JP2021080529A - シール装置、真空装置、成膜装置及び多層フィルム製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的安価に大きな差圧を形成できるシール装置を提供すること。【解決手段】本発明の一態様に係るシール装置は、第１空間と前記第１空間よりも圧力が低い第２空間とを隔離しつつウェブを連続搬送可能とするシール装置であって、前記第１空間と前記第２空間との間を区分する隔壁に配設され、前記ウェブが通過する搬送開口を有する枠体と、前記搬送開口の内部に配設され、前記ウェブを案内する封止ローラと、を備え、前記搬送開口の内壁面は、前記封止ローラの周面に一定の間隔を空けて対向する一対の周封止面と、前記封止ローラの端面に対向する一対の端封止面と、を有し、前記枠体は、前記周封止面に開口し、低圧源に接続される排気流路と、前記周封止面から前記端封止面に連続して形成され、前記排気流路と連通する吸引溝と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、シール装置、真空装置、成膜装置及び多層フィルム製造方法に関する。

例えば蒸着フィルムのような多層フィルムの製造等では、ウェブを大気圧と異なる圧力の空間に配置して加工を行う工程が必要とされる。このような加工工程は、ウェブを巻き取ったリールを加工チャンバの内部に搬入し、ウェブを巻き戻しながら所定の加工を行い、加工したウェブを巻き取ったリールを加工チャンバから搬出するバッチ処理により行われていた。リールの搬入及び搬出時にも加工チャンバ内の圧力を一定に保持してバッチ処理を効率的に行うために、加工チャンバに隣接する前室（ロードロック）を設け、この前室の圧力を外部の圧力と加工チャンバの圧力との間で増減する成膜装置が知られている。

しかしながら、前室を設けたとしてもバッチ処理では生産性を十分に向上できないため、ウェブを連続的に加圧又は減圧された空間内に供給し、加工されたウェブを加圧又は減圧された空間から連続的に排出する連続処理が求められている。

ウェブの連続処理を行う場合、圧力が異なる２つの空間を区分する隔壁にウェブが通過する開口（スリット）が必要となるが、この開口を通して高圧側の空間内の雰囲気ガスが低圧側の空間内に流入する。そこで、各空間の圧力を効率よく要求される圧力で保持するために、ウェブが通過する開口部に雰囲気ガスの移動を抑制するシール装置を配設する技術が知られている。

このようなシール装置としては、ウェブを案内するローラと、ローラを収容し、低圧側の空間及び高圧側の空間にそれぞれ開放され、ローラとの間に小さい隙間を形成するハウジングと、を備え、ローラとハウジングとの隙間の気体をハウジング側に吸引するよう構成されたものがある（例えば特許文献１参照）。この構成では、ローラとハウジングとの隙間を通過しようとする気体を強制的に系外に排出することで、低圧側の空間に流入する気体の量を低減することができる。

特開昭５８−１３１４７０号公報

特許文献１に記載されるシール装置では、ローラの周面とハウジングとの隙間を通過する気体の量を低減することができるが、気体は、ローラの端面とハウジングとの間に形成される隙間を通しても高圧側の空間から低圧側の空間に流れ込む。このため、特許文献１に記載されるシール装置では、低圧空間の圧力を低く設定するためには、依然として真空ポンプに大きな能力が求められるため、高価な真空ポンプ又は複数の真空ポンプを必要とする。

ローラの端面とハウジングとの隙間から低圧側の空間に気体が流れ込むことを抑制する手段として、ローラの端面とハウジングとの隙間を小さくすることが考えられる。しかしながら、ローラの軸方向両側には軸受や軸受を保持する構造が配置されるため、これらの寸法公差や位置決め精度等も考慮すると、ローラの端面とハウジングとの隙間を小さくすることには限界がある。また、ローラの端面とハウジングの間に例えばゴム製のシール部材を有する接触シールを設ける方法も考えられるが、ローラの回転制御が困難となることに加え、シール部材の摩耗粉がウェブに付着するリスクがある。そこで、本発明は、比較的安価に大きな差圧を形成できるシール装置及び真空装置、並びに比較的安価に成膜できる成膜装置及び多層フィルム製造方法を提供することを課題とする。

本発明の一態様に係るシール装置は、第１空間と前記第１空間よりも圧力が低い第２空間とを隔離しつつウェブを連続搬送可能とするシール装置であって、前記第１空間と前記第２空間との間を区分する隔壁に配設され、前記ウェブが通過する搬送開口を有する枠体と、前記搬送開口の内部に配設され、前記ウェブを案内する封止ローラと、を備え、前記搬送開口の内壁面は、前記封止ローラの周面に一定の間隔を空けて対向する一対の周封止面と、前記封止ローラの端面に対向する一対の端封止面と、を有し、前記枠体は、前記周封止面に開口し、低圧源に接続される排気流路と、前記周封止面から前記端封止面に連続して形成され、前記排気流路と連通する吸引溝と、を有する。

