(57)【要約】【課題】クリーニングユニットによるキャンローラのクリーニング機能を効果的に維持して品質の高い成膜処理を行うこと。【解決手段】本発明においては、ベースフィルム１２へ成膜する前に、クリーニングユニット３０を冷却用のキャンローラ１４に接触させてキャンローラ１４を非冷却状態で回転させながらクリーニングすることで、クリーニングユニット３０の過冷却を防止して、除去したダストの離脱を阻止し、クリーニングユニット３０によるキャンローラ１４の除塵処理を効率良く行うことが可能となる。また、クリーニング完了後は、クリーニングユニット３０とキャンローラ１４との接触状態を解除することで、成膜時におけるキャンローラ１４の冷却操作によってクリーニングユニット３０が冷却されることを防止して、キャンローラ１４の周面から除去したダストを離脱させることなく保持することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧雰囲気内でベースフィルムを走行させながら前記ベースフィルムへ成膜する巻取式真空成膜方法であって、
冷却用ローラを非冷却状態で回転させながら、クリーニングユニットを前記冷却用ローラに接触させて前記冷却用ローラをクリーニングし、
前記冷却用ローラのクリーニング完了後、前記クリーニングユニットと前記冷却用ローラとの接触状態を解除し、
前記冷却用ローラを冷却し前記ベースフィルムを前記冷却用ローラに密着させながら前記ベースフィルムへ成膜する巻取式真空成膜方法。
【請求項２】
請求項１に記載の巻取式真空成膜方法であって、
前記冷却用ローラに対する前記クリーニングユニットの接触および接触解除動作を外部から遠隔操作する巻取式真空成膜方法。
【請求項３】
減圧雰囲気内でベースフィルムを走行させながら前記ベースフィルムへ成膜する巻取式真空成膜装置であって、
真空チャンバと、
前記真空チャンバ内で前記ベースフィルムを走行させる走行手段と、
走行する前記ベースフィルムと密着して前記ベースフィルムを冷却する冷却用ローラと、
前記冷却用ローラに対向配置され前記ベースフィルムへ成膜する成膜手段と、
前記冷却用ローラに接触して前記冷却用ローラをクリーニングするクリーニングユニットと、
前記クリーニングユニットを前記冷却用ローラに対して着離動作させる駆動機構と
を具備する巻取式真空成膜装置。
【請求項４】
請求項３に記載の巻取式真空成膜装置であって、
前記駆動機構は、
前記冷却用ローラの非冷却状態において、前記クリーニングユニットを前記冷却用ローラに接触させ、
前記冷却用ローラのクリーニング完了後、前記クリーニングユニットと前記冷却用ローラとの接触状態を解除する巻取式真空成膜装置。
【請求項５】
請求項３に記載の巻取式真空成膜装置であって、
前記クリーニングユニットは、
前記冷却用ローラの周面をクリーニングする第１のクリーニングローラと、
前記第１のクリーニングローラをクリーニングする第２のクリーニングローラとを含む巻取式真空成膜装置。
【請求項６】
請求項５に記載の巻取式真空成膜装置であって、
前記第１のクリーニングローラは弾性ローラであり、
前記第２のクリーニングローラは粘着ローラである巻取式真空成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベースフィルムの冷却用ローラを備えた巻取式真空成膜方法および巻取式真空成膜装置に関し、更に詳しくは、冷却用ローラのクリーニングユニットを備えた巻取式真空成膜方法および巻取式真空成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、巻出しローラから連続的に送り出された長尺のベースフィルムを冷却用キャンローラに巻き付けながら、当該キャンローラに対向配置される蒸発源からの蒸発物質をベースフィルム上に蒸着させ、蒸着後のベースフィルムを巻取りローラで巻き取る方式の巻取式真空蒸着方法が知られている（例えば下記特許文献１参照）。この種の真空蒸着方法においては、蒸着時におけるベースフィルムの熱変形を防止するために、ベースフィルムを冷却用キャンローラの周面に密着させて冷却しながら成膜するようにしている。【０００３】
