JP6413832B2 - シートの薄膜形成装置および薄膜付きシートの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、シートの薄膜形成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９を用いて説明する。図９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９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、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１０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 特開２０００−１７４４０

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、直流電源１４により与えられているプラズマ発生手段１６とシート案内面３の間の電位差により加速されながら他の原子や分子に衝突して電離を繰り返し、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。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直流電源１４に流入し、プラズマ発生手段１６とシート案内面３の間に与えている電位差を維持出来なくなるだけでなく、直流電源１４の故障を引き起こすこともある。

また、シート案内面３の周囲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と周囲の接地電位の部材間における空間インピーダンスが低下している状態となり、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を除電し、シート１のシート案内面３に対する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、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の金属露出部から、常に直流電源１４に流入してくるために、プラズマ発生手段１６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に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を適用したとしても、安定したプラズマ放電を実現するためにはプラズマ発生手段の筐体１９内にプラズマ生成用のガスを導入する必要がある。そのため、プラズマ発生手段の筐体１９内に導入されるプラズマ生成用ガスがプラズマ発生手段の筐体１９内部から荷電粒子放出口２５に向かって流れることによって、余剰荷電粒子が減圧室１３内に放出される。

また、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、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、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変化させてしまう問題があった。そこで本発明の目的は、上記のような従来技術の問題点に鑑み、シートの帯電に寄与しない余剰荷電粒子が減圧室内に放出しないようにして、シートの表面状態を変化させずに、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て薄膜を形成する、薄膜形成装置および薄膜付きシートの製造方法を提供することにある。

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、前記減圧室内の空気を排気する第１の排気手段と、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上に薄膜を形成するためにシートに向かって微粒子を飛散させる微粒子発生源と、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、
前記帯電手段が、
筐体、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、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筐体の外部に放出するための放出口、および前記放出口とは別に前記筐体に設けられた少なくともひとつの排出口を有し、前記微粒子発生源よりもシートの搬送方向上流側に配置されたプラズマ発生手段と、
前記筐体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できる電位差付与手段と、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、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、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９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。安定した電位差を薄膜との間に付与するため、シート案内面の表面またはその近傍は、導電性を有しているのが好ましい。

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、電極の周囲の気体をグロー放電させ、その気体の少なくとも一部を電子とイオンに電離した状態にす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の一部の原子や分子、が電離して生成され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することによって２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、薄膜形成装置および薄膜付きシートの製造方法を得ることが出来る。

本発明の巻取式真空蒸着装置の概略断面図である。 本発明におけるプラズマ発生手段の概略断面図である。 本発明におけるプラズマ発生手段の部分断面斜視図である。 本発明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。 従来の巻取式真空成膜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９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９に記載した従来技術の装置との大きな相違点は、図２に示すように、プラズマ発生手段１６の筐体１９に、プラズマ中の荷電粒子をプラズマ発生手段の筐体１９外部の、シート１に向かって放出するための荷電粒子放出口２５と、放出口２５とは別に設けられた、少なくとも一つの荷電粒子排出口２６を有している点である。このように排出口２６を配置すると、プラズマ発生手段１６の筐体１９内にプラズマ生成用のガスを導入する、少なくとも１つ以上のガスノズル２８から導入されたガス流れによって、シート１の帯電に寄与しない余剰荷電電子は、排出口２６から排出される。このためシート案内面３の近傍における、余剰荷電電子が減少するため、安定的にシート案内面３に電位差を与えることができる。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、減圧室内に余剰荷電粒子が浮遊していると火花放電や定常的なグロー放電の発生頻度が多くなるので、本発明の効果が大きくなる。また、排出口２６の開口面積は放出口２５の開口面積よりも大きくすることにより、排出口２６の排気コンダクタンスを放出口２５の排気コンダクタンスよりも大きくとれるため、余剰荷電粒子を排出口２６から排出されやすくすることが出来るため好ましい。

また、図１に示すように荷電粒子の供給源としてプラズマ発生手段１６を使用しており、シート案内面３に印加した電位差に応じてプラズマ中から必要な荷電粒子が誘引される。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１０に記載した電子ビーム照射装置３２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、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を引き起こしにくいため好ましい。

