(57)【要約】【課題】本発明は、シート状のフレキシブル基材を成膜ドラムに巻き付けて成膜する真空成膜装置において、シート状のフレキシブル基材を成膜ドラムに巻き付けて基材に張力を付与して保持し、真空中で繰返し成膜し、成膜中に成膜面がローラ及びシートに触れない、成膜面の品質、生産性に優れる、真空成膜装置を提供することを目的とする。【解決手段】シート状のフレキシブル基材を成膜ドラムに巻き付けて成膜する真空成膜装置であって、前記成膜ドラムに、フレキシブル基材を巻き付けて成膜中に該基材に張力を付与して保持する手段を具備することを特徴とする真空成膜装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状のフレキシブル基材を成膜ドラムに巻き付けて成膜する真空成膜装置であって、
前記成膜ドラムに、フレキシブル基材を巻き付けて成膜中に該基材に張力を付与して保持する手段を具備することを特徴とする真空成膜装置。
【請求項２】
前記成膜ドラムに巻き付けられたフレキシブル基材の曲率半径が一定であることを特徴とする請求項１記載の真空成膜装置。
【請求項３】
前記基材に張力を付与して保持する手段が、フレキシブル基材を貼り付け保持する部材と、該フレキシブル基材に張力を付与するスプリングと、該スプリングを伸縮するカムとから構成され、これらの部材を収めるための溝を具備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貼り付け保持する部材に、接着テープにより貼り付けることを特徴とする請求項１〜３のいずれれか１項に記載の真空成膜装置。
【請求項５】
前記フレキシブル基材を貼り付け保持する部材に、バイアス電圧を印加して静電吸着により貼り付けることを特徴とする請求項１〜３のいずれれか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、シート状のフレキシブル基材を成膜ドラムに巻き付けて基材に張力を付与して保持し、真空中で繰返し成膜し、成膜中に成膜面がローラ及びシートに触れない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６〜９に基づいて説明する。
図６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１３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と同じ圧力になると、真空遮断弁８が開き基材搬送台１３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】
また、図７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１３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１３がロボットハンド１４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１３上の基材が成膜される。ロボットハンド１４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】
また、図８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。
ロール状の長尺フレキシブル基材１５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】
また、図９は、巻取り式真空成膜装置の成膜ドラム１にシート状のフレキシブル基材１２をテープで貼りつけた状態である。成膜ドラム１を回転させながら成膜することにより多層の成膜が可能である。ドラムに可撓性シートを巻き付け、張力をかける発明はすでに公開されている。可撓性シートの第一の端と係合するための取り付けストリップと、ドラムに回転可能に取り付けられた複数のテンショナブロックと、可撓性シートの第二の端と係合するための複数のピンであって、各々がテンショナブロックに連結され、各々が露光ドラムの表面より上に可動に延びているピンと、感光シートの張力を調節するため、ピンを露光ドラムの表面に沿って移動させるためのテンショナブロックを作動させるための手段とを、備えている。（例えば、特許文献４参照）
【０００６】
【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
【特許文献４】
特開平７−２８３５９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の図６、７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。
【０００８】
また、上記の図８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、ロール状の長尺フレキシブル基材１５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）長尺フレキシブル基材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。
【０００９】
上記の欠点を回避するため、上記の図９に示す多層成膜に用いられる従来の方法として、従来の真空成膜装置図８を使用して、シート状のフレキシブル基材１２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）成膜時に発生する熱によりフレキシブル基材が膨張し、そのためフレキシブル基材にたるみが生じる。そのことにより、フレキシブル基材の温度分布が不均一になり、その結果、膜の厚さ、組成等が不均一になる。
【００１０】
