(57)【要約】【課題】  濁度の低い、硬い良質な膜が得られる大気圧プラズマ放電処理装置の提供。【解決手段】  １対の電極と、前記１対の電極と対向し基材を搬送する搬送ローラと、前記１対の電極間、または前記１対の電極と前記搬送ローラ間に高周波電界を印加させプラズマを発生させる電源と、を有するプラズマ放電処理装置において、  前記１対の電極の間から薄膜を形成する混合ガスを供給する混合ガス供給手段と、プラズマ化した前記混合ガスにより前記基材表面または前記基材に形成された薄膜上に薄膜を堆積する処理空間と、プラズマにより発生したパーティクルと排ガスとを前記処理空間から排出する排気部材とを有し、前記処理空間の少なくとも下流側に備えられた前記排気部材は、前記１対の電極と前記搬送ローラとの対向側の先端に、先端全周に亘って筋状の複数の凸部を有することを特徴とするプラズマ放電処理装置。【選択図】        図１
2006257503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対の電極と、前記１対の電極と対向し基材を搬送する搬送ローラと、前記１対の電極間、または前記１対の電極と前記搬送ローラ間に高周波電界を印加させプラズマを発生させる電源と、を有するプラズマ放電処理装置において、
前記１対の電極の間から薄膜を形成する混合ガスを供給する混合ガス供給手段と、
プラズマ化した前記混合ガスにより前記基材表面または前記基材に形成された薄膜上に薄膜を堆積する処理空間と、プラズマにより発生したパーティクルと排ガスとを前記処理空間から排出する排気部材とを有し、
前記処理空間の少なくとも下流側に備えられた前記排気部材は、前記１対の電極と前記搬送ローラとの対向側の先端に、先端全周に亘って筋状の複数の凸部を有することを特徴とするプラズマ放電処理装置。
【請求項２】
前記凸部は前記排気部材の外側面に対して平行な方向の筋であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ放電処理装置。
【請求項３】
前記処理空間の少なくとも下流側に備えられた前記排気部材は、前記１対の電極と前記搬送ローラとの対向側の先端形状が、前記１対の電極と前記搬送ローラの形状に対応した形状となっていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマ放電処理装置。
【請求項４】
前記プラズマは大気圧或いは大気圧近傍の環境下で発生させるものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のプラズマ放電処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
プラズマ放電処理装置の特に排ガスの排気に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より１．３３３×１０−6ＭＰａから１．３３３×１０−3ＭＰａ程度の圧力の環境において基材表面にプラズマＣＶＤにより薄膜を製膜する方法が知られているが、この方法においては真空装置が必要となり連続性が損なわれることや、放電プラズマ密度が低いため処理効率が低く、生産性が低いという問題があり、その改良として、大気圧または大気圧近傍での放電プラズマによる処理が可能な技術が開示されている。
【０００３】
大気圧または大気圧近傍の圧力下、放電プラズマの生成のため反応に必要な混合ガスを放電空間に導入し、ガスを拡散させる場合、ガスの拡散を低圧条件下で行う場合に比して、混合ガスの偏りが生じやすく、形成された薄膜に不均一性が生じ易い。
【０００４】
特に、連続製膜空間を形成する放電空間内にガスを導入し、連続的に製膜を行うに当たっては、通常、１箇所ないしは数箇所のガス給気口にガス供給管を接続して薄膜を形成するが大気圧近傍の圧力下においては放電空間内でガスが拡散し難いために、ガス給気口に近い位置ほどガスの密度が高くなり、ガス給気口から遠い位置では必然的にガスの密度が低下する傾向にある。
【０００５】
これら導入ガスの不均一さに起因した処理ムラが発生しやすく、これらの処理ムラは各種の光学フィルム例えば反射防止膜等の光学薄膜等においては致命的な欠点となる。
【０００６】
また、このような不均一さに起因する原料ガスの滞留によって、例えば金属酸化物や有機金属化合物等の反応ガスを用いる場合、過反応や、未反応による原料ガス粉体等が発生し、これが排気側の配管等の吸引流路内等に堆積・付着したり、更に、これが形成される膜中に入り込むために、連続製膜された薄膜の膜の濁度が上昇してしまう、膜が柔らかくなる等、膜質を損なったり、膜厚分布の均一性を保ちにくいなどの問題が発生する。
【０００７】
そのため、ガスの導入、排気の方法や大気圧プラズマ装置における処理空間の設計等構造的観点からも導入ガスの均一性を確保し、粉体の発生をなくし、膜質を向上させる検討が行われている。例えば、常圧プラズマＣＶＤにおいて、放電プラズマ処理空間の一端に設けられたガス給気口からその供給量を制御して混合ガスを導入し、他端に設けられた排気口から排気量を制御して排気する方法が開示されている（例えば特許文献１参照。）。
【０００８】
また、固定電極と固定電極に対向する回転ロール電極間にプラズマを発生させて薄膜を形成するプラズマ放電処理方法において、対となる固定電極の間から混合ガスを供給し、プラズマを発生させた排ガスを固定電極の両側に配設した排気手段から排出するものが知られている（例えば特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００１−９８０９３号公報
【特許文献２】特開２００４−１６２１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１に開示されたプラズマ放電処理装置では放電プラズマ処理空間の一端に設けられたガス給気口から混合ガスを導入し、他端に設けられた排気口から排気する構成により、処理空間内でのガスの均一な拡散が行われ難く発生したパーティクルが形成中の薄膜表面或いは薄膜内に付着し濁度の低い、硬い良質な膜が得られなくなる可能性があるといった問題点があった。
【００１０】
また、特許文献２に開示されたプラズマ放電処理装置では排気手段の排気口が平坦な形状をしているため、排気口周辺から外気を吸引してしまいパーティクル等を含む排ガスの吸引力が下がりパーティクルが形成中の薄膜表面或いは薄膜内に付着し濁度の低い、硬い良質な膜が得られなくなる可能性があるといった問題点があった。
【００１１】
本発明は上記問題点に鑑み、濁度の低い、硬い良質な膜が得られる大気圧プラズマ放電処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的は下記の発明により達成される。
【００１３】
（１）１対の電極と、前記１対の電極と対向し基材を搬送する搬送ローラと、前記１対の電極間、または前記１対の電極と前記搬送ローラ間に高周波電界を印加させプラズマを発生させる電源と、を有するプラズマ放電処理装置において、
前記１対の電極の間から薄膜を形成する混合ガスを供給する混合ガス供給手段と、
