大気圧プラズマ装置
【課題】長尺な基材をドラムに巻き掛けて長手方向に搬送しつつ、大気圧プラズマを用いて成膜を行なう際に、成膜前に基材の表面処理を行なう場合に、基材とパスローラ等との接触や表面処理からの時間経過によって表面処理の効果を低下させること無く成膜を行なうことにより、基材と成膜物との密着性を向上させ、高品質な膜を効率よく連続成膜することができる大気圧プラズマ装置を提供する。
【解決手段】基材の搬送方向において、成膜用電極よりも上流側に、ドラム電極の周面に対面して設けられる処理用電極と、処理用電極に電圧を印加する処理用電源と、ドラム電極と処理用電極との間に、表面処理用の反応性ガスを供給する反応性ガス供給手段とを有することで上記課題を解決する。
【解決手段】基材の搬送方向において、成膜用電極よりも上流側に、ドラム電極の周面に対面して設けられる処理用電極と、処理用電極に電圧を印加する処理用電源と、ドラム電極と処理用電極との間に、表面処理用の反応性ガスを供給する反応性ガス供給手段とを有することで上記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気圧プラズマを用いて基材上に成膜を行なう大気圧プラズマ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
このような機能性フィルムの製造には、一般に、塗布によるものや、スパッタリング、プラズマＣＶＤ等の真空成膜法による成膜（薄膜形成）が利用されているが、近年では、大気圧プラズマを用いて成膜を行なう方法も提案されている。
大気圧プラズマを用いた成膜は、真空成膜法よる成膜と比較して、真空と大気圧との切替が不要のため連続で処理することができ、生産性が高く、また、真空装置が不要のため、装置構成が簡単になる。
【０００３】
また、大気圧プラズマを用いた成膜において、効率良く、高い生産性を確保して成膜を行なうためには、長尺な基材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、長尺な基材（ウェブ状の基材）をロール状に巻回してなる供給ロールと、成膜済の基材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、基材に成膜を行なう成膜領域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材を挿通し、供給ロールからの基材の送り出しと、巻取りロールによる成膜済基材の巻取りとを同期して行いつつ、成膜室において、搬送される基材に連続的に成膜を行なう。
また、このようなロール・ツー・ロールの成膜装置では、円筒状のドラムを設け、この周面に対面する位置に電極や反応ガス供給手段等の成膜手段を設けると共に、ドラムの周面に基材を巻き掛けて搬送しつつ、成膜手段によって連続的に成膜を行なう装置も知られている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、大気圧プラズマ放電処理装置を用いて、対向電極間で放電させ、対向電極間を移送する基材フィルムをプラズマ状態の混合ガスに晒すことによって基材フィルムの上に薄膜を形成させる大気圧プラズマ放電処理による光学フィルムの製造方法において、基材フィルムまたは薄膜形成された基材フィルムの供給ロール（繰り出し機（アンワインダー））から巻取りロール（巻き取り機（ワインダー））までの工程内の少なくとも一箇所に設けた表面処理手段により表面処理を行うようにした光学フィルムの製造方法が記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、大気圧もしくは大気圧近傍の圧力下で、対向する電極間に高周波電界を印加して放電空間を形成し、放電空間に供給される製膜性ガスを含む放電ガスを励起し、励起した放電ガスを基材に晒して基材上に薄膜を形成する薄膜形成装置において、異なる製膜形成条件を付与しうる、製膜処理ゾーンまたは製膜処理モードを２つ以上有する薄膜形成装置が記載されている。
この引用文献２には、ドラム（ロール電極）と複数の対向電極（棒状電極）により放電空間が形成されており、長尺の基材はドラムに接触したまま巻き回しながら対向電極との間に移送されることで、プラズマ状態のガスに晒され、それにより基材表面上に薄膜が形成されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３２８１２５号公報
【特許文献２】特開２００５−１９４５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
基材上に成膜を行なう際に、基材と成膜物との密着性を向上させるために、成膜の前に表面処理を行なうことが一般的に行なわれている。例えば、前述のとおり、特許文献１には、基材フィルムの供給ロールから巻取りロールまでの工程内の少なくとも一箇所に表面処理手段を設けることが記載されている。
このような表面処理手段の１つとしてプラズマ処理が用いられている。プラズマ処理による表面処理により、基材表面の表面粗さが増加し、また、基材表面が活性化される。これにより、基材と成膜物との密着性を向上させることができる。
【０００８】
しかしながら、特許文献１のように、表面処理手段と成膜手段（ドラム）とを互いに独立に配置した場合、表面処理された基材が成膜手段（ドラム）の位置に搬送されるまでの間に複数のパスローラ等を通過することになる。そのため、表面粗さが増加した基材の表面の一部が脱落して、密着性向上の効果が低下したり、脱落した基材の一部がパーティクルとなり、基材や装置に異物として付着するという問題が発生する。
また、表面処理を行なってからの時間経過とともに、表面処理による基材表面の活性化の効果も減少していくため、基材を表面処理手段から成膜手段へ搬送するまでの時間が長くなるほど、密着性向上の効果も低下してしまう。基材と成膜物との密着性が低下してしまうと、高温になったり、曲げたりした場合に、成膜物が基材から剥がれてしまうおそれがある。
【０００９】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解消し、長尺な基材をドラムに巻き掛けて長手方向に搬送しつつ、大気圧プラズマを用いて成膜を行なう際に、成膜前に基材の表面処理を行なう場合に、基材とパスローラ等との接触や表面処理からの時間経過によって表面処理の効果を低下させること無く成膜を行なうことにより、基材と成膜物との密着性を向上させ、高品質な膜を効率よく連続成膜することができる大気圧プラズマ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、長尺な基材を長手方向に搬送しつつ、前記基材に成膜を行なう大気圧プラズマ装置であって、前記基材を周面の所定領域に巻き掛けて搬送する円筒状のドラム電極と、前記ドラム電極の周面に対面して設けられる成膜用電極と、前記成膜用電極に電圧を印加する成膜用電源と、前記ドラム電極と前記成膜用電極との間に、成膜用の原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、前記基材の搬送方向において、前記成膜用電極よりも上流側に、前記ドラム電極の周面に対面して設けられる処理用電極と、前記処理用電極に電圧を印加する処理用電源と、前記ドラム電極と前記処理用電極との間に、表面処理用の反応性ガスを供給する反応性ガス供給手段とを有することを特徴とする大気圧プラズマ装置を提供するものである。
【００１１】
ここで、前記成膜用電極が円筒状の第２ドラムであり、この第２ドラムも、長尺な基材を周面の所定領域に巻き掛けて長手方向に搬送することが好ましい。
また、前記第２ドラムの周面に対面して第２処理用電極と、この第２処理用電極と第２ドラムとの間に表面処理用の反応性ガスを供給する第２反応性ガス供給手段とを有することが好ましい。
【００１２】
また、前記反応性ガス供給手段と共に、前記処理用電極を前記基材の搬送方向に挟むように配置される、前記反応性ガス供給手段が供給した反応性ガスを吸引する反応性ガス吸引手段を有することが好ましい。
さらに、前記第２反応性ガス供給手段と共に、前記第２処理用電極を前記基材の搬送方向に挟むように配置される、前記第２反応性ガス供給手段が供給した反応性ガスを吸引する第２反応性ガス吸引手段を有することが好ましい。
また、前記基材の搬送方向において、前記原料ガス供給手段の下流に配置される、前記原料ガス供給手段が供給した原料ガスを吸引する、原料ガス吸引手段を有することが好ましい。
【００１３】
また、前記反応性ガスが、前記ドラム電極と成膜用電極との間に混入することを防止する反応性ガス混入防止手段を有することが好ましい。
ここで、前記反応性ガス混入防止手段が、前記ドラム電極と成膜用電極との間へのガス流を遮蔽するエアナイフであることが好ましい。
あるいは、前記反応性ガス混入防止手段が、前記ドラム電極と成膜用電極との間の圧力を、他の電極対の間の圧力よりも高くする、ガス供給の制御手段であることが好ましい。
また、前記反応性ガスが、前記原料ガスに含まれないガス成分を含む場合に、前記反応性ガス混入防止手段を有することが好ましい。
【００１４】
また、前記原料ガスが、前記ドラム電極と前記処理用電極との間に混入することを防止する、原料ガス混入防止手段を有することが好ましい。
ここで、前記原料ガス混入防止手段が、前記ドラム電極と前記処理用電極との間へのガス流を遮蔽するエアナイフであることが好ましい。
あるいは、前記原料ガス混入防止手段が、前記ドラム電極と前記処理用電極との間の圧力を、前記ドラム電極と前記成膜用電極との間の圧力よりも高くするガス供給の第２制御手段であることが好ましい。
【００１５】
また、前記原料ガスが、前記第２ドラムと前記第２処理用電極との間に混入することを防止する、第２原料ガス混入防止手段を有することが好ましい。
ここで、前記第２原料ガス混入防止手段が、前記第２ドラムと前記第２処理用電極との間へのガス流を遮蔽するエアナイフであることが好ましい。
あるいは、前記第２原料ガス混入防止手段が、前記第２ドラムと前記第２処理用電極との間の圧力を、前記ドラム電極と前記第２ドラムとの間の圧力よりも高くするガス供給の第３制御手段であることが好ましい。
また、前記原料ガスが、前記反応性ガスに含まれるガス成分を全て含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、長尺な基材をドラムに巻き掛けて長手方向に搬送しつつ、大気圧プラズマを用いて成膜を行なう際に、成膜前に基材の表面処理を行なう場合に、同一ドラム上で表面処理を行なうので、表面処理後の基材をパスローラ等に接触させることなく、成膜位置まで搬送することができ、また、表面処理から成膜までの距離が短く、表面処理から成膜までの経過時間を短くすることができ、表面処理の効果を低下させることなく成膜を行なうことができるので、基材と成膜物との密着性を向上させ、高品質な膜を効率よく連続成膜することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の大気圧プラズマ装置の一例を概念的に示す図である。
