(57)【要約】【課題】本発明は、シート状フレキシブル基材を複数の成膜方法で繰返し成膜し、成膜中に成膜面がローラ及びシートに触れずに成膜が可能な、多層成膜フレキシブル基材の成膜面の品質および生産性を向上した真空成膜装置を提供することを目的とする。【解決手段】複数の成膜部を有する真空成膜装置内部に具備する成膜ドラムにシート状のフレキシブル基材を密着し、該成膜ドラムを回転させて、シート状のフレキシブル基材に前記複数の成膜部にて繰り返し成膜することを特徴とす真空成膜装置である。【選択図】図１
2004323922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の成膜部を有する真空成膜装置内部に具備する成膜ドラムにシート状のフレキシブル基材を密着し、該成膜ドラムを回転させて、シート状のフレキシブル基材に前記複数の成膜部にて繰り返し成膜することを特徴とす真空成膜装置。
【請求項２】
前記シート状のフレキシブル基材の成膜面が、最外層が成膜されるまでの成膜工程中に、ローラ等の真空成膜装置の一部に接触しないことを特徴とする請求項１に記載の真空成膜装置。
【請求項３】
前記成膜ドラムの表面温度を、−２０℃〜２５０℃の範囲で調節する手段を有することを特徴とする請求項１または２記載の真空成膜装置。
【請求項４】
前記フレキシブル基材を、成膜ドラムに真空下で自動的に巻き付ける手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の真空成膜装置。
【請求項５】
前記真空成膜装置に具備する供給部と成膜部および排出部と成膜部の間に真空遮断弁を配設し、該成膜部を真空雰囲気に保持しながら、シート状のフレキシブル基材を大気中から供給、および大気中へ排出できることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の真空成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート状フレキシブル基材を真空中で成膜ドラムに密着させ回転させることで、複数の成膜方法で繰返し成膜し、成膜中に成膜面がローラ及びシートに触れずに成膜が可能な、高品質の成膜面が得られる真空成膜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の真空成膜装置について、図１５〜１７に基づいて説明する。
図１５は、従来の真空成膜装置の一例で、インライン式真空成膜装置である。シート状の基材を供給部６で基材搬送台２３に固定する。その時真空遮断弁８は閉じられている。基材固定後、供給部６の大気圧雰囲気が排気され成膜室２と同程度の圧力になると、真空遮断弁８が開き基材搬送台２３が成膜室２に移動する。その後真空遮断弁８が閉じ成膜が行なわれる。その後同様に各成膜室２〜４に搬送し成膜する。前進と後進を繰り返すことにより多層の成膜が可能である。このように従来のインライン式真空成膜装置は、隣り合った成膜室とその間を仕切る真空遮断弁、成膜室間を移動する基板搬送台から成り立っている。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
図１６は、従来の真空成膜装置の一例で、マルチチャンバ式真空成膜装置である。シート状の基材を供給部６で基材搬送台２３に固定する。その時真空遮断弁８は閉じられている。基材固定後、供給部６の大気圧雰囲気が排気され中央の部屋と同じ圧力になると、真空遮断弁８が開き基材搬送台２３がロボットハンド２４によって中央の部屋を通り各成膜室２〜４に搬送され、基材搬送台２３上の基材が成膜される。ロボットハンド２４による各成膜室２〜４への基材の出し入れを繰り返すことにより多層の成膜が可能である。このように従来のマルチチャンバ式真空成膜装置は、複数の成膜室とその成膜室に囲まれた部屋とその間を仕切る真空遮断弁と成膜室に基板を移動する基板搬送装置から成り立っている。（例えば、特許文献２参照）
【０００４】
図１７は、従来の真空成膜装置の一例で、巻取り式真空成膜装置である。ロール状の長尺フィルム２５を真空中で成膜ドラム１に巻き付けて成膜室２〜４を通し、連続して成膜を行なってから巻き取る。逆転して成膜することにより多層の成膜が可能である。このように従来の巻取り式真空成膜装置は、巻き出し部と成膜部と巻取り部から成り立っている。（例えば、特許文献３参照）