プラズマ化した前記混合ガスにより前記基材表面または前記基材に形成された薄膜上に薄膜を堆積する処理空間と、プラズマにより発生したパーティクルと排ガスとを前記処理空間から排出する排気部材とを有し、
前記処理空間の少なくとも下流側に備えられた前記排気部材は、前記１対の電極と前記搬送ローラとの対向側の先端に、先端全周に亘って筋状の複数の凸部を有することを特徴とするプラズマ放電処理装置。
【００１４】
（２）前記凸部は前記排気部材の外側面に対して平行な方向の筋であることを特徴とする（１）に記載のプラズマ放電処理装置。
【００１５】
（３）前記処理空間の少なくとも下流側に備えられた前記排気部材は、前記１対の電極と前記搬送ローラとの対向側の先端形状が、前記１対の電極と前記搬送ローラの形状に対応した形状となっていることを特徴とする（１）又は（２）に記載のプラズマ放電処理装置。
【００１６】
（４）前記プラズマは大気圧或いは大気圧近傍の環境下で発生させるものであることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１項に記載のプラズマ放電処理装置。
【発明の効果】
【００１７】
（１）、（２）に記載の、処理空間の少なくとも下流側に備えられた排気部材の先端全周に亘って平行な筋状の複数の凸部を設けることにより、不要な空気等の吸引及びパーティクル等を含む排ガスの放出を軽減し、効率的にパーティクル等を含む排ガスの吸引を可能とし、濁度の低い、硬い良質な膜が得られるプラズマ放電処理装置の提供が可能となる。
【００１８】
（３）に記載の、排気部材の先端形状を固定電極及び基材搬送ロールの形状に応じた形状にすることにより、不要な空気等の吸引及びパーティクル等を含む排ガスの放出を軽減し、効率的にパーティクル等を含む排ガスの吸引を可能とし、濁度の低い、硬い良質な膜が得られるプラズマ放電処理装置の提供が可能となる。
【００１９】
（４）に記載の、大気圧或いは大気圧近傍の環境下でプラズマ発生させることにより上記効果を奏すると共に、真空装置を不要とし連続成膜が可能な、放電プラズマ密度が高い、生産性が高いプラズマ放電処理装置の提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
各図面において同一の構成・機能を有する部材等については同一の番号を付してある。
【００２１】
また、上流側、下流側とは基材の搬送方向に対して上流・下流を指している。
【００２２】
なお、本発明の大気圧及び大気圧近傍とは２０ｋＰａ〜１１０ｋＰａ、好ましくは９３ｋＰａ〜１０４ｋＰａを指し、大気圧プラズマ放電処理装置において、ガスの励起及び被薄膜形成体への薄膜の形成は大気圧及び大気圧近傍の環境下で行われる。
【００２３】
図１は、本発明の大気圧プラズマ放電処理装置の第１の形態の１例を示す概略図である。
【００２４】
図１において、放電空間の外で薄膜を形成する第１の形態の大気圧プラズマ放電処理装置１０（以下単に大気圧プラズマ放電処理装置１０と記す）は、
基材Ｆの保持・搬送機能を兼ね備えた回転可能なロール形状の基材搬送ロール１１と、基材搬送ロール１１の外周面と所定の距離を離間して配列した角筒型固定電極１２と、
角筒型固定電極１２を形成する１対の固定電極の間（放電空間）に少なくとも薄膜形成ガスと放電ガスの混合ガスＧを供給するガス供給手段１４と、
角筒型固定電極１２を形成する１対の固定電極のうち第１の固定電極１２１に第１の高周波電力を供給する第１の高周波電源２１と、第２の固定電極１２２に第２の高周波電力を供給する第２の高周波電源２２と、
基材搬送ロール１１と角筒型固定電極１２との対向領域である薄膜を形成する処理空間１７で発生したパーティクルを含む排ガス１５０を排出する、処理空間１７の上流側に配設された第１の排気手段１５と、
処理空間１７で発生したパーティクルを含む排ガス１５０を排出する、処理空間１７の下流側に配設された第２の排気手段１６と、を有している。
【００２５】
ここで、基材搬送ロール１１は、基材搬送ロール１１外周面と角筒型固定電極１２との間隙距離を安定に保つバックローラとしての機能も有している。
【００２６】
第１の排気手段１５は、主として上流側に流れるパーティクルを含む排ガス１５４を下流側から上流側に向けて吸引するもので、第１のブロア１５１と、第１のブロア１５１の駆動により発生した負圧による排気の流量を調整する第１のマスフローコントローラ１５２と、上流側に流れるパーティクルを含む排ガス１５４を吸引する排気部材である第１のノズル１５３と、パーティクルを含む排ガス１５０を排気する第１の排気ダクト１５５とを有し、
第２の排出手段１６は主として下流側に流れるパーティクルを含む排ガス１６４を上流側から下流側に向けて吸引するもので、第２のブロア１６１と、第２のブロア１６１の駆動により発生した負圧による排気の流量を調整する第２のマスフローコントローラ１６２と、下流側に流れるパーティクルを含む排ガス１６４を吸引する排気部材である第２のノズル１６３と、パーティクルを含む排ガス１５０を排気する第２の排気ダクト１６５と、を有している。
【００２７】
第１のブロア１５１と第２のブロア１６１とは、パーティクルを含む排ガス１５０を吸引し大気圧プラズマ放電処理装置の外に排出するブロワで、両者の排気流量の和はガス供給手段１４からの混合ガスＧの供給量より少なくとも１．０倍以上、好ましくは１．５倍以上、より好ましくは３倍以上の排気能力を有している。
【００２８】
排気能力が少ないと十分な排気ができずに大気圧プラズマ放電処理装置内にパーティクルの拡散を招いたり、例えば排気ダクト等の排出手段内部に粉体を堆積してしまう。
【００２９】
１８は基材搬送ロール１１の回転に伴って発生する同伴空気で、基材搬送ロール１１の回転方向と同方向に移動している。
【００３０】
そして、処理空間１７に浮遊するパーティクルＰ等が同伴空気１８に入り込む或いは押し流されることにより、大気圧プラズマ放電処理装置１０周辺の基材搬送ロール１１の回転方向下流側に多くパーティクルＰ等を拡散してしまう。
【００３１】
この同伴空気１８により下流側に多く拡散されるパーティクルを含む排ガス１５０を排出しその影響を軽減するため、第１のマスフローコントローラ１５２及び第２のマスフローコントローラ１６２の排気流量の和はガス供給手段１４からの混合ガスＧの供給流量より少なくとも１．０倍以上、好ましくは１．２〜３倍の排気流量に調節され、且つ、第２のマスフローコントローラ１６２の排気流量は第１のマスフローコントローラ１５２の排気流量より大きく調節されている。
【００３２】
排気流量が少ないと十分な排気ができずに大気圧プラズマ放電処理装置内にパーティクルの拡散を招いたり、例えばノズル等の排出手段内部に粉体を堆積してしまう。
【００３３】
ここで、基材搬送ロール１１の回転速度に応じて第２のマスフローコントローラ１６２の排気流量と第１のマスフローコントローラ１５２の排気流量とが一定の割合で変化するように両者の流量を制御しても良い。
【００３４】
そして基材搬送ロール１１は、基材Ｆをその周面に密接した状態で、不図示の駆動手段により基材Ｆを搬送する。
