JP5081712B2 - 成膜装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板を長手方向に所定の搬送経路で真空中を搬送しながら、基板の表面に有機層を形成し、この有機層上に無機層を形成する成膜装置に関し、特に、膜質が良好な有機層および無機層を、高い生産効率で成膜することができる成膜装置に関する。

現在、液晶ディスプレイおよび有機ＥＬディスプレイなどの表示装置、光学素子、半導体装置、または薄膜太陽電池など、各種の装置に、ガスバリアフィルム、保護フィルム、光学フィルタ、反射防止フィルム等の光学フィルムなど、各種の機能性フィルム（機能性シート）が利用されている。
また、これらの機能性フィルムの製造に、スパッタリング法またはプラズマＣＶＤ法等の真空成膜法（気相成膜法）による成膜（薄膜形成）が利用されている。

真空成膜法によって、効率良く、高い生産性を確保して成膜を行なうためには、長尺な基板に連続的に成膜を行なうのが好ましい。
このような成膜を実施する成膜装置としては、長尺な基板（ウェブ状の基板）をロール状に巻回してなる供給ロールと、成膜済の基板をロール状に巻回する巻取りロールとを用いる、いわゆるロール・ツー・ロール(Roll to Roll)の成膜装置が知られている。このロール・ツー・ロールの成膜装置は、プラズマＣＶＤによって基板に成膜を行なう成膜室を通過する所定の経路で、供給ロールから巻取りロールまで長尺な基板を挿通し、供給ロールからの基板の送り出しと、巻取りロールによる成膜済基板の巻取りとを同期して行いつつ、成膜室において、搬送される基板に連続的に成膜を行なう。

ガスバリアフィルムまたは保護フィルム等の機能性フィルムは、単層であるとは限らず、例えば、プラスチックフィルム等の基板上に、ポリマーを主成分とする有機層を形成し、その上に無機物からなる無機層が成膜された機能性フィルムも知られている。この構成の機能性フィルムを製造する成膜装置も提案されている（特許文献１参照）。

特許文献１には、同一の真空槽を用いて、透明基材フィルムの片面または両面にガスバリア性有機薄膜層およびガスバリア性無機薄膜層を形成する透明ガスバリア性フィルムの製造装置が開示されている。

特許文献１の透明ガスバリア性フィルムの製造装置においては、同一の真空槽の内部に、一方の巻取りロールから他方の巻取りロールにわたりメインロールおよび２つの補助ロールを介して、透明基材フィルムが掛け渡されている。
このメインロールの周囲の所定の位置には、気化有機材料塗布部が設けられており、この気化有機材料塗布部には、真空引配管を介して真空槽の外部に配置されている真空ポンプが連結されている。真空引配管および真空ポンプにより、真空槽の内部よりも低い圧力にされる。メインロールから巻取りロール側の補助ロールとの間に対応する位置には、紫外線ランプユニットが配置されている。真空槽の底部には、無機材料蒸発源として電子ビーム発生器が配置されている。この上にハースが配置されている。電子ビーム発生器とは別に、圧力勾配型プラズマガンが配置されている。

特許文献１において、ガスバリア性有機薄膜層は、ガスバリア性有機薄膜層形成材料を気化して発生した蒸気を、真空槽内の圧力よりも低い雰囲気圧力条件下で透明基材フィルムに接触させて塗膜を形成し、紫外線ランプユニットにより塗膜を硬化して透明ガスバリア性有機薄膜層を形成する。
真空槽内での塗膜形成する際、真空槽内の圧力よりも低い雰囲気圧力条件下で蒸気を透明基材フィルムに接触させている。この真空槽内の圧力よりも低い雰囲気条件下は、例えば、真空槽の真空引きとは別に設けた真空ポンプにより実現される。
また、ガスバリア性無機薄膜層は、電子ビームをガスバリア性無機薄膜層形成材料に照射して、気化された形成材料を、圧力勾配型プラズマガンによって発生されるプラズマを利用して活性化させて、透明基材フィルムの上にガスバリア性無機薄膜層を形成する。

特開２００７−２３０１１５号公報

しかしながら、特許文献１においては、真空槽内の圧力よりも低い雰囲気圧力条件下で有機薄膜層を形成しても、ガスバリア性有機薄膜層形成材料を気化して発生した蒸気が、メインロールのガスバリア性無機薄膜層を形成する領域に混入して、コンタミネーションが生じてしまう。さらには、ガスバリア性無機薄膜層の形成の際にも、電子ビームにより気化された形成材料が、気化有機材料塗布部に混入し、コンタミネーションが生じてしまう。同一真空槽内で、有機薄膜層および無機薄膜層を形成している特許文献１では、有機薄膜層および無機薄膜層の形成時のいずれでもコンタミネーションが発生するため、膜質が低下する虞がある。
また、特許文献１においては、１つのドラム（メインローラ）上で、有機薄膜層と無機薄膜層とを形成している。このため、有機薄膜層と無機薄膜層との最適成膜温度が異なる場合、有機薄膜層および無機薄膜層の少なくともいずれか一方の膜質が低下してしまうとういう問題点もある。

更には、無機薄膜層の形成に、スパッタリング法またはプラズマＣＶＤ法等の成膜方法を用いた場合、これらの成膜方法は、比較的成膜速度が遅い。このため、フィルムの搬送速度を無機薄膜層の成膜速度に合わせる必要がある。このことから、フィルムの搬送速度を速くする場合、無機薄膜層を形成する無機薄膜成膜ゾーンのドラム回転方向における長さを長くする必要がある。しかしながら、同一ドラム上で有機薄膜層を形成しているため、無機薄膜成膜ゾーンの長さを長くすることは制約を受けるという問題点がある。このため、特許文献１においては、フィルムの搬送速度をあまり速くすることができず、生産性を高くすることができない。

本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点を解消し、膜質が良好な有機層および無機層を、高い生産効率で成膜することができる成膜装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の態様は、長尺の基板を長手方向に所定の搬送経路で搬送しながら、前記基板の表面に有機層を形成し、前記有機層上に無機層を形成する成膜装置であって、前記基板を長手方向に所定の搬送経路で搬送する搬送手段と、前記有機層を前記基板の表面に形成する第１の成膜手段が設けられた第１の成膜室と、前記第１の成膜室の前記搬送経路の下流側に配置されるとともに前記有機層上に前記無機層を形成する第２の成膜手段が設けられた第２の成膜室と、前記第１の成膜室内、および前記第２の成膜室内を所定の圧力に減圧する真空排気手段とを有することを特徴とする成膜装置を提供するものである。

本発明において前記第１の成膜手段は、フラッシュ蒸着法を用いて前記有機層を形成するものであり、前記第２の成膜手段は、スパッタリング法またはプラズマＣＶＤ法を用いて前記無機層を形成するものであることが好ましい。

また、本発明において、前記第１の成膜室には、前記基板の搬送方向と直交する幅方向に回転軸を有し、前記搬送手段より搬送された基板が巻き掛けられる、回転可能な円筒状の第１のドラムが設けられており、前記第１のドラムに前記基板が巻き掛けられた状態で、前記第１の成膜手段により前記基板の表面に前記有機層が形成され、前記第２の成膜室には、前記基板の搬送方向と直交する幅方向に回転軸を有し、搬送された、前記有機層が形成された基板が巻き掛けられる、回転可能な円筒状の第２のドラムが設けられており、前記第２のドラムに前記基板が巻き掛けられた状態で、前記第２の成膜手段により前記有機層の表面に前記無機層が形成されることが好ましい。

