JPS6357767A - 高速移動フイルムの連続的シ−トプラズマ・イオンプレ−テイング装置 - 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】 本発明は高速移動する大面積フィルムの連続的イオンブ
レーティング装置に関する。ざらに詳しくは、圧力勾配
型の放電シートプラズマを用いたイオンブレーティング
装置に関する。

プラスチック、金属等のフィルムの表面に、金属、無機
物、カーボン、あるいは有機ポリマーなどの薄膜（蒸着
膜）を形成したものは、導電性フィルム、絶縁膜、表示
素子、光学フィルム、電子デバイス、装飾などの多様な
用途分野への応用が期待されているもので、すでに実用
化されているものも少くない。

このような薄膜を形成するための方法、装置としては、
真空蒸着装置内に置いた蒸発源からの蒸発粒子をグロー
放電によってイオン化して行なうものが知られている。

イオンブレーティングと呼ばれている技術である。

イオンブレーティングについては、ホロカソード型のも
のと、高周波励起型のものとがめることも知られている
。これらのイオンブレーティング法は薄膜形成技術とし
て優れたものではあるが、広幅で、かつ長尺のフィルム
表面に薄膜を形成するＩζめの技術、装置としては、依
然として多くの問題が未解決の現状にある。

すなわち、広幅で、かつ長尺のフィルム表面に薄膜を形
成するにあたっては、幅方向および長さ方向のいずれに
おいても、品質が均一で、密着性に優れた薄膜を、フィ
ルムを連続的に移動させながら効率的に製造することが
必要になる。

しかしなから、ホロカソードの場合にはカソード部等の
装置の汚れ、損鴎が避けられず、熱的安定性に欠【ブ、
基板フィルムの発熱が避（プられないという問題かある
。このため優れた品質の薄膜を、連続して移動するフィ
ルム表面に均質に、かつ効率的に１７ることは困難であ
った。

また、高周波励起型のイオンブレーティングの場合には
、優れた品質の薄膜を安定して（ｄるためには極めて有
効であるものの、長尺で広幅の大面積フィルムなどの場
合に、その薄膜を効率的に装造するための生産性の点で
充分でなかった。

本発明は、このような問題のない、長尺で広幅のフィル
ムの表面に連続的に、かつ効率的に蒸着薄膜を形成する
ための新しいタイプの装置を提供すφことを目的として
いる。ざらに詳しくは、高速で移動するフィルム表面に
、連続的に薄膜を形成するためのシートプラズマ・イオ
ンプレーティング装置を提供するものである。

本発明の装置について説明すると、この装置は、圧力勾
配型のプラズマ放電を用い、プラズマ流をシート状に平
板化し、しかも、フィルムを高速で移動させるための巻
き取り装置を用いて連続的に薄膜を形成するものでおる
ことを特徴としている。

圧力勾配型のプラズマ放電は、陰極と陽極との間に中間
電挽を介在させ、陰極領域を１Ｔｏｒｒ前後に、そして
陽極領域を１０−３丁○ｒｒ程度に保って放電を行なう
ものである。この放電方式をイオンブレーティングとし
て用いることや放電により生成したプラズマ流を磁石手
段によってシート状に平板化することはずでに提案され
てもいる（たとえば、「真空」第２７巻、第２号、６４
頁、（１９８４年）、同第２５巻、第１１号、７１９頁
（１９８２年））。

このイオンブレーティングの装置は、ハースに対して横
方向に設置されたプラズマ源からのプラズマ流を水平方
向に射出させ、磁石手段によってプラズマ流をシート状
に平板化させ、上向きに置いたハース（陽極）の真上で
直角に曲げてハース上にこのシート状のプラズマ流を収
束させ、蒸発物質をイオン蒸気化して、被処理物表面に
ドライコーティングを行なうものである。

この装置と方法による場合には、プラズマガンが汚れな
い、反応速度が大ぎい、プラズマが安定化する、薄膜が
均質になる、そして特に被処理物の幅方向に均一な薄膜
を形成しヤタいなどの利点がある。

しかしながら、このような圧力勾配型放電によるシート
プラズマ・イオンプレーティングについては、実用技術
、実用装置としての検討はいまだ不十分であり、特に大
面積の移動する物品、あるいはフィルム状物へのドライ
コーティングに適した装置やその装置の操作諸条件の選
択については何ら知られていない。