【００３５】
また、角筒型固定電極１２は、対をなす第１の固定電極１２１と第２の固定電極１２２を有し、第１の固定電極１２１と第２の固定電極１２２とは所定の間隙を隔てて対向し、その対向領域が放電空間１３を形成している、また、第１の固定電極１２１及び第２の固定電極１２２と基材搬送ロール１１外周面とは所定の間隙を隔てて対向し、その対向面が薄膜を形成する処理空間１７を形成している。
【００３６】
また、第１の高周波電源２１は周波数ω1、電界強度Ｖ1を発生する電圧、電流Ｉ1を出力可能な電源で、第２の高周波電源２２は周波数ω2、電界強度Ｖ2を発生する電圧、電流Ｉ2を出力可能な電源で、放電空間１３に周波数ω1と周波数ω2が重畳された高周波電界を発生させる。
【００３７】
ここで、窒素等の放電ガスに対して安定して放電が開始し、放電開始後も薄膜形成ガス等を安定して励起できるように、放電開始電界強度をＶＩとすると各電源の出力の関係はω1＜ω2、及び、Ｖ1≧ＶＩ＞Ｖ2またはＶ1＞ＶＩ≧Ｖ2の関係を有し、第１の高周波電界の電流Ｉ1は、好ましくは０．３ｍＡ／ｃｍ2〜２０ｍＡ／ｃｍ2、さらに好ましくは１．０ｍＡ／ｃｍ2〜２０ｍＡ／ｃｍ2である。また、第２の高周波電界の電流Ｉ2は、好ましくは１０ｍＡ／ｃｍ2〜１００ｍＡ／ｃｍ2、さらに好ましくは２０ｍＡ／ｃｍ2〜１００ｍＡ／ｃｍ2で、前記第２の高周波電界の出力密度が１Ｗ／ｃｍ2以上となっている。
【００３８】
ガス供給手段１４は、薄膜形成ガスと放電ガスを均一に混合して混合ガスＧとして、ガス供給経路１４１を介して放電空間１３に混合ガスＧを供給する。
【００３９】
ここで、ガス供給手段１４から供給される薄膜形成ガスと放電ガスとの混合ガスＧのガスの種類、ガスの量、及び、第１の高周波電源２１と第２の高周波電源２２とから印加される周波数、電圧波形、電圧値、電流等を選択することにより、例えば反射防止膜や防汚膜等の、薄膜の形成、及び、例えば薄膜の酸化処理等の、薄膜の表面処理等が可能となる。
【００４０】
以下に上述した大気圧プラズマ放電処理装置１０による、成膜の１例として基材Ｆ上にセラミック層を形成する場合を例に取り、薄膜の形成方法について説明する。
【００４１】
基材Ｆを基材搬送ロール１１外周に沿わせて密接した状態で基材搬送ロール１１と角筒型固定電極１２との対向領域に搬送する。
【００４２】
ガス供給手段１４により放電空間１３にセラミック層を形成する混合ガスＧを供給し、第１の高周波電源２１及び第２の高周波電源２２により第１の固定電極１２１及び第２の固定電極１２２間に、上述した周波数ω、電界強度Ｖ、電流Ｉの条件を満たす、周波数ω1と周波数ω2が重畳された高周波電界を印加し、発生したプラズマにより混合ガスＧを励起する。
【００４３】
励起した混合ガスＧ’は混合ガスに押し出され処理空間１７に放出される。そして、処理空間１７で基材Ｆに励起した混合ガスＧ’が晒されて、基材Ｆ表面にセラミック層が堆積・形成される。
【００４４】
放電空間１３で混合ガスＧが励起されるときや処理空間１７で基材Ｆに薄膜が堆積される時、成膜されずに残った混合ガスＧ’がパーティクルＰとなり、パーティクルＰが処理空間１７に浮遊している。
【００４５】
このようなパーティクルＰ等が基材表面や形成されたセラミック層に付着或いは入り込み、薄膜の濁度が上昇してしまう、膜が柔らかくなるなど、品質を劣化させるという問題を発生させるため、
第１の排気手段１５と第２の排気手段１６とでパーティクルを含む排ガス１５０を吸引、排気する。
【００４６】
図２は、本発明の大気圧プラズマ放電処理装置の第２の形態の１例を示す概略図である。
【００４７】
図２において、放電空間内で薄膜を形成する第２の形態の大気圧プラズマ放電処理装置３０（以下単に大気圧プラズマ放電処理装置３０と記す）は、
基材Ｆの保持・搬送機能を兼ね備えた回転可能なロール形状の基材搬送ロール１１と、基材搬送ロール１１の外周面と所定の距離を離間して配列した固定電極１２３と、
固定電極内部３１を通過し、放電空間であり且つ薄膜を形成する処理空間３２に少なくとも薄膜形成ガスと放電ガスの混合ガスＧを供給するガス供給手段１４と、
基材搬送ロール１１に第１の高周波電力を供給する第１の高周波電源２１と、固定電極１２３に第２の高周波電力を供給する第２の高周波電源２２と、
基材搬送ロール１１と固定電極１２３の対向領域でもある処理空間３２で発生したパーティクルを含む排ガス１５０を排出する、基材の搬送方向上流側に配設された第１の排気手段１５と、
処理空間３２で発生したパーティクルを含む排ガス１５０を排出する基材の搬送方向下流側に配設された第２の排気手段１６と、を有している。
【００４８】
ここで、基材搬送ロール１１は、基材搬送ロール１１外周面と固定電極１２３との間隙距離を安定に保つバックローラとしての機能も有している。
【００４９】
第１の排気手段１５は、主として上流側に流れるパーティクルを含む排ガス１５４を下流側から上流側に向けて吸引するもので、第１のブロア１５１と第１のブロア１５１の駆動により発生した負圧による排気の流量を調整する第１のマスフローコントローラ１５２と、上流側に流れるパーティクルを含む排ガス１５４を吸引する排気部材である第１のノズル１５３と、パーティクルを含む排ガス１５０を排気する第２の排気ダクト１５５とを有し、
第２の排出手段１６は主として下流側に流れるパーティクルを含む排ガス１６４を上流側から下流側に向けて吸引するもので、第２のブロア１６１と第２のブロア１６１の駆動により発生した負圧による排気の流量を調整する第２のマスフローコントローラ１６２と、下流側に流れるパーティクルを含む排ガス１６４を吸引する排気部材である第２のノズル１６３と、パーティクルを含む排ガス１５０を排気する第１の排気ダクト１６５と、を有している。
【００５０】
第１のブロア１５１と第２のブロア１６１とは、パーティクルを含む排ガス１５０を吸引し大気圧プラズマ放電処理装置の外に排出するブロワで、両者の排気流量の和はガス供給手段１４からの混合ガスＧの供給量より少なくとも１．０倍以上、好ましくは１．５倍以上、より好ましくは３〜５倍の排気能力を有している。
【００５１】
排気能力が少ないと十分な排気ができずに大気圧プラズマ放電処理装置内にパーティクルの拡散を招いたり、例えば排気ダクト等の排出手段内部に粉体を堆積してしまう。
【００５２】
１８は基材搬送ロール１１の回転に伴って発生する同伴空気で、基材搬送ロール１１の回転方向と同方向に移動している。
【００５３】
そして、処理空間３２に浮遊するパーティクルＰ等が同伴空気１８に入り込む或いは押し流されることにより、大気圧プラズマ放電処理装置３０周辺の基材搬送ロール１１の回転方向下流側に多くパーティクルＰ等を拡散してしまう。
【００５４】
この同伴空気１８により下流側に多く拡散されるパーティクルを含む排ガス１５０を排出し、その影響を軽減するため、第１のマスフローコントローラ１５２及び第２のマスフローコントローラ１６２の排気流量の和はガス供給手段１４からの混合ガスＧの供給流量より少なくとも１．２倍以上、好ましくは１．２〜３倍の排気流量に調節され、且つ、第２のマスフローコントローラ１６２の排気流量は第１のマスフローコントローラ１５２の排気流量より大きく調節される。
