特許 6121639 巻取式成膜装置及び巻取式成膜方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6121639

(24)【登録日】2017年4月7日

(45)【発行日】2017年4月26日

(54)【発明の名称】巻取式成膜装置及び巻取式成膜方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/24 20060101AFI20170417BHJP

【ＦＩ】

   C23C14/24 M

   C23C14/24 C

【請求項の数】13

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2016-563493(P2016-563493)

(86)(22)【出願日】2016年6月6日

(86)【国際出願番号】JP2016066789

【審査請求日】2016年10月19日

(31)【優先権主張番号】特願2015-116435(P2015-116435)

(32)【優先日】2015年6月9日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000231464

【氏名又は名称】株式会社アルバック

(74)【代理人】

【識別番号】100104215

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100196575

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 満

(74)【代理人】

【識別番号】100168181

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 哲平

(74)【代理人】

【識別番号】100117330

【弁理士】

【氏名又は名称】折居 章

(74)【代理人】

【識別番号】100160989

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 正好

(74)【代理人】

【識別番号】100168745

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 彩子

(74)【代理人】

【識別番号】100176131

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 慎太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100197398

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 絢子

(74)【代理人】

【識別番号】100197619

【弁理士】

【氏名又は名称】白鹿 智久

(72)【発明者】

【氏名】廣野 貴啓

【審査官】 延平 修一

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／２０７０８８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−２７４３０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１４−５１７１４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２３５５４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０３９８０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２３４３６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２４７８７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０２５１５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ １４／００ − １４／５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フィルムを巻き出す巻出しローラと、
前記巻出しローラから巻き出された前記フィルムを巻き取る巻取りローラと、
前記フィルムの搬送方向において前記巻出しローラと前記巻取りローラとの間に配置され、前記フィルムを冷却する冷却ローラと、
前記冷却ローラの軸方向と平行な第１のライン上に所定の間隔を置いて配置され、蒸発材料として金属材料の蒸気流を生成する複数の第１の蒸発源と、前記第１のラインよりも前記フィルムの搬送方向の下流側に設定され前記第１のラインと平行な第２のライン上に前記複数の第１の蒸発源と半ピッチずれて前記所定の間隔を置いて配置され、前記金属材料の蒸気流を生成する複数の第２の蒸発源とを有する蒸発源アレイと、
前記複数の第１の蒸発源に対応する数を有し、前記複数の第１の蒸発源からの蒸気流に向けて前記金属材料と反応する反応性ガスを噴出する複数の第１のノズル部と、前記複数の第２の蒸発源に対応する数を有し、前記複数の第２の蒸発源からの蒸気流に向けて前記反応性ガスを噴出する複数の第２のノズル部と、前記複数の第１及び第２のノズル部各々のノズル部に対応して設けられた複数の流量制御弁とを有し、前記蒸発源アレイと前記冷却ローラとの間に配置されたガス供給部と、
前記複数の流量制御弁を個別に制御するコントローラと
を具備する巻取式成膜装置。

【請求項2】

請求項１に記載の巻取式成膜装置であって、
前記コントローラは、前記複数の第１及び第２の蒸発源各々の蒸発源から生成される蒸気流と前記反応性ガスとの反応度合が均一になるように、前記複数の流量制御弁を個別に制御する
巻取式成膜装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の巻取式成膜装置であって、
前記複数の第１のノズル部及び前記複数の第２のノズル部は、前記第１のラインよりも前記フィルムの搬送方向の上流側に設定され、前記第１のラインと平行な第３のライン上に交互に配置される
巻取式成膜装置。

【請求項4】

請求項３に記載の巻取式成膜装置であって、
前記複数の第２のノズル部は、前記複数の第１のノズル部から噴出される前記反応性ガスの量よりも多くの前記反応性ガスを噴出するように構成される
巻取式成膜装置。

【請求項5】

請求項４に記載の巻取式成膜装置であって、
前記第２のノズル部は、前記第１のノズル部とは前記反応性ガスの噴出量が異なるノズル構造を有する
巻取式成膜装置。

【請求項6】

請求項１又は２に記載の巻取式成膜装置であって、
前記複数の第１のノズル部は、前記第１のラインよりも前記フィルムの搬送方向の上流側に設定され前記第１のラインと平行な第３のライン上に配置され、
前記複数の第２のノズル部は、前記第２のラインよりも前記フィルムの搬送方向の下流側に設定され前記第２のラインと平行な第４のライン上に配置される
巻取式成膜装置。

【請求項7】

請求項１又は２に記載の巻取式成膜装置であって、
前記複数の第１のノズル部は、前記第２のラインと前記冷却ローラとの間に設定され前記第２のラインと平行な第３のライン上であって、前記冷却ローラから見たときに前記複数の第２の蒸発源と対向しない位置にそれぞれ配置され、
前記複数の第２のノズル部は、前記第１のラインと前記冷却ローラとの間に設定され前記第１のラインと平行な第４のライン上であって、前記冷却ローラから見たときに前記複数の第１の蒸発源と対向しない位置にそれぞれ配置される
巻取式成膜装置。

【請求項8】

請求項６又は７に記載の巻取式成膜装置であって、
前記複数の第１のノズル部は、前記複数の第２のノズル部から噴出される前記反応性ガスの量と等しい量の前記反応性ガスを噴出するように構成される
巻取式成膜装置。

【請求項9】

請求項４又は８に記載の巻取式成膜装置であって、
前記蒸発源アレイのうち前記冷却ローラの軸方向の両端の蒸発源は第２の蒸発源であり、
前記複数の第２のノズル部のうち前記冷却ローラの軸方向の両端にあるノズル部は、それ以外の前記複数の第２のノズル部から噴出される前記反応性ガスの量よりも多くの前記反応性ガスを噴出するように構成される
巻取式成膜装置。

【請求項10】

請求項１〜９のいずれか１つに記載の巻取式成膜装置であって、
前記コントローラは、前記第１のラインを一単位として前記複数の第１のノズル部から噴出される前記反応性ガスの量を制御し、前記第２のラインを一単位として前記複数の第２のノズル部から噴出される前記反応性ガスの量を制御するように構成される
巻取式成膜装置。

【請求項11】

請求項１〜１０のいずれか１項に記載の巻取式成膜装置であって、
前記ガス供給部は、前記複数の第１のノズル部及び前記複数の第２のノズル部を支持し、前記蒸気流が通過する開口部を有する支持体をさらに有する
巻取式成膜装置。

【請求項12】

請求項１１に記載の巻取式成膜装置であって、
前記支持体は、前記冷却ローラに近接して配置され、
前記開口部は、前記フィルムの成膜領域を規定する
巻取式成膜装置。

【請求項13】

請求項１に記載の巻取式成膜装置を用いた巻取式成膜方法であって、
前記第１及び第２の複数の蒸発源各々から生成される蒸気流の蒸気量のバラツキを測定し、
前記蒸気量のバラツキに基づき、前記複数の流量制御弁を個別に制御し、
前記複数の第１及び第２の蒸発源が保持する前記金属材料を蒸発させ、前記蒸発源からの蒸気流に前記ガス供給部から前記反応性ガスを噴出し、前記蒸気流と前記反応性ガスとの反応生成物を前記冷却ローラ上の前記フィルムに堆積させる
巻取式成膜方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蒸発材料を蒸発させてフィルム上に当該蒸発材料の膜を形成する巻取式成膜装置、蒸発源ユニット、及び巻取式成膜方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、巻出しローラから巻き出されたフィルムを冷却ローラに巻き付けながら、フィルム上に蒸発材料の膜を形成し、当該フィルムを巻取りローラにより巻き取る方式の成膜装置が知られている。そして、この種の成膜装置を用いて、酸化アルミニウム膜を有する透明ガスバリア性フィルムを製造する技術が、例えば特許文献１に記載されている。

【0003】

特許文献１に記載の成膜装置は、アルミニウムを蒸発させる１つ又は複数の蒸発源（坩堝）と、酸素を噴出するガスノズルとを備え、蒸発源で生成されたアルミニウムの蒸発粒子と、ガスノズルから供給された酸素とを相互に反応させて、フィルム上に酸化アルミニウム膜を形成するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−２３４３６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の巻取式成膜装置においては、複数の坩堝がフィルムの幅方向に一列に配置された構成が記載されている。しかしながら、この構成では、フィルム上において、坩堝の直上にある部分では厚い膜が形成され、坩堝と坩堝の間の直上部分では薄い膜が形成される。そのため、フィルムの幅方向における厚さが均一な膜を形成することが困難であった。また、フィルムの幅方向における厚さが均一でないため、当該方向における透過率にもばらつきが生じるという問題がある。これら問題は、特に坩堝を配置する間隔が広い場合に顕著である。

