JPWO2016199728A1 - 巻取式成膜装置及び巻取式成膜方法 - Google Patents
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Abstract
Description
上記巻出しローラは、フィルムを巻き出す。
上記巻取りローラは、上記巻出しローラから巻き出された上記フィルムを巻き取る。
上記冷却ローラは、上記巻出しローラと上記巻取りローラとの間に配置され、上記フィルムを冷却する。
上記蒸発源アレイは、上記冷却ローラの軸方向と平行な第1のライン上に所定の間隔を置いて配置された複数の第1の蒸発源と、上記第1のラインと平行な第2のライン上に上記複数の第1の蒸発源と半ピッチずれて上記所定の間隔を置いて配置された複数の第2の蒸発源とを有する。
上記ガス供給部は、上記複数の第1の蒸発源からの蒸気流に向けてガスを噴出する複数の第1のノズル部と、上記複数の第2の蒸発源からの蒸気流に向けてガスを噴出する複数の第2のノズル部とを有し、上記蒸発源アレイと上記冷却ローラとの間に配置される。
上記アレイは、成膜対象の搬送方向に垂直な第1のライン上に所定の間隔を置いて配置された複数の第1の蒸発源と、上記第1のラインと平行な第2のライン上に上記複数の第1の蒸発源と半ピッチずれて上記所定の間隔を置いて配置された複数の第2の蒸発源とを有する。
上記ガス供給部は、上記複数の第1の蒸発源からの蒸気流に向けてガスを噴出する複数の第1のノズル部と、上記複数の第2の蒸発源からの蒸気流に向けてガスを噴出する複数の第2のノズル部と、上記複数の第1のノズル部及び上記複数の第2のノズル部を支持し、上記蒸気流が通過する開口を有する支持体とを有する。
上記冷却ローラの軸方向と平行な第1のライン上に所定の間隔を置いて配置された複数の第1の蒸発源と、上記第1のラインよりも上記フィルムの搬送方向の下流側にあり上記第1のラインと平行な第2のライン上に上記複数の第1の蒸発源と半ピッチずれて上記所定の間隔を置いて配置された複数の第2の蒸発源とを有する蒸発源アレイの蒸発材料が蒸発させられる。
上記蒸発源アレイと上記冷却ローラとの間に配置され上記複数の第1の蒸発源に対応する数の第1のノズル部から、上記蒸発した蒸発材料に向けてガスが噴出し、上記ガスと反応した上記蒸発材料の膜が上記フィルムの第1の領域に形成される。
上記蒸発源アレイと上記冷却ローラとの間に配置され上記複数の第2の蒸発源に対応する数の第2のノズル部から、上記蒸発した蒸発材料に向けてガスが噴出し、上記ガスと反応した上記蒸発材料の膜が上記第1の領域に隣接する第2の領域に形成される。
また、ガス供給部が、複数の第1の蒸発源からの蒸気流に向けてガスを噴出する複数の第1のノズル部と、複数の第2の蒸発源からの蒸気流に向けてガスを噴出する複数の第2のノズル部とを有するため、蒸発源からの蒸気流に対して所望の量のガスが供給される。これにより、フィルムの幅方向における透過率のばらつきが抑制される。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る巻取式成膜装置1の構成を示す概略側断面図である。
巻取式成膜装置1は、巻出しローラ2と、巻取りローラ3と、冷却ローラ4と、ガイドローラ5A及び5Bと、蒸発源ユニットEU1と、これらを収容する真空チャンバ9と、コントローラ18とを備える。
真空チャンバ9は、密閉構造を有し、排気ラインLを介して真空ポンプPに接続される。これにより、真空チャンバ9は、その内部が所定の減圧雰囲気に排気又は維持可能に構成される。
なお、本実施形態では、排気ラインLを成膜室12にのみ接続したが、搬送室11にも別の排気ラインを接続することにより、搬送室11と成膜室12とを独立して排気してもよい。
巻出しローラ2、巻取りローラ3、冷却ローラ4、ガイドローラ5A及びガイドローラ5Bは、フィルム13の搬送機構を構成する。巻出しローラ2、巻取りローラ3及び冷却ローラ4は、それぞれ図示しない回転駆動部を備え、X軸に平行な軸まわりに回転可能に構成される。
蒸発源ユニットEU1は、成膜室12に配置され、蒸発源アレイ6と、ガス供給部7と、支持体8とを有する。
