(57)【要約】【課題】静電帯電を防止するフィルム用真空成膜装置およびそれを用いた放電による不良を防いだ良好な特性を有するプラスチックフィルムを提供する。【解決手段】少なくとも巻き出し装置，成膜装置，巻き取り装置を備え、成膜装置部と巻き取り装置部の間に除電装置を有することを特徴とするフィルム用真空成膜装置。除電装置がプラズマ除電装置であり、除電装置部位のフィルム裏面側には導電性ロールが配置されていないことが望ましい。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも巻き出し装置，成膜装置，巻き取り装置を備え、成膜装置と巻き取り装置の間に除電装置を有することを特徴とするフィルム用真空成膜装置。
【請求項２】
除電装置がプラズマ除電装置であり、除電装置部位のフィルム裏面側には導電性ロールが配置されていない請求項１記載のフィルム用真空成膜装置。
【請求項３】
プラズマ除電装置がホローカソード式プラズマ発生装置である請求項２記載のフィルム用真空成膜装置。
【請求項４】
成膜装置がスパッタリング装置である請求項１〜３何れか一項記載のフィルム用真空成膜装置。
【請求項５】
スパッタリング装置が非平衡マグネトロンスパッタリング装置である請求項４記載のフィルム用真空成膜装置。
【請求項６】
基材フィルム上に請求項１〜５何れか一項記載のフィルム用真空成膜装置を用いて成膜した膜を少なくとも１層以上有するプラスチックフィルム
【請求項７】
前記成膜した膜が絶縁性の膜である請求項６記載のプラスチックフィルム。
【請求項８】
前記成膜した膜がガスバリア膜である請求項６または７記載のプラスチックフィルム。
【請求項９】
基材フィルムの材質がポリカーボネート，ポリエーテルスルホン，ポリシクロオレフィンのいずれかである請求項６〜８何れか一項記載のプラスチックフィルム。
【請求項１０】
請求項６〜９何れか一項記載のプラスチックフィルムを用いた表示装置用基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルム上に連続成膜を行う真空成膜装置に関するものであり、更にそれを用いて製造されたプラスチックフィルム関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フィルム用真空成膜装置は、ロール・ツー・ロールでプラスチックフィルム上に無機薄膜等を連続的に成膜する装置であり、食品包装用アルミ蒸着フィルムや、タッチパネル用透明導電フィルム，反射防止用光学フィルムの製造等に利用されている。成膜を行うベースフィルムのロールを巻き出し装置部に装填し、装置を真空ポンプにより各成膜方法に適した真空度まで排気した後、フィルムを巻き取り装置側へ巻き取りながら連続成膜を行うものである。長さ１０００ｍ以上のフィルムにも連続的に成膜を行うことが可能であり、無機薄膜を高い生産性で製造することができる。しかし、このような設備において成膜したロールを次工程で巻き出す際、静電帯電の放電により成膜面に放電痕と呼ばれる薄膜の不良個所が発生する場合があり問題となっていた。成膜時に、例えばスパッタリング装置により成膜を行った場合には、ターゲット表面側が帯電する不良も発生することがあり、これに対しては、一対のターゲットの極性を交互に反転させターゲット表面の除電を行いながら成膜することも提案されている。（例えば、特許文献１参照。）しかし、これはフィルム表面側の除電を行うものではなく、放電痕の問題には有効でなかった。
【０００３】
これに対し、コロナ放電式の除電装置や接地した導電体による除電装置を後工程の装置で巻き出し装置近傍に除電装置を設けることがあるが、ロールの巻き出し部即ちフィルムがロールから剥がされる部位の直近に設けることが難しく、効果が十分でなかった。特に、近年液晶表示装置用ベースフィルムとして用いられるプラスチックフィルムや有機ＥＬ表示装置のベースフィルムとして検討されているプラスチックフィルムのガスバリア膜の成膜においては、従来以上に不良の少ないことが要求されており、課題となっていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２００３５７号公報（第１頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的とするところは、上記の課題を解決し、静電帯電による不良が無い良好な薄膜を有するフィルムおよびその製造装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
１．少なくとも巻き出し装置，成膜装置，巻き取り装置を備え、成膜装置と巻き取り装置の間に除電装置を有することを特徴とするフィルム用真空成膜装置、
２．除電装置がプラズマ除電装置であり、除電装置部位のフィルム裏面側には導電性ロールが配置されていない前記１のフィルム用真空成膜装置、
