JPH0586470A - 巻取り式電子ビーム真空蒸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、絶縁性の物質からなる蒸発材料から
放出される２次電子の絶縁体フィルムへの入射を減少さ
せ、２次電子による絶縁体フィルムの帯電に起因するコ
ーティングドラムとの剥離放電を抑止して、クラック等
の損傷・破壊のない蒸着膜を形成できることを最も主要
な特徴としている。 【構成】本発明は、電子ビームを照射して絶縁性の物質
からなる蒸発材料を絶縁体フィルム上に連続的に蒸着す
る巻取り式電子ビーム真空蒸着装置において、絶縁体フ
ィルム表面の帯電極性と逆極性の電位を印加し、絶縁体
フィルムの初期帯電を除去する除電手段と、高周波グロ
ー放電プラズマにより、絶縁体フィルムの除電、絶縁体
フィルム表面の一様な負電位化処理を行なう高周波プラ
ズマ処理手段とを、巻き出しロールとコーティングドラ
ムとの間に配設することを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子ビームを照射して
絶縁性の物質からなる蒸発材料を絶縁体フィルム上に蒸
着する巻取り式電子ビーム真空蒸着装置に係り、特に蒸
着時に蒸発材料から放出される２次電子の絶縁体フィル
ムへの入射を減少させ、２次電子による絶縁体フィルム
の帯電に起因するコーティングドラムとの剥離放電を抑
止して、クラック等の損傷・破壊のない蒸着膜を形成し
得るようにした巻取り式電子ビーム真空蒸着装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、巻取り式電子ビーム真空蒸着に
おける絶縁体フィルムの前処理としては、グロー放電を
用い、蒸着膜の密着性の向上や表面洗浄を目的として行
なわれるが、当然のことながら、絶縁体フィルムの初期
帯電の除去も多少行なわれる。

【０００３】この場合、蒸発材料が導電体、金属等の場
合には、従来のグロー放電処理でも特に問題はないが、
蒸発材料が絶縁物の場合には、蒸発材料への電子ビーム
照射に伴なって、蒸発材料から放出される２次電子の量
が増加し、かつ絶縁体フィルムに捕捉されることから、
従来のグロー放電処理では、２次電子による絶縁体フィ
ルムの帯電は防止することができない。そのため、蒸着
後に、コーティングドラム上で剥離放電を引き起こし、
蒸着膜が損傷、破壊してしまうという問題が生じる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
巻取り式電子ビーム真空蒸着装置においては、絶縁性の
物質からなる蒸発材料を絶縁体フィルム上に蒸着する時
に、蒸発材料から放出される２次電子による絶縁体フィ
ルムの帯電に起因するコーティングドラムとの剥離放電
が発生して、蒸着膜が損傷、破壊してしまうという問題
があった。

【０００５】本発明は、上記のような問題を解決するた
めに成されたもので、その目的は絶縁性の物質からなる
蒸発材料を絶縁体フィルム上に蒸着する時に、蒸発材料
から放出される２次電子の絶縁体フィルムへの入射を減
少させ、２次電子による絶縁体フィルムの帯電に起因す
るコーティングドラムとの剥離放電を抑止して、クラッ
ク等の損傷・破壊のない蒸着膜を形成することが可能な
極めて信頼性の高い巻取り式電子ビーム真空蒸着装置を
提供することにある。

【０００６】

【問題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明では、巻き出しロールから連続的に送出され
る絶縁体フィルムを走行させて巻き取りロールで巻き取
ると共に、走行ラインの途中に配設されたコーティング
ドラム上で、電子ビームを照射して絶縁性の物質からな
る蒸発材料を絶縁体フィルム上に連続的に蒸着するよう
にした巻取り式電子ビーム蒸着装置において、絶縁体フ
ィルム表面の帯電極性を測定する帯電極性測定手段と、
帯電極性測定手段により測定された帯電極性と逆極性の
電位を印加し、絶縁体フィルムの初期帯電を除去する除
電手段と、高周波グロー放電プラズマにより、絶縁体フ
ィルムの除電、および当該絶縁体フィルム表面の一様な
負電位化処理を行なう高周波プラズマ処理手段とを、巻
き出しロールとコーティングドラムとの間に配設するよ
うにしている。

