(57)【要約】      （修正有）【課題】長時間連続して基材上に蒸着材料を蒸着させることができるとともに、品質の高い薄膜を基材上に形成することが可能な真空成膜装置を提供する。【解決手段】真空成膜装置が、真空容器１０と、真空容器内に、被成膜面を下向きにして配設される基材１１と、真空容器内の基材の下方に配置され、上記被成膜面に略対向する位置に設けられる蒸着材料収納容器開口部１７２を上面に有する蒸着材料収納容器１８と、アノード電極３１を有し、真空容器内にプラズマを照射するプラズマガン３と、蒸着材料収納容器を加熱し、蒸着材料を蒸発させる加熱部４と、蒸着材料収納容器に正電位を印加する、電位印加部５と、を備える。【選択図】図１
2012214831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器と、
アノード電極を有し、前記真空容器内にプラズマを照射するプラズマガンと、
前記真空容器内に、被成膜面を下向きにして配設される基材と、
前記真空容器内の前記基材の下方に配置され、前記被成膜面に略対向する位置に設けられる蒸着材料収納容器開口部を上面に有する蒸着材料収納容器と、
前記蒸着材料収納容器を加熱し、蒸着材料を蒸発させる加熱部と、
前記蒸着材料収納容器に正電位を印加する、電位印加部と、を備える真空成膜装置。
【請求項２】
前記基材と前記蒸着材料収納容器との間に、略水平に配設される防着板をさらに備え、
前記防着板は、前記被成膜面と対向する位置に、開閉可能な開口部を有する請求項１に記載の真空成膜装置。
【請求項３】
前記真空容器内に、成膜前の前記基材を巻き出す基材巻き出し部と、
前記巻き出しロールから巻き出され、成膜される前記基材を搬送する成膜用ドラムと、
前記成膜用ドラムに搬送された成膜後の前記基材を巻き取る基材巻き取り部と、をさらに備える請求項１又は２に記載の真空成膜装置。
【請求項４】
前記蒸着材料収納容器は、上面に前記蒸着材料を収容するための凹部が形成された黒鉛ルツボを有し、
前記加熱部は、前記黒鉛ルツボの外周を覆うように設けられる高周波誘導加熱コイルと、前記高周波誘導加熱コイルに対して高周波電流を供給する高周波電源と、を有する請求項１から３のいずれかに記載の真空成膜装置。
【請求項５】
前記蒸着材料収納容器は、前記凹部よりも下方に、前記凹部の底面に対向する位置に導電部を有し、
前記電位印加部は、前記導電部と前記アノード電極とに正電位を印加する電源であり、
前記導電部と前記アノード電極とは可変抵抗を介して電気的に接続される請求項４に記載の真空成膜装置。
【請求項６】
前記蒸着材料収納容器は、前記凹部の開口縁の上部を覆う絶縁板を有する請求項４又は５に記載の真空成膜装置。
【請求項７】
前記蒸着材料は、絶縁材料である請求項１から６のいずれかに記載の真空成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は真空成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基材の被成膜面に無機酸化物等を蒸着させて薄膜を形成することにより、基材に対してバリア性を付与するためのイオンプレ−ティング装置が知られている。例えば、プラズマガンと、電位を調整された蒸着材料収納容器とを組み合わせることで蒸着材料のイオン化を促進することが可能なイオンプレーティング装置が知られている（特許文献１、２参照）。
【０００３】
特許文献１、２に記載のイオンプレーティング装置により、基材上に形成される薄膜は、従来の蒸着方式により基材上に形成される薄膜と比較して、薄膜の緻密性や薄膜表面の平滑性に優れる。このため、上記イオンプレーティング装置により、基材上に形成された薄膜を有する基材は、高い水蒸気バリア性を有する。
【０００４】
特許文献１、２に記載のイオンプレ−ティング装置は、蒸着材料を保持する蒸着材料収納容器の電位を調整することでプラズマガンが発する電子を、蒸着材料の周辺に集めて、蒸着材料の蒸気と衝突させて、蒸着材料をイオン化する。このため、蒸着材料収納容器が非導電性の蒸着材料自身によって汚れてしまうと、プラズマガンからの電子を蒸着材料収納容器に還流することができなくなる。このように蒸着材料収納容器へ電子が流れ込みにくくなると、イオンプレ−ティング効果を継続できなくなる。その結果、長時間連続して、基材に蒸着材料を蒸着させることができなくなる。また、特許文献１、２に記載されるような従来のイオンプレーティング装置の場合には、プラズマガンが発する電子の多くが、蒸着材料収納容器とは別の箇所にも拡散してしまい効率が悪いという問題もある。