また、シート案内面３と放出口２５との距離は１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。近すぎると放出口２５がシート１と接触する可能性があり、その場合、シート１を損傷しかねない。また１０ｍｍよりも大きくなると、放出口２５とシート１の間の排気コンダクタンスが大きくなり、放出口２５から放出される余剰荷電粒子が多くなる場合がある。

図３は、本発明のプラズマ発生手段の部分断面斜視図である。プラズマ発生手段は、図３に示すようにシートの幅方向に長さを持つように配置すれば、シート１が大面積であってもシートの幅方向に均一に帯電に必要な荷電粒子を供給するとともに、効率的に余剰荷電粒子を排出でき、シートの幅方向および走行方向に均一に帯電させることができるので好ましい。

図４は本発明の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の形態のプラズマ発生手段は、プラズマ生成用のガスを荷電粒子放出口２５からプラズマ電極１８に向けて導入するためのガスノズル２８が設けられている。図２の形態のプラズマ発生手段では、筐体１９の内部をプラズマ生成用ガスで満たすことに主眼が置かれており、プラズマ生成用ガスの流れ方向は特に考慮していないが、図４の形態のプラズマ発生手段では、プラズマ生成用ガスが荷電粒子放出口２５からプラズマ電極１８に向けて流れるので、プラズマ生成用ガスのガス流れ２９によって余剰荷電粒子が排出口２６から効率的に排出される。このためシート案内面３の近傍における、余剰荷電電子が減少するため、安定的にシート案内面３に電位差を与えることができるので好ましい。また、図４に図示しないガス量制御手段によってガスノズル２８から導入するガス量を制御することにより、荷電粒子放出口２５から放出される荷電粒子の量を制御することが出来るため好ましい。ガスの導入量は、プラズマ放電領域２７を発生させる雰囲気の圧力、荷電粒子放出口２５と荷電粒子排出口２６の排気コンダクタンス、プラズマ電極１８のシート幅方向の長さ、等により最適な範囲は変化するが、シート１の帯電に必要な荷電粒子量を確保しながら、余剰な荷電粒子を荷電粒子放出口２６に排出して、シート案内面３に安定的に電位差を印加できる条件から、適宜好適な条件を設定できる。ガスノズル２８から導入するガスは、窒素ガス、炭酸ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガスや酸素から選択できる。また、これらのガスの混合ガスも使用可能である。

図５は本発明の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５に示すように、荷電粒子排出口２６に接地電位の金属メッシュ３０ａを設けることにより、荷電粒子排出口２６から排出される荷電粒子のうち、金属メッシュ３０ａに接触したものがアースに流れ込むため、排出口２６の排気コンダクタンスを小さくせずに、プラズマ発生手段の筐体１９の外に放出される荷電粒子を減少させることができる。このため、排出口２６がシート案内面３の近傍に設けられている場合においても、シート案内面３の近傍における余剰荷電電子が減少するため、安定的にシート案内面３に電位差を与えることができるので好ましい。また、金属メッシュ３０ａは余剰荷電粒子をアースに流れ込ませつつ、ある程度の排気コンダクタンスを維持する構造であればよく、スリット形状の開口や、ピンホール形状の開口を有したものも用いることができる。

図６は本発明の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６に示すように、図６に記載しない減圧室を排気するための減圧室真空ポンプとは別に、プラズマ発生手段の筐体１９の内部を排気するための、排気経路２２と真空ポンプ２０ｂを設けることにより、荷電粒子排出口２６から排出される余剰荷電粒子が減圧室内に放出されなくなる。そのため、排出口２６がシート案内面３の近傍に設けられている場合においても、シート案内面３の近傍における、余剰荷電電子が減少するため、安定的にシート案内面３に電位差を与えることができるので好ましい。また、図６に記載しないガス量制御手段によるガスノズル２８から導入するガス量の制御に加えて、プラズマ発生手段の筐体１９の内部を排気する真空ポンプ２０ｂの排気経路２２に設けられたバルブ２１の開度を調整することにより、荷電粒子放出口２５から放出される荷電粒子の量をより精密に制御することが出来るため好ましい。また、プラズマ発生手段の筐体１９の内部圧力を減圧室とは独立して制御できるため、減圧室の圧力に影響されることなく、プラズマ発生手段の筐体１９の内部圧力をプラズマ生成に好適な圧力にすることが出来るため、安定的にプラズマを生成できるという点でも好ましい。

