JPH04346664A - 電子ビーム加熱式蒸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高分子材料よりなるフ
ィルム上に薄膜を形成する際に用いられる電子ビーム加
熱式蒸着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子ビーム加熱方法により高分子
材料からなるフィルム上に薄膜を連続的に形成するため
に図４に示すような装置が用いられている。

【０００３】この装置では、符号１で示される真空排気
可能な装置本体内に、長尺状のフィルム２を連続的に巻
き出すための巻き出しロール３、フィルム２に薄膜を形
成させるための円筒状キャン４、フィルム２を連続的に
巻き取るための巻き取りロール５が設けられ、上記巻き
出しロール３と円筒状キャン４との間、及び円筒状キャ
ン４と巻き取りロール５との間には、フィルム２を円滑
に走行させるための補助ロール６…が設けられている。 また、装置本体１はほぼ中央部で熱遮蔽板７により仕切
られ、この熱遮蔽板７の図中下方には、円筒状キャン４
上を走行するフィルム２の膜形成面１２と対向する位置
に、電子ビーム蒸発源１０が配されている。この電子ビ
ーム蒸発源１０は、蒸着材料９とルツボ８とを含んでい
る。装置本体１の図中右側には、蒸着材料９に向けて電
子ビームを放出するための電子銃１１が設置されている
。

【０００４】このような装置を用いて蒸着を行う場合に
は、装置本体１内の真空排気を行った後、各ロールを回
転させてフィルム２を走行させると共に、電子銃１１か
ら電子ビームを蒸着材料９に向けて発射する。するとフ
ィルム２は、供給ロール２より連続的に巻き出され、矢
印の方向に走行し補助ロール６を経て、円筒状キャン４
の側面に沿って移動する。一方、電子銃１１から発射さ
れた電子ビームは図示したような軌道によって蒸着材料
９に衝突する。このため、蒸着材料９は昇華または溶解
、蒸発して円筒状キャン４上を走行するフィルム２の膜
形成面１２に蒸着膜を形成する。蒸着膜が形成されたフ
ィルム２は、補助ロール６を経て巻き取りロール５に巻
き取られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述したようにこの装
置では、電子銃１１より発射された電子ビームを蒸着材
料９に衝突させることによって蒸着材料９を昇華または
溶解、蒸発させるものである。しかしながら、加速され
高エネルギーとなった電子が蒸着材料９に衝突する際に
、全ての電子がそのエネルギーを熱として蒸着材料９に
与える訳ではなく、実際には、一部の電子は高エネルギ
ーのまま反射されたり、衝突後、２次電子を放出したり
する。このような反射電子や２次電子は、蒸着膜を形成
しようとするフィルム２にまで到達しフィルム２を帯電
させてしまう。また、蒸発量を増やすために、電子ビー
ムのエミッション電流をさらに上げた場合は、フィルム
２の帯電量はさらに増加する。

【０００６】このようなフィルム２の帯電は、フィルム
２の走行を不安定にさせしわを生じたり、円筒状キャン
４との剥離の際に放電を生じ放電跡が残ったり蒸着膜に
クラックを発生したりする場合があった。

【０００７】そこでこのような反射電子や２次電子のフ
ィルム２側への流入を減らす方法として、蒸発源１０と
フィルム２との間に磁界を掛けて、フィルム２側へ流入
しようとする電子を旋回させる方法が提案されている。

【０００８】しかしながら、磁界による電子の迂回割合
は一般に小さいため、この方法で電子がフィルム２上に
到達しないようにするためには、蒸発源１０とフィルム
２との間にかなりの距離が必要となり、装置全体が大形
化してしまう。また、円筒状キャン４が大きくなると電
子を旋回させるために掛ける磁界の大きさが極めて大き
なものとなってしまう。さらに磁界を掛けると蒸着材料
９に衝突する電子ビームの軌跡にも影響を与えるため、
蒸着材料９の蒸発過程へ変動を与える場合があった。

【０００９】本発明は前記事情に鑑みてなされたもので
、装置全体を大形化することなしに静電気によるトラブ
ルを回避することができる電子ビーム加熱式蒸着装置を
提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の電子ビーム加熱
式蒸着装置では、蒸発源と長尺状フィルムの膜形成面と
の間に電極を設けたことを課題解決の手段とした。