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−２９５５５１号公報
【特許文献２】
特開平１０−３０３２７６号公報
【特許文献３】
特開２０００−１７４３７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図１５、１６に示す、多層成膜に用いられる従来の真空成膜装置の場合、複数の成膜方法で繰返し成膜し、成膜面にローラが触れることがなく大気中に取り出すことは可能であるが、下記の問題点がある。
（１）シートを成膜室に出し入れする際、真空遮断弁を開く。そのため、圧力，温度等の成膜条件が変動し、最適条件になるまで時間がかかる。それにより生産性が問題となる。
（２）シートの温度を制御するシート固定板が平面状であると、固定板からシートが浮く場所が発生する。そのため温度ムラが生じ、それにより膜厚及び膜組成にムラができるため品質上の問題が生じる。
【０００７】
図１７に示す、多層成膜に用いられる従来の真空成膜装置の場合、ロール状の長尺フィルムを供給して、複数の成膜方法で繰返し成膜することは可能である。成膜ドラムに巻き付けて成膜するため、成膜ドラムを均一に温度制御するとシートが密着しているためシート表面の温度も均一となる。また、連続して成膜できるため生産性も良い。しかし、下記の問題点がある。
（１）成膜面にローラが触れるため、成膜面の品質上に問題がある。
（２）多層成膜を行なうためには、巻取り式であるために各成膜方法の成膜時間を合わせる必要があり、成膜方法の組合せ、または膜厚の組合せが制限される。
（３）長尺フィルムを搬送するため高い張力が必要となり、フィルム伸縮による膜への悪影響が生じる。
（４）成膜ドラムからフィルムが離れる時に、静電気による膜の剥離等の障害が発生する。
【０００８】
上記の欠点を回避するため、図１７に示す、従来の真空成膜装置を使用して、シート状のフレキシブル基材を成膜ドラムに貼り付けて、回転しながら成膜することにより繰り返し成膜する方法もある。しかし、下記の問題点がある。
（１）成膜室を大気圧雰囲気に戻す時間と排気する時間が必要で、生産性が悪い。
（２）大気圧雰囲気に戻すことによるコンタミの舞い上がりが有り、品質が悪くなる。
（３）大気圧雰囲気に戻すことによる成膜条件の変動が有り、品質も変動する。
【０００９】
本発明は、上記従来技術の問題点を鑑みてなされたもので、多層成膜フレキシブル基材の成膜面の品質および生産性を向上した真空成膜装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、すなわち請求項１に係る発明は、複数の成膜部を有する真空成膜装置内部に具備する成膜ドラムにシート状のフレキシブル基材を密着し、該成膜ドラムを回転させて、シート状のフレキシブル基材に前記複数の成膜部にて繰り返し成膜することを特徴とす真空成膜装置である。
【００１１】
請求項２に係る発明は、前記シート状のフレキシブル基材の成膜面が、最外層が成膜されるまでの成膜工程中に、ローラ等の真空成膜装置の一部に接触しないことを特徴とする請求項１に記載の真空成膜装置である。
【００１２】
請求項３に係る発明は、前記成膜ドラムの表面温度を、−２０℃〜２５０℃の範囲で調節する手段を有することを特徴とする請求項１または２記載の真空成膜装置である。
【００１３】
請求項４に係る発明は、前記フレキシブル基材を、成膜ドラムに真空下で自動的に巻き付ける手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の真空成膜装置である。
【００１４】
請求項５に係る発明は、前記真空成膜装置に具備する供給部と成膜部および排出部と成膜部の間に真空遮断弁を配設し、該成膜部を真空雰囲気に保持しながら、シート状のフレキシブル基材を大気中から供給、および大気中へ排出できることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の真空成膜装置。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明について図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一例を示す真空成膜装置の概略図である。
