JPH05239616A - フィルム状材料の蒸着装置 - Google Patents

フィルム状材料の蒸着装置

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JPH05239616A
JPH05239616A JP3156750A JP15675091A JPH05239616A JP H05239616 A JPH05239616 A JP H05239616A JP 3156750 A JP3156750 A JP 3156750A JP 15675091 A JP15675091 A JP 15675091A JP H05239616 A JPH05239616 A JP H05239616A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】フィルム状の被蒸着材料の帯電による影響をほ
とんどなくし、フィルム状材料に効率良く均一に特定材
料の蒸着を行う。 【構成】フィルム3上に発生するフィルムの幅方向の正
電荷分布は、フィルム3の幅方向に並べられた複数の静
電容量検出器33によって検出される。この検出器33
によって検出された信号は、AD変換器34を介して制
御装置35に供給され、演算処理される。この各検出器
35で処理された値は、各検出器33に対応した電子ビ
ーム発生装置25に含まれる複数の電子銃に供給され、
各電子銃からの電子ビーム強度を個別に制御する。この
結果、電子ビームの強度は、各電子銃が分担して受け持
つフィルム3上の正電荷分布を局所的に中和するに必要
にして十分な値とされる。フィルム3は、電子ビーム発
生装置25内の各電子銃からの電子ビームの照射を受け
て正電荷が中和され、蒸着室8に送られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プラスチックスシート
のようなフィルム状の材料にアルミニウムなどの材料を
蒸着するようにしたフィルム状材料の蒸着装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】高速に走行しているプラスチックスなど
のフィルムに一定の膜厚でアルミニウムなどの蒸発材料
(コーティング材)を蒸着させる場合、フィルム走行の
駆動機構とフィルムとの摩擦により、通常正の電荷がフ
ィルム上に蓄積され、この正電荷が蓄積されたフィルム
は、蒸着のときに蒸発材料を反発させ、蒸着効率を著し
く低下させる。また、フィルム上の正の電荷の不均一性
は、膜厚の均一性に対して悪い影響を与えている。これ
らの問題点を解決するため、フィルム走行位置が蒸着可
能領域に入る寸前に電子ビームをフィルム上に照射し、
フィルム上の正の電荷を完全に中和することが考えられ
る。
【0003】図5は、上記考察に基づいて提案された蒸
着装置を示している。この図において、1は電子ビーム
発生用真空室であり、真空室1の上部には、電子ビーム
発生装置2が設けられている。3はフィルムであり、フ
ィルム3はフィルム供給駆動部4とフィルム巻取駆動部
5により図中矢印方向に走行される。なお、6,7は、
フィルム位置決めドラムである。フィルム3は真空室1
の側部に設けられた細長い間隙を通過するように構成さ
れている。8は真空室1に隣り合って配置された蒸着室
であり、蒸着室8の側部に設けられた細長い間隙を通っ
てフィルム3が走行される。この蒸着室8の下部には、
蒸着材料9が入れられたルツボ10と電子銃11が設け
られている。この電子銃11から発生した電子ビーム
は、図示していない電磁石によって270°偏向され、
ルツボ10内の材料9に照射される。なお、12は電子
銃電源、13は排気系である。
【0004】上記した構成で、被蒸着材料であるプラス
チックスなどのフィルム3は、駆動部4,5によって矢
印方向に走行させられている。蒸着室8では、電子銃1
1からの電子を270°偏向し、ルツボ10内の蒸着材
料9に照射し、材料9を高温に加熱することによって該
材料を蒸発させるようにしている。蒸発した材料は、フ
ィルム3に付着し、蒸着が行われる。このフィルム3が