蒸発源アレイ6は、冷却ローラ4のZ軸方向における直下に配置される。図2は、蒸発源アレイ6の配置を概略的に示す平面図である。
本実施形態では、複数の第1の蒸発源は、各々同一の構成を有する5つの蒸発源61A,61B,61C,61D,61E(以下、個別に説明する場合を除き、複数の第1の蒸発源61と総称する)を有する。一方、複数の第2の蒸発源は、各々同一の構成を有する6つの蒸発源62A,62B,62C,62D,62E,62F(以下、個別に説明する場合を除き、複数の第2の蒸発源62と総称する)を有する。
なお、本実施形態では、複数の第1の蒸発源61の数が複数の第2の蒸発源62の数よりも1つ少ないが、フィルム幅にあわせて、蒸発源61,62の数を適宜設定できる。また、フィルム幅にあわせて、予め設置された複数の蒸発源61,62の中から、使用する蒸発源の位置あるいは数を選択してもよい。
ガス供給部7は、図1に示すように、蒸発源アレイ6と冷却ローラ4との間に配置される。図3は、ガス供給部7と蒸発源アレイ6の配置を概略的に示す平面図である。
本実施形態では、複数の第1のノズル部は、各々同一の構成を有する5つのノズル部71A,71B,71C,71D,71E(以下、個別に説明する場合を除き、複数の第1のノズル部71と総称する)を有する。一方、複数の第2のノズル部は、各々同一の構成を有する6つのノズル部72A,72B,72C,72D,72E,72F(以下、個別に説明する場合を除き、複数の第2のノズル部72と総称する)を有する。
そこで、本実施形態では、第1及び第2の蒸発源61,62からの蒸気流と反応する酸素ガスの量を均一にするため、以下に説明するように、第1及び第2のノズル部71,72から噴出されるガスの量を蒸発源毎に最適化している。
同様に、ガス供給ラインG2は、ガス供給源Sに接続される1本の主配管と、主配管から各々分岐し各ノズル部72A〜72Fに接続される6本の支管とを有する。
支持体8は、図1に示すように、開口部14と、防着板15と、天板16とを有し、冷却ローラ4と蒸発源アレイ6との間に配置される。また、支持体8は、図示しない支持部を介して真空チャンバ9の内壁に接続され、複数の第1のノズル部71及び複数の第2のノズル部72を支持可能に構成される。支持体8を構成する材料は特に限定されず、典型的にはステンレス鋼や銅等の金属材料で構成される。
コントローラ18は、図1に示すように、真空チャンバ9の外部に設置される。コントローラ18は、例えば、CPU(Central Processing Unit)及びメモリを含むコンピュータ等により構成され、巻取式成膜装置1の各部を統括的に制御する。コントローラ18は、例えば、真空ポンプPの動作の制御、各ローラの回転駆動制御、各蒸発源における蒸発材料の蒸発量の制御、ガス供給部7の動作や流量の制御等を行う。
次に、以上のようにして構成される巻取式成膜装置1の動作について説明する。
本実施形態では、複数の第1の蒸発源61と複数の第2の蒸発源62がY軸方向に所定の間隔P2だけずれて配置されている。しかも、これら第1及び第2の蒸発源61,62は、相互に半ピッチずれて配置されている。このように、複数の第1の蒸発源61からの蒸発材料の膜が、これら第1の蒸発源61各々の直上位置に対応するフィルム13の第1の領域に形成され、複数の第2の蒸発源62からの蒸発材料の膜が、これら第2の蒸発源62各々の直上位置に対応する第2の領域に形成される。フィルム13はY軸方向に所定の速度で搬送されるため、第1の領域と第2の領域とはフィルム幅方向(X軸方向)に相互に隣接する。これにより、フィルム幅方向において膜厚のばらつきが抑制されることになる。
なお、本発明者らの実験によれば、フィルム幅方向における透過率のバラツキが3%以下に抑えられることが確認されている。
図7は、本発明の第2の実施形態における蒸発源ユニットの概略平面図であり、ガス供給部と蒸発源アレイとの配置関係を示している。以下、第1の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の第1の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
