JPH0469349B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は薄膜形成装置に関し、更に詳しくは
透明高分子フイルム上への透明導電性薄膜形成中
の薄膜の形成状況を連続的に測定する装置に関す
る。高透明導電性フイルムはその透明性導電性柔
軟性易加工性を利用した分野例えば液晶デイスプ
レー用電極、電子写真用フイルム、面発熱体並び
にブラウン管及び各種精密測定器窓部分の透明静
電気遮へい膜及び帯電防止層等の電気電子分野に
広く用いられている。このように透明導電性フイ
ルムのエレクトロニクス、画像情報材料分野での
今後の伸びは予測できないほどのものがある。ま
た以上の如き分野のみならず光の選択透過性能詳
しくは可視光は透過するが赤外線は反射する性能
を利用して透明断熱材即ち建築物の窓材等に使用
することができる。このような、特質を加味する
と透明導電性フイルムの今後の需要は膨大なもの
が予測される。またこの需要の伸びとはウラハラ
に品質的には均質で高性能な膜が、生産性につい
ては安価にかつ大量に供給されることが当該業界
からは強く要望されているがこの要望に応えきれ
ないのが現状である。

従来透明導電性薄膜を得る方法としては真空蒸
着法イオンプレーテイング法スパツタリング法等
真空中における薄膜形成法が実用化されている
が、そのいずれも真空中で行うことが必須条件と
されている。一方この種の蒸着フイルムは電子部
品電子機器分野に多く使われるため、その表面抵
抗値は再現性良くまたロツト内バラツキも小さく
作られなければならない。そのために薄膜形成装
置自体の信頼性を向上するよう種々の努力が払れ
ている。特に真空洩れ防止、真空度の高精度制
御、被着体であるフイルムの移動速度の高精度化
又スパツタリングにおいては加うるに導入ガスの
均一化等被着条件の一定化等多大の注意が積み重
ねられている。しかしながら従来では所定の表面
抵抗値を有する薄膜を得るためには真空度、フイ
ルム速度、蒸発源への印加電力等を外部計器類で
監視しているのみであつたため、例えばインジウ
ム・錫（以下ITと略す。）合金あるいはインジウ
ム・錫低級酸化物（以下ITOと略す。）ターゲツ
トより透明導電性薄膜を得るスパツタリングにお
いては微妙な条件変動による膜質の大幅な変化を
コントロールすることができなかつた。即ち蒸着
し終つて装置外に取出したフイルム上の薄膜の表
面抵抗値を測定して初めてでき上つた薄膜の膜質
を知つていた。これでは全く膜質をコントロール
することができず製品の得率が非常に悪く又ロツ
ト内のバラツキも非常に大きく安定性に欠けてい
た。

蒸着後容器の真空を破らず蒸着品の表面抵抗値
を測る方法として（特開昭53−21090）の提案が
あるがこの提案とて真空を破るという手間は省け
るものの蒸着工程と表面抵抗測定工程が分離され
ているため所望の抵抗値を有する薄膜を得るため
には蒸着−停止−測定−蒸着−停止−測定を繰返
さなければならずそれなりに時間を要すること、
又何にも増して工程が間歇的であるために連続フ
イルムに応用できないという難点があつた。

一方市販の装置に２本の導電性表面を有するガ
イドロール間でフイルムに蒸着された薄膜の表面
抵抗値を測定できるものがあるが、蒸着面全面に
２本のロールが接するため薄膜表面に傷をつけた
り品質低下を起させる可能性が高いことと、電気
信号の外部への取り出しにカーボンブラシを使用
しているため真空槽にカーボン粉を発生させ増々
高性能なクリン度が要求されているエレクトロニ
クス関連材料の製造装置に内挿するには大きな問
題を有している。

一般に薄膜形成装置においては真空を保つた
め、真空容器の表面積をできる限り小さくするこ
とと余分なものを容器内に組み込まないようにす
ることが常識とされていると共に蒸着面の損傷を
少くするため蒸着面とロールの接触頻度を極力お
さえることが必須条件とされている。