真空装置では、真空排気時あるいは大気開放時に真空槽内でダストが舞い、キャンローラやガイドローラ等に、舞い上がったダストが付着し易い。特に、キャンローラに付着したダストは、成膜時に、ベースフィルムとキャンローラとの間の密着を阻害し、これが原因でピンホールやフィルムの熱負け等を引き起こすという問題がある。従って、成膜品質を高めるためには、成膜の際、キャンローラ周面を清浄化する必要がある。【０００４】
一方、下記特許文献２には、印刷用又は加工用シート材の除塵装置として、走行するシート材に接触させてシート表面に付着している異物を除去する粘着ローラを含んだクリーニングユニットの構成が開示されている。そこで、この種のクリーニングユニットを、上述した巻取式真空蒸着装置における冷却用キャンローラの周面に接触させて、キャンローラ上に付着したダストを除去し、フィルムとの密着性を高める方法が考えられる。【０００５】
【特許文献１】特許第３７９５５１８号公報
【特許文献２】特開２００４−１６１４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記構成のクリーニングユニットを冷却用キャンローラに常時接触させてキャンローラ周面を除塵処理する構成では、フィルムの成膜時にキャンローラが冷却操作されるため、これに接触するクリーニングユニットも冷却されてしまう。その結果、捕捉したダストがクリーニングユニットから離脱して、当該ダストをキャンローラの周面に再付着させてしまうという不具合が発生する場合がある。こうなると、キャンローラの周面を清浄化する機能が低下し、あるいは逆にキャンローラを汚染することにもなり、高品質の成膜を維持することができなくなる。【０００７】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、クリーニングユニットによるキャンローラのクリーニング機能を効果的に維持して品質の高い成膜を実現することができる巻取式真空成膜方法および巻取式真空成膜装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するに当たり、本発明の巻取式真空成膜方法は、減圧雰囲気内でベースフィルムを走行させながらベースフィルムへ成膜する巻取式真空成膜方法であって、冷却用ローラを非冷却状態で回転させながら、クリーニングユニットを冷却用ローラに接触させて当該冷却用ローラをクリーニングし、冷却用ローラのクリーニング完了後、クリーニングユニットと冷却用ローラとの接触状態を解除し、冷却用ローラを冷却しベースフィルムを冷却用ローラに密着させながらベースフィルムへ成膜する。【０００９】
また、本発明の巻取式真空成膜装置は、減圧雰囲気内でベースフィルムを走行させながらベースフィルムへ成膜する巻取式真空成膜装置であって、真空チャンバと、真空チャンバ内でベースフィルムを走行させる走行手段と、走行するベースフィルムと密着して当該ベースフィルムを冷却する冷却用ローラと、冷却用ローラに対向配置されベースフィルムへ成膜する成膜手段と、冷却用ローラに接触して当該冷却用ローラをクリーニングするクリーニングユニットと、クリーニングユニットを冷却用ローラに対して着離動作させる駆動機構とを具備する。【００１０】
本発明においては、ベースフィルムへ成膜する前に、クリーニングユニットを冷却用ローラに接触させて冷却用ローラを非冷却状態で回転させながらクリーニングするようにしているので、クリーニングユニットの過冷却を防止して、除去したダストの離脱を阻止し、クリーニングユニットによる冷却用ローラの除塵処理を効率良く行うことが可能となる。【００１１】
また、クリーニング完了後は、クリーニングユニットと冷却用ローラとの接触状態を解除するようにしているので、成膜時における冷却用ローラの冷却操作によってクリーニングユニットが冷却されることを防止して、冷却用ローラの周面から除去したダストを離脱させることなく保持することができる。【００１２】
