(57)【要約】【課題】  真空成膜と減圧下での塗工成膜を併用することにより、均一な成膜が可能である成膜装置と、所望の機能膜を安定して形成するための成膜方法を提供する。【解決手段】  成膜装置は、排気ポンプを有する少なくとも１つの真空成膜室と、排気ポンプを有する１つの塗工成膜室と、真空成膜室と塗工成膜室との間で被成膜体を減圧条件下で搬送するための搬送機構と、を少なくとも備えたものとし、また、成膜方法は、成膜の開始から完了まで被成膜体を減圧条件下に置いて、真空成膜法による成膜と減圧条件下での塗工成膜法による成膜とからなる重層成膜を被成膜体に対して行うものとする。【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１つの真空成膜室と、該真空成膜室内を減圧するための排気ポンプと、少なくとも１つの塗工成膜室と、該塗工成膜室内を減圧するための排気ポンプと、前記真空成膜室と前記塗工成膜室との間で被成膜体を減圧条件下で搬送可能な搬送機構と、を少なくとも備えることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記真空成膜室および前記塗工成膜室は、両室の圧力差を維持するための手段を介して連設された独立の成膜室であることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記真空成膜室および／または前記塗工成膜室には、熱源、紫外線照射装置、電子線照射装置、プラズマ照射装置の少なくとも１種を備える処理室が併設されていることを特徴とする請求項２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記処理室は、前記真空成膜室、前記塗工成膜室と仕切り板により隔離され、該処理室内を減圧するための排気ポンプを備えることを特徴とする請求項３に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記搬送機構は、個別の被成膜体を搬送するためのコンベアー、リフト、ハンドの少なくとも１種を有することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項６】
前記搬送機構は、長尺状の被成膜体を搬送するための複数のロールを有し、前記真空成膜室および前記塗工成膜室は、被成膜体の搬送経路に沿って配置されていることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記真空成膜室および／または前記塗工成膜室の被成膜体の搬送方向下流側には、熱源、紫外線照射装置、電子線照射装置、プラズマ照射装置の少なくとも１種を備える処理室が配置されていることを特徴とする請求項６に記載の成膜装置。
【請求項８】
前記処理室は、前記真空成膜室、前記塗工成膜室と仕切り板により隔離され、該処理室内を減圧するための排気ポンプを備えることを特徴とする請求項７に記載の成膜装置。
【請求項９】
前記真空成膜室は、蒸着成膜装置、スパッタリング成膜装置、イオンプレーティング成膜装置、イオンビームアシスト成膜装置、クラスターイオンビーム成膜装置、プラズマＣＶＤ成膜装置、プラズマ重合成膜装置、熱ＣＶＤ成膜装置、触媒反応型ＣＶＤ成膜装置の少なくとも１種を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項１０】
前記塗工成膜室は、スプレー塗工装置、回転スプレー塗工装置の少なくとも１種を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項１１】
被成膜体の搬送経路に沿って真空成膜室、塗工成膜室、処理室の順に配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項１２】
所望の機能を発現する機能膜を形成するための成膜方法において、
被成膜体に対して、真空成膜法による成膜と減圧条件下での塗工成膜法による成膜とからなる重層成膜を行い、かつ、成膜の開始から完了まで被成膜体を減圧条件下に置くことを特徴とする成膜方法。
【請求項１３】
熱源、紫外線照射装置、電子線照射装置、プラズマ照射装置の少なくとも１種を用いて、成膜された材料を硬化させ、あるいは、成膜された材料から溶剤または水を除去し、あるいは、成膜された膜の特性を改質することを特徴とする請求項１２に記載の成膜方法。
【請求項１４】
前記真空成膜法による成膜は、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、イオンビームアシスト法、クラスターイオンビーム法、プラズマＣＶＤ法、プラズマ重合法、熱ＣＶＤ法、触媒反応型ＣＶＤ法のいずれかであることを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の成膜方法。
【請求項１５】
前記塗工成膜法による成膜は、スプレー塗工方式または回転スプレー塗工方式であることを特徴とする請求項１２乃至請求項１４のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項１６】
真空成膜法による成膜を行った後に、減圧条件下での塗工成膜法による成膜を行い、その後、膜硬化を施すことを特徴とする請求項１２乃至請求項１５のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項１７】
成膜する機能膜が、着色膜、遮光膜、透明膜、半透明膜、高反射膜、反射防止膜、光学干渉膜、高輝度膜、導電膜、絶縁膜、パッシベーション膜、ガスバリア膜、ガス選択透過膜、保護膜、硬質膜、高密度膜、剥離膜、平均化膜、粗面化膜の少なくとも１種の機能を有する機能膜であることを特徴とする請求項１２乃至請求項１６のいずれかに記載の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置と成膜方法に係り、特に真空成膜と塗工成膜を併用した成膜装置と、所望の機能を発現する機能膜を形成するための成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、産業的に利用価値の高い機能膜として、着色膜、遮光膜、透明膜、半透明膜、高反射膜、反射防止膜、光学干渉膜、高輝度膜、導電膜、絶縁膜、パッシベーション膜、ガスバリア膜、ガス選択透過膜、保護膜、硬質膜、高密度膜、剥離膜、平均化膜、粗面化膜等が使用されてきており、また、複数の機能を併せ持つ機能膜も使用されている。このような機能膜は、大気中で材料塗工により膜形成を行う塗工法（以下、「塗工法」とする）や、真空中で膜形成を行う真空成膜法（以下、「真空成膜法」とする）により形成されていた。
近年、高機能化の必要性から、これら塗工法と真空成膜法を併用した機能膜の成膜が必要とされている。例えば、塗工法により脂環式炭化水素骨格ビス（メタ）アクリレート、メルカプト化合物、単官能（メタ）アクリレートを有する樹脂層を形成して、耐熱性や機械的強度、特に耐衝撃性を基材に付与し、その後、ＳｉＯ2からなる無機蒸着膜を設けることによりガスバリア性を高める製造方法が知られている（特許文献１）。
【０００３】
また、塗工法による成膜品質を向上させるために、塗工材料を霧化させて塗工するスプレー塗工装置（特許文献２〜３）や、回転スプレー塗工装置（特許文献４〜６）が知られている。
【特許文献１】特開平１１−２２２５０８号公報
【特許文献２】米国特許第４７７６５２０号公報
【特許文献３】米国特許第４８９９９３６号公報
【特許文献４】米国特許第４４０５０８６号公報
【特許文献５】米国特許第４５５５０５８号公報
【特許文献６】特開平６−９１２０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示される製造方法では、２種の成膜環境が大きく異なるため、真空成膜法による成膜工程と、塗工法による成膜工程とが別々に行われる。このため、パーティクルや異物が成膜面に付着したり、成膜材料が大気中の酸素と反応して酸化されたり、水分を吸着することにより、膜品質の低下、生産効率の低下が生じるという問題があった。
また、特許文献２〜６に開示されている塗工材料を霧化させて塗工する装置では、霧化された塗工材料が気流による影響を受け易く、例えば、大面積に塗工する場合、気流分布が悪いと、塗工材料の供給量が均一とならず、均一な膜厚、膜質が得られないという問題があった。