【図２】本発明の大気圧プラズマ装置の他の一例の一部を概念的に示す図である。
【図３】本発明の大気圧プラズマ装置の他の一例を概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の大気圧プラズマ装置について、添付の図面に示される好適例を基に、詳細に説明する。
【００１９】
図１に、本発明の大気圧プラズマ装置の一例を概念的に示す。
図示例の大気圧プラズマ装置１０は、長尺な基材（フィルム原反）を長手方向に搬送しつつ、この基材の表面に、大気圧近傍の圧力のもとでプラズマを発生させる大気圧プラズマＣＶＤによって各種の機能膜を成膜（製造／形成）して、機能性フィルムを製造するものである。
また、この大気圧プラズマ装置１０は、長尺な基材をロール状に巻回してなる基材ロールから基材を送り出し、長手方向に搬送しつつ機能膜を成膜して、機能膜を成膜した基材（すなわち、機能性フィルム）をロール状に巻き取る、いわゆるロール・ツー・ロール(Roll to Roll)による成膜を行なう装置である。
【００２０】
なお、本発明において、基材には、特に限定はなく、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムなどの樹脂フィルム、金属フィルム等、大気圧プラズマＣＶＤによる成膜が可能な長尺なフィルム状物（シート状物）が、全て利用可能である。
また、樹脂フィルム等を基材として、平坦化層、保護層、密着層、反射層、反射防止層等の各種の機能を発現するための層（膜）を成膜してなるフィルム状物を、基材として用いてもよい。
なお、金属フィルムを基材として利用する場合には、プラズマを発生させるための電極の表面に誘電体層を設ける必要がある。
【００２１】
図１に示す大気圧プラズマ装置１０は、２つの長尺な基材ＺおよびＹを搬送しつつ、基材Ｚおよび基材Ｙが巻き掛けられた２つのドラムの間でプラズマを発生させて、基材ＺおよびＹの表面に成膜を行なう装置である。
この大気圧プラズマ装置１０は、成膜部１２と、第１表面処理部１４と、第２表面処理部１６と、回転軸２０と、メインドラム２４ａと、第２ドラム２４ｂと、巻取り軸４８と、ガイドローラ５０、５２と、圧力制御手段５８とを有する。
なお、大気圧プラズマ装置１０は、図示した部材以外にも、各種のセンサ、搬送ローラ対や基材ＺおよびＹの幅方向の位置を規制するガイド部材など、基材ＺおよびＹを所定の経路で搬送するための各種の部材（搬送手段）等、ロール・ツー・ロールによって大気圧プラズマＣＶＤによる成膜を行なう装置が有する各種の部材を有してもよい。
【００２２】
大気圧プラズマ装置１０は、基材Ｚおよび基材Ｙをそれぞれ所定の経路で搬送しつつ、基材Ｚが巻き掛けられたメインドラム２４ａと、基材Ｙが巻き掛けられた第２ドラム２４ｂとの間に原料ガスを供給し、メインドラム２４ａと第２ドラム２４ｂとの間にプラズマ励起電力を印加してプラズマを発生させて基材ＺおよびＹに成膜を行なうものである。
なお、基材Ｚと基材Ｙとは、同じ種類のフィルムを用いてもよいし、異なる種類のフィルムを用いてもよい。
【００２３】
長尺な基材Ｚを巻回した基材ロール２２ａは、回転軸２０ａに装填される。また、長尺な基材Ｙを巻き回した基材ロール２２ｂは、回転軸２０ｂに装填される。
回転軸２０ａに基材ロール２２ａが装填されると、基材Ｚは、メインドラム２４ａに巻き掛けられ、巻取り軸４８ａに至る所定の搬送経路を通される。
同様に、回転軸２０ｂに基材ロール２２ｂが装填されると、基材Ｙは、第２ドラム２４ｂに巻き掛けられ、巻取り軸４８ｂに至る所定の搬送経路を通される。
基材Ｚの搬送経路と基材Ｙの搬送経路とは、互いに平行で対称に設けられており、基材Ｚが巻き掛けられるメインドラム２４ａと、基材Ｙが巻き掛けられる第２ドラム２４ｂとが対面するように配置されている。
【００２４】
回転軸２０ａは、図示しない駆動源によって図中反時計方向に回転して、基材ロール２２ａから基材Ｚを送り出し、ガイドローラ５０ａによって所定の経路を案内して、基材Ｚをメインドラム２４ａに送る。
同様に、回転軸２０ｂは、図示しない駆動源によって図中時計方向に回転して、基材ロール２２ｂから基材Ｙを送り出し、ガイドローラ５０ｂによって所定の経路を案内して、基材Ｙを第２ドラム２４ｂに送る。
【００２５】
メインドラム２４ａは、中心線を中心に図中時計方向に回転する円筒状の部材で、ガイドローラ５０ａによって所定の経路に案内された基材Ｚを、周面の所定領域に掛け回して、基材Ｚを第２ドラム２４ｂに対面する所定位置に保持しつつ、長手方向に搬送する。
このメインドラム２４ａは、基材Ｚに成膜を行なう大気圧プラズマＣＶＤにおいては、第２ドラム２４ｂと共に電極対を形成するものであり、かつ、基材Ｚの表面処理を行なう大気圧プラズマ放電処理においては、表面処理用対向電極３４ａと共に電極対を形成するものである。また、メインドラム２４ａは、接地（アース）されている。
【００２６】
第２ドラム２４ｂは、中心線を中心に図中反時計方向に回転する円筒状の部材で、ガイドローラ５０ｂによって所定の経路に案内された基材Ｙを、周面の所定領域に掛け回して、基材Ｙをメインドラム２４ａに対面する所定位置に保持しつつ、長手方向に搬送する。
この第２ドラム２４ｂは、基材Ｙに成膜を行なう大気圧プラズマＣＶＤにおいては、メインドラム２４ａと共に電極対を形成するものであり、かつ、基材Ｙの表面処理を行なう大気圧プラズマ放電処理においては、表面処理用対向電極３４ｂと共に電極対を形成するものである。また、第２ドラム２４ｂには、成膜部１２の交流電源２８が接続されている。
【００２７】
なお、必要に応じて、メインドラム２４ａおよび第２ドラム２４ｂ（以下、両方をまとめて「ドラム２４」ともいう）は、成膜中の基材の温度調整手段を兼ねてもよい。そのため、ドラム２４は、温度調節手段を内蔵するのが好ましい。ドラム２４の温度調節手段には、特に限定はなく、温媒又は冷媒等を循環する温度調節手段、ピエゾ素子等を用いる冷却手段等、各種の温度調節手段が、全て利用可能である。
【００２８】
メインドラム２４ａおよび第２ドラム２４ｂにそれぞれ巻き掛けられ搬送される基材ＺおよびＹは、成膜部１２において、成膜される前に、メインドラム２４ａおよび第２ドラム２４ｂにそれぞれ対面して設けられた表面処理部１４、１６によって、表面処理を行なわれる。
【００２９】
前述のとおり、第１表面処理部１４は、メインドラム２４ａとの間で、プラズマを生成して、大気圧プラズマ放電処理を行なうことによって、成膜前の基材Ｚの表面処理を行なうものである。
同様に、第２表面処理部１６は、第２ドラム２４ｂとの間で、プラズマを生成して、大気圧プラズマ放電処理を行なうことによって、成膜前の基材Ｙの表面処理を行なうものである。
なお、第１表面処理部１４で行なう表面処理と、第２表面処理部１６で行なう表面処理とは同じであっても異なっていてもよい。
【００３０】
第１表面処理部１４は、表面処理用対向電極３４ａと、交流電源３６と、反応性ガス供給手段３８ａと、反応性ガス吸気手段４０ａとを有する。
第２表面処理部１６は、表面処理用対向電極３４ｂと、反応性ガス供給手段３８ｂと、反応性ガス吸気手段４０ｂとを有する。
【００３１】
表面処理用対向電極３４ａは、成膜を行なう前の基材Ｚに表面処理を行なうための大気圧プラズマ放電処理において、メインドラム２４ａと共に電極対を形成するものである。
同様に、表面処理用対向電極３４ｂは、成膜を行なう前の基材Ｙに表面処理を行なうための大気圧プラズマ放電処理において、第２ドラム２４ｂと共に電極対を形成するものである。
【００３２】
表面処理用対向電極３４は、プラズマＣＶＤ等において利用される、公知の電極であり、基材の搬送方向において、２つのドラム２４が互いに対面する位置よりも上流側でドラム２４と対面して配置されている。
また、第１表面処理部１４の表面処理用対向電極３４ａには、交流電源３６が接続されている。
一方、第２表面処理部１６の表面処理用対向電極３４ｂは、接地（アース）されている。
【００３３】
図示例において、表面処理用対向電極３４は、一例として、一面がドラム２４の周面に対面した、板状の電極である。
なお、表面処理用対向電極３４のドラム２４と対面する面の表面は、誘電体で形成されていることが好ましい。表面処理用対向電極３４の表面を誘電体で形成することにより、ドラム２４との間で安定してプラズマを形成することができる。
【００３４】
反応性ガス供給手段３８は、ドラム２４と表面処理用対向電極３４との間に、プラズマを発生させるための反応性ガスを供給するものである。反応性ガス供給手段３８は、各種のプラズマＣＶＤ装置で利用されている公知のガス供給手段が、全て利用可能である。
反応性ガス供給手段３８のガス噴出口は、基材の搬送方向において、表面処理用対向電極３４の下流側に配置されている。
【００３５】
反応性ガスは、要求される表面処理に応じて、公知のガスを利用すればよい。例えば、酸素ガス、窒素ガス、水素ガス、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン、水、アンモニア等を単体あるいは複数組み合わせて用いることができる。
なお、第１表面処理部１４で供給される反応性ガスと第２表面処理部１６で供給される反応性ガスとは同じであっても異なっていてもよい。
【００３６】
反応性ガス吸引手段４０は、ドラム２４と表面処理用対向電極３４との間に供給された反応性ガスを吸引するためのものである。反応性ガス吸引手段４０は、各種のプラズマＣＶＤ装置で利用されている公知のガス吸引手段（排気手段）が、全て利用可能である。
反応性ガス吸引手段４０のガス吸引口は、基材の搬送方向において、表面処理用対向電極３４の上流側に配置されている。反応性ガス吸引手段４０により、反応性ガスが装置の他の領域に拡散することを防止している。
【００３７】
第１表面処理部１４の交流電源３６は、表面処理用対向電極３４ａに、プラズマ励起電力を供給する交流電源である。なお、表面処理用対向電極にプラズマ励起電力を供給する電源としては、交流電源、高周波電源、パルス電源等の、各種のプラズマＣＶＤ装置で利用されている、公知の電源が、全て利用可能である。
【００３８】
前述のとおり、基材上に成膜を行なう際に、基材と成膜物との密着性を向上させるために、成膜の前に種々の表面処理が行なわれており、このような表面処理の１つとしてプラズマ放電処理が用いられている。プラズマ放電処理による表面処理により、基材表面の表面粗さが増加し、また、基材表面が活性化され、基材と成膜物との密着性を向上させることができる。
しかしながら、特許文献１のように、表面処理手段と成膜手段（ドラム）とを互いに独立に配置した場合、表面処理後の基材は、成膜手段（ドラム）の位置に搬送されるまでの間に複数のガイドローラを通過することになる。そのため、表面粗さが増加した基材の表面の一部が脱落して、密着性向上の効果が低下したり、脱落した基材の一部がパーティクルとなり、基材や装置に異物として付着するという問題が発生する。また、表面処理を行なってからの時間経過とともに、表面処理による基材表面の活性化の効果も減少していくため、基材を表面処理手段から成膜手段へ搬送するまでの時間が長くなるほど、密着性向上の効果も低下してしまう。