また、クリーニングユニットを冷却用ローラに対して着離動作させる駆動機構を備えることで、真空中において、クリーニング開始時における冷却用ローラへのクリーニングユニットの接触動作と、クリーニング完了時における冷却用ローラからのクリーニングユニットの離間操作を外部からの指令で自動的に行うことが可能となる。この外部指令は作業者による制御操作であってもよいし、プログラムの実行によるコンピュータ制御であってもよい。【００１３】
なお、クリーニングユニットの構成は特に制限されず、例えば、冷却用ローラの周面に接触する弾性ローラと、この弾性ローラに付着したダストを除去する粘着ローラとを含む構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上述べたように、本発明によれば、クリーニングユニットによる安定した除塵効果を維持することができるので、冷却用ローラのクリーニング処理を真空中で効率良く行うことができるとともに、品質の高い成膜を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態による巻取式真空成膜装置としての巻取式真空蒸着装置の概略構成図である。
【図２】図１の巻取式真空蒸着装置におけるクリーニングユニットの概略構成を示す斜視図である。
【図３】クリーニングユニットの要部正面図であり、Ａはクリーニング時、Ｂは成膜時をそれぞれ示している。
【図４】図１の巻取式真空蒸着装置の動作フローを示す図である。
【図５】クリーニング条件の違いによるベースフィルムへの熱負けの発生状況を調べた実験結果を示す図である。
【符号の説明】
【００１６】
１０  巻取式真空蒸着装置
１１  真空チャンバ
１２  ベースフィルム
１３  巻出しローラ
１４  キャンローラ（冷却用ローラ）
１５  巻取りローラ
１６  蒸発源
３０  クリーニングユニット
３１  第１のクリーニングローラ（弾性ローラ）
３２  第２のクリーニングローラ（粘着ローラ）
３４  駆動機構
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態では、巻取式真空成膜装置として、巻取式真空蒸着装置に本発明を適用した例について説明する。【００１８】
図１は、本発明の実施形態による巻取式真空蒸着装置１０の概略構成図である。本実施形態の巻取式真空蒸着装置１０は、真空チャンバ１１と、ベースフィルム１２の巻出しローラ１３と、冷却用キャンローラ１４と、ベースフィルム１２の巻取りローラ１５と、蒸着物質の蒸発源１６とを備えている。【００１９】
真空チャンバ１１は、配管接続部１１ａ，１１ｃを介して図示しない真空ポンプ等の真空排気系に接続され、その内部が所定の真空度に減圧排気されている。真空チャンバ１１の内部空間は、仕切板１１ｂにより、巻出しローラ１３、巻取りローラ１５等が配置される室と、蒸発源１６が配置される室とに仕切られている。【００２０】
ベースフィルム１２は、所定幅に裁断された長尺の絶縁性プラスチックフィルムでなり、例えば、ＯＰＰ（延伸ポリプロピレン）フィルム、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイト）フィルム、ＰＩ（ポリイミド）フィルムまたは金属箔等が用いられる。ベースフィルム１２は、巻出しローラ１３から繰り出され、複数のガイドローラ及びキャンローラ１４を介して巻取りローラ１５に巻き取られるようになっている。なお、巻出しローラ１３及び巻取りローラ１５には、図示せずとも回転駆動部が設けられている。【００２１】
キャンローラ１４は筒状でステンレスや鉄等の金属製とされ、内部には冷却媒体循環系等の冷却機構や、キャンローラ１４を回転駆動させる回転駆動機構等が備えられている。キャンローラ１４の周面には所定の抱き角でベースフィルム１２が巻回される。キャンローラ１４に巻き付けられたベースフィルム１２は、その外面側の成膜面が蒸発源１６からの蒸着物質で成膜されると同時に、キャンローラ１４によって冷却される。キャンローラ１４は、ベースフィルム１２の成膜時、上記冷却機構により所定の冷却温度（例えば−２０℃）に維持される。【００２２】