【0006】

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、フィルムの幅方向における膜厚及び透過率のばらつきを抑制することができる巻取式成膜装置、蒸発源ユニット、及び巻取式成膜方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る巻取式成膜装置は、巻出しローラと、巻取りローラと、冷却ローラと、蒸発源アレイと、ガス供給部とを備える。
上記巻出しローラは、フィルムを巻き出す。
上記巻取りローラは、上記巻出しローラから巻き出された上記フィルムを巻き取る。
上記冷却ローラは、上記巻出しローラと上記巻取りローラとの間に配置され、上記フィルムを冷却する。
上記蒸発源アレイは、上記冷却ローラの軸方向と平行な第１のライン上に所定の間隔を置いて配置された複数の第１の蒸発源と、上記第１のラインと平行な第２のライン上に上記複数の第１の蒸発源と半ピッチずれて上記所定の間隔を置いて配置された複数の第２の蒸発源とを有する。
上記ガス供給部は、上記複数の第１の蒸発源からの蒸気流に向けてガスを噴出する複数の第１のノズル部と、上記複数の第２の蒸発源からの蒸気流に向けてガスを噴出する複数の第２のノズル部とを有し、上記蒸発源アレイと上記冷却ローラとの間に配置される。

【0008】

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る蒸発源ユニットは、蒸発源アレイと、ガス供給部とを備える。
上記アレイは、成膜対象の搬送方向に垂直な第１のライン上に所定の間隔を置いて配置された複数の第１の蒸発源と、上記第１のラインと平行な第２のライン上に上記複数の第１の蒸発源と半ピッチずれて上記所定の間隔を置いて配置された複数の第２の蒸発源とを有する。
上記ガス供給部は、上記複数の第１の蒸発源からの蒸気流に向けてガスを噴出する複数の第１のノズル部と、上記複数の第２の蒸発源からの蒸気流に向けてガスを噴出する複数の第２のノズル部と、上記複数の第１のノズル部及び上記複数の第２のノズル部を支持し、上記蒸気流が通過する開口を有する支持体とを有する。

【0009】

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る巻取式成膜方法は、巻出しローラから巻き出され、巻取りローラにより巻き取られるフィルムを、上記巻出しローラと上記巻取りローラとの間に配置された冷却ローラに巻回することを含む。
上記冷却ローラの軸方向と平行な第１のライン上に所定の間隔を置いて配置された複数の第１の蒸発源と、上記第１のラインよりも上記フィルムの搬送方向の下流側にあり上記第１のラインと平行な第２のライン上に上記複数の第１の蒸発源と半ピッチずれて上記所定の間隔を置いて配置された複数の第２の蒸発源とを有する蒸発源アレイの蒸発材料が蒸発させられる。
上記蒸発源アレイと上記冷却ローラとの間に配置され上記複数の第１の蒸発源に対応する数の第１のノズル部から、上記蒸発した蒸発材料に向けてガスが噴出し、上記ガスと反応した上記蒸発材料の膜が上記フィルムの第１の領域に形成される。
上記蒸発源アレイと上記冷却ローラとの間に配置され上記複数の第２の蒸発源に対応する数の第２のノズル部から、上記蒸発した蒸発材料に向けてガスが噴出し、上記ガスと反応した上記蒸発材料の膜が上記第１の領域に隣接する第２の領域に形成される。

【0010】

上記構成においては、複数の第２の蒸発源が第２のライン上に複数の第１の蒸発源と半ピッチずれて配置されているため、複数の第１の蒸発源からの蒸発材料の膜がフィルムの第１の領域に形成され、複数の第２の蒸発源からの蒸発材料の膜が第１の領域に隣接する第２の領域に形成される。これにより、フィルムの幅方向における厚さのばらつきが抑制される。
また、ガス供給部が、複数の第１の蒸発源からの蒸気流に向けてガスを噴出する複数の第１のノズル部と、複数の第２の蒸発源からの蒸気流に向けてガスを噴出する複数の第２のノズル部とを有するため、蒸発源からの蒸気流に対して所望の量のガスが供給される。これにより、フィルムの幅方向における透過率のばらつきが抑制される。

【発明の効果】

【0011】

上記のように、本発明によれば、フィルムの幅方向における膜厚及び透過率のばらつきを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態に係る巻取式成膜装置の概略縦断面図である。

【図2】上記巻取式成膜装置における蒸発源アレイを概略的に示す平面図である。

【図3】上記巻取式成膜装置における蒸発源ユニットを概略的に示す平面図である。

【図4】上記蒸発源アレイの配置と、フィルム幅方向における膜厚分布との関係を概略的に示す平面図である。

【図5】比較例に係るガス供給部の構成を概略的に示す平面図である。

【図6】比較例及び実施形態におけるフィルム幅方向における透過率分布を概略的に示す図である。

【図7】本発明の第２の実施形態に係る巻取式成膜装置における蒸発源ユニットを概略的に示す平面図である。

【図8】本発明の第３の実施形態に係る巻取式成膜装置における蒸発源ユニットを概略的に示す平面図である。

【図9】本発明の一実施形態の変形例を示す要部概略平面図である。

【図10】本発明の第４の実施形態に係る巻取式成膜装置における蒸発源ユニットを概略的に示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、以下の各実施形態においては、例えば、酸化アルミニウム膜で構成されたガスバリア性フィルムを製造する例について説明する。

【0014】

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る巻取式成膜装置１の構成を示す概略側断面図である。

【0015】

［巻取式成膜装置の構成］
巻取式成膜装置１は、巻出しローラ２と、巻取りローラ３と、冷却ローラ４と、ガイドローラ５Ａ及び５Ｂと、蒸発源ユニットＥＵ１と、これらを収容する真空チャンバ９と、コントローラ１８とを備える。

【0016】

各図において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は相互に直交する３軸方向を示している。Ｘ軸及びＹ軸は水平方向、Ｚ軸は高さ方向を示す。

【0017】

（真空チャンバ）
真空チャンバ９は、密閉構造を有し、排気ラインＬを介して真空ポンプＰに接続される。これにより、真空チャンバ９は、その内部が所定の減圧雰囲気に排気又は維持可能に構成される。

【0018】

真空チャンバ９は内部に仕切板１０を有する。当該仕切板１０は、真空チャンバ９のＺ軸方向における略中央部に配置されており、所定の大きさの開口部を有する。当該開口部の周縁部は、所定の隙間を空けて冷却ローラ４の外周面に対向している。真空チャンバ９の内部は、仕切板１０により、仕切板１０よりＺ軸方向の上側にある搬送室１１と、仕切板１０よりＺ軸方向の下側にある成膜室１２とに区画される。

【0019】

真空チャンバ９に接続される排気ラインＬは、成膜室１２に接続されている。したがって、真空チャンバ９を排気する際には、まず、成膜室１２の内部が排気される。一方、上述のように仕切板１０と冷却ローラ４との間には所定の隙間があるため、この隙間を通して搬送室１１の内部も排気される。これにより、成膜室１２と搬送室１１との間に圧力差が生じる。この圧力差により、後述する蒸発材料の蒸気流が搬送室１１に侵入するのを防ぐことができる。
なお、本実施形態では、排気ラインＬを成膜室１２にのみ接続したが、搬送室１１にも別の排気ラインを接続することにより、搬送室１１と成膜室１２とを独立して排気してもよい。

【0020】

以下、真空チャンバ９内に収容される各部材の構成について説明する。

【0021】

（フィルムの搬送機構）
巻出しローラ２、巻取りローラ３、冷却ローラ４、ガイドローラ５Ａ及びガイドローラ５Ｂは、フィルム１３の搬送機構を構成する。巻出しローラ２、巻取りローラ３及び冷却ローラ４は、それぞれ図示しない回転駆動部を備え、Ｘ軸に平行な軸まわりに回転可能に構成される。

【0022】

巻出しローラ２及び巻取りローラ３は、搬送室１１内に配置され、それぞれの回転駆動部により図１の矢印で示す方向（時計回り）に所定速度で回転可能に構成される。なお、巻出しローラ２の回転方向はこれに限られず、冷却ローラ４に向かってフィルムを繰り出せる限り、どの方向に回転させてもよい。同様に、巻取りローラ３の回転方向も時計回りに限られず、冷却ローラ４からフィルムを巻き取れる限り、どの方向に回転させてもよい。