【００５５】
排気流量が少ないと十分な排気ができずに大気圧プラズマ放電処理装置内にパーティクルの拡散を招いたり、例えばノズル等の排出手段内部に粉体を堆積してしまう。
【００５６】
ここで、基材搬送ロール１１の回転速度に応じて第２のマスフローコントローラ１６２の排気流量と第１のマスフローコントローラ１５２の排気流量とが一定の割合で変化するように両者の流量を制御しても良い。
【００５７】
そして基材搬送ロール１１は、基材Ｆをその周面に密接した状態で、不図示の駆動手段により基材Ｆを搬送する。
【００５８】
また、固定電極１２３と基材搬送ロール１１外周との対向領域とは所定の間隙を隔てて対向し、その対向面が放電空間でもある処理空間３２を形成している。
【００５９】
また、第１の高周波電源２１は周波数ω1、電界強度Ｖ1とする電圧、電流Ｉ1を出力可能な電源で、第２の高周波電源２２は周波数ω2、電界強度Ｖ2とする電圧、電流Ｉ2を出力可能な電源で、処理空間３２に周波数ω1と周波数ω2が重畳された高周波電界を発生させる。
【００６０】
ここで、窒素等の放電ガスに対して安定して放電が開始し、放電開始後も薄膜形成ガス等を安定して励起できるように、放電開始電界強度をＶＩとすると、各電源の出力の関係は、ω1＜ω2、及び、Ｖ1≧ＶＩ＞Ｖ2またはＶ1＞ＶＩ≧Ｖ2の関係を有し、第１の高周波電界の電流Ｉ1は、好ましくは０．３ｍＡ／ｃｍ2〜２０ｍＡ／ｃｍ2、さらに好ましくは１．０ｍＡ／ｃｍ2〜２０ｍＡ／ｃｍ2である。また、第２の高周波電界の電流Ｉ2は、好ましくは１０ｍＡ／ｃｍ2〜１００ｍＡ／ｃｍ2、さらに好ましくは２０ｍＡ／ｃｍ2〜１００ｍＡ／ｃｍ2で、前記第２の高周波電界の出力密度が１Ｗ／ｃｍ2以上となっている。
【００６１】
ガス供給手段１４は、薄膜形成ガスと放電ガスを均一に混合して混合ガスＧとして、ガス供給経路１４１及び固定電極内部３１を通過し処理空間３２に混合ガスＧを供給する。
【００６２】
ここで、ガス供給手段１４から供給される薄膜形成ガスと放電ガスとの混合ガスＧのガスの種類、ガスの量、及び、第１の高周波電源２１と第２の高周波電源２２とから印加される周波数、電圧波形、電圧値、電流等を選択することにより、例えば反射防止膜や防汚膜等の、薄膜の形成、及び、例えば薄膜の酸化処理等の、薄膜の表面処理等が可能となる。
【００６３】
以下に上述した大気圧プラズマ放電処理装置３０による、成膜の１例として基材Ｆ上にセラミック層を形成する場合を例に取り、薄膜の形成方法について説明する。
【００６４】
基材Ｆを基材搬送ロール１１外周に沿わせて密接した状態で基材搬送ロール１１と固定電極１２３との対向領域に搬送する。
【００６５】
ガス供給手段１４により処理空間３２にセラミック層を形成する混合ガスＧを供給し、第１の高周波電源２１及び第２の高周波電源２２により固定電極１２３及び基材搬送ロール１１間に、上述した周波数ω、電界強度Ｖ、電流Ｉの条件を満たす、周波数ω1と周波数ω2が重畳された高周波電界を印加し、発生したプラズマにより混合ガスＧを励起する。
【００６６】
処理空間３２で基材Ｆに励起した混合ガスＧ’が晒されて、基材Ｆ表面にセラミック層が堆積・形成される。
【００６７】
処理空間３２で混合ガスが励起されて基材Ｆに薄膜が堆積される時、成膜されずに残った混合ガスＧ’がパーティクルＰとなり、パーティクルＰが処理空間１７に浮遊している。
【００６８】
このようなパーティクルＰ等が基材表面や形成されたセラミック層に付着或いは入り込み、薄膜の濁度が上昇してしまう、膜が柔らかくなるなど、品質を劣化させるという問題を発生させるため、
第１の排気手段１５と第２の排気手段１６とでパーティクルを含む排ガス１５０を吸引、排気する。
【００６９】
以上説明したように、大気圧プラズマ放電処理装置１０或いは大気圧プラズマ放電処理装置３０において、固定側の１対の電極の対向部から混合ガスを供給し、高周波電界を印加した放電空間でプラズマ化し、プラズマで発生したパーティクルと排ガスとを排ガスの排気手段で排出することにより、パーティクル等の除去を可能とし、また、励起された混合ガスの均一な基材Ｆの搬送方向の流れを作ることが可能となり、高品質な薄膜を形成可能となる。
【００７０】
図３は大気圧プラズマ放電処理ユニットを複数配列した場合の説明図である。
【００７１】
以下に、大気圧プラズマ放電処理ユニットとして前述した大気圧プラズマ放電処理装置３０を複数配列した場合を例に取り説明する。前述した大気圧プラズマ放電処理装置１０を同様にして複数配列することも可能なことは言うまでもない。
【００７２】
固定電極１２３と、ガス供給手段１４と、第１の排気手段１５と、第２の排気手段１６とを１組の大気圧プラズマ放電ユニット１９として、複数組の大気圧プラズマ放電ユニット１９が基材搬送ロール１１を中心にして同心円上に配列されている。
【００７３】
なお、各ガス供給手段は同一のガスを供給しても良く、異なるガスを供給しても良い。
【００７４】
また、ガス供給手段１４はこれを１設け、図示しない供給ガス流量調節手段により各固定電極１２３にそれぞれ所定量の混合ガスを調整して供給しても良い。
【００７５】
そして、各固定電極１２３には第２の高周波電源２２が接続され、基材搬送ロール１１には第１の高周波電源２１が接続されており、両電源のＯＮにより各固定電極１２３と基材搬送ロール１１との対向領域に高周波電界を発生させ、ガス供給手段１４から供給された混合ガスＧを励起する。
【００７６】
なお、固定電極側の高周波電源は形成する薄膜に応じて各大気圧プラズマ放電ユニット１９に１台毎設けても良い。この場合各高周波電源の周波数や電力は同じでもそれぞれ異なっても良い。
【００７７】
励起した混合ガスＧ’は、放電空間であり且つ薄膜を形成する処理空間３２において基材搬送ロール１１により搬送される基材Ｆ表面或いは基材表面上に形成された薄膜上に所定の薄膜を堆積・形成する。
【００７８】
ここで、大気圧プラズマ放電ユニット１９毎に、各ガス供給手段１４による混合ガスの供給量に応じて下流側の第２の排気手段１６の排気流量と、上流側の第１の排気手段１５の排気流量とが調整されており、更に下流側の第２の排気手段１６の排気流量が、上流側の第１の排気手段１５の排気流量より多く設定してある。
【００７９】
なお、６４と６７は基材Ｆを安定して基材搬送ロール１１にガイドするガイドローラである。
【００８０】
また、固定電極１２３と基材搬送ロール１１は図示しない電極及びロールの温度を調節する温度調節手段によりその表面温度が所定温度となるように調節されている。
【００８１】
以上説明したように、各大気圧プラズマ放電ユニット１９毎にガスの供給手段と排ガスの排気手段とを設けることにより、各大気圧プラズマ放電ユニット１９毎にガス流量の調整を可能とし、各大気圧プラズマ放電ユニット１９相互でのガスの混入を防止可能としたことにより高品質な膜を形成することが可能となる。
【００８２】
なお、以上図１、２、３で説明した周波数ω1の第１の高周波電源２１、周波数ω2の第２の高周波電源２２は下記の電源が好適に使用できる。
第１の高周波電源としては、