【００３９】
これに対して、本発明は、このように、ロール・ツー・ロールで、基材をドラムに巻き掛けて搬送しつつ、大気圧プラズマＣＶＤによる成膜を行なう装置において、成膜前に基材の表面処理を行なう場合に、成膜を行なうドラム上に基材が巻き掛けられた状態で、基材の表面処理を行なう。これにより、表面処理後の基材をガイドローラ等と接触させることなく成膜を行なうことができる。また、同一ドラム上で表面処理と成膜とを行なうので、表面処理部から成膜部までの距離が短く、表面処理から成膜までの経過時間を短くすることができる。従って、表面処理の効果を低下させることなく成膜を行なうことができ、基材と成膜物との密着性を向上させることができる。
【００４０】
ドラムに巻き掛けられた状態で表面処理部１４、１６によって表面処理された基材ＺおよびＹは、それぞれメインドラム２４ａおよび第２ドラム２４ｂに巻き掛けられたまま、成膜部１２において、成膜される。
【００４１】
成膜部１２は、電極対となるメインドラム２４ａおよび第２ドラム２４ｂと共に、基材Ｚおよび基材Ｙの表面に、大気圧プラズマＣＶＤによって、機能膜を形成（成膜）するものである。
図示例において、成膜部１２は、交流電源２８と、原料ガス供給手段３０と、原料ガス吸引手段３２と、隔壁５４、５６とを有する。
【００４２】
交流電源２８は、第２ドラム２４ｂにプラズマ励起電力を供給する交流電源である。なお、第２ドラム２４ｂにプラズマ励起電力を供給する電源としては、交流電源、高周波電源、パルス電源等の、各種の大気圧プラズマＣＶＤ装置で利用されている、公知の電源が、全て利用可能である。
【００４３】
原料ガス供給手段３０は、プラズマＣＶＤ装置等の真空成膜装置に用いられる公知のガス供給手段であり、メインドラム２４ａと第２ドラム２４ｂとの間に、原料ガスを導入する。
原料ガス供給手段３０のガス噴出口は、基材の搬送方向において、ドラム２４が互いに対向する位置の上流側に配置されている。
【００４４】
原料ガスは、成膜する機能膜に応じて、公知のガスを利用すればよい。
例えば、機能膜として酸化物無機化合物層を形成する場合であれば、原料ガスとして、不活性ガスと、酸素ガスと、テトラエトキシシランもしくはヘキサメチルジシロキサンとを用いることが好ましい。
酸化物無機化合物層を、少なくとも、原料ガスとして用いるＣＶＤで形成するのが好ましい。
【００４５】
原料ガス吸引手段３２は、メインドラム２４ａと第２ドラム２４ｂとの間で成膜に用いられた原料ガスを吸引するためのものである。原料ガス吸引手段３２は、各種のプラズマＣＶＤ装置で利用されている公知のガス吸引手段（排気手段）が、全て利用可能である。
反応性ガス吸引手段４０のガス吸引口は、基材の搬送方向において、ドラム２４が互いに対向する位置の下流側に配置されている。
原料ガス吸引手段３２により、原料ガスが装置の他の領域に拡散することを防止している。
【００４６】
本発明の大気圧プラズマ装置１０は、好ましい態様として、隔壁５４および５６を有している。
隔壁５４および５６は、成膜が行なわれる領域（成膜領域）と、他の空間とを分離し、原料ガスが他の空間、特に、表面処理部１４、１６とドラム２４との間（表面処理領域）へ流入するのを防止し、また、表面処理部１４、１６での表面処理用の反応ガスが成膜領域に流入するのを防止するためのものである。
【００４７】
隔壁５４は、延在方向に垂直な断面が略Ｃ形状であり、略Ｃ形状の内側面が、メインドラム２４ａおよび第２ドラム２４ｂと共に、原料ガス供給手段３０を囲むように配置されている。また、略Ｃ形状の先端は、それぞれ基材に接触しない可能な位置まで、ドラム２４の周面に近接している。
【００４８】
同様に、隔壁５６は、延在方向に垂直な断面が略Ｃ形状であり、略Ｃ形状の内側面が、メインドラム２４ａおよび第２ドラム２４ｂと共に、原料ガス吸引手段３２を囲むように配置されている。また、略Ｃ形状の先端は、それぞれ基材に接触しない可能な位置まで、ドラム２４の周面に近接している。
【００４９】
原料ガスが他の空間に流入すると、装置や基材の不要な位置に成膜物が堆積／成膜してしまうおそれがある。特に、表面処理部１４、１６では、プラズマを形成して基材表面の表面処理を行なっているため、表面処理領域に原料ガスが混入すると、表面処理中の基材表面や、表面処理用対向電極３４表面に成膜物が成膜されてしまう。
また、表面処理部１４、１６で用いられる反応性ガスが成膜領域に流入し、成膜に影響を及ぼすおそれもある。
【００５０】
これに対して、隔壁５４、５６により、成膜領域と他の空間とを分離することにより、原料ガスが他の空間に流入して、装置や基材の不要な位置に成膜物が堆積／成膜されてしまうことを防止できる。また、成膜領域に表面処理用の反応性ガスが流入して、成膜に影響を及ぼすことも防止できる。
【００５１】
さらに、本発明の大気圧プラズマ装置１０においては、好ましい態様として、成膜領域と表面処理領域との間でのガスの流れを規制するための圧力制御手段５８を有している。
【００５２】
圧力制御手段５８は、原料ガス供給手段３０の原料ガス供給量と、原料ガス吸引手段３２の原料ガス吸引量とを制御し、また、反応性ガス供給手段３８ａの反応性ガス供給量と、反応性ガス吸引手段４０ａの反応性ガス吸引量とを制御し、また、反応性ガス供給手段３８ｂの反応性ガス供給量と、反応性ガス吸引手段４０ｂとを制御するものである。
すなわち、圧力制御手段５８は、メインドラム２４ａと第２ドラム２４ｂとの間の空間（成膜領域）の圧力、メインドラム２４ａと表面処理用対向電極３４ａとの間の空間（第１表面処理領域）の圧力、および、第２ドラム２４ｂと表面処理用対向電極３４ｂとの間の空間（第２表面処理領域）の圧力を制御するものである。
【００５３】
圧力制御手段５８は、成膜領域および表面処理領域の圧力を調節して、成膜領域と表面処理領域との間のガスの流れを規制する。
【００５４】
例えば、反応性ガス供給手段３８から供給される反応性ガスの種類が、成膜部１２での成膜への影響が小さいもの（例えば、原料ガスに含まれるガス）であれば、反応性ガスが成膜領域に流入しても成膜部１２での成膜は好適に行なわれる。従って、成膜領域から表面処理領域への原料ガスの流入を防止すればよい。
すなわち、表面処理用対向電極３４とドラム２４との間の空間（表面処理領域）の圧力が、メインドラム２４ａと第２ドラム２４ｂとの間の空間（成膜領域）の圧力よりも高くなるように、原料ガスの供給量と、反応性ガスの供給量とを調節して、成膜領域の原料ガスが表面処理領域へ流入すること防止すればよい。
【００５５】
また、反応性ガスの種類が、成膜部１２での成膜に影響するものである場合は、反応性ガスが成膜領域に流入することを防止することが好ましい。従って、メインドラム２４ａと第２ドラム２４ｂとの間の空間（成膜領域）の圧力が、表面処理用対向電極３４とドラム２４との間の空間（表面処理領域）の圧力よりも高くなるように、原料ガスの供給量と、反応性ガスの供給量とを調節して、表面処理部の反応性ガスが成膜領域に流入すること防止すればよい。
【００５６】
ガスの供給量を調節して成膜領域と表面処理領域との間のガスの流れを規制する方法は、構成が簡単になりコストを低減することができる点で好ましい。
また、第１表面処理部と第２表面処理部とで利用する反応性ガスの種類が異なり、一方の反応性ガスの種類が全て原料ガスに含まれるものであり、他方の反応性ガスが原料ガスに含まれない種類のガスを含む場合には、一方の表面処理領域の圧力を成膜領域より高くし、他方の表面処理領域の圧力を成膜領域より低くしてもよい。
【００５７】
なお、本実施例においては、成膜領域と表面処理部との間で、互いにガスが流入するのを防止するために隔壁および圧力制御手段を配置したが、本発明はこれに限定はされない。
【００５８】
例えば、成膜領域と表面処理部との間で、ドラムに対してガスを吹き付ける送気手段、すなわち、エアナイフを設けてもよい。エアナイフは、ガスを噴出することによりドラムの軸方向の幅と略同じ長さのエアカーテンを形成し、成膜領域と表面処理部との間を分離し、互いにガス（原料ガス、反応性ガス）が流入するのを防止する。
エアナイフに用いるガスは、成膜および表面処理に影響しないガスであれば良く、例えば、空気を用いることができる。
【００５９】
隔壁を用いて成膜領域と表面処理部との間を分離する場合は、隔壁の先端とドラム（基材）とが接触しないように間隙を設ける必要がある。そのため、成膜領域と表面処理部との間でガスが流出入するおそれがある。
これに対して、エアナイフを用いて成膜領域と表面処理部との間を分離することで、より好適に、成膜領域と表面処理部との間でのガスの流出入を防止することができる。
また、これらの方法を複数組み合わせて、成膜領域と表面処理部との間を分離してもよい。
【００６０】
ここで、真空成膜装置においては、複数の成膜室や表面処理等の処理室を有する場合、各室を隔壁により分離し、かつ、それぞれの室を高真空にするので、各室は略気密に分離されており、他の室からのガス流入量は少ない。また、他の室からガスが流入した場合であっても、流入したガスは、真空を維持するための排気手段によって排気され、また、成膜領域（処理領域）には、原料ガスが供給されているため、他の室から流入したガスが成膜領域に流入することは少ない。
一方、大気圧プラズマ装置では、大気圧近傍の圧力で成膜や表面処理を行なうので、他の領域のガスが流入しやすい。
これに対して、本発明においては、前述のとおり、好ましい態様として、エアナイフや、原料ガスおよび反応性ガスの供給量を調整することに成膜領域と表面処理部とを分離している。これにより、成膜領域と表面処理部との間で他方のガスが流入することを防止している。
【００６１】
機能膜を成膜された基材（すなわち、機能性フィルム）は、ドラム２４からガイドローラ５２に搬送され、ガイドローラ５２によって案内されて、巻取り軸４８に搬送される。
【００６２】
巻取り軸４８ａは、図示しない駆動源によって図中反時計方向に回転して、ガイドローラ５２ａによって所定の経路を案内された成膜後の基材Ｚをロール状に巻き回す。ロール状に巻き回された基材Ｚは、機能性フィルムロールとして、次の工程に供される。
同様に、巻取り軸４８ｂは、図示しない駆動源によって図中時計方向に回転して、ガイドローラ５２ｂによって所定の経路を案内された成膜後の基材Ｙをロール状に巻き回す。ロール状に巻き回された基材Ｙは、機能性フィルムロールとして、次の工程に供される。
【００６３】
次に、大気圧プラズマ装置１０における成膜の作用を説明する。
前述のように、回転軸２０に基材ロール２２が装填されると、基材ＺおよびＹは、ガイドローラ５０によって案内されて、ドラム２４の周面の所定領域に掛け回され、ガイドローラ５２によって案内されて、巻取り軸４８に至る所定の搬送経路を通される。
【００６４】
