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    • 专利摘要:

    公开号:WO1987005637A1
    申请号:PCT/JP1987/000151
    申请日:1987-03-11
    公开日:1987-09-24
    发明作者:Yoichi Murayama；Tetsuya Nomachi
    申请人:Tobi Co., Ltd.；
    IPC主号:C23C14-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書 高速移動フ イ ルムの連続的イ オンプレーテ ィ ング装置 技術分野
    [0002] 本発明は高速移動フ ィ ルムの連続的ィ オンプレーテ ィ ン グ装置に関する 。 さ らに詳 し く は、 圧力勾配型の放電プラ ズマを用いたイ オンプレーテ ィ ング装置に関する 。
    [0003] 背景技術
    [0004] プラスチ ッ ク 、 金属等のフ ィ ルムの表面に、 金属、 無機 物、 カーボン、 ある いは有機ポ リ マーなどの薄膜 （蒸着膜） を形成 した も のは、 導電性フ ィ ルム、 絶緣膜、 表示素子、 光学フ ィ ルム 、 電子デバイ ス、 装飾などの多用な用途分野 への応用が期待されている もので、 すでに実用化されてい る ものも少なく ない。
    [0005] このよ う な薄膜を形成する ための方法、 装置と しては、 真空蒸着装置内に置いた蒸発源からの蒸発粒子をグロ一放 電によ っ てイ オン化 して行な う ものが知られている 。 いわ ゆる イ オンプレーテ ィ ングと 呼ばれている技術である 。
    [0006] イ オンプレーテ ィ ングについては、 ホロ力 ソー ド型のも のと 、 高周波励起型のも のと がある こ と も知られている 。 これらのイ オンプレーテ ィ ング法は薄膜形成技術と して匳 れたものではある が、 広幅でかつ長尺のフ イ ルム表面に薄 膜を形成するための技術、 装置と しては、 依然と して多く の問題が未解決の現状にある 。
    [0007] すなわち、 広幅で、 かつ長尺のフ ィ ルム表面に薄膜を形 成する にあたっては、 幅方向および長さ方向のいずれにお いて も 、 品質が均一で、 密着性に痠れた薄膜を、 フ ィ ルム を連続的に移動させながら効率的に製造する こ と が必要に なる 。
    [0008] しか しながら、 ホロ力ソー ドの場合には力ソー ド部等の 装置の汚れ、 損傷が避けられず、 熱的安定性に欠け、 基板 フ ィ ルムの発熱が避けられないと い う 問題がある ， このた め優れた品質の薄膜を 、 連続して移動する フ ィ ルム表面に 均質に、 かつ効率的に得る こ と は困難であった。
    [0009] また、 高周波励起型のイ オンプレーテ ィ ングの場合には、 優れた品質の薄膜を安定して得るためには極めて有効であ る も のの、 長尺フ ィ ルムなどの場合に、 その薄膜を効率的 に製造するための生産性の点で充分でなかった。
    [0010] 本発明は、 このよ う な問題のない、 長尺のフ ィ ルムの表 面に連続的に、 かつ効率的に蒸着薄膜を形成するための新 しいタ イ プの装置を提供する こ と を 目的と している 。 さ ら に詳 しく は、 高速で移動する フ ィ ルム表面に、 連続的に薄 膜を形成するためのイ オンプレーテ ィ ング装置を提供する ものである 。 発明の開示
    [0011] 本発明の装置について説明する と 、 この装置は、 圧力勾 配型のプラズマ放電を用い、 しかも 、 フ ィ ルムを高速で移 動させるための卷き 取 り装置を用いて連続的に薄膜を形成 する ものである こ と を特徴と している 。
    [0012] すなわち、 木発明の装置は、 真空室と ； 排気系と ； ガス 導入系と ； 薄膜形成材料の蒸発源と ； 必要によ り設ける蒸 発源の強制蒸発手段 と ； 圧力勾配型のプラズマガンと ； フ イ ルム送 り 出 しロールおよびフ イ ルム卷き 取 り ロールと ； 必要によ り 設ける ガイ ドロールおよびフ イ ルム冷却手段と からな り 、 前記の圧力勾配型プラズマガンから射出された プラズマ流が前記蒸発源に収束 して蒸発源物質の蒸発およ びイ オン化を行ない、 該イ オン化粒子によ っ て 、 前記送 り 出 しロールから送 り 出され卷き 取 り ロールに卷き 取られる 高速で移動する フ イ ルム表面に薄膜を形成する よ う に した 高速移動フ ィ ルムの連続的ィ オンプレーテ ィ ング装匱であ る こ と を特徴と している 。