本発明の一態様に係るシール装置において、前記吸引溝は、前記封止ローラを取り囲むよう、前記一対の周封止面及び前記一対の端封止面に連続して形成されていてもよい。

本発明の一態様に係るシール装置において、前記排気流路は、一方の前記周封止面のみに開口してもよい。

本発明の一態様に係るシール装置において、前記枠体と前記封止ローラの周面との間を封止するシール部材をさらに備えてもよい。

本発明の別の態様に係る真空装置は、前記シール装置と、前記第２空間を画定する減圧室とを備える。

本発明のまた別の態様に係る成膜装置は、前記真空装置と、前記減圧室内に設けられ、前記ウェブの表面に異なる材料を積層する成膜機構と、を備える。

本発明のさらに別の態様に係る多層フィルム製造方法は、前記成膜装置を用いて、前記ウェブの表面に異なる材料を積層する工程を備える。

本発明によれば、比較的大きな差圧を形成できるシール装置及び真空装置、並びに比較的安価に成膜できる成膜装置及び多層フィルム製造方法を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る成膜装置を示す模式断面図である。 図１のシール装置を詳細に示す軸直角模式断面図である。 図２のシール装置の軸方向模式断面図である。 本発明の第２実施形態に係る成膜装置を示す模式断面図である。 図４のシール装置を詳細に示す軸直角模式断面図である。 図４のシール装置の変形例を示す軸方向模式断面図である。 図４のシール装置の別の変形例を示す軸方向模式断面図である。 図４のシール装置のさらに別の変形例を示す軸方向模式断面図である。

以下、本発明の各実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。また、便宜上、ハッチング及び部材符号等を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る成膜装置Ｍを示す模式断面図である。成膜装置Ｍは、ウェブＷの表面に被膜を積層する装置である。成膜装置Ｍは、周囲の空間である第１空間よりも低圧の第２空間を形成する真空装置Ｕと、真空装置Ｕの内部に配設される成膜機構Ｆと、を備える。真空装置Ｕは、本発明に係る真空装置の一実施形態である。なお、「真空」とは、いわゆる高真空に限られず、低真空を含み、大気圧よりも圧力が低い状態を広く包含する概念である。

成膜装置Ｍにおいて、ウェブＷは、減圧室Ｒを通過するよう連続搬送される。ウェブＷとしては、特に限定されないが、典型的には樹脂フィルムが考えられる。樹脂フィルムの具体的な材質としては、例えばポリカーボネート、ポリメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリアミド、ポリエーテルケトン、ポリオレフィン、トリアセチルセルロース等を挙げることができる。また、樹脂フィルムは、保護膜を両面に有するもの、片面に有するもの、保護膜がないもの等、どのようなフィルムであってもよい。

真空装置Ｕは、第２空間を画定する減圧室Ｒと、ウェブＷが減圧室Ｒに進入する部分及び減圧室Ｒから退出する部分にそれぞれ設けられ、第１空間と第２空間とを隔離しつつウェブＷを連続搬送可能とする２つのシール装置１と、を備える。シール装置１は、本発明に係るシール装置の一実施形態である。

減圧室Ｒは、第１空間と第２空間との間を区分する隔壁Ｐを有する。減圧室Ｒには、第２空間の内部の気体を排出する低圧源Ｖ１が接続される。これにより、第２空間は、大気圧に保持される第１空間よりも低い圧力に減圧される。低圧源Ｖ１は、例えば真空ポンプ、イジェクタ等の排気装置によって構成することができる。低圧源Ｖ１として用いられる真空ポンプとしては、例えばダイヤフラム式ポンプ、ロータリーポンプ、ドライポンプ、クライオポンプ、メカニカルブースターポンプ、ターボ分子ポンプ、イオンポンプ、ゲッターポンプ等が挙げられ、これらを複数組み合わせた装置を用いてもよい。

また、成膜装置Ｍは、減圧室Ｒの内部の気体を排出する低圧源Ｖ１と、シール装置１ａにそれぞれ接続された複数の低圧源Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ１３と、を備える。低圧源Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ１３は、低圧源Ｖ１と同様の排気装置によって構成することができる。

成膜機構Ｆは、ウェブＷの表面に異なる材料を積層することにより膜を形成する。図示する例では、成膜機構Ｆは、ウェブＷが巻き付けられるドラムＤと、このドラムＤに巻き付けられているウェブＷの表面に他の材料を供給して積層するスパッタリングデバイスＥとを有する。

＜シール装置＞
以下、成膜装置Ｍのシール装置１について、詳しく示す図２及び図３を参照しながら説明する。なお、図２には、上流側のシール装置１を示すが、下流側のシール装置１では、装置全体が上流側と下流側を入れ替えるよう鏡写しに配置される。これは、視点を変えれば図２においてウェブＷの搬送方向を逆にしたものと考えることもできる。

シール装置１は、ウェブＷが通過する搬送開口１１を有する枠体１０と、搬送開口１１の内部に配設され、ウェブＷを案内する封止ローラ２０と、封止ローラ２０の前後でウェブＷを案内する一対の案内ローラ３０と、を備える。

枠体１０は、隔壁Ｐに配設され、封止ローラ２０を支持する不図示の軸受等を保持する。枠体１０は、隔壁Ｐに気密に取り付けられてもよく、隔壁Ｐと一体に形成されてもよい。

枠体１０の搬送開口１１は、第１空間及び第２空間に連通するよう形成される。この搬送開口１１の内壁面は、封止ローラ２０の周面に一定の間隔を空けて対向する一対の周封止面（封止ローラ２０の周面のウェブＷを案内する領域に対向するウェブ側周封止面１１１、及び封止ローラ２０の周面のウェブＷを案内しない領域に対向するローラ側周封止面１１２）と、封止ローラ２０の端面に対向する一対の端封止面１１３と、を有する。

周封止面１１１，１１２は、封止ローラ２０との間隔を略一定にするために、封止ローラ２０と同心の円筒面状に形成される。また、一対の端封止面１１３は、互いに平行な平面状に形成されることが好ましい。