図8は、本発明の第3の実施形態における蒸発源ユニットの概略平面図であり、ガス供給部と蒸発源アレイとの配置関係を示している。以下、第1の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の第1の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
図10は、本発明の第4の実施形態における蒸発源ユニットの概略平面図であり、ガス供給部と蒸発源アレイとの配置関係を示している。以下、第1の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の第1の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。
上記各実施形態において、ガス供給部7のうちフィルム幅方向(X軸方向)の両端にある第2のノズル部(72A,72F)に別のガス供給ラインを設けてもよい、あるいは、第2のノズル部72A,72Fが有する貫通孔の数や面積を増やしてもよい。この場合、第2のノズル部72A,72Fは、それ以外の第2のノズル部(72B〜72E)から噴出されるガスの量よりも多くのガスを噴出するように構成される。以下、第1の実施形態(図3)の場合について説明する。
上記各実施形態においては、蒸発材料としてアルミニウムを用いたが、これに限られない。その他の蒸発材料として、マグネシウム、クロム、鉄、ニッケル、銅、亜鉛、インジウム、スズ、チタン、若しくは鉛等の金属、あるいはこれら金属とケイ素等の半金属との合金、若しくはこれらの酸化物、炭化物、若しくは窒化物等の金属化合物、又はこれらの混合物を用いることができる。
2…巻出しローラ
3…巻取りローラ
4…冷却ローラ
6…蒸発源アレイ
61…複数の第1の蒸発源
62…複数の第2の蒸発源
7,57,70…ガス供給部
71,571…複数の第1のノズル部
72,572…複数の第2のノズル部
8…支持体
EU1,EU2,EU3…蒸発源ユニット
9…真空チャンバ
13…フィルム
14…開口部
18…コントローラ
L1…第1のライン
L2…第2のライン
L3,L13…第3のライン
L4,L14…第4のライン
Claims (15)
- フィルムを巻き出す巻出しローラと、
前記巻出しローラから巻き出された前記フィルムを巻き取る巻取りローラと、
前記フィルムの搬送方向において前記巻出しローラと前記巻取りローラとの間に配置され、前記フィルムを冷却する冷却ローラと、
前記冷却ローラの軸方向と平行な第1のライン上に所定の間隔を置いて配置された複数の第1の蒸発源と、前記第1のラインと平行な第2のライン上に前記複数の第1の蒸発源と半ピッチずれて前記所定の間隔を置いて配置された複数の第2の蒸発源とを有する蒸発源アレイと、
前記複数の第1の蒸発源からの蒸気流に向けてガスを噴出する複数の第1のノズル部と、前記複数の第2の蒸発源からの蒸気流に向けてガスを噴出する複数の第2のノズル部とを有し、前記蒸発源アレイと前記冷却ローラとの間に配置されたガス供給部と
を具備する巻取式成膜装置。 - 請求項1に記載の巻取式成膜装置であって、
前記第1のラインは、前記第2のラインよりも前記フィルムの搬送方向の上流側に設定され、
前記複数の第1のノズル部は、前記複数の第1の蒸発源に対応する数のノズル部を有し、
前記複数の第2のノズル部は、前記複数の第2の蒸発源に対応する数のノズル部を有する
巻取式成膜装置。 - 請求項2に記載の巻取式成膜装置であって、
前記複数の第1のノズル部及び前記複数の第2のノズル部は、前記第1のラインと平行な第3のライン上に交互に配置される
巻取式成膜装置。 - 請求項3に記載の巻取式成膜装置であって、
前記複数の第2のノズル部は、前記複数の第1のノズル部から噴出される前記ガスの量よりも多くの前記ガスを噴出するように構成される
巻取式成膜装置。 - 請求項2に記載の巻取式成膜装置であって、
前記複数の第1のノズル部は、前記第1のラインよりも前記フィルムの搬送方向の上流側に設定され前記第1のラインと平行な第3のライン上に配置され、
前記複数の第2のノズル部は、前記第2のラインよりも前記フィルムの搬送方向に関して下流側に設定され前記第2のラインと平行な第4のライン上に配置される
巻取式成膜装置。 - 請求項2に記載の巻取式成膜装置であって、