    [0013] また 、 さ らに本発明の装置は、 圧力勾配型のプラズマ放 電を用い 、 プラ ズマ流を シー ト 状に平扳化 し 、 しかも 、 フ イ ルムを高速で移動させる ための卷き 取 り装置を用いて 連続的に薄膜を形成する も のである こ と を特徴と している 。
    [0014] 圧力勾配型のプラズマ放電は、 陰極と 陽極と の間に中間 電極を介在させ、 陽極領域を 1 T o r r前後に、 そ して陰極領 域を 1 0 " 3 T o r r程度に保って放電を行な う も のである 。 こ の放電方式をイ オンプレーテ ィ ングと して用いる こ と はす でに提案されている （ た と えば、 「真空」 第 2 7卷、 第 2 号、 6 4頁、 （ 1 9 8 4年〉 ） 。
    [0015] このイ オンプレーテ ィ ングの装置は、 ハースに対して横 方向に設置されたプラズマ源からのプラズマ流を水平方向 に射-出させ、 上向き に置いたハース （ 陽極） の真上で直角 に曲げてハース上にプラズマ流を収束させ、 蒸発物質をィ オン蒸気化して、 被処理物質表面に ド ラ イ コーテ ィ ングを 行な う ものである 。
    [0016] この装置と方法によ る場合には、 プラズマガンが汚れな い、 反応速度が大き い、 プラズマが安定化する 、 薄膜が均 質になる 、 などの利点がある 。
    [0017] このよ う な圧力勾配型放電によ る イ オンプレーテ ィ ング については、 これまで実用技術、 実用装置と しての検討は 十分でなく 、 特に移動する物品、 ある いはフ ィ ルム状物へ の ド ライ コーテ ィ ングに適した装置やその装置の操作諸条 件の選択については何ら知られていなかつたが、 本発明が は じめて、 これらのこ と を具体的に実現した。
    [0018] 図面の簡単な説明
    [0019] 第 1 図は、 本発明の装置を断面の概略と して示した図で ある 。 第 2 図は、 シー ト状プラズマを用いる本発明の装置 を 、 断面の概略と して示した図である 。
    [0020] 第 3図は、 この第 2 図の A— A ' 断面図を示した図であ る 。
    [0021] 発明を実施するための最良の形態
    [0022] 本発明を よ り 詳細に説明する ために 、 以下添附図面に 従ってこれを説明する 。
    [0023] 第 1 図は本発明の装置の一例を示 した ものである 。 図中 の （ 1 ) は真空室で、 ペルジャ （ 2 ) によ って気密に保た れて い る 。 真空室は真空ポ ンプに よ っ て排気する 。 ベル ジャ （ 2 ) には、 真空排気口 と と も に、 ¾応ガス導入口を 設ける 。 また、 ペルジャ （ 2 ) の内部には、 薄膜形成のた めの原料蒸発物質のハース （ 3 ) 、 圧力勾配型プラズマガ ン （ 4 ) 、 フ ィ ルム送 り 出 し ロ ール （ 5 〉 、 透明導電性 フ ィ ルム卷き 取 り ロール （ 6 〉 を設ける 。 さ らに適宜、 必 要によ り 、 ガイ ドロール （ 7 ) 、 冷却手段 （ S ) を設ける 図は、 ボッ クス型のペルジャの断面を示 しているが、 ベル ジャの形状、 構造がこれに限定される こ と はない。
    [0024] ロール部については回転駆動させ、 冷却手段を設ける場 合には、 水冷、 空冷等によ っ て行な う 。 また 、 蒸発源材料 の種類や生産効率等を考慮 して 、 ハース部には抵抗加熱、 電子ビームの加熱、 高周波加熱等の強制加熱手段を適宜に 用いる こ と ができ る 。
    [0025] ロール部、 またはロール部と 冷却手段、 ある いはハース 部を 、 ペルジャ側壁を開閉でき る よ う に して、 ペルジャに 対して横方向から出 し人れ自在と して も よ い。
    [0026] も ちろん、 本発明は、 このよ う な装置に限定される もの ではない。
    [0027] たと えば、 ロール都は必ず し もベルジャ內部に設ける必 要はない。 ペルジャ側壁にス リ ッ ト を形成して、 フ ィ ルム を出入れし、 薄膜形成部に連設したプラズマ · ボンバー ド 処理等の前処理部、 ある いは後処理部のフ ィ ルム移動手段 を用いる こ と もでき る 。