【0023】

冷却ローラ４は、フィルム１３の搬送経路において巻出しローラ２と巻取りローラ３との間に配置される。具体的には、冷却ローラ４のＺ軸方向における下部の少なくとも一部が、仕切板１０に設けられた開口部を通して成膜室１２に臨むような位置に配置される。

【0024】

また、冷却ローラ４は、巻出しローラ２及び巻取りローラ３と同様に、回転駆動部により時計回りに所定速度で回転可能に構成される。さらに、冷却ローラ４は、鉄等の金属材料で筒状に構成され、その内部に図示しない冷却媒体循環系等の冷却機構を備える。冷却ローラ４の大きさは特に限定されないが、典型的には、軸方向の長さ（軸長）はフィルム１３の幅と同じかそれよりも長い。

【0025】

ガイドローラ５Ａは巻出しローラ２と冷却ローラ４との間に配置され、ガイドローラ５Ｂは巻取りローラ３と冷却ローラ４との間に配置される。各ガイドローラ５Ａ，５Ｂは、独自の回転駆動部を備えていないフリーローラで構成される。

【0026】

本実施形態では、ガイドローラの数を２つとしたが、これに限られない。搬送するフィルムの弛みを防止し、所望とする搬送姿勢が得られる限り、ガイドローラや駆動ローラの数や場所は適宜設定可能である。

【0027】

以上のようにして構成された搬送機構により、真空チャンバ９内においてフィルム１３が所定の速度で搬送される。

【0028】

フィルム１３は、材料としてポリエチレンテレフタレートを含むが、これに限られない。その他の材料として、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、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等のポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２等のポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリアリレート、又はアクリル樹脂等の透明な樹脂を用いることができる。

【0029】

フィルム１３の厚さは、特に限定されず、例えば、約５μｍ〜１００μｍである。また、フィルム１３の幅や長さについては特に制限はなく、用途に応じて適宜選択することができる。

【0030】

フィルム１３は、巻出しローラ２により、時計回りに連続的に巻き出される。巻出しローラ２から巻き出されたフィルム１３は、ガイドローラ５Ａによって走行をガイドされながら、冷却ローラ４と仕切板１０との間に形成された所定の隙間を通って、所定の抱き角で冷却ローラ４の周面に巻回される。これにより、冷却ローラ４の外周面に接触するフィルム１３の内側の面が冷却ローラ４によって所定温度以下に冷却される。冷却ローラ４に巻回されたフィルム１３は、冷却ローラ４の回転により時計回りに搬送され、その搬送過程で、蒸発源ユニットＥＵ１により蒸発材料の膜がフィルム１３の外側の面（成膜面）に形成される。

【0031】

以下、蒸発源ユニットＥＵ１について詳細に説明する。

【0032】

（蒸発源ユニット）
蒸発源ユニットＥＵ１は、成膜室１２に配置され、蒸発源アレイ６と、ガス供給部７と、支持体８とを有する。

【0033】

（蒸発源アレイ）
蒸発源アレイ６は、冷却ローラ４のＺ軸方向における直下に配置される。図２は、蒸発源アレイ６の配置を概略的に示す平面図である。

【0034】

蒸発源アレイ６は、複数の第１の蒸発源と、複数の第２の蒸発源とを有する。
本実施形態では、複数の第１の蒸発源は、各々同一の構成を有する５つの蒸発源６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄ，６１Ｅ（以下、個別に説明する場合を除き、複数の第１の蒸発源６１と総称する）を有する。一方、複数の第２の蒸発源は、各々同一の構成を有する６つの蒸発源６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ，６２Ｅ，６２Ｆ（以下、個別に説明する場合を除き、複数の第２の蒸発源６２と総称する）を有する。

【0035】

第１及び第２の蒸発源６１，６２は、フィルム１３の成膜面に堆積させる蒸発材料の蒸気を生成する。第１及び第２の蒸発源６１，６２には、同一の蒸発材料が収容されており、本実施形態では、蒸発材料としてアルミニウムが用いられる。

【0036】

第１の蒸発源６１はそれぞれ、略同じ量の蒸気流を生成するように、コントローラ１８によって制御される。また、第２の蒸発源６２もそれぞれ、複数の第１の蒸発源６１と略同じ量の蒸気流を生成するように、コントローラ１８によって制御される。

【0037】

第１及び第２の蒸発源６１，６２は、相互に同一の蒸発源で構成され、本実施形態では誘導加熱式の蒸発源で構成される。第１及び第２の蒸発源６１，６２は、蒸発材料を保持する容器としての丸型（有底円筒状）の坩堝と、当該坩堝の外周部を取り囲む誘導コイルとを含む。当該誘導コイルは、真空チャンバ９の外部に設置された図示しない交流電源に電気的に接続されている。

【0038】

図２に示すように、複数の第１の蒸発源６１は、Ｘ軸方向に平行な第１のラインＬ１上に配列されている。第１のラインＬ１は、蒸発源アレイ６において仮想的に設定されたものである。複数の第１の蒸発源６１は、第１のラインＬ１上に所定の間隔Ｐ１を置いて配置される。当該所定の間隔Ｐ１は、各蒸発源６１の中心間距離であり、各蒸発源６１の大きさ等に応じて適宜設定可能である。

【0039】

一方、複数の第２の蒸発源６２は、第１のラインＬ１と平行な第２のラインＬ２上に配列されている。第２のラインＬ２は、蒸発源アレイ６において仮想的に設定されたものである。複数の第２の蒸発源６２は、第２のラインＬ２上に所定の間隔Ｐ１を置いて配置される。

【0040】

第１のラインＬ１と第２のラインＬ２とは、相互に同一の高さ位置（Ｚ軸方向に沿った高さ位置）に設定される。第１のラインＬ１は、第２のラインＬ２よりもフィルム１３の搬送方向に関して上流側に位置し、第１のラインＬ１と第２のラインＬ２は、所定の間隔Ｐ２を置いてＹ軸方向に平行な方向に相互に対向している。所定の間隔Ｐ２は特に限定されず、第１及び第２の蒸発源６１，６２の大きさ、形状、間隔Ｐ１の大きさ等に応じて適宜設定可能である。

【0041】

複数の第１の蒸発源６１と複数の第２の蒸発源６２とは、どちらも所定の間隔Ｐ１を置いて配置されているが、複数の第２の蒸発源６２は、複数の第１の蒸発源６１とＸ軸方向に半ピッチずれて配置されている。すなわち、Ｙ軸方向から見て、第１及び第２の蒸発源６１，６２がＸ軸方向に沿って等間隔に配置される。

【0042】

また、図２に示す距離Ｄｘは、蒸発源アレイ６のＸ軸方向における両端の距離である。距離Ｄｘは、冷却ローラ４の軸長よりも短い。すなわち、第１及び第２の蒸発源６１，６２は、図２において二点鎖線で示す冷却ローラ４の幅の範囲に収まるように配置される。
なお、本実施形態では、複数の第１の蒸発源６１の数が複数の第２の蒸発源６２の数よりも１つ少ないが、フィルム幅にあわせて、蒸発源６１，６２の数を適宜設定できる。また、フィルム幅にあわせて、予め設置された複数の蒸発源６１，６２の中から、使用する蒸発源の位置あるいは数を選択してもよい。

【0043】

複数の第１の蒸発源６１及び複数の第２の蒸発源６２は個々に独立して構成されるが、図示しないベース部に共通に支持されてもよい。この場合、各蒸発源が当該ベース部において位置や数を変更可能に設置されてもよい。これにより、フィルムの種類や成膜条件に応じて、蒸発源アレイのレイアウトを適宜変更することが可能となる。

【0044】

（ガス供給部）
ガス供給部７は、図１に示すように、蒸発源アレイ６と冷却ローラ４との間に配置される。図３は、ガス供給部７と蒸発源アレイ６の配置を概略的に示す平面図である。

【0045】

ガス供給部７は、複数の第１のノズル部と、複数の第２のノズル部とを有する。
本実施形態では、複数の第１のノズル部は、各々同一の構成を有する５つのノズル部７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄ，７１Ｅ（以下、個別に説明する場合を除き、複数の第１のノズル部７１と総称する）を有する。一方、複数の第２のノズル部は、各々同一の構成を有する６つのノズル部７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ，７２Ｄ，７２Ｅ，７２Ｆ（以下、個別に説明する場合を除き、複数の第２のノズル部７２と総称する）を有する。

【0046】

本実施形態において、複数の第１のノズル部７１及び複数の第２のノズル部７２は、Ｘ軸方向に平行な第３のラインＬ３上にそれぞれ所定の間隔Ｐ３を置いて配置される。具体的には、第１及び第２のノズル部７１，７２がＸ軸方向に交互に配置されるように、複数の第２のノズル部７２が複数の第１のノズル部７１に隣接して配置される。