本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであり、真空成膜と減圧下での塗工成膜を併用することにより、均一な成膜が可能である成膜装置と、所望の機能膜を安定して形成するための成膜方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような目的を達成するために、本発明は、少なくとも１つの真空成膜室と、該真空成膜室内を減圧するための排気ポンプと、少なくとも１つの塗工成膜室と、該塗工成膜室内を減圧するための排気ポンプと、前記真空成膜室と前記塗工成膜室との間で被成膜体を減圧条件下で搬送可能な搬送機構と、を少なくとも備えるような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記真空成膜室および前記塗工成膜室は、両室の圧力差を維持するための手段を介して連設された独立の成膜室であるような構成とした。
また、本発明の好ましい態様として、前記真空成膜室および／または前記塗工成膜室には、熱源、紫外線照射装置、電子線照射装置、プラズマ照射装置の少なくとも１種を備える処理室が併設されているような構成とした。
【０００６】
また、本発明の好ましい態様として、前記処理室は、前記真空成膜室、前記塗工成膜室と仕切り板により隔離され、該処理室内を減圧するための排気ポンプを備えるような構成とした。
また、本発明の好ましい態様として、前記搬送機構は、個別の被成膜体を搬送するためのコンベアー、リフト、ハンドの少なくとも１種を有するような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記搬送機構は、長尺状の被成膜体を搬送するための複数のロールを有し、前記真空成膜室および前記塗工成膜室は、被成膜体の搬送経路に沿って配置されているような構成とした。
また、本発明の好ましい態様として、前記真空成膜室および／または前記塗工成膜室の被成膜体の搬送方向下流側には、熱源、紫外線照射装置、電子線照射装置、プラズマ照射装置の少なくとも１種を備える処理室が配置されているような構成とした。
【０００７】
また、本発明の好ましい態様として、前記処理室は、前記真空成膜室、前記塗工成膜室と仕切り板により隔離され、該処理室内を減圧するための排気ポンプを備えるような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記真空成膜室は、蒸着成膜装置、スパッタリング成膜装置、イオンプレーティング成膜装置、イオンビームアシスト成膜装置、クラスターイオンビーム成膜装置、プラズマＣＶＤ成膜装置、プラズマ重合成膜装置、熱ＣＶＤ成膜装置、触媒反応型ＣＶＤ成膜装置の少なくとも１種を備えるような構成とした。
本発明の好ましい態様として、前記塗工成膜室は、スプレー塗工装置、回転スプレー塗工装置の少なくとも１種を備えるような構成とした。
また、本発明の好ましい態様として、被成膜体の搬送経路に沿って真空成膜室、塗工成膜室、処理室の順に配置されているような構成とした。
【０００８】
本発明は、所望の機能を発現する機能膜を形成するための成膜方法において、被成膜体に対して、真空成膜法による成膜と減圧条件下での塗工成膜法による成膜とからなる重層成膜を行い、かつ、成膜の開始から完了まで被成膜体を減圧条件下に置くような構成とした。
本発明の好ましい態様として、熱源、紫外線照射装置、電子線照射装置、プラズマ照射装置の少なくとも１種を用いて、成膜された材料を硬化させ、あるいは、成膜された材料から溶剤または水を除去し、あるいは、成膜された膜の特性を改質するような構成とした。
また、本発明の好ましい態様として、前記真空成膜法による成膜は、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、イオンビームアシスト法、クラスターイオンビーム法、プラズマＣＶＤ法、プラズマ重合法、熱ＣＶＤ法、触媒反応型ＣＶＤ法のいずれかであるような構成とした。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様として、前記塗工成膜法による成膜は、スプレー塗工方式または回転スプレー塗工方式であるような構成とした。
また、本発明の好ましい態様として、真空成膜法による成膜を行った後に、減圧条件下での塗工成膜法による成膜を行い、その後、膜硬化を施すような構成とした。
また、本発明の好ましい態様として、成膜する機能膜が、着色膜、遮光膜、透明膜、半透明膜、高反射膜、反射防止膜、光学干渉膜、高輝度膜、導電膜、絶縁膜、パッシベーション膜、ガスバリア膜、ガス選択透過膜、保護膜、硬質膜、高密度膜、剥離膜、平均化膜、粗面化膜の少なくとも１種の機能を有する機能膜であるような構成とした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば被成膜体を減圧条件下に置いたままで成膜を行うので、真空成膜法による成膜と減圧条件下での塗工成膜法による成膜とからなる重層成膜の間に、パーティクルや異物が成膜面に付着したり、成膜材料が大気中の酸素と反応して表面が酸化されたり、水分を吸着することが防止され、高品質の機能膜が得られるとともに、圧力を大気開放したり、再度減圧する必要がなく連続して成膜を行うことができ、機能膜の生産性が高いという効果が奏される。
また、塗工成膜において、スプレー塗工あるいは回転スプレー塗工を用いる場合、塗工成膜室内を減圧するための排気ポンプの作動によって塗工成膜室内に生じる気流を利用して、成膜材料の滞留時間、滞留量を制御することができ、より均一で高品質の成膜が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［成膜装置］
図１は、本発明の成膜装置の一実施形態を示す概略構成図である。図１において、成膜装置１は、被成膜体ストック室３、真空成膜室４、塗工成膜室６、および、処理室７を備えている。上記の被成膜体ストック室３と真空成膜室４はゲートバルブ８を介し、また、真空成膜室４と塗工成膜室６はゲートバルブ９を介して連設されている。
【００１２】
被成膜体ストック室３には、内部を減圧するための排気ポンプ１２が圧力調整バルブ１３を介して接続されている。また、被成膜体ストック室３内部には、複数の板状の被成膜体Ｓをストックするための手段（図示せず）が設けられている。このような手段としては、被成膜体Ｓの成膜面に傷を与えないようなものであれば特に制限はなく、例えば、被成膜体Ｓを下面で保持するための複数段の棚やアーム、あるいは、被成膜体Ｓを側面で挟持するための複数の爪部材、被成膜体Ｓと被成膜体ストック室３との間に配設したねじ込み式のかみ合わせ機構、引っ掛けフックを利用したフック機構、減圧（真空）吸着機構等を用いることができる。
【００１３】
真空成膜室４には、内部を減圧するための排気ポンプ１４が圧力調整バルブ１５を介して接続されており、真空成膜室４の内部には、被成膜体Ｓを載置するためのステージ２１が配設されている。また、外部の成膜用電源２２が真空成膜室４内の成膜用ターゲット２４に接続されており、さらに、真空成膜室４内にはプロセスガス供給口２５が配設されている。
塗工成膜室６には、内部を減圧するための排気ポンプ１６が圧力調整バルブ１７を介して接続されており、塗工成膜室６の内部には、被成膜体Ｓを載置するためのステージ３１が配設されている。また、外部の塗工材料供給装置３２が塗工成膜室６内の塗工用ヘッド３３に接続されている。この塗工成膜室６には、仕切り板４５を介して処理室７が併設されており、処理室７内部には、被成膜体Ｓを載置するためのステージ４１、および、処理装置４２が配設されている。
【００１４】
上記の成膜装置１には、被成膜体ストック室３、真空成膜室４、塗工成膜室６、および、処理室７の間で、個別の被成膜体Ｓを減圧条件下で搬送するための搬送機構が設けられている。この搬送機構としては、被成膜体Ｓを載置して搬送するコンベアー、被成膜体Ｓの下面を保持搬送するリフト、被成膜体Ｓの一部を把持して搬送するハンド、被成膜体Ｓと搬送装置との間に配設したねじ込み式のかみ合わせ機構、引っ掛けフックを利用したフック機構、減圧（真空）吸着機構を有するアーム機構等を挙げることができ、これらを複数組み合わせてもよい。
例えば、ゲートバルブ８を経由する被成膜体ストック室３から真空成膜室４への被成膜体Ｓの搬送、および、ゲートバルブ９を経由する真空成膜室４から塗工成膜室６への被成膜体Ｓの搬送は、ハンドで行い、真空成膜室４内、塗工成膜室６および処理室７内での被成膜体Ｓの搬送は、コンベアーで行うことができる。この場合、図示例では、ステージ２１，３１（４１）をコンベアーとして使用することができる。
【００１５】