【０００５】
そこで、特許文献３では、表面に汚れが付着しにくいように、凹凸形状を有するアノ−ド電極や、汚れの掻き取りワイパ−の設置を行っている。しかし、特許文献３に記載の発明を実施しようとすると、アノ−ド電極の加工が難しくなる。さらに、特許文献３に記載の発明では、プラズマガンに動力による旋回機構を設けなければならず、複雑な構造になることにより製造コストが上昇する。
【０００６】
また、特許文献４では、平板型のアノ−ド電極をプラズマガンと対向する位置に設け、磁場でプラズマを拡散させることにより、アノード電極に蒸着材料が短時間で堆積するのを防止している。しかし、特許文献４に記載の発明を用いても、蒸着材料の堆積は時間の問題であり、長時間連続して基材に蒸着材料を蒸着させることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３４８３１号公報
【特許文献２】特開２００９−６２５９７号公報
【特許文献３】特許第４０７４３７０号公報
【特許文献４】特開２００８−９５１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は以上の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、長時間連続して基材上に蒸着材料を蒸着させることができるとともに、品質の高い薄膜を基材上に形成することが可能な真空成膜装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、真空容器と、真空容器内に、被成膜面を下向きにして配設される基材と、真空容器内の基材の下方に配置され、上記被成膜面に略対向する位置に設けられる蒸着材料収納容器開口部を上面に有する蒸着材料収納容器と、アノード電極を有し、真空容器内にプラズマを照射するプラズマガンと、蒸着材料収納容器を加熱し、蒸着材料を蒸発させる加熱部と、蒸着材料収納容器に正電位を印加する、電位印加部と、を備える真空成膜装置であれば、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のものを提供する。
【００１０】
（１）  真空容器と、前記真空容器内に、被成膜面を下向きにして配設される基材と、前記真空容器内の前記基材の下方に配置され、前記被成膜面に略対向する位置に設けられる蒸着材料収納容器開口部を上面に有する蒸着材料収納容器と、アノード電極を有し前記真空容器内にプラズマを照射するプラズマガンと、前記蒸着材料収納容器を加熱し蒸着材料を蒸発させる加熱部と、前記蒸着材料収納容器に正電位を印加する、電位印加部と、を備える真空成膜装置。
【００１１】
（２）  前記基材と前記蒸着材料収納容器との間に、略水平に配設される防着板をさらに備え、前記防着板は、前記被成膜面と対向する位置に、開閉可能な開口部を有する（１）に記載の真空成膜装置。
【００１２】
（３）  前記真空容器内に、成膜前の前記基材を巻き出す基材巻き出し部と、前記巻き出しロールから巻き出され、成膜される前記基材を搬送する成膜用ドラムと、前記成膜用ドラムに搬送された成膜後の前記基材を巻き取る基材巻き取り部と、をさらに備える（１）又は（２）に記載の真空成膜装置。
【００１３】
（４）  前記蒸着材料収納容器は、上面に前記蒸着材料を収容するための凹部が形成された黒鉛ルツボを有し、前記加熱部は、前記黒鉛ルツボの外周を覆うように設けられる高周波誘導加熱コイルと、前記高周波誘導加熱コイルに対して高周波電流を供給する高周波電源と、を有する（１）から（３）のいずれかに記載の真空成膜装置。
【００１４】
（５）  前記蒸着材料収納容器は、前記凹部よりも下方に、前記凹部の底面に対向する位置に導電部を有し、前記電位印加部は、前記導電部と前記アノード電極とに正電位を印加する電源であり、前記導電部と前記アノード電極とは可変抵抗を介して電気的に接続される（４）に記載の真空成膜装置。
【００１５】
（６）  前記蒸着材料収納容器は、前記凹部の開口縁の上部を覆う絶縁板を有する（４）又は（５）に記載の真空成膜装置。