以上の巻出しローラ１３、キャンローラ１４、巻取りローラ１５及びその他のガイドローラにより、真空チャンバ１１内でベースフィルム１２を走行させる本発明に係る「走行手段」が構成されている。【００２３】
蒸発源１６は、蒸着物質を収容するとともに、蒸着物質を抵抗加熱、誘導加熱、電子ビーム加熱等の公知の手法で加熱蒸発させる機構を備えている。この蒸発源１６は、キャンローラ１４の下方に配置され、蒸着物質の蒸気を、対向するキャンローラ１４上のベースフィルム１２上へ付着させ被膜を形成させる。なお、この蒸発源１６は、走行中のベースフィルム１２に成膜材料を成膜する本発明に係る「成膜手段」に対応する。【００２４】
蒸着物質としては、Ａｌ（アルミニウム）、Ｃｏ（コバルト）、Ｃｕ（銅）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｔｉ（チタン）等の金属元素単体のほか、Ａｌ−Ｚｎ（亜鉛）、Ｃｕ−Ｚｎ、Ｆｅ（鉄）−Ｃｏ等の二種以上の金属あるいは多元系合金が適用される。なお、蒸発源１６は一つに限らず、複数設けられてもよい。【００２５】
次に、本発明に係るキャンローラ１４のクリーニングユニット３０について説明する。【００２６】
図２はクリーニングユニット３０の概略構成を示す全体斜視図である。クリーニングユニット３０は、ベースフィルム１２が巻回されないキャンローラ１４の上方に設置されている。クリーニングユニット３０は、キャンローラ１４の周面１４ａに転接してキャンローラ１４の周面１４ａに付着したダストを除去する第１のクリーニングローラ３１と、この第１のクリーニングローラ３１で捕捉した上記ダストを第１のクリーニングローラ３１から除去する第２のクリーニングローラ３２とを備えている。これら第１，第２のクリーニングローラ３１，３２は、少なくともベースフィルム１２の幅、もしくは、ベースフィルム１２が接触するキャンローラ１４の周面領域をカバーできる程度の軸長を有しており、その両端部がケーシング３３によって回転可能に支持されている。【００２７】
本実施形態において、第１のクリーニングローラ３１は、静電気によってダストを吸着する弾性ローラで構成されている。一方、第２のクリーニングローラ３２は、第１のクリーニングローラ３１に接触して上記ダストを除去する粘着ローラで構成されている。キャンローラ１４のクリーニング時、弾性ローラ３１および粘着ローラ３２は、キャンローラ１４に連れ回って回転するように構成されている。【００２８】
図３Ａ，Ｂは、クリーニングユニット３０の動作を説明する要部の正面図である。本実施形態において、クリーニングユニット３０によるキャンローラ１４のクリーニング処理は、図３Ａに示すようにベースフィルム１２の非成膜時にのみ行い、クリーニング処理の完了後は、図３Ｂに示すようにクリーニングユニット３０をキャンローラ１４から離間させる。このキャンローラ１４に対するクリーニングユニット３０の着離動作は、ケーシング３３に取り付けられた駆動機構３４（図２）によって行われる。【００２９】
駆動機構３４は、ケーシング３３をキャンローラ１４の径方向に直線的に往復移動させるためのもので、真空チャンバ１１の内部又は外部に設置された駆動モータやシリンダ装置などで構成され、真空チャンバ１１の外部からの指令に基づいて駆動制御される。この外部指令は作業者による制御操作であってもよいし、プログラムの実行によるコンピュータ制御であってもよい。【００３０】
続いて、以上のように構成される本実施形態の巻取式真空蒸着装置１０の動作について説明する。図４は、巻取式真空蒸着装置１０の動作フローを示している。【００３１】
まず、真空チャンバ１１の内部を所定の減圧度にまで真空排気する（ステップＳ１）。この工程は、例えば生産開始時（新しいフィルムのセット後）などの装置立ち上げ時に行われる。このとき、ベースフィルム１２は巻出しローラ１３からキャンローラ１４、各種ガイドローラを経て、巻取りローラ１５に架け渡されている。また、クリーニングユニット３０は、キャンローラ１４に対して図３Ｂに示す非接触の状態にある。【００３２】