また、被成膜体Ｓを、被成膜面を傷つけずに搬送可能な搬送用キャリア（治具）に搭載して搬送してもよい。この場合、被成膜体Ｓの載置面側を搬送用キャリアに保持して搬送してもよく、例えば、被成膜体Ｓを搬送用キャリアの溝（被成膜体Ｓの形状に対応した溝）に嵌め込んだり、粘着あるいは吸着より搬送用キャリアに保持することができる。
成膜装置１において、真空成膜室４は、蒸着成膜装置、スパッタリング成膜装置、イオンプレーティング成膜装置、イオンビームアシスト成膜装置、クラスターイオンビーム成膜装置、プラズマＣＶＤ成膜装置、プラズマ重合成膜装置、熱ＣＶＤ成膜装置、触媒反応型ＣＶＤ成膜装置の少なくとも１種を備えるものであり、図示例に限定されるものではない。
【００１６】
また、成膜装置１において、塗工成膜室６に設ける塗工用ヘッド３３を含む塗工装置には特に制限はないが、スプレー塗工装置、回転スプレー塗工装置のいずれかを備えることが好ましい。本発明では、塗工成膜室６内を排気ポンプ１６で減圧する際、圧力調整バルブ１７で排気能力を調整したり、排気口の位置、サイズを適宜設定することにより、スプレー塗工や回転スプレー塗工に最適な成膜材料の滞留時間、滞留量が得られるように、塗工成膜室６内に生じる気流を制御することができる。したがって、スプレー塗工装置、回転スプレー塗工装置を用いて、被成膜体Ｓの全面に均一な塗工を行うことが可能である。排気口は、例えば、被成膜体Ｓの被成膜面とほぼ水平な方向に配置（例えば、四方向にそれぞれ配置）したり、被成膜体Ｓの被成膜面と反対側に配置することができる。
【００１７】
上記の回転スプレー塗工装置は、従来公知の回転スプレー塗工装置を使用することができる。一般に、回転スプレー塗工装置は、先端にディスクや釣鐘状の回転カップ機構を備え、１００００〜４００００ｒｐｍ程度の高速で回転する回転カップの内部液だめに塗工材料を供給するものである。高速回転する回転カップに供給された塗工材料は、遠心力により回転カップ周辺部に供給され、周辺部から塗工材料が離れるときにスプレー化（霧化）され、噴霧粒子へと変化する。スプレー化された塗工材料は、回転カップの回転軸に直交する方向に遠心力により飛散するが、通常、塗工材料の飛散方向を被成膜体方向へ変換することが行なわれる。この方向変換方法としては、例えば、塗工成膜室６内に設置された排気ポンプ１６を圧力調整バルブ１７で制御しながら排気する方法、さらに、回転スプレー塗工装置の後方からガスを供給することにより、被成膜体方向への流れを作り出す方法等が挙げられる。
【００１８】
成膜装置１の処理室７は、被成膜体Ｓに成膜された材料を硬化したり、成膜された材料から溶剤または水を除去したり、濡れ性等の膜特性を改質すること等を目的とするものである。処理室７に配設される処理装置４２は、例えば、熱源、紫外線照射装置、電子線照射装置、プラズマ照射装置の１種、あるいは、複数の組み合わせとすることができる。
また、塗工成膜室６と処理室７とを隔離する仕切り板４５は、塗工成膜室６から処理室７に塗工材料が拡散して汚染することを防止し、処理室７から塗工成膜室６に不要な熱や電磁波が供給、照射されることを防止するものである。尚、塗工成膜室６内と処理室７内のプロセス圧力（減圧状態）が異なる場合には、仕切り板４５は、両室に圧力差をつけることが可能な構造とすることができる。特に、塗工成膜室６内と処理室７内の圧力差を大きくする必要がある場合には、仕切り板４５に差動排気機構を設けたり、ゲートバルブを介して両室を完全に分離し独立したものとし、処理室７内を減圧するための排気ポンプと圧力調整バルブを設けることができる。
【００１９】
塗工装置１を構成するゲートバルブ８，９は、ゲートバルブを介して連設されている両室の圧力差を維持し、また、圧力差がほぼなくなった状態で開放して被成膜体Ｓを通過させるものであり、例えば、エス・ケイ・ケイ  バキュウムエンジニアリング（株）製の角型ゲートバルブやゲートバルブ（高真空用、超高真空用）等を使用することができる。また、本発明では、連設されている両室の圧力差を維持するための手段として、上記のようなゲートバルブに限定されず、他の手段を用いることができる。例えば、図２に示すように、両室間に、両室とは別のポンプＰで排気可能なチャンバーＣを、被成膜体Ｓを通過させるための通路Ｔを設けるように対向させた強制排気方式による手段、あるいは、図３に示されるように、両室間に、被成膜体Ｓが通過できる可能なかぎり狭く、長い通路Ｔを設けたコンダクタンス方式による手段等を使用してもよい。後述の実施形態においても同様である。
【００２０】
また、ステージ２１，３１，４１は、載置された被成膜体Ｓを加熱あるいは冷却して、成膜、あるいは、処理に最適な温度とすることが可能なものであってもよく、この場合、ステージは、熱媒、冷媒等をステージ内部に供給、循環させる機構を備えたもの、加熱用ヒーター線を備えたもの、ステージ下部に石英板を配設した窓を設け、ステージ内部に赤外線ヒーターを備えたもの等することができ、これらのステージは、加熱または冷却が可能である。また、ステージの温度調節精度を高めるために、ステージに熱電対を設け、温度情報を基に温度制御しながら加熱、冷却を行なうような構成としてもよい。
尚、真空成膜室４および塗工成膜室６での成膜、処理室７での処理は、被成膜体Ｓを停止した状態、あるいは、搬送状態、いずれで行うようにしてもよい。
【００２１】
このような本発明の成膜装置１では、被成膜体ストック室３から被成膜体Ｓを真空成膜室４に搬送して真空成膜を行い、その後、塗工成膜室６に搬送して減圧下で塗工成膜を行い、次いで、処理室７にて減圧下で所望の処理を膜に対して行った後、被成膜体ストック室３に被成膜体Ｓを搬送して戻すことができる。したがって、本発明の成膜装置１では、被成膜体Ｓを減圧条件下に置いたままで成膜の開始から完了までを行うことができる。また、真空成膜室４での真空成膜と、塗工成膜室６における塗工成膜の順序を逆にしてもよく、あるいは、同じ成膜手段を用いて２回以上の成膜を行ってもよい。
尚、本発明の成膜装置１における真空成膜室４、塗工成膜室６、処理室７の配置順序は一例であり、これらの室は任意の順序で配置することができる。また、本発明の成膜装置１により成膜可能な被成膜体Ｓは、無機材料、有機材料、無機有機複合材料等からなるフィルム、板状体、あるいは、種々の成型品であってよく、特に制限はない。
【００２２】
図４は、本発明の成膜装置の他の実施形態を示す概略構成図である。図４において、成膜装置５１は、チャンバー５２内に被成膜体巻取り室５３、真空成膜室５４、処理室５５、塗工成膜室５６、処理室５７を備えている。また、被成膜体巻取り室５３の巻出し部５３ａから長尺状の被成膜体Ｓを巻き出し、真空成膜室５４、処理室５５、塗工成膜室５６および処理室５７を経由した被成膜体Ｓを巻取り部５３ｂで巻き取るための搬送機構６５を備えている。
搬送機構６５は、巻出しローラー６６、複数のガイドローラー６７、ドラム６８、巻取りローラー６９を備えている。そして、真空成膜室５４、処理室５５、塗工成膜室５６、処理室５７は、回転するドラム６８上を搬送される被成膜体Ｓの搬送経路に沿って配置されている。
【００２３】
被成膜体巻取り室５３には、巻出し部５３ａ側に排気ポンプ６１ａが圧力調整バルブ６２ａを介して接続され、巻取り部５３ｂ側に排気ポンプ６１ｂが圧力調整バルブ６２ｂを介して接続されている。また、被成膜体巻取り室５３内部には、上記の搬送機構６５を構成する巻出しローラー６６、複数のガイドローラー６７、および、巻取りローラー６９が配設されている。
真空成膜室５４は、仕切り板７１により被成膜体巻取り室５３と隔離され、かつ、ドラム６８上を搬送される被成膜体Ｓの搬送経路において、被成膜体巻取り室５３の巻出し部５３ａの下流側に配置されている。この真空成膜室５４には、内部を減圧するための排気ポンプ７２が圧力調整バルブ７３を介して接続されている。また、外部の成膜用電源７４が真空成膜室５４内の成膜用ターゲット７５に接続されており、さらに、真空成膜室５４内にはプロセスガス供給口７６が設けられており、ドラム６８上を搬送される被成膜体Ｓへの真空成膜が可能とされている。
【００２４】
処理室５５は、仕切り板８１により真空成膜室５４と隔離され、かつ、ドラム６８上を搬送される被成膜体Ｓの搬送経路において、真空成膜室５４の下流側に配置されている。この処理室５５には、内部を減圧するための排気ポンプ８２が圧力調整バルブ８３を介して接続されており、処理室５５内部には、ドラム６８上を搬送される被成膜体Ｓの膜面に処理を施すための処理装置８４が配設されている。