【００１６】
（７）  前記蒸着材料は、絶縁材料である（１）から（６）のいずれかに記載の真空成膜装置。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の真空成膜装置によれば、長時間連続して、基材上に蒸着材料を蒸着させることができ、且つ基材上に形成される薄膜によるバリア性向上の効果も高い。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態の真空成膜装置を模式的に示す図である。
【図２】図２は、外周に高周波誘導加熱コイル４１を有する蒸着材料収納容器１８を模式的に示す図であり（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下本発明の実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００２０】
＜真空成膜装置＞
図１は本実施形態の断面を模式的に示す図である。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態の真空成膜装置１は、真空容器１０、基材１１、基材巻き出し部１２、成膜用ドラム１３、基材巻き取り部１４、搬送ロール１５、１６、防着箱１７、蒸着材料収納容器１８、蒸着材料２、プラズマガン３、加熱部４、電位印加部５を備える。
【００２２】
図１に示すように、真空容器１０内の上部に、成膜用ドラム１３に巻き掛けられた基材１１がその被成膜面を下向きにして配設される。成膜用ドラム１３は、基材巻き出し部１２と基材巻き取り部１４との間に配置される。また、基材巻き出し部１２と成膜用ドラム１３との間には搬送ロール１５が配置され、成膜用ドラム１３と基材巻き取り部１４との間には搬送ロール１６が配置される。
【００２３】
また、真空容器１０内の成膜用ドラム１３より下部に、電気的に接地された防着箱１７が配設される。防着箱１７は底面に蒸着材料収納容器１８が配置される。蒸着材料収納容器１８の上面と一定の間隔を空けて対向する位置に、成膜用ドラム１３に巻き掛けられた基材１１の被成膜面が位置するように、蒸着材料収納容器１８は上記底面に配置される。また、防着箱１７の内部にプラズマを照射するプラズマガン３が配置される。
【００２４】
蒸着材料収納容器１８には、蒸着材料収納容器１８を加熱する加熱部４、蒸着材料収納容器１８に正電位を印加する電位印加部５が接続されている。本発明の真空成膜装置の特徴の一つは、プラズマガン３、加熱部４、電位印加部５を備える点である。
【００２５】
以下、本実施形態の真空成膜装置１の各構成について、真空容器１０、基材１１、基材巻き出し部１２、成膜用ドラム１３、基材巻き取り部１４、搬送ロール１５、１６、防着箱１７、蒸着材料収納容器１８、蒸着材料２、の順で説明した後、プラズマガン３、加熱部４、電位印加部５について説明する。
【００２６】
真空容器１０は、真空雰囲気中で薄膜を形成するために外部と隔離するための部位である。真空容器１０は、真空成膜装置１の外部にある真空ポンプ（図示せず）と連結している。この真空ポンプにより真空容器１０内の真空度を調整することができる。なお、本発明において、真空容器１０内の真空度は、特に限定されず、真空容器１０の大きさ、蒸着材料２の種類等に応じて適宜変更できる。
【００２７】
基材１１は、薄膜を形成する対象となる部位であり、本実施形態においては長尺のフィルム状である。基材１１は被成膜面１１０を有する。
【００２８】
被成膜面１１０は、基材１１において薄膜が形成される部位である。図１に示すように、被成膜面１１０を下向きにして、成膜用ドラム１３の周面の一部に巻き掛けられるように、基材１１は配設される。
【００２９】
本実施形態において、基材１１は透明なポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムである。なお、本発明において、基材１１は、一般的な樹脂フィルムからなるものであれば特に限定されない。従来公知の樹脂フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ノルボルネン系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエチレンナフタレート系樹脂、ポリアリレート樹脂等からなるフィルムが挙げられる。