シート状フレキシブル基材は成膜ドラム１に巻き付けられて回転する。フレキシブル基材を成膜ドラム１に固定する方法は、図示の通りフレキシブル基材の両端を挟み込んで固定する方法の他、成膜ドラム外周部にバイアス電圧を印加して静電吸着する方法、成膜ドラム外周に粘着性シートを取付けてフレキシブル基材を貼りつける方法がある。
【００１６】
成膜ドラム１には温度調節機構が内蔵されフレキシブル基材を成膜に適した温度にする。また、フレキシブル基材を成膜ドラム１に密着させる方法としては、フレキシブル基材両端を機械的に引っ張る方法も考えられるが、フレキシブル基材を成膜ドラム１に装着する際に、成膜温度以上にフレキシブル基材を過熱してフレキシブル基材が膨張した状態で固定することで、フレキシブル基材は引っ張られた状態となって成膜ドラム１に密着させる方法もある。
【００１７】
成膜ドラム１外周部には成膜室２〜４が配置されている。成膜方法はＣＶＤ、蒸着、スパッタリング等がある。成膜室の数は３室とは限らず成膜する種類に応じて増減することができる。成膜ドラム１外周部には、成膜室２〜４の他に脱着室５があり、この部屋でフレキシブル基材の脱着が行なわれる。脱着室５には、供給部６と排出部７がつながっており、真空遮断弁８で脱着室５とフレキシブル基材供給部６を遮断することができ、真空遮断弁９で脱着室５と排出部７を遮断することができる。供給部６には、扉１０が付いている。真空遮断弁８を閉じた状態で扉１０を開きフレキシブル基材を内部に入れる。排出部７には、扉１１が付いている。真空遮断弁９を閉じた状態で扉１１を開きフレキシブル基材を外部に出す。
【００１８】
フレキシブル基材を成膜ドラム１に固定する１例を図２〜図１２を参照して説明する
図２は、供給部６からフレキシブル基材１２がローラ１３の回転により脱着室５に送り込まれ、そのフレキシブル基材１２の端を供給用ハンド１４によって把持されたところを示す。
【００１９】
図３は、フレキシブル基材１２の端を供給用ハンド１４によって把持し、成膜ドラム１のフレキシブル基材固定部１６まで引っ張り込んだところを示す
【００２０】
図４は、引っ張り込まれたフレキシブル基材１２の端を、押さえ部材１９が回転し当て部材１７との間に挟みこみ、フレキシブル基材１２が固定された後、供給用ハンド１４がフレキシブル基材１２を離してもとの位置に回転して戻ったところを示す。供給用ハンド１４はフレキシブル基材を把持しないときは、フレキシブル基材巾方向外側に移動する機構を有し、フレキシブル基材巾方向両側に位置している。（図示せず）
【００２１】
図５は、フレキシブル基材１２の前端がフレキシブル基材固定部１６で固定された状態で成膜ドラム１が回転して、フレキシブル基材１２を巻き込んでいるところを示す。
【００２２】
図６は、成膜ドラム１が約１回転してフレキシブル基材１２を巻き込み終わり、排出用ハンド１５が回転してフレキシブル基材１２の後端を当て部材１８との間に挟みこみ、フレキシブル基材１２を固定したところを示す。
【００２３】
図７は、排出用ハンド１５と当て部材１８に挟まれたフレキシブル基材１２を押さえ部材２０が挟みこみ、フレキシブル基材１２が固定された後、搬出用ハンド１５がフレキシブル基材１２を離してもとの位置に回転して戻ったところを示す。この状態で成膜ドラム１が回転し成膜が行なわれる。
【００２４】
図８は、成膜が終了して回転していた成膜ドラム１が停止し、押さえ部材１９が回転しフレキシブル基材１２を離した後、当て部材１７が回転してフレキシブル基材１２を起こし、回転して降りてきている排出用ハンド１５が挟もうとしているところを示す。
【００２５】
図９は、排出用ハンド１５がフレキシブル基材１２を挟み、成膜ドラム１を回転させながらフレキシブル基材排出部７の方へ引っ張り込んでいるところを示す。
【００２６】
図１０は、排出用ハンド１５が挟んで引っ張り込んできたフレキシブル基材１２をニップローラ２１が挟み込んだ後、排出用ハンド１５がフレキシブル基材１２を離しニップローラ２１が回転してフレキシブル基材１２をフレキシブル基材排出部７へ送り込んでいるところを示す。排出用ハンド１５はフレキシブル基材を把持しないときは、フレキシブル基材巾方向外側に移動する機構を有し、フレキシブル基材巾方向両側に位置している。ニップローラ２１もフレキシブル基材巾方向両側に位置しているが、排出用ハンド１５がフレキシブル基材を把持する位置よりはフレキシブル基材巾方向内側に位置している。（図示せず）
