膜装置を停止して封止ローラの撓みが減少した場合には封止ローラの中央部がシール部材から遠ざかる方向に移動するため、シール装置の調節部を省略することができる場合がある。

本発明に係るシール装置において、停止時等にシール部材を封止ローラから離間させる保持機構は、上述の実施形態の構成に限定されない。例として、調節部によってベース部材に対して可動支持部材を位置決めし、弾性部材によってシール部材を可動支部部材に対して突出付勢してもよい。

本発明に係るシール装置において、シール部材と封止ローラとの接触による損傷を防止する手段は、弾性部材によりシール部材を付勢する構成に限られず、センサでシール部材と封止ローラ又はウェブとの接触を検出してシール部材を封止ローラから離間させる機構を設けてもよい。

本発明に係るシール装置において、枠体に排気流路を設ける場合であっても、第３吸引溝、第３吸引溝及び側部吸引溝、又は第３吸引溝、側部吸引溝及び連通吸引溝を省略してもよい。この省略は、複数の排気流路に対して異なる態様で行ってもよい。例として、１つの排気流路に連通する連通吸引溝、側部吸引溝及び第３吸引溝が形成され、他の排気流路には連通吸引溝、側部吸引溝及び第３吸引溝の全部又は一部が形成されていなくてもよい。

また、排気流路及び第１乃至第３吸引溝の数は任意である。さらに、搬送開口の内壁の封止ローラのウェブを案内しない側の周面に対向する部分に開口する排気流路を設けてもよく、搬送開口の内壁の封止ローラの端面に対向する部分に開口する排気流路を設けてもよい。

本発明に係る真空装置及び成膜装置は、本発明に係るシール装置を多段に備えてもよい。つまり、第１のシール装置における低圧側の第２空間を第２のシール装置における第１空間とすることで、第２のシール装置における第２空間の圧力を第１のシール装置における第２空間よりもさらに低くすることができる。

１，１ａ シール装置
１０，１０ａ 枠体
１１，１１ａ 搬送開口
１２１，１２２，１２３ 排気流路
１３１，１３２，１３３ 連通吸引溝
１４１，１４２，１４３ 側部吸引溝
１５１，１５２，１５３ 対向吸引溝
２０ 封止ローラ
３０，３０ａ シャッタ部
３１ シール部材
３２，３２ａ 保持機構
３３，３３ａ ベース部材
３４，３４ａ 可動支持部材
３５ 調節部
３６ 弾性部材
３７ 圧接部
３８ 調節ネジ
３９ 弾性部材
４０ 案内ローラ
Ｄ ドラム
Ｅ スパッタリングデバイス
Ｆ 成膜機構
Ｍ，Ｍａ 成膜装置
Ｐ，Ｐａ 隔壁
Ｒ，Ｒａ 減圧室
Ｕ，Ｕａ 真空装置
Ｖ１，Ｖ１１ 低圧源
Ｗ ウェブ

Claims (8)

1. 第１空間と前記第１空間よりも圧力が低い第２空間とを隔離しつつウェブを連続搬送可能とするシール装置であって、
   前記第１空間と前記第２空間との間を区分する隔壁に配設され、前記第１空間及び前記第２空間に連通し、前記ウェブが通過する搬送開口を有する枠体と、
   前記搬送開口の内部に配設され、前記ウェブを案内する封止ローラと、
   前記枠体と前記封止ローラとの隙間を封止するシャッタ部と、
   を備え、
   前記シャッタ部は、前記封止ローラの周面に対向するとともに定常運転時における前記封止ローラの撓みに合わせて前記封止ローラの側に凸状又は凹状に湾曲している先端縁を有するシール部材を含む、シール装置。
2. 前記シャッタ部は、前記シール部材を前記封止ローラとの間隔を調節可能に保持する保持機構をさらに含む、請求項１に記載のシール装置。
3. 前記保持機構は、前記シール部材を前記封止ローラの側に突出するよう付勢する弾性部材をさらに含む、請求項２に記載のシール装置。
4. 前記枠体は、前記搬送開口の内壁に開口し、低圧源に接続され、前記封止ローラとの間の空間内の気体を外部に排出する排気流路を有する、請求項１から３のいずれかに記載のシール装置。
5. 前記排気流路は、前記搬送開口の内壁のうち前記封止ローラが前記ウェブを案内する側の周面に対向する部分に開口する、請求項４に記載のシール装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載のシール装置と、前記第２空間を画定する減圧室とを備える真空装置。
7. 請求項６に記載の真空装置と、
   前記減圧室内に設けられ、前記ウェブの表面に異なる材料を積層する成膜機構と、
   を備える成膜装置。
8. 請求項７に記載の成膜装置を用いて、前記ウェブの表面に異なる材料を積層する工程を備える、多層フィルム製造方法。

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