【0047】

第３のラインＬ３は、仮想的に設定されたものであり、第１及び第２のラインＬ１，Ｌ２よりもフィルム１３の搬送方向の上流側（図３において上方側）に位置する。また、第３のラインＬ３は、第１及び第２のラインＬ１，Ｌ２よりも冷却ローラ４側（図１において上方側）に位置する。

【0048】

当該所定の間隔Ｐ３は、複数の第１のノズル部７１のノズルの中心間距離である。本実施形態では、所定の間隔Ｐ３は、所定の間隔Ｐ１と略等しい。ただし、所定の間隔Ｐ３は、複数の第１のノズル部７１を構成するノズル２つ分の長さ以上の間隔とする。

【0049】

複数の第１のノズル部７１は、複数の第１の蒸発源６１に対して、図３において（Ｚ軸方向における高さ位置は異なるが）Ｙ軸方向に対向するように配置される。具体的には、第１のノズル部７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄ，７１Ｅは、各第１のノズル部７１から噴出された酸素が第１の蒸発源６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄ，６１Ｅの直上の位置を通過するような位置にそれぞれ配置される。これにより、複数の第１のノズル部７１は、それぞれ対応する第１の蒸発源６１からの蒸気流に向けて酸素を噴出することができる。

【0050】

一方、複数の第２のノズル部７２は、複数の第２の蒸発源６２に対して、図３において（Ｚ軸方向における高さ位置は異なるが）Ｙ軸方向に対向するように配置される。具体的には、第２のノズル部７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃ，７２Ｄ，７２Ｅ，７２Ｆは、各第２のノズル部７２から噴出された酸素が第１の蒸発源６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ，６２Ｅ，６２Ｆの直上の位置を通過するような位置にそれぞれ配置される。これにより、複数の第１のノズル部７２は、それぞれ対応する第２の蒸発源６２からの蒸気流に向けて酸素を噴出することができる。

【0051】

本実施形態において、複数の第１のノズル部７１の数と複数の第１の蒸発源６１の数は同じであり、複数の第２のノズル部７２の数と複数の第２の蒸発源６２の数は同じである。すなわち、複数の第１のノズル部７１の数が複数の第１の蒸発源６１の数に対応し、複数の第２のノズル部７２の数が複数の第２の蒸発源６２の数に対応している。

【0052】

第１及び第２のノズル部７１，７２は、相互に同一のノズル部で構成される。本実施形態では、複数の第１及び第２のノズル部７１，７２は、第３のラインＬ３の軸方向に長手の筒状にそれぞれ形成される。複数の第１及び第２のノズル部７１，７２は、Ｙ軸方向に向かって酸素ガスを噴出する単数又は複数の噴出口をそれぞれ有する。上記単数又は複数の噴出口は、各ノズル部７１，７２の周面の一部に設けられる。複数の噴出口を用いる場合、各ノズル部７１，７２の周面の一部にＸ軸方向に沿って当該複数の噴出口を配列すればよい。

【0053】

複数の第１のノズル部７１からは、それぞれ同じ流量の酸素ガスが噴出される。図３において、第１のノズル部７１から噴出される酸素を破線で示す（なお、図３では、第１のノズル部７１Ａから噴出されるガスの噴出形態のみを示すが、図示せずとも、その他の第１のノズル部７１Ｂ〜７１Ｅから噴出されるガスについても同様である）。

【0054】

同様に、複数の第２のノズル部７２からは、それぞれ同じ流量の酸素ガスが噴出される。図３において、第２のノズル部７２から噴出される酸素を破線で示す（なお、図３では、第２のノズル部７２Ａから噴出されるガスの噴出形態のみを示すが、図示せずとも、その他の第２のノズル部７２Ｂ〜７２Ｆから噴出されるガスについても同様である）。

【0055】

第１及び第２のノズル部７１，７２から噴出されたガスは、それぞれ対応する蒸発源の直上の位置で蒸気流と接触する。蒸気流と接触する酸素の量に差があると、蒸発材料の酸化度に違いが生じるため、得られる膜の透過率にも差が生じてしまう。
そこで、本実施形態では、第１及び第２の蒸発源６１，６２からの蒸気流と反応する酸素ガスの量を均一にするため、以下に説明するように、第１及び第２のノズル部７１，７２から噴出されるガスの量を蒸発源毎に最適化している。

【0056】

複数の第１のノズル部７１は、ガス供給ラインＧ１を介して、ガスボンベ等のガス供給源Ｓに接続される。同様に、複数の第２のノズル部７２は、ガス供給ラインＧ２を介して、ガスボンベ等のガス供給源Ｓに接続される。ガス供給源Ｓは、各ガス供給ラインＧ１，Ｇ２に共通としたが、それぞれ別個に設けられてもよい。

【0057】

ガス供給ラインＧ１は、ガス供給源Ｓに接続される１本の主配管と、主配管から各々分岐し各ノズル部７１Ａ〜７１Ｅに接続される５本の支管とを有する。
同様に、ガス供給ラインＧ２は、ガス供給源Ｓに接続される１本の主配管と、主配管から各々分岐し各ノズル部７２Ａ〜７２Ｆに接続される６本の支管とを有する。

【0058】

ガス供給ラインＧ１の主配管には、さらに流量調整部Ｖ１が接続される。流量調整部Ｖ１は、例えば、流量制御弁と流量センサとを有するマスフローコントローラ（ＭＦＣ）を含み、複数の第１のノズル部７１から噴出される酸素の流量を制御可能に構成される。流量調整部Ｖ１，Ｖ２の制御は、典型的には、コントローラ１８からの制御指令に基づき、ガス供給部７によって行われる。

【0059】

また、ガス供給ラインＧ２の主配管にも、流量調整部Ｖ１と同様の構成を有する流量調整部Ｖ２が接続される。流量調整部Ｖ２は、複数の第２のノズル部７２から噴出される酸素の流量を制御可能に構成される。

【0060】

ガス供給ラインＧ１を介して複数の第１のノズル部７１から噴出する酸素の流量は、図３に示す距離Ｄ１に応じて決められる。また、ガス供給ラインＧ２を介して複数の第２のノズル部７２から噴出する酸素の流量は、図３に示す距離Ｄ２に応じて決められる。

【0061】

図３に示す距離Ｄ１は、複数の第１のノズル部７１の噴出口と、それぞれ対応する複数の第１の蒸発源６１の直上までの最短距離を示す。本実施形態では、複数の第１のノズル部７１と、対応する複数の第１の蒸発源６１の直上との距離Ｄ１が、それぞれ等しい。したがって、複数の第１のノズル部７１から等しい量の酸素を噴出させた場合、対応する複数の第１の蒸発源６１からの蒸気流に対してそれぞれ等しい量の酸素を反応させることができる。

【0062】

また、図３に示す距離Ｄ２は、複数の第２のノズル部７２の噴出口と、それぞれ対応する複数の第２の蒸発源６２の直上までの最短距離を示す。複数の第２のノズル部７２と、対応する複数の第２の蒸発源６２との距離Ｄ２は、それぞれ等しい。したがって、複数の第２のノズル部７２から等しい量の酸素を噴出させた場合、対応する複数の第２の蒸発源６２からの蒸気流に対してそれぞれ等しい量の酸素を反応させることができる。

【0063】

一方、距離Ｄ２が距離Ｄ１よりも大きいため、複数の第１のノズル部７１から噴出される酸素の流量と、複数の第２のノズル部７２から噴出される酸素の流量とが同じ場合、第１及び第２の蒸発源６１，６２からの蒸気流と反応する酸素の量に差が出てしまう。本実施形態では、複数の第２のノズル部７２が複数の第１のノズル部７１から噴出されるガスの量よりも多くのガスを噴出するように構成される。これにより、第１及び第２の蒸発源６１，６２からの蒸気流と反応する酸素の量をフィルム１３の幅方向（Ｘ軸方向）において略均一にすることができる。

【0064】

なお、各ノズル部７１，７２から噴出される酸素の流量は、距離Ｄ１，Ｄ２の大きさ、成膜時の真空チャンバ９内の圧力、蒸発源６１，６２とノズル部７１，７２との高さの差などに応じて設定され、各蒸発源６１，６２からの蒸気流に対して各ノズル部７１，７２からの酸素の供給量が均一となるように、各々の噴出量が最適化される。したがって、複数の第１のノズル部７１を構成する各ノズル部７１Ａ〜７１Ｅからの酸素噴出量は、相互に同一である場合に限られず、複数の第２のノズル部７２を構成する各ノズル部７２Ａ〜７２Ｆからの酸素噴出量もまた、相互に同一である場合に限られない。