【０００７】

【作用】従って、本発明の巻取り式電子ビーム真空蒸着
装置においては、巻き出しロールから連続的に送出され
る絶縁体フィルムに絶縁性の物質からなる蒸発材料を蒸
着する前に、絶縁体フィルム表面の帯電量に応じて、後
処理を効果的に行なうために絶縁体フィルムの初期帯電
が除去され、さらに高周波グロー放電プラズマによっ
て、絶縁体フィルムの除電、および絶縁体フィルム表面
の一様な負電位化処理が行なわれる。

【０００８】これにより、絶縁性の物質からなる蒸発材
料の絶縁体フィルムへの蒸着時に、絶縁体フィルムへ入
射する２次電子が減少し、この２次電子による絶縁体フ
ィルムの帯電に起因するコーティングドラムとの剥離放
電を抑止することが可能となり、クラック等の損傷・破
壊のない蒸着膜を形成することができる。

【０００９】

【実施例】まず、本発明の考え方について説明する。

【００１０】本発明は、絶縁性の物質からなる蒸発材料
の絶縁体フィルムへの蒸着前に、下記のような２つの処
理を行なって、絶縁体フィルム表面を一様な負電位とす
ることにより、蒸発材料から放出される２次電子の絶縁
体フィルムへの入射を抑制して帯電を防止するものであ
る。

【００１１】（第１の処理）次の第２の処理で、絶縁体
フィルムの除電、および絶縁体フィルム表面を負電位と
するプラズマ処理を有効に行なうためには、まず、巻き
出された絶縁体フィルムの帯電を、第２の処理が効果の
あるレベルまで除電する必要がある。よって、巻き出し
ロールから絶縁体フィルムを連続的に一定速度で送出
し、高周波プラズマ処理手段の前に除電手段を設置し
て、この近傍に絶縁体フィルムを通すことにより、第２
の処理が効果的に行なえるレベルまで除電する。すなわ
ち、第１の処理での除電の効果が低いと、第２の処理に
おいて高周波プラズマ処理手段から送出されるまでの間
に、絶縁体フィルムが一様な負電位表面になることな
く、高周波プラズマ処理手段を出てくる可能性がある。

【００１２】また、この場合、絶縁体フィルムの初期帯
電の極性も測定することにより、除電方法として、初期
帯電が正帯電の時には負電位を印加し、初期帯電が負帯
電の時には正電位を印加する。

【００１３】（第２の処理）上記第１の処理により除電
された絶縁体フィルムを、さらに高周波グロー放電プラ
ズマ雰囲気中で除電し、かつ絶縁体フィルム表面を一様
な負電位とすることにより、絶縁性の物質からなる蒸発
材料の蒸着時に入射してくる２次電子を、電気的に反発
して入射を減少させる。

【００１４】すなわち、上記第１の処理で除電された絶
縁体フィルムを、さらに高周波プラズマ処理手段内に送
入し、高周波グロー放電プラズマの雰囲気中に入れる。
高周波グロー放電プラズマ雰囲気中では、絶縁体フィル
ム表面付近で電子密度が非常に高く、一様な負電位とな
るセルフバイアス効果が起こるため、イオンが絶縁体フ
ィルム表面に向かって引き寄せされ、絶縁体フィルム表
面で電荷のやりとりが行なわれる。従って、絶縁体フィ
ルムは、高周波グロー放電プラズマ雰囲気中でさらに除
電されると共に、高周波グロー放電プラズマ特有のセル
フバイアス効果によって、絶縁体フィルム表面も一様な
負電位とされ、絶縁性の物質からなる蒸発材料の蒸着時
に、２次電子の絶縁体フィルムへの入射を減少させる。