蒸着室8に入る前に、フィルム3は真空室1において電
子ビーム発生装置2からの電子ビームの照射を受け、予
め正の帯電は中和され、結果として蒸着効率を向上さ
せ、更に蒸着のムラをなくすようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記提案装置で使用さ
れる電子ビーム発生装置2としては、フィルム3の幅が
広いため、フィルム3の走行方向に垂直な方向に細長い
フィラメントを有した装置を用いなければならない。図
6は、このような電子ビーム発生装置の一例を示してお
り、15はフィルム3の幅より長いリニア型タングステ
ンフィラメントである。このフィラメント15は、支持
機構16によってその両端が支持され、フィラメント加
熱電源17からフィラメントエミッション表面積から所
定のビーム電流が得られるように、加熱電流が供給され
る。なお、このフィラメント15の形状は、フィラメン
トの寿命と適切なフィラメント電流を考慮して決められ
る。例えば、フィラメント材の蒸発、イオン衝撃による
フィラメント表面の損傷などが考慮される。フィラメン
ト15から発生した電子ビームは、接地したアノード電
極18とフィラメント15との間に加速電源19から加
速電圧を印加することによって加速される。また、電子
ビーム発生装置2からフィルム3に到達する電子ビーム
の量の調整は、グリッド電極20にグリッド電源21か
ら制御電圧を印加することによって行う。
【0006】このような電子ビーム発生装置において、
フィラメントの寿命を考慮したフィラメントの形状は、
フィラメントの断面積が大きくなり、その結果、所定の
フィラメント温度に加熱するための加熱電流が大電流と
なる。従って、フィラメント15近傍に発生する自己磁
場によってフィルム3の幅方向の電子ビームの均一性が
著しく劣化する。そのため、このような電子ビーム発生
装置を用いて正電荷を中和しようとしても、フィルム表
面には部分的に電荷が残ってしまい、最終的に蒸着によ
り形成された膜の質が悪くなる。また、フィルム3の幅
方向に正電荷分布が存在していても、それに対応してフ
ィルムの幅方向の電子ビームの分布を制御することはで
きない。更に、フィラメント15が長尺化するため、フ
ィラメント支持機構の構造が複雑となる欠点もある。す
なわち、このリニア型フィラメントでは、単純な支持構
造とすると、フィラメントの熱膨張,熱歪みなどの影響
で長時間安定したビーム電流を得ることはできない。
【0007】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、フィルム状の被蒸着材料の帯電に
よる影響をほとんどなくし、フィルム状材料に効率良く
均一に特定材料の蒸着を行うことができるフィルム状材
料の蒸着装置を実現するにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に基づくフィルム
状材料の蒸着装置は、フィルム状の被蒸着材料を連続的
に走行させる手段と、該フィルムの走行路の所定位置で
該フィルムに対して特定材料を蒸着させる蒸着手段と、
該フィルムの走行路の蒸着位置の手前において、該フィ
ルムの走行方向と垂直な方向におけるフィルムの帯電の
状態を検出する複数の検出器と、該フィルムの走行路の
帯電検出位置と蒸着位置との間において、該フィルムの
走行方向と垂直な方向に並べられフィルムに荷電粒子ビ
ームを照射するための複数の荷電粒子ビーム発生手段
と、該各検出器の検出信号に応じて各荷電粒子ビーム発
生手段からの荷電粒子ビームの強度を制御する制御手段
とを備えたことを特徴としている。
【0009】
【作用】本発明に基づくフィルム状材料の蒸着装置は、
フィルムの走行方向と垂直な方向におけるフィルムの帯
電の状態を検出し、フィルムの走行路の帯電検出位置と
蒸着位置との間において、フィルムの走行方向と垂直な
方向に並べられた複数の荷電粒子ビーム発生手段から、
フィルムの帯電の状態に応じた強度の荷電粒子ビームを
フィルムに照射する。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図1は、本発明に基づく蒸着装置を示して