前記複数の第1のノズル部は、前記第2のラインと前記冷却ローラとの間に設定され前記第2のラインと平行な第3のライン上であって、前記冷却ローラから見たときに前記複数の第2の蒸発源と対向しない位置にそれぞれ配置され、
前記複数の第2のノズル部は、前記第1のラインと前記冷却ローラとの間に設定され前記第1のラインと平行な第4のライン上であって、前記冷却ローラから見たときに前記複数の第1の蒸発源と対向しない位置にそれぞれ配置される
巻取式成膜装置。 - 請求項5又は6に記載の巻取式成膜装置であって、
前記複数の第1のノズル部は、前記複数の第2のノズル部から噴出される前記ガスの量と等しい量の前記ガスを噴出するように構成される
巻取式成膜装置。 - 請求項4又は7に記載の巻取式成膜装置であって、
前記蒸発源アレイのうち前記冷却ローラの軸方向の両端の蒸発源は第2の蒸発源であり、
前記複数の第2のノズル部のうち前記冷却ローラの軸方向の両端にあるノズル部は、それ以外の前記複数の第2のノズル部から噴出される前記ガスの量よりも多くの前記ガスを噴出するように構成される
巻取式成膜装置。 - 請求項1〜8のいずれか1つに記載の巻取式成膜装置であって、
前記ガス供給部は、前記第1のラインを一単位として前記複数の第1のノズル部から噴出されるガスの量を制御し、前記第2のラインを一単位として前記複数の第2のノズル部から噴出されるガスの量を制御するように構成される
巻取式成膜装置。 - 請求項9に記載の巻取式成膜装置であって、
前記ガス供給部は、前記複数の第1のノズル部から噴出されるガスの量を個別に制御し、前記複数の第2のノズル部から噴出されるガスの量を個別に制御することが可能に構成される
巻取式成膜装置。 - 請求項1〜10のいずれか1項に記載の巻取式成膜装置であって、
前記複数の第1の蒸発源及び前記複数の第2の蒸発源は、蒸発材料として金属材料を含み、
前記ガスは、前記金属材料と反応する反応性ガスを含む
巻取式成膜装置。 - 請求項1〜11のいずれか1項に記載の巻取式成膜装置であって、
前記ガス供給部は、前記複数の第1のノズル部及び前記複数の第2のノズル部を支持し、前記蒸気流が通過する開口部を有する支持体をさらに有する
巻取式成膜装置。 - 請求項12に記載の巻取式成膜装置であって、
前記支持体は、前記冷却ローラに近接して配置され、
前記開口部は、前記フィルムの成膜領域を規定する
巻取式成膜装置。 - 成膜対象の搬送方向に垂直な第1のライン上に所定の間隔を置いて配置された複数の第1の蒸発源と、前記第1のラインと平行な第2のライン上に前記複数の第1の蒸発源と半ピッチずれて前記所定の間隔を置いて配置された複数の第2の蒸発源とを有する蒸発源アレイと、
前記複数の第1の蒸発源からの蒸気流に向けてガスを噴出する複数の第1のノズル部と、前記複数の第2の蒸発源からの蒸気流に向けてガスを噴出する複数の第2のノズル部と、前記複数の第1のノズル部及び前記複数の第2のノズル部を支持し、前記蒸気流が通過する開口を有する支持体とを有するガス供給部と
を具備する蒸発源ユニット。 - 巻出しローラから巻き出され、巻取りローラにより巻き取られるフィルムを、前記巻出しローラと前記巻取りローラとの間に配置された冷却ローラに巻回し、
前記冷却ローラの軸方向と平行な第1のライン上に所定の間隔を置いて配置された複数の第1の蒸発源と、前記第1のラインよりも前記フィルムの搬送方向の下流側にあり前記第1のラインと平行な第2のライン上に前記複数の第1の蒸発源と半ピッチずれて前記所定の間隔を置いて配置された複数の第2の蒸発源とを有する蒸発源アレイの蒸発材料を蒸発させ、
前記蒸発源アレイと前記冷却ローラとの間に配置され前記複数の第1の蒸発源に対応する数の第1のノズル部から、前記蒸発した蒸発材料に向けてガスを噴出させ、前記ガスと反応した前記蒸発材料の膜を前記フィルムの第1の領域に形成し、
前記蒸発源アレイと前記冷却ローラとの間に配置され前記複数の第2の蒸発源に対応する数の第2のノズル部から、前記蒸発した蒸発材料に向けてガスを噴出させ、前記ガスと反応した前記蒸発材料の膜を前記第1の領域に隣接する第2の領域に形成する
巻取式成膜方法。
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