【００１５】ここで、高周波グロー放電プラズマとする
理由は、次のような理由によるものである。

【００１６】（ａ）高周波グロー放電プラズマ中では、
基板表面の電子密度が高く、セルフバイアス電位と呼ば
れる負電位となるため、基板が絶縁体であっても一様な
負電位となる表面状態をとる。これに対して、直流グロ
ー放電では、セルフバイアス電圧は起こらないため、基
板が絶縁体である場合、一様な負電位となる表面状態に
はならない。

【００１７】（ｂ）高周波グロー放電は、電極が特に金
属である必要はなく、絶縁体基板でも対極の役割りを兼
ねる。これに対して、直流放電は、金属電極でなければ
ならない。

【００１８】（ｃ）高周波グロー放電では、放電が高周
波の振動電界に起因し、直流グロー放電の陰極からの陽
イオンによる２次電子放出とは異なるため、１０^-4［Ｔ
ｏｒｒ］程度でも放電を維持でき、真空蒸着装置内の真
空度の低下を小さく抑えること可能である。

【００１９】以上のような点から、本発明では、絶縁性
の物質からなる蒸発材料への電子ビーム照射に伴なっ
て、蒸発材料から放出される２次電子の絶縁体フィルム
への入射を減少・抑制するために、蒸着の前処理手段と
して、前記第２の処理を効果的に行なうための絶縁体フ
ィルムの初期帯電をその帯電量に応じて除去する除電手
段と、高周波グロー放電プラズマにより、絶縁体フィル
ムの除電、および絶縁体フィルム表面の一様な負電位化
処理を行なう高周波プラズマ処理手段とを備えるもので
ある。

【００２０】以下、上記のような考え方に基づく本発明
の一実施例について、図面を参照して詳細に説明する。

【００２１】図１は、本発明による巻取り式電子ビーム
真空蒸着装置の全体構成例を示す概要図である。図１に
おいて、巻き出しロール１から連続的に送出される絶縁
体フィルム２を、適宜の部所にそれぞれ配設された２個
の巻き出し側ガイドロール３、コーティングドラム４、
２個の巻き取り側ガイドロール５を介して走行させ、巻
き取りロール６で巻き取るようにしている。また、絶縁
体フィルム２の走行ラインの途中に配設されたコーティ
ングドラム４上で、電子ビームを照射して絶縁性の物質
からなる蒸発材料７を、絶縁体フィルム２上に連続的に
蒸着するようにしている。

【００２２】一方、巻き出しロール１とコーティングド
ラム４との間、すなわち２個の巻き出し側ガイドロール
３間には、帯電極性測定手段である表面帯電センサー８
を配設し、下流側の巻き出し側ガイドロール３とコーテ
ィングドラム４と間には、除電器９と、高周波プラズマ
処理容器１０とをそれぞれ配設している。

【００２３】ここで、表面帯電センサー８は、絶縁体フ
ィルム２表面の帯電極性を測定するものである。また、
除電器９は、表面帯電センサー８により測定された帯電
極性と逆極性の電位を印加することにより、絶縁体フィ
ルム２の巻き出しから蒸着までの間に発生する初期帯電
をその帯電量に応じて除去するものである。さらに、高
周波プラズマ処理容器１０は、高周波グロー放電プラズ
マにより、絶縁体フィルム２の除電、およびこの絶縁体
フィルム２表面の一様な負電位化処理を行なうものであ
る。

【００２４】なお、１１は真空容器であり、その内部が
蒸気しゃへい板１２により仕切られている。そして、こ
の仕切りにより形成された真空槽１３の内部には、図示
のように蒸発材料７を除いた上記各要素をそれぞれ収納
している。