【００３０】
被成膜面１１０上にはアンカーコート剤層が形成されていてもよいし、平坦化層等の他の層が形成されていてもよい。被成膜面にアンカーコート剤層等の他の層が形成されている場合、当該他の層上に薄膜が形成される。本発明においては、アンカーコート剤層が形成されているものが好ましい。
【００３１】
アンカーコート剤層の形成に用いられるアンカーコート剤としては、ポリエステル系樹脂、イソシアネート系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、エチレンビニルアルコール系樹脂、ビニル変性樹脂、エポキシ系樹脂、変性スチレン系樹脂、変性シリコン系樹脂、及びアルキルチタネート等を、１又は２種以上併せて使用することができる。これらのアンカーコート剤には、従来公知の添加剤を加えることもできる。
【００３２】
アンカーコート剤は、ロールコート、グラビアコート、ナイフコート、ディップコート、スプレーコート等の公知の方法により被成膜面１１０上にコーティングし、溶剤、希釈剤等を乾燥除去することによりアンカーコーティングすることができる。上記のアンカーコート剤の塗布量としては、０．１ｇ／ｍ２以上５ｇ／ｍ２以下（乾燥状態）程度が好ましい。
【００３３】
また、基材１１の厚みは、特に限定されないが、例えば、５μｍ以上５００μｍ以下の範囲で適宜好適なものを使用可能である。
【００３４】
基材巻き出し部１２、成膜用ドラム１３、基材巻き取り部１４、搬送ロール１５、１６は、Ｒｏｌｌ  Ｔｏ  Ｒｏｌｌ方式で基材上に薄膜を成膜するために必要となる。これらは、Ｙ方向に延びる円柱状の形状を有し、中心軸（Ｙ方向に延びる）を中心に回転するように、真空容器１０の側面（図示せず）に軸受け支持される。各構成について簡単に説明すると、基材巻き出し部１２は、周面にロール状に巻かれた基材１１を巻き出し、搬送ロール１５に基材１１を送るための部位であり、成膜用ドラム１３は、成膜時に基材１１の被成膜面１１０が蒸着材料収納容器１８の上面と対向するように基材１１を保持する部位であり、基材巻き取り部１４は、成膜後の基材１１を巻き取るための部位であり、搬送ロール１５は、基材巻き出し部１２から巻き出された基材１１を成膜用ドラム１３に送るための部位であり、搬送ロール１６は、成膜用ドラム１３で成膜された基材１１を、基材巻き取り部１４に送るための部位である。特に成膜用ドラム１３は、蒸着材料収納容器１８から受ける熱により基材１１の物性が影響を受けないよう−２０℃程度に冷却されている。
【００３５】
防着箱１７は、真空容器１内に配置される。防着箱１７は、開閉可能な開口部１７２を備えた防着板１７１を有する。真空成膜装置１において、防着板１７１は、防着箱１７の上板にあたる。開口部１７２は、開口１７２１とシャッター１７２２から構成される。開口１７２１は、成膜用ドラム１３に巻きかけられた基材１１の被成膜面１１０と対向する位置に設けられる。シャッター１７２２は、水平方向（±Ｘ方向）に移動して、開口１７２１の開閉を行なうための部位である。また、防着箱１７は電気的にアース（接地）されている。
【００３６】
蒸着材料収納容器１８について、図２を用いて説明する。図２は、外周に高周波誘導加熱コイル４１を有する蒸着材料収納容器１８を模式的に示す図であり（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は断面図である。
【００３７】
蒸着材料収納容器１８は、黒鉛ルツボ１８１、カーボンウール１８２、セラミック容器１８３を備える。
黒鉛ルツボ１８１は、上面に凹部を有する有底円筒状であり、この凹部が蒸着材料収納容器開口部に該当する。なお、電位を印加できるものであればよいため、本発明は黒鉛ルツボを使用するものに限定されない。
カーボンウール１８２は、黒鉛ルツボの外周面及び底面を被覆する部品である。なお、本実施形態ではカーボンウールを使用しているが、熱伝導性が低く、電気伝導性が高い被覆材料を用いればよい。