また、枠体１０は、ウェブ側周封止面１１１に開口し、対応する低圧源Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ１３のいずれかに接続され、封止ローラ２０との間の空間内の気体を外部に排出する複数のウェブ側排気流路（第１空間側から順に第１ウェブ側排気流路１２１、第２ウェブ側排気流路１２２及び第３ウェブ側排気流路１２３）と、ローラ側周封止面１１２に開口し、対応する低圧源Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ１３のいずれかに接続され、封止ローラ２０との間の空間内の気体を外部に排出する複数のローラ側排気流路（第１空間側から順に第１ローラ側排気流路１３１、第２ローラ側排気流路１３２及び第３ローラ側排気流路１３３）と、周封止面１１１，１１２から端封止面１１３に連続して形成され、ウェブ側排気流路１２１，１２２，１２３及びローラ側排気流路１３１，１３２，１３３にそれぞれ連通する複数の吸引溝（第１空間側から順に第１吸引溝１４１、第２吸引溝１４２及び第３吸引溝１４３）と、を有する。なお、搬送開口１１に、３つの吸引溝１４１，１４２，１４３が形成されているが、搬送開口１１に形成される吸引溝の数、ひいては排気流路の数は任意である。

本実施形態の吸引溝１４１，１４２，１４３は、搬送開口１１の内面に全周に亘って形成される。具体的には、吸引溝１４１，１４２，１４３は、ウェブ側周封止面１１１の全長に亘って形成されるウェブ側周面吸引部１４６と、ローラ側周封止面１１２の全長に亘って形成されるローラ側周面吸引部１４７と、一対の端封止面１１３の全長に亘って形成され、ウェブ側周面吸引部１４６及びローラ側周面吸引部１４７の端部の間をそれぞれ接続する一対の端面吸引部１４８と、それぞれ有する。つまり、吸引溝１４１，１４２，１４３は、それぞれ封止ローラ２０を取り囲むよう、搬送開口１１の内壁面の全周に亘って無端の長方形状に形成されている。

ウェブ側周面吸引部１４６及びローラ側周面吸引部１４７は、封止ローラ２０の回転軸と平行な直線状に形成されることが好ましいが、端面吸引部１４８は、図２に示す第２吸引溝１４２のように、封止ローラ２０の回転軸及び回転軸を支持する軸受構造等を迂回するよう形成され得る。

封止面１１１，１１２，１１３（吸引溝１４１，１４２，１４３は除外）と封止ローラ２０との間隔としては、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下とすることが好ましい。これにより、封止ローラ２０又はウェブＷと枠体１０との接触を防止しつつ、枠体１０と封止ローラ２０との間を通過する気体の流量を抑制することができる。

吸引溝１４１，１４２，１４３の幅は、例えば５ｍｍ以上２５ｍｍ以下とすることができる。このように、吸引溝１４１，１４２，１４３の幅を比較的小さくすることによって、第１空間から第２空間に至る気体の流路としての搬送開口１１の封止面１１１，１１２，１１３と封止ローラ２０との隙間の流路抵抗を大きくすることができるので、第１空間から第２空間に流入する気体の量を効果的に抑制できる。

また、吸引溝１４１，１４２，１４３の深さは、それぞれの幅の１倍以上３倍以下とすることができる。吸引溝１４１，１４２，１４３の深さを前記範囲内とすることで、吸引効率を大幅に改善することができる。詳しく説明すると、気体は壁面に張り付く性質があるため、封止面１１１，１１２，１１３と封止ローラ２０との間の狭い隙間では、気体が封止面１１１，１１２，１１３及び封止ローラ２０の表面に沿って移動しやすい。壁面に張り付いた気体は、狭い空間から広い空間に広がった瞬間に壁面への張り付きから解放されやすい。このため、吸引溝１４１，１４２，１４３の断面積を大きくすることによって、気体を封止面１１１，１１２，１１３及び封止ローラ２０への張り付きから解放して排気流路１２１，１２２，１２３，１３１，１３２，１３３に移動させやすくすることができる。なお、吸引溝１４１，１４２，１４３の幅及び深さは一定でなくてもよい。

シール装置１は、排気流路１２１，１２２，１２３，１３１，１３２，１３３を通して吸引溝１４１，１４２，１４３の内側の気体が外部に排出されることにより、吸引溝１４１，１４２，１４３がその全長に亘って対向する封止ローラ２０との間の空間の気体を吸い込む。これにより、シール装置１では、低圧源Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ１３により、搬送開口１１のウェブ側周封止面１１１及びローラ側周封止面１１２と封止ローラ２０との隙間を通過しようとする気体だけでなく、搬送開口１１の一対の端封止面１１３と封止ローラ２０との隙間を通過しようとする気体も外部に排出することができるので、第１空間と第２空間との差圧を比較的容易に大きくすることができる。

第１空間から第２空間に向かって順に圧力を低下させるために、第２空間側ほど吸引溝１４１，１４２，１４３ひいては排気流路１２１，１２２，１２３，１３１，１３２，１３３の内部の圧力を低くすることが必要である。このため、排気流路１２１，１２２，１２３，１３１，１３２，１３３は、それぞれ所望の圧力を実現するのに適した低圧源Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ１３に接続されることが好ましい。また、排気抵抗を小さくするために、図３に示すように、各吸引溝１４１，１４２，１４３と低圧源Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ１３との間に、それぞれ複数の排気流路１２１，１２２，１２３，１３１，１３２，１３３を並列に設けてもよい。