【0065】

（支持体）
支持体８は、図１に示すように、開口部１４と、防着板１５と、天板１６とを有し、冷却ローラ４と蒸発源アレイ６との間に配置される。また、支持体８は、図示しない支持部を介して真空チャンバ９の内壁に接続され、複数の第１のノズル部７１及び複数の第２のノズル部７２を支持可能に構成される。支持体８を構成する材料は特に限定されず、典型的にはステンレス鋼や銅等の金属材料で構成される。

【0066】

開口部１４は、天板１６の略中央部に設けられた貫通孔であり、冷却ローラ４の外周面に対向して配置される。開口部１４の大きさや形状は特に限定されず、蒸発源アレイとの距離やフィルム１３との距離等に応じて適宜設定可能である。図２に示すように、開口部１４のＸ軸方向における長さは、冷却ローラ４の軸長よりも短く、また、フィルム１３の幅と同等かそれよりも短い。本実施形態では、開口部１４は、フィルム１３の成膜領域を規定するマスクとして機能する。

【0067】

防着板１５は、図１に示すように、蒸発源アレイ６とガス供給部７との間に配置され、蒸発源アレイ６から蒸発した蒸発材料がガス供給部７に付着するのを防止するように構成される。防着板１５は、Ｚ軸方向から見て開口部１４の周囲を囲むように設けられる。

【0068】

天板１６は、冷却ローラ４に近接して配置される。天板１６の大きさ及び形状は、開口部１４を設けることができ、所望の強度を得られるものであれば特に限定されない。天板１６は防着板１５と連結される。これにより、支持体８を一体的に形成することができる。

【0069】

（コントローラ）
コントローラ１８は、図１に示すように、真空チャンバ９の外部に設置される。コントローラ１８は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びメモリを含むコンピュータ等により構成され、巻取式成膜装置１の各部を統括的に制御する。コントローラ１８は、例えば、真空ポンプＰの動作の制御、各ローラの回転駆動制御、各蒸発源における蒸発材料の蒸発量の制御、ガス供給部７の動作や流量の制御等を行う。

【0070】

［巻取式成膜装置の動作］
次に、以上のようにして構成される巻取式成膜装置１の動作について説明する。

【0071】

真空ポンプＰにより、成膜室１２内が排気され、成膜室１２内の圧力が所定の圧力まで減圧される。巻出しローラ２、巻取りローラ３、及び冷却ローラ４は、各々の回転軸のまわりに図１中矢印で示す方向（時計回り）にそれぞれ所定の速度で回転する。フィルム１３は、巻出しローラ２により、時計回りに連続的に巻き出される。巻出しローラ２から巻き出されたフィルム１３は、ガイドローラ５Ａによって走行をガイドされながら、所定の抱き角で冷却ローラ４の外周面に巻回される。そして、フィルム１３は、冷却ローラ４による冷却作用を受けながら、蒸発源ユニットＥＵ１の直上を通過した後、ガイドローラ５Ｂを介して巻取りローラ３に巻き取られる。

【0072】

蒸発源ユニットＥＵ１においては、図示しない交流電源から第１及び第２の蒸発源６１，６２が有する誘導コイルに交流電流が供給され、第１及び第２の蒸発源６１，６２内に収容された蒸発材料としてのアルミニウムが加熱され、蒸発する。ガス供給源Ｓから各ガス供給ラインＧ１，Ｇ２を通して供給された酸素が、第１及び第２のノズル部７１，７２からそれぞれ所定の流量で噴出される。また、コントローラ１８及びガス供給ラインＧ１、Ｇ２の流量調整部Ｖ１，Ｖ２により、第１及び第２のノズル部７１，７２から噴出される酸素の量が制御される。

【0073】

次に、蒸発源ユニットＥＵ１による成膜工程の詳細について説明する。

【0074】

本実施形態においては、複数の第２の蒸発源６２が第２のラインＬ２上に複数の第１の蒸発源６１と半ピッチずれて配置されている。そのため、後述するように、複数の第１の蒸発源６１からの蒸発材料の膜がフィルム１３の第１の領域に形成され、複数の第２の蒸発源６２からの蒸発材料の膜が第１の領域に隣接する第２の領域に形成される。

【0075】

図４は、蒸発源アレイ６の配置と、フィルム１３上に形成される酸化アルミニウム膜の厚さとの関係を示す図であり、Ａは蒸発源アレイ６の概略平面図、Ｂはその蒸発源アレイ６によって形成される酸化アルミニウム膜のフィルム幅方向における膜厚分布を示す図である。図４Ｂ中、細実線は複数の第１の蒸発源６１（６１Ａ〜６１Ｅ）から蒸発した蒸発材料により形成される膜の厚み分布を示し、二点鎖線は複数の第２の蒸発源６２（６２Ａ〜６２Ｆ）から蒸発した蒸発材料により形成される膜の厚み分布を示し、太実線は全体として形成される膜の厚み分布を示す。

【0076】

図４Ｂに示すように、第１及び第２の蒸発源６１，６２の直上の位置においては、これらの直上でない位置と比較して、厚い膜が形成される。したがって、仮に蒸発源を一列に配置した場合、Ｘ軸方向における厚さに差がある膜が形成されることになる。
本実施形態では、複数の第１の蒸発源６１と複数の第２の蒸発源６２がＹ軸方向に所定の間隔Ｐ２だけずれて配置されている。しかも、これら第１及び第２の蒸発源６１，６２は、相互に半ピッチずれて配置されている。このように、複数の第１の蒸発源６１からの蒸発材料の膜が、これら第１の蒸発源６１各々の直上位置に対応するフィルム１３の第１の領域に形成され、複数の第２の蒸発源６２からの蒸発材料の膜が、これら第２の蒸発源６２各々の直上位置に対応する第２の領域に形成される。フィルム１３はＹ軸方向に所定の速度で搬送されるため、第１の領域と第２の領域とはフィルム幅方向（Ｘ軸方向）に相互に隣接する。これにより、フィルム幅方向において膜厚のばらつきが抑制されることになる。

【0077】

また、本実施形態においては、ガス供給部７が、複数の第１の蒸発源６１からの蒸気流に向けてガスを噴出する複数の第１のノズル部７１と、複数の第２の蒸発源６２からの蒸気流に向けてガスを噴出する複数の第２のノズル部７２とを有する。そのため、各蒸発源からの蒸気流に対して所望の量のガスを供給することが可能となる。

【0078】

図５Ａ，Ｂは、比較例に係るガス供給部１７（２７）と蒸発源アレイ６との配置を示す概略平面図である。図５Ａに示す例では、ガス供給部１７は、各蒸発源６１（６１Ａ〜６１Ｅ）、６２（６２Ａ〜６２Ｆ）に共通の単一のノズルで構成され、図示しない複数の噴出口からそれぞれ同一の流量で酸素が噴出される。この場合、噴出口に近い蒸発源ほど酸素濃度が高く、噴出口から離れるほど酸素濃度が低くなる。したがって、ガス供給部１７から遠い蒸発源（第２の蒸発源６２）からの蒸気流に供給されるガスの量を、ガス供給部１７に近い蒸発源（第１の蒸発源６１）からの蒸気流に供給されるガスの量よりも多くする等の調整をすることはできない。

【0079】

また、図５Ｂに示す例では、ガス供給部２７が、複数のノズル部２７１を有する。複数のノズル部２７１は、同一直線上に配置され、１つのノズル部２７１から所定の複数の蒸発源からの蒸気流に対してＹ軸方向へ酸素を供給するようにそれぞれ構成される。この場合、ノズル部２７１毎にガスの噴出量を変更できたとしても、個々のノズル部２７１については、第１及び第２の蒸発源６１，６２からの蒸気流に供給されるガスの量を個別に調整することはできない。したがって、図５Ａに示す例と同様に、ガス供給部２７から遠い蒸発源（第２の蒸発源６２）からの蒸気流に供給されるガスの量を、ガス供給部２７に近い蒸発源（第１の蒸発源６１）からの蒸気流に供給されるガスの量よりも多くすることはできない。

【0080】

図６Ａは蒸発源の概略平面図であり、図６Ｂは比較例に係るガス供給部１７，２７を用いて形成された酸化アルミニウムの透過率分布を、図６Ｃは本実施形態に係るガス供給部７を用いて形成された酸化アルミニウムの透過率分布をそれぞれ示す模式図である。