セラミック容器１８３は、凹部を有する有底円筒状の部品であり、凹部内にカーボンウール１８２に被覆された黒鉛ルツボ１８１が収容される。セラミック容器１８３は、導電部の一例であるイオン化電極１８３１と、絶縁版１８３２とを有する。イオン化電極１８３１は凹部の底に配置される。絶縁板１８３２は、凹部の開口縁に形成され、カーボンウール１８２に被覆された黒鉛ルツボ１８１の開口縁の上部を覆う。なお、セラミック容器１８３の外周に高周波誘導加熱コイル４１が配置される。また、イオン化電極１８３１と電位印加部５の正電位側とがカーボンウール１８２を介して電気的に接続されている。
【００３８】
蒸着材料２は、上記反応ガスと反応して、基材１１の被成膜面１１０に形成される薄膜の原料である。本実施形態において、蒸着材料２はＳｉＯである。なお、本発明において、蒸着材料２の種類は特に限定されないが、使用可能な蒸着材料２として、例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＮ、ＳｉＯＺｎ等を挙げることができる。
【００３９】
プラズマガン３は、防着箱１７の内部にプラズマを照射する部位である。プラズマガン３はアノード電極３１と、プラズマ照射口３２とを有する。アノード電極３１は、プラズマ照射口３２に隣接する位置に設けられる。本実施形態において、プラズマガン３は、Ａｒプラズマを放出するアノード電極を有する圧力勾配型のプラズマ発生装置である。
【００４０】
加熱部４は、蒸着材料収納容器１８内の黒鉛ルツボ１８１を加熱し、蒸着材料２を蒸発させる部位である。本実施形態において、加熱部４は、高周波誘導加熱コイル４１と、高周波電源４２とを有する。高周波誘導加熱コイル４１は水冷コイルであり、蒸着材料収納容器１８の外周に配置される。高周波電源４２は、高周波誘導加熱コイル４１と電気的に接続されている。
【００４１】
電位印加部５は、電源であり、黒鉛ルツボ１８１に対して、正電位を印加する部位である。電位印加部５の正電位側は、カーボンウール１８２、イオン化電極１８３１を介して黒鉛ルツボ１８１と電気的に接続されている。本実施形態においては、電位印加部５の正電位側は、プラズマガン３のアノード電極３１とも電気的に接続されている。また、蒸着材料収納容器１８とアノード電極３１との間は可変抵抗を介して電気的に接続されている。なお、電位印加部５の負電位側は、プラズマガン３の有する電極（図示せず）と電気的に接続されている。
【００４２】
＜真空成膜装置の使用方法＞
本実施形態の真空成膜装置の使用方法の一例について説明する。
図１に示す真空成膜装置１において、シャッター１７２を閉じた状態で真空容器１０に接続された真空ポンプを作動させ、真空容器１０内の真空度を１×１０−４Ｐａ以上１×１０−１Ｐａ以下の範囲に調整する。
【００４３】
真空度を調整した後、プラズマガン３のスイッチを入れ、防着箱１７内にプラズマを数分程度（１分以上１０分以下）照射する。この時はプラズマが防着箱１７内に広く拡散
し電子がアノ−ド電極３１に還流するよう可変抵抗を操作する。
【００４４】
プラズマガン３でプラズマを数分照射後、プラズマを照射した状態で高周波電源４２から高周波誘導加熱コイル４１に高周波電流を送る。電流値は適宜調整可能であるが、１２Ａ以上２２Ａ以下に調整することが好ましい。高周波誘導加熱コイルに高周波電流が流れると黒鉛ルツボ１８１自体が渦電流によってジュ−ル熱を発する。このジュール熱は、黒鉛ルツボ１８１の温度を上昇させ、黒鉛ルツボ１８１内にある蒸着材料２を蒸発させる。蒸着材料２が蒸発していることは、真空容器１０内の圧力の低下やプラズマの発光色により確認できる。なお、真空容器１０内の圧力の低下とは、真空度が高くなることを意味する。蒸着材料２の蒸発が盛んになると、真空容器１０内のガスと蒸発した蒸着材料２とが化合するため、真空容器１０内のガスが減り真空度が高まる。この結果、蒸発の程度を、真空容器１０内の圧力の低下から確認できる。
【００４５】
蒸着材料２が蒸発していることを確認後、可変抵抗を操作し、プラズマガン３から放出された電子が、黒鉛ルツボ１８１の凹部内に流れ込むように調整する。電子が黒鉛ルツボ１８１に流れ込むと、黒鉛ルツボ１８１の有する電気抵抗により黒鉛ルツボ１８１の温度はさらに上昇する。
【００４６】