【００１１】

【作用】蒸発源と長尺状フィルムの膜形成面との間に電
極を設けて、電極側にプラスの電位をかけると、放出さ
れた反射電子や２次電子が電極方向に吸引されて電極に
捕獲され、フィルム上へ流入する電子を減らすことがで
きる。また、電極側にマイナスの電位をかけた場合は、
反射電子や２次電子が電極と反発して進行方向を大きく
変えるため、プラスの電位をかけた場合と同様にフィル
ム上へ流入する電子を減らすことができる。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の電子ビーム加
熱式蒸着装置について詳しく説明する。なお、従来の装
置と同一構成部分には同一符号を付して説明を簡略化す
る。

【００１３】図１は本発明の電子ビーム加熱式蒸着装置
の一実施例を示す概略図である。この装置では従来例と
同様に装置本体１内に巻き出しロール３、円筒状キャン
４、巻き取りロール５が設けられ、上記巻き出しロール
３と円筒状キャン４との間、及び円筒状キャン４と巻き
取りロール５との間には、補助ロール６…が設けられて
いる。また、装置本体１はほぼ中央部で熱遮蔽板７によ
り仕切られ、その下方には、円筒状キャン４上を走行す
るフィルム２の膜形成面１２と対向する位置に、蒸着材
料９とルツボ８とを含む電子ビーム蒸発源１０が配され
ている。装置本体１の図中右側には、蒸着材料９に向け
て電子ビームを放出するための電子銃１１が設置されて
いる。

【００１４】さらにこの装置では、膜形成面１２と蒸発
源１０との間に、電極１３が設けられている。この電極
１３は、金属製の細線で形成されており、直流電源と接
続されて、アースされた円筒状キャン４の基準電位に対
して−２００Ｖ〜２００Ｖの電圧を印加できるようにな
っている。またこの電極１３は、高周波電源と接続され
て高周波電圧が印加されたり、さらに直流バイアスをか
けた高周波も印加できるようにされている。

【００１５】また電極１３の形状としては、図２（ａ）
，（ｂ）のように金属細線１４の方向が、フィルム２の
移動方向Ａに対して垂直な向きか、斜めの向きが好まし
い。 しかし、（Ｃ）のようにフィルム２の移動方向Ａに対し
て平行な方向は不適である。これは、金属細線１４の方
向が図２（ａ），（ｂ）の場合は、円筒状キャン４が回
転しフィルム２が移動することによって蒸着時にフィル
ム２上の全ての部分に蒸着膜が形成されるが、図２（Ｃ
）に示す場合では、フィルム２が移動しても電極１３の
金属細線１４がマスクとなりフィルム２上に蒸着膜が形
成されない部分を生じるためである。

【００１６】このように構成された電子ビーム加熱式蒸
着装置を用いて蒸着膜を形成する方法を、■電極１３に
プラスの電位を与える場合、■電極１３にマイナスの電
位を与える場合、■電極１３に高周波を印加する場合の
３つの場合に分けて説明する。

【００１７】■電極１３にプラスの電位を与える場合ま
ず、従来の装置で行ったように、装置本体１内の真空排
気を行った後、各ロールを回転させてフィルム２を走行
させ、電極１３にプラスの電位を与えると共に、電子銃
１１から電子ビームを蒸着材料９に向けて発射する。 すると発射された電子ビームは蒸着材料９に衝突して、
蒸着材料９を昇華または溶解、蒸発させることにより円
筒状キャン４上を走行するフィルム２の膜形成面１２に
蒸着膜を形成させる。

【００１８】ここで、電子ビームが蒸着材料９に衝突す
る際に反射された反射電子や放出された２次電子は、プ
ラスの電位を与えられた電極１３方向に吸引され電極１
３に捕獲されることにより、フィルム２上への流入を防
止することができる。

【００１９】■電極１３にマイナスの電位を与える場合
■と同様に円筒状キャン４上を走行するフィルム２の膜
形成面１２に蒸着膜が形成されるが、電子ビームが蒸着
材料９に衝突する際に反射された反射電子や放出された
２次電子は、マイナスの電位を与えられた電極１３と反
発して進行方向を大きく変えるため、膜形成面１２には
到達しなくなり、フィルム２上への流入を防止すること
ができる。また、この場合は、従来方法である磁界を印
加して電子の進行方向を迂回させる場合に比べて、迂回
割合が極めて大きくなるため、蒸着源１０と膜形成面１
２との距離をのばす必要がなく、装置全体を大形化する
必要がない。