    [0028] また、 薄膜形成表面と反対側のフ ィ ルムの上面に負電圧 を印加する手段を設ける こ と もでき る 。
    [0029] 第 2 図は、 シー トプラズマ流を用いた本発明の装置の例 を示 している 。 この場合には、 プラズマのシー ト状平扳化 のための磁石を装着している 。
    [0030] すなわち、 図中の （ 1 〉 は真空室で、 ペルジャ （ 2 ) に よ って気密に保たれている 。 真空室は真空ポンプによ って 排気する 。 ペルジャ （ 2 ) には、 真空排気口 と と も に、 反 応ガス導入口を設ける 。 また、 ペルジャ （ 2 〉 の内部には 薄膜形成のための蒸発物質のハース （ 3 ) 、 圧力勾配型ァ ラズマガン （ 4 ) 、 フ ィ ルム送 り 出 しロール （ 5 ) 、 透明 導電性フ ィ ルム卷き 取 り ロール （ 6 ) を設ける 。 さ らに適 宜、 必要によ り 、 ガイ ド ロール （ 7 ) 、 冷却手段 （ 8 ) を 設ける 。 ( 9 ) はプラズマ流を 、 そ して （ 1 0 ) はプラズ マのシー ト 状平板化のための磁石を示す。 なお、 図は、 ボ ッ クス型のペルジャの断面を示している が、 ペルジャの 形状、 構造がこれに限定される こ と はない。
    [0031] 第 3 図は、 第 2 ϋに示 した装置を 、 Α— A ' の断面よ り 見た ものである 。 プラズマ流はシー ト状に平板化され、 幅 方向に大き く ひろがつ て い る 。 こ の こ と が大面積、 広福 フ イ ルムへの効率的イ オンプレーテ ィ ン グを可能と する も のである 。
    [0032] 図に示したよ う な高速移動フ ィ ルムの連続的イ オンプレ —テ ィ ング装置については、 目的と する薄膜蒸着フ ィ ルム の用途に応じて操作諸条件を適宜に選択する こ と ができ る た と えば高速で移動する フ ィ ルムについては、 ポリ エス テル、 ポ リ サンフ ォ ン、 ポ リ ア ミ ド 、 ポ リ イ ミ ドある いは 金属、 セラ ミ ッ ク ス 、 それらの複合フ ィ ルムなどの耐熱性 フ ィ ルムの任意のも のが使用でき る 。 このフ ィ ルムの移動 速度について も 、 たと えば 6 m /分〜 3 0 m /分の広い範 囲とする こ と ができ る 。
    [0033] 薄膜形成物質について も 、 格別の限定はない。 金属、 無 機物、 有機物の う ちから適宜に選択でき る 。 反応の圧力は、 l x l O 'J〜 1 0 _ 1lTorr 程度で広い範 囲で、 かつ、 アルゴン 、 ヘ リ ウム、 水素などのガスと 、 酸 素、 窒素、 有機モノマーなどの反応性ガスを用いる こ とが でき る 。
    [0034] 放電の電圧は、 たと えば 5 0〜 1 5 0 V と 、 電 Lは蒸 発物質によ つて適宜に選択する 。
    [0035] 実施例
    [0036] たと えば、 第 1 図に示した直径 1 mのベルン ャからなる 装置を用いて次の通 り導電性薄膜を製造する こ と ができ る 幅 2 3 0 mmの P E T ( ポ リ エチ レ ン チ レ フ タ レ一ト 〉 フ イ ルムを用いた。
    [0037] 蒸発原料と しては 5 % S n 02 含有の I T 0を用いた。 この原料を装入したハースと フ イ ルム と の距離は 4 0 OBと した。 なお冷却手段は用いなかった。
    [0038] フ ィ ルムの移行 ■ 卷取 り 速度は 2 0 tn Z分と した 反応は次のプロセス条件において行っ た。
    [0039] (1) 放 電 2 5 0 A / 7 0 V
    [0040] アルゴン圧力 7.5 X 0 "4Torr
    [0041] 酸 素 圧 力 8 X 1 0 _4Torr
    [0042] (2) 放 電 2 4 0 x 6 5 V
    [0043] アルゴン圧力 8.5 χ 1 0 "4Torr
    [0044] 酸 素 圧 力 1.0 x 1 0 "Torr 試験（1) の場合、 膜厚約 1 2 0 0 で、 5 5 0 nmの平行 光線透過率 8 5 % ( P E Tブラ ンク 8 7 % ) の透明フ ィ ル ムを得た。 フ ィ ルムの抵抗は 9 5〜 1 0 6 Ω/Ε]であった 試験（2) の場合 も 、 同様の透過率のフ ィ ルム を得た。 フ イ ルムの抵抗は、 1 1 0〜 1 1 5 Ωノロであった。