一方薄膜形成装置の最近の傾向として薄膜形成
のスピードアツプと共に薄膜の高機能化を目標に
多層蒸着化に向いている。表面導電性を有する２
本のガイドロール間で表面抵抗値を測定する装置
はそれ自身がかなり空間を占拠すること以外に中
央の冷却ドラム円周上を仕切つて行う多層蒸着装
置においては蒸着毎にこの装置にて表面抵抗値を
測定することはできない。

かかる状況に鑑み本発明者は、プラスチツクフ
イルムに蒸着を行いながら、連続的に薄膜の表面
抵抗値が測定でき、フイルム移動方向（以下縦方
向）の表面抵抗値のみならず一定周期で電気信号
をピツクアツプすればフイルム横方向の表面抵抗
をも測定でき、コンパクトでかつ蒸着面への損傷
を与えないため蒸着面と測定装置の接触を最低限
に抑えた装置について鋭意検討した結果、 (1) フイルムの走行方向とは直角方向に間隔をお
いて設けられ且互に電気的に絶縁された一対の
電極 (2) 該電極を走行フイルムに押しつける機構、 (3) 電極の対を走行フイルムの全巾にわたつて規
則的に往復運動させる機構 (4) 各電極をそれのフイルム面に対する相対的移
動方向に向つて廻転するように支持する機構 を主要部とする電気抵抗測定用電極を設けたこと
を特徴とする薄膜形成装置を見い出し本発明を完
成した。

本発明による効果としては、１）余分なフイル
ムガイドロールを使用しないためコンパクトであ
ること、２）蒸着面の極く１部にしか電極が接し
ないこと、３）電極がそれのフイルム面に対する
相対的移動方向に向つて廻転するよう支持してあ
るのでフイルム表面と導電極間の摩擦抵抗が最も
小さい状態で両者が接触すること、４）フイルム
が冷却ドラムロールに接した状態で薄膜の表面抵
抗値測定が可能なため多層式蒸着装置においても
各蒸着毎に測定装置を組み込むことができるこ
と、５）各蒸着毎に表面抵抗値が測定できるため
蒸着条件が制御し易くなること。などが挙げられ
る。

又、本発明装置によるときは、フイルム面の小
さな区域毎の表面抵抗値を第５図の斜線区域１９
全面について測定することになるのでフイルム全
面ではないにしても、通常起り得る表面抵抗値の
波状変動のサイクルより早いサイクルで電極の往
復運動を行えば略々全面を測定したのと同様の知
見を得ることが出来る。

以下この発明を図において説明する。第１図は
一般的な薄膜形成装置の内部構造の略示図で排気
系路１を有する真空容器２内にアンワインダー
３、ワインダー４を内蔵し、フイルム５は巻き戻
されながら回転する冷却ドラムロール６に沿つて
進みワインダー４に巻き取られる。ITOターゲツ
ト７（陰極）表面でスパツタリングされたITO粒
子は上部を通過中のフイルム５上に連続的に蒸着
される。斜蒸着を防止するための防着板８、真空
容器内のガスの調節のためのガス配管９を備えて
いる。このような装置内に本発明では蒸着を終つ
て走行中のフイルム５に回転接触する電気抵抗測
定装置１０を設ける。第２図は第１図の−線
断面からみた同装置１０の一例を示す正面略示図
である。電極１１，１１′は第３，４図に示す如
き構造を有し、且後に説明する如く電極１１，１
１′は車輪状で廻転自在、旋回自在に支承した上
で往復軸１２に回転は自由であるが往復軸の軸方
向には動かないよう取付けてある。電極１１及び
その支承部と電極１１′及びその支承部とは同一
構造を有し第３図に同正面図、第４図は同側面図
を示してある。電極１１は導電ゴム製のリングで
金属製の車輪１２にはめ込んであり、車輪１２の
回転軸１３は側板１４の孔１５，１５′で回転自
在に支承されている。側板はコの字形断面を有し
その側面の一隅に孔１５，１５′を有し、上辺１
６には旋回軸１７をその中心軸の延長が回転軸１
３と交叉しないように取付ける。旋回軸１７は往
復軸１２に回転自在に取付けた腕１８の孔１９で
旋回自由に取付ける。側板１４は旋回軸の中心軸
に対してバランスをとるよう第４図で言えば右側
に延長してあつて車輪１２、電極１１等を含めた
左側とバランスしていて、往復運動に追随してフ
イルム５と電極１１との接触による旋回で正しく
フイルム５と電極との相対的移動方向に車輪が向
くようにしてある。