塗工成膜室５６は、仕切り板９１により処理室５５と隔離され、かつ、ドラム６８上を搬送される被成膜体Ｓの搬送経路において、処理室５５の下流側に配置されている。この塗工成膜室５６には、内部を減圧するための排気ポンプ９２が圧力調整バルブ９３を介して接続されている。また、外部の塗工材料供給装置９４が塗工成膜室５６内の塗工用ヘッド９５に接続されており、ドラム６８上を搬送される被成膜体Ｓへの塗工成膜が可能とされている。
【００２５】
処理室５７は、仕切り板８５により塗工成膜室５６と隔離され、また、仕切り板８９により被成膜体巻取り室５３と隔離され、かつ、ドラム６８上を搬送される被成膜体Ｓの搬送経路において、塗工成膜室５６の下流側に配置されている。この処理室５７には、内部を減圧するための排気ポンプ８６が圧力調整バルブ８７を介して接続されており、処理室５７内部には、ドラム６８上を搬送される被成膜体Ｓの膜面に処理を施すための処理装置８８が配設されている。
成膜装置５１において、真空成膜室５４は、蒸着成膜装置、スパッタリング成膜装置、イオンプレーティング成膜装置、イオンビームアシスト成膜装置、クラスターイオンビーム成膜装置、プラズマＣＶＤ成膜装置、プラズマ重合成膜装置、熱ＣＶＤ成膜装置、触媒反応型ＣＶＤ成膜装置の少なくとも１種を備えるものであり、図示例に限定されるものではない。
【００２６】
また、成膜装置５１において、塗工成膜室５６に設ける塗工用ヘッド９５を含む塗工装置には特に制限はないが、スプレー塗工装置、回転スプレー塗工装置のいずれかを備えることが好ましい。本発明では、塗工成膜室５６内を排気ポンプ９２で減圧する際、圧力調整バルブ９３で排気能力を調整したり、排気口の位置、サイズを適宜設定することにより、スプレー塗工や回転スプレー塗工に最適な成膜材料の滞留時間、滞留量が得られるように、塗工成膜室５６内に生じる気流を制御することができる。したがって、スプレー塗工装置、回転スプレー塗工装置を用いて、被成膜体Ｓの全面に均一な塗工を行うことが可能である。排気口の位置は、被成膜体Ｓの表面に均一に塗工液が供給されるように、被成膜体Ｓの搬送方向の下流側または上流側とすることができる。また、図５に示されるように、塗工用ヘッド９５と排気口９６との間に整流板９７を配置してもよい。尚、塗工用ヘッド９５は１個でも複数個でもよく、また、１個の塗工用ヘッドをドラム６８の幅方向に往復走査させてもよい。
【００２７】
成膜装置５１の処理室５５は、真空成膜室５４にて被成膜体Ｓに成膜された材料の濡れ性等の膜特性を改質することを目的とするものであり、処理室５５に配設される処理装置８４は、例えば、熱源、紫外線照射装置、電子線照射装置、プラズマ照射装置の１種、あるいは、複数の組み合わせとすることができる。また、成膜装置５１の処理室５７は、塗工成膜室５６において被成膜体Ｓに成膜された材料を硬化したり、成膜された材料から溶剤または水を除去したり、濡れ性等の膜特性を改質すること等を目的とするものである。処理室５７に配設される処理装置８８は、例えば、熱源、紫外線照射装置、電子線照射装置、プラズマ照射装置の１種、あるいは、複数の組み合わせとすることができる。
【００２８】
また、被成膜体巻取り室５３、真空成膜室５４、処理室５５、塗工成膜室５６、処理室５７の各室を隔離する仕切り板７１，８１，８５，８９，９１は、隣接する各室の間で、塗工材料が拡散して汚染したり、不要な熱や電磁波が供給、照射されることを防止するものである。また、上記の仕切り板は、両室に圧力差をつけることが可能な構造とすることができ、特に、圧力差を大きくする必要がある場合には、仕切り板に差動排気機構を設けることができる。
また、成膜装置５１の搬送機構６５を構成するドラム６８は、ドラム６８上を搬送される被成膜体Ｓを加熱あるいは冷却可能なものとしてもよい。尚、真空成膜室５４、塗工成膜室５６での成膜、処理室５５，５７での処理は、ドラム６８を停止して被成膜体Ｓを停止させた状態、あるいは、搬送状態、いずれで行うようにしてもよい。
【００２９】
このような本発明の成膜装置５１では、被成膜体巻取り室５３の巻出し部５３ａから巻き出された長尺状の被成膜体Ｓが、ドラム６８上を搬送され、真空成膜室５４で真空成膜が行われ、処理室５５にて減圧下で所望の処理を施した後、塗工成膜室５６にて減圧下で塗工成膜が行われ、次いで、処理室５７にて減圧下で所望の処理を施して成膜を完了し、その後、被成膜体Ｓを巻取り部５３ｂで巻き取ることができる。したがって、本発明の成膜装置５１では、被成膜体Ｓを減圧条件下に置いたままで成膜の開始から完了までを行うことができる。尚、処理室５５と処理室５７の一方の処理を省略してもよい。
上記の本発明の成膜装置５１における真空成膜室５４、処理室５５、塗工成膜室５６、処理室５７の配置順序は一例であり、これらの室は任意の順序で配置することができる。
【００３０】
図６は、本発明の成膜装置の他の実施形態を示す概略構成図である。図６において、成膜装置１０１は、チャンバー１０２内に被成膜体巻取り室１０３、真空成膜室１０４、処理室１０５、塗工成膜室１０６、処理室１０７を備えている。また、被成膜体巻取り室１０３の巻出し部１０３ａから長尺状の被成膜体Ｓを巻き出し、真空成膜室１０４、処理室１０５、塗工成膜室１０６および処理室１０７を経由した被成膜体Ｓを巻取り部１０３ｂで巻き取るための搬送機構１１５を備えている。
搬送機構１１５は、巻出しローラー１１６、複数のガイドローラー１１７、複数のドラム１１８Ａ，１１８Ｂ，１１８Ｃ，１１８Ｄ、巻取りローラー１１９を備えている。巻出しローラー１１６から巻き出された被成膜体Ｓは、ガイドローラー１１７を経由してドラム１１８Ａ，１１８Ｂ，１１８Ｃ，１１８Ｄ上を順次搬送され、巻取りローラー１１９に巻き取られ、真空成膜室１０４、処理室１０５、塗工成膜室１０６、処理室１０７は、この被成膜体Ｓの搬送経路に沿って配置されている。
【００３１】
被成膜体巻取り室１０３には、排気ポンプ１１１が圧力調整バルブ１１２を介して接続されている。また、被成膜体巻取り室１０３内部には、上記の搬送機構１１５を構成する巻出しローラー１１６、複数のガイドローラー１１７、および、巻取りローラー１１９が配設されている。
真空成膜室１０４は、仕切り板１２１により被成膜体巻取り室１０３と隔離され、かつ、ドラム１１８Ａ上を搬送される被成膜体Ｓの搬送経路において、被成膜体巻取り室１０３の巻出し部１０３ａの下流側に配置されている。この真空成膜室１０４には、内部を減圧するための排気ポンプ１２２が圧力調整バルブ１２３を介して接続されている。また、外部の成膜用電源１２４が真空成膜室１０４内の成膜用ターゲット１２５に接続されており、さらに、真空成膜室１０４内にはプロセスガス供給口１２６が設けられており、ドラム１１８Ａ上を搬送される被成膜体Ｓへの真空成膜が可能とされている。
【００３２】
処理室１０５は、仕切り板１３１により真空成膜室１０４と隔離され、かつ、ドラム１１８Ｂ上を搬送される被成膜体Ｓの搬送経路において、真空成膜室１０４の下流側に配置されている。この処理室１０５には、内部を減圧するための排気ポンプ１３２が圧力調整バルブ１３３を介して接続されており、処理室１０５内部には、ドラム１１８Ｂ上を搬送される被成膜体Ｓの膜面に処理を施すための処理装置１３４が配設されている。
塗工成膜室１０６は、仕切り板１４１により処理室１０５と隔離され、かつ、ドラム１１８Ｃ上を搬送される被成膜体Ｓの搬送経路において、処理室１０５の下流側に配置されている。この塗工成膜室１０６には、内部を減圧するための排気ポンプ１４２が圧力調整バルブ１４３を介して接続されている。また、外部の塗工材料供給装置１４４が塗工成膜室１０６内の塗工用ヘッド１４５に接続されており、ドラム１１８Ｃ上を搬送される被成膜体Ｓへの塗工成膜が可能とされている。
【００３３】
処理室１０７は、仕切り板１３５により塗工成膜室１０６と隔離され、また、仕切り板１３９により被成膜体巻取り室１０３と隔離され、かつ、ドラム１１８Ｄ上を搬送される被成膜体Ｓの搬送経路において、塗工成膜室１０６の下流側に配置されている。この処理室１０７には、内部を減圧するための排気ポンプ１３６が圧力調整バルブ１３７を介して接続されており、処理室１０７内部には、ドラム１１８Ｄ上を搬送される被成膜体Ｓの膜面に処理を施すための処理装置１３８が配設されている。
成膜装置１０１において、真空成膜室１０４は、蒸着成膜装置、スパッタリング成膜装置、イオンプレーティング成膜装置、イオンビームアシスト成膜装置、クラスターイオンビーム成膜装置、プラズマＣＶＤ成膜装置、プラズマ重合成膜装置、熱ＣＶＤ成膜装置、触媒反応型ＣＶＤ成膜装置の少なくとも１種を備えるものであり、図示例に限定されるものではない。
【００３４】