プラズマガン３から放出された電子が、黒鉛ルツボ１８１の凹部内に流れ込むように調整した後、基材巻き出し部１２を矢印Ａの方向に、成膜用ドラム１３を矢印Ｂ方向に、基材巻き取り部１４を矢印Ｃ方向に、搬送ロール１５を矢印Ｄ方向に、搬送ロール１６を矢印Ｅ方向に、それぞれの中心軸を中心に回転させ、基材巻き出し部１２の周面にロール状に巻かれた基材１１を、基材巻き取り部１４まで連続的に送る。基材１１の搬送速度が０．１ｍ／分以上６００ｍ／分以下（特に好ましくは１ｍ／分以上３００ｍ／分以下）になるように、基材巻き出し部１２等の回転速度を調整することが好ましい。この基材１１の搬送を始めた状態でシャッター１７２２を開く。この基材１１を搬送する過程で、被成膜面１１０に薄膜が形成される。具体的には、以下のようにして薄膜が形成される。
【００４７】
基材巻き出し部１２の周面にロール状に巻かれた基材１１が、基材巻き出し部１２の矢印Ａ方向への回転により、白抜き矢印Ｆ（図１に記載）の方向に巻き出される。
【００４８】
基材巻き出し部１２から巻き出された基材１１は、搬送ロール１５の矢印Ｄ方向への回転により、白抜き矢印Ｇ（図１に記載）の方向に搬送され、成膜用ドラム１３まで送られる。
【００４９】
成膜用ドラム１３まで送られた基材１１は、成膜用ドラム１３の矢印Ｂ方向への回転により、成膜用ドラム１３上を白抜き矢印Ｈ方向に搬送される。この際、被成膜面１１０が防着箱１７の上面にある開口１７２１の上を通過する。この通過の際に、被成膜面１１０に薄膜が形成される。
【００５０】
成膜用ドラム１３から離れた基材１１は、搬送ロール１６が矢印Ｅ方向に回転することにより、白抜き矢印Ｉ（図１に記載）の方向に搬送される。そして、基材１１は、搬送ロール１６の周面を沿うように送られる。
【００５１】
搬送ロール１６の周面を沿うように搬送された基材１１は、基材巻き取り部１４の周面にロール状に巻かれるように巻き取られる。
【００５２】
＜真空成膜装置の効果＞
本実施形態の真空成膜装置１によれば以下の効果が奏される。
本実施形態の真空成膜装置１は、蒸着材料収納容器１８に加熱部４が接続されている結果、蒸着材料収納容器１８を加熱することができる。特に、本実施形態において、加熱部４は蒸着材料収納容器１８の黒鉛ルツボ１８１を加熱する。このため、仮に蒸発した蒸着材料２が、黒鉛ルツボ１８１に付着したとしても瞬時に蒸発してしまう。その結果、黒鉛ルツボ１８１が汚れてしまいイオンプレーティング効果が消失することを抑制することができる。
【００５３】
そして、黒鉛ルツボ１８１に正電位を印加する電位印加部５が接続されている結果、黒鉛ルツボ１８１内に電子が流れ込みやすくなる。黒鉛ルツボ１８１内に電子が流れ込むと、黒鉛ルツボ１８１の有する抵抗により、黒鉛ルツボ１８１はさらに加熱される。
【００５４】
また、電位印加部５が黒鉛ルツボ１８１に正電位を印加することで、黒鉛ルツボ１８１内に電子が流れ込み蒸着材料２と激しく衝突する。このように、蒸発した蒸着材料２と、黒鉛ルツボ１８１内に流れ込む電子との衝突が促進されることにより、蒸発した蒸着材料２のイオン化が促進される。イオン化した蒸着材料２が被成膜面１１０に衝突することにより、形成される薄膜のバリア性を大幅に向上させることができる。なお、上記のように、黒鉛ルツボ１８１が加熱される結果、加熱された黒鉛ルツボ１８１の内側の表面温度は、蒸発材料２の蒸発開始温度より高くなる。
【００５５】
また、本実施形態の真空成膜装置１は、防着箱１７を備え、防着箱１７は、開閉可能な開口部１７２を備えた防着板１７１を有する。真空成膜装置１において、防着板１７１は、防着箱１７の上板にあたる。開口部１７２は、開口１７２１とシャッター１７２２から構成される。開口１７２１及びシャッター１７２２は、蒸着のタイミングを操作するために用いられる。ところで、従来の真空成膜装置を用いた成膜では、シャッター１７２２の下面（開口１７２１をシャッター１７２２で閉じたときに、蒸着材料収納容器１８の上面と対向する面）は、蒸着材料２の蒸気に長時間曝されるため、蒸着材料２が付着して溜まりやすい。蒸着材料２がシャッター１７２２の下面に溜まると、溜まった蒸着材料２は自重で蒸着材料２が収容された蒸着材料収納容器開口部に落下する。落下した蒸着材料２は、蒸着材料２が蒸発することを妨げる。その結果、被成膜面１１０への薄膜の安定した形成が阻害される。このように薄膜の形成が阻害されると、蒸着のやり直しが必要になる等の問題が生じる場合もある。これに対して、本実施形態の真空成膜装置１によれば、上述の通り、蒸発した蒸着材料２のイオン化が促進されているため、蒸着材料２のシャッターに対する密着力が良くなり成膜中に蒸着材料２が剥がれ落下する問題がなくなる。