【００２５】図２は、図１における絶縁体フィルムが走
行する高周波電極が平行平板型の高周波プラズマ処理容
器１０の概略構成例を示す断面図である。

【００２６】図２において、１０Ａは高周波電源、１０
Ｂはマッチングボックス、１０Ｃはアルゴンガス導入
管、１０Ｄは高周波電極、１０Ｅは接地対極、１０Ｆは
高周波グロー放電プラズマ雰囲気をそれぞれ示してい
る。ここで、高周波電極１０Ｄ、接地対極１０Ｅは、図
示のように平行平板型となっている。

【００２７】次に、以上のように構成した本実施例の巻
取り式電子ビーム真空蒸着装置の作用について説明す
る。

【００２８】図１において、まず、巻き出しロール１
に、絶縁体フィルム２として、例えば厚さ１２μｍのポ
リエチレンテレフタレートフィルムをセットし、また蒸
発材料７として、例えばＡｌ₂ Ｏ₃ （ＣａＯ、Ｓｉ
Ｏ₂ 、ＺｎＯ、ＢａＯ等の酸化物も使用可能）を入れ
て、１×１０^-5［Ｔｏｒｒ］以下まで排気する。

【００２９】次に、除電器９の電源を投入して作動させ
る。

【００３０】次に、高周波プラズマ処理容器１０内に不
活性ガスを導入し、高周波電力を印加して高周波プラズ
マ処理容器１０内に高周波グロー放電プラズマを発生さ
せる。

【００３１】次に、ポリエチレンテレフタレートフィル
ム２を走行させると共に、コーティングドラム４上で、
電子ビームを照射して蒸発材料７をポリエチレンテレフ
タレートフィルム２上に連続的に蒸着する。

【００３２】この場合、巻き出しロール１から送出され
たポリエチレンテレフタレートフィルム２は、表面帯電
センサー８により帯電極性が測定された後で、除電器９
により大きく除電された（数１０Ｖ程度の表面電位）後
に、高周波プラズマ処理容器１０内に送入される。そし
て、この送入されたポリエチレンテレフタレートフィル
ム２は、高周波プラズマ処理容器１０内で、さらに除電
されると共に、高周波グロー放電プラズマ特有のセルフ
バイアス効果により、フィルム表面が一様に負電位を帯
びて高周波プラズマ処理容器１０内から送出され、コー
ティングドラム４上で蒸発材料７がポリエチレンテレフ
タレートフィルム２上に電子ビーム蒸着される。

【００３３】ここで、コーティングドラム４上で蒸着さ
れるポリエチレンテレフタレートフィルム２へ入射しよ
うとする２次電子は、フィルム表面が負電位であるため
に、ある程度跳ね返され、ポリエチレンテレフタレート
フィルム２に入射して捕捉される２次電子の量を減少さ
せることができる。従って、ポリエチレンテレフタレー
トフィルム２の帯電量は、コーティングドラム４との剥
離放電を起こすまでに致らず、剥離放電に伴なう発光、
およびポリエチレンテレフタレートフィルム２の波打ち
現象は、観察されなかった。

【００３４】なお、比較例１として、前述した第１の処
理のみを行なった場合には、蒸着後に、コーティングド
ラム４とポリエチレンテレフタレートフィルム２との間
で、剥離放電による発光が見られ、ポリエチレンテレフ
タレートフィルム２の波打ち（走行）現象が起こり、ま
た２次電子入射による熱変形からくるレールすじがポリ
エチレンテレフタレートフィルム２の波打ち（走行）現
象が起こった。

【００３５】また、比較例２として、前述した第２の処
理のみを行なった場合にも、第１の処理のみの場合と同
様に、ポリエチレンテレフタレートフィルム２の放電が
発生した。