【0081】

図６Ｂに示すように、比較例のようなガス供給部の構成では、フィルム幅方向（Ｘ軸方向）における透過率のばらつきを抑制することはできない。上記のように、ガス供給部１７及び２７は、第１及び第２の蒸発源６１，６２からの蒸気流に対してそれぞれ所望の量のガスを噴出させることはできない。これにより、特にフィルム幅方向（Ｘ軸方向）において、第１及び第２の蒸発源６１，６２からの蒸気流（蒸発したアルミニウム）と反応する酸素の量に差が生じてしまう。このため、形成される酸化アルミニウム膜の酸化度にもフィルム幅方向において差が生じてしまう。すなわち、これらガス供給部を用いて蒸発材料をフィルム１３上に成膜すると、フィルム幅方向において透過率のバラツキが大きい膜が形成されることになる。

【0082】

これに対して、本実施形態では、複数の第１のノズル部７１は、複数の第１の蒸発源６１に対応する数のノズル部を有し、複数の第２のノズル部７２は、複数の第２の蒸発源６２に対応する数のノズル部を有する。したがって、第１及び第２のノズル部７１，７２から噴出される酸素の流量を、蒸発源ごとに個別に調整することが可能である。

【0083】

また、本実施形態では、複数の第２のノズル部７２が複数の第１のノズル部７１から噴出される酸素の量よりも多くの酸素を噴出するように構成されるため、第１及び第２の蒸発源６１，６２からの蒸気流と反応する酸素の量は、フィルム幅方向において略均一にすることができる。これにより、図６Ｃに示すように、フィルム幅方向における膜の透過率のばらつきを大きく改善することができる。

【0084】

以上のように、本実施形態に係る巻取式成膜装置１によれば、フィルムの幅方向における厚さ及び透過率のばらつきを抑制することができる。したがって、膜厚や透過率のばらつきが抑えられた酸化アルミニウム膜からなるガスバリア性フィルムを安定に製造することが可能となる。
なお、本発明者らの実験によれば、フィルム幅方向における透過率のバラツキが３％以下に抑えられることが確認されている。

【0085】

さらに、本実施形態によれば、第１及び第２のノズル部７１，７２が第３のラインＬ３に沿って交互に一列に配置されているため、容易にガス供給部７を構成することができる。例えば、第１及び第２のノズル部７１，７２は同一のノズル部で構成されるため、１つのユニットとして一体的にガス供給部７を形成することができ、組立性が向上する。また、第１及び第２のノズル部７１，７２が離れて配置される場合に比べて、第１及び第２のノズル部７１，７２を容易にガス供給ラインＧ１，Ｇ２に接続することができる。さらに、ガス供給部７を配置する場所が１箇所で済むため、装置の省スペース化を図ることができる。

【0086】

＜第２の実施形態＞
図７は、本発明の第２の実施形態における蒸発源ユニットの概略平面図であり、ガス供給部と蒸発源アレイとの配置関係を示している。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の第１の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。

【0087】

本実施形態では、蒸発源ユニットの構成が第１の実施形態と異なり、より詳細には、蒸発源ユニットにおけるガス供給部の構成が、第１の実施形態と異なる。

【0088】

本実施形態の蒸発源ユニットＥＵ２は、蒸発源アレイ６と、ガス供給部７とを有し、ガス供給部７は、複数の第１のノズル部７１と、複数の第２のノズル部７２とを有する。第１及び第２のノズル部７１，７２は、支持体８に支持されるとともに、ガス供給ラインＧ１，Ｇ２を介してガス供給源にそれぞれ接続される。

【0089】

なお、蒸発源アレイ６の構成は、第１の実施形態と同様であるためその詳細な説明は省略する。第１及び第２のノズル部７１，７２の構成も、第１の実施形態と共通であるためその詳細な説明は省略するが、これら第１及び第２のノズル部７１，７２の配置が第１の実施形態と異なる。

【0090】

すなわち、本実施形態において、複数の第１のノズル部７１（７１Ａ〜７１Ｅ）は、第１のラインＬ１と平行な第３のラインＬ３上に配置される。第１のラインＬ１と第３のラインＬ３との間には、高さ方向（Ｚ軸方向）から見て、所定の間隔Ｐ４が置かれている。

【0091】

一方、複数の第２のノズル部７２（７２Ａ〜７２Ｆ）は、第２のラインＬ２と平行な第４のラインＬ４上に配置される。第４のラインＬ４は仮想的なものであり、第２のラインＬ２よりもフィルム１３の搬送方向の下流側（図７において下方側）に位置するように設定される。第４のラインＬ４は、第３のラインＬ３と同一の高さ位置に設定されており、第３のラインＬ３とＹ軸方向に相互に対向している。第２のラインＬ２と第４のラインＬ４との間には、高さ方向（Ｚ軸方向）から見て、上記間隔Ｐ４が置かれている。

【0092】

図７に示すように、複数の第１のノズル部７１（７１Ａ〜７１Ｅ）は、第１の実施形態と同様に、第３のラインＬ３上に所定の間隔Ｐ３を置いて配置され、第１の蒸発源６１（６１Ａ〜６１Ｅ）の直上の位置に所定量の酸素ガスを供給することが可能に構成される。

【0093】

一方、複数の第２のノズル部７２（７２Ａ〜７２Ｆ）は、第４のラインＬ４上に上記間隔Ｐ３を置いて配置され、第２の蒸発源６２（６２Ａ〜６２Ｆ）の直上の位置に所定量の酸素ガスを供給することが可能に構成される。

【0094】

以上のように、複数の第１のノズル部７１（７１Ａ〜７１Ｅ）の各ガス噴出口と複数の第１の蒸発源６１（６１Ａ〜６１Ｅ）の直上位置との間のＹ軸方向に沿った距離Ｄ１と、複数の第２のノズル部７２（７２Ａ〜７２Ｆ）の各ガス噴出口と複数の第２の蒸発源６２（６２Ａ〜６２Ｆ）の直上位置との間のＹ軸方向に沿った距離Ｄ３とは、相互に同一となるように設定される。

【0095】

そして、本実施形態では、複数の第１のノズル部７１は、複数の第２のノズル部７２から噴出される酸素ガスの量と等しい量の酸素ガスを噴出するように制御される。これにより、各蒸発源６１，６２からの蒸気流に対して均一な量の酸素が供給されることになり、フィルム１３の幅方向に関して、酸化度の均一性の高い酸化アルミニウム膜が形成されることになる。

【0096】

以上のように、本実施形態においても第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。すなわち本実施形態によれば、フィルムの幅方向における厚さ及び透過率のばらつきを抑制することができる。したがって、膜厚や透過率のばらつきが抑えられた酸化アルミニウム膜からなるガスバリア性フィルムを安定に製造することが可能となる。

【0097】

＜第３の実施形態＞
図８は、本発明の第３の実施形態における蒸発源ユニットの概略平面図であり、ガス供給部と蒸発源アレイとの配置関係を示している。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の第１の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。

【0098】

本実施形態では、蒸発源ユニットの構成が第１の実施形態と異なり、より詳細には、蒸発源ユニットにおけるガス供給部の構成が、第１の実施形態と異なる。

【0099】

本実施形態の蒸発源ユニットＥＵ３は、蒸発源アレイ６と、ガス供給部７とを有し、ガス供給部７は、複数の第１のノズル部７１と、複数の第２のノズル部７２とを有する。第１及び第２のノズル部７１，７２は、支持体８に支持されるとともに、ガス供給ラインＧ１，Ｇ２を介してガス供給源にそれぞれ接続される。

【0100】

なお、蒸発源アレイ６の構成は、第１の実施形態と同様であるためその詳細な説明は省略する。第１及び第２のノズル部７１，７２の構成も、第１の実施形態と共通であるためその詳細な説明は省略するが、これら第１及び第２のノズル部７１，７２の配置が第１の実施形態と異なる。

【0101】

すなわち、本実施形態において、複数の第１のノズル部７１（７１Ａ〜７１Ｅ）は、第２のラインＬ２と平行な第３のラインＬ１３上に配置される。第３のラインＬ１３は、第２のラインＬ２と冷却ローラ４との間に仮想的に設定される。そして、複数の第１のノズル部７１は、冷却ローラ４から見たときに、第２のラインＬ２上の複数の第２の蒸発源６２（６２Ａ〜６２Ｆ）と対向しない位置にそれぞれ配置される。