また、成膜装置１０１において、塗工成膜室１０６に設ける塗工用ヘッド１４５を含む塗工装置には特に制限はないが、スプレー塗工装置、回転スプレー塗工装置のいずれかを備えることが好ましい。本発明では、塗工成膜室１０６内を排気ポンプ１４２で減圧する際、圧力調整バルブ１４３で排気能力を調整したり、排気口の位置、サイズを適宜設定することにより、スプレー塗工や回転スプレー塗工に最適な成膜材料の滞留時間、滞留量が得られるように、塗工成膜室１０６内に生じる気流を制御することができる。したがって、スプレー塗工装置、回転スプレー塗工装置を用いて、被成膜体Ｓの全面に均一な塗工を行うことが可能である。排気口の位置は、被成膜体Ｓの表面に均一に塗工液が供給されるように、被成膜体Ｓの搬送方向の下流側または上流側とすることができる。また、上述の図５に示すような整流板を塗工用ヘッド１４５と排気口との間に配置してもよい。尚、塗工用ヘッド１４５は１個でも複数個でもよく、また、１個の塗工用ヘッドをドラム１１８Ｃの幅方向に往復走査させてもよい。
【００３５】
成膜装置１０１の処理室１０５は、真空成膜室１０４にて被成膜体Ｓに成膜された材料の濡れ性等の膜特性を改質することを目的とするものであり、処理室１０５に配設される処理装置１３４は、例えば、熱源、紫外線照射装置、電子線照射装置、プラズマ照射装置の１種、あるいは、複数の組み合わせとすることができる。また、成膜装置１０１の処理室１０７は、塗工成膜室１０６において被成膜体Ｓに成膜された材料を硬化したり、成膜された材料から溶剤または水を除去したり、濡れ性等の膜特性を改質すること等を目的とするものである。処理室１０７に配設される処理装置１３８は、例えば、熱源、紫外線照射装置、電子線照射装置、プラズマ照射装置の１種、あるいは、複数の組み合わせとすることができる。
【００３６】
また、被成膜体巻取り室１０３、真空成膜室１０４、処理室１０５、塗工成膜室１０６、処理室１０７の各室を隔離する仕切り板１２１，１３１，１３５，１３９，１４１は、隣接する各室の間で、塗工材料が拡散して汚染したり、不要な熱や電磁波が供給、照射されることを防止するものである。また、上記の仕切り板は、両室に圧力差をつけることが可能な構造とすることができ、特に、圧力差を大きくする必要がある場合には、仕切り板に差動排気機構を設けることができる。
また、成膜装置１０１の搬送機構１１５を構成する各ドラム１１８Ａ，１１８Ｂ，１１８Ｃ，１１８Ｄは、回転するドラム上を搬送される被成膜体Ｓに対して加熱あるいは冷却することが可能なものとしてもよい。尚、真空成膜室１０４、塗工成膜室１０６での成膜、処理室１０５，１０７での処理は、各ドラム１１８Ａ，１１８Ｂ，１１８Ｃ，１１８Ｄを同時に停止して被成膜体Ｓを停止させた状態、あるいは、搬送状態、いずれで行うようにしてもよい。
【００３７】
このような本発明の成膜装置１０１では、被成膜体巻取り室１０３の巻出し部１０３ａから巻き出された長尺状の被成膜体Ｓが、ドラム１１８Ａ上を搬送されて、真空成膜室１０４で真空成膜が行われ、次いで、ドラム１１８Ｂ上を搬送されて、処理室１０５にて減圧下で所望の処理を施した後、ドラム１１８Ｃ上に搬送され、塗工成膜室１０６にて減圧下で塗工成膜が行われ、次いで、ドラム１１８Ｄ上に搬送され、処理室１０７にて減圧下で所望の処理を施して成膜を完了し、その後、被成膜体Ｓを巻取り部１０３ｂで巻き取ることができる。したがって、本発明の成膜装置１０１では、被成膜体Ｓを減圧条件下に置いたままで成膜の開始から完了までを行うことができる。尚、処理室１０５、１０７の一方での処理を省略してもよい。
上記の本発明の成膜装置１０１における真空成膜室１０４、処理室１０５、塗工成膜室１０６、処理室１０７の配置順序は一例であり、これらの室は任意の順序で配置することができる。
【００３８】
図７は、本発明の成膜装置の他の実施形態を示す概略構成図である。図７において、成膜装置２０１は、被成膜体ストック室２０３、第１真空成膜室２０４、第１塗工成膜室２０５、第１処理室２０６、第２真空成膜室２０７、第２塗工成膜室２０８、および、第２処理室２０９を備えている。上記の被成膜体ストック室３と第１真空成膜室２０４はゲートバルブ２１０Ａを介し、第１真空成膜室２０４と第１塗工成膜室２０５はゲートバルブ２１０Ｂを介し、第１処理室２０６と第２真空成膜室２０７はゲートバルブ２１０Ｃを介し、第２真空成膜室２０７と第２塗工成膜室２０８はゲートバルブ２１０Ｄを介し、さらに、第２処理室２０９と被成膜体ストック室２０３はゲートバルブ２１０Ｅを介して、それぞれ連設されている。
【００３９】
被成膜体ストック室２０３には、内部を減圧するための排気ポンプ２１２が圧力調整バルブ２１３を介して接続されている。また、被成膜体ストック室２０３内部には、成型品等の立体形状の被成膜体Ｓをストックするための手段（図示せず）が設けられている。このような手段としては、被成膜体Ｓの成膜面に傷を与えないようなものであれば特に制限はなく、例えば、被成膜体Ｓを載置するための複数段の棚やアーム、あるいは、被成膜体Ｓを挟持するための複数の爪部材、被成膜体Ｓと被成膜体ストック室３との間に配設したねじ込み式のかみ合わせ機構、引っ掛けフックを利用したフック機構、減圧（真空）吸着機構等を用いることができる。
【００４０】
第１真空成膜室２０４には、内部を減圧するための排気ポンプ２１４が圧力調整バルブ２１５を介して接続されており、第１真空成膜室２０４の内部には、被成膜体Ｓを載置するためのステージ２３１が配設されている。また、外部の成膜用電源２３２が第１真空成膜室２０４内の成膜用ターゲット２３４に接続されており、さらに、第１真空成膜室２０４内にはプロセスガス供給口２３５が配設されている。
第１塗工成膜室２０５には、内部を減圧するための排気ポンプ２１６が圧力調整バルブ２１７を介して接続されており、第１塗工成膜室２０５の内部には、被成膜体Ｓを載置するためのステージ２４１が配設されている。また、外部の塗工材料供給装置２４２が第１塗工成膜室２０５内の塗工用ヘッド２４３に接続されている。
第１処理室２０６は、仕切り板２５５を介して第１塗工成膜室２０５に併設されており、第１処理室２０６内部には、被成膜体Ｓを載置するためのステージ２５１、および、処理装置２５２が配設されている。
【００４１】
第２真空成膜室２０７には、内部を減圧するための排気ポンプ２１８が圧力調整バルブ２１９を介して接続されており、第２真空成膜室２０７の内部には、被成膜体Ｓを載置するためのステージ２６１が配設されている。また、外部の成膜用電源２６２が第２真空成膜室２０７内の成膜用ターゲット２６４に接続されており、さらに、第２真空成膜室２０７内にはプロセスガス供給口２６５が配設されている。上記の成膜用ターゲット２６４およびプロセスガス供給口２６５の配設位置は、立体物である被成膜体Ｓの所望の被成膜面に均一に成膜できるように、第１真空成膜室２０４での成膜用ターゲット２３４およびプロセスガス供給口２３５の配設位置との関係を考慮して設定することができる。
第２塗工成膜室２０８には、内部を減圧するための排気ポンプ２２０が圧力調整バルブ２２１を介して接続されており、第２塗工成膜室２０８の内部には、被成膜体Ｓを載置するためのステージ２７１が配設されている。また、外部の塗工材料供給装置２７２が第２塗工成膜室２０８内の塗工用ヘッド２７３に接続されている。この塗工用ヘッド２７３の配設位置は、立体物である被成膜体Ｓの所望の被成膜面に均一に成膜できるように、第１塗工成膜室２０５における塗工用ヘッド２４３の配設位置との関係を考慮して適宜設定することができる。
【００４２】
第２処理室２０９は、仕切り板２８５を介して第２塗工成膜室２０８に併設されており、第２処理室２０９内部には、被成膜体Ｓを載置するためのステージ２８１、および、処理装置２８２が配設されている。
上記の成膜装置２０１には、被成膜体ストック室２０３、第１真空成膜室２０４、第１塗工成膜室２０５、第１処理室２０６、第２真空成膜室２０７、第２塗工成膜室２０８、第２処理室２０９、および、被成膜体ストック室２０３の間で、個別の被成膜体Ｓを減圧条件下で搬送するための搬送機構が設けられている。この搬送機構としては、被成膜体Ｓを載置して搬送するコンベアー、被成膜体Ｓの下面を保持搬送するリフト、被成膜体Ｓの一部を把持して搬送するハンド、被成膜体Ｓと搬送装置との間に配設したねじ込み式のかみ合わせ機構、引っ掛けフックを利用したフック機構、減圧（真空）吸着機構を有するアーム機構等を挙げることができ、これらを複数組み合わせてもよい。
【００４３】