基材ロール２２から供給され、ガイドローラ５０によって所定の経路に案内された基材ＺおよびＹはそれぞれメインドラム２４ａおよび第２ドラム２４ｂに支持／案内されつつ、所定の搬送経路を搬送される。
さらに、反応性ガス供給手段３８から、ドラム２４と表面処理用対向電極３４との間に反応性ガスが供給される。同時に、反応性ガス吸引手段４０により、ドラム２４と表面処理用対向電極３４との間のガスが吸引される。
また、メインドラム２４ａおよび第２ドラム２４ｂが対面する領域、すなわち、成膜領域には、原料ガス供給手段３０から原料ガスが供給される。同時に、原料ガス吸引手段３２により、成膜領域のガスが吸引される。
【００６５】
反応性ガス供給手段３８による反応性ガスの供給と、反応性ガス吸引手段によるガスの吸引とにより、ドラム２４と表面処理用対向電極３４との間が反応性ガスで満たされ、ガス量（圧力）が安定し、かつ、原料ガス供給手段３０による原料ガスの供給と、原料ガス吸引手段によるガス吸引とにより、成膜領域が原料ガスで満たされ、ガス量（圧力）が安定したら、第１表面処理部１４の表面処理用対向電極３４ａには、交流電源３６から、プラズマ励起電力が供給され、また、第２ドラム２４ｂには、交流電源２８からプラズマ励起電力が供給される。
【００６６】
すなわち、成膜部１２においては、メインドラム２４ａと第２ドラム２４ｂとが、大気圧プラズマＣＶＤにおける電極対を構成する。また、第１表面処理部１４においては、表面処理用対向電極３４ａとメインドラム２４ａとが、大気圧プラズマ放電処理における電極対を構成する。さらに、第２表面処理部１６においては、表面処理用対向電極３４ｂと第２ドラム２４ｂとが、大気圧プラズマ放電処理における電極対を構成する。
【００６７】
表面処理部１４、１６においては、表面処理用対向電極３４とドラム２４との間へのプラズマ励起電力の供給によって、表面処理用対向電極３４とドラム２４との間でプラズマが励起され、反応性ガスからラジカルが生成されて、ドラム２４によって支持されつつ搬送される基材の表面が、粗面化および活性化される。
表面処理部１４、１６によって表面処理された基材ＺおよびＹは、ドラム２４に巻き掛けられたまま、成膜部１２の成膜領域に搬送される。
【００６８】
成膜部１２においては、メインドラム２４ａと第２ドラム２４ｂとの間へのプラズマ励起電力の供給によって、メインドラム２４ａと第２ドラム２４ｂとの間でプラズマが励起され、原料ガスからラジカルが生成されて、ドラム２４によって支持されつつ搬送される基材ＺおよびＹの表面に、大気圧プラズマＣＶＤによって機能膜が成膜される。
【００６９】
ここで、同一ドラム上で基材への表面処理と成膜とを行なっているので、表面処理後の基材をガイドローラ等と接触させることなく成膜を行なうことができる。また、同一ドラム上で表面処理と成膜とを行なうので、表面処理部から成膜部までの距離が短く、表面処理から成膜までの経過時間を短くすることができる。
【００７０】
このように、本発明は、表面処理の効果を低下させることなく成膜を行なうことができるので、基材と成膜物との密着性を向上させ、高品質な膜を効率よく連続成膜することができる。
【００７１】
なお、図示例の大気圧プラズマ装置１０においては、表面処理部１４、１６を、表面処理用対向電極３４と、表面処理用対向電極３４の下流側に配置された反応性ガス供給手段３８と、表面処理用対向電極３４の上流側に配置された反応性ガス吸引手段４０とを有する構成としたが、本発明はこれに限定はされず、表面処理部を表面処理用対向電極３４の上流側に反応性ガス供給手段３８を配置し、下流側に反応性ガス吸引手段４０を配置する構成としてもよい。
【００７２】
表面処理部を表面処理用対向電極３４の上流側に反応性ガス供給手段３８を配置し、下流側に反応性ガス吸引手段４０を配置する構成とすることで、反応性ガス吸引手段４０が、成膜部１２の原料ガス供給手段３０と隣接する。従って、原料ガス供給手段３０から供給される原料ガスが表面処理部に流入しても、反応性ガス吸引手段４０が流入した原料ガスを吸引するので、表面処理部の表面処理用対向電極３４とドラム２４との間の空間、すなわち、大気圧プラズマ放電処理を行なうためのプラズマを生成する領域に、原料ガスが混入することを防止できる。
【００７３】
また、図示例の大気圧プラズマ装置１０では、第１表面処理部１４および第２表面処理部１６を有して、２つの基材ＺおよびＹの両方に表面処理を行なったが、本発明は、これに限定はされず、第２ドラム２４ｂ側の第２表面処理部１６を有さず、基材Ｚのみに表面処理を行なう構成であってもよい。このとき、第２ドラム２４ｂ側の基材Ｙは、第２ドラム２４ｂ（メインドラム２４ａと対面する対向電極）に成膜物が体積するのを防止するためのものとしてもよい。
なお、第１表面処理部１４および第２表面処理部１６を有する構成は、２つの基材ＺおよびＹに同じ成膜を行える点で好ましい。
【００７４】
また、図示例の大気圧プラズマ装置１０においては、表面処理部を、表面処理用対向電極３４と反応性ガス供給手段３８と反応性ガス吸引手段４０とで構成したが、本発明は、これに限定はされず、表面処理用対向電極と反応性ガス供給手段（ガス噴出口）とが一体となった表面処理用対向電極を用いて、反応性ガス吸引手段を有さない構成としてもよい。
【００７５】
図２は、本発明の大気圧プラズマ装置の他の一例の一部を概念的に示す図である。なお、図２に示す大気圧プラズマ装置１００は、図１に示す大気圧プラズマ装置１０において、第１表面処理部１４に代えて、第１表面処理部１０２を有する以外は、同じ構成を有するので、同じ部位には同じ符号を付し、以下の説明は異なる部位を主に行なう。
【００７６】
第１表面処理部１０２は、表面処理用対向電極１０４と、交流電源３６とを有する。
表面処理用対向電極１０４は、シャワー電極であり、プラズマＣＶＤ等で利用される公知のシャワー電極を用いることができる。また、表面処理用対向電極１０４には、図示しない反応性ガス供給手段が接続されている。さらに、表面処理用対向電極１０４には、交流電源３６が接続されている。
【００７７】
図示例においては、一例として、表面処理用対向電極１０４は、中空の略直方体状であり、一面をメインドラム２４ａの周面に対面して配置される。また、表面処理用対向電極１０４のメインドラム２４ａとの対向面には、多数の貫通穴が全面的に形成される。なお、好ましくは、シャワー電極のドラム２４との対向面は、ドラム２４の周面に沿う様に湾曲してもよい。
【００７８】
このような第１表面処理部１０２は、所定の搬送経路で搬送される基材Ｚがメインドラム２４ａに巻き掛けられ、かつ、成膜部１２により成膜される前に、基材Ｚの表面処理を行なう。
具体的には、表面処理用対向電極１０４の内部に、反応性ガス供給手段から反応性ガスが供給され、表面処理用対向電極１０４のメインドラム２４ａとの対向面に形成された多数の貫通穴より、表面処理用対向電極１０４とメインドラム２４ａとの間に、反応性ガスが導入される。
さらに、交流電源３６から表面処理用対向電極１０４に、プラズマ励起電力が供給され、表面処理用対向電極１０４とメインドラム２４ａとの間でプラズマが励起されて、基材Ｚの表面処理が行なわれる。
【００７９】
このように、表面処理用対向電極と反応性ガス供給手段のガス噴出口とを一体としたシャワー電極を用いる場合であっても、基材の成膜前に、成膜と同一ドラム上で、基材の表面処理を行なうことができるので、基材と成膜物との密着性を向上させることができる。
【００８０】
また、図示例の大気圧プラズマ装置１０においては、２つのドラムを電極対として対面して配置し、２つの基材をそれぞれ所定の搬送経路で搬送してドラムに巻き掛け、２つのドラム間に原料ガスを導入して、プラズマ励起電力を印加してプラズマを発生させて、２つの基材表面に成膜を行なう構成としたが、本発明は、これに限定はされず、ドラムと固定電極との間で成膜を行ない、第２表面処理部を有さない構成としてもよい。
【００８１】
図３は、本発明の大気圧プラズマ装置の他の一例を概念的に示す図である。なお、図３に示す大気圧プラズマ装置１１０は、図１に示す大気圧プラズマ装置１０において、第２ドラム２４ｂに代えて、固定電極１１４を有し、第２表面処理部１６を有さない以外は、同じ構成を有するので、同じ部位には同じ符号を付し、以下の説明は異なる部位を主に行なう。
【００８２】
固定電極１１４は、基材に成膜を行なう大気圧プラズマＣＶＤにおいて、メインドラム２４ａと共に電極対を形成するものである。
固定電極１１４は、プラズマＣＶＤ等において利用される、公知の電極であり、基材Ｚの搬送方向において、第１表面処理部１４よりも下流側でメインドラム２４ａと対面して配置されている。
また、固定電極１１４には、交流電源２８が接続されている。
【００８３】
図示例において、固定電極１１４は、一例として、一面がメインドラム２４ａの周面に対面した、板状の電極であり、メインドラム２４ａと対面する面は、凸形状の曲面に形成されている。
【００８４】
このような大気圧プラズマ装置１１０は、所定の搬送経路で搬送される基材Ｙが、固定電極１１４の凸面に巻き掛けられており、メインドラム２４ａと固定電極１１４との間でプラズマを発生させて成膜を行なうと、メインドラム２４ａに巻き掛けられた基材Ｚの表面と、固定電極１１４に巻き掛けられた基材Ｙの表面とに成膜物を成膜する。
基材Ｚは、その搬送経路の上流側、メインドラム２４ａ上で、第１表面処理部１４によって、成膜前に表面処理されるので、基材Ｚと成膜物との密着性を向上させることができる。
なお、基材Ｙは、成膜後、機能性フィルムとして利用されるものであっても良いし、固定電極１１４に成膜物が堆積することを防止するためのものであり、機能性フィルムとして利用しないものであってもよい。
【００８５】
以上、本発明の大気圧プラズマ装置について詳細に説明したが、本発明は、上記実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行なってもよいのは、もちろんである。
【実施例】
【００８６】
図１に示す大気圧プラズマ装置を用いて、基材に、ガスバリア膜を形成した。
【００８７】
基材は、厚さ１００μｍ、幅１８０ｍｍのＰＥＴフィルム（東洋紡工業社製 Ａ４３００）を用いた。
また、原料ガスとして、窒素ガス（Ｎ２）１００体積％に対し、酸素ガス（Ｏ２）５体積％、ＴＥＯＳ０．１体積％の混合ガスを用いた。
また、反応性ガスとして、窒素ガス（Ｎ２）１００体積％に対し、酸素ガス（Ｏ２）０．１体積％、の混合ガスを用いた。
【００８８】
さらに、第２ドラムに接続される交流電源として、周波数１５０ｋＨｚの電源を用い、表面処理用対向電極に接続される交流電源として、周波数１５０ｋＨｚの交流電源を用いた。
また、第２ドラムに供給するプラズマ励起電力は、２ｋＷとし、表面処理用対向電極に供給されるプラズマ励起電力は、１ｋＷとした。
さらに、成膜中は、ドラムが内蔵する温度調節手段によって、基材温度が８０℃となるように調節した。
また、成膜する機能膜の膜厚は５０ｎｍとした。
【００８９】
このような機能性フィルムの作製を、表面処理から成膜までの距離を、適宜、変更して行なった。
