JPH08325732A - 真空成膜装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フイルムの層間や表面およびフイルム自身か
ら放出される空気やガスが真空度を低下させたり、薄膜
形成上障害になるのを防止できる真空成膜装置を提供す
る。 【構成】 ロールツーロール方式の真空成膜装置におい
て、当該装置を構成する真空槽１１内部を、隔壁１５
ａ，１５ｂによりフイルムの卷き出し室１２、薄膜付与
室１４およびフイルムの巻き取り室１３に区分し、かつ
卷き出し室１２から連続的に卷き出されたフイルム２４
が卷き取り室１３を経由して薄膜付与室１４に供給さ
れ、薄膜付与室１４で薄膜を付与されたのち、再び卷き
取り室１３に供給されて巻き取られるような室の配置に
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、真空中で長尺の合成樹
脂製フイルムを連続的に搬送しながらスパッタリング
法、蒸着法、ＣＶＤ法などの薄膜付与手段により薄膜を
フイルムに付与する真空成膜装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりスパッタリング法、蒸着法、Ｃ
ＶＤ法などの薄膜付与手段により真空中で薄膜をフイル
ムに付与する真空成膜装置においては、出来るだけ短時
間で大気圧から目的とする真空領域に到達するため、あ
るいは真空槽内部より発生するガスの放出量を極力少な
くするため、真空槽の内容積を極力小さく製作するのが
一般的である。

【０００３】ロールツーロール方式の真空成膜装置は、
加工すべきフイルムロールを真空槽の巻き出し部にセッ
トし、巻き出し部で連続的に解除しながら薄膜付与部に
供給してフイルム表面に各種方式の薄膜付与手段により
薄膜を付与後、巻き取り部で巻き取る装置であるが、装
置製作においては、他の真空成膜装置同様、小さな真空
槽の中にフイルムの巻き出し部、薄膜付与部、フイルム
巻き取り部などを出来るだけコンパクトにまとめる努力
がなされてきた。

【０００４】その結果、フイルムロールの取り付け、取
り外しの作業性、あるいは薄膜付与部での作業性などを
配慮してロールツーロール方式の真空成膜装置では、真
空槽の上部にフイルムロールの巻き出し部と薄膜付与後
のフイルムの巻き取り部を左右に並べて設置し、その下
部に薄膜付与部を設置するのが一般的になっている。

【０００５】なお、薄膜付与部は、一般的には、薄膜を
付与するための手段（例えば、スパッタリング法ではカ
ソード、蒸着法ではるつぼなど）と、フイルムを搬送し
ながら薄膜付与時に発生する熱を冷却するための冷却ロ
ールより構成されている。このような真空成膜装置にお
いては、フイルムの巻き出し部、薄膜付与部、フイルム
巻き取り部は、隔壁の無い１つの真空槽のなかに納めら
れ、真空槽全体を共通の真空ポンプで排気することが多
い。

【０００６】すなわち、図２に示すように、従来の真空
成膜装置は、薄膜付与手段４および冷却ロール５より構
成される薄膜付与部１０の上部にフイルムの巻き出し部
２および巻き取り部３が横に並んで配置される。これ
は、フイルムロールを交換するとき、巻き出し部２およ
び巻き取り部３の上部よりフイルムロールの交換作業を
行うためのレイアウトである。

【０００７】そして、巻き出し部２にセットされたフイ
ルムロールＡから解除されたフイルム７は、フイルム搬
送用ガイドロール６ａを経由して冷却ロール５に供給さ
れ、ここでスパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法などの
薄膜形成手段４により薄膜を付与され、その後、フイル
ム搬送用ガイドロール６ｂに案内されて、巻き取り部３
に巻取られる。これらの各部は、出来るだけ真空槽１を
小さくするため、極力コンパクトにまとめられる。

【０００８】このようにして、真空槽１内にコンパクト
にまとめられた装置は、真空槽１の内部を真空ポンプ８
により減圧し、所定の真空度に保持する。薄膜付与を行
う場合は、ガス供給装置９より薄膜付与に必要なガスを
定量的に供給しながら、薄膜付与部１０を特定のガス雰
囲気にし、薄膜付与手段４でフイルム表面上に薄膜を連
続的に付与して行く。