図７は本発明の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７に示すように、荷電粒子放出口２５に接地電位の金属メッシュ３０ｂを設けることにより、荷電粒子放出口２５から放出される荷電粒子のうち、金属メッシュ３０ｂに接触したものがアースに流れ込むため、荷電粒子放出量を調整することが出来るため好ましい。また、金属メッシュ３０ｂは放出される余剰な荷電粒子の一部をアースに流れ込ませつつ、帯電に必要な荷電粒子を放出できる構造であればよく、スリット形状の開口やピンホール形状の開口を有したものも用いることが出来る。

図８は本発明の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８に示すように、プラズマ発生手段をカソードとなるプラズマ電極１８とアノードとなる筐体１９で構成し、プラズマ電極１８の内部にはプラズマ発生面の表面にマグネトロン磁場を形成する磁石３１を設けることにより、減圧雰囲気下の比較的広い圧力範囲でプラズマ発生手段の筐体１９の中にプラズマを生成することが可能となること、また電離度の高いプラズマを比較的低い印加電圧で形成できること、また図３に示すように、プラズマ発生手段をシート１の幅方向に長さを持つようにした場合においても、シート１の幅方向に均一なプラズマを生成できること、またプラズマ発生手段の筐体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こと、などの理由で好ましい。

以下に示す実施例および比較例において、シート案内面３に安定的に付与できる電位差を比較した。また、帯電させたシートに薄膜を形成した後に、シートと薄膜の密着力を評価した。

[実施例１]
電気絶縁性シートとして、厚さ１２μｍ、幅２００ｍｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ株式会社製「ルミラー（登録商標）」）の片面を、図１に示す巻取式真空蒸着装置を用い、以下に示す条件で帯電させた。

（減圧室条件）
（１）減圧室圧力：２Ｐａ。

（プラズマ電極条件）
接地した筐体内にマグネトロン電極を内蔵するプラズマ発生手段を用いた。各条件は以下の通り。
（１）プラズマ電極のシート幅方向の長さ：３００ｍｍ
（２）プラズマ用直流電源の電力出力：２００Ｗ
（３）プラズマ電極の筐体の荷電粒子放出口：シート走行方向の開口６ｍｍ、シート幅方向の開口２８０ｍｍ
（４）シート案内面と荷電粒子放出口との距離：５ｍｍ
（５）荷電粒子放出口の向き：プラズマ電極であるマグネトロン電極の中心と、荷電粒子放出口の中心を結んだ直線の延長線が円筒形シート案内面の表面にほぼ垂直に入射する向き。
（６）プラズマ電極の筐体の荷電粒子排出口：シート走行方向の開口２６ｍｍ、シート幅方向の開口２１０ｍｍ
（７）荷電粒子排出口の向き：プラズマ電極を挟んで荷電粒子放出口が設けられた側とは反対側の筐体の壁面。
（８）プラズマ生成用ガスの向き：荷電粒子放出口の中心と、プラズマ電極であるマグネトロン電極の中心を結んだ直線にほぼ垂直で、プラズマ電極の筐体からプラズマ生成領域に入射する向き。
（９）プラズマ生成用ガス種：アルゴン
（１０）プラズマ生成用ガス流量：１００ｃｃ／分。

（シート案内面条件）
図１に示すように円筒形のシート案内面を使用した。各条件は以下の通り。
（１）円筒形シート案内面の直径：６００ｍｍ
（２）シート搬送速度：５ｍ／分。

以上の条件下のもとプラズマ放電を発生させながら、シート案内面に直流電源を用いて印加する電圧を上昇させていった結果、プラズマ発生手段の筐体に対してシート案内面の電位が＋３００[Ｖ]になるまで安定して電圧を印加することができた。