おり、図4の提案装置と同一部分は同一番号が付されて
いる。この実施例と図5の提案装置と相違する点は、真
空室1内におけるフィルム3への電子ビームの照射方法
に工夫がされていることである。真空室1の上部には、
電子ビーム発生装置25が配置されるが、この電子ビー
ム発生装置25は、図2に示すように複数の電子銃26
a〜26dを有している。この複数の電子銃26a〜2
6dは、フィルム3の走行方向とは垂直な方向(フィル
ムの幅方向)に一列に並べられているが、電子銃の数
は、図示した4つに限定されず、出来る限り多いほうが
良い。各電子銃26は、図3に示すようにフィラメント
27とグリッド電極28とアノード電極29とより構成
されている。フィラメント27としては、タングステン
フィラメントを無誘導巻きにしたものや、ランタニウム
ヘキサボライド(LaB6 )をディスク状にしたものな
どが用いられる。このフィラメント27から発生したビ
ーム量(ビーム強度)の調整は、グリッド電極28に供
給されるグリッド電極30からのグリッド電圧と、フィ
ラメント電源31からフィラメント27に供給されるフ
ィラメント電流を変化させることによって行うことがで
きる。フィラメント27から発生した電子ビームは、ア
ノード電極29とフィラメント27との間に加速電源3
2から加速電圧を印加することによって加速される。な
お、加速電圧に応じて電子ビームは所定の拡がりでフィ
ルム3に向け照射されるが、このビームの拡がり幅は、
フィラメント27とフィルム3との間の距離,グリッド
電極28の形状およびグリッド電圧,加速電圧に依存す
るので、予め、設計条件(ビーム電流,拡がり角度,フ
ィルム幅など)に応じて適切な値や形状を求めておく必
要がある。
【0011】図1に戻り、電子ビーム発生装置25から
発生した電子ビームがフィルム3に照射される位置の手
前に、フィルム3の幅方向に複数の静電容量検出器33
が配置されている。この検出器33の数は電子銃26の
数と等しくされ、また、検出器33は、フィルム3の走
行方向に垂直な方向に一列に並べられている。複数の検
出器33によって検出された信号は、AD変換器34を
介してコンピュータの如き制御装置35に供給される。
制御装置35は、DA変換器36を介して各電子銃26
からの電子ビームを偏向する複数の偏向器37に偏向信
号を供給したり、各電源を制御する。もちろん、偏向器
37は電子銃26と等しい数設けられている。
【0012】上記した構成において、高速で走行してい
るフィルム3上に発生するフィルムの幅方向の正電荷分
布は、フィルム3の幅方向に並べられた複数の静電容量
検出器33によって検出される。この検出器33によっ
て検出された信号は、AD変換器34を介して制御装置
35に供給され、演算処理される。この各検出器35で
処理された値は、各検出器33に対応した電子銃26の
グリッド電極30などに供給され、各電子銃26からの
電子ビームの量(強度)を個別に制御する。この結果、
各電子銃26からの電子ビームの強度は、各電子銃が分
担して受け持つフィルム3上の正電荷分布を局所的に中
和するに必要にして十分な値とされる。フィルム3は、
電子ビーム発生装置26内の各電子銃からの電子ビーム
の照射を受けて正電荷が中和され、蒸着室8に送られ
る。従って、蒸着室8では、フィルム3に効率良く蒸着
が行われ、また、正電荷の遍在した分布がないので、蒸
着のムラがなくなり、フィルムに形成された膜の質が著
しく向上することになる。
【0013】図4(a),(b)は、夫々フィルム3の
幅方向の正電荷分布と、検出された正電荷分布に対する
各電子銃からのビーム強度分布を示した図であり、一点
鎖線で示されているものが正電荷分布である。図4
(a)の場合は、フィルム3の幅方向の正電荷分布が均
一な場合であり、各電子銃からの電子ビームの強度I1
〜In は等しくされている。図4(b)の場合は、フィ
ルムの端部の正電荷量が多く、中心に向かうにしたがっ
て少なくなっている場合である。この場合、電子ビーム
の強度は、フィルムの端部に近い部分の電子銃からは、