排気流路１２１，１２２，１２３，１３１，１３２，１３３と低圧源Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ１３との間でわずかでもリークを起こすと排気能力が著しく低下するので、排気流路１２１，１２２，１２３，１３１，１３２，１３３と低圧源Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ１３とを接続する配管等の流路には強度が求められる。具体的には、排気流路１２１，１２２，１２３，１３１，１３２，１３３と低圧源Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ１３との間には、例えばパイプ、フレキシブルホース等が配設されていてもよい。これらの流路は、フランジ等の管継手を用いて接続されてもよい。また、これらの流路を構成するパイプ等の材質としては、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等のステンレス鋼、炭素鋼、チタン、ニッケルなどを用いることができる。

封止ローラ２０は、搬送開口１１の中に配置され、その周囲にわずかな隙間を残して搬送開口１１を封止する。換言すると、封止ローラ２０は、径方向一方側が第１空間に露出し、径方向他方側が第２空間に露出する。封止ローラ２０の直径は、枠体１０の搬送開口１１における厚みよりも大きいことが好ましい。

封止ローラ２０は、その周面の所定の角度範囲にウェブＷを支持することで搬送開口１１を通過する際のウェブＷの位置を定める。これによって、封止ローラ２０は、ウェブＷと搬送開口１１の内壁との間隔を一定且つ最小限に保持する。つまり、ウェブＷは、封止ローラ２０の周面に密着する状態で搬送開口１１内に進入し、封止ローラ２０の周面に密着したまま搬送開口１１から退出する。

封止ローラ２０は、ウェブＷの温度を調節するために加温又は冷却可能に構成されてもよい。具体的には、封止ローラ２０は、加温のために、内部にヒータを有してもよく、表面近傍に抵抗発熱体パターンが形成されていてもよく、隣接して配置される励磁コイルにより印加される高周波磁界により発熱する金属層を有していてもよい。第１空間内でウェブＷをあらかじめ加温して水分を除去することによって、減圧に伴う水分の蒸発によりウェブＷが封止ローラ２０上で滑ることを防止できる。また、封止ローラ２０は、冷却のために、内部に冷媒を挿通する流路を有していてもよい。水分を含んだウェブＷが圧力の低い第２空間に進入する場合に、封止ローラ２０によりウェブＷを冷却するこことで飽和蒸気圧を低下させる。これにより、圧力低下に伴ってウェブＷから水分が蒸発することを抑制し、ウェブＷが水蒸気によって持ち上げられて封止ローラ２０上で滑ることを防止できる。

案内ローラ３０は、ウェブＷをその張力により封止ローラ２０の周面の一定の角度範囲内に密着させるために、封止ローラ２０の前後に配設される。

以上の構成を備える成膜装置Ｍは、比較的安価に大きな差圧を形成できるシール装置１ひいては真空装置Ｕを備えるため、比較的安価にウェブＷに成膜することができる。

シール装置１では、複雑な流路を設けることなく、封止ローラ２０の四方の隙間から空気を排出することができる。このため、シール装置１は、装置構成が比較的簡単でありまがら、大きな差圧を実現することができる。このため、真空装置Ｕは、少数のシール装置１により減圧室Ｒの内部の圧力を十分に低下させることができるので、比較的安価で、専有面積が小さい。

＜多層フィルム製造方法＞
本発明に係る多層フィルム製造方法の一実施形態は、図１の成膜装置Ｍを用いてウェブＷの表面に異なる材料を積層する加工を施す工程を備える。成膜装置Ｍの第１緩衝室Ｒ１には、ウェブＷを巻き取ったリール（不図示）からウェブＷを連続的に供給することができる。また、第６緩衝室Ｒ６から連続して排出される加工済みのウェブＷ（製造された多層フィルム）は、別のリール（不図示）に巻き取って回収することができる。

この多層フィルム製造方法によれば、シール装置１によって容易に減圧室Ｒｆの真空度を高めることができるので、基材となるウェブＷに比較的安価に成膜して高品質な多層フィルムを製造することができる。

また、成膜装置Ｍを用いて多層フィルムを製造することによって、成膜装置Ｍの上流側及び下流側において、つまり大気圧下において、オーブン乾燥工程、塗布工程、外観検査工程、スリット（フィルム分割）工程を行うことができる。つまり、成膜装置Ｍ内では、真空下で行う必要がある工程のみを行うようにすることができるので、全工程を真空下で行うことができるような大規模な製造設備を設けることなく、より安価に連続してフィルムを製造することができる。

〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態に係る成膜装置Ｍａについて説明する。図４に示す成膜装置Ｍａは、図１の成膜装置Ｍと同様に、ウェブＷの表面に被膜を積層する装置である。なお、図４の成膜装置Ｍａについて、図１の成膜装置Ｍａと同様の構成要素には同じ符号を付して重複する説明を省略することがある。

成膜装置Ｍａは、大気開放された第１空間よりも圧力が低い第２空間を画定する減圧室Ｒａと、減圧室Ｒａの単一の隔壁Ｐａに配設された２つのシール装置１ａと、を有する真空装置Ｕａと、真空装置Ｕａの減圧室Ｒａ内部に配設される成膜機構Ｆと、を備える。真空装置Ｕａは、本発明に係る真空装置の別の実施形態であり、シール装置１ａは、本発明に係るシール装置の別の実施形態である。

本実施形態において、ウェブＷは、一方のシール装置１ａを通して減圧室Ｒａに進入し、減圧室Ｒａの中で折り返されて他方のシール装置１ａから逆向きに退出する。成膜装置Ｍａは減圧室ＲａにおいてウェブＷを折り返して搬送するため、装置全体の専有面積が比較的小さい。