３．プラズマ除電装置がホローカソード式プラズマ発生装置である前記２のフィルム用真空成膜装置、
４．成膜装置がスパッタリング装置である前記１〜３のフィルム用真空成膜装置、
５．スパッタリング装置が非平衡マグネトロンスパッタリング装置である前記４のフィルム用真空成膜装置、
６．基材フィルム上に前記１〜５のフィルム用真空成膜装置を用いて成膜した膜を少なくとも１層以上有するプラスチックフィルム、
７．前記成膜した膜が絶縁性の膜である前記６のプラスチックフィルム、
８．前記成膜した膜がガスバリア膜である前記６〜７のプラスチックフィルム、
９．基材フィルムの材質がポリカーボネート，ポリエーテルスルホン，ポリシクロオレフィンのいずれかである前記６〜８のプラスチックフィルム、
１０．前記６〜９のプラスチックフィルムを用いた表示装置用基板。
である。
【０００７】
本発明のフィルム用真空成膜装置は、成膜装置部と巻き取り装置部の間に除電装置を有することにより、特に絶縁性であるプラスチックフィルム上にロール・ツー・ロールで真空成膜を行う際の、後工程における帯電の不具合を解決するものである。付着力が強く欠陥の少ない膜を得る好ましい方法としてスパッタリング法やイオンプレーティング法があるが、これらの方法を用いた場合、基板には電子やイオン等の荷電粒子が当たるために帯電する。これを成膜後，巻き取り前に中和するものである。
【０００８】
本発明のフィルム用真空成膜装置は、必須要素として、巻き出し装置，成膜装置，巻き取り装置および成膜装置部と巻き取り装置部の間に除電装置を備えるものである。除電装置の例としては導電性ブラシによる接触式除電装置やプラズマ除電装置が挙げられるが、フィルムへ傷をつけることが無いことからプラズマ除電装置であることが好ましい。更に、中空陰極によりプラズマを生成するホローカソード式プラズマ発生装置が、装置寸法に対してプラズマの範囲が広いことから、装置の設置スペース上、より好ましい。またプラズマ除電装置のある部位のフィルム裏面側に導電性ロールが配置されているとアースから逆電位が誘導され、見かけ上電荷が中和されてプラズマによる中和が有効に行われないので、プラズマ除電装置のある部位のフィルム裏面側に導電性ロールが配置されていないことが好ましい。
【０００９】
本発明に用いられる成膜装置としては、蒸着装置，イオンプレーティング装置，スパッタリング装置，プラズマＣＶＤ装置，触媒ＣＶＤ装置等が例として挙げられるが、フィルムの帯電が起こりやすいイオンプレーティング装置，スパッタリング装置，プラズマＣＶＤ装置において特に効果があり、これらの成膜装置を用いることが好ましい。特に、電子の流入が発生するスパッタリング装置、なかでもその程度の大きい非平衡マグネトロンスパッタリング装置を用いることが好ましい。
【００１０】
巻き出し装置，巻き取り装置としては、基材のパス中に設けられる張力測定ロールからのフィードバックによるトルク制御型の装置を用いることが好ましい。
【００１１】
本発明のフィルム用真空成膜装置を用いて成膜した膜を有するプラスチックフィルムの基材としては、ポリエステル，トリアセチルセルロール，ポリアミド，ポリイミド，ポリカーボネート，ポリスルホン，ポリエーテルスルホン，ポリシクロオレフィン等を用いることができる。表示装置用ベースフィムルとする場合には、透明性および光学等方性の点からトリアセチルセルロール，ポリカーボネート，ポリエーテルスルホン，ポリシクロオレフィンを用いることが好ましく、更に耐熱性の点からポリカーボネート，ポリエーテルスルホン，ポリシクロオレフィンを用いることが好ましい。
【００１２】
本発明のプラスチックフィルムに成膜される膜の例としては、種々の金属，半導体，絶縁体がある。導電性を有する膜である場合、成膜面が導電性ロールと接触することにより成膜面の帯電が低減される場合があるが、絶縁性の膜である場合にはこのようなことがなく帯電が保持されてしまい、次工程の巻き出しで放電を起こしやすい。従って、絶縁性の膜を成膜する場合に、本発明のフィルム用真空成膜装置が特に有効であり、欠陥のない良好な絶縁性の膜を有するプラスチックフィルムを得ることができる。
【００１３】
本発明のフィルム用真空成膜装置を用いてガスバリア膜を成膜すると、放電による膜のクラックや剥離を防げるので、良好な特性のガスバリア膜を得ることができ、液晶表示装置などの表示装置用基板フィムルとして良好なプラスチックフィルムを得ることができる。
【００１４】
以下本発明を実施例によって説明する。
【００１５】
《実施例１》