さらに、本発明において、前記第２のドラムは、前記第１のドラムよりも直径が大きいことが好ましい。
また、本発明において、前記第１のドラムおよび前記第２のドラムには、それぞれ温度調節手段が設けられており、前記第１のドラムと前記第２のドラムとが独立して温度制御されることが好ましい。

また、本発明において、さらに、前記搬送経路において前記第１の成膜室と前記第２の成膜室との間に差圧室が設けられており、前記基板は、前記第１の成膜室、前記差圧室および前記第２の成膜室の順で搬送されることが好ましい。
また、本発明において、前記差圧室内の圧力は、前記第１の成膜室内および前記第２の成膜室内のいずれの圧力よりも高いことが好ましい。

また、本発明において、前記差圧室に、その内部に不活性ガスを供給するガス供給手段が設けられている。
さらに、本発明において、前記差圧室内の圧力は、前記第１の成膜室内および前記第２の成膜室内のいずれの圧力よりも低いことが好ましい。
また、本発明において、前記差圧室に、その内部の圧力を調整する圧力調節手段が設けられていることが好ましい。

本発明の成膜装置によれば、基板の表面に有機層を形成する第１の成膜手段が設けられた第１の成膜室と、この第１の成膜室の搬送経路の下流側に配置されるとともに有機層上に無機層を形成する第２の成膜手段が設けられた第２の成膜室とを設けることにより、第１の成膜室と第２の成膜室とは同一の成膜室ではなく、別れているため、例えば、第１の成膜室内で使用した有機層形成用の有機物質が第２の成膜室に混入してコンタミネーションを起したり、第２の成膜室で発生した無機層形成用の原料ガスまたはターゲット材料粒子などが第１の成膜室に混入してコンタミネーションを起したりすることがなくなる。このため、有機層および無機層の膜質の低下を抑制することができる。

また、第１のドラムおよび第２のドラムに、それぞれ温度調節手段を設けた場合、第１の成膜室と第２の成膜室とが分かれているため、互いの影響を与えることなく、第１の成膜手段による有機層の成膜温度および第２の成膜手段による無機層の成膜温度を独立して変えることができる。
このため、有機層の成膜温度および無機層の成膜温度を、それぞれ最適な温度とすることができ、有機層および無機層の膜質の低下を抑制することができる。
さらには、第１の成膜室と第２の成膜室とが分かれており、第１の成膜手段と第２の成膜手段とが相互に独立していることから、第２の成膜手段の成膜能力を、第１の成膜手段から独立して高くすることができる。このため、第２の成膜手段による無機層の成膜速度が遅い場合でも、有機層の成膜速度が、これに律速されることがなくなり、高い生産効率で成膜することができる。

以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の成膜装置を詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る成膜装置を示す模式図である。

図１に示す本発明の実施形態に係る成膜装置１０は、長尺の基板Ｚ（ウェブ状の基板Ｚ）に連続で成膜を行うロール・ツー・ロール(Roll to Roll)の成膜装置であり、基板Ｚを長手方向に所定の搬送経路で真空中を搬送しながら、基板Ｚの表面Ｚｆに有機層ｂを形成し、さらに有機層ｂの表面に、所定の機能を有する無機層ｆを形成するものである。この成膜装置１０は、例えば、光学フィルム、またはガスバリアフィルム等の機能性フィルムＦの製造に利用される。

本実施形態の成膜装置１０は、基本的に、長尺な基板Ｚを供給する供給室１２と、長尺な基板Ｚの表面Ｚｆに有機層ｂを形成する有機層成膜室（第１の成膜室）１３と、この有機層ｂ上に無機層ｆを形成する無機層成膜室（第２の成膜室）１４と、無機層ｆが形成された長尺な基板Ｚを巻き取る巻取り室１６と、真空排気部（真空排気手段）３２と、制御部３６とを有する。制御部３６により、成膜装置１０における各要素の動作が制御される。
また、成膜装置１０においては、供給室１２と有機層成膜室１３とを区画する壁１５、有機層成膜室１３と無機層成膜室１４とを区画する壁１５、および無機層成膜室１４と巻取り室１６とを区画する壁１５には、基板Ｚが通過するスリット状の開口１５ｃが形成されている。

成膜装置１０においては、供給室１２、有機層成膜室１３、無機層成膜室１４および巻取り室１６には、真空排気部３２が配管３４を介して接続されている。この真空排気部３２により、供給室１２、有機層成膜室１３、無機層成膜室１４および巻取り室１６の内部が所定の圧力に減圧される。すなわち、この真空排気部３２により、所定の真空度にされる。
なお、配管３４においては、供給室１２に接続されるものには第１のバルブ３５ａが設けられており、有機層成膜室１３に接続されるものには第２のバルブ３５ｂが設けられている。また、配管３４においては、無機層成膜室１４に接続されるものには第３のバルブ３５ｃが設けられており、巻取り室１６に接続されるものには第４のバルブ３５ｄが設けられている。

第１のバルブ３５ａ〜第４のバルブ３５ｄは、それぞれ、例えば、大気開放（ベント）する機能、およびオリフィスなどの排気量を調節する機能を有するものである。各第１のバルブ３５ａ〜第４のバルブ３５ｄは、それぞれ制御部３６に接続されており、大気開放（ベント）および排気量の調節は、制御部３６により制御される。
なお、各第１のバルブ３５ａ〜第４のバルブ３５ｄは、１つのバルブにより構成されることなく、例えば、大気開放（ベント）する機能を有するバルブ、および排気量を調節する機能を有するバルブより構成されていてもよい。

真空排気部３２は、供給室１２、有機層成膜室１３、無機層成膜室１４および巻取り室１６の内部を排気して所定の圧力に減圧し、減圧した圧力（真空度）に保つものであり、ドライポンプおよびターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有するものである。
また、有機層成膜室１３には内部の圧力を測定する第１圧力センサ３８ａが設けられ、無機層成膜室１４には内部の圧力を測定する第２圧力センサ３８ｂが設けられている。図示はしないが、供給室１２および巻取り室１６にも内部の圧力を測定する圧力センサが設けられている。
第１圧力センサ３８ａ、第２圧力センサ３８ｂおよび各圧力センサ（図示せず）には、真空容器内の圧力を測定する公知のものを用いることができる。

なお、真空排気部３２による供給室１２、有機層成膜室１３、無機層成膜室１４および巻取り室１６の到達圧力（到達真空度）には、特に限定はなく、実施する成膜方法等に応じて、十分な圧力（真空度）を保てればよい。この真空排気部３２は、制御部３６により制御される。

供給室１２は、長尺な基板Ｚを供給する部位であり、基板ロール２０およびガイドローラ２１が設けられている。
基板ロール２０は、長尺な基板Ｚを連続的に送り出すものであり、例えば、反時計回りに基板Ｚが巻回されている。
基板ロール２０は、例えば、駆動源としてモータ（図示せず）が接続されている。このモータによって基板ロール２０が基板Ｚを巻き戻す方向ｒに回転されて、本実施形態では、時計回りに回転されて、基板Ｚが連続的に送り出される。