実施例１は、同一ドラム上で成膜と表面処理とを行なった。この際、表面処理と成膜の間の距離は０．２ｍであった。
【００９０】
また、比較例１として、表面処理を行わず、成膜を行なった。
また、比較例２として、成膜ドラムの上流側に設けられた処理ドラムにて実施例１と同様の表面処理を行った後、成膜ドラムでは表面処理を行わず、成膜を行なった。この際、表面処理と成膜の間の距離は２．０ｍであった。
また、比較例３として、表面処理と成膜の間の距離を１．０ｍとした以外は、比較例２と同様に表面処理及び成膜を行った。
なお、比較例１、２および３のその他の条件は、実施例１と同様とした。
【００９１】
［密着性］
作製した機能性フィルムの基材と成膜物との密着性を検査するために、繰り返し屈曲試験を行なった後、密着性を評価した。
具体的には、繰り返し屈曲試験は、２５℃において繰り返し屈曲試験を行った。屈曲試験はＩＰＣ規格ＴＭ−６５０に従ったＩＰＣ屈曲試験にて行った。これは固定板と可動板の間にバリア面が凸になるように曲げた状態で挟み、可動板を繰り返し移動するものである。ガスバリアフィルムの屈曲半径Ｒは１０ｍｍ、ストロークは６０ｍｍに設定し、繰り返し回数は５０回とした。
次に、密着性の評価試験として、ＪＩＳ Ｋ５４００に準拠した碁盤目試験を行なった。上記層構成を有するガスバリアフィルムの表面にそれぞれカッターナイフで膜面に対して９０°の切込みを１ｍｍ間隔で入れ、１ｍｍ間隔の碁盤目を１００個作製した。この上に２ｃｍ幅のマイラーテープ［日東電工製、ポリエステルテープ（Ｎｏ．３１Ｂ）］を貼り付け、テープ剥離試験機を使用して貼り付けたテープをはがした。積層フィルム上の１００個の碁盤目のうち剥離せずに残存したマスの数（ｎ）をカウントした。結果は、％で示した。
結果を下記表１に示す。
【００９２】
【表１】
【００９３】
上記表１より明らかなように、同一ドラム上で基材の表面処理と成膜とを行なうという本発明の大気圧プラズマ装置の実施例である実施例１は、基材と成膜物との密着性がよいものが得られた。
これに対して、表面処理を行なわなかった比較例１は、密着性が悪かった。また、別ドラム上で、基材の表面処理を行なった比較例２、３は、比較例１と比べて、基材と成膜物との密着性向上の効果は得られたものの、不十分なものであった。
以上の結果より、本発明の効果は、明らかである。
【符号の説明】
【００９４】
１０、１００、１１０ 大気圧プラズマ装置
１２ 成膜部
１４、１０２ 第１表面処理部
１６ 第２表面処理部
２０ 回転軸
２２ 基材ロール
２４ａ メインドラム
２４ｂ 第２ドラム
２８ 交流電源
３０ 原料ガス供給手段
３２ 原料ガス吸引手段
３４、１０４ 表面処理用対向電極
３６ 交流電源
３８ 反応性ガス供給手段
４０ 反応性ガス吸引手段
４８ 巻取り軸
５０、５２ ガイドローラ
５４、５６ 隔壁
５８ 圧力制御手段
１１４ 固定電極
Ｚ、Ｙ 基材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気圧プラズマを用いて基材上に成膜を行なう大気圧プラズマ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
このような機能性フィルムの製造には、一般に、塗布によるものや、スパッタリング、プラズマＣＶＤ等の真空成膜法による成膜（薄膜形成）が利用されているが、近年では、大気圧プラズマを用いて成膜を行なう方法も提案されている。
大気圧プラズマを用いた成膜は、真空成膜法よる成膜と比較して、真空と大気圧との切替が不要のため連続で処理することができ、生産性が高く、また、真空装置が不要のため、装置構成が簡単になる。
【０００３】
また、大気圧プラズマを用いた成膜において、効率良く、高い生産性を確保して成膜を行なうためには、長尺な基材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、長尺な基材（ウェブ状の基材）をロール状に巻回してなる供給ロールと、成膜済の基材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、基材に成膜を行なう成膜領域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材を挿通し、供給ロールからの基材の送り出しと、巻取りロールによる成膜済基材の巻取りとを同期して行いつつ、成膜室において、搬送される基材に連続的に成膜を行なう。
また、このようなロール・ツー・ロールの成膜装置では、円筒状のドラムを設け、この周面に対面する位置に電極や反応ガス供給手段等の成膜手段を設けると共に、ドラムの周面に基材を巻き掛けて搬送しつつ、成膜手段によって連続的に成膜を行なう装置も知られている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、大気圧プラズマ放電処理装置を用いて、対向電極間で放電させ、対向電極間を移送する基材フィルムをプラズマ状態の混合ガスに晒すことによって基材フィルムの上に薄膜を形成させる大気圧プラズマ放電処理による光学フィルムの製造方法において、基材フィルムまたは薄膜形成された基材フィルムの供給ロール（繰り出し機（アンワインダー））から巻取りロール（巻き取り機（ワインダー））までの工程内の少なくとも一箇所に設けた表面処理手段により表面処理を行うようにした光学フィルムの製造方法が記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、大気圧もしくは大気圧近傍の圧力下で、対向する電極間に高周波電界を印加して放電空間を形成し、放電空間に供給される製膜性ガスを含む放電ガスを励起し、励起した放電ガスを基材に晒して基材上に薄膜を形成する薄膜形成装置において、異なる製膜形成条件を付与しうる、製膜処理ゾーンまたは製膜処理モードを２つ以上有する薄膜形成装置が記載されている。
この引用文献２には、ドラム（ロール電極）と複数の対向電極（棒状電極）により放電空間が形成されており、長尺の基材はドラムに接触したまま巻き回しながら対向電極との間に移送されることで、プラズマ状態のガスに晒され、それにより基材表面上に薄膜が形成されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３２８１２５号公報
【特許文献２】特開２００５−１９４５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
基材上に成膜を行なう際に、基材と成膜物との密着性を向上させるために、成膜の前に表面処理を行なうことが一般的に行なわれている。例えば、前述のとおり、特許文献１には、基材フィルムの供給ロールから巻取りロールまでの工程内の少なくとも一箇所に表面処理手段を設けることが記載されている。
このような表面処理手段の１つとしてプラズマ処理が用いられている。プラズマ処理による表面処理により、基材表面の表面粗さが増加し、また、基材表面が活性化される。これにより、基材と成膜物との密着性を向上させることができる。
【０００８】
しかしながら、特許文献１のように、表面処理手段と成膜手段（ドラム）とを互いに独立に配置した場合、表面処理された基材が成膜手段（ドラム）の位置に搬送されるまでの間に複数のパスローラ等を通過することになる。そのため、表面粗さが増加した基材の表面の一部が脱落して、密着性向上の効果が低下したり、脱落した基材の一部がパーティクルとなり、基材や装置に異物として付着するという問題が発生する。
また、表面処理を行なってからの時間経過とともに、表面処理による基材表面の活性化の効果も減少していくため、基材を表面処理手段から成膜手段へ搬送するまでの時間が長くなるほど、密着性向上の効果も低下してしまう。基材と成膜物との密着性が低下してしまうと、高温になったり、曲げたりした場合に、成膜物が基材から剥がれてしまうおそれがある。
【０００９】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解消し、長尺な基材をドラムに巻き掛けて長手方向に搬送しつつ、大気圧プラズマを用いて成膜を行なう際に、成膜前に基材の表面処理を行なう場合に、基材とパスローラ等との接触や表面処理からの時間経過によって表面処理の効果を低下させること無く成膜を行なうことにより、基材と成膜物との密着性を向上させ、高品質な膜を効率よく連続成膜することができる大気圧プラズマ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、長尺な基材を長手方向に搬送しつつ、前記基材に成膜を行なう大気圧プラズマ装置であって、前記基材を周面の所定領域に巻き掛けて搬送する円筒状のドラム電極と、前記ドラム電極の周面に対面して設けられる成膜用電極と、前記成膜用電極に電圧を印加する成膜用電源と、前記ドラム電極と前記成膜用電極との間に、成膜用の原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、前記基材の搬送方向において、前記成膜用電極よりも上流側に、前記ドラム電極の周面に対面して設けられる処理用電極と、前記処理用電極に電圧を印加する処理用電源と、前記ドラム電極と前記処理用電極との間に、表面処理用の反応性ガスを供給する反応性ガス供給手段とを有することを特徴とする大気圧プラズマ装置を提供するものである。
【００１１】
ここで、前記成膜用電極が円筒状の第２ドラムであり、この第２ドラムも、長尺な基材を周面の所定領域に巻き掛けて長手方向に搬送することが好ましい。
また、前記第２ドラムの周面に対面して第２処理用電極と、この第２処理用電極と第２ドラムとの間に表面処理用の反応性ガスを供給する第２反応性ガス供給手段とを有することが好ましい。
【００１２】
また、前記反応性ガス供給手段と共に、前記処理用電極を前記基材の搬送方向に挟むように配置される、前記反応性ガス供給手段が供給した反応性ガスを吸引する反応性ガス吸引手段を有することが好ましい。
さらに、前記第２反応性ガス供給手段と共に、前記第２処理用電極を前記基材の搬送方向に挟むように配置される、前記第２反応性ガス供給手段が供給した反応性ガスを吸引する第２反応性ガス吸引手段を有することが好ましい。
また、前記基材の搬送方向において、前記原料ガス供給手段の下流に配置される、前記原料ガス供給手段が供給した原料ガスを吸引する、原料ガス吸引手段を有することが好ましい。
【００１３】
また、前記反応性ガスが、前記ドラム電極と成膜用電極との間に混入することを防止する反応性ガス混入防止手段を有することが好ましい。
ここで、前記反応性ガス混入防止手段が、前記ドラム電極と成膜用電極との間へのガス流を遮蔽するエアナイフであることが好ましい。
あるいは、前記反応性ガス混入防止手段が、前記ドラム電極と成膜用電極との間の圧力を、他の電極対の間の圧力よりも高くする、ガス供給の制御手段であることが好ましい。
また、前記反応性ガスが、前記原料ガスに含まれないガス成分を含む場合に、前記反応性ガス混入防止手段を有することが好ましい。
【００１４】