＜シール装置＞
以下、成膜装置Ｍａのシール装置１ａについて、詳しく示す図５，６を参照しながら説明する。

シール装置１ａは、隔壁Ｐａに配設され、第１空間及び第２空間に連通し、ウェブＷが通過する搬送開口１１を有する枠体１０ａと、搬送開口１１の内部に配設され、ウェブＷを案内する封止ローラ２０と、封止ローラ２０の前後でウェブＷを案内する一対の案内ローラ３０と、を備える。

枠体１０ａは、図６に示すように、封止ローラ２０の周面のウェブＷを案内しない側に対向するローラ側周封止面１１２に開口する複数のローラ側排気流路１３１，１３２，１３３と、ローラ側周封止面１１２から両側の端封止面１１３、さらにはローラ側周封止面１１２と反対側のウェブ側周封止面１１１に連続して形成され、ローラ側排気流路１３１，１３２，１３３と連通する複数の吸引溝１４１，１４２，１４３と、を有する。つまり、本実施形態の枠体１０ａは、封止ローラ２０の周面のウェブＷを案内する側に対向するウェブ側周封止面１１１には排気流路が設けられていない。

吸引溝１４１，１４２，１４３は、ウェブ側周封止面１１１の全長に亘って形成されるウェブ側周面吸引部１４６と、ローラ側周封止面１１２の全長に亘って形成されるローラ側周面吸引部１４７と、一対の端封止面１１３の全長に亘って形成され、ウェブ側周面吸引部１４６及びローラ側周面吸引部１４７の端部の間をそれぞれ接続する一対の端面吸引部１４８と、をそれぞれ有する。

本実施形態では、ローラ側周封止面１１２側に設けられたローラ側排気流路１３１，１３２，１３３だけで封止ローラ２０を取り囲むよう形成された吸引溝１４１，１４２，１４３の全体を負圧にすることで、封止ローラ２０の四方の搬送開口１１との隙間から気体を排出する。本実施系形態のシール装置１ａは、ウェブ側周封止面１１１側にのみ排気流路１２１，１２２，１２３を設けるので、低圧源Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ１３との接続がより簡単である。

ローラ側周面吸引部１４７はウェブＷに接する空気を吸引するため、ローラ側周面吸引部１４７の吸引力が大きすぎるとウェブＷが封止ローラ２０から浮き上がって位置ずれしたり枠体１０ａと接触して損傷したりするおそれがある。これに対して、本実施形態では、ローラ側排気流路１３１，１３２，１３３から遠いウェブ側周面吸引部１４６の吸引力がローラ側周面吸引部１４７の吸引力よりも小さくなる。つまり、シール装置１ａでは、ウェブ側周封止面１１２からの気体の排出量を抑制しつつ、ローラ側周面吸引部１４７及び端面吸引部１４８からより多くの気体を外部に排出することで、第１空間から第２空間に流れ込む気体に量を十分に低減することができる。なお、本実施形態においても、吸引溝１４１，１４２，１４３の断面積を十分に大きくすることによって、排気流路が設けられていないローラ側周封止面１１２側においても吸引溝１４１，１４２，１４３の吸引力が小さくなり過ぎないようにできる。

〔第３実施形態〕
さらに、図７を参照しながら、本発明の第３実施形態に係るシール装置１ｂについて説明する。図７のシール装置１ｂは、図１の成膜装置Ｍのシール装置１及び図４の成膜装置Ｍａのシール装置１ａに換えて用いることができる。

シール装置１ｂは、第１空間と第２空間との間を区分する隔壁に配設され、第１空間及び第２空間に連通し、ウェブＷが通過する搬送開口１１を有する枠体１０ｂと、搬送開口１１の内部に配設され、ウェブＷを案内する封止ローラ２０と、封止ローラ２０の前後でウェブＷを案内する一対の案内ローラ３０と、枠体１０ｂと封止ローラ２０のウェブＷを案内しない側との隙間を封止するシャッタ部４０と、を備える。

枠体１０ｂは、封止ローラ２０の周面のウェブＷを案内する側に対向するウェブ側周封止面１１１に開口する複数のウェブ側排気流路１２１，１２２，１２３と、ウェブ側周封止面１１１から両側の端封止面１１３、さらにはウェブ側排気流路１２１，１２２，１２３と反対側のローラ側周封止面１１２に連続して形成され、ウェブ側排気流路１２１，１２２，１２３と連通する第２吸引溝１４２と、ウェブ側周封止面１１１から両側の端封止面１１３に連続して形成され、第２週封止面１１２には延伸せず、ウェブ側排気流路１２１，１２２，１２３と連通する第１吸引溝１４１ｂ及び第３吸引溝１４３ｂと、を有する。本実施形態の枠体１０ｂは、封止ローラ２０の周面のウェブＷを案内しない側に対向するローラ側周封止面１１２には排気流路が設けられていない。

本実施形態において、第２吸引溝１４２は、ウェブ側周封止面１１１の全長に亘って形成されるウェブ側周面吸引部１４６と、ローラ側周封止面１１２の全長に亘って形成されるローラ側周面吸引部１４７と、一対の端封止面１１３の全長に亘って形成され、ウェブ側周面吸引部１４６及びローラ側周面吸引部１４７の端部の間をそれぞれ接続する一対の端面吸引部１４８と、を有する。しかしながら、本実施形態の第１吸引溝１４１ｂ及び第３吸引溝１４３ｂは、ローラ側周面吸引部を有していない。