【０００９】このとき、フイルム巻き出し部２が薄膜付
与部１０と近いため、巻き出し部２でフイルムロールＡ
を解除するとき、フイルムロールＡの層間にある空気
や、フイルム表面に付着しているガスおよびフイルム自
身から発生するガスが薄膜付与部１０まで拡散し、薄膜
付与時、薄膜付与部１０のガス組成、濃度などを変化さ
せ、その結果として膜質の異常をきたす。場合によって
は、異常放電の発生などを引き起こし、設備破損を引き
起こす場合もある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このような真空成膜装
置においては、フイルムの巻き出し部、薄膜付与部、フ
イルム巻き取り部が１つの真空槽内に近接して配置され
るため、フイルムの巻き出し部でフイルムロールからフ
イルムを解除し、薄膜付与部に連続的に供給しようとす
るとき、フイルムロールの層間にある空気やフイルム表
面部に付着している各種ガスおよびフィルム自身から放
出されるガスが薄膜付与部に達し、薄膜付与過程で成膜
に影響を及ぼし、膜質上問題となる。

【００１１】この問題点を実際の成膜作業手順に沿っ
て、さらに詳細に説明する。真空成膜装置において、ウ
ェブ状のフイルム上に薄膜処理を行う場合、大気中に解
放された真空槽内のフイルム巻き出し部にフイルムロー
ルをセット後、真空槽を閉じて、真空引きを行う。フイ
ルムは、大気中でロール状に巻き取られるため、ロール
状のフイルム層間に空気を巻き込んでいる。このフイル
ム層間に巻き込まれる空気の量は、大気中での巻き取り
張力により大きく異なる。

【００１２】フイルムロールを真空槽内のフイルム巻き
出し部にセット後、真空引きを行い、所定の真空度に到
達したことを確認後、成膜処理を行う。すなわち、巻き
出し部からフイルムを連続的に解除しながら、薄膜付与
部に供給し、薄膜付与部で薄膜を付与後、巻き取り部に
巻き取る。このとき、フイルム巻き出し部と薄膜付与部
が同じ真空槽内に近接して設置されていると、フイルム
を連続的に解除しながら、薄膜付与部にフイルムを供給
するとき、フイルムロールの層間にある空気やフイルム
表面に付着したガスやフイルム自身からガスが放出され
る。

【００１３】そして、フイルム巻き出し部と薄膜付与部
が近接しているため、フイルム巻き出し部で放出された
ガスが薄膜付与部付近に拡散する。放出ガス量が多い場
合は、真空槽内の真空度が低下する。このようなフイル
ムから放出されるガスは、フイルムロールを真空槽内に
入れて真空引きを行うことでかなりの部分は排気される
が、それでも層間の空気は残る。また、フイルム表面に
付着したガスやフイルム自身からの放出ガスも発生す
る。これらの放出ガスは、フイルム搬送速度が速くなる
ほど多くなる。

【００１４】一般に、薄膜をフイルムに付与する場合、
薄膜付与部には、外部より薄膜付与上必要な特定のガス
を定量的に供給し、薄膜付与に必要なガス雰囲気にして
成膜処理を行うが、薄膜付与に必要な特定ガス以外のガ
スがあると、ガスの組成、あるいは割合が変わり、付与
される膜質が変わる。そこで、目的とする膜質を付与す
るためには、薄膜付与部のガス雰囲気が変化しないよう
にする必要がある。すなわち、薄膜付与部では巻き出し
部からの放出ガスの発生の影響を、極力なくすように設
備的配慮を行う必要がある。

【００１５】本発明は、係る知見に基づいてなされたも
のであり、その目的とするところは、フイルム層間、フ
イルム表面、フイルム自身から放出されるガスが真空度
を低下させたり、薄膜形成上障害になるのを防止できる
真空成膜装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、合成樹脂製の
フイルム上に、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法な
どの薄膜付与手段により薄膜を形成するロールツーロー
ル方式の真空成膜装置において、真空成膜装置を構成す
る真空槽内部を、隔壁によりフイルムの卷き出し室、薄
膜付与室およびフイルムの巻き取り室に区分し、かつ卷
き出し室から連続的に卷き出されたフイルムが卷き取り
室を経由して薄膜付与室に供給され、薄膜付与室で薄膜
を付与された後、再び、卷き取り室に供給されて巻き取
られるような室の配置にしたことを特徴とする真空成膜
装置である。