印加電源記号    メーカー            周波数            製品名
Ａ１        神鋼電機            ３ｋＨｚ    ＳＰＧ３−４５００
Ａ２        神鋼電機            ５ｋＨｚ    ＳＰＧ５−４５００
Ａ３        春日電機          １５ｋＨｚ    ＡＧＩ−０２３
Ａ４        神鋼電機          ５０ｋＨｚ    ＳＰＧ５０−４５００
Ａ５        ハイデン研究所  １００ｋＨｚ＊  ＰＨＦ−６ｋ
Ａ６        パール工業      ２００ｋＨｚ    ＣＦ−２０００−２００ｋ
Ａ７        パール工業      ４００ｋＨｚ    ＣＦ−２０００−４００ｋ
等の市販のものを挙げることが出来、何れも使用することが出来る。
【００８３】
また、第２の高周波電源としては、
印加電源記号    メーカー            周波数            製品名
Ｂ１        パール工業      ８００ｋＨｚ    ＣＦ−２０００−８００ｋ
Ｂ２        パール工業          ２ＭＨｚ    ＣＦ−２０００−２Ｍ
Ｂ３        パール工業  １３．５６ＭＨｚ    ＣＦ−５０００−１３Ｍ
Ｂ４        パール工業        ２７ＭＨｚ    ＣＦ−２０００−２７Ｍ
Ｂ５        パール工業      １５０ＭＨｚ    ＣＦ−２０００−１５０Ｍ
等の市販のものを挙げることが出来、何れも好ましく使用出来る。
【００８４】
なお、上記電源のうち、＊印はハイデン研究所インパルス高周波電源（連続モードで１００ｋＨｚ）である。それ以外は連続サイン波のみ印加可能な高周波電源である。
【００８５】
高周波電界の波形としては、特に限定されない。連続モードと呼ばれる連続サイン波状の連続発振モードと、パルスモードと呼ばれるＯＮ／ＯＦＦを断続的に行う断続発振モード等があり、そのどちらを採用してもよいが、少なくとも第２の固定電極側（第２の高周波電界）は連続サイン波の方がより緻密で良質な膜が得られるので好ましい。
【００８６】
また、図１又は図２に示すように、基材搬送ロール１１と第１の高周波電源２１との間、及び、第１の固定電極１２１と第１の高周波電源２１との間には第１フィルタ２３が設置されており、第１の高周波電源２１から基材搬送ロール１１及び第１の固定電極１２１への電流を通過しやすくし、第２の高周波電源２２からの電流をアースして第２の高周波電源２２から第１の高周波電源２１への電流が通過しにくくなるようになっている。
【００８７】
また、固定電極１２３と第２の高周波電源２２との間、及び第２の固定電極１２２と第２の高周波電源２２との間には、第２フィルター２４が設置されており、第２の高周波電源２２から固定電極１２３及び第２の固定電極１２２への電流を通過しやすくし、第１の高周波電源２１からの電流をアースして、第１の高周波電源２１から第２の高周波電源２２への電流を通過しにくくするようになっている。
【００８８】
次に例えばセラミック層を大気圧プラズマ放電処理装置１０、３０で形成する場合の混合ガスＧとして供給する薄膜材料について説明する。
【００８９】
セラミック層を形成する条件として、原材料（原料ともいう）である有機金属化合物、及び分解ガス、及び分解温度、及び投入電力などを選ぶことで、金属炭化物、金属窒化物、金属酸化物、金属硫化物、金属ハロゲン化物、またこれらの混合物（金属酸窒化物、金属酸化ハロゲン化物、金属窒化炭化物など）を形成することができる。
【００９０】
例えば、珪素化合物を原料化合物として用い、分解ガスに酸素を用いれば、珪素酸化物が生成する。また、亜鉛化合物を原料化合物として用い、分解ガスにニ硫化炭素を用いれば、硫化亜鉛が生成する。これはプラズマ空間内では非常に活性な荷電粒子・活性ラジカルが高密度で存在するため、プラズマ空間内では多段階の化学反応が非常に高速に促進され、プラズマ空間内に存在する元素は熱力学的に安定な化合物へと非常な短時間で変換されるためである。
【００９１】
セラミック層を構成する薄膜材料として具体的には、無機酸化物が好ましく、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化窒化珪素、酸化窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化スズ等、又はそれらの混合物を挙げることができる。
【００９２】
これらの有機金属化合物としては、
ケイ素化合物として、シラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラｎ−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラｎ−ブトキシシラン、テトラｔ−ブトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、（３，３，３−トリフルオロプロピル）トリメトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、ビス（ジメチルアミノ）ジメチルシラン、ビス（ジメチルアミノ）メチルビニルシラン、ビス（エチルアミノ）ジメチルシラン、Ｎ，Ｏ−ビス（トリメチルシリル）アセトアミド、ビス（トリメチルシリル）カルボジイミド、ジエチルアミノトリメチルシラン、ジメチルアミノジメチルシラン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルシクロトリシラザン、ヘプタメチルジシラザン、ノナメチルトリシラザン、オクタメチルシクロテトラシラザン、テトラキスジメチルアミノシラン、テトライソシアナートシラン、テトラメチルジシラザン、トリス（ジメチルアミノ）シラン、トリエトキシフルオロシラン、アリルジメチルシラン、アリルトリメチルシラン、ベンジルトリメチルシラン、ビス（トリメチルシリル）アセチレン、１，４−ビストリメチルシリル−１，３−ブタジイン、ジ−ｔ−ブチルシラン、１，３−ジシラブタン、ビス（トリメチルシリル）メタン、シクロペンタジエニルトリメチルシラン、フェニルジメチルシラン、フェニルトリメチルシラン、プロパルギルトリメチルシラン、テトラメチルシラン、トリメチルシリルアセチレン、１−（トリメチルシリル）−１−プロピン、トリス（トリメチルシリル）メタン、トリス（トリメチルシリル）シラン、ビニルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、テトラメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルシクロテトラシロキサン、Ｍシリケート５１等が挙げられる。
【００９３】
チタン化合物としては、例えば、チタンメトキシド、チタンエトキシド、チタンイソプロポキシド、チタンテトライソポロポキシド、チタンｎ−ブトキシド、チタンジイソプロポキシド（ビス−２，４−ペンタンジオネート）、チタンジイソプロポキシド（ビス−２，４−エチルアセトアセテート）、チタンジ−ｎ−ブトキシド（ビス−２，４−ペンタンジオネート）、チタンアセチルアセトネート、ブチルチタネートダイマー等が挙げられる。