【0102】

一方、複数の第２のノズル部７２（７２Ａ〜７２Ｆ）は、第１のラインＬ１と平行な第４のラインＬ１４上に配置される。第４のラインＬ１４は、第１のラインＬ１と冷却ローラ４との間に、第３のラインＬ３と同一の高さ位置に仮想的に設定される。そして、複数の第２のノズル部７２は、冷却ローラ４から見たときに、第１のラインＬ１上の複数の第１の蒸発源６１（６１Ａ〜６１Ｅ）と対向しない位置にそれぞれ配置される。

【0103】

図８に示すように、複数の第１のノズル部７１（７１Ａ〜７１Ｅ）は、第１の実施形態と同様に、第３のラインＬ１３上に所定の間隔（Ｐ３）を置いて配置され、第１の蒸発源６１（６１Ａ〜６１Ｅ）の直上の位置に所定量の酸素ガスを供給することが可能に構成される。

【0104】

一方、複数の第２のノズル部７２（７２Ａ〜７２Ｆ）は、第４のラインＬ１４上に上記間隔（Ｐ３）を置いて配置され、第２の蒸発源６２（６２Ａ〜６２Ｆ）の直上の位置に所定量の酸素ガスを供給することが可能に構成される。

【0105】

以上のように、複数の第１のノズル部７１（７１Ａ〜７１Ｅ）の各ガス噴出口と複数の第１の蒸発源６１（６１Ａ〜６１Ｅ）の直上位置との間のＹ軸方向に沿った距離Ｄ１と、複数の第２のノズル部７２（７２Ａ〜７２Ｆ）の各ガス噴出口と複数の第２の蒸発源６２（６２Ａ〜６２Ｆ）の直上位置との間のＹ軸方向に沿った距離Ｄ３とは、相互に同一となるように設定される。

【0106】

そして、本実施形態では、複数の第１のノズル部７１は、複数の第２のノズル部７２から噴出される酸素ガスの量と等しい量の酸素ガスを噴出するように制御される。これにより、各蒸発源６１，６２からの蒸気流に対して均一な量の酸素が供給されることになり、フィルム１３の幅方向に関して、酸化度の均一性の高い酸化アルミニウム膜が形成されることになる。

【0107】

以上のように、本実施形態においても第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。すなわち本実施形態によれば、フィルムの幅方向における厚さ及び透過率のばらつきを抑制することができる。したがって、膜厚や透過率のばらつきが抑えられた酸化アルミニウム膜からなるガスバリア性フィルムを安定に製造することが可能となる。

【0108】

＜第４の実施形態＞
図１０は、本発明の第４の実施形態における蒸発源ユニットの概略平面図であり、ガス供給部と蒸発源アレイとの配置関係を示している。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、上述の第１の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。

【0109】

本実施形態では、第１の実施形態と同様に、複数の第１のノズル部７１（７１Ａ〜７１Ｅ）及び複数の第２のノズル部７２（７２Ａ〜７２Ｆ）が第３のラインＬ３上にそれぞれ配置されている点で第１の実施形態と共通する。一方、本実施形態のガス供給部７０は、第１のラインＬ１を一単位として複数の第１のノズル部７１から噴出されるガス（酸素）の量を制御するとともに、第２のラインＬ２を一単位として複数の第２のノズル部７２から噴出されるガス（酸素）の量を制御するように構成されている点で、第１の実施形態と異なる。

【0110】

各蒸発源６１（６１Ａ〜６１Ｅ），６２（６２Ａ〜６２Ｆ）から生成される蒸気の量は均一である場合に限られず、蒸発源６１，６２のうち一部の蒸発源が他の蒸発源と蒸気の生成量が異なる場合がある。後者の場合、各ノズル部７１，７２から噴出されるガスの量が同一であると、当該一部の蒸発源から生成される蒸気流の酸化度が、他の蒸発源から生成される蒸気流の酸化度と異なることになる。こうなると、フィルムの幅方向における膜厚及び透過率のばらつきを抑制することが困難となる。

【0111】

そこで本実施形態においては、図１０に示すように、第１及び第２のノズル部７１Ａ〜７１Ｅ，７２Ａ〜７２Ｆに接続されるガス供給ラインＧ３の支管に対して、ＭＦＣ及び開閉弁を含む流量調整部Ｖが個々に設けられている。これにより、各ノズル部７１，７２から噴出されるガスの量をそれぞれ個別に制御することが可能となり、ラインＬ１，Ｌ２単位で最適な量のガスを各蒸発源６１，６２へ供給することが可能となる。各流量調整部Ｖの制御は、典型的には、コントローラ１８（図１）からの制御指令に基づき、ガス供給部７０によって行われる。

【0112】

各蒸発源における蒸気量のバラツキの原因として、坩堝への投入電力のバラツキ、坩堝内の蒸発材料の量のバラツキ等が挙げられる。本実施形態において、ノズル部７１，７２から噴出されるガスの量を各蒸発源６１，６２のライン単位とする理由は、各ノズル部７１，７２と各蒸発源６１，６２との間の距離（遠／近）といった一次元量の相違に依るものである。これに加え、蒸発源毎の蒸気量の相違が生じている場合は、上記距離の相違だけでなく、蒸発源毎の蒸気量の比率を重畳させる（但し、例えば±５％程度の多少のばらつきがあってもよい）。これにより、蒸発源単位で、ひいてはラインＬ１．Ｌ２単位で、ガス量の最適化を図ることができ、したがってフィルムの幅方向における膜厚及び透過率のばらつきが効果的に抑えられる。

【0113】

各蒸発源における蒸気量のバラツキは、例えば、事前の予備成膜工程で確認することができる。予備成膜処理は特に限定されず、例えば、ノズル部７１，７２からのガス供給を停止させた状態でフィルム等の適宜のサンプルに成膜処理を施すことで、当該サンプル上での膜厚分布を調整する（例えば±５％以内）。次いでノズル部７１，７２からガス（酸素）を供給して、膜の透過率分布をガスの噴出量で調整する。上記処理がラインＬ１，Ｌ２単位で実施されることで、ライン単位での供給ガス量の最適化を図ることができる。

【0114】

＜変形例＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。

【0115】

例えば以上の各実施形態では、複数の第１及び第２のノズル部７１，７２が、それぞれ独立した単一のノズル部で構成されたが、例えば図９に示すように、２つ以上のノズル部が相互に一体的に設けられてもよい。

【0116】

図９は、本発明の変形例におけるガス供給部５７と蒸発源アレイ６の配置の一部を拡大して示す概略平面図である。

【0117】

ガス供給部５７は、複数の第１のノズル部５７１と、複数の第２のノズル部５７２とを有する。本変形例において、複数の第１及び第２のノズル部５７１，５７２は、ガス配管５７０に形成された貫通孔（図中、略円形の黒丸で示す）により構成される。ガス配管５７０は長尺の円筒形であり、内部に酸素を通過させるための通路部を有する。ただし、ガス配管５７０の形状はこれに限られず、例えば、四角柱形状等、任意の形状のガス配管を用いることができる。また、ガス配管５７０には、真空チャンバ９の外部に設置された図示しないガスボンベ等のガス供給源が接続される。当該ガス供給源から供給された酸素ガスは、ガス配管を通って複数の第１及び第２のノズル部５７１，５７２から噴出される。

【0118】

複数の第１のノズル部５７１は、同じ大きさ及び形状の２つの貫通孔をそれぞれ有する。当該２つの貫通孔は、ガス配管５７０の周面の一部にＸ軸方向に沿って設けられ、第１の蒸発源６１（６１Ａ，６１Ｂ）の直上に酸素ガスを供給する。一方、複数の第２のノズル部５７２は、複数の第１のノズル部５７１の貫通孔と同じ大きさ及び形状の３つの貫通孔をそれぞれ有する。当該３つの貫通孔は、ガス配管５７０の周面の一部にＸ軸方向に沿って設けられ、第２の蒸発源６２（６２Ａ，６２Ｂ）の直上に酸素ガスを供給する。

【0119】

本変形例において、複数の第１のノズル部５７１の貫通孔の数は、複数の第２のノズル部５７２の貫通孔の数よりも多い。したがって、複数の第１のノズル部５７１から噴出されるガスの量は、複数の第２のノズル部５７２から噴出されるガスの量よりも多くなる。これにより、ガス配管５７０の近くを流れる第１の蒸発源６１Ａ，６１Ｂからの蒸気流と、ガス配管５７０から離間して流れる第２の蒸発源６２Ａ，６２Ｂからの蒸気流とに対して、それぞれ略均一な量の酸素ガスを供給することが可能となる。