ガイドローラ２１は、基板Ｚを所定の搬送経路で有機層成膜室１３に案内するものである。このガイドローラ２１は、公知のガイドローラにより構成される。
本実施形態の成膜装置１０においては、ガイドローラ２１は、駆動ローラまたは従動ローラでもよい。また、ガイドローラ２１は、基板Ｚの搬送時における張力を調整するテンションローラとして作用するローラであってもよい。

なお、本発明の成膜装置において、基板Ｚは、特に限定されるものではなく、気相成膜法による膜の形成が可能な各種の基板が全て利用可能である。基板Ｚとしては、例えば、ＰＥＴフィルム、ＰＥＮフィルム等の各種の樹脂フィルム、またはアルミニウムシートなどの各種の金属シート等を用いることができる。

巻取り室１６は、後述するように、無機層成膜室１４で、有機層ｂ上に無機層ｆが形成された基板Ｚ（機能性フィルムＦ）を巻き取る部位であり、巻取りロール３０、およびガイドローラ３１が設けられている。

巻取りロール３０は、有機層ｂ上に無機層ｆが形成された基板Ｚ（機能性フィルムＦ）をロール状に、例えば、時計回りに巻き取るものである。
この巻取りロール３０は、例えば、駆動源としてモータ（図示せず）が接続されている。このモータにより巻取りロール３０が回転されて、有機層ｂ上に無機層ｆが形成された基板Ｚ（機能性フィルムＦ）が巻き取られる。
巻取りロール３０においては、モータによって基板Ｚを巻き取る方向Ｒに回転されて、本実施形態では、時計回りに回転されて、有機層ｂ上に無機層ｆが形成された基板Ｚ（機能性フィルムＦ）を連続的に、例えば、時計回りに巻き取る。

ガイドローラ３１は、先のガイドローラ２１と同様の構成であり、無機層成膜室１４から搬送された基板Ｚを、所定の搬送経路で巻取りロール３０に案内するものである。このガイドローラ３１は、公知のガイドローラにより構成される。なお、供給室１２のガイドローラ２１と同様に、ガイドローラ３１も、駆動ローラまたは従動ローラでもよい。また、ガイドローラ３１は、テンションローラとして作用するローラであってもよい。

有機層成膜室１３は、内部が所定の圧力、すなわち、所定の真空度の状態で、基板Ｚを搬送しつつ連続的に、基板Ｚの表面Ｚｆにポリマーを主成分とする有機層ｂを、後述するように、例えば、フラッシュ蒸着法により形成する部位である。

有機層成膜室１３には、２つのガイドローラ５０、５４と、円筒状の第１のドラム５２と、有機層形成部６０とを有する。
ガイドローラ５０と、ガイドローラ５４とが、所定の間隔を設けて対向して、平行に配置されており、また、ガイドローラ５０、およびガイドローラ５４は、基板Ｚの搬送方向Ｄに対して、その長手方向を直交させて配置されている。

ガイドローラ５０は、供給室１２に設けられたガイドローラ２１から搬送された基板Ｚを第１のドラム５２に搬送するものである。このガイドローラ５０は、例えば、基板Ｚの搬送方向Ｄと直交する方向（以下、軸方向という）に回転軸を有し回転可能であり、かつガイドローラ５０は、軸方向の長さが、基板Ｚの長手方向と直交する幅方向における長さ（以下、基板Ｚの幅という）よりも長い。

ガイドローラ５４は、第１のドラム５２に巻き掛けられた基板Ｚを無機層成膜室１４に設けられたガイドローラ２４に搬送するものである。
ガイドローラ５４は、例えば、軸方向に回転軸を有し回転可能であり、かつガイドローラ５４は、軸方向の長さが基板Ｚの幅よりも長い。
また、ガイドローラ５０、ガイドローラ５４は、上記構成以外は、供給室１２に設けられたガイドローラ２１と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。

第１のドラム５２は、ガイドローラ５０と、ガイドローラ５４との間の空間ｈの下方に設けられている。第１のドラム５２は、その長手方向を、ガイドローラ５０およびガイドローラ５４の長手方向に対して平行にして配置されている。
この第１のドラム５２は、例えば、円筒状を呈し、回転軸（図示せず）を有し、この回転軸に対して回転方向に回転可能なものである。かつ第１のドラム５２は、軸方向における長さが基板Ｚの幅よりも長い。第１のドラム５２は、その表面５２ａ（周面）に基板Ｚが巻き掛けられて、回転方向ωに回転することにより、基板Ｚを所定の成膜位置に保持しつつ、搬送方向Ｄに基板Ｚを搬送するものである。
なお、第２のドラム２６の回転方向ωの進行方向側、すなわち、基板Ｚが搬送される側が、下流側であり、この下流側の反対側が上流側である。

また、第１のドラム５２には、温度を調節するために、例えば、第１のドラム５２の中心にヒータ（図示せず）および第１のドラム５２の温度を測定する温度センサ（図示せず）が設けられている。
さらに、第１のドラム５２の内部には、冷媒を循環させるための配管（図示せず）が設けられており、この冷媒を循環させるためのポンプ（図示せず）も備えている。この配管、冷媒およびポンプにより冷却手段が構成される。

ヒータ、ポンプおよび温度センサは、第１温度調節部５６に接続されている。この第１温度調節部５６は、制御部３６に接続されており、制御部３６により、第１温度調節部５６を介して、第１のドラム５２の温度が調節され、第１のドラム５２の温度は所定の温度に保持される。ヒータ（図示せず）、冷却手段、温度センサ（図示せず）および第１温度調節部５６により、温度調節手段が構成される。
この温度調節手段により、第１のドラム５２が、形成する有機層ｂの組成などに応じて、適切な温度に冷却される。これにより、更に一層品質の良い有機層ｂを得ることができる。

有機層形成部６０は、第１のドラム５２に巻き掛けられた基板Ｚの表面Ｚｆに有機層ｂを、フラッシュ蒸着法によって成膜するものであり、ポリマーノズル６２およびＵＶ照射装置６４を有する。ポリマーノズル６２が上流側、ＵＶ照射装置６４が下流側に、第１のドラム５２の表面５２ａに対向して、第１のドラム５２の回転方向ωに沿って所定の間隔を設けて配置されている。
本実施形態のフラッシュ蒸着法は、モノマー中の溶存酸素を低下させる効果を有し、重合率を高めることができるため特に有用である。

有機層ｂを形成する際には、有機層成膜室１３内は、真空排気部３２によって所定の圧力に減圧される。さらには、第１温度調節部５６により、第１のドラム５２が所定の温度に冷却されている。
モノマーノズル６２は、このような減圧下において、基板Ｚの表面に、予め調製した後述するモノマーを含む塗料を塗布するものである。これにより、基板Ｚの表面Ｚｆにフラッシュ蒸着による塗膜が成膜される。