【００９４】
ジルコニウム化合物としては、ジルコニウムｎ−プロポキシド、ジルコニウムｎ−ブトキシド、ジルコニウムｔ−ブトキシド、ジルコニウムトリ−ｎ−ブトキシドアセチルアセトネート、ジルコニウムジ−ｎ−ブトキシドビスアセチルアセトネート、ジルコニウムアセチルアセトネート、ジルコニウムアセテート、ジルコニウムヘキサフルオロペンタンジオネート等が挙げられる。
【００９５】
アルミニウム化合物としては、アルミニウムエトキシド、アルミニウムトリイソプロポキシド、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムｎ−ブトキシド、アルミニウムｓ−ブトキシド、アルミニウムｔ−ブトキシド、アルミニウムアセチルアセトナート、トリエチルジアルミニウムトリ−ｓ−ブトキシド等が挙げられる。
【００９６】
硼素化合物としては、ジボラン、テトラボラン、フッ化硼素、塩化硼素、臭化硼素、ボラン−ジエチルエーテル錯体、ボラン−ＴＨＦ錯体、ボラン−ジメチルスルフィド錯体、三フッ化硼素ジエチルエーテル錯体、トリエチルボラン、トリメトキシボラン、トリエトキシボラン、トリ（イソプロポキシ）ボラン、ボラゾール、トリメチルボラゾール、トリエチルボラゾール、トリイソプロピルボラゾール、等が挙げられる。
【００９７】
錫化合物としては、テトラエチル錫、テトラメチル錫、二酢酸ジ−ｎ−ブチル錫、テトラブチル錫、テトラオクチル錫、テトラエトキシ錫、メチルトリエトキシ錫、ジエチルジエトキシ錫、トリイソプロピルエトキシ錫、ジエチル錫、ジメチル錫、ジイソプロピル錫、ジブチル錫、ジエトキシ錫、ジメトキシ錫、ジイソプロポキシ錫、ジブトキシ錫、錫ジブチラート、錫ジアセトアセトナート、エチル錫アセトアセトナート、エトキシ錫アセトアセトナート、ジメチル錫ジアセトアセトナート等、錫水素化合物等、ハロゲン化錫としては、二塩化錫、四塩化錫等が挙げられる。
【００９８】
また、その他の有機金属化合物としては、例えば、アンチモンエトキシド、ヒ素トリエトキシド、バリウム２，２，６，６−テトラメチルヘプタンジオネート、ベリリウムアセチルアセトナート、ビスマスヘキサフルオロペンタンジオネート、ジメチルカドミウム、カルシウム２，２，６，６−テトラメチルヘプタンジオネート、クロムトリフルオロペンタンジオネート、コバルトアセチルアセトナート、銅ヘキサフルオロペンタンジオネート、マグネシウムヘキサフルオロペンタンジオネート−ジメチルエーテル錯体、ガリウムエトキシド、テトラエトキシゲルマン、テトラメトキシゲルマン、ハフニウムｔ−ブドキシド、ハフニウムエトキシド、インジウムアセチルアセトナート、インジウム２，６−ジメチルアミノヘプタンジオネート、フェロセン、ランタンイソプロポキシド、酢酸鉛、テトラエチル鉛、ネオジウムアセチルアセトナート、白金ヘキサフルオロペンタンジオネート、トリメチルシクロペンタジエニル白金、ロジウムジカルボニルアセチルアセトナート、ストロンチウム２，２，６，６−テトラメチルヘプタンジオネート、タンタルメトキシド、タンタルトリフルオロエトキシド、テルルエトキシド、タングステンエトキシド、バナジウムトリイソプロポキシドオキシド、マグネシウムヘキサフルオロアセチルアセトナート、亜鉛アセチルアセトナート、ジエチル亜鉛、などが挙げられる。
【００９９】
また、これらの金属を含む原料ガスを分解して無機化合物を得るための分解ガスとしては、水素ガス、メタンガス、アセチレンガス、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、窒素ガス、アンモニアガス、亜酸化窒素ガス、酸化窒素ガス、二酸化窒素ガス、酸素ガス、水蒸気、フッ素ガス、フッ化水素、トリフルオロアルコール、トリフルオロトルエン、硫化水素、二酸化硫黄、二硫化炭素、塩素ガスなどが挙げられる。
【０１００】
金属元素を含む原料ガスと、分解ガスを適宜選択することで、各種の金属炭化物、金属窒化物、金属酸化物、金属ハロゲン化物、金属硫化物を得ることができる。
【０１０１】
これらの反応性ガスに対して、主にプラズマ状態になりやすい放電ガスを混合し、プラズマ放電発生装置にガスを送りこむ。
【０１０２】
このような放電ガスとしては、窒素ガスおよび／または周期表の第１８属原子、具体的には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等が用いられる。これらの中でも窒素、ヘリウム、アルゴンが好ましく用いられ、特に窒素がコストも安く好ましい。
【０１０３】
上記放電ガスと反応性ガスを混合し、混合ガスＧとして大気圧プラズマ放電装置１０及び３０に供給することで膜形成を行う。放電ガスと反応性ガスの割合は、得ようとする膜の性質によって異なるが、混合ガス全体に対し、放電ガスの割合を５０％以上として反応性ガスを供給する。
【０１０４】
図４は、電極の金属質母材とその上に被覆されている誘電体の構造の一例を示す斜視図である。
【０１０５】
図４は上述した、第１の固定電極１２１と第２の固定電極１２２と固定電極１２３と基材搬送ロール１１等の概念を示したもので、導電性の金属質母材４１に対し、誘電体４２が被覆されたものである。
【０１０６】
そして、金属質母材４１に接続されたケーブル（不図示）、或いは必要に応じ金属質母材４１の軸部４３に設けられた電機子及びブラシ（不図示）等を介して高周波電源（不図示）に接続されている。
【０１０７】
なお、上記電極の内、高周波電界を発生する対となった電極の内少なくとも一方に誘電体４２が被覆されている。
【０１０８】
導電性の金属質母材４１としては、チタン金属またはチタン合金、銀、白金、ステンレススティール、アルミニウム、鉄等の金属等や、鉄とセラミックスとの複合材料またはアルミニウムとセラミックスとの複合材料を挙げることが出来るが、チタン金属またはチタン合金が特に好ましい。
【０１０９】
また、金属質母材４１の表面に被覆した誘電体４２は、誘電体としてのセラミックスを溶射後、無機化合物の封孔材料を用いて封孔処理したものである。
【０１１０】
誘電体４２は片肉で１ｍｍ程度被覆されていればよく、溶射に用いるセラミックス材としては、アルミナ・窒化珪素等が好ましく用いられるが、この中でもアルミナが加工し易いので、特に好ましく用いられる。また、誘電体層が、ライニングにより無機材料を設けたライニング処理誘電体であってもよい。
【０１１１】
誘電体を被覆する電極においては、金属質母材と誘電体との間に線熱膨張係数の差が少ない組み合わせのものが好ましく、例えば金属質母材が純チタンまたはチタン合金で、誘電体がセラミックス溶射被膜が特に好ましく、他に、金属質母材が純チタンまたはチタン合金で、誘電体がガラスライニング、金属質母材がセラミックスおよび鉄の複合材料で、誘電体がセラミックス溶射被膜、金属質母材がセラミックスおよび鉄の複合材料で、誘電体がガラスライニング、金属質母材がセラミックスおよびアルミの複合材料で、誘電体がセラミックス溶射皮膜、金属質母材がセラミックスおよびアルミの複合材料で、誘電体がガラスライニング、等が挙げられる。