本発明がはじめて、これらのことを具体的に実現した。

次に本発明の装置について、その概要を図面を参照して
説明する。

図は本発明の装置の一例を示したものである。

第１図において、図中の（１）は真空室で、ベルジャ（
２）によって気密に保たれている。真空室は真空ポンプ
によって排気する。ベルジャ（２）には、真空排気口と
ともに、反応ガスの導入口を設ける。また、ベルジャ（
２）の内部には、薄膜形成のための原料蒸発物質のハー
ス（３）、圧力勾配型プラズマガン（４）、フィルム送
り出しロール（５）、透明導電性フィルム巻き取りロー
ル（６）を設ける。ざらに適宜、必要により、ノｊイト
ロール（７）、冷却手段（８）を設ける。（９）はプラ
ズマ流を、そして（１０）はプラズマのシート状平板化
のための磁石手段を示す。なお、図は、ボックス型のベ
ルジャの断面を示しているが、ベルジャの形状、構造が
これに限定されることはない。

ロール部については回転駆動させ、冷却手段を設ける場
合には、水冷、空冷等によって行なう。

また、蒸発源材料の種類や生産効等を考慮して、ハース
部には抵抗加熱、高周波加熱等の強制加熱手段を適宜に
用いることができる。

ロール部、またはロール部と冷却手段、あるいはハース
部を、ベルジャ側壁を開閉できるようにして、ベルジャ
に対して横方向から出し入れ自在としてもよい。

もちろん、本発明は、このような装置に限定されるもの
ではない。

たとえば、ロール部は必ずしもベルジャに設ける必要は
ない。ベルジャ側壁にスリットを形成して、フィルムを
出し入れし、薄膜形成部に連設したプラズマ・ボンバー
ド処理等の前処理部、あるいは後処理部のフィルム移動
手段を用いることもできる。

また、薄膜形成と反対側のフィルムの上面に負電圧を印
加する手段を設けることもできる。

第２図は、第１図に示した装置を、Ａ−Ａ　”の断面よ
り見たものである。プラズマ流はシート状に平板化され
、幅方向に大きくひろがっている。

このことが大面積、広幅フィルムへの効率的イオンブレ
ーティングを可能とするのである。

図に示したような高速移動フィルムの連続的イオンブレ
ーティング装置については、目的とする薄膜蒸着フィル
ムの用途に応じて操作諸条件を適宜に選択することがで
きる。

たとえば、高速で移動するフィルムについては、ポリエ
ステル、ボリザンフオン、ポリアミド、ポリイミドある
いは金属、セラミックス、それらの複合フィルムなどの
耐熱性フィルムの任意のものが使用できる。このフィル
ムの移動速度についても、たとえば６ｍ／分〜３０ｍ／
分の広い範囲とすることができる。フィルムの幅も１０
０ＩｎＩｎ〜１５００ｍ程度でも可能となる。

薄膜形成物質についても、格別の限定はない。

金属、無機物、有機物のうちから適宜に選択できる。

反応の圧力は、１　ｘ　１０’　〜１０−１Ｔｏ　ｒ　
ｒ程度で広い範囲で、かつ、アルゴン、ヘリウム、水素
などのガスと、酸素、窒素、有機上ツマ−などの反応性
ガスを用いることができる。

放電の電圧は、たとえば、５０〜１００Ｖとし、電流は
蒸発物質によって適宜に選択する。

また、プラズマのシート状平板化のためには、磁石手段
は、本発明の装置によって多用な機能を付加した、たと
えば１５０Ｉｎｍ〜４５０ＩＩｖｎの広幅のフィルムを
、たとえば、６ｍ／分〜３０ｍ／分という高速度で連続
的に製造することが可能となる。

このような優れた効果は、これまでの公知の技術からは
まったく予期しえなかったことである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の装置の一例を概略的に示
すものである。第２図は第１図のＡ−Ａｍ断面を示すも
のである。図中の番号は次のものを示している。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空室と；排気系と；ガス導入系と；薄膜形成材
   料の蒸発源と；必要により設ける蒸発源の強制蒸発手段
   と；圧力勾配型のプラズマガンと；該プラズマガンより
   射出されたプラズマ流をシート状に平板化するための磁
   石手段と；フィルム送り出しロールおよびフィルム巻き
   取り手段と；必要により設けるガイドロールおよびフィ
   ルム冷却手段とからなり、前記のシート状に平面化した
   プラズマ流が前記蒸発源に収束して蒸発源物質の蒸発お
   よびイオン化を行ない、該イオン化粒子によつて、前記
   送り出しロールから送り出されて巻き取りロールに巻き
   取られる高速で移動する大面積フィルムの表面に薄膜を
   形成するようにした高速移動フィルムの連続的シートプ
   ラズマ・イオンプレーティング装置。
2. （２）フィルムが６ｍ／分〜３０ｍ／分で高速移動する
   ようにした特許請求の範囲第（１）項記載の連続的シー
   トプラズマ・イオンプレーティング装置。