例えば、ゲートバルブ２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃ，２１０Ｄ，２１０Ｅを通過して隣接する室間を搬送する場合は、ハンドを使用し、各室内での被成膜体Ｓの搬送は、コンベアーで行うことができる。この場合、図示例では、ステージ２３１，２４１（２５１），２６１，２７１（２８１）をコンベアーとして使用することができる。
また、被成膜体Ｓを、被成膜面を傷つけずに搬送可能な搬送用キャリア（治具）に搭載して搬送してもよい。この場合、被成膜体Ｓの載置面側を搬送用キャリアに保持して搬送してもよく、例えば、被成膜体Ｓを搬送用キャリアの溝（被成膜体Ｓの形状に対応した溝）に嵌め込んだり、粘着あるいは吸着より搬送用キャリアに保持することができる。
【００４４】
成膜装置２０１において、第１真空成膜室２０４、第２真空成膜装置２０７は、蒸着成膜装置、スパッタリング成膜装置、イオンプレーティング成膜装置、イオンビームアシスト成膜装置、クラスターイオンビーム成膜装置、プラズマＣＶＤ成膜装置、プラズマ重合成膜装置、熱ＣＶＤ成膜装置、触媒反応型ＣＶＤ成膜装置の少なくとも１種を備えるものであり、両室で異なる成膜装置を備えてもよく、図示例に限定されるものではない。また、第１真空成膜室２０４の成膜用ターゲット２３４と、第２真空成膜室２０７の成膜用ターゲット２６４を異なるものとすることにより、別種の成膜を行ってもよい。
【００４５】
また、成膜装置２０１において、第１塗工成膜室２０５、第２塗工成膜室２０８に設ける塗工用ヘッド２４３，２７３を含む塗工装置は、特に制限されないが、スプレー塗工装置、回転スプレー塗工装置のいずれかを備えることが好ましい。本発明では、第１塗工成膜室２０５内を排気ポンプ２１６で減圧する際、および、第２塗工成膜室２０８内を排気ポンプ２２０で減圧する際、圧力調整バルブ２１７，２２１で排気能力を調整したり、排気口の位置、サイズを適宜設定することにより、スプレー塗工や回転スプレー塗工に最適な成膜材料の滞留時間、滞留量が得られるように、第１塗工成膜室２０５、第２塗工成膜室２０８内に生じる気流を制御することができる。したがって、スプレー塗工装置、回転スプレー塗工装置を用いて、被成膜体Ｓの全面に均一な塗工を行うことが可能である。排気口は、被成膜体Ｓの表面に均一に塗工液が供給されるように、被成膜体Ｓを介して塗工用ヘッド２４３，２７３の反対側や、被成膜体Ｓを載置するステージ２４１，２７１の反対面側等に配置することができる。また、塗工用ヘッド２４３，２７３と排気口との間に整流板を配置してもよい。尚、塗工用ヘッド２４３，２７３は１個でも複数個でもよく、また、１個の塗工用ヘッドを被成膜体Ｓと所定の間隔を維持するように往復走査させてもよい。尚、第１塗工成膜室２０５で使用する塗工材料と、第２塗工成膜室２０８で使用する塗工材料は、同一種であっても、別種であってもよい。
【００４６】
成膜装置２０１の第１処理室２０６、第２処理室２０９は、被成膜体Ｓに成膜された材料を硬化したり、成膜された材料から溶剤または水を除去したり、濡れ性等の膜特性を改質すること等を目的とするものである。第１処理室２０７に配設される処理装置２５２、第２処理室２０９に配設される処理装置２８２は、例えば、熱源、紫外線照射装置、電子線照射装置、プラズマ照射装置の１種、あるいは、複数の組み合わせとすることができる。
また、第１塗工成膜室２０５と第１処理室２０６とを隔離する仕切り板２５５、および、第２塗工成膜室２０８と第２処理室２０９とを隔離する仕切り板２８５は、塗工成膜室から処理室に、塗工材料が拡散して汚染することを防止し、かつ、処理室から塗工成膜室に不要な熱や電磁波が供給、照射されることを防止するものである。
【００４７】
尚、第１塗工成膜室２０５と第１処理室２０６のプロセス圧力（減圧状態）が異なる場合には、仕切り板２５５は、両室に圧力差をつけることが可能な構造とすることができる。特に、第１塗工成膜室２０５と第１処理室２０６の圧力差を大きくする必要がある場合には、仕切り板２５５に差動排気機構を設けたり、ゲートバルブを介して両室を完全に分離し独立したものとし、処理室７内を減圧するための排気ポンプと圧力調整バルブを設けることができる。第２塗工成膜室２０８と第２処理室２０９を隔離するための仕切り板２８５についても上記と同様に対処することができる。
【００４８】
塗工装置２０１を構成するゲートバルブ２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃ，２１０Ｄ，２１０Ｅは、ゲートバルブを介して連設されている両室の圧力差を維持すること、また、連設されている両室の圧力差がほぼなくなったときに、開放して被成膜体Ｓを通過させるものである。このようなゲートバルブとしては、上述の成膜装置１のゲートバルブ８，９と同様とすることができる。また、本発明では、連設されている両室の圧力差を維持するための手段として、上記のようなゲートバルブに限定されず、上記の図２に示されるような強制排気方式による手段、あるいは、図３に示されるようなコンダクタンス方式による手段等を使用してもよい。
【００４９】
また、ステージ２３１，２４１，２５１，２６１，２７１，２８１は、載置された被成膜体Ｓを加熱あるいは冷却して、成膜、あるいは、処理に最適な温度とすることが可能であってもよく、この場合、ステージは、上述の成膜装置１のステージ２１，３１，４１と同様とすることができる。
尚、第１真空成膜室２０４、第１塗工成膜室２０５、第２真空成膜室２０７、第２塗工成膜室２０８での成膜、第１処理室２０６や第２処理室２０９での処理は、被成膜体Ｓを停止した状態、あるいは、搬送状態、いずれで行うようにしてもよい。
【００５０】
このような本発明の成膜装置２０１では、被成膜体ストック室２０３から被成膜体Ｓを第１真空成膜室２０４に搬送して真空成膜を行い、その後、第１塗工成膜室２０５に搬送して減圧下で塗工成膜を行い、次いで、第１処理室２０６にて減圧下で所望の処理を膜に対して行い、さらに、被成膜体Ｓを第２真空成膜室２０７に搬送して真空成膜を行い、その後、第２塗工成膜室２０８に搬送して減圧下で塗工成膜を行い、次いで、第２処理室２０９にて減圧下で所望の処理を膜に対して行い、被成膜体ストック室２０３に被成膜体Ｓを搬送することができる。したがって、本発明の成膜装置２０１では、被成膜体Ｓを減圧条件下に置いたままで成膜の開始から完了までを行うことができる。尚、真空成膜と減圧下での塗工成膜の順序を逆にしてもよく、あるいは、同じ成膜手段を用いて２回以上の成膜を行ってもよい。
【００５１】
上記の図示例の本発明の成膜装置２０１における第１真空成膜室２０４、第１塗工成膜室２０５、第１処理室２０６、第２真空成膜室２０７、第２塗工成膜室２０８、第２処理室２０９の配置順序は一例であり、これらの室は任意の順序で配置することができる。また、本発明の成膜装置２０１により成膜可能な被成膜体Ｓは、無機材料、有機材料、無機有機複合材料等からなる成型品等の立体物、あるいは、板状体であってよく、特に制限はない。
【００５２】
［成膜方法］
次に、本発明の成膜方法について説明する。
本発明の成膜方法は、被成膜体に対して真空成膜法による成膜と減圧条件下での塗工成膜法による成膜とからなる重層成膜を行い、かつ、成膜の開始から完了まで被成膜体を減圧条件下に置くことにより、所望の機能を発現する機能膜を形成するものである。
本発明の成膜方法の被成膜体は、特に制限されるものではなく、例えば、ガラス板、金属板等の板状体、プラスチックフィルム等のフィルム、プラスチック長尺体、ガラス瓶やプラスチックボトル等の立体成型品等である。
【００５３】
真空成膜法による被成膜体上への成膜方法としては、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、イオンビームアシスト法、クラスターイオンビーム法、プラズマＣＶＤ法、プラズマ重合法、熱ＣＶＤ法、触媒反応型ＣＶＤ法等を挙げることができる。この真空成膜時には、被成膜体は、静止状態であってもよく、また、搬送状態であってもよい。さらに、２種以上の真空成膜法を使用して、別種の膜を積層してもよい。
真空成膜により成膜される厚みは、機能膜の用途により適宜設定することができるが、１ｎｍ〜１０μｍ、好ましくは１ｎｍ〜１μｍ程度とすることができる。真空成膜厚みが１ｎｍ未満では、被成膜体の全面への均一な成膜が困難であり、また、１０μｍを超えると、成膜に要する時間が長くなり好ましくない。
【００５４】
塗工成膜法による被成膜体上への減圧下での成膜方法は、特に制限はないが、スプレー塗工方式または回転スプレー塗工方式であることが望ましい。本発明では、減圧下で塗工成膜を行うため、従来、スプレー塗工方式あるいは回転スプレー塗工方式で問題となっていた、スプレーされた塗工材料への気流の影響を抑制することができる。すなわち、減圧するための排気ポンプの作動によって塗工成膜室内に生じる気流を利用して、塗工材料の滞留時間、滞留量を制御することができ、より均一で高品質の成膜が可能である。