ＵＶ照射装置６４は、フラッシュ蒸着した塗膜にＵＶ光（紫外線）を照射することにより、モノマーを重合させて、有機層ｂを成膜するものである。
なお、利用可能な光源、および照射エネルギーは、後述のとおりである。さらに、モノマーの重合法も、本実施形態のＵＶ照射に限定はされず、各種の方法が利用可能である。
本実施形態においては、第１のドラム５２を冷却した状態で、有機層ｂを成膜することにより、膜厚を均一にすることができる。
また、本実施形態においては、有機層ｂを、真空中で有機層を形成することができれば、フラッシュ蒸着法に限定されるものではない。

ここで、有機層ｂは、ポリマーを主成分とする膜である。
有機層ｂに用いるポリマーとしては、具体的には、ポリエステル、アクリル樹脂、メタクリル樹脂（以下、アクリル樹脂およびメタクリル樹脂を併せてアクリレート重合物ともいう）、メタクリル酸−マレイン酸共重合体、ポリスチレン、透明フッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、セルロースアシレート、ポリウレタン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、脂環式ポリオレフィン、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、フルオレン環変性ポリカーボネート、脂環変性ポリカーボネート、フルオレン環変性ポリエステル、アクリロイル化合物、などの熱可塑性樹脂、あるいはポリシロキサン、その他有機珪素化合物の膜である。
有機層ｂは単独の材料からなっていても混合物からなっていてもよい。２層以上の有機層を積層してもよい。この場合、各層は同じ組成でも異なる組成であってもよい。また、米国公開特許２００４−４６４９７号明細書に開示してあるように無機層との界面が明確で無く、組成が膜さ方向で連続的に変化する膜であってもよい。

有機層ｂは、平滑で、膜硬度が高いことが好ましい。有機層ｂの平滑性は１０μｍ角の平均粗さ（Ｒａ値）として１０ｎｍ以下であることが好ましく、２ｎｍ以下であることがより好ましい。
有機層ｂの膜硬度はある程度以上の硬さを有することが好ましい。好ましい硬さとしては、ナノインデンテーション法で測定したときの押し込み硬度として１００Ｎ／ｍｍ²以上が好ましく、２００Ｎ／ｍｍ²以上がより好ましい。また、鉛筆硬度としてはＨＢ以上の硬さを有することが好ましく、Ｈ以上の硬さを有することがより好ましい。
有機層ｂの厚さについては特に限定はないが、薄すぎると膜の均一性を得ることが困難となるし、厚すぎると外力によりクラックを発生し、バリア性能が低下する。かかる観点から、有機層ｂの厚みは、１０ｎｍ〜２μｍが好ましく、１００ｎｍ〜１μｍがさらに好ましい。

なお、有機層ｂの形成方法としては、特に限定されるものではなく、真空成膜法等を用いることもできる。
真空成膜法としては、特に制限はないが、蒸着、プラズマＣＶＤ等の成膜方法が好ましい。また、フラッシュ蒸着法においても、米国特許第４８４２８９３号、米国特許第４９５４３７１号、米国特許第５０３２４６１号の各明細書に記載の方法が、特に好ましい。
本発明において、有機層ｂの形成方法としては、ポリマーを溶液塗布して形成しても良いし、特開２０００−３２３２７３号、特開２００４−２５７３２号の各公報に開示されているような無機物を含有するハイブリッドコーティング法を用いてもよい。
さらには、有機層ｂの形成方法としては、ポリマーの前駆体、例えば、モノマーを成膜後、重合することによりポリマー層を形成する方法でも良い。

本発明において、有機層ｂの形成に用いることができる好ましいモノマーとしては、アクリレートおよびメタクリレート、市販の接着剤が挙げられる。すなわち、本発明において、有機層ｂは、エチレン性不飽和結合を有するアクリレートモノマーおよび／またはメタクリレートモノマーを重合してなるポリマーを主成分とするのが好ましい。特に、後述する真空中での不都合を回避できる等の理由で、アクリレートモノマーおよび／またはメタクリレートモノマーを用いる場合には、分子量が７００以下、中でも特に１５０〜６００の物を用いるのが好ましい。
市販の接着剤としては、ナガセケムテックス製ＸＮＲ−５０００シリーズ等が挙げられる。
アクリレートおよびメタクリレートの好ましい例としては、例えば、米国特許第６０８３６２８号、米国特許第６２１４４２２号の各明細書に記載の化合物が挙げられる。

モノマーの重合法には特に限定はないが、加熱重合、光（紫外線、可視光線）重合、電子ビーム重合、プラズマ重合、あるいはこれらの組み合わせが好ましく用いられる。加熱重合を行う場合、基板Ｂは相応の耐熱性を有する必要がある。この場合、少なくとも、加熱温度よりも基板Ｂのガラス転移温度（Ｔｇ）が高いことが必要である。
光重合を行う場合は、光重合開始剤を併用するのが好ましい。光重合開始剤としてはチバ・スペシャルティー・ケミカルズ社から市販されているイルガキュア（（登録商標） Irgacure）シリーズ（例えば、イルガキュア６５１、イルガキュア７５４、イルガキュア１８４、イルガキュア２９５９、イルガキュア９０７、イルガキュア３６９、イルガキュア３７９、イルガキュア８１９など）、ダロキュア（（登録商標） Darocure)シリーズ（例えば、ダロキュアＴＰＯ、ダロキュア１１７３など）、クオンタキュア（（登録商標） Quantacure）ＰＤＯ、サートマー(Sartomer）社から市販されているエサキュア（（登録商標） Esacure）シリーズ（例えば、エサキュアＴＺＭ、エサキュアＴＺＴなど）、同じくオリゴマー型のエサキュアＫＩＰシリーズ等が挙げられる。

ＵＶ照射装置６４において、照射する光は、通常、高圧水銀灯もしくは低圧水銀灯による紫外線である。照射エネルギーは０．５Ｊ／ｃｍ^２以上が好ましく、２Ｊ／ｃｍ^２以上がより好ましい。
なお、アクリレートやメタクリレートは、空気中の酸素によって重合阻害を受ける。従って、本発明において、有機層ｂとしてこれらを利用する場合には、重合時の酸素濃度もしくは酸素分圧を低くすることが好ましい。窒素置換法によって重合時の酸素濃度を低下させる場合、酸素濃度は２％以下が好ましく、０．５％以下がより好ましい。減圧法により重合時の酸素分圧を低下させる場合、全圧が１０００Ｐａ以下であることが好ましく、１００Ｐａ以下であることがより好ましい。また、１００Ｐａ以下の減圧条件下で２Ｊ／ｃｍ^２以上のエネルギーを照射して紫外線重合を行うのが特に好ましい。

本発明において、モノマーの重合率は８０％以上であることが好ましく、８５％以上であることがより好ましく、９０％以上であることがさらに好ましい。ここでいう重合率とはモノマー混合物中の全ての重合性基（例えばアクリレートやメタクリレートであれば、アクリロイル基およびメタクリロイル基）のうち、反応した重合性基の比率を意味する。

ここで、有機層ｂとして、アクリレート系モノマー、および／または、メタクリレート系モノマーを重合してなる有機層ｂを成膜する場合には、重合時の酸素濃度を低くすることが好ましいのは、前述のとおりである。

