JP7181587B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents
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Description
これにより、シート状基材を連続的に送り出すことで生産性の向上を図りつつ、シート状基材に加わる張力を低減させることができるので、仮にシート状基材が薄い場合であっても、シワの発生を防止することができる。
このように構成されたプラズマ処理装置によれば、プラズマ処理室の上方に設けられた送り出し機構が、シート状基材を下方に送り出すので、下方から引っ張らなくてもシート状基材は自重で降りていく。
これにより、シート状基材に加わる張力を可及的に小さくすることができ、シワの発生を防止することができる。
そこで、作業性の向上を図るためには、前記プラズマ処理室を通過した前記シート状基材を上下方向に沿って巻き取る巻き取り機構をさらに備え、前記送り出し機構及び前記巻き取り機構が、前記プラズマ処理室の下方に設けられていることが好ましい。
このような構成であれば、送り出し機構及び巻き取り機構に対するシート状基材の取り付けや取り外しを容易にすることができる。
そこで、プラズマ処理されたシート状基材を巻き取るようにしつつも、シワの発生を防止できるようにするためには、前記シート状基材を巻き取る巻き取りローラと、プラズマ処理された前記シート状基材を前記巻き取りローラにガイドしつつ冷却する冷却ローラとを備えることが好ましい。
このような構成であれば、シート状基材に張力が加わったとしても、巻き取りローラによって巻き取られる前にシート状基材を冷却することでシワの発生を防止することができる。
そこで、シート状基材の幅方向中央への縮みを抑えるためには、前記プラズマ処理された前記シート状基材を前記冷却ローラにガイドするガイドローラをさらに備え、前記ガイドローラが、下降する前記シート状基材の幅方向外側端部を当該シート状基材の幅方向中央部よりも先に受けるように構成されていることが好ましい。
ガイドローラがこのような形状であれば、ガイドローラに到達したシート状基材は幅方向外側に引っ張れるので、幅方向中央への縮みを抑えることができ、シワを発生されることなく、シート状基材を冷却ローラに導くことができる。
このような構成であれば、シート状基材を送り出す速度や巻き取る速度をシワが発生しない速度に制御することができる。
しかしながら、シート状基材を自重で降ろそうとすると、シート状基材がぶれてしまい、スリットに擦れて傷つくという問題が生じる。
そこで、前記プラズマ処理室の互いに対向する対向壁に前記シート状基材が通過可能なスリットが形成されており、前記スリットに前記シート状基材の搬送をガイドする一対のガイド板が設けられていることが好ましい。
このような構成であれば、シート状基材がぶれたとしても、ガイド板によってシート状基材がスリットに擦れることを防ぐことができ、シート状基材の損傷を防止できる。
このような構成であれば、両部屋の間に減圧室を介在させているので、原料ガス及び異種のガスが混ざり合うことを防ぐことができる。
ここでのシート状基材Zは、例えば厚みが20μm程度のアルミニウムであり、ガスバリヤ被膜は、導電性を有し、且つ、酸素及び水蒸気の浸透を抑制する例えば導電性DLC被膜である。ただし、シート状基材Zやガスバリヤ被膜としては、上記のものに限らず、種々のものを選択して構わない。
これにより、第1プラズマ処理室X1に供給された原料ガスは、第1減圧室D1に流れ込んだとしても第1減圧室D1から排気されるので、搬出室Mには流れ込まず、搬出室Mに供給されたガスは、第1減圧室D1に流れ込んだとしても第1減圧室D1から排気されるので、第1プラズマ処理室X1に流れ込まない。従って、各部屋M、X1に供給されたガスが混ざり合うことを防ぐことができる。これにより、原料ガスであるメタンが搬出室Mに流れ込むことによるシート状基材Zへの絶縁膜の形成を防ぐことができ、後述するガスバリヤ被膜の導電性を担保することができる。
これにより、第2プラズマ処理室X2に供給された原料ガスは、第2減圧室D2に流れ込んだとしても第2減圧室D2から排気されるので、巻取室Nには流れ込まず、巻取室Nに供給されたガスは、第2減圧室D2に流れ込んだとしても第2減圧室D2から排気されるので、第2プラズマ処理室X2に流れ込まない。従って、各部屋X2、Nに供給されたガスが混ざり合うことを防ぐことができる。