本発明に使用される表面抵抗測定用の電極は上
例では車輪即ち円板上のものを示したが球形のも
のでも良い。球形の場合はボールペンの先端のボ
ールと同様に支持すればよい。材料は軽量である
こと、又廻転する時の抵抗をできるだけ小さくす
ること、極力導電性の良い材質を選ぶことが必要
である。導電性ゴムタイヤを使用する場合は、体
積固有抵抗0.5Ω・cm以下好ましくは0.04Ω・cm以
下、内径72mm、外径80mm、タイヤ断面径４mmのシ
リコンゴムで代表される。ゴムタイヤと蒸着薄膜
間の接触抵抗のバラツキを小さくするため又一つ
には薄膜とタイヤの接触を柔らげ摩擦抵抗の増加
を軽減させるためにタイヤの回転中心軸を含む面
で切つたタイヤの断面図においてフイルムと接触
する部分が１mm以上になるように成型せしめたタ
イヤを用いることが効果的である。又接触する相
手がゴム製とは言え蒸着層の保護という観点から
見れば接触しないにこしたことはない。特に限定
する必要はないが80mmの外径を有するタイヤでは
接触幅を10mm程度におさえるのが好ましい。なお
金属製の電極輪を使用する場合は車輪の厚みを薄
くしておいた方が良い。

具体的測定方法としては体積固有抵抗0.04Ω・
cmの導電性シリコンゴムタイヤを外周上に有する
一対の導電性電極車輪を一定間隔に保つた後あら
かじめ既知の表面抵抗値を有するフイルムを移送
させておくこのフイルムの導電性膜上に一対から
なる該導電性電極輪を接触させフイルムの移動と
共に自由廻転させる。この時一対の電極輪に定電
圧3Vを印加しこの電極輪間に流れる電流より抵
抗値を求める。同様の方法で数点既知の抵抗値を
有するフイルムより本測定装置との相関を求めて
おく。現在蒸着中のフイルムにおいて、蒸着後の
導電層面に該電極輪を接触せしめてフイルムの移
動に応じて自由廻転させつつ駆動軸によりフイル
ム横方向に一定周期で往復運動させる。この時一
対の導電性電極輪は先に検量線を求めた時と同様
の距離を保つてセツトされている。一定電圧を印
加された一対の導電性電極輪間で得られた電気信
号を検量線より読み取り蒸着中のフイルムの表面
抵抗を求める。この値が目標抵抗値より高い時は
フイルムの速度を徐々に下げ蒸着中のフイルムの
抵抗値が目標値になるよう調整する。逆に目標抵
抗値より得られた膜質の抵抗値が低い時は目標値
と同時になるまでフイルム速度を注意しながら
徐々に上げていく。又フイルム横方向でバラツキ
が出た時にはマスク板の位置変更、酸素ガス供給
量の変更等を行う。かくの如くして抵抗値のバラ
ツキが小さく、かつ希望の表面抵抗値を有する透
明導電性フイルムを再現性良く高収率で得ること
ができる。電極輪の自重でフイルム蒸着面に接し
めることができない場所においては電極輪自身を
軽いバネ圧で蒸着面に接するように押しつける必
要がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の内部構造を示す概略図、
第２図は第１図の−線断面の部分略示図、第
３図は本発明装置の電気抵抗測定部分を示す、第
４図は同側面略示図、第５図はフイルムの表面抵
抗測定領域を示す平面略示図。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 走行しているフイルムに真空下で連続的に他
   の物質を蒸着する装置内に (1) フイルムの走行方向とは直角方向に間隔をお
   いて設けられ且互に電気的に絶縁された一対の
   電極、 (2) 該電極を走行フイルムに押しつける機構、 (3) 電極の対を走行フイルムの全巾にわたつて規
   則的に往復運動させる機構、 (4) 各電極をそれのフイルム面に対する相対的移
   動方向に向つて廻転するように支持する機構、 を主要部とする電気抵抗測定用電極を設けたこと
   を特徴とする薄膜形成装置。