なお、有機層ｂは、単層に限定はされず、２層以上でもよい。この場合、各有機層ｂが、同じ組成であっても異なる組成であってもよい。また、有機層ｂを２層以上形成する場合は、各々の有機層ｂが前述の好ましい範囲内となるようにするのが好ましい。
有機層成膜室１３内で有機層ｂを成膜された基板Ｚは、次いで、無機層成膜室１４内に搬送される。

無機層成膜室１４は、基板Ｚを搬送しつつ連続的に、基板Ｚの表面Ｚｆに形成された有機層ｂ上に、気相成膜法のうち、後述するように、例えば、プラズマＣＶＤ法によって、無機層ｆを形成する部位である。
本実施形態においては、有機層成膜室１３と無機層成膜室１４とが別々に設けられている。有機層成膜室１３と無機層成膜室１４は、例えば、ステンレス、アルミニウムまたはアルミニウム合金など、各種の真空チャンバで利用されている材料を用いて構成されている。

無機層成膜室１４には、２つのガイドローラ２４、２８と、第２のドラム２６と、成膜部４０とが設けられている。
ガイドローラ２４と、ガイドローラ２８とが、所定の間隔を設けて対向して、平行に配置されており、また、ガイドローラ２４、およびガイドローラ２８は、基板Ｚの搬送方向Ｄに対して、その長手方向を直交させて配置されている。

ガイドローラ２４は、供給室１２に設けられたガイドローラ２１から搬送された基板Ｚを第２のドラム２６に搬送するものである。このガイドローラ２４は、例えば、軸方向に回転軸を有し回転可能であり、かつガイドローラ２４は、軸方向の長さが、基板Ｚの幅よりも長い。

ガイドローラ２８は、第２のドラム２６に巻き掛けられた基板Ｚを巻取り室１６に設けられたガイドローラ３１に搬送するものである。このガイドローラ２８は、例えば、軸方向に回転軸を有し回転可能であり、かつガイドローラ２８は、軸方向の長さが基板Ｚの幅よりも長い。
また、ガイドローラ２４、ガイドローラ２８は、上記構成以外は、供給室１２に設けられたガイドローラ２１と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。

第２のドラム２６は、ガイドローラ２４と、ガイドローラ２８との間の空間Ｈの下方に設けられている。第２のドラム２６は、その長手方向を、ガイドローラ２４およびガイドローラ２８の長手方向に対して平行にして配置されている。さらには、第２のドラム２６は接地されている（図示せず）。
この第２のドラム２６は、例えば、円筒状を呈し、回転軸（図示せず）を有し、この回転軸に対して回転方向に回転可能なものである。かつ第２のドラム２６は、軸方向における長さが基板Ｚの幅よりも長い。第２のドラム２６は、その表面２６ａ（周面）に基板Ｚが巻き掛けられて、回転方向ωに回転することにより、基板Ｚを所定の成膜位置に保持しつつ、搬送方向Ｄに基板Ｚを搬送するものである。

なお、第２のドラム２６の回転方向ωの進行方向側、すなわち、基板Ｚが搬送される側が、下流側であり、この下流側の反対側が上流側である。
なお、基板ロール２０、ガイドローラ２１、ガイドローラ５０、第１のドラム５２、ガイドローラ５４、ガイドローラ２６、第２のドラム２６、ガイドローラ２８、ガイドローラ３１および巻取りロール３０により、本発明の搬送手段が構成される。

また、第２のドラム２６には、温度を調節するために、例えば、第２のドラム２６の中心にヒータ（図示せず）および第２のドラム２６の温度を測定する温度センサ（図示せず）が設けられている。
また、第２のドラム２６の内部には、冷媒を循環させるための配管（図示せず）が設けられており、この冷媒を循環させるためのポンプ（図示せず）も備えている。この配管、冷媒およびポンプにより冷却手段が構成される。

ヒータ、ポンプおよび温度センサは、第２温度調節部４９に接続されている。この第２温度調節部４９は、制御部３６に接続されており、制御部３６により、第２温度調節部４９を介して、第２のドラム２６の温度が調節され、第２のドラム２６の温度は所定の温度に保持される。ヒータ（図示せず）、冷却手段、温度センサ（図示せず）および第２温度調節部４９により、温度調節手段が構成される。
この温度調節手段により、第２のドラム２６が、形成する無機層ｆの組成などに応じて、適切な温度に加熱される。これにより、更に一層品質の良い無機層ｆを得ることができる。

なお、本実施形態においては、有機層成膜室１３の第１のドラム５２の直径ｄ_１よりも、無機層成膜室１４の第２のドラム２６の直径ｄ_２の方が大きい。

図１に示す成膜部４０は、基板Ｚが第２のドラム２６に巻き掛けられた状態で、第２のドラム２６が回転して、基板Ｚが搬送方向Ｄに搬送されつつ、基板Ｚの表面Ｚｆに形成された有機層ｂ上に無機層ｆを形成するものである。
成膜部４０は、気相成膜方法のうち、例えば、プラズマＣＶＤ法により膜を形成するものである。このプラズマＣＶＤ法としては、例えば、容量結合型プラズマＣＶＤ法（ＣＣＰ−ＣＶＤ法）が用いられる。
この成膜部４０は、成膜電極４２ａ〜４２ｄ、高周波電源４４および原料ガス供給部４６を有する。制御部３６により、成膜部４０の高周波電源４４および原料ガス供給部４６が制御される。

成膜部４０においては、複数の成膜電極４２ａ〜４２ｄが設けられている。各成膜電極４２ａ〜４２ｄは、例えば、平面視長方形の平板状の電極板により構成されていて、広い面に複数の穴（図示せず）が等間隔で形成されており、一般的にシャワー電極と呼ばれるものである。
各成膜電極４２ａ〜４２ｄは、長手方向を第２のドラム２６の回転軸と平行にして、かつ広い面を第２のドラム２６の表面２６ａに向けて、第２のドラム２６の表面２６ａと所定の隙間Ｓをあけて、第２のドラム２６の表面２６ａを囲むように回転方向ωに沿って配置されている。例えば、各成膜電極４２ａ〜４２ｄは、第２のドラム２６の表面２６ａの同心円上の接線に一致されている。
本実施形態において、各成膜電極４２ａ〜４２ｄと第２のドラム２６との表面２６ａとの隙間Ｓの間隔は同じであり、各隙間Ｓで間隔に、ばらつきがあっても、例えば、２０％以内であることが好ましい。

各成膜電極４２ａ〜４２ｄは、高周波電源４４と接続されており、この高周波電源４４により、各成膜電極４２ａ〜４２ｄの各成膜電極４２ａ〜４２ｄに高周波電圧が印加される。この高周波電源４４は、印加する高周波電力（ＲＦ電力）を変えることができる。
また、各成膜電極４２ａ〜４２ｄと高周波電源４４とは、必要に応じて、インピーダンス整合をとるためのマッチングボックスを介して接続してもよい。

なお、各成膜電極４２ａ〜４２ｄは、導通していてもよい。この場合、例えば、長手方向の端部で導通されている。各成膜電極４２ａ〜４２ｄは、導通する位置は、導通が保たれていれば、特に限定されるものではない。