【００２７】
図１１は、ニップローラ２１が回転してフレキシブル基材１２を排出部７へ送り込み、押さえ部材２０が回転しフレキシブル基材１２後端を離したところを示す。
【００２８】
図１２は、フレキシブル基材１２がローラ１３の回転により排出部７へ送り込まれた後真空遮断弁９を閉じたところを示す。
【００２９】
次に、フレキシブル基材を供給する方法と排出する方法について、図１３と図１４を参照して説明する。
図１３は、フレキシブル基材１２がローラ１３及びローラ２６の回転により供給部６へ送り込まれているところを示す。フレキシブル基材１２を載せたフレキシブル基材搬送ローラ台２２のローラ２６は真空成膜装置内のローラ１３と同じ高さにする。その時、真空成膜装置の扉１０は開いた状態で、真空遮断弁８は閉じた状態である。
【００３０】
図１４は、フレキシブル基材１２がローラ１３及びローラ２６の回転によりフレキシブル基材排出部７から送り出されているところを示す。フレキシブル基材１２を載せる搬送ローラ台２２のローラ２６は真空成膜装置内のローラ１３と同じ高さにする。その時、真空成膜装置の扉１１は開いた状態で、真空遮断弁９は閉じた状態である。
【００３１】
請求項１に係る発明により、複数の成膜方法で複数回成膜することができる。このことにより下記のメリットがある。
（１）複数の成膜方法で複数回成膜することにより、多品種のフレキシブル基材の生産が可能となる。
（２）巻取り式真空成膜装置の場合と異なり、成膜ドラムの回転速度を変えることにより成膜時間の異なる成膜方法の組合せが可能となる。
（３）巻取り式真空成膜装置と比較して低い張力で成膜ができるため、フレキシブル基材伸縮による膜への悪影響が少ない。
（４）成膜後、成膜ドラムからフレキシブル基材を離す際、静電気が発生しにくい条件にすることで、静電気による膜の剥離等の障害をなくすことができる。
【００３２】
請求項２に係る発明により、成膜面にローラが触れることが無い。このことにより下記のような品質上のメリットがある。
（１）膜がローラに付着してはがれることが無い。
（２）フレキシブル基材とローラ間のズレおよび圧縮力により膜に亀裂が生じることが無い。
（３）コンタミが挟みこまれて成膜面に埋め込まれたりすることが無い。
（４）ローラの傷が成膜面に転写されることが無い。
【００３３】
請求項３に係る発明により、成膜ドラムの表面温度が−２０℃から２５０℃まで変えられる。このことにより、成膜ドラムに密着したフレキシブル基材の温度も変化し、多種成膜方法それぞれの最適成膜温度にすることができる。このことにより、多品種でなおかつ高品質の成膜フレキシブル基材の生産が可能となる。
【００３４】
請求項４に係る発明により、真空中で自動的にシート状のフレキシブル基材を成膜ドラムに巻き付けることにより、成膜室を真空雰囲気に保つことができる。このことにより下記のメリットがある。
（１）成膜室を大気圧雰囲気に戻す時間と排気する時間が無くなり、生産性が向上する。
（２）大気圧雰囲気に戻すことによるコンタミの舞い上がりが無くなり、品質が向上する。
（３）大気圧雰囲気に戻すことによる成膜条件の変動が無くなり、品質が向上する。
【００３５】
請求項４に係る発明により、真空遮断弁により該フレキシブル基材供給時及び排出時に成膜部を真空雰囲気に保つことができる。それにより、下記の利点がある。
（１）成膜室を大気圧雰囲気に戻す時間と排気する時間が無くなり、生産性が向上する。
（２）大気圧雰囲気に戻すことによるコンタミの舞い上がりが無くなり、品質が向上する。
（３）大気圧雰囲気に戻すことによる成膜条件の変動が無くなり、品質が向上する。
【００３６】