【００１７】ここで、室の配置は、フイルムの巻き出し
室と薄膜付与室との間にフイルムの巻き取り室を配設さ
せることが好ましい。また、各々の室は１台または複数
台の真空ポンプで独立または共通に排気することが好ま
しい。真空ポンプの能力によっては、共通の真空ポンプ
で２室または３室を一緒に排気することも可能である。

【００１８】また、各室間のフイルム通過部は、フイル
ムが当たらないような狭いスリットにすると、フイルム
から放出されるガスが前室から流れ込むのを遮断する効
果が大きい。フイルムが通過する２室間に小さな真空室
を設け、真空ポンプで排気して、２室間のガスの流れを
完全に遮断するようにすればより効果が大きい。

【００１９】

【作用】このような真空槽の構造にすることにより、フ
イルムの巻き出し室、薄膜付与室、フイルム巻き取り室
が独立した真空室になって、各々の真空室の真空度が独
立してコントロールできるようになる。また、巻き出し
室で発生したガスやフイルム搬送途中で発生したガス
が、他の真空室に流れ込むことを防止できるようにな
る。

【００２０】すなわち、真空槽内を、フイルムの通過部
以外は隔壁で仕切ることにより、巻き出し室でフイルム
を解除するとき放出されるガスは、大部分が巻き出し室
で真空ポンプにより排気され、次の真空室に持ち込まれ
る量を大幅に低減できる。また、巻き出し室を出たフイ
ルムは、直ちに薄膜付与室に搬送されるのではなく、一
旦、巻き取り室を通過することで、放出ガスは更に排気
され、次の薄膜付与室にはフイルムからの放出ガスが到
達しない。

【００２１】従って、薄膜付与室では、フイルムからの
放出ガスの影響が無く、薄膜付与に必要なガス雰囲気に
するため、外部より独立したガス供給設備を使用して必
要ガスを定量的に供給し、目的とするガス雰囲気にして
薄膜付与を行う。薄膜付与後のフイルムは、巻き取り室
に供給されたのち、巻き取り部で巻き取る。薄膜付与部
も独立した排気設備を備えており、巻き取り室に影響を
与えない。

【００２２】以下、図面により本発明の真空成膜装置に
ついて説明する。図１において、１１は真空槽、１２は
フイルムの巻き出し室、１３はフイルムの巻き取り室、
１４は薄膜付与室、１５ａ〜１５ｂは隔壁、１６ａ〜１
６ｄはガイドロール、１７ａ〜１７ｃはスリット、１８
はフイルムの巻き出し部、１９はフイルムの巻き取り
部、２０は冷却ロール、２１は薄膜付与手段、２２はガ
ス供給装置、２３ａ〜２３ｃは真空ポンプ、２４はフイ
ルムである。

【００２３】ここで、薄膜付与手段２１には、スパッタ
リング法、蒸着法、ＣＶＤ法などの公知の薄膜付与手段
を適用する。また、ガイドロール１６ａ〜１６ｄは、薄
膜を付与するフイルム面を擦過しないようにフイルム２
３の背面側に配設する。また、冷却ロール２０と薄膜付
与手段２１により薄膜付与部３０を構成するようになっ
ている。

【００２４】図１に示すように、真空槽１１の内部は、
隔壁１５ａおよび１５ｂにより巻き出し室１２、巻き取
り室１３、薄膜付与室１４の３室に区分され、各室１２
〜１４は、上から巻き出し室１２、巻き取り室１３、薄
膜付与室１４の順に設置され、各々、独立した別の真空
ポンプ２３ａ，２３ｂ，２３ｃにより各室毎に減圧され
るようになっている。

【００２５】また、巻き出し室１２と巻き取り室１３の
間に配した隔壁１５ａは、フイルム２４が通過するのに
必要な最小限の隙間を有するスリット１７ａを有し、巻
き取り室１３と薄膜付与室１４の間に配した隔壁１５ｂ
は、フイルム２４が通過するのに必要な最小限の隙間を
有するスリット１７ｂおよび１７ｃを有している。

【００２６】巻き出し室１２の巻き出し部１８にセット
されたフイルムロールＡから解除されたフイルム２４
は、ガイドロール１６ａに案内されながら隔壁１５ａの
スリット１７ａを通って、一旦、巻き取り室１３に入
る。その間に、フイルムロールＡの層間にある空気やフ
イルム表面に付着しているガスおよびフイルム自身から
発生するガスの大部分が巻き出し室１２の真空ポンプ２
３ａにより排気される。