原料ガス供給部４６は、例えば、配管４７を介して、各成膜電極４２ａ〜４２ｄの複数の穴を通して隙間Ｓに、無機層ｆを形成する原料ガスを供給するものである。第２のドラム２６の表面２６ａと各成膜電極４２ａ〜４２ｄとの隙間Ｓがプラズマの発生空間になる。
本実施形態においては、原料ガスは、無機層ｆとして、例えば、ＳｉＯ_２膜を形成する場合、ＴＥＯＳガス、および活性種ガスとして酸素ガスが用いられる。また、無機層ｆとして、窒化珪素膜を形成する場合、ＳｉＨ_４ガス、ＮＨ_３ガス、およびＮ_２ガスが用いられる。

原料ガス供給部４６は、ＣＣＰ−ＣＶＤ装置などで用いられている各種のガス導入手段が利用可能である。
また、原料ガス供給部４６においては、原料ガスのみならず、アルゴンガスまたは窒素ガスなどの不活性ガス、および酸素ガス等の活性種ガス等、ＣＣＰ−ＣＶＤ法などで用いられている各種のガスを、原料ガスと共に、隙間Ｓに供給してもよい。このように、複数種のガスを導入する場合には、各ガスを同じ配管で混合して、各成膜電極４２ａ〜４２ｄの複数の穴を通して隙間Ｓに供給してもよく、各ガスを異なる配管から各成膜電極４２ａ〜４２ｄの複数の穴を通して隙間Ｓに供給してもよい。
さらに、原料ガスまたはその他、不活性ガスおよび活性種ガスの種類または導入量も、形成する膜の種類、または目的とする成膜レート等に応じて、適宜、選択／設定すればよい。

なお、高周波電源４４は、プラズマＣＶＤによる成膜に利用される公知の高周波電源を用いることができる。また、高周波電源４４は、最大出力等にも、特に限定はなく、形成する膜または成膜レート等に応じて、適宜、選択／設定すればよい。

次に、本実施形態の成膜装置１０による成膜方法について説明する。
成膜装置１０は、供給室１２から有機層成膜室１３および無機層成膜室１４を経て巻取り室１６に至る所定の経路で、供給室１２から巻取り室１６まで長尺な基板Ｚを通して搬送しつつ、有機層成膜室１３および無機層成膜室１４で、基板Ｚの表面Ｚｆに有機層ｂを形成し、その上に無機層ｆを形成するものである。

成膜装置１０においては、長尺な基板Ｚが、例えば、反時計回り巻回された基板ロール２０からガイドローラ２１を経て、有機層成膜室１３に搬送される。
有機層成膜室１３においては、ガイドローラ５０、第１のドラム５２、ガイドローラ５４を経て、無機層成膜室１４に搬送される。このとき、第１のドラム５２は、温度調節手段により、形成する有機層ｂの組成などに応じて、適切な温度に冷却されている。
無機層成膜室１４においては、ガイドローラ２４、第２のドラム２６、ガイドローラ２８を経て、巻取り室１６に搬送される。このとき、第２のドラム２６は、温度調節手段により、形成する無機層ｆの組成などに応じて、適切な温度に加熱されている。

巻取り室１６においては、ガイドローラ３１を経て、巻取りロール３０に、長尺な基板Ｚが巻き取られる。長尺な基板Ｚを、この搬送経路で通した後、供給室１２、有機層成膜室１３、無機層成膜室１４および巻取り室１６の内部を真空排気部３２により排気して減圧し、所定の真空度（圧力）に保つ。

この状態で、有機層成膜室１３内では、有機層形成部６０のモノマーノズル６２を用いて、冷却された第１のドラム５２上の基板Ｚの表面Ｚｆにフラッシュ蒸着法による塗膜を形成し、その後、ＵＶ照射装置６４により塗膜を硬化させて有機層ｂを形成する。
次に、無機層成膜室１４に搬送し、この無機層成膜室１４内では成膜部４０の高周波電源４４に、高周波電源４４から高周波電圧を印加するとともに、原料ガス供給部４６から配管４７を介して、各成膜電極４２ａ〜４２ｄの表面に形成された複数の貫通孔から隙間Ｓに無機層ｆを形成するための原料ガスを供給する。

各成膜電極４２ａ〜４２ｄの周囲に電磁波を放射させると、隙間Ｓで、各成膜電極４２ａ〜４２ｄの近傍に局在化したプラズマが生成され、原料ガスが励起・解離され、無機層ｆとなる反応生成物が生成される。この反応生成物が堆積し、無機層成膜室１４内で基板Ｚの表面Ｚｆの有機層ｂ上に、所定の無機層ｆが形成される。

そして、順次、長尺な基板Ｚが反時計回り巻回された基板ロール２０をモータにより時計回りに回転させて、長尺な基板Ｚを連続的に送り出し、有機層成膜室１３において第１のドラム５４に基板Ｚに巻き掛けた状態で、基板Ｚの表面Ｚｆに有機層ｂを形成し、その後、第２のドラム２６で基板Ｚをプラズマが生成される位置に保持しつつ、第２のドラム２６を所定の速度で回転させて、成膜部４０により連続的に無機層ｆを有機層ｂ上に形成する。
このようにして、基板Ｚの表面Ｚｆに有機層ｂおよび無機層ｆが積層して形成されてなる機能性フィルムＦが製造される。そして、表面Ｚｆに有機層ｂおよび無機層ｆが積層された基板Ｚが、ガイドローラ２８、およびガイドローラ３１を経て、巻取りロール３０に、成膜された長尺な基板Ｚ（機能性フィルムＦ）が巻き取られる。
以上のように、本実施形態の成膜装置１０の成膜方法においては、表面Ｚｆに有機層ｂおよび無機層ｆが積層して形成された基板Ｚ、すなわち、機能性フィルムＦが製造される。

本実施形態の成膜装置１０においては、有機層成膜室１３内で有機層ｂを形成し、無機層成膜室１４内で無機層ｆを形成しており、別々の成膜室で形成している。このため、有機層ｂの形成に用いられるモノマーなどの有機物質が無機層成膜室１４に混入してコンタミネーションを起すことがない。また、無機層ｆを形成する際に無機層成膜室１４内に供給される原料ガスおよび成膜時に生成する反応生成物などが有機層成膜室１３に混入してコンタミネーションを起すことがない。このことから、有機層ｂおよび無機層ｆの膜質の低下を抑制することができる。これにより、本実施形態の成膜装置１０により得られた最終的に得られる機能性フィルムＦは、有機層ｂおよび無機層ｆの膜質が良いため、得られる機能性フィルムも、例えば、ガスバリアフィルムであれば、ガスバリア性能が良いものとなる。

また、有機層ｂを形成するための第１のドラム５２に第１温度調節部５６を設け、無機層ｆを形成するための第２のドラム２６に第２温度調節部４９を設けることにより、互いの影響を与えることなく、有機層ｂの成膜温度および無機層ｆの成膜温度を独立して変えることができる。このため、有機層ｂの成膜温度および無機層ｆの成膜温度を、それぞれ最適な温度にでき、有機層ｂおよび無機層ｆの膜質の低下を抑制することができる。