さらに、シート案内面の電位を＋３００Ｖに維持したまま連続的にシートに薄膜を形成した。薄膜形成の条件は以下の通り。

（薄膜形成条件）
（１）蒸発源：抵抗加熱ボート
（２）蒸発材料：アルミニウム
（３）蒸着室圧力：２×１０^−２Ｐａ
（４）膜厚：３０ｎｍ。

以上の条件で蒸着を完了した電気絶縁性シートの、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を評価したところ、密着力は１６２ｇ／１５ｍｍであり、はく離界面は蒸着膜内部であった。

[実施例２]
プラズマ発生手段を図４に示すプラズマ発生手段へ変更した以外は、使用した電気絶縁性シート、減圧室条件およびシート案内面条件は実施例１と同じ条件で帯電させた。実施例１で使用したプラズマ発生手段との違いは以下のとおりである。
（１）プラズマ生成用ガスの向き：荷電粒子放出口の中心と、プラズマ電極であるマグネトロン電極の中心を結んだ直線にほぼ平行で、荷電粒子放出口からプラズマ電極へ向かう向き。

以上の条件下のもとプラズマ放電を発生させながら、シート案内面に直流電源を用いて印加する電圧を上昇させていった結果、プラズマ発生手段の筐体に対してシート案内面の電位が＋３５０Ｖになるまで安定して電圧を印加することができた。

さらに、シート案内面の電位を＋３５０Ｖに維持した以外は、実施例１と同じ条件で薄膜を形成し、シートと薄膜の密着力を評価したところ、密着力は１５３ｇ／１５ｍｍであり、はく離界面は蒸着膜内部であった。

[実施例３]
プラズマ発生手段を図５に示すプラズマ発生手段へ変更した以外は、使用した電気絶縁性シート、減圧室条件およびシート案内面条件は実施例１と同じ条件で帯電させた。実施例１で使用したプラズマ発生手段との違いは以下のとおりである。
（１）プラズマ電極の筐体の荷電粒子排出口：シート走行方向の開口２６ｍｍ、シート幅方向の開口２１０ｍｍの開口部を全て覆うように、金属メッシュ（１８メッシュ、目開き１．０７ｍｍ、線経０．３４ｍｍ、開口率５７．６％）を配置
（２）プラズマ生成用ガスの向き：荷電粒子放出口の中心と、プラズマ電極であるマグネトロン電極の中心を結んだ直線にほぼ平行で、荷電粒子放出口からプラズマ電極へ向かう向き。

以上の条件下のもとプラズマ放電を発生させながら、シート案内面に直流電源を用いて印加する電圧を上昇させていった結果、プラズマ発生電極の筐体に対してシート案内面の電位が＋４５０Ｖになるまで安定して電圧を印加することができた。

さらに、シート案内面の電位を＋４５０Ｖに維持した以外は、実施例１と同じ条件で薄膜を形成し、シートと薄膜の密着力を評価したところ、密着力は１６３ｇ／１５ｍｍであり、はく離界面は蒸着膜内部であった。

[実施例４]
プラズマ発生手段を図６に示すプラズマ発生手段へ変更した以外は、使用した電気絶縁性シート、減圧室条件およびシート案内面条件は実施例１と同じ条件で帯電させた。実施例１で使用したプラズマ発生手段との違いは以下のとおりである。
（１）プラズマ電極の筐体の荷電粒子排出口：シート走行方向の開口２６ｍｍ、シート幅方向の開口２１０ｍｍの開口部を全て覆うように、金属メッシュ（１８メッシュ、目開き１．０７ｍｍ、線経０．３４ｍｍ、開口率５７．６％）を配置。さらに排気経路を介して真空ポンプに接続されている。
（２）プラズマ生成用ガスの向き：荷電粒子放出口の中心と、プラズマ電極であるマグネトロン電極の中心を結んだ直線にほぼ平行で、荷電粒子放出口からプラズマ電極へ向かう向き。

以上の条件下のもとプラズマ放電を発生させながら、シート案内面に直流電源を用いて印加する電圧を上昇させていった結果、プラズマ発生手段の筐体に対してシート案内面の電位が＋５００Ｖになるまで安定して電圧を印加することができた。

さらに、シート案内面の電位を＋５００Ｖに維持した以外は、実施例１と同じ条件で薄膜を形成し、シートと薄膜の密着力を評価したところ、密着力は１４３ｇ／１５ｍｍであり、はく離界面は蒸着膜内部であった。