【００２０】■電極１３に高周波を印加する場合この場
合は、電極１３の電位ががプラスまたはマイナスに変化
するが、プラスの場合は■と同様に電極の方向に反射電
子や２次電子を吸引させ、マイナスの場合は、■と同様
に反射電子や２次電子の進行方向を大きく変化させるこ
とによりフィルム２上への流入を防止することができる
。また、電極への印加圧力が直流では、特に蒸着材料が
絶縁物の場合、電極１３の表面に蒸着材料が付着し絶縁
化するため効果が絶縁化とともに認められなくなるが、
高周波を印加した場合、自己バイアス効果が働き■と同
様な作用を示す。このために、蒸着材料９が絶縁物であ
ってもフィルム２上に蒸着膜を形成することができる。

【００２１】■〜■のいずれの場合でも、この装置によ
れば、電極１３の作用によって、装置全体を大形化する
ことなく反射電子や２次電子がフィルム２上に流入する
ことを防止できるため、フィルム２が反射電子や２次電
子の影響により帯電することなく、静電気によるトラブ
ルを回避することができる。

【００２２】（実験例）蒸発源１０と膜形成面１２との
距離を２５０ｍｍに設定し、２×１０−５Ｔｏｒｒに排
気した装置本体１内で、厚さ１２μｍ、幅５００ｍｍの
ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製のフィルム２
を１０ｍ／ｍｉｎの速度で走行させた。電子ビームの加
速方法としては電子衝撃陰極式自己加速型方式を用い、
加速電圧３０ｋｖ、エミッション電流３Ａとした。蒸着
材料９として銅を用いて、電子ビームのスキャン幅を５
００ｍｍとして蒸着材料９上でスキャンさせ、溶融、蒸
発させた。電極１３には、直径０．５ｍｍのＳＵＳ製の
細線を用い、図２（ｂ）の形状で、５ｍｍ間隔の網目の
ものを使用した。電極印加電圧を−２００Ｖ〜２００Ｖ
とした場合に、フィルム２上に発生した静電気を静電位
測定機を用いて測定した。結果を図３に示す。

【００２３】この結果より、円筒状ロール４に対してマ
イナスの電圧を印加した場合は、−１５０Ｖ以下で、ま
た、プラスの電圧を印加した場合は５０Ｖ以上でフィル
ム２の帯電量がほぼ０になることが判明した。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の電子ビーム
加熱式蒸着装置では、蒸発源と長尺状フィルムの膜形成
面との間に電極を設けたものであるので、電極側にプラ
スまたはマイナスの電位をかけるか、高周波を印加する
ことにより、蒸発源とフィルムの膜形成面との間の距離
を変える事なく、反射電子や２次電子がフィルム上へ流
入する量を減らすことができる。

【００２５】従って本発明の電子ビーム加熱式蒸着装置
によれば、装置全体を大形化することなく、フィルムが
反射電子や２次電子の影響により帯電することを防止で
き、静電気によるトラブルを回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子ビーム加熱式蒸着装置の一実施例
を示す概略図である。

【図２】電極の形状を説明するための斜視図である。

【図３】電極に印加される電圧とフィルムの帯電量との
関係を示すグラフである。

【図４】従来の電子ビーム加熱式蒸着装置を示す概略図
である。

【符号の説明】

１　　　　装置本体 ２　　　　フィルム １０　　電子ビーム蒸発源 １１　　電子銃 １２　　膜形成面 １３　　電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　真空中で長尺状フィルムを走行させつ
   つこの走行経路の一部に対向した位置に配された蒸発源
   を電子ビームにより加熱して蒸発させ上記走行経路中の
   長尺状フィルム上に蒸着膜を連続的に形成する電子ビー
   ム加熱式蒸着装置において、上記蒸発源と長尺状フィル
   ムの膜形成面との間に電極を設けたことを特徴とする電
   子ビーム加熱式蒸着装置。