また、本実施形態においては、無機層ｆをプラズマＣＶＤ法により成膜しており、成膜速度がフラッシュ蒸着法による有機層ｂの成膜速度よりも遅い。このため、成膜装置１０における基板Ｚの搬送速度は、無機層ｆの成膜速度に律速される。
そこで、成膜速度が遅い無機層ｆの形成に律速されることを抑制し、生産効率を高くするためには、無機層ｆを成膜する成膜ゾーンを多くする必要がある。本実施形態においては、有機層成膜室１３の第１のドラム５２の直径ｄ_１よりも、無機層成膜室１４の第２のドラム２６の直径ｄ_２の方を大きくすることにより、それを実現している。
しかも、本実施形態においては、有機層成膜室１３および無機層成膜室１４が別々であるため、第２のドラム２６の直径ｄ_２の大きさを、独立して変えることができる。
なお、第１のドラム５２の直径ｄ_１および第２のドラム２６の直径ｄ_２の大きさは、例えば、有機層ｂの成膜速度、および無機層ｆの成膜速度により決定される。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図２は、本発明の第２の実施形態に係る成膜装置を示す模式図である。
なお、本実施形態においては、図１に示す第１の実施形態の成膜装置と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。

図２に示すように、本実施形態の成膜装置１０ａは、第１の実施形態の成膜装置１０（図１参照）に比して、有機層成膜室１３と、無機層成膜室１４との搬送経路における間に差圧室７０が設けられている点が異なり、それ以外の構成は、第１の実施形態の成膜装置１０と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。

本実施形態の差圧室７０は、有機層ｂが形成された基板Ｚが搬送されるものである。
この差圧室７０は、真空排気部３２が配管３４を介して接続されており、この配管３４にはバルブ（圧力調節手段）３７が設けられている。このバルブ３７は、第１のバルブ３５ａ〜第４のバルブ３５ｄと同様の構成である。バルブ３７も、大気開放（ベント）する機能、および排気量を調節する機能を有する。また、バルブ３７も、大気開放（ベント）する機能を有するバルブと、排気量を調節する機能を有するバルブとから構成されていてもよい。

また、差圧室７０には、内部の圧力を測定する第３圧力センサ３８ｃが設けられている。この第３圧力センサ３８ｃは、第１圧力センサ３８ａ、第２圧力センサ３８ｂと同様の構成である。

さらに、差圧室７０には、配管７４を介してガス供給部７２が接続されている。このガス供給部７２は、差圧室７０内に、成膜への影響が小さいガス、例えば、窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性ガスを供給するものである。
ガス供給部７２は、配管７４を介して、所定の圧力、所定の流量で、不活性ガスを差圧室７０内に供給することができれば、その構成は、特に限定されるものではない。

本実施形態の成膜装置１０ａにおいては、バルブ３７を調節して真空排気部３２による排気量を、有機層成膜室１３の第２のバルブ３５ｂおよび無機層成膜室１４の第３のバルブ３５ｃよりも少なくすることにより、差圧室７０内の圧力を、有機層成膜室１３内の圧力および無機層成膜室１４内の圧力よりも高くすることができる。
これ以外にも、差圧室７０内にガス供給部７２から不活性ガスを供給することにより、成膜への影響を小さくしつつ、差圧室７０内の圧力を有機層成膜室１３内の圧力および無機層成膜室１４内の圧力よりも高くすることができる。
なお、差圧室７０内の圧力が有機層成膜室１３内の圧力および無機層成膜室１４内の圧力よりも高いとは、例えば、差圧室７０内の圧力が１０％以上高いことである。これは、有機層成膜室１３を例にすれば、差圧室７０内の圧力（Ｐａ）／有機層成膜室１３の圧力（Ｐａ）≦０．９である。

本実施形態の成膜装置１０ａにおいて、差圧室７０内の圧力を有機層成膜室１３内の圧力および無機層成膜室１４内の圧力よりも高くすることにより、差圧室７０から有機層成膜室１３への流れが生じるとともに、差圧室７０から無機層成膜室１４への流れが生じる。このような差圧室７０の押し出す作用により、有機層ｂの形成に用いられるモノマーなどの有機物質が無機層成膜室１４に混入してコンタミネーションを起すことがない。また、無機層ｆを形成する際に無機層成膜室１４内に供給される原料ガスおよび成膜時に生成する反応生成物などが有機層成膜室１３に混入してコンタミネーションを起すこともない。これにより、無機層ｆを、より一層クリーンな環境で成膜することができ、より一層良好な性能を有する機能性フィルムＦが得られる。
なお、差圧室７０内に不活性ガスを供給することにより、形成された有機層ｂへの影響も小さくすることができる。

なお、本実施形態においては、差圧室７０内の圧力は、有機層成膜室１３内の圧力および無機層成膜室１４内の圧力よりも低くてもよい。
この場合、差圧室７０のバルブ３７を調節して真空排気部３２による排気量を、有機層成膜室１３の第２のバルブ３５ｂおよび無機層成膜室１４の第３のバルブ３５ｃよりも大きくすることにより、差圧室７０内の圧力を、有機層成膜室１３内の圧力および無機層成膜室１４内の圧力よりも低くすることができる。
これ以外にも、差圧室７０内だけを排気する真空ポンプ等の排気手段（圧力調節手段）を設けて、差圧室７０内の圧力を有機層成膜室１３内の圧力および無機層成膜室１４内の圧力よりも低くするようにしてもよい。

本実施形態の成膜装置１０ａにおいて、差圧室７０内の圧力を有機層成膜室１３内の圧力および無機層成膜室１４内の圧力よりも低くすることにより、有機層成膜室１３から差圧室７０への流れが生じるとともに、無機層成膜室１４から差圧室７０への流れが生じる。このような差圧室７０の吸い上げる作用により、有機層ｂの形成に用いられるモノマーなどの有機物質が無機層成膜室１４に混入してコンタミネーションを起すことがない。また、無機層ｆを形成する際に無機層成膜室１４内に供給される原料ガスおよび成膜時に生成する反応生成物などが有機層成膜室１３に混入してコンタミネーションを起すことがない。これにより、無機層ｆを、より一層クリーンな環境で成膜することができ、より一層良好な性能を有する機能性フィルムＦが得られる。
なお、本実施形態の成膜装置１０ａにおいては、上記本実施形態の効果以外にも、第１の実施形態の成膜装置１０と同様の効果を得ることができる。

次に、本実施形態の成膜装置１０ａの成膜方法について説明する。
本実施形態の成膜装置１０ａの成膜方法は、第１の実施形態の成膜装置１０の成膜方法に比して、基板Ｚの表面Ｚｆに有機層ｂを形成した後、基板Ｚを、差圧室７０内を通過させて無機層成膜室１４に搬送する点が異なるだけであり、それ以外の成膜工程は、第１の実施形態の成膜装置１０による成膜方法と同様の工程であるため、その詳細な説明は省略する。
以下、差圧室７０内の圧力が有機層成膜室１３内の圧力および無機層成膜室１４内の圧力よりも高い場合を例にして説明する。

本実施形態の成膜方法においては、真空排気部３２および第１のバルブ３５ａ〜第４のバルブ３５ｄにより、供給室１２内の圧力、有機層成膜室１３内の圧力、無機層成膜室１４内の圧力および巻取り室１６内の圧力を、それぞれ所定の圧力にして保持する。また、差圧室７０内にガス供給部７２から不活性ガスを供給し、差圧室７０内の圧力を高くする。この状態で、基板ロール２０からガイドローラ２１を経て有機層成膜室１３に搬送された長尺な基板Ｚの表面Ｚｆに、有機層成膜室１３の有機層形成部６０により有機層ｂを形成する。