【0120】

また、本変形例では、貫通孔の数を変えることによって、複数の第１及び第２のノズル部５７１，５７２から噴出されるガスの量を調整したが、これに限られない。貫通孔の数だけでなく、大きさや形状を変えることによって、複数の第１及び第２のノズル部５７１，５７２から噴出されるガスの量を調整することも可能である。

【0121】

＜変形例２＞
上記各実施形態において、ガス供給部７のうちフィルム幅方向（Ｘ軸方向）の両端にある第２のノズル部（７２Ａ，７２Ｆ）に別のガス供給ラインを設けてもよい、あるいは、第２のノズル部７２Ａ，７２Ｆが有する貫通孔の数や面積を増やしてもよい。この場合、第２のノズル部７２Ａ，７２Ｆは、それ以外の第２のノズル部（７２Ｂ〜７２Ｅ）から噴出されるガスの量よりも多くのガスを噴出するように構成される。以下、第１の実施形態（図３）の場合について説明する。

【0122】

第２のノズル部７２Ｂ〜７２Ｅには、隣接するノズル部がそれぞれ２つある（例えば、第２のノズル部７２Ｂには、第２のノズル部７１Ａ，７１Ｂが隣接している）。一方、第２のノズル部７２Ａ，７２Ｆには、隣接するノズル部が１つしかない（例えば、第２のノズル部７２Ａには、第２のノズル部７１Ａだけが隣接している）。

【0123】

第２のノズル部７２は、それぞれ対応する蒸発源６２の直上に向けて酸素ガスを放出するが、当該放出された酸素の一部が、対応する蒸発源６２に隣接する蒸発源からの蒸気流に接触する場合がある。例えば、第２のノズル部７２Ｂからは蒸発源６２Ｂの直上に向けて酸素ガスが放出されるが、当該酸素ガスが、蒸発源６２Ｂに隣接する蒸発源６１Ａ又は６１Ｂからの蒸気流と接触することがある。

【0124】

隣接するノズル部が１つだけの場合、当該１つのノズル部から噴出された酸素ガスの一部が対応する蒸発源からの蒸気流に接触する。一方、隣接するノズル部が２つある場合、当該２つのノズル部から噴出された酸素ガスの一部が対応する蒸発源からの蒸気流に接触する。したがって、第１の蒸発源６１Ａ，６１Ｆからの蒸気流に接触する酸素ガスの量よりも、第２の蒸発源６２Ｂ〜６２Ｅからの蒸気流に接触する酸素ガスの量の方が多い場合がある。

【0125】

第２のノズル部７２Ａ，７２Ｆから噴出される酸素ガスの量を、第２のノズル部７２Ｂ〜７２Ｅから噴出される酸素ガスの量よりも多くすることにより、第１及び第２の蒸発源６１，６２からの蒸気流と反応する酸素ガスの量のＸ軸方向におけるばらつきをより抑制することができる。これにより、形成される膜のＸ軸方向における透過率のばらつきをより抑制することができる。

【0126】

＜その他の変形例＞
上記各実施形態においては、蒸発材料としてアルミニウムを用いたが、これに限られない。その他の蒸発材料として、マグネシウム、クロム、鉄、ニッケル、銅、亜鉛、インジウム、スズ、チタン、若しくは鉛等の金属、あるいはこれら金属とケイ素等の半金属との合金、若しくはこれらの酸化物、炭化物、若しくは窒化物等の金属化合物、又はこれらの混合物を用いることができる。

【0127】

上記各実施形態では、複数の第１の蒸発源６１の数を５つ、複数の第２の蒸発源６２の数を６つとしたが、これに限られない。複数の第１の蒸発源６１の数が、複数の第２の蒸発源６２の数より１つ少ないか、同じであるか、１つ多い限り、第１及び第２の蒸発源６１，６２の千鳥配列を実現することができる。

【0128】

また、上記各実施形態においては、誘導加熱方式により蒸発材料を蒸発させたが、これに限られない。例えば、抵抗加熱方式、電子ビーム加熱方式など、各種の加熱方式を用いることができる。

【0129】

また、上記各実施形態においては、蒸発源を２列（第１のラインＬ１及び第２のラインＬ２）に配置したが、これに限られない。蒸発源の大きさや蒸発源間の間隔、及び開口部１４の大きさ等を調整することにより、蒸発源を３列以上に配置することもできる。

【0130】

また、上記各実施形態においては、各ノズル部から噴出されるガスを酸素としたが、これに限られない。蒸発材料と反応する反応性ガスであればよく、例えば、窒素や、酸素と窒素の混合ガスを用いることができる。また、アルゴン等の希ガスをこれらガスに混合してもよい。

【0131】

また、上記各実施形態においては、複数の第１のノズル部７１の数と複数の第１の蒸発源６１の数が同じであり、複数の第２のノズル部７２の数と複数の第２の蒸発源６２の数は同じであったが、これに限られない。例えば、１つの蒸発源に対して２つのノズル部を割り当ててもよいし、複数の第１の蒸発源６１と複数の第２の蒸発源６２とで、異なる数のノズル部をそれぞれ割り当ててもよい。

【0132】

また、上記各実施形態では、第１及び第２のノズル部７１，７２の噴出口はＹ軸方向に向けられるが、各蒸発源からの蒸気流に対して適切に酸素を供給することができれば、これに限られない。例えば、Ｙ軸方向に対して、冷却ローラ４側あるいは蒸発源アレイ６側へ斜めに傾斜する方向にガスが噴出されてもよい。また、噴出孔の大きさ及び形状は各ノズルで同一であるが、所望とする酸素の供給量に応じて適宜設定可能である。

【0133】

また、上記各実施形態では、第１のラインＬ１が第２のラインＬ２よりもフィルム１３の搬送方向に関して上流側に位置するものとしたが、第１のラインＬ１が第２のラインＬ２より下流側に位置してもよい。ただし、この場合、第３のラインＬ３は第１のラインＬ１よりも下流側に位置し、第４のラインＬ４は、第２のラインＬ２よりも上流側に位置する。

【0134】

さらに以上の実施形態では、蒸発源ユニットＥＵとして、巻取式成膜装置における蒸発源として構成されたが、これに限られず、例えば、ガラス基板や半導体基板等の被処理基板を真空蒸着法によって通過成膜あるいは静止成膜するための蒸発源として構成されてもよい。

【0135】

本発明によれば、フィルムの幅方向における膜厚及び透過率のばらつきが抑制された酸化アルミニウム膜蒸着フィルムを提供することができる。このような酸化アルミニウム膜蒸着フィルムは、水蒸気や二酸化炭素等の各種ガスの遮蔽を必要とする物品を包装する包装用フィルムとして有用である。例えば、飲食品、医薬品、化粧品、化学品、又は電子部品等の物品を包装する包装用フィルムとして、このような酸化アルミニウム膜蒸着フィルムを用いることができる。

【符号の説明】

【0136】

１…巻取式成膜装置
２…巻出しローラ
３…巻取りローラ
４…冷却ローラ
６…蒸発源アレイ
６１…複数の第１の蒸発源
６２…複数の第２の蒸発源
７，５７，７０…ガス供給部
７１，５７１…複数の第１のノズル部
７２，５７２…複数の第２のノズル部
８…支持体
ＥＵ１，ＥＵ２，ＥＵ３…蒸発源ユニット
９…真空チャンバ
１３…フィルム
１４…開口部
１８…コントローラ
Ｌ１…第１のライン
Ｌ２…第２のライン
Ｌ３，Ｌ１３…第３のライン
Ｌ４，Ｌ１４…第４のライン

【要約】

フィルムの幅方向における膜厚及び透過率のばらつきを抑制する。
本発明の一形態に係る巻取式成膜装置１は、巻出しローラ２と、巻取りローラと３、冷却ローラ４と、蒸発源アレイ６と、ガス供給部７とを備える。蒸発源アレイ６は、冷却ローラ４の軸方向と平行な第１のラインＬ１上に所定の間隔を置いて配置された複数の第１の蒸発源６１（６１Ａ〜６１Ｅ）と、第１のラインＬ１と平行な第２のラインＬ２上に複数の第１の蒸発源６１と半ピッチずれて上記所定の間隔を置いて配置された複数の第２の蒸発源６２（６２Ａ〜６２Ｆ）とを有する。ガス供給部７は、複数の第１の蒸発源６１からの蒸気流に向けてガスを噴出する複数の第１のノズル部７１（７１Ａ〜７１Ｅ）と、複数の第２の蒸発源６２からの蒸気流に向けてガスを噴出する複数の第２のノズル部７２（７２Ａ〜７２Ｆ）とを有し、蒸発源アレイ６と冷却ローラ４との間に配置される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】