一方、露光ドラムマスクの露光ドラムの表面に取り付け、固定する方法が提案されている（例えば、特許文献４参照）。この方法を、真空成膜装置において、シート状のフレキシブル基材を成膜ドラムに巻き付けて保持する方法に適用すると、下記の問題点がある。
（１）フレキシブル基材に穴をあけてピンで固定する方法では、穴の周辺が変形、あるいは破損を生じる。
（２）テンショナブロックの回転径がドラム径と大きく異なるため、フレキシブル基材の曲率半径が一定とならない。そのため、フレキシブル基材が成膜ドラムから浮き、それにより、フレキシブル基材の温度分布が不均一になり、その結果、膜の厚さ、組成等が不均一になる。
（３）ドラムを巾方向に連続して切り欠く構造である。そのため、ドラム素材の内部応力による変形で真円度等の寸法精度がでにくい。
【００１１】
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、シート状のフレキシブル基材を成膜ドラムに巻き付けて成膜する真空成膜装置において、シート状のフレキシブル基材を成膜ドラムに巻き付けて基材に張力を付与して保持し、真空中で繰返し成膜し、成膜中に成膜面がローラ及びシートに触れない、成膜面の品質、生産性に優れる、真空成膜装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決しようとする手段】
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、
シート状のフレキシブル基材を成膜ドラムに巻き付けて成膜する真空成膜装置であって、
前記成膜ドラムに、フレキシブル基材を巻き付けて成膜中に該基材に張力を付与して保持する手段を具備することを特徴とする真空成膜装置である。
【００１３】
また、請求項２に係る発明は、
前記成膜ドラムに巻き付けられたフレキシブル基材の曲率半径が一定であることを特徴とする請求項１記載の真空成膜装置である。
【００１４】
また、請求項３に係る発明は、
前記基材に張力を付与して保持する手段が、フレキシブル基材を貼り付け保持する部材と、フレキシブル基材に張力を付与するスプリングと、該スプリングを伸縮するカムとから構成され、これらの部材を収めるための溝を具備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。
【００１５】
また、請求項４に係る発明は、
前記フレキシブル基材を貼り付け保持する部材に接着テープにより貼り付けることを特徴とする請求項１〜３のいずれれか１項に記載の真空成膜装置である。
【００１６】
また、請求項５に係る発明は、
前記フレキシブル基材を貼り付け保持する部材にバイアス電圧を印加して静電吸着により貼り付けることを特徴とする請求項１〜３のいずれれか１項に記載の真空成膜装置である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の真空成膜装置について図面に基づいて説明する。
図１〜図５は、本発明の一例を示す成膜ドラム基材保持構造の概略図である。
図１の（１−１）は、本発明の一例を示す成膜ドラム基材保持構造でフレキシブル基材取付け前の状態を示す概略上面図である。カム１０により貼付け部材１１が押し広げられ、スプリング１６が縮んでいる状態を示す。フレキシブル基材を貼り付ける貼付け部材１１とフレキシブル基材に張力を与えるスプリング１６とスプリング１６を縮んだ状態に固定するためのカム１０とこれらの部品を収めるための溝１７から成り立っている。フレキシブル基材を貼付け部材１１に貼り付ける方法であるが、接着テープによる方法と貼付け部材１１にバイアス電圧を印加して静電吸着する方法がある。
【００１８】
図１の（１−２）は、本発明の一例を示す成膜ドラム基材保持構造でフレキシブル基材取付け前の状態を示す概略側面断面図である。
【００１９】
図２の（２−１）は、本発明の一例を示す成膜ドラム基材保持構造でフレキシブル基材取付け後の状態を示す概略上面図である。カム１０を９０度回転することにより、押し広げられていた貼付け部材１１がスプリング１６の伸びる力により中心方向に移動した状態を示す。この場合はフレキシブル基材が貼られていないため、貼り付け部材１１がカム１０に接触して止まった状態である。
【００２０】
図２の（２−２）は、本発明の一例を示す成膜ドラム基材保持構造でフレキシブル基材取付け後の状態を示す概略側面断面図である。
【００２１】
図３は、本発明の一例を示す基材保持構造を備えた成膜ドラムの概略斜視図である。カム１０により貼付け部材１１が押し広げられ、スプリング１６が縮んでいる状態を示す。この状態でフレキシブル基材の両端を貼付け部材１１に貼り付ける。本図は３個の基材保持構造を示しているが、成膜ドラム巾、フレキシブル基材巾等に応じて個数は変えられる。また、円周方向も同様に、成膜ドラム径、フレキシブル基材長さ等に応じて個数は変えられる。
【００２２】
図４は、本発明の一例を示す基材保持構造を備えた成膜ドラムでフレキシブル基材を貼り付けて張力をかけているところを示す概略斜視図である。図３に示す状態でフレキシブル基材の両端を貼付け部材１１に貼り付けてから、カム１０を９０度回転する。それにより、押し広げられていた貼付け部材１１がスプリング１６の伸びる力により移動する。フレキシブル基材の両端が貼付け部材１１に貼り付いているため、フレキシブル基材に張力が発生し、フレキシブル基材は成膜ドラムに密着する。
【００２３】
図５は、本発明の一例を示す基材保持構造を備えた成膜ドラムによる真空成膜装置の概略断面図である。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がつながっており、長尺のフレキシブル基材１５を成膜ドラム１に貼り付けて切断する作業を行なう。
【００２４】
以上、詳細に説明したように、本発明の真空成膜装置は、シート状のフレキシブル基材を成膜ドラムに巻き付けて成膜する真空成膜装置において、フレキシブル基材を成膜ドラムに取付ける部材の機構により、成膜中にフレキシブル基材に張力がかかることを特徴とする成膜ドラム基材保持構造である。