塗工成膜時には、被成膜体は、静止状態であってもよく、また、搬送状態であってもよい。塗工成膜時の減圧状態は、大気圧よりも低い圧力状態であり、例えば、１．００×１０-4Ｐａ〜１．００×１０+5Ｐａ程度の範囲で任意に設定することができる。さらに、２種以上の塗工材料を使用して、別種の膜を積層してもよい。塗工成膜により成膜される厚みは、機能膜の用途により適宜設定することができるが、０．１μｍ〜５ｍｍ、好ましくは０．１μｍ〜１ｍｍ程度とすることができる。塗工成膜厚みが０．１μｍ未満では、被成膜体の全面への均一な塗工成膜が困難であり、また、５ｍｍを超えると、コスト面でデメリットを生じ好ましくない。
【００５５】
本発明では、例えば、真空成膜法による成膜を行った後に、減圧条件下での塗工成膜法による成膜を行い、その後、膜硬化処理等を施すことができるが、多層成膜における真空成膜と塗工成膜の順序、積層数には特に制限はない。
成膜後の処理は、例えば、真空成膜で形成された膜の濡れ性等の膜特性を改質することを目的とするもの、あるいは、塗工成膜で形成された膜を硬化したり、成膜された材料から溶剤または水を除去することを目的とするものである。このような処理には、例えば、熱源、紫外線照射装置、電子線照射装置、プラズマ照射装置の１種、あるいは、複数の組み合わせを使用することができる。
【００５６】
本発明の成膜方法により成膜可能な機能膜としては、着色膜、遮光膜、透明膜、半透明膜、高反射膜、反射防止膜、光学干渉膜、高輝度膜、導電膜、絶縁膜、パッシベーション膜、ガスバリア膜、ガス選択透過膜、保護膜、硬質膜、高密度膜、剥離膜、平均化膜、粗面化膜の少なくとも１種の機能を有する機能膜を挙げることができる。
このような本発明の成膜方法は、被成膜体を減圧条件下に置いたままで成膜を行うので、真空成膜法による成膜と減圧条件下での塗工成膜法による成膜とからなる重層成膜の間に、パーティクルや異物が成膜面に付着したり、成膜材料が大気中の酸素と反応して酸化されたり、水分を吸着することが防止される。したがって、高品質の機能膜が得られるとともに、圧力を大気開放したり、再度減圧する必要がなく連続して成膜を行うことができ、機能膜の生産性が高いものとなる。そして、このような本発明の成膜方法は、上述の本発明の成膜装置を使用することにより、容易に実施することができる。
【実施例】
【００５７】
次に、具体的実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
［実施例１］
被成膜体として、ソーダライムガラス着板（厚み０．７ｍｍ、３７０ｍｍ×４７０ｍｍ）を準備した。このソーダライムガラス着板をガラス搬送用キャリアの溝部（サイズ３９０ｍｍ×４９０ｍｍ）に嵌め込むように載置した。
次に、被成膜体ストック室と真空成膜室と塗工成膜室および処理室を、各真空ポンプにより１．００×１０-4Ｐａまで減圧した。
【００５８】
次に、被成膜体ストック室と真空成膜室の間のゲートバルブ、および、真空成膜室と塗工成膜室の間のゲートバルブを開き、ソーダライムガラス着板を被成膜体ストック室から塗工成膜室内のステージ上に搬送した。この搬送は、上記ガラス搬送用キャリアと一体で、アーム搬送とした。
次に、回転スプレー塗工装置を用い、減圧下でソーダライムガラス着板上に平坦化材料（ザ・インクテック（株）製  ＵＶ硬化樹脂ＩＰ−ＭＰ４０２）を塗工した。塗工条件は、後述する処理後の膜厚みが１μｍとなるように設定した。また、ソーダライムガラス着板の温度は２５℃とした。
【００５９】
次いで、ソーダライムガラス着板を処理室に搬送して、ステージ上に載置した。この搬送は、上記ガラス搬送用キャリアと一体で、アームによる搬送とした。その後、ステージを加熱してソーダライムガラス着板の温度を２００℃まで上げ、１時間保持して硬化処理を施した。さらに、紫外線照射装置により紫外線を１５０ｍＪ照射して、平坦化膜を形成した。
【００６０】
次に、平坦化膜が形成されたソーダライムガラス着板を真空成膜室に搬送して、ステージ上に載置した。この搬送は、上記ガラス搬送用キャリアと一体で、アームによる搬送とした。その後、ステージを加熱してソーダライムガラス着板の温度を１４０℃まで上げ、マグネトロンスパッタリング装置を用いて酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜（厚み１５０ｎｍ）を平坦化膜上に成膜した。この真空成膜では、成膜圧力を０．１Ｐａとし、酸素およびアルゴンガスを用い、酸素分圧２％、投入電力３ｋＷとした。
上記のようにして、ソーダライムガラス着板上に平坦化膜とＩＴＯ膜を重層成膜して機能膜を形成した。
【００６１】
＜機能膜の評価１＞
ソーダライムガラス着板の各端面から１０ｍｍの幅の領域を除いた３５０ｍｍ×４５０ｍｍの領域に対して、５０ｍｍピッチで測定点（測定点は８点×１０点＝８０点）を設定した。これらの測定点において、以下の表面平滑性測定、シート抵抗測定、全光線透過率測定を行い、結果を下記の表１に示した。
【００６２】
（表面平滑性測定）
Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製の原子間力顕微鏡を用いて、タッピングモードにより１００μｍ平方の領域の表面平滑性を測定し、平均粗さＲａおよび粗さの最大値と最小値の差（Ｐ−Ｖ）を求めた。この表面平滑性測定は、平坦化膜単体と、平坦化膜とＩＴＯ膜の積層状態の両方で行った。また、測定結果は測定値（８０点）の平均と分散（３σ）で示した。尚、表面平滑性は、Ｒａの平均が１ｎｍ以下、Ｐ−Ｖの平均が１０ｎｍ以下を実用レベルとする。
【００６３】
（シート抵抗測定）
測定装置として三菱油化（株）製ロレスタを用いて、４端子法によりシート抵抗を測定した。尚、この測定は、平坦化膜とＩＴＯ膜の積層状態で行い、測定結果は測定値（８０点）の平均と分散（３σ）で示した。尚、シート抵抗は、平均が３０Ω／□以下を実用レベルとする。
【００６４】
（全光線透過率測定）
全光線透過率測定装置（スガ試験機（株）製S&M COLOR COMPUTER）を用いて、全光線透過率測定を測定した。この測定は、平坦化膜とＩＴＯ膜の積層状態で行い、測定結果は測定値（８０点）の平均で示した。尚、全光線透過率は、平均が９０％以上を実用レベルとする。
【００６５】
［比較例１］
平坦化膜の成膜を、大気圧下で行った他は、実施例１と同様にして、ソーダライムガラス着板上に平坦化膜とＩＴＯ膜を重層成膜して機能膜を形成した。
形成した機能膜について、実施例１と同様に、表面平滑性測定、シート抵抗測定、全光線透過率測定を行い、結果を下記の表１に示した。
【００６６】
［比較例２］
減圧下での平坦化膜の成膜後（塗工、および、硬化処理、紫外線照射処理後）、一旦、大気開放を行い、その後、再度減圧して真空成膜を行った他は、実施例１と同様にして、ソーダライムガラス着板上に平坦化膜とＩＴＯ膜を重層成膜して機能膜を形成した。
形成した機能膜について、実施例１と同様に、表面平滑性測定、シート抵抗測定、全光線透過率測定を行い、結果を下記の表１に示した。
【００６７】
【表１】
2005169267.tif 000003
【００６８】
表１に示されるように、本発明により成膜された機能膜（実施例１）は、表面平滑性、シート抵抗、および、全光線透過率のいずれも実用レベルにあった。
しかし、大気圧下での塗工成膜を行って形成された機能膜（比較例１）は、表面平滑性、シート抵抗、および、全光線透過率のいずれも実用レベルに満たないものであった。
さらに、減圧下での塗工成膜後、一旦大気開放を行って形成された機能膜（比較例２）は、平坦化膜のみの表面平滑性は良好であったものの、機能膜の表面平滑性、シート抵抗、および、全光線透過率は、いずれも実用レベルに満たないものであった。
【００６９】
［実施例２］
被成膜体として、長尺巻取り状のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（東洋紡績（株）製Ａ４１００、厚み１００μｍ、幅１０００ｍｍ）を準備した。このＰＥＴフィルムを、図６に示される本発明の塗布装置の被成膜体巻取り室の搬送機構に、易接着面と反対側の面が被成膜面となるように装着した。
次に、被成膜体巻取り室と真空成膜室と塗工成膜室および処理室を、各真空ポンプにより１×１０-3Ｐａまで減圧した。
【００７０】