    [0045] 本発明の装置に よ っ て多用な機能を付加 した 1 0 0〜 1 5 0 0 mm幅程度のフ ィ ルム を 、 た と えば、 6 m /分〜 3 0 m Z分と い う 高速度で連続的に製造する こ と が可能と なる 。 このよ う な優れた効果は、 これまでの公知の技術か らはま ったく 予期しえなかったこ と である 。
    [0046] 産業上の利用可能性
    [0047] 以上のよ う に、 本発明に係る イ オンプレーテ ィ ング装置 は、 高速で移動する フ ィ ルムの表面に薄膜を形成するのに 極めて有用なも のであ り 、 ロール ト ウ ロールでのィ ォ ンプレ一テ ィ ングフ ィ ルムの製違は、 表示素子、 タ ツ チパ ネル、 電磁波シール ドなどに有用な導電性薄膜をは じめ、 光学薄膜、 絶緣膜などの多様な用途の薄膜を高品質で、 効 率よ く 製造する こ と を可能とする 。
    权利要求:
    Claims
    0 請 求 の 範 囲 . 真空室と ； 排気系と ； ガス導入系と ； 薄膜形成材特の 蒸発源と ； 必要によ り設ける蒸発源の強制蒸発手段と ； 圧力勾 ¾型のプラズマガンと ； フ ィ ルム送 り 出 しロール およびフ ィ ルム卷き取 り ロールと ； 必要によ り設ける ガ ィ ド ロールおよびフ ィ ルム冷却手段と からな り 、 前記の 圧力勾配型プラズマガンから射出されたプラズマ流が前 記蒸発源に収束して蒸発源物質の蒸発およびイ オン化を 行ない、 該イ オン化粒子によ っ て、 前記送 り 出 しロール から送 り 出され卷き 収 り ロールに巻き 収られる高速で移 動する フ イ ルム表面に薄膜を形成する よ う に した高速移 動フ イ ルムの連続的イ オンプレーテ ィ ング装置。
    . 真空室と ； 排気系と ； ガス導入系と ； 薄膜形成材料の 蒸発源と ； 必要によ り設ける蒸発源の強制蒸発手段と ； 圧力勾配型のプラズマガンと ； 該プラズマガンよ り射出 されたプラズマ流をシー ト状に平板化する ための磁石と フ イ ルム送 り 出 しロールおよびフ イ ルム卷き取 り手段と 必要によ り設ける ガイ ド ロールおよびフ イ ルム冷却手段 と からな り 、 前記のシー ト状に平面化したプラズマ流が 前記蒸発源に収束して蒸発源物質の蒸発およびイ オン化 を行ない、 該イ オン化粒子によ って、 前記送 り 出 しロー ルから送 り 出されて卷き 取 り ロールに卷き 取られる高速 で移動する大面積フ イ ルムの表面に薄膜を形成する よ う に した請求の範囲第 1 項記載の高速移動フ イ ルムの連続 的イ オンプレーテ ィ ング装置。
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    EP0263880B1|1992-09-30|
    DE3781990D1|1992-11-05|
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    法律状态:
    1987-09-24| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
    1987-09-24| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB IT NL |
    1987-11-10| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1987901676 Country of ref document: EP |
    1988-04-20| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1987901676 Country of ref document: EP |
    1992-09-30| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1987901676 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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