また、前記原料ガスが、前記ドラム電極と前記処理用電極との間に混入することを防止する、原料ガス混入防止手段を有することが好ましい。
ここで、前記原料ガス混入防止手段が、前記ドラム電極と前記処理用電極との間へのガス流を遮蔽するエアナイフであることが好ましい。
あるいは、前記原料ガス混入防止手段が、前記ドラム電極と前記処理用電極との間の圧力を、前記ドラム電極と前記成膜用電極との間の圧力よりも高くするガス供給の第２制御手段であることが好ましい。
【００１５】
また、前記原料ガスが、前記第２ドラムと前記第２処理用電極との間に混入することを防止する、第２原料ガス混入防止手段を有することが好ましい。
ここで、前記第２原料ガス混入防止手段が、前記第２ドラムと前記第２処理用電極との間へのガス流を遮蔽するエアナイフであることが好ましい。
あるいは、前記第２原料ガス混入防止手段が、前記第２ドラムと前記第２処理用電極との間の圧力を、前記ドラム電極と前記第２ドラムとの間の圧力よりも高くするガス供給の第３制御手段であることが好ましい。
また、前記原料ガスが、前記反応性ガスに含まれるガス成分を全て含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、長尺な基材をドラムに巻き掛けて長手方向に搬送しつつ、大気圧プラズマを用いて成膜を行なう際に、成膜前に基材の表面処理を行なう場合に、同一ドラム上で表面処理を行なうので、表面処理後の基材をパスローラ等に接触させることなく、成膜位置まで搬送することができ、また、表面処理から成膜までの距離が短く、表面処理から成膜までの経過時間を短くすることができ、表面処理の効果を低下させることなく成膜を行なうことができるので、基材と成膜物との密着性を向上させ、高品質な膜を効率よく連続成膜することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の大気圧プラズマ装置の一例を概念的に示す図である。
【図２】本発明の大気圧プラズマ装置の他の一例の一部を概念的に示す図である。
【図３】本発明の大気圧プラズマ装置の他の一例を概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の大気圧プラズマ装置について、添付の図面に示される好適例を基に、詳細に説明する。
【００１９】
図１に、本発明の大気圧プラズマ装置の一例を概念的に示す。
図示例の大気圧プラズマ装置１０は、長尺な基材（フィルム原反）を長手方向に搬送しつつ、この基材の表面に、大気圧近傍の圧力のもとでプラズマを発生させる大気圧プラズマＣＶＤによって各種の機能膜を成膜（製造／形成）して、機能性フィルムを製造するものである。
また、この大気圧プラズマ装置１０は、長尺な基材をロール状に巻回してなる基材ロールから基材を送り出し、長手方向に搬送しつつ機能膜を成膜して、機能膜を成膜した基材（すなわち、機能性フィルム）をロール状に巻き取る、いわゆるロール・ツー・ロール(Roll to Roll)による成膜を行なう装置である。
【００２０】
なお、本発明において、基材には、特に限定はなく、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムなどの樹脂フィルム、金属フィルム等、大気圧プラズマＣＶＤによる成膜が可能な長尺なフィルム状物（シート状物）が、全て利用可能である。
また、樹脂フィルム等を基材として、平坦化層、保護層、密着層、反射層、反射防止層等の各種の機能を発現するための層（膜）を成膜してなるフィルム状物を、基材として用いてもよい。
なお、金属フィルムを基材として利用する場合には、プラズマを発生させるための電極の表面に誘電体層を設ける必要がある。
【００２１】
図１に示す大気圧プラズマ装置１０は、２つの長尺な基材ＺおよびＹを搬送しつつ、基材Ｚおよび基材Ｙが巻き掛けられた２つのドラムの間でプラズマを発生させて、基材ＺおよびＹの表面に成膜を行なう装置である。
この大気圧プラズマ装置１０は、成膜部１２と、第１表面処理部１４と、第２表面処理部１６と、回転軸２０と、メインドラム２４ａと、第２ドラム２４ｂと、巻取り軸４８と、ガイドローラ５０、５２と、圧力制御手段５８とを有する。
なお、大気圧プラズマ装置１０は、図示した部材以外にも、各種のセンサ、搬送ローラ対や基材ＺおよびＹの幅方向の位置を規制するガイド部材など、基材ＺおよびＹを所定の経路で搬送するための各種の部材（搬送手段）等、ロール・ツー・ロールによって大気圧プラズマＣＶＤによる成膜を行なう装置が有する各種の部材を有してもよい。
【００２２】
大気圧プラズマ装置１０は、基材Ｚおよび基材Ｙをそれぞれ所定の経路で搬送しつつ、基材Ｚが巻き掛けられたメインドラム２４ａと、基材Ｙが巻き掛けられた第２ドラム２４ｂとの間に原料ガスを供給し、メインドラム２４ａと第２ドラム２４ｂとの間にプラズマ励起電力を印加してプラズマを発生させて基材ＺおよびＹに成膜を行なうものである。
なお、基材Ｚと基材Ｙとは、同じ種類のフィルムを用いてもよいし、異なる種類のフィルムを用いてもよい。
【００２３】
長尺な基材Ｚを巻回した基材ロール２２ａは、回転軸２０ａに装填される。また、長尺な基材Ｙを巻き回した基材ロール２２ｂは、回転軸２０ｂに装填される。
回転軸２０ａに基材ロール２２ａが装填されると、基材Ｚは、メインドラム２４ａに巻き掛けられ、巻取り軸４８ａに至る所定の搬送経路を通される。
同様に、回転軸２０ｂに基材ロール２２ｂが装填されると、基材Ｙは、第２ドラム２４ｂに巻き掛けられ、巻取り軸４８ｂに至る所定の搬送経路を通される。
基材Ｚの搬送経路と基材Ｙの搬送経路とは、互いに平行で対称に設けられており、基材Ｚが巻き掛けられるメインドラム２４ａと、基材Ｙが巻き掛けられる第２ドラム２４ｂとが対面するように配置されている。
【００２４】
回転軸２０ａは、図示しない駆動源によって図中反時計方向に回転して、基材ロール２２ａから基材Ｚを送り出し、ガイドローラ５０ａによって所定の経路を案内して、基材Ｚをメインドラム２４ａに送る。
同様に、回転軸２０ｂは、図示しない駆動源によって図中時計方向に回転して、基材ロール２２ｂから基材Ｙを送り出し、ガイドローラ５０ｂによって所定の経路を案内して、基材Ｙを第２ドラム２４ｂに送る。
【００２５】
メインドラム２４ａは、中心線を中心に図中時計方向に回転する円筒状の部材で、ガイドローラ５０ａによって所定の経路に案内された基材Ｚを、周面の所定領域に掛け回して、基材Ｚを第２ドラム２４ｂに対面する所定位置に保持しつつ、長手方向に搬送する。
このメインドラム２４ａは、基材Ｚに成膜を行なう大気圧プラズマＣＶＤにおいては、第２ドラム２４ｂと共に電極対を形成するものであり、かつ、基材Ｚの表面処理を行なう大気圧プラズマ放電処理においては、表面処理用対向電極３４ａと共に電極対を形成するものである。また、メインドラム２４ａは、接地（アース）されている。
【００２６】
第２ドラム２４ｂは、中心線を中心に図中反時計方向に回転する円筒状の部材で、ガイドローラ５０ｂによって所定の経路に案内された基材Ｙを、周面の所定領域に掛け回して、基材Ｙをメインドラム２４ａに対面する所定位置に保持しつつ、長手方向に搬送する。
この第２ドラム２４ｂは、基材Ｙに成膜を行なう大気圧プラズマＣＶＤにおいては、メインドラム２４ａと共に電極対を形成するものであり、かつ、基材Ｙの表面処理を行なう大気圧プラズマ放電処理においては、表面処理用対向電極３４ｂと共に電極対を形成するものである。また、第２ドラム２４ｂには、成膜部１２の交流電源２８が接続されている。
【００２７】
なお、必要に応じて、メインドラム２４ａおよび第２ドラム２４ｂ（以下、両方をまとめて「ドラム２４」ともいう）は、成膜中の基材の温度調整手段を兼ねてもよい。そのため、ドラム２４は、温度調節手段を内蔵するのが好ましい。ドラム２４の温度調節手段には、特に限定はなく、温媒又は冷媒等を循環する温度調節手段、ピエゾ素子等を用いる冷却手段等、各種の温度調節手段が、全て利用可能である。
【００２８】
メインドラム２４ａおよび第２ドラム２４ｂにそれぞれ巻き掛けられ搬送される基材ＺおよびＹは、成膜部１２において、成膜される前に、メインドラム２４ａおよび第２ドラム２４ｂにそれぞれ対面して設けられた表面処理部１４、１６によって、表面処理を行なわれる。
【００２９】
前述のとおり、第１表面処理部１４は、メインドラム２４ａとの間で、プラズマを生成して、大気圧プラズマ放電処理を行なうことによって、成膜前の基材Ｚの表面処理を行なうものである。
同様に、第２表面処理部１６は、第２ドラム２４ｂとの間で、プラズマを生成して、大気圧プラズマ放電処理を行なうことによって、成膜前の基材Ｙの表面処理を行なうものである。
なお、第１表面処理部１４で行なう表面処理と、第２表面処理部１６で行なう表面処理とは同じであっても異なっていてもよい。
【００３０】
第１表面処理部１４は、表面処理用対向電極３４ａと、交流電源３６と、反応性ガス供給手段３８ａと、反応性ガス吸気手段４０ａとを有する。
第２表面処理部１６は、表面処理用対向電極３４ｂと、反応性ガス供給手段３８ｂと、反応性ガス吸気手段４０ｂとを有する。
【００３１】
表面処理用対向電極３４ａは、成膜を行なう前の基材Ｚに表面処理を行なうための大気圧プラズマ放電処理において、メインドラム２４ａと共に電極対を形成するものである。
同様に、表面処理用対向電極３４ｂは、成膜を行なう前の基材Ｙに表面処理を行なうための大気圧プラズマ放電処理において、第２ドラム２４ｂと共に電極対を形成するものである。
【００３２】
表面処理用対向電極３４は、プラズマＣＶＤ等において利用される、公知の電極であり、基材の搬送方向において、２つのドラム２４が互いに対面する位置よりも上流側でドラム２４と対面して配置されている。
また、第１表面処理部１４の表面処理用対向電極３４ａには、交流電源３６が接続されている。
一方、第２表面処理部１６の表面処理用対向電極３４ｂは、接地（アース）されている。
【００３３】
図示例において、表面処理用対向電極３４は、一例として、一面がドラム２４の周面に対面した、板状の電極である。
なお、表面処理用対向電極３４のドラム２４と対面する面の表面は、誘電体で形成されていることが好ましい。表面処理用対向電極３４の表面を誘電体で形成することにより、ドラム２４との間で安定してプラズマを形成することができる。
【００３４】
反応性ガス供給手段３８は、ドラム２４と表面処理用対向電極３４との間に、プラズマを発生させるための反応性ガスを供給するものである。反応性ガス供給手段３８は、各種のプラズマＣＶＤ装置で利用されている公知のガス供給手段が、全て利用可能である。
反応性ガス供給手段３８のガス噴出口は、基材の搬送方向において、表面処理用対向電極３４の下流側に配置されている。
【００３５】
反応性ガスは、要求される表面処理に応じて、公知のガスを利用すればよい。例えば、酸素ガス、窒素ガス、水素ガス、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン、水、アンモニア等を単体あるいは複数組み合わせて用いることができる。