シャッタ部４０は、封止ローラ２０の周面のウェブＷを案内しない部分に対向するよう、枠体１０の第１空間の側に配設されている。

シャッタ部４０は、先端縁を封止ローラ２０の周面に近接させるシール部材４１と、シール部材４１を封止ローラ２０との間隔を調節可能に保持する保持機構４２と、を含む。

シール部材４１の少なくとも封止ローラ２０に近接する先端部は、角棒状又は帯板状に形成されることが好ましい。シール部材４１は、封止ローラ２０の回転軸方向視において、その先端面が封止ローラ２０の周面の対向部分と略平行になるよう配向されることが好ましい。これにより、シール部材４１と封止ローラ２０との隙間を通過する気体の流路抵抗を大きくし、第１空間と第２空間との差圧を大きくしやすくなる。また、シール部材４１の先端縁は、成膜装置Ｍの定常運転時における封止ローラ２０の撓みに合わせて封止ローラ２０の側に凸状又は凹状に湾曲している。

封止ローラ２０は、自重及び第１空間と第２空間との差圧により撓む。このため、シール部材４１の先端縁は、成膜装置Ｍｂの定常運転時における封止ローラ２０の撓みに合わせて封止ローラ２０の側に凸状又は凹状に湾曲していることが好ましい。

封止ローラ２０の構造並びに第１空間及び第２空間の設定圧力によっても異なるが、封止ローラ２０に作用する力は、第１空間と第２空間との差圧による成分が支配的となること多い。このため、封止ローラ２０を撓ませる合力は、略搬送開口１１の貫通方向となり得る。このため、第１空間側に配設されるシャッタ部４０のシール部材４１の先端縁は、封止ローラ２０の側に凸状に湾曲する。

封止ローラ２０の成膜装置Ｍｂの定常運転時のシャッタ部４０が配設される角度位置における径方向の撓み量（長さ方向中央部において観測される最大変位）としては、例えば長さ１２００ｍｍの封止ローラ２０において３０μｍ程度となる。また、同じ条件で第１空間と第２空間との差圧がなく自重のみによって封止ローラ２０が撓む場合、封止ローラ２０の撓み量は５μ程度となる。

成膜装置Ｍの定常運転時におけるシール部材４１と封止ローラ２０との間隔としては、得ようとする第１空間と第２空間との差圧にもよるが、例えば１００μｍ以下とすることが必要となり得る。シール部材４１と封止ローラ２０との間隔が大きくなると、第１空間内の気体がシール部材４１と封止ローラ２０と隙間を通って第２空間に流れ込み、第２空間の内圧を上昇させ得る。また、シール部材４１と封止ローラ２０とが接触するとシール部材４１又は封止ローラ２０が摩耗し、摩耗粉がウェブＷに付着するおそれがあるため、シール部材４１と封止ローラ２０とは接触しないようにしなければならない。

シャッタ部４０は、シール部材４１の先端縁が湾曲していることによって、シール部材４１と封止ローラ２０との間隔を全体的に小さくすることができる。逆に言うと、シール部材４１の先端縁が直線状である場合、封止ローラ２０の撓みによる封止ローラ２０の端部と中央部とにおけるシール部材４１との間隔の差に組み立ての誤差や機械的振動等が加わると、シール部材４１と封止ローラ２０との間隔を封止ローラ２０の全長に亘って上述の範囲内に収めることができない。先端縁が湾曲しているシール部材４１を有するシール装置１は、第１空間から第２空間に流れ込む気体の量を小さくできるので、第２空間から気体を排出する低圧源の能力が小さくても第１空間と第２空間との差圧を比較的大きくすることができる。

シール部材４１は、鋼、ステンレス鋼等によって形成することができる。また、シール部材４１は、例えば停電等により真空ポンプが緊急停止して低圧側の圧力が急上昇した場合、何等かの原因で大きな振動を受けた場合などの不測の事態により封止ローラ２０に接触しても封止ローラ２０を傷つけないよう、先端部が樹脂等で被覆されることが好ましい。シール部材４１の先端部を被覆する樹脂としては、硬度が高く耐摩耗性に優れるウレタン樹脂、アクリル樹脂、スチレンアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリウレア樹脂、ＮＢＲ樹脂等を用いることが好ましい。シール部材４１の先端部を被覆する樹脂の厚みとしては、シール部材４１の先端縁の形状の誤差を抑制するために、数十μｍ程度とすることが好ましい。

保持機構４２は、成膜装置Ｍの定常運転時にはシール部材４１の先端縁を封止ローラ２０に近接させ、成膜装置Ｍの停止時及び非定常運転時にはシール部材４１の先端縁を封止ローラ２０から離間させることができるよう構成される。

保持機構４２は、枠体１０に配設されるベース部材４３と、シール部材４１を封止ローラ２０の径方向に突退可能に保持し、且つベース部材４３に対して封止ローラ２０の径方向に移動可能に取り付けられる可動支持部材４４と、シール部材４１を可動支持部材４４上で位置決めする調節部４５と、可動支持部材４４ひいてはシール部材４１を封止ローラ２０に向かって突出するよう付勢する弾性部材４６と、を有する構成とすることができる。