【００３６】これに対して、本実施例のように、前述し
た第１の処理、および第２の処理の両方を行なった場合
には、ポリエチレンテレフタレートフィルム２とコーテ
ィングドラム４との間の剥離放電が防止され、クラック
等の損傷・破壊のない蒸着膜を形成することができた。
また、２次電子の入射量の減少により、ポリエチレンテ
レフタレートフィルム２が受ける熱負荷が減少し、レー
ルすじは発生しなかった。

【００３７】上述したように、本実施例では、巻き出し
ロール１から連続的に送出される絶縁体フィルム２を、
適宜の部所にそれぞれ配設された２個の巻き出し側ガイ
ドロール３、コーティングドラム４、２個の巻き取り側
ガイドロール５を介して走行させて、巻き取りロール６
で巻き取ると共に、絶縁体フィルム２の走行ラインの途
中に配設されたコーティングドラム４上で、電子ビーム
を照射して絶縁性の物質からなる蒸発材料７を、絶縁体
フィルム２上に連続的に蒸着するようにした巻取り式電
子ビーム真空蒸着装置において、巻き出しロール１とコ
ーティングドラム４との間である、２個の巻き出し側ガ
イドロール３間に、絶縁体フィルム２表面の帯電極性を
測定する表面帯電センサー８を配設し、また下流側の巻
き出し側ガイドロール３とコーティングドラム４と間
に、表面帯電センサー８により測定された帯電極性と逆
極性の電位を印加することにより、絶縁体フィルム２の
巻き出しから蒸着までの間に発生する初期帯電をその帯
電量に応じて除去する除電器９、および高周波グロー放
電プラズマにより、絶縁体フィルム２の除電、およびこ
の絶縁体フィルム２表面の一様な負電位化処理を行なう
高周波プラズマ処理容器１０をそれぞれ配設するように
したものである。

【００３８】従って、次のような種々の効果が得られる
ものである。

【００３９】（ａ）絶縁性の物質からなる蒸発材料７を
絶縁体フィルム２上に蒸着する時に、蒸発材料７から放
出される２次電子の絶縁体フィルム２への入射を減少さ
せ、２次電子による絶縁体フィルム２の帯電に起因する
コーティングドラム４との間の剥離放電を抑止して、ク
ラック等の損傷・破壊のない蒸着膜を形成することが可
能となる。

【００４０】（ｂ）蒸発材料７から放出される２次電子
の絶縁体フィルム２への入射量の減少により、絶縁体フ
ィルム２が受ける熱負荷を減少することが可能となる。

【００４１】尚、本発明は上記各実施例に限定されるも
のではなく、次のようにしても同様に実施して、同様の
効果が得られるものである。

【００４２】上記実施例では、高周波プラズマ処理容器
として、高周波電極が平行平板型である場合について説
明したが、これに限らず高周波プラズマ処理容器とし
て、高周波電極がコイル型である場合についても、前述
の場合と同様の効果が得られるものである。

【００４３】図３は、この種のコイル型の高周波プラズ
マ処理容器の概略構成例を示す断面図である。図３にお
いて、２０Ａは高周波電源、２０Ｂはマッチングボック
ス、２０Ｃはアルゴンガス導入管、２０Ｄは高周波電
極、２０Ｅは接地対極、２０Ｆは高周波グロー放電プラ
ズマ雰囲気をそれぞれ示している。

【００４４】かかるコイル型の高周波プラズマ処理容器
を用いた場合には、イオン濃度の高いコイル中を絶縁体
フィルム２が走行することにより、前述した効果をより
一層高めることが可能となる。