[比較例１]
プラズマ発生手段を図９に示すプラズマ発生手段へ変更した以外は、使用した電気絶縁性シート、減圧室条件およびシート案内面条件は実施例１と同じ条件で帯電させた。荷電粒子排出口が設けられていない点が実施例１で使用したプラズマ発生手段との違いである。

以上の条件下のもとプラズマ放電を発生させながら、シート案内面に直流電源を用いて印加する電圧を上昇させていった結果、プラズマ発生電極の筐体に対してシート案内面の電位が＋２００Ｖを超えたところでシート案内面３の周囲で火花放電が頻発し、安定的に電位差を与えることができなかった。

[比較例２]
荷電粒子供給源を図１０に示す電子ビーム照射装置へ変更し、シート案内面を接地電位に変更した以外は、使用した電気絶縁性シート、減圧室条件およびシート案内面条件は実施例１と同じ条件で帯電させた。実施例１で使用したプラズマ発生手段との違いは以下のとおりである。
（１）電子ビーム照射装置の放電電圧：９ｋＶ
（２）電子ビーム照射装置の放電電流：７００ｍＡ
さらに、荷電粒子供給源を電子ビーム照射装置に変更し、シート案内面を接地電位に変更した以外は、実施例１と同じ条件で薄膜を形成し、シートと薄膜の密着力を評価したところ、密着力は５７ｇ／１５ｍｍであり、はく離界面は蒸着膜とシートの界面であった。

本発明は、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として非常に好適であるが、スパッタ装置やＣＶＤ装置などにも応用でき、その応用範囲が、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 直流電源（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
２０ａ 減圧室真空ポンプ（第１の排気手段）
２０ｂ プラズマ電極真空ポンプ（第２の排気手段）
２１ バルブ
２２ プラズマ電極排気経路
２５ 荷電粒子放出口
２６ 荷電粒子排出口
２７ プラズマ放電領域
２８ ガス導入ノズル
２９ ガス導入経路
３０ 金属メッシュ
３０ａ 排出口金属メッシュ
３０ｂ 放出口金属メッシュ
３１ 磁石
３２ 電子ビーム照射装置

Claims (8)

1. 減圧室と、
   前記減圧室内の空気を排気する第１の排気手段と、
   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、
   前記減圧室内に設置され、前記シート案内面上のシート上に薄膜を形成するためにシートに向かって微粒子を飛散させる微粒子発生源と、
   前記シート案内面上のシートを帯電させる帯電手段と、を備えるシートの薄膜形成装置であって、
   前記帯電手段が、
   筐体、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、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筐体の外部に放出するための放出口、前記放出口とは別に前記筐体に設けられた少なくともひとつの排出口、および前記筐体の内部にプラズマ生成用のガスを導入する少なくとも１つのガスノズルを有し、前記減圧室内に設置され前記微粒子発生源よりもシートの搬送方向上流側に配置されたプラズマ発生手段と、
   前記筐体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できる電位差付与手段と、で構成されたシートの薄膜形成装置。
2. 前記シート案内面と前記放出口との距離が１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である、請求項１のシートの薄膜形成装置。
3. 前記ガスノズルが、プラズマ生成用のガスを前記放出口から前記プラズマ電極に向けて導入するためのものである請求項１または２のシートの薄膜形成装置。
4. 前記排出口に、接地電位の金属メッシュ、スリット、ピンホールのいずれかを備えた、請求項１〜３のいずれかのシートの薄膜形成装置。
5. 前記第１の排気手段とは別に、前記筐体内部を排気するための第２の排気手段を備えた、請求項１〜４のいずれかのシートの薄膜形成装置。
6. 前記放出口に、接地電位の金属メッシュ、スリット、ピンホールのいずれかを備えた、請求項１〜５のいずれかのシートの薄膜形成装置。
7. 前記プラズマ電極が、カソードと、アノードとなる筐体とで構成されており、前記カソードの内部にはプラズマ発生面の表面にマグネトロン磁場を形成する磁石を備えた、請求項１〜６のいずれかのシートの薄膜形成装置。
8. 請求項１〜７のいずれか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薄膜付きシートの製造方法。

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