これらの利点により、本発明の真空成膜装置は、高品質の多層成膜フレキシブル基材を高能率で生産することが可能となる。フレキシブル基材は合成樹脂フィルムあるいはガラスが適している。多層成膜フレキシブル基材の用途としてはバリア性、反射防止性、静電防止性等の機能を有する機能性フレキシブル基材として、有機ＥＬディスプレイ、液晶ディスプレイ、電子ペーパー等に使用される。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の真空成膜装置により、高品質の多層成膜フレキシブル基材を高能率に生産することが可能となる。本発明の真空成膜装置により得られる多層成膜フレキシブル基材は、バリア性、反射防止性、静電防止性等の機能を有する機能性フレキシブル基材として、有機ＥＬディスプレイ、液晶ディスプレイ、電子ペーパー等に好適に使用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の真空成膜装置の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明の真空成膜装置におけるフレキシブル基材の成膜ドラムへの脱着方法を示すフレキシブル基材脱着室の詳細図である。
【図３】本発明の真空成膜装置におけるフレキシブル基材の成膜ドラムへの脱着方法を示すフレキシブル基材脱着室の詳細図である。
【図４】本発明の真空成膜装置におけるフレキシブル基材の成膜ドラムへの脱着方法を示すフレキシブル基材脱着室の詳細図である。
【図５】本発明の真空成膜装置におけるフレキシブル基材の成膜ドラムへの脱着方法を示すフレキシブル基材脱着室の詳細図である。
【図６】本発明の真空成膜装置におけるフレキシブル基材の成膜ドラムへの脱着方法を示すフレキシブル基材脱着室の詳細図である。
【図７】本発明の真空成膜装置におけるフレキシブル基材の成膜ドラムへの脱着方法を示すフレキシブル基材脱着室の詳細図である。
【図８】本発明の真空成膜装置におけるフレキシブル基材の成膜ドラムへの脱着方法を示すフレキシブル基材脱着室の詳細図である。
【図９】本発明の真空成膜装置におけるフレキシブル基材の成膜ドラムへの脱着方法を示すフレキシブル基材脱着室の詳細図である。
【図１０】本発明の真空成膜装置におけるフレキシブル基材の成膜ドラムへの脱着方法を示すフレキシブル基材脱着室の詳細図である。
【図１１】本発明の真空成膜装置におけるフレキシブル基材の成膜ドラムへの脱着方法を示すフレキシブル基材脱着室の詳細図である。
【図１２】本発明の真空成膜装置におけるフレキシブル基材の成膜ドラムへの脱着方法を示すフレキシブル基材脱着室の詳細図である。
【図１３】本発明における真空成膜装置へのフレキシブル基材の供給方法の一例を示す概略断面図である。
【図１４】本発明における真空成膜装置へのフレキシブル基材の排出方法の一例を示す概略断面図である。
【図１５】従来のインライン式真空成膜装置の一例を示す概略断面図である。
【図１６】従来のマルチチャンバ式真空成膜装置の一例を示す概略断面図である。
【図１７】従来の巻取り式真空成膜装置の一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１・・・成膜ドラム
２・・・成膜室
３・・・成膜室
４・・・成膜室
５・・・脱着室
６・・・供給部
７・・・排出部
８・・・真空遮断弁
９・・・真空遮断弁
１０・・・扉
１１・・・扉
１２・・・フレキシブル基材
１３・・・ローラ
１４・・・供給用ハンド
１５・・・排出用ハンド
１６・・・固定部
１７・・・当て部材
１８・・・当て部材
１９・・・押さえ部材
２０・・・押さえ部材
２１・・・ニップローラ
２２・・・搬送ローラ台
２３・・・基材搬送台
２４・・・ロボットハンド
２５・・・長尺フィルム
２６・・・ローラ
【図１】
2004323922.tif 000003
【図２】
2004323922.tif 000004
【図３】
2004323922.tif 000005
【図４】
2004323922.tif 000006
【図５】
2004323922.tif 000007
【図６】
2004323922.tif 000008
【図７】
2004323922.tif 000009
【図８】
2004323922.tif 000010
【図９】
2004323922.tif 000011
【図１０】
2004323922.tif 000012
【図１１】
2004323922.tif 000013
【図１２】
2004323922.tif 000014
【図１３】
2004323922.tif 000015
【図１４】
2004323922.tif 000016
【図１５】
2004323922.tif 000017
【図１６】
2004323922.tif 000018
【図１７】
2004323922.tif 000019