このことにより下記の利点がある。
（１）成膜による熱でフレキシブル基材が膨張しても、フレキシブル基材を成膜ドラムに取付ける機構が、成膜中にフレキシブル基材に張力をかけられることでたるみを防ぎ、均一な膜を成膜することができる。
（２）成膜時発生する熱によるフレキシブル基材の伸縮を吸収できるため、複数の成膜方法で複数回成膜することができる。成膜方法及び膜厚の組合せが自由にでき、多品種でなおかつ高品質の多層成膜フレキシブル基材の生産が可能となる。
（３）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。
（４）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。
（５）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がなくすことができる。
【００２５】
また、本発明の真空成膜装置は、成膜ドラムに巻き付けられたフレキシブル基材の曲率半径が一定であることを特徴とする成膜ドラム基材保持構造である。
このことにより下記の利点がある。
（１）フレキシブル基材を成膜ドラムに取付ける機構が、成膜ドラムの内側にフレキシブル基材を引き込む機構の場合、引き込まれる部分の曲率半径が小さくなる。そのことによりフレキシブル基材の成膜ドラムからの浮きが発生する。フレキシブル基材の曲率半径を一定にした状態で成膜ドラムに取付けることにより、フレキシブル基材のたるみを防ぎ、均一な膜を成膜することができる。
【００２６】
また、本発明の真空成膜装置は、フレキシブル基材を貼り付ける部材とフレキシブル基材に張力を与えるスプリングとこれらの部品を収めるための溝から成り立っていることを特徴とする成膜ドラム基材保持構造である。また、フレキシブル基材を貼り付ける部材とフレキシブル基材に張力を与えるスプリングとこれらの部品を収めるための溝から成り立っていて、シンプルで小スペースな構造である。
このことにより下記の利点がある。
（１）フレキシブル基材を成膜ドラムに取付ける機構が、成膜ドラムの内側に引き込む機構の場合、フレキシブル基材の巾寸法以上の巾で成膜ドラムを切り欠く必要がある。成膜ドラムの表面は通常鏡面仕上げであるが、切り欠いた後の鏡面仕上げは困難である。従って、鏡面仕上げをした後に切り欠くが、成膜ドラム素材が持っている内部応力により真円度等の精度が著しく悪くなる。それに比べ本案は成膜ドラムの外周部を部分的に切り欠くだけであるので、真円度等の精度が良好である。
【００２７】
さらに、本発明の真空成膜装置は、本発明によれば、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。
【００２８】
以上のことから、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。
【００２９】
【発明の効果】
本発明により、シート状のフレキシブル基材を成膜ドラムに巻き付けて成膜する真空成膜装置において、シート状のフレキシブル基材を成膜ドラムに巻き付けて基材に張力を付与して保持し、真空中で繰返し成膜し、成膜中に成膜面がローラ及びシートに触れない、成膜面の品質、生産性に優れる、真空成膜装置を提供することができる。
【００３０】
特に、本発明の真空成膜装置は、シート状のフレキシブル基材を成膜ドラムに巻き付けて基材に張力を付与して保持する構造から、成膜時発生する熱によるフレキシブル基材の伸縮、弛みを防止し、均一な膜を成膜することができる成膜面の品質に優れるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】（１−１）は、本発明の一例を示す成膜ドラム基材保持構造でフレキシブル基材取付け前の状態を示す概略上面図である。
（１−２）は、本発明の一例を示す成膜ドラム基材保持構造でフレキシブル基材取付け前の状態を示す概略側面断面図である。
【図２】（２−１）は、本発明の一例を示す成膜ドラム基材保持構造でフレキシブル基材取付け後の状態を示す概略上面図である。
（２−２）は、本発明の一例を示す成膜ドラム基材保持構造でフレキシブル基材取付け後の状態を示す概略側面断面図である。
【図３】本発明の一例を示す基材保持構造を備えた成膜ドラムの概略斜視図である。
【図４】本発明の一例を示す基材保持構造を備えた成膜ドラムでフレキシブル基材を貼り付けて張力をかけているところを示す概略斜視図である。
【図５】本発明の一例を示す基材保持構造を備えた成膜ドラムによる真空成膜装置の概略断面図である。
【図６】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７】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８】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。
【図９】従来の方法で、巻取り式真空成膜装置の成膜ドラムにシート状のフレキシブル基材をテープで貼り付けた状態を示す概略斜視図である。
【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・・・カム
１１・・・貼付け部材
１２・・・フレキシブル基材
１３・・・基材搬送台
１４・・・ロボットハンド
１５・・・長尺フレキシブル基材
１６・・・スプリング
１７・・・溝
【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】
2004307889.tif 000009
【図８】
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【図９】
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