これにより、シート状基材Zが薄い場合にはヒータ4に加えてプラズマ中のイオンエネルギーやバイアス電圧によってイオンが加速されて増大化されたイオンエネルギーによってもシート状基材Zが追加加熱されるものの、プラズマ処理されたシート状基材Zを巻き取るための張力をごく僅かに抑えることができる。その結果、ロール・ツー・ロール方式による生産性の向上を図りつつ、シート状基材Zに形成した膜にシワが発生することを防止することができる。
なお、図3に示すプラズマ処理室Xには、一対の高周波アンテナ3と、各高周波アンテナ3に対向した一対のヒータ4とが設けられており、これらの高周波アンテナ3は、シート状基材Zの一方の面側(表面側)と、他方の面側(裏面側)とに設けられている。これにより、シート状基材Zの表面及び裏面に連続的に成膜することができる。
このような構成であれば、送り出し機構10及び巻き取り機構20がプラズマ処理室Xの下方に設けられているので、これらの送り出し機構10及び巻き取り機構20にシート状基材Zを取り付けたり取り外したりする作業を簡便にすることができる。
つまり、送り出し機構10がプラズマ処理室Xの下方に設けられており、巻き取り機構20がプラズマ処理室Xの上方に設けられていても良い。
さらに、核を形成するプラズマ処理を省き、或いは、核を形成するプラズマ処理に加えて、シート状基材の酸化被膜(Al2O3)を除去するプラズマ処理を行っても良い。具体的にかかるプラズマ処理としては、プラズマ処理室Xに例えばアルゴンガスを導入して1Paに保ち、プラズマを発生させることにより酸化被膜を除去するアルゴンガスクリーニングを挙げることができる。
X ・・・プラズマ処理室
3 ・・・高周波アンテナ
4 ・・・ヒータ
5 ・・・高周波電源
P ・・・ガイド板
Z ・・・シート状基材
10 ・・・送り出し機構
20 ・・・巻き取り機構
D1 ・・・第1減圧室
D2 ・・・第2減圧室
Claims (9)
- シート状基材をプラズマ処理するプラズマ処理室と、
前記プラズマ処理室内にプラズマを発生されるための高周波アンテナと、
前記シート状基材を上下方向に沿って前記プラズマ処理室内に送り出す送り出し機構と、
前記送り出し機構を収容する搬出室と、
前記プラズマ処理室及び前記搬出室の間に設けられて、前記プラズマ処理室及び前記搬出室よりも減圧された減圧室とを備え、
前記送り出し機構が、前記シート状基材と電気的に接続されるとともに、プラズマ処理における負のパルス電圧が印加される送り出しローラを備えていることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 前記送り出し機構が、前記プラズマ処理室の上方に設けられていることを特徴とする請求項1記載のプラズマ処理装置。
- 前記プラズマ処理室を通過した前記シート状基材を上下方向に沿って巻き取る巻き取り機構をさらに備え、
前記送り出し機構及び前記巻き取り機構が、前記プラズマ処理室の下方に設けられていることを特徴とする請求項1記載のプラズマ処理装置。 - 前記シート状基材を巻き取る巻き取りローラと、
プラズマ処理された前記シート状基材を前記巻き取りローラにガイドしつつ冷却する冷却ローラとを備えることを特徴とする請求項1乃至3のうち何れか一項に記載のプラズマ処理装置。 - 前記プラズマ処理された前記シート状基材を前記冷却ローラにガイドするガイドローラをさらに備え、
前記ガイドローラが、下降する前記シート状基材の幅方向外側端部を当該シート状基材の幅方向中央部よりも先に受けるように構成されていることを特徴とする請求項4記載のプラズマ処理装置。 - 前記巻き取りローラにより前記シート状基材に加わる張力を検出する張力検出手段と、
前記張力検出手段により検出された張力に基づいて、前記送り出し機構又は前記巻き取りローラの少なくとも一方を制御する制御装置とをさらに備えることを特徴とする請求項4又は5記載のプラズマ処理装置。 - 前記プラズマ処理室に前記シート状基材を加熱するヒータが設けられていることを特徴とする請求項1乃至6のうち何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記プラズマ処理室の互いに対向する対向壁に前記シート状基材が通過可能なスリットが形成されており、
前記スリットに前記シート状基材の搬送をガイドする一対のガイド板をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至7のうち何れか一項に記載のプラズマ処理装置。 - 前記減圧室が、前記プラズマ処理室に供給される原料ガスとは異種のガスが供給される部屋であることを特徴とする請求項1乃至8のうち何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
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