次に、表面Ｚｆに有機層ｂが形成された状態で基板Ｚを、差圧室７０に搬送し、無機層成膜室１４に搬送する。この差圧室７０は、内部に不活性ガスが供給されており、有機層成膜室１３内の圧力および無機層成膜室１４内の圧力よりも高い。
このため、差圧室７０よりも圧力が低い有機層成膜室１３内から、有機層ｂの形成に用いられるモノマーなどの有機物質が無機層成膜室１４に混入してコンタミネーションを起すこと、および無機層ｆを形成する際に無機層成膜室１４内に供給される原料ガスおよび成膜時に生成する反応生成物などが有機層成膜室１３に混入してコンタミネーションを起すことがない。

無機層成膜室１４内では各成膜電極４２ａ〜４２ｄの表面に形成された複数の貫通孔から隙間Ｓに原料ガスを供給し、プラズマを生成させて、基板Ｚに形成された有機層ｂ上に無機層ｆを成膜する。上述のように、コンタミネーションを起すことがないため、より一層クリーンな環境で、無機層ｆを成膜することができる。
表面Ｚｆに有機層ｂおよび無機層ｆが積層された基板Ｚ（機能性フィルムＦ）が、ガイドローラ２８、およびガイドローラ３１を経て、巻取りロール３０に巻き取られる。

このようにして、本実施形態の成膜装置１０ａにより得られた機能性フィルムＦは、第１の実施形態の成膜装置１０による機能性フィルムＦと同様に、例えば、ガスバリアフィルムであれば、ガスバリア性能が良いものとなる。

なお、本実施形態においては、差圧室７０内の圧力を、有機層成膜室１３内の圧力および無機層成膜室１４内の圧力よりも低くて、表面Ｚｆに有機層ｂおよび無機層ｆが積層された基板Ｚ（機能性フィルムＦ）を形成することができる。

上述のいずれの実施形態においても、例えば、機能性フィルムとして、ガスバリアフィルム（水蒸気バリアフィルム）を製造する際には、無機層ｆとして、窒化ケイ素膜、酸化アルミニウム膜、酸化ケイ素膜等の無機層を形成する。
また、機能性フィルムとして、有機ＥＬディスプレイおよび液晶ディスプレイのような表示装置などの各種のデバイスまたは装置の保護フィルムを製造する際には、無機層ｆとして、酸化ケイ素膜等を成膜する。
さらに、機能性フィルムとして、光反射防止フィルム、光反射フィルム、各種のフィルタ等の光学フィルムを製造する際には、無機層ｆとして、目的とする光学特性を有する無機層、または目的とする光学特性を発現する材料からなる無機層を形成する。

さらに、形成する無機層ｆは、単層に限定はされず、複数層であってもよい。無機層ｆを複数層形成する場合には、各層は、同じものであっても、互いに異なるものであってもよい。

本実施形態の成膜装置１０においては、プラズマＣＶＤを例にして、説明したが、プラズマＣＶＤに限定されるものではない。本発明の成膜部は、気相成膜法を用いるものであれば、各種の物理的気相成長法（ＰＶＤ：Physical Vapor Deposition）、スパッタリング法、蒸着法またはイオンプレーティング法などを用いることもできる。

以上、本発明の成膜装置について詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのは、もちろんである。

本発明の第１の実施形態に係る成膜装置を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る成膜装置を示す模式図である。

符号の説明

１０ 成膜装置
１２ 供給室
１３ 有機層成膜室
１４ 無機層成膜室
１６ 巻取り室
２０ 基板ロール
２１，２４，２８，３１ ガイドローラ
３０ 巻取りロール
３２ 真空排気部
３６ 制御部
４０ 成膜部
４２ 成膜電極
４４ 高周波電源
４６ 原料ガス供給部
４２ａ〜４２ｄ 成膜電極板
２６ａ，５２ａ 表面
ｂ 有機層
Ｄ 搬送方向
ｆ 無機層
ω 回転方向
Ｚ 基板
Ｚｆ 表面

Claims (6)

1. 長尺の基板を長手方向に所定の搬送経路で搬送しながら、前記基板の表面に有機層を形成し、前記有機層上に無機層を形成する成膜装置であって、
   前記基板を長手方向に所定の搬送経路で搬送する搬送手段と、
   前記基板の搬送方向と直交する幅方向に回転軸を有し、前記搬送手段より搬送された基板が巻き掛けられる、回転可能な円筒状の第１のドラム、および、フラッシュ蒸着法を用いて前記有機層を前記基板の表面に形成する第１の成膜手段が設けられており、前記第１のドラムに前記基板を巻き掛けた状態で、前記第１の成膜手段により前記基板の表面に前記有機層を形成する第１の成膜室と、
   前記第１の成膜室の前記搬送経路の下流側に配置されるとともに、前記基板の搬送方向と直交する幅方向に回転軸を有し、搬送された、前記有機層が形成された基板が巻き掛けられる、回転可能な円筒状の第２のドラム、および、スパッタリング法またはプラズマＣＶＤ法を用いて前記有機層上に前記無機層を形成する第２の成膜手段が設けられており、前記第２のドラムに前記基板が巻き掛けた状態で、前記第２の成膜手段により前記有機層の表面に前記無機層を形成する第２の成膜室と、
   前記第１の成膜室内、および前記第２の成膜室内を所定の圧力に減圧する真空排気手段と、
   前記第１の成膜室および第２の成膜室とは独立して、その内部に不活性ガスを供給するガス供給手段、ならびに、前記第１の成膜室および第２の成膜室とは独立して、その内部の排気を調整可能な真空排気手段が設けられた、前記搬送経路において前記第１の成膜室と前記第２の成膜室との間に設けられる差圧室とを有し、
   かつ、前記搬送手段は、前記基板を、前記第１の成膜室、前記差圧室および前記第２の成膜室の順で搬送することを特徴する成膜装置。
2. 前記差圧室に設けられた真空排気手段およびガス供給手段を制御する制御手段を有し、この制御手段は、前記差圧室の圧力が、前記第１の成膜室内および前記第２の成膜室内のいずれの圧力よりも、高くなるように、もしくは、低くなるように、前記差圧室の真空排気手段およびガス供給手段を制御する請求項１に記載の成膜装置。
3. 前記第２のドラムは、前記第１のドラムよりも直径が大きい請求項１または２に記載の成膜装置。
4. 前記基板の搬送方向に、前記第２の成膜手段を、複数、有する請求項３に記載の成膜装置。
5. 前記第２の成膜手段は、プラズマＣＶＤ法によって前記無機膜の形成を行うものであり、かつ、全ての前記第２の成膜手段に対して、同じ高周波電源から高周波電圧を印加し、また、同じ原料ガス供給部から原料ガスを供給する請求項４に記載の成膜装置。
6. 前記第１のドラムおよび前記第２のドラムには、それぞれ温度調節手段が設けられており、前記第１のドラムと前記第２のドラムとが独立して温度制御される請求項１〜５のいずれかに記載の成膜装置。

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