保持機構４２は、シャッタ部４０にシール効果を発揮させるために、調節部４５により可動支持部材４４を封止ローラ２０の側に突出させることによってシール部材４１と封止ローラ２０との隙間を小さくする。また、保持機構４２は、何らかの不測の事態により封止ローラ２０の撓みが減少してシール部材４１に封止ローラ２０が接触した場合には、弾性部材４６の付勢力に抗してシール部材４１が後退可能とすることで、封止ローラ２０及びシール部材４１の損傷を防止する。

ベース部材４３は、枠体１０と一体に形成されてもよく、枠体１０に気密に取り付けられてもよい。可動支持部材４４は、ベース部材４３に気密に取り付けられ、且つシール部材４１を気密に保持することが好ましい。調節部４５は、例えばマイクロメーターヘッド等によって構成することができる。弾性部材４６は、通常は可動支持部材４４を封止ローラ側の移動端に圧接するよう配設され、例えばつる巻ばね等によって構成することができる。

調節部４５は、真空装置Ｕの運転状態に合わせて自動的にシール部材４１と封止ローラ２０との隙間を調節するよう構成されてもよいが、手動で調節操作をできるよう構成されてもよい。調節部４５を手動で操作されるよう構成する場合、本装置を運転中にも容易にアクセスできるよう、シャッタ部４０は、第１空間、即ち減圧室Ｒの外側に設けられることが好ましい。

また、真空装置Ｕの始動時に第２空間の圧力を迅速に低下させるためには、第１空間と第２空間との差圧に応じて変化する封止ローラ２０の撓み量に合わせて、シール部材４１の位置を刻々と変化させることが望まれる。この場合、シャッタ部４０が第１空間側に配設されている場合、シール部材４１の位置の調節が遅れたとしても、シール部材４１と封止ローラ２０との隙間が増大するため、シール部材４１を誤って封止ローラ２０に接触させるリスクが小さい。

本実施形態のシール装置１ｂは、ウェブ側周封止面１１１の側に設けられたウェブ側排気流路１２１，１２２，１２３のみから吸引溝１４１ｂ，１４２，１４３ｂを介して封止ローラ２０の四方の搬送開口１１との隙間から気体を排出する。このため、吸引溝１４１ｂ，１４２，１４３ｂの流路抵抗が無視できない場合には、ローラ側周面吸引部１４７の圧力がウェブ側周面吸引部１４６の圧力よりも高くなる。この場合、ローラ側周封止面１１２と封止ローラ２０との隙間から気体を排出する能力が、ウェブ側周封止面１１１と封止ローラ２０との隙間から気体を排出する能力と比べて小さくなる恐れがある。しかしながら、シール装置１ｂは、ウェブ側周封止面１１１側にシャッタ部４０を備えることで、ローラ側周封止面１１２と封止ローラ２０との隙間に流入する気体の量を低減するため、ローラ側周封止面１１２と封止ローラ２０との隙間を通して第２空間に流入する気体の量も十分に抑制することができる。

また、本実施形態のシール装置１ｂは、第１吸引溝１４１ｂ及び第３吸引溝１４３ｂがローラ側周面吸引部を有しないことで、ウェブ側周封止面１１１と封止ローラ２０との隙間及び端封止面１１３と封止ローラ２０との隙間を通して第２空間に流入する気体の量を抑制する効果がシール装置１、シール装置１ａに比べ相対的に大きい。

〔第４実施形態〕
さらに、図８を参照しながら、本発明の第４実施形態に係るシール装置１ｃについて説明する。図８のシール装置１ｃは、図１の成膜装置Ｍのシール装置１及び図４の成膜装置Ｍａのシール装置１ａに換えて用いることができる。

シール装置１ｃは、第１空間と第２空間との間を区分する隔壁に配設され、第１空間及び第２空間に連通し、ウェブＷが通過する搬送開口１１を有する枠体１０ｃと、搬送開口１１の内部に配設され、ウェブＷを案内する封止ローラ２０と、封止ローラ２０の前後でウェブＷを案内する一対の案内ローラ３０と、枠体１０ｂと封止ローラ２０のウェブＷを案内しない側との隙間を封止するシャッタ部４０ｃと、を備える。

枠体１０ｃは、封止ローラ２０の周面のウェブＷを案内する側に対向するウェブ側周封止面１１１に開口する複数のウェブ側排気流路１２１，１２２，１２３と、ウェブ側周封止面１１１から両側の端封止面１１３、さらにはウェブ側排気流路１２１，１２２，１２３と反対側のローラ側周封止面１１２に連続して形成され、ウェブ側排気流路１２１，１２２，１２３と連通する第３吸引溝１４３と、ウェブ側周封止面１１１から両側の端封止面１１３に連続して形成され、第２週封止面１１２には延伸せず、ウェブ側排気流路１２１，１２２，１２３と連通する第１吸引溝１４１ｂ及び第２吸引溝１４２ｃと、を有する。本実施形態の枠体１０ｃは、封止ローラ２０の周面のウェブＷを案内しない側に対向するローラ側周封止面１１２には排気流路が設けられていない。

本実施形態において、第３吸引溝１４３は、ウェブ側周封止面１１１の全長に亘って形成されるウェブ側周面吸引部１４６と、ローラ側周封止面１１２の全長に亘って形成されるローラ側周面吸引部１４７と、一対の端封止面１１３の全長に亘って形成され、ウェブ側周面吸引部１４６及びローラ側周面吸引部１４７の端部の間をそれぞれ接続する一対の端面吸引部１４８と、を有する。しかしながら、本実施形態の第１吸引溝１４１ｂ及び第２吸引溝１４２ｃは、ローラ側周面吸引部を有していない。