次に、駆動機構３４を駆動させてクリーニングユニット３０を下降させる。次いで、キャンローラ１４を非冷却状態で回転させる（ステップＳ２）。従って、キャンローラ１４は常温に維持される。これにより、図３Ａに示したように、キャンローラ１４の周面１４ａに弾性ローラ３１が接触し、キャンローラ１４の周面１４ａのクリーニング処理が開始される（ステップＳ３）。【００３３】
このクリーニング工程において、キャンローラ１４の周面１４ａに付着しているダストは、弾性ローラ３１の静電力で吸着除去される。これにより、キャンローラ１４の周面１４ａが清浄化される。一方、弾性ローラ３１の周面に付着したダストは、粘着ローラ３２によって除去されるため、弾性ローラ３１の周面も常時清浄な状態に維持されることになり、キャンローラ１４のクリーニング効率が高められる。【００３４】
そして、本実施形態においては、このキャンローラ１４のクリーニング処理を、フィルム１２に対する成膜処理の前であって、キャンローラ１４を非冷却状態で回転させながら行うようにしている。これにより、クリーニングユニット３０を構成する弾性ローラ３１および粘着ローラ３２の過冷却を防止して、除去したダストの離脱を阻止し、クリーニングユニット３０によるキャンローラ１４の除塵処理を効率良く行うことが可能となる。【００３５】
次に、キャンローラ１４のクリーニングが完了したときは、駆動機構３４を駆動させてクリーニングユニット３０を上昇させ、図３Ｂに示したようにキャンローラ１４の周面から離間させた後、キャンローラ１４を所定の冷却温度に冷却操作する（ステップＳ４）。そして、ベースフィルム１２に対する成膜処理を開始する（ステップＳ５）。【００３６】
本実施形態においては、キャンローラ１４のクリーニングが完了した後、クリーニングユニット３０とキャンローラ１４との接触状態を解除するようにしているので、成膜時におけるキャンローラ１４の冷却操作によってクリーニングユニット３０が冷却されることを防止でき、即ち、粘着ローラ３２の粘着面が冷却操作によって劣化することを防止でき、キャンローラ１４の周面から除去したダストを安定に保持させておくことができる。これにより、離脱したダストがキャンローラ１４へ再付着することにより発生する膜中のピンホールやベースフィルム１２のしわ、よれ等の熱負けを防止することができる。【００３７】
以上のように、本実施形態によれば、クリーニングユニット３０による安定した除塵効果を維持することができるので、キャンローラ１４のクリーニング処理を真空中で効率良く行うことができるとともに、品質の高い成膜処理を行うことができる。【００３８】
ここで、図５は、クリーニング条件を変えてキャンローラのクリーニングを行った後、成膜処理時のベースフィルムの熱負けの発生具合を調べた実験結果を示している。
まず、クリーニングユニットを使用せずに（キャンローラをクリーニングせずに）成膜を行った場合、成膜開始から数秒後にベースフィルムの熱負けが認められた。
弾性ローラのみ用いたクリーニング処理であって、弾性ローラを常時キャンローラに接触させた場合には、成膜開始から２５分後に熱負けが発生した。
一方、弾性ローラと粘着ローラを併用し、かつ、弾性ローラを常時キャンローラに接触させた場合には、成膜開始から８０分後に熱負けが発生した。
これらに対して、弾性ローラと粘着ローラを併用し、キャンローラを非冷却状態（常温）に維持してクリーニングを行うとともに、クリーニング完了後はキャンローラから弾性ローラを離間させた場合には、ベースフィルムの熱負けは認められなかった。【００３９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。【００４０】
例えば以上の実施形態では、成膜手段として蒸発源１６を用いる真空蒸着法を適用して金属膜を成膜する例を説明したが、これに限られず、スパッタ法や各種ＣＶＤ法等、金属膜あるいは非金属膜を成膜する他の成膜法も適用可能であり、これら成膜法に合わせてスパッタターゲット等の成膜手段を適宜採用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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