中和すべき電荷量が多いので高い強度の電子ビームがフ
ィルムに照射され、中心近傍の電子銃からは、低い強度
の電子ビームが照射される。従って、帯電の状態が均一
でなくても、フィルム3の幅方向の帯電を正確に中和す
ることができる。
【0014】更に、この実施例では、フィルム3上の正
電荷の中和をより完全とするため、フィルム3の走行方
向に偏向器37によって電子ビームを走査可能に構成し
ている。偏向器37に与える走査信号は、検出器33で
検出した値を処理して任意の波形発生装置により得るよ
うにしている。この走査波形は、予めフィルム幅の蒸着
分布と正電荷分布との対応、走査波形と正電荷分布の対
応を実験データを元にして決める必要がある。このよう
にして各電子ビームをフィルム走行方向に走査すること
により、電子ビームのフィルム走行方向におけるビーム
強度分布を一様にすることが可能となる。なお、電子ビ
ームの走査速度は、フィルムの走行速度に比べ、十分に
速くする必要がある。
【0015】以上本発明の一実施例を詳述したが、本発
明はこの実施例に限定されない。例えば、フィルムが正
に帯電し、電子ビームをフィルム上に照射する場合を例
に説明したが、フィルムが負に帯電し、フィルム上に正
のイオンを照射する場合にも本発明を適用することがで
きる。また、電子ビームの走査を静電偏向器を用いて行
ったが、電磁偏向器を用いても良い。なお、この電子ビ
ームの走査は帯電の状態によっては行う必要はない。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に基づくフ
ィルム状材料の蒸着装置は、フィルムの走行方向と垂直
な方向におけるフィルムの帯電の状態を検出し、フィル
ムの走行路の帯電検出位置と蒸着位置との間において、
フィルムの走行方向と垂直な方向に並べられた複数の荷
電粒子ビーム発生手段から、フィルムの帯電の状態に応
じた強度の荷電粒子ビームをフィルムに照射するように
したので、フィルム状の被蒸着材料の帯電による影響を
ほとんどなくし、フィルム状材料に効率良く均一に特定
材料の蒸着を行うことができる。また、長いフィラメン
トを用いないので、フィラメントの変形などによる影響
をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に基づく装置の一実施例を示す図であ
る。
【図2】図1の実施例に用いられた電子ビーム発生装置
の詳細を示す図である。
【図3】図1の実施例に用いられた電子ビーム発生装置
の詳細を示す図である。
【図4】正電荷分布と電子ビームの強度分布とを示す図
である。
【図5】フィルムの帯電を中和させる提案装置を示す図
である。
【図6】図5の提案装置に用いられる電子ビーム発生装
置の詳細を示す図である。
【符号の説明】
1…真空室 3…フィルム 8…蒸着室 9…蒸発材料 11…電子銃 12…電源 13…排気系 25…電子ビーム発生装置 26…電子銃 27…フィラメント 28…グリッド電極 29…アノード電極 30,31,32…電源 33…静電容量検出器 34…AD変換器 35…制御装置 36…DA変換器 37…静電偏向器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フィルム状の被蒸着材料を連続的に走行
    させる手段と、該フィルムの走行路の所定位置で該フィ
    ルムに対して特定材料を蒸着させる蒸着手段と、該フィ
    ルムの走行路の蒸着位置の手前において、該フィルムの
    走行方向と垂直な方向におけるフィルムの帯電の状態を
    検出する複数の検出器と、該フィルムの走行路の帯電検
    出位置と蒸着位置との間において、該フィルムの走行方
    向と垂直な方向に並べられフィルムに荷電粒子ビームを
    照射するための複数の荷電粒子ビーム発生手段と、該各
    検出器の検出信号に応じて各荷電粒子ビーム発生手段か
    らの荷電粒子ビームの強度を制御する制御手段とを備え
    たフィルム状材料の蒸着装置。
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