シャッタ部４０ｃは、先端縁を封止ローラ２０の周面に近接させるシール部材４１と、シール部材４１を封止ローラ２０との間隔を調節可能に保持する保持機構４２ｃと、を含む。

保持機構４２ｃは、枠体１０ｃに配設されるベース部材４３ｃと、シール部材４１を保持し、且つベース部材４３ｃに対して封止ローラ２０の周方向と径方向との間の傾斜した方向に移動可能に取り付けられる可動支持部材４４ｃと、ベース部材４３に対して可動支持部材４４ｃを圧接して摩擦力により固定する圧接部４７と、を有する構成とすることができる。保持機構４２ｃは、可動支持部材４４ｃのベース部材４３ｃに対する固定位置に応じてシール部材４１と封止ローラ２０との間隔を調節することができる。このような保持機構４２ｃを用いることによって、可動支持部材４４ｃの取り付け位置によってシール部材４１と封止ローラ２０の隙間を制御できるため、簡便かつ安定的にシール部材４１を固定することができる。

圧接部４７は、ベース部材４３ｃに螺合する調節ネジ４８と、調節ネジ４８の頭部と可動支持部材４４ｃとの間に挟み込まれる弾性部材４９と、を有する構成とすることができる。弾性部材４９は、可動支持部材４４ｃのベース部材４３ｃに対して圧接する。換言すると、弾性部材４９は、シール部材４１を封止ローラ２０に向かって突出させる方向に付勢し、何らかの原因でシール部材４１が封止ローラ２０と接触した場合には、シール部材４１を可動支持部材４４ｃと共に後退させ得る。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の変更及び変形が可能である。

本発明に係るシール装置において、枠体は、排気流路に連通する少なくとも１つの周面吸引部と、この周面吸引部から連続する一対の端面吸引部とを有する少なくとも１つの吸引溝を有していればよい。つまり、本発明に係るシール装置において枠体に設けられる排気流路及び吸引溝の数は１以上であれば任意である。

本発明に係るシール装置において、複数の排気流路の一部又は全部が調節弁等の圧力調整手段を介して同じ低圧源に接続されてもよい。

本発明に係る成膜装置において、シャッタ部は第２空間の側に配設されてもよい。これにより、成膜装置を停止して封止ローラの撓みが減少した場合には封止ローラの中央部がシール部材から遠ざかる方向に移動するため、シール装置の駆動部を省略することができる。

本発明に係るシール装置において、シール部材と封止ローラとの接触による損傷を防止する手段は、弾性部材によりシール部材を付勢する構成に限られず、センサでシール部材と封止ローラ又はウェブとの接触を検出してシール部材を封止ローラから離間させる機構を設けてもよい。

１，１ａ，１ｂ，１ｃ シール装置
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ 枠体
１１ 搬送開口
１１１ ウェブ側周封止面
１１２ ローラ側周封止面
１１３ 端封止面
１２１，１２２，１２３ ウェブ側排気流路
１３１，１３２，１３３ ローラ側排気流路
１４１，１４１ｂ，１４２，１４２ｃ，１４３，１４３ｂ 吸引溝
１４６ ウェブ側周面吸引部
１４７ ウェブ側周面吸引部
１４８ 端面吸引部
２０ 封止ローラ
３０ 案内ローラ
４０，４０ｃ シャッタ部
４１ シール部材
４２，４２ｃ構
４３，４３ｃ ベース部材
４４，４４ｃ 可動支持部材
４５ 駆動部
４６ 弾性部材
圧接部４７
調節ネジ４８
弾性部材４９
Ｄ ドラム
Ｅ スパッタリングデバイス
Ｆ 成膜機構
Ｍ，Ｍａ 成膜装置
Ｐ，Ｐａ 隔壁
Ｒ，Ｒａ 減圧室
Ｕ，Ｕａ 真空装置
Ｖ１，Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ１３ 低圧源
Ｗ ウェブ

Claims (7)

1. 第１空間と前記第１空間よりも圧力が低い第２空間とを隔離しつつウェブを連続搬送可能とするシール装置であって、
   前記第１空間と前記第２空間との間を区分する隔壁に配設され、前記ウェブが通過する搬送開口を有する枠体と、
   前記搬送開口の内部に配設され、前記ウェブを案内する封止ローラと、
   を備え、
   前記搬送開口の内壁面は、前記封止ローラの周面に一定の間隔を空けて対向する一対の周封止面と、前記封止ローラの端面に対向する一対の端封止面と、を有し、
   前記枠体は、前記周封止面に開口し、低圧源に接続される排気流路と、前記周封止面から前記端封止面に連続して形成され、前記排気流路と連通する吸引溝と、
   を有する、シール装置。
2. 前記吸引溝は、前記封止ローラを取り囲むよう、前記一対の周封止面及び前記一対の端封止面に連続して形成されている、請求項１に記載のシール装置。
3. 前記排気流路は、一方の前記周封止面のみに開口する請求項２に記載のシール装置。
4. 前記枠体と前記封止ローラの周面との間を封止するシール部材をさらに備える、請求項１から３のいずれかに記載のシール装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載のシール装置と、前記第２空間を画定する減圧室とを備える真空装置。
6. 請求項５に記載の真空装置と、
   前記減圧室内に設けられ、前記ウェブの表面に異なる材料を積層する成膜機構と、
   を備える成膜装置。
7. 請求項６に記載の成膜装置を用いて、前記ウェブの表面に異なる材料を積層する工程を備える、多層フィルム製造方法。

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