【００４５】一方、上記各実施例において、高周波プラ
ズマ処理容器の形状を変えることによって、プラズマ処
理能力を変えることも可能となる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
子ビームを照射して絶縁性の物質からなる蒸発材料を絶
縁体フィルム上に連続的に蒸着するようにした巻取り式
電子ビーム真空蒸着装置において、絶縁体フィルム表面
の帯電極性を測定する帯電極性測定手段と、帯電極性測
定手段により測定された帯電極性と逆極性の電位を印加
し、絶縁体フィルムの初期帯電を除去する除電手段と、
高周波グロー放電プラズマにより、絶縁体フィルムの除
電、および当該絶縁体フィルム表面の一様な負電位化処
理を行なう高周波プラズマ処理手段とを、巻き出しロー
ルとコーティングドラムとの間に配設するようにしたの
で、絶縁性の物質からなる蒸発材料を絶縁体フィルム上
に蒸着する時に、蒸発材料から放出される２次電子の絶
縁体フィルムへの入射を減少させ、２次電子による絶縁
体フィルムの帯電に起因するコーティングドラムとの剥
離放電を抑止して、クラック等の損傷・破壊のない蒸着
膜を形成することが可能な極めて信頼性の高い巻取り式
電子ビーム真空蒸着装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による巻取り式電子ビーム真空蒸着装置
の一実施例を示す全体構成図。

【図２】同実施例における平行平板型の高周波プラズマ
処理容器の概略構成例を示す断面図。

【図３】本発明の他の実施例におけるコイル型の高周波
プラズマ処理容器の概略構成例を示す断面図。

【符号の説明】

１…巻き出しロール、２…絶縁体フィルム、３…巻き出
し側ガイドロール、４…コーティングドラム、５…巻き
取り側ガイドロール、６…巻き取りロール、７…蒸発材
料、８…表面帯電センサー、９…除電器、１０…高周波
プラズマ処理容器、１１…真空容器、１２…蒸気しゃへ
い板、１３…真空槽、１０Ａ…高周波電源、１０Ｂ…マ
ッチングボックス、１０Ｃ…アルゴンガス導入管、１０
Ｄ…高周波電極、１０Ｅ…接地対極、１０Ｆ…高周波グ
ロー放電プラズマ雰囲気、２０Ａ…高周波電源、２０Ｂ
…マッチングボックス、２０Ｃ…アルゴンガス導入管、
２０Ｄ…高周波電極、２０Ｅ…接地対極、２０Ｆ…高周
波グロー放電プラズマ雰囲気。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 巻き出しロールから連続的に送出される
   絶縁体フィルムを走行させて巻き取りロールで巻き取る
   と共に、前記走行ラインの途中に配設されたコーティン
   グドラム上で、電子ビームを照射して絶縁性の物質から
   なる蒸発材料を前記絶縁体フィルム上に連続的に蒸着す
   るようにした巻取り式電子ビーム真空蒸着装置におい
   て、 前記絶縁体フィルム表面の帯電極性を測定する帯電極性
   測定手段と、 前記帯電極性測定手段により測定された帯電極性と逆極
   性の電位を印加し、前記絶縁体フィルムの初期帯電を除
   去する除電手段と、 高周波グロー放電プラズマにより、前記絶縁体フィルム
   の除電、および当該絶縁体フィルム表面の一様な負電位
   化処理を行なう高周波プラズマ処理手段とを、 前記巻き出しロールと前記コーティングドラムとの間に
   配設して成ることを特徴とする巻取り式電子ビーム真空
   蒸着装置。
2. 【請求項２】 前記高周波プラズマ処理手段としては、
   前記絶縁体フィルムが走行する高周波電極が平行平板型
   の高周波プラズマ処理容器であることを特徴とする請求
   項１に記載の巻取り式電子ビーム真空蒸着装置。
3. 【請求項３】 前記高周波プラズマ処理手段としては、
   前記絶縁体フィルムが走行する高周波電極がコイル型の
   高周波プラズマ処理容器であることを特徴とする請求項
   １に記載の巻取り式電子ビーム真空蒸着装置。
4. 【請求項４】 前記除電手段と前記高周波プラズマ処理
   手段とを、同一の真空筐体内に一体化構成するようにし
   たことを特徴とする請求項１に記載の巻取り式電子ビー
   ム真空蒸着装置。