【００５６】
また、本実施形態の真空成膜装置１によれば、成膜前の基材１１を巻き出す基材巻き出し部１２と、成膜される基材１１を搬送する成膜用ドラム１３と、成膜後の基材１１を巻き取る基材巻き取り部１４と、を備えるため、Ｒｏｌｌ  Ｔｏ  Ｒｏｌｌ方式で、被成膜面１１０上に薄膜を形成することが可能である。黒鉛ルツボ１８１を加熱しない場合、上述の通り、蒸発した蒸着材料２が黒鉛ルツボ１８１に付着すると、その状態が維持されるため、イオンプレーティング効果が消失してしまい、一定の品質の薄膜を被成膜面１１０上に成膜することができない。その結果、従来、薄膜の形成を連続して行なうことが困難であった。しかし、本実施形態の真空成膜装置１の場合、上述の通り、蒸発した蒸着材料２が黒鉛ルツボ１８１に付着しても、黒鉛ルツボ１８１の有する熱により、直ちに蒸発する。したがって、本実施形態の真空成膜装置１は、Ｒｏｌｌ  Ｔｏ  Ｒｏｌｌ方式で成膜を行なう装置とすることで、極めて高い生産性を有する真空成膜装置になる。さらに、上述の通り、本実施形態の真空成膜装置１によれば、従来の真空成膜装置を用いるよりも、バリア性の高い薄膜を被成膜面に形成することができる。したがって、本実施形態の真空成膜装置１によれば、被成膜面１１０に、高品質な薄膜を、高い生産性で且つ安定した品質で形成することができる。
【００５７】
また、本実施形態の真空成膜装置１によれば、蒸着材料収納容器１８は、凹部を有し、この内部に蒸着材料２が収容されるようになっている。凹部内に蒸着材料２を収容することで、蒸着材料２の保持が容易になる。そして、凹部内に保持された蒸着材料２を周囲から加熱することで、加熱効率が高まり、蒸着材料２を加熱してから蒸発までの時間が短くなる。特に蒸着材料収納容器１８の周囲からの蒸着材料２への加熱を、セラミック容器の外周に設けられた高周波誘導加熱コイルと、高周波誘導加熱コイルに対して高周波電流を供給する高周波電源とを用い、高周波電流を高周波誘導加熱コイルに流す方法で行うことにより、さらに加熱効率が高まる。
【００５８】
また、黒鉛ルツボ１８１は、他の容器等と比較して高周波誘導加熱効率に優れる。このため、黒鉛ルツボ１８１を採用すれば、加熱効率はさらに高まる。
【００５９】
また、本実施形態の真空成膜装置１においては、蒸着材料収納容器１８がカーボンウール１８２を備える。カーボンウール１８２は保温性に優れるため、黒鉛ルツボ１８１に溜められた熱を保持することができる。
【００６０】
また、本実施形態の真空成膜装置１において、蒸着材料収納容器１８は、蒸着材料収納容器開口部の底面に対向する位置にイオン化電極１８３１を有する。電位印加部５は、このイオン化電極１８３１とアノード電極３１とに電圧を印加する電源であり、イオン化電極１８３１とアノード電極３１とは可変抵抗を介して電気的に接続される。可変抵抗を操作することで、アノード電極３１に流れ込む電子と黒鉛ルツボ１８１に流れ込む電子の量を適宜調整することができるので、本実施形態の真空成膜装置１によれば、従来の装置であれば、成膜中にアノード電極に吸収されていた電子の多くを、黒鉛ルツボ１８１に流し込むことができ、蒸着材料２のイオン化及び加熱効率が高い。
【００６１】
また、可変抵抗を調整することにより、黒鉛ルツボ１８１に流れる電流と、アノード電極３１に流れ込む電流との振り分けを自由に行なうことができる。その結果、黒鉛ルツボ１８１の加熱初期には、防着箱１７内に残留した水分を除去するためプラズマを防着箱１７内に広く拡散させるのに好適な設定とし、その後、残留水分の除去が進み、黒鉛ルツボ１８１の加熱が進んだ段階で、プラズマを黒鉛ルツボ１８１に集中させ蒸着材料２のイオン化を促進するのに最適な設定にすることができる。
【００６２】
また、本実施形態の真空成膜装置１において、絶縁板１８３２は、セラミック容器１８３の凹部の開口縁に形成され、カーボンウール１８２に被覆された黒鉛ルツボ１８１の開口縁の上部を覆う。この絶縁板１８３２により、蒸着材料収納容器１８に流れ込む電子が黒鉛ルツボ１８１の端部から直接吸収されることを抑え、上記電子を蒸発した蒸発材料２の近傍に収束させることができるため、黒鉛ルツボ１８１に流れ込む電子による蒸着材料２のイオン化をさらに促進することができる。
【００６３】