【０１１２】
このような組み合わせにより、使用中の電極の劣化、特にひび割れ、剥がれ、脱落等がなく、過酷な条件での長時間の使用に耐えることが出来る。
【０１１３】
再び話を排気手段に戻して、
図５は第１の排気手段１５と第２の排気手段１６の説明図である。
【０１１４】
以下に第１の排気手段１５と第２の排気手段１６とについて更に説明する。
【０１１５】
図５（ａ）は主として上流側に流れるパーティクルを含む排ガス１５４を吸引する第１の排気手段１５の一部を示し、図５（ｂ）は主として下流側に流れるパーティクルを含む排ガス１６４を吸引する第２の排出手段１６の一部を示している。
【０１１６】
図５（ａ）において、矢印方向に回転する基材搬送ロール１１により、搬送される基材Ｆ表面に励起した混合ガスＧ’が晒されて薄膜（不図示）が形成されている。
【０１１７】
そして、励起した混合ガスＧ’中にはパーティクルＰ等が浮遊している。
【０１１８】
薄膜を形成し終わり、混合ガスＧの供給に伴い押し出されたパーティクルＰ等を含む排ガスＧ１は第１の排気手段１５の第１のノズル１５３から吸引され、排出される、
１２１ａは第１の固定電極１２１の上流側の側面のＡ部で、１２３ａは固定電極１２３の上流側の側面のＢ部である。
【０１１９】
また、１５３ａは第１のノズル１５３の先端部の直径方向第１の固定電極１２１側のＣ部で、１５３ｂは第１のノズル１５３の先端部の直径方向基材搬送ロール１１側のＤ部である。
【０１２０】
Ａ部１２１ａ及びＢ部１２３ａとＣ部１５３ａとの間隙ｄ３は１０ｍｍ以下、好ましくは０〜３ｍｍとなっている。広すぎると外部の空気を吸引してしまい排気効率が下がりパーティクル等が十分排出できなくなってしまう。
【０１２１】
また、Ｄ部１５３ｂと基材搬送ロール１１表面との間隙ｄ４は搬送する基材厚さに基づき間隙を決定するが、間隙ｄ４は基材Ｆに接触せず、放電空間外での不要な放電を起こさない範囲で狭い方が良く、広すぎると外部の空気を吸引してしまい排気効率が下がりパーティクル等が十分排出できなくなってしまうため、１０ｍｍ以下、好ましくは０．１〜３ｍｍとなっている。
【０１２２】
図５（ｂ）において、矢印方向に回転する基材搬送ロール１１により、搬送される基材Ｆ表面に励起した混合ガスＧ’が晒されて薄膜（不図示）が形成されている。
【０１２３】
薄膜を形成し終わり混合ガスＧの供給に伴い押し出されたパーティクルＰ等を含む排ガスＧ１は、第２の排気手段１６の第２のノズル１６３から吸引され、排出される。
【０１２４】
１２２ｂは第２の固定電極１２２の下流側の側面のＥ部で、１２３ｂは固定電極１２３の下流側の側面のＦ部である。
【０１２５】
また、１６３ａは第２のノズル１６３の先端部の直径方向第１の固定電極１２１側のＨ部で、１６３ｂは第２のノズル１６３の先端部の直径方向基材搬送ロール１１側のＪ部である。
【０１２６】
Ｅ部１２２ｂ及びＦ部１２３ｂとＨ部１６３ａとの間隙ｄ５は１０ｍｍ以下、好ましくは０〜３ｍｍとなっている。広すぎると外部の空気を吸引してしまい排気効率が下がりパーティクル等が十分排出できなくなってしまう。
【０１２７】
また、Ｊ部１６３ｂと基材搬送ロール１１表面との間隙ｄ６は搬送する基材厚さに基づき間隙を決定するが、間隙ｄ６は基材Ｆに接触しない範囲で狭い方が良く、広すぎると外部の空気を吸引してしまい排気効率が下がりパーティクル等が十分排出できなくなってしまうため、１０ｍｍ以下、好ましくは０．１〜３ｍｍとなっている。
【０１２８】
第１のノズル１５３、第２のノズル１６３、第１の排気ダクト１５５、及び第２の排気ダクト１６５は静電気による部材内部への付着を防止するため金属の使用が好ましいが、第１のノズル１５３及び第２のノズル１６３のすべてまたは少なくとも先端部は、電極及び基材搬送ロールからの高周波電圧の不要な放電を防止するためガラスエポキシ等の絶縁材料を用いることが好ましい。
【０１２９】
図６は、図５の排気手段１５と第２の排気手段１６を上から見た説明図である。
【０１３０】
図６（ａ）は、図５の第１の排気手段１５と第２の排気手段１６を上から見た図で、図６（ｂ）は、図５の排気手段１５と第２の排気手段１６の他の形態を上から見た図で、図６（ｃ）は図６（ａ）及び（ｂ）のＸ−Ｙから見たノズルの先端部の図である。
【０１３１】
図６（ａ）、図６（ｃ）において、第１のノズル１５３と第２のノズル１６３とは内部構造が同じなため第１のノズル１５３を例に取り説明する。
【０１３２】
図６（ａ）において第１のノズル１５３は第１の排気ダクト１５５に接続された排気ガスの排気経路１５３１を有し、排気経路１５３１は枝分かれし第２の排気経路１５３２となり、第２の排気経路１５３２は更に枝分かれして第３の排気経路１５３３となり、第３の排気経路１５３３は更に枝分かれして第４の排気経路１５３４となり、第４の排気経路１５３４の先端部がパーティクルを含む排ガスを吸引する吸気口１５３５となっている。
【０１３３】
Ｗ１は第１のノズル１５３の排ガス吸引部１５３６の幅寸法、Ｗ２は基材搬送ロール１１の幅寸法である。
【０１３４】
各幅寸法はＷ１≧Ｗ２の関係を有しており、Ｗ１からＷ２を差し引いた寸法は０〜５００ｍｍ、好ましくは５０〜２００ｍｍとなっている。少な過ぎると基材搬送ロール１１両端近傍のパーティクルを含む排ガス１５０を十分吸引できにくくなり、多すぎると外部の空気を吸引してしまい排気効率が下がりパーティクル等が十分排出できなくなってしまう。
【０１３５】
排気経路１５３１から第４の排気経路１５３４まで枝分かれした枝分かれ構造は、基材搬送ロール１１幅手方向に並んだ各吸気口１５３５からの排ガスの吸引流量を均一にして、基材Ｆへの薄膜形成を幅手方向に均一化する。
【０１３６】
また、第１のノズル１５３の凹部１５３６も排ガスの吸引流量を幅手方向に更に均一化する機能を有している。
【０１３７】
図６（ｂ）において、上流側のノズル１５３’と下流側のノズル１６３’（不図示）とは内部構造が同じなため上流側のノズル１５３’を例に取り説明する。
【０１３８】
上流側のノズル１５３’は第１の排気ダクト１５５に接続された排気ガスの排気経路１５３１を有し、排気経路１５３１は吸引される排ガスの一時貯留部となる空洞１５３７に接続され、空洞１５３７に基材搬送ロール１１幅手方向に並んだ各吸気口１５３５に通ずる各吸気経路１５３８が接続されている。
【０１３９】
図７は、図５の第１のノズル１５３と第２のノズル１６３との先端部を説明する斜視図である。
【０１４０】
第１のノズル１５３と第２のノズル１６３とは構造が同じなため第１のノズル１５３を例に取り説明する。
【０１４１】
図７（ａ）は全体を示す斜視図で、図７（ｂ）は１対の電極（第１の固定電極１２１及び第２の固定電極１２２、或いは固定電極１２３）と搬送ローラ１１との対向側の先端である先端部の断面図で、図７（ｃ）は先端部の凸部を四角形状とした場合の断面図で、図７（ｄ）は先端部の凸部を薄板形状とした場合の断面図である。
【０１４２】
図７（ａ）と図７（ｂ）において、第１のノズル１５３は前述した吸気口１５３５と凹部１５３６、及び、凹部１５３６を囲む壁１５４１と、壁１５４１の先端全周に亘って混合ガスや空気の通過を妨げる複数の筋状の凸部１５４２とを有している。