図３に示すホローカソード式プラズマ発生装置を除電装置として備えた図２に示す非平衡マグネトロンスパッタリング付き成膜装置の巻き出しロール側に、厚さ１８８μｍの、アクリル系ハードコート付きポリカーボネートフィルムをセットした。成膜圧力０．２Ｐａ，温調ドラム温度３０℃で、放電ガスとしてアルゴンを，反応ガスとして酸素を導入し、ターゲットにアルミニウムを用いパルスＤＣ電源により反応性スパッタリング成膜を行った。入力電力と搬送速度を調整することにより厚さ５０ｎｍの酸化アルミニウム層を成膜した。ホローカソード式プラズマ発生装置は１３．５６ＭＨｚのＲＦ電源により作動させた。成膜後、真空チャンバーを大気圧に戻してからひらき、巻き取りロール側から酸化アルミニウム層付きフィルムをとりだした。酸化アルミニウム層の比抵抗を測定したところ１ＭΩ以上であり絶縁性であった。このフィルムの酸化アルミニウム層上に、巻き出し装置，コーターヘッド，ドライヤー，ＵＶ照射装置，欠点検出装置，巻き取り装置を有する塗工機を用いて、エポキシアクリレート２５重量％、ジエチレングリコール５０重量％、酢酸エチル２４重量％、シランカップリング剤１重量％からなる均一な混合溶液を塗布し、９０℃１分および１２０℃４分乾燥後にＵＶ照射を行い硬化させて厚さ２μｍの樹脂層を形成した。欠点検出装置では、放電痕による欠点は見られなかった。このフィルムの水蒸気バリア性についてヤナコ分析工業株式会社製のガスクロマトグラフィー式ガス透過率測定機ＧＴＲ−３０を用いて水蒸気透過度の測定を行ったところ、水蒸気透過度は０．０８ｇ／ｍ２／２４ｈと低い値で、良好であった。
【００１６】
《実施例２》
図３に示すホローカソード式プラズマ発生装置を除電装置として備えた図２に示す非平衡マグネトロンスパッタリング付き成膜装置の巻き出しロール側に、厚さ２００μｍの、アクリル系ハードコート付きポリエーテルスルホンをセットした。成膜圧力０．２Ｐａ，温調ドラム温度３０℃で、放電ガスとしてアルゴンを，反応ガスとして酸素を導入し、ターゲットにボロンをドープしたシリコンを用いパルスＤＣ電源により反応性スパッタリング成膜を行った。入力電力と搬送速度を調整することにより厚さ８０ｎｍの酸化珪素（ＳｉＯｘ；ｘは１．６〜１．８）層を成膜した。酸化珪素層の比抵抗を測定したところ１ＭΩ以上であり絶縁性であった。以下、実施例１と同様にして、酸化珪素層上に厚さ２μｍの樹脂層を形成した。欠点検出装置では、放電痕による欠点は見られなかった。水蒸気透過度は０．０４ｇ／ｍ２／２４ｈと低い値で、良好であった。
【００１７】
《実施例３》
図３に示すホローカソード式プラズマ発生装置を除電装置として備えた図２に示す非平衡マグネトロンスパッタリング付き成膜装置の巻き出しロール側に、厚さ１８８μｍの、アクリル系ハードコート付きポリシクロオレフィン（ＪＳＲ（株）製「アートン」）をセットした。以下実施例２と同様に行った。酸化珪素層の比抵抗を測定したところ１ＭΩ以上であり絶縁性であった。欠点検出装置では、放電痕による欠点は見られなかった。水蒸気透過度は０．０３ｇ／ｍ２／２４ｈと低い値で、良好であった。
【００１８】
《比較例》
除電装置の電源を切り作動させなかった以外は実施例２と同様に酸化珪素層の成膜を行った。酸化珪素層の比抵抗を測定したところ１ＭΩ以上であり絶縁性であった。次に実施例１と同様にして酸化珪素層上に厚さ２μｍの樹脂層を形成したところ、塗工機の巻き出し装置部で放電が見られ、欠点検出器では放電痕による不良が発見された。不良部の水蒸気透過度は１ｇ／ｍ２／２４ｈ以上と、不良の見られなかった場合に比べて著しく高く、悪いものであった。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は、成膜時の静電帯電を防止し、後工程での放電痕の発生などの不良を抑止し、品質と歩留まりの向上に有効な装置であり、これを用いて成膜した膜を有するフィルムはガスバリア性等に優れた特性を有するもので、表示装置用ベースフィルムとして有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】成膜装置がイオンプレーティング装置であるフィルム用真空成膜装置の模式図である。
【図２】成膜装置が非平衡マグネトロンスパッタリング装置であるフィルム用真空成膜装置の模式図である。
【図３】ホローカソード式プラズマ発生装置の模式図である。
【符号の説明】
１  真空チャンバー
２  巻き出しロール
３  ベースフィルム
４  排気ポンプ
５  温調ドラム
６  ヒーター
７  蒸着源
８  イオン化用グリッド
９  加速電極
１０  排気ポンプ
１１  巻き取りロール
１２  除電装置
１３  排気ポンプ
１４  真空チャンバー
１５  巻き出しロール
１６  ベースフィルム
１７  排気ポンプ
１８  ターゲット
１９  排気ポンプ
２０  温調ドラム
２１  反応ガス導入管
２２  放電ガス導入管
２３  排気ポンプ
２４  巻き取りロール
２５  除電装置
２６  排気ポンプ
２７  アノード
２８  カソード
２９  アルゴンプラズマ噴出口
３０  アルゴンガス導入部
【図１】
2004256885.tif 000003
【図２】
2004256885.tif 000004
【図３】
2004256885.tif 000005