次に、真空成膜材料として、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）ガス（東レダウコーニングシリコーン（株）製ＳＨ２００−０．６５ｃＳｔ）と酸素ガス（大陽東洋酸素（株）製  純度９９．９９９９％以上）、ヘリウムガス（大陽東洋酸素（株）製  純度９９．９９９％以上）を準備した。次いで、真空成膜室内の電極に４０ｋＨｚの周波数を有する電力（投入電力１５ｋＷ）を印加し、この電極近傍に設けられたプロセスガス供給口からＨＭＤＳＯ１．２ｓｌｍ、酸素２ｓｌｍ、ヘリウム２ｓｌｍを真空成膜室に導入し、圧力調整バルブの開閉度を制御することにより、真空成膜室内圧力を１０Ｐａに保った。そして、ドラム上を０．５ｍ／秒の速度で搬送されるＰＥＴフィルムに酸化珪素膜（厚み１５０ｎｍ）を成膜した。
【００７１】
次に、真空成膜室で酸化珪素膜が成膜されたＰＥＴフィルムを塗工成膜室に搬送し、ドラム上を０．５ｍ／秒の速度で搬送されるＰＥＴフィルムに、回転スプレー塗工装置を用いて減圧下で平坦化材料（ザ・インクテック（株）製  ＵＶ硬化樹脂ＩＰ−ＭＰ４０２）を塗工した。塗工条件は、後述する処理後の膜厚みが１μｍとなるように設定した。
次いで、ＰＥＴフィルムを処理室に搬送して、ドラム（ドラム温度２００℃）上を０．５ｍ／秒の速度で搬送されるＰＥＴフィルムに、紫外線照射装置により紫外線を２００ｍＪ照射して、平坦化膜を形成した。
上記のようにして、ＰＥＴフィルム上にバリア膜としての酸化珪素膜と平坦化膜を重層成膜して機能膜を約２０ｍの長さに亘って形成した。
【００７２】
＜機能膜の評価２＞
ＰＥＴフィルムの幅方向の各端面から５０ｍｍの幅の領域を除いた有効９００ｍｍ幅に対し１００ｍｍピッチで１０点、長さ方向に１ｍピッチで１１点、計１１０点の測定点を設定した。これらの測定点において、以下の表面平滑性測定、ガスバリア性測定、全光線透過率測定を行い、結果を下記の表２に示した。
【００７３】
（表面平滑性測定）
Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製の原子間力顕微鏡を用いて、タッピングモードにより１００μｍ平方の領域の表面平滑性を測定し、平均粗さＲａおよび粗さの最大値と最小値の差（Ｐ−Ｖ）を求めた。測定結果は測定値（１１０点）の平均と分散（３σ）で示した。尚、表面平滑性は、Ｒａの平均が１ｎｍ以下、Ｐ−Ｖの平均が１０ｎｍ以下を実用レベルとする。
【００７４】
（ガスバリア性測定）
水蒸気透過率測定装置（モコン社製パーマトランＷ３／３１）を用いて、４０℃、９０％ＲＨの測定条件で測定した。測定結果は測定値（１１０点）の平均と分散（３σ）で示した。尚、ガスバリア性は、０．１（g/m2/day）以下を実用レベルとする。
【００７５】
（全光線透過率測定）
全光線透過率測定装置（スガ試験機（株）製S&M COLOR COMPUTER）を用いて、全光線透過率測定を測定した。測定結果は測定値（１１０点）の平均で示した。尚、全光線透過率は、平均が９０％以上を実用レベルとする。
【００７６】
［比較例３］
平坦化膜の成膜を、大気圧下で行った他は、実施例２と同様にして、ＰＥＴフィルム上にバリア膜としての酸化珪素膜と平坦化膜を重層成膜して機能膜を形成した。
形成した機能膜について、実施例２と同様に、表面平滑性測定、ガスバリア性測定、全光線透過率測定を行い、結果を下記の表２に示した。
【００７７】
［比較例４］
被成膜体として、シート状のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（東洋紡績（株）製Ａ４１００、厚み１００μｍ、３７０ｍｍ×４７０ｍｍ）を準備した。このＰＥＴフィルムを、図１に示される本発明の塗布装置の被成膜体ストック室に載置した。
次に、被成膜体ストック室と真空成膜室と塗工成膜室および処理室を、各真空ポンプにより１×１０-4Ｐａまで減圧した。
【００７８】
次に、被成膜体ストック室と真空成膜室の間のゲートバルブ、および、真空成膜室と塗工成膜室の間のゲートバルブを開き、ＰＥＴフィルムを被成膜体ストック室から塗工成膜室内のステージ上に搬送した。この搬送は、ＰＥＴフィルムをテンションをかけた状態でフィルムを担持可能なキャリアにＰＥＴフィルムを担持させ、ＰＥＴフィルムとキャリアを一体でアーム搬送により行なった。
次に、回転スプレー塗工装置を用い、減圧下でＰＥＴフィルム上に平坦化材料（ザ・インクテック（株）製  ＵＶ硬化樹脂ＩＰ−ＭＰ４０２）を塗布した。塗布条件は、後述する処理後の膜厚みが１μｍとなるように設定した。ＰＥＴフィルムの温度は２５℃とした。
【００７９】
次いで、ＰＥＴフィルムを処理室に搬送して、ステージ上に載置した。この搬送は、ＰＥＴフィルムとキャリアを一体でアーム搬送により行なった。その後、ステージを加熱してＰＥＴフィルムの温度を２００℃まで上げ、１時間保持して硬化処理を施した。さらに、紫外線照射装置により紫外線を１５０ｍＪ照射して、平坦化膜を形成した。
その後、ＰＥＴフィルム上の平坦化膜を大気開放した。
【００８０】
次に、平坦化膜が形成されたＰＥＴフィルムを真空成膜室に搬送して、ステージ上に載置した。この搬送は、ＰＥＴフィルムとキャリアを一体でアーム搬送により行なった。その後、ステージを加熱してＰＥＴフィルムの温度を１４０℃まで上げ、マグネトロンスパッタリング装置を用いて酸化珪素膜（厚み１５０ｎｍ）を平坦化膜上に成膜した。この成膜では、成膜圧力を０．２５Ｐａとし、アルゴンガスと酸素ガスを用い、酸素分圧１０％、投入電力２ｋＷとした。
上記のようにして、ＰＥＴフィルム上に平坦化膜とＩＴＯ膜を重層成膜して機能膜を形成した。
形成した機能膜について、実施例１の機能膜の評価１と同様に８０点の測定点を設定し、この測定点について、実施例２と同様に、表面平滑性測定、ガスバリア性測定、全光線透過率測定を行い、結果を下記の表２に示した。
【００８１】
【表２】
2005169267.tif 000004
【００８２】
表２に示されるように、本発明により成膜された機能膜（実施例２）は、表面平滑性、ガスバリア性、および、全光線透過率のいずれも実用レベルにあった。
しかし、大気圧下での塗工成膜を行って形成された機能膜（比較例３）は、表面平滑性、ガスバリア性、および、全光線透過率のいずれも実用レベルに満たないものであった。
また、減圧下での塗工成膜後、一旦大気開放を行って形成された機能膜（比較例４）も、表面平滑性、ガスバリア性、および、全光線透過率は、いずれも実用レベルに満たないものであった。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
種々の用途の機能膜の製造に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の成膜装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】連設されている両室の圧力差を維持するための手段の一例を示す概略構成図である。
【図３】連設されている両室の圧力差を維持するための手段の他の例を示す概略構成図である。
【図４】本発明の成膜装置の他の実施形態を示す概略構成図である。
【図５】本発明の成膜装置の他の実施形態を示す概略構成図である。
【図６】本発明の成膜装置の他の実施形態を示す概略構成図である。
【図７】本発明の成膜装置の他の実施形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００８５】
１，５１，１０１，２０１…成膜装置
４，５４，１０４，２０４，２０７…真空成膜室
６，５６，１０６，２０５，２０８…塗工成膜室
７，５５，５７，１０５，１０７，２０６，２０９…処理室
８，９，２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃ，２１０Ｄ，２１０Ｅ…ゲートバルブ
１２，１４，１６，１１１，１２２，１３２，１４２，１３６，２１２，２１４，２１６，２１８，２２０…排気ポンプ
４２，８４，８８，１３４，１３８，２５２，２８２…処理装置
４５，７１，８１，８５，８９，９１，１２１，１３１，１３５，１３９，１４１，２５５，２８５…仕切り板
６５，１１５…搬送機構
Ｓ…被成膜体
【図１】
2005169267.tif 000005
【図２】
2005169267.tif 000006
【図３】
2005169267.tif 000007
【図４】
2005169267.tif 000008
【図５】
2005169267.tif 000009
【図６】
2005169267.tif 000010
【図７】
2005169267.tif 000011