なお、第１表面処理部１４で供給される反応性ガスと第２表面処理部１６で供給される反応性ガスとは同じであっても異なっていてもよい。
【００３６】
反応性ガス吸引手段４０は、ドラム２４と表面処理用対向電極３４との間に供給された反応性ガスを吸引するためのものである。反応性ガス吸引手段４０は、各種のプラズマＣＶＤ装置で利用されている公知のガス吸引手段（排気手段）が、全て利用可能である。
反応性ガス吸引手段４０のガス吸引口は、基材の搬送方向において、表面処理用対向電極３４の上流側に配置されている。反応性ガス吸引手段４０により、反応性ガスが装置の他の領域に拡散することを防止している。
【００３７】
第１表面処理部１４の交流電源３６は、表面処理用対向電極３４ａに、プラズマ励起電力を供給する交流電源である。なお、表面処理用対向電極にプラズマ励起電力を供給する電源としては、交流電源、高周波電源、パルス電源等の、各種のプラズマＣＶＤ装置で利用されている、公知の電源が、全て利用可能である。
【００３８】
前述のとおり、基材上に成膜を行なう際に、基材と成膜物との密着性を向上させるために、成膜の前に種々の表面処理が行なわれており、このような表面処理の１つとしてプラズマ放電処理が用いられている。プラズマ放電処理による表面処理により、基材表面の表面粗さが増加し、また、基材表面が活性化され、基材と成膜物との密着性を向上させることができる。
しかしながら、特許文献１のように、表面処理手段と成膜手段（ドラム）とを互いに独立に配置した場合、表面処理後の基材は、成膜手段（ドラム）の位置に搬送されるまでの間に複数のガイドローラを通過することになる。そのため、表面粗さが増加した基材の表面の一部が脱落して、密着性向上の効果が低下したり、脱落した基材の一部がパーティクルとなり、基材や装置に異物として付着するという問題が発生する。また、表面処理を行なってからの時間経過とともに、表面処理による基材表面の活性化の効果も減少していくため、基材を表面処理手段から成膜手段へ搬送するまでの時間が長くなるほど、密着性向上の効果も低下してしまう。
【００３９】
これに対して、本発明は、このように、ロール・ツー・ロールで、基材をドラムに巻き掛けて搬送しつつ、大気圧プラズマＣＶＤによる成膜を行なう装置において、成膜前に基材の表面処理を行なう場合に、成膜を行なうドラム上に基材が巻き掛けられた状態で、基材の表面処理を行なう。これにより、表面処理後の基材をガイドローラ等と接触させることなく成膜を行なうことができる。また、同一ドラム上で表面処理と成膜とを行なうので、表面処理部から成膜部までの距離が短く、表面処理から成膜までの経過時間を短くすることができる。従って、表面処理の効果を低下させることなく成膜を行なうことができ、基材と成膜物との密着性を向上させることができる。
【００４０】
ドラムに巻き掛けられた状態で表面処理部１４、１６によって表面処理された基材ＺおよびＹは、それぞれメインドラム２４ａおよび第２ドラム２４ｂに巻き掛けられたまま、成膜部１２において、成膜される。
【００４１】
成膜部１２は、電極対となるメインドラム２４ａおよび第２ドラム２４ｂと共に、基材Ｚおよび基材Ｙの表面に、大気圧プラズマＣＶＤによって、機能膜を形成（成膜）するものである。
図示例において、成膜部１２は、交流電源２８と、原料ガス供給手段３０と、原料ガス吸引手段３２と、隔壁５４、５６とを有する。
【００４２】
交流電源２８は、第２ドラム２４ｂにプラズマ励起電力を供給する交流電源である。なお、第２ドラム２４ｂにプラズマ励起電力を供給する電源としては、交流電源、高周波電源、パルス電源等の、各種の大気圧プラズマＣＶＤ装置で利用されている、公知の電源が、全て利用可能である。
【００４３】
原料ガス供給手段３０は、プラズマＣＶＤ装置等の真空成膜装置に用いられる公知のガス供給手段であり、メインドラム２４ａと第２ドラム２４ｂとの間に、原料ガスを導入する。
原料ガス供給手段３０のガス噴出口は、基材の搬送方向において、ドラム２４が互いに対向する位置の上流側に配置されている。
【００４４】
原料ガスは、成膜する機能膜に応じて、公知のガスを利用すればよい。
例えば、機能膜として酸化物無機化合物層を形成する場合であれば、原料ガスとして、不活性ガスと、酸素ガスと、テトラエトキシシランもしくはヘキサメチルジシロキサンとを用いることが好ましい。
酸化物無機化合物層を、少なくとも、原料ガスとして用いるＣＶＤで形成するのが好ましい。
【００４５】
原料ガス吸引手段３２は、メインドラム２４ａと第２ドラム２４ｂとの間で成膜に用いられた原料ガスを吸引するためのものである。原料ガス吸引手段３２は、各種のプラズマＣＶＤ装置で利用されている公知のガス吸引手段（排気手段）が、全て利用可能である。
反応性ガス吸引手段４０のガス吸引口は、基材の搬送方向において、ドラム２４が互いに対向する位置の下流側に配置されている。
原料ガス吸引手段３２により、原料ガスが装置の他の領域に拡散することを防止している。
【００４６】
本発明の大気圧プラズマ装置１０は、好ましい態様として、隔壁５４および５６を有している。
隔壁５４および５６は、成膜が行なわれる領域（成膜領域）と、他の空間とを分離し、原料ガスが他の空間、特に、表面処理部１４、１６とドラム２４との間（表面処理領域）へ流入するのを防止し、また、表面処理部１４、１６での表面処理用の反応ガスが成膜領域に流入するのを防止するためのものである。
【００４７】
隔壁５４は、延在方向に垂直な断面が略Ｃ形状であり、略Ｃ形状の内側面が、メインドラム２４ａおよび第２ドラム２４ｂと共に、原料ガス供給手段３０を囲むように配置されている。また、略Ｃ形状の先端は、それぞれ基材に接触しない可能な位置まで、ドラム２４の周面に近接している。
【００４８】
同様に、隔壁５６は、延在方向に垂直な断面が略Ｃ形状であり、略Ｃ形状の内側面が、メインドラム２４ａおよび第２ドラム２４ｂと共に、原料ガス吸引手段３２を囲むように配置されている。また、略Ｃ形状の先端は、それぞれ基材に接触しない可能な位置まで、ドラム２４の周面に近接している。
【００４９】
原料ガスが他の空間に流入すると、装置や基材の不要な位置に成膜物が堆積／成膜してしまうおそれがある。特に、表面処理部１４、１６では、プラズマを形成して基材表面の表面処理を行なっているため、表面処理領域に原料ガスが混入すると、表面処理中の基材表面や、表面処理用対向電極３４表面に成膜物が成膜されてしまう。
また、表面処理部１４、１６で用いられる反応性ガスが成膜領域に流入し、成膜に影響を及ぼすおそれもある。
【００５０】
これに対して、隔壁５４、５６により、成膜領域と他の空間とを分離することにより、原料ガスが他の空間に流入して、装置や基材の不要な位置に成膜物が堆積／成膜されてしまうことを防止できる。また、成膜領域に表面処理用の反応性ガスが流入して、成膜に影響を及ぼすことも防止できる。
【００５１】
さらに、本発明の大気圧プラズマ装置１０においては、好ましい態様として、成膜領域と表面処理領域との間でのガスの流れを規制するための圧力制御手段５８を有している。
【００５２】
圧力制御手段５８は、原料ガス供給手段３０の原料ガス供給量と、原料ガス吸引手段３２の原料ガス吸引量とを制御し、また、反応性ガス供給手段３８ａの反応性ガス供給量と、反応性ガス吸引手段４０ａの反応性ガス吸引量とを制御し、また、反応性ガス供給手段３８ｂの反応性ガス供給量と、反応性ガス吸引手段４０ｂとを制御するものである。
すなわち、圧力制御手段５８は、メインドラム２４ａと第２ドラム２４ｂとの間の空間（成膜領域）の圧力、メインドラム２４ａと表面処理用対向電極３４ａとの間の空間（第１表面処理領域）の圧力、および、第２ドラム２４ｂと表面処理用対向電極３４ｂとの間の空間（第２表面処理領域）の圧力を制御するものである。
【００５３】
圧力制御手段５８は、成膜領域および表面処理領域の圧力を調節して、成膜領域と表面処理領域との間のガスの流れを規制する。
【００５４】
例えば、反応性ガス供給手段３８から供給される反応性ガスの種類が、成膜部１２での成膜への影響が小さいもの（例えば、原料ガスに含まれるガス）であれば、反応性ガスが成膜領域に流入しても成膜部１２での成膜は好適に行なわれる。従って、成膜領域から表面処理領域への原料ガスの流入を防止すればよい。
すなわち、表面処理用対向電極３４とドラム２４との間の空間（表面処理領域）の圧力が、メインドラム２４ａと第２ドラム２４ｂとの間の空間（成膜領域）の圧力よりも高くなるように、原料ガスの供給量と、反応性ガスの供給量とを調節して、成膜領域の原料ガスが表面処理領域へ流入すること防止すればよい。
【００５５】
また、反応性ガスの種類が、成膜部１２での成膜に影響するものである場合は、反応性ガスが成膜領域に流入することを防止することが好ましい。従って、メインドラム２４ａと第２ドラム２４ｂとの間の空間（成膜領域）の圧力が、表面処理用対向電極３４とドラム２４との間の空間（表面処理領域）の圧力よりも高くなるように、原料ガスの供給量と、反応性ガスの供給量とを調節して、表面処理部の反応性ガスが成膜領域に流入すること防止すればよい。
【００５６】
ガスの供給量を調節して成膜領域と表面処理領域との間のガスの流れを規制する方法は、構成が簡単になりコストを低減することができる点で好ましい。
また、第１表面処理部と第２表面処理部とで利用する反応性ガスの種類が異なり、一方の反応性ガスの種類が全て原料ガスに含まれるものであり、他方の反応性ガスが原料ガスに含まれない種類のガスを含む場合には、一方の表面処理領域の圧力を成膜領域より高くし、他方の表面処理領域の圧力を成膜領域より低くしてもよい。
【００５７】
なお、本実施例においては、成膜領域と表面処理部との間で、互いにガスが流入するのを防止するために隔壁および圧力制御手段を配置したが、本発明はこれに限定はされない。
【００５８】
例えば、成膜領域と表面処理部との間で、ドラムに対してガスを吹き付ける送気手段、すなわち、エアナイフを設けてもよい。エアナイフは、ガスを噴出することによりドラムの軸方向の幅と略同じ長さのエアカーテンを形成し、成膜領域と表面処理部との間を分離し、互いにガス（原料ガス、反応性ガス）が流入するのを防止する。
エアナイフに用いるガスは、成膜および表面処理に影響しないガスであれば良く、例えば、空気を用いることができる。
【００５９】
隔壁を用いて成膜領域と表面処理部との間を分離する場合は、隔壁の先端とドラム（基材）とが接触しないように間隙を設ける必要がある。そのため、成膜領域と表面処理部との間でガスが流出入するおそれがある。
これに対して、エアナイフを用いて成膜領域と表面処理部との間を分離することで、より好適に、成膜領域と表面処理部との間でのガスの流出入を防止することができる。
また、これらの方法を複数組み合わせて、成膜領域と表面処理部との間を分離してもよい。
【００６０】
ここで、真空成膜装置においては、複数の成膜室や表面処理等の処理室を有する場合、各室を隔壁により分離し、かつ、それぞれの室を高真空にするので、各室は略気密に分離されており、他の室からのガス流入量は少ない。また、他の室からガスが流入した場合であっても、流入したガスは、真空を維持するための排気手段によって排気され、また、成膜領域（処理領域）には、原料ガスが供給されているため、他の室から流入したガスが成膜領域に流入することは少ない。