また、本実施形態において、蒸着材料２は、ＳｉＯであり絶縁材料である。蒸着材料２が絶縁材料の場合、黒鉛ルツボ１８１に蒸発した蒸着材料２が付着すると、その汚れによりイオンプレーティング効果が低下する。しかし、本実施形態の真空成膜装置によれば、黒鉛ルツボ１８１が加熱されているため、黒鉛ルツボ１８１に付着した蒸着材料２が直ちに蒸発する結果、蒸着材料２として絶縁材料を採用しても、上記のようなイオンプレーティング効果が低下する問題がほとんど生じない。
【実施例】
【００６４】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
【００６５】
＜材料・装置＞
真空成膜装置１：図１に記載の真空成膜装置
蒸着材料      ：ＳｉＯ
基材１        ：ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム１２μｍ
基材２        ：アクリル系樹脂を主成分とするアンカーコート剤層０．３μｍを有するポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム１２μｍ
【００６６】
＜実施例、比較例＞
上記の材料及び装置を用いて、基材への薄膜の形成を行なった。実施例１、比較例１及び２では基材として基材１を使用した。実施例２、比較例３及び４では基材として基材２を使用した。
【００６７】
表１には、基材の被成膜面に薄膜を形成する際の基材の搬送速度、真空容器内部の真空度、プラズマを照射する場合のプラズマの照射条件（出力、加速電圧、Ａｒガス流量）を示した。また、表２には、成膜時にイオン化電極に印加される電位、イオン化電極を流れる電流の電流値、アノード電極を流れる電流の電流値を示した。なお、高周波誘導加熱コイルに供給する電流は、ＳＩＯが十分昇華するように調整した。
【００６８】
【表１】
2012214831.tif 000003
【表２】
2012214831.tif 000004
【００６９】
１０００ｍの基材に薄膜を連続して形成した後、薄膜形成の開始位置から９００ｍ付近の基材（薄膜が形成された基材）を切り出し、水蒸気透過度の測定を行なった。水蒸気透過度の測定は、水蒸気透過率測定装置ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ３／３１（ＭＯＣＯＮ社製）を用いて、４０℃、１００％ＲＨ雰囲気下で行なった。測定結果を表３に示した。
【００７０】
【表３】
2012214831.tif 000005
【００７１】
実施例１及び比較例１〜２の結果、実施例２及び比較例３〜４の結果から、黒鉛ルツボを加熱し、プラズマ照射を行ないながら、基材上に薄膜を形成することで、水蒸気バリア性が高くなる。また、１２０００ｍの基材に連続して薄膜を形成しても、上記のような高い水蒸気バリア性を実現できることから、薄膜が形成された基材の生産性も高められることが確認された。
【００７２】
実施例１の結果、実施例２の結果から被成膜面にアンカーコート剤層を有する基材を使用することで、水蒸気バリア性が非常に高くなることが確認された。
【符号の説明】
【００７３】
１            真空成膜装置
１０          真空容器
１１          基材
１１０        被成膜面
１２          基材巻き出し部
１３          成膜用ドラム
１４          基材巻き取り部
１５、１６    搬送ロール
１７          防着箱
１７１        防着板
１７２        開口部
１７２１      開口
１７２２      シャッター
１８          蒸着材料収納容器
１８１        黒鉛ルツボ
１８２        カーボンウール
１８３        セラミック容器
１８３１      イオン化電極
１８３２      絶縁板
２            蒸着材料
３            プラズマガン
３１          アノード電極
３２          プラズマ照射口
４            加熱部
４１          高周波誘導加熱コイル
４２          高周波電源
５            電位印加部
【図１】
2012214831.tif 000006
【図２】
2012214831.tif 000007