【００２７】巻き取り室１３に入ったフイルム２４は、
隔壁１５ｂのスリット１７ｂを通って薄膜付与室１４の
冷却ロール２０に供給される。そして、巻き取り室１３
を通過する間に、フイルム表面に付着しているガスおよ
びフイルム自身から発生するガスが巻き出し室１２の真
空ポンプ２３ａにより完全に排気される。

【００２８】従って、薄膜付与室１４では、フイルム２
４からの放出ガスの影響が無く、薄膜付与に必要なガス
雰囲気にするため、ガス供給装置２２から必要ガスを定
量的に供給し、薄膜付与部３０を目的とするガス雰囲気
にして薄膜付与手段２１によりフイルム２４に薄膜付与
を行う。薄膜付与手段２１により薄膜を付与されたフイ
ルム２４は、ガイドロール１６ｃに案内されて、再び巻
き取り室１３に供給され、ガイドロール１６ｄに案内さ
れて、巻き取り室１３の巻き取り部１９により巻き取ら
れる。

【００２９】上記のように、本発明の装置では、真空槽
１１の内部を巻き出し室１２、巻き取り室１３、薄膜付
与室１４の３室に区分し、各室間は、フイルム２４が通
過する最小幅のスリット１７ａ〜１７ｃのみにより連通
させるとともに、フイルム２４を巻き出し室１２から直
ちに薄膜付与室１４に供給するのではなく、巻き出し室
１２から供給されたフイルム２４を、一旦、フイルム巻
き取り室１３を通過させることで、さらにフイルム２４
の表面に付着しているガスやフイルム自身から発生する
ガスを除去するから、ガスを薄膜付与室１４以前で薄膜
付与に悪影響を及ぼす空気やガスを完全に取り除くこと
ができる。

【００３０】

【実施例】図１の本発明装置と図２の従来装置におい
て、ＰＥＴフイルム（フイルム厚み７５μｍ、フイルム
幅１０００ｍｍ、フイルム長１，０００ｍ）を真空槽の
巻き出し部にセット後、真空ポンプで５時間排気後の薄
膜付与部付近の真空度、および５時間排気した後、１ｍ
／ｍｉｎで巻き取り部に巻き返し途中の薄膜付与部の真
空度の測定結果を表１に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】以上の結果からも明白なように、本発明の
装置では、薄膜付与部においてはフイルムから発生する
ガスの影響を完全に排除できる。

【００３３】

【発明の効果】上記のように、本発明の装置によれば、
ロールツーロール方式の真空成膜装置において、フイル
ム層間から出てくる空気、あるいはフイルム表面に付着
しているガス、フイルム自身より出てくるガスが薄膜付
与部まで拡散するのを未然に防止することができる。従
って、薄膜付与部では、これらフイルムから出てくるガ
スの影響が全くない雰囲気にすることが可能となり、薄
膜付与部の雰囲気を完全にコントロールして、良質の膜
質を得ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る真空成膜装置の概略図である。

【図２】従来の真空成膜装置の概略図である。

【符号の説明】

１１ 真空室 １２ 巻き出し部 １３ 巻き取り部 １４ 薄膜付与室 １５ａ〜１５ｂ 隔壁 ２１ 薄膜付与手段 ２４ フイルム

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 合成樹脂製のフイルム上に、スパッタリ
   ング法、蒸着法、ＣＶＤ法などの薄膜付与手段により薄
   膜を形成するロールツーロール方式の真空成膜装置にお
   いて、真空成膜装置を構成する真空槽内部を、隔壁によ
   り、フイルムの卷き出し室、薄膜付与室およびフイルム
   の巻き取り室に区分し、かつ卷き出し室から連続的に卷
   き出されたフイルムが卷き取り室を経由して薄膜付与室
   に供給され、薄膜付与室で薄膜を付与されたのち、再び
   卷き取り室に供給されて巻き取られるような室の配置に
   したことを特徴とする真空成膜装置。
2. 【請求項２】 フイルムの巻き出し室と薄膜付与室との
   間にフイルムの巻き取り室を配設させた請求項１記載の
   真空成膜装置。
3. 【請求項３】 各室を１台または複数台の真空ポンプで
   独立または共通に減圧する請求項１または２記載の真空
   成膜装置。
4. 【請求項４】 各室間のフイルム通過部にフイルムが当
   たらないような狭いスリットを配設させた請求項１、２
   または３記載の真空成膜装置。