【０１４３】
排気部材の外側面に対して平行な方向の筋である、凸部１５４２は壁１５４１の先端部から突出した、凹部１５３６を取り囲む筋状の突起で、少なくとも２条、好ましくは３条、より好ましくは４条以上を有している。
【０１４４】
凸部１５４２の断面形状は図７（ｂ）のように三角形状をしている。ここで、凸部１５４２の断面形状は図７（ｃ）のように４角形状でも図７（ｄ）のように薄板形状でも良い。
【０１４５】
三角形状及び四角形状の高さｈは１〜２０ｍｍ、好ましくは１〜１０ｍｍが良く、最大厚さｗは０．５〜５ｍｍ、好ましくは１〜３ｍｍが良く、ピッチｐは０．５〜５ｍｍ、好ましくは１〜３ｍｍが良い。
【０１４６】
また、薄板形状の場合の厚さｗは０．５〜５ｍｍ、好ましくは１〜３ｍｍが良い。
【０１４７】
ここで、条数は多い方が、高さは高い方が、ピッチは広い方が気体の通過を妨げる効果が大きく、条数、高さ、ピッチは壁１５４１の厚さに応じ気体の通過を妨げる効果が大きい値の組み合わせに決定される。
【０１４８】
なお、図５を参照して説明した、間隙ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６は、凸部先端１５４３からの寸法を指す。
【０１４９】
凸部１５４２の材質はガラスエポキシ、フッ素含有樹脂等の絶縁物が好ましく、ノズル１５３全体として例えば射出成形等で一体的に作成するのが好ましい。
【０１５０】
また、凸部１５４２を薄板形状とする場合は、シリコンゴム等の軟質絶縁素材で構成すると良く、この場合は凸部先端１５４３を第１の固定電極１２１、第２の固定電極１２２、固定電極１２３、及び基材搬送ロール１１に当接することでガス及び空気の通過を効果的に遮断可能となる。
【０１５１】
図８は、図５の第１のノズルと第２のノズルの他の形態の先端部を説明する斜視図である。
【０１５２】
処理空間１７の上流側に位置する第１のノズル１５３’と下流側に位置する第２のノズル１６３’とは構造が同じなため第１のノズル１５３’を例に取り説明する。
【０１５３】
基材搬送ロール１１により搬送される基材Ｆは第１の固定電極１２１及び第２の固定電極１２２間で励起した混合ガスＧ’により処理空間１７で薄膜が形成される。
【０１５４】
以下に、排気部材の先端形状が、１対の電極と搬送ローラの形状に対応した形状であることを、例えば第１の固定電極１２１等の角１５４４が円弧状をなしている場合について説明する。
【０１５５】
第１の固定電極１２１及び第２の固定電極１２２の角１５４４は円弧状をなしている。
【０１５６】
第１のノズル１５３’の先端部は、固定電極１２１との対向面が第１の固定電極１２２の角１５４４に対応した円弧部１５４５を有し、基材搬送ロール１１との対向面が基材搬送ロール１１に対応した円弧部１５４６を有している。
【０１５７】
このため、ガスや空気が、第１の固定電極１２１と第１のノズル１５３’との間、また基材搬送ロール１１と第１のノズル１５３’との間から流通し難くなり、
これにより、第１の排気手段１５が外部から空気を吸引することを軽減し、効率的にパーティクル等を含んだ排ガスを排出可能となる。
【０１５８】
なお、第１のノズル１５３’の先端部の形状は円弧状でなくとも、対向する固定電極形状と、対向する基材搬送ロール形状に対応した形状で有ればよい。
【０１５９】
また、第１のノズル１５３’の先端部の形状は、更に図７で説明したような複数条の凸部１５４２を有していることが好ましく、この場合の凸部の向きは、第１のノズル１５３’から対向する第１の固定電極１２１又は第２の固定電極１２２又は固定電極１２３又は基材搬送ロール１１に向けて直角に突出させてある（即ち第１のノズル１５３と、各電極間及び基材搬送ロールとの間を通過するパーティクルや気体の通過方向に対して略直角方向に凸部が突出している。）。
【０１６０】
以上説明したように先端部は凸部を有する形状が好ましいが、凸部のない平坦な形状でも良い。
【０１６１】
図９は基材搬送ロール側面の排気手段の説明図である。
【０１６２】
側面排気部材１６１は基材搬送ロール１１の両側面から放出するパーティクルを含む排ガスを外部に拡散させないための、基材搬送ロール１１の両側面に配設されたパーティクルを含む排ガス１５０の排気部材である。
【０１６３】
側面排気部材１６１により吸引されたパーティクルを含む排ガスは、排ガス経路１６２を経て、パーティクル等を集塵するフィルタ（不図示）を有する排ガス排気手段１６３により排気される。
【０１６４】
側面排気部材１６１の形状は、基材搬送ロール１１の直径方向に、基材搬送ロール１１外周面より内側で、且つ、固定電極１２３内側より外側となる寸法を有し、基材搬送ロール１１の接線方向に、固定電極１２３の両端よりそれぞれ外側となる寸法を有している。
【０１６５】
内側、外側のそれぞれのオーバーラップ寸法は１０〜１００ｍｍを有している。オーバーラップが多すぎると操作性を阻害し、少なすぎると基材搬送ロール１１の両側面から放出するパーティクルを含む排ガス１５０の放出が多くなってしまう。
【０１６６】
なお、それ以外については図３の構成と同様なため説明を省略する。
【０１６７】
また、側面排気部材１６１と、第１の排気手段１５及び／又は第２の排気手段１６とは一体となっていても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１６８】
【図１】本発明の大気圧プラズマ放電処理装置の第１の形態の１例を示す概略図である。
【図２】本発明の大気圧プラズマ放電処理装置の第２の形態の１例を示す概略図である。
【図３】大気圧プラズマ放電処理ユニットを複数配列した場合の説明図である。
【図４】電極の金属質母材とその上に被覆されている誘電体の構造の一例を示す斜視図である。
【図５】排気手段１５と第２の排気手段１６の説明図である。
【図６】図５の排気手段１５と第２の排気手段１６を上から見た説明図である。
【図７】図５の第１のノズル１５３と第２のノズル１６３との先端部を説明する斜視図である。
【図８】図５の第１のノズルと第２のノズルの他の形態の先端部を説明する斜視図である。
【図９】基材搬送ロール側面の排気手段の説明図である。
【符号の説明】
【０１６９】
１０、３０  大気圧プラズマ放電処理装置
１１  基材搬送ロール
１２  角筒型固定電極
１５、３５、１５’  第１の排気手段
１６、３６、１６’  第２の排気手段
１７、３２  処理空間
１９  大気圧プラズマ放電ユニット
１２１  第１の固定電極
１２２  第２の固定電極
１５０  パーティクルを含む排ガス
１５３、１５３’  第１のノズル
１６３、１６３’  第２のノズル
１５３５  吸気口
１５３６  凹部
１５４１  先端部
１５４２  凸部
１５４３  凸部先端
１５４４  角
１５４５、１５４６  円弧部
Ｇ  混合ガス
Ｇ’  励起した混合ガス
Ｐ  パーティクル
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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