一方、大気圧プラズマ装置では、大気圧近傍の圧力で成膜や表面処理を行なうので、他の領域のガスが流入しやすい。
これに対して、本発明においては、前述のとおり、好ましい態様として、エアナイフや、原料ガスおよび反応性ガスの供給量を調整することに成膜領域と表面処理部とを分離している。これにより、成膜領域と表面処理部との間で他方のガスが流入することを防止している。
【００６１】
機能膜を成膜された基材（すなわち、機能性フィルム）は、ドラム２４からガイドローラ５２に搬送され、ガイドローラ５２によって案内されて、巻取り軸４８に搬送される。
【００６２】
巻取り軸４８ａは、図示しない駆動源によって図中反時計方向に回転して、ガイドローラ５２ａによって所定の経路を案内された成膜後の基材Ｚをロール状に巻き回す。ロール状に巻き回された基材Ｚは、機能性フィルムロールとして、次の工程に供される。
同様に、巻取り軸４８ｂは、図示しない駆動源によって図中時計方向に回転して、ガイドローラ５２ｂによって所定の経路を案内された成膜後の基材Ｙをロール状に巻き回す。ロール状に巻き回された基材Ｙは、機能性フィルムロールとして、次の工程に供される。
【００６３】
次に、大気圧プラズマ装置１０における成膜の作用を説明する。
前述のように、回転軸２０に基材ロール２２が装填されると、基材ＺおよびＹは、ガイドローラ５０によって案内されて、ドラム２４の周面の所定領域に掛け回され、ガイドローラ５２によって案内されて、巻取り軸４８に至る所定の搬送経路を通される。
【００６４】
基材ロール２２から供給され、ガイドローラ５０によって所定の経路に案内された基材ＺおよびＹはそれぞれメインドラム２４ａおよび第２ドラム２４ｂに支持／案内されつつ、所定の搬送経路を搬送される。
さらに、反応性ガス供給手段３８から、ドラム２４と表面処理用対向電極３４との間に反応性ガスが供給される。同時に、反応性ガス吸引手段４０により、ドラム２４と表面処理用対向電極３４との間のガスが吸引される。
また、メインドラム２４ａおよび第２ドラム２４ｂが対面する領域、すなわち、成膜領域には、原料ガス供給手段３０から原料ガスが供給される。同時に、原料ガス吸引手段３２により、成膜領域のガスが吸引される。
【００６５】
反応性ガス供給手段３８による反応性ガスの供給と、反応性ガス吸引手段によるガスの吸引とにより、ドラム２４と表面処理用対向電極３４との間が反応性ガスで満たされ、ガス量（圧力）が安定し、かつ、原料ガス供給手段３０による原料ガスの供給と、原料ガス吸引手段によるガス吸引とにより、成膜領域が原料ガスで満たされ、ガス量（圧力）が安定したら、第１表面処理部１４の表面処理用対向電極３４ａには、交流電源３６から、プラズマ励起電力が供給され、また、第２ドラム２４ｂには、交流電源２８からプラズマ励起電力が供給される。
【００６６】
すなわち、成膜部１２においては、メインドラム２４ａと第２ドラム２４ｂとが、大気圧プラズマＣＶＤにおける電極対を構成する。また、第１表面処理部１４においては、表面処理用対向電極３４ａとメインドラム２４ａとが、大気圧プラズマ放電処理における電極対を構成する。さらに、第２表面処理部１６においては、表面処理用対向電極３４ｂと第２ドラム２４ｂとが、大気圧プラズマ放電処理における電極対を構成する。
【００６７】
表面処理部１４、１６においては、表面処理用対向電極３４とドラム２４との間へのプラズマ励起電力の供給によって、表面処理用対向電極３４とドラム２４との間でプラズマが励起され、反応性ガスからラジカルが生成されて、ドラム２４によって支持されつつ搬送される基材の表面が、粗面化および活性化される。
表面処理部１４、１６によって表面処理された基材ＺおよびＹは、ドラム２４に巻き掛けられたまま、成膜部１２の成膜領域に搬送される。
【００６８】
成膜部１２においては、メインドラム２４ａと第２ドラム２４ｂとの間へのプラズマ励起電力の供給によって、メインドラム２４ａと第２ドラム２４ｂとの間でプラズマが励起され、原料ガスからラジカルが生成されて、ドラム２４によって支持されつつ搬送される基材ＺおよびＹの表面に、大気圧プラズマＣＶＤによって機能膜が成膜される。
【００６９】
ここで、同一ドラム上で基材への表面処理と成膜とを行なっているので、表面処理後の基材をガイドローラ等と接触させることなく成膜を行なうことができる。また、同一ドラム上で表面処理と成膜とを行なうので、表面処理部から成膜部までの距離が短く、表面処理から成膜までの経過時間を短くすることができる。
【００７０】
このように、本発明は、表面処理の効果を低下させることなく成膜を行なうことができるので、基材と成膜物との密着性を向上させ、高品質な膜を効率よく連続成膜することができる。
【００７１】
なお、図示例の大気圧プラズマ装置１０においては、表面処理部１４、１６を、表面処理用対向電極３４と、表面処理用対向電極３４の下流側に配置された反応性ガス供給手段３８と、表面処理用対向電極３４の上流側に配置された反応性ガス吸引手段４０とを有する構成としたが、本発明はこれに限定はされず、表面処理部を表面処理用対向電極３４の上流側に反応性ガス供給手段３８を配置し、下流側に反応性ガス吸引手段４０を配置する構成としてもよい。
【００７２】
表面処理部を表面処理用対向電極３４の上流側に反応性ガス供給手段３８を配置し、下流側に反応性ガス吸引手段４０を配置する構成とすることで、反応性ガス吸引手段４０が、成膜部１２の原料ガス供給手段３０と隣接する。従って、原料ガス供給手段３０から供給される原料ガスが表面処理部に流入しても、反応性ガス吸引手段４０が流入した原料ガスを吸引するので、表面処理部の表面処理用対向電極３４とドラム２４との間の空間、すなわち、大気圧プラズマ放電処理を行なうためのプラズマを生成する領域に、原料ガスが混入することを防止できる。
【００７３】
また、図示例の大気圧プラズマ装置１０では、第１表面処理部１４および第２表面処理部１６を有して、２つの基材ＺおよびＹの両方に表面処理を行なったが、本発明は、これに限定はされず、第２ドラム２４ｂ側の第２表面処理部１６を有さず、基材Ｚのみに表面処理を行なう構成であってもよい。このとき、第２ドラム２４ｂ側の基材Ｙは、第２ドラム２４ｂ（メインドラム２４ａと対面する対向電極）に成膜物が体積するのを防止するためのものとしてもよい。
なお、第１表面処理部１４および第２表面処理部１６を有する構成は、２つの基材ＺおよびＹに同じ成膜を行える点で好ましい。
【００７４】
また、図示例の大気圧プラズマ装置１０においては、表面処理部を、表面処理用対向電極３４と反応性ガス供給手段３８と反応性ガス吸引手段４０とで構成したが、本発明は、これに限定はされず、表面処理用対向電極と反応性ガス供給手段（ガス噴出口）とが一体となった表面処理用対向電極を用いて、反応性ガス吸引手段を有さない構成としてもよい。
【００７５】
図２は、本発明の大気圧プラズマ装置の他の一例の一部を概念的に示す図である。なお、図２に示す大気圧プラズマ装置１００は、図１に示す大気圧プラズマ装置１０において、第１表面処理部１４に代えて、第１表面処理部１０２を有する以外は、同じ構成を有するので、同じ部位には同じ符号を付し、以下の説明は異なる部位を主に行なう。
【００７６】
第１表面処理部１０２は、表面処理用対向電極１０４と、交流電源３６とを有する。
表面処理用対向電極１０４は、シャワー電極であり、プラズマＣＶＤ等で利用される公知のシャワー電極を用いることができる。また、表面処理用対向電極１０４には、図示しない反応性ガス供給手段が接続されている。さらに、表面処理用対向電極１０４には、交流電源３６が接続されている。
【００７７】
図示例においては、一例として、表面処理用対向電極１０４は、中空の略直方体状であり、一面をメインドラム２４ａの周面に対面して配置される。また、表面処理用対向電極１０４のメインドラム２４ａとの対向面には、多数の貫通穴が全面的に形成される。なお、好ましくは、シャワー電極のドラム２４との対向面は、ドラム２４の周面に沿う様に湾曲してもよい。
【００７８】
このような第１表面処理部１０２は、所定の搬送経路で搬送される基材Ｚがメインドラム２４ａに巻き掛けられ、かつ、成膜部１２により成膜される前に、基材Ｚの表面処理を行なう。
具体的には、表面処理用対向電極１０４の内部に、反応性ガス供給手段から反応性ガスが供給され、表面処理用対向電極１０４のメインドラム２４ａとの対向面に形成された多数の貫通穴より、表面処理用対向電極１０４とメインドラム２４ａとの間に、反応性ガスが導入される。
さらに、交流電源３６から表面処理用対向電極１０４に、プラズマ励起電力が供給され、表面処理用対向電極１０４とメインドラム２４ａとの間でプラズマが励起されて、基材Ｚの表面処理が行なわれる。
【００７９】
このように、表面処理用対向電極と反応性ガス供給手段のガス噴出口とを一体としたシャワー電極を用いる場合であっても、基材の成膜前に、成膜と同一ドラム上で、基材の表面処理を行なうことができるので、基材と成膜物との密着性を向上させることができる。
【００８０】
また、図示例の大気圧プラズマ装置１０においては、２つのドラムを電極対として対面して配置し、２つの基材をそれぞれ所定の搬送経路で搬送してドラムに巻き掛け、２つのドラム間に原料ガスを導入して、プラズマ励起電力を印加してプラズマを発生させて、２つの基材表面に成膜を行なう構成としたが、本発明は、これに限定はされず、ドラムと固定電極との間で成膜を行ない、第２表面処理部を有さない構成としてもよい。
【００８１】
図３は、本発明の大気圧プラズマ装置の他の一例を概念的に示す図である。なお、図３に示す大気圧プラズマ装置１１０は、図１に示す大気圧プラズマ装置１０において、第２ドラム２４ｂに代えて、固定電極１１４を有し、第２表面処理部１６を有さない以外は、同じ構成を有するので、同じ部位には同じ符号を付し、以下の説明は異なる部位を主に行なう。
【００８２】
固定電極１１４は、基材に成膜を行なう大気圧プラズマＣＶＤにおいて、メインドラム２４ａと共に電極対を形成するものである。
固定電極１１４は、プラズマＣＶＤ等において利用される、公知の電極であり、基材Ｚの搬送方向において、第１表面処理部１４よりも下流側でメインドラム２４ａと対面して配置されている。
また、固定電極１１４には、交流電源２８が接続されている。
【００８３】
図示例において、固定電極１１４は、一例として、一面がメインドラム２４ａの周面に対面した、板状の電極であり、メインドラム２４ａと対面する面は、凸形状の曲面に形成されている。
【００８４】
このような大気圧プラズマ装置１１０は、所定の搬送経路で搬送される基材Ｙが、固定電極１１４の凸面に巻き掛けられており、メインドラム２４ａと固定電極１１４との間でプラズマを発生させて成膜を行なうと、メインドラム２４ａに巻き掛けられた基材Ｚの表面と、固定電極１１４に巻き掛けられた基材Ｙの表面とに成膜物を成膜する。
基材Ｚは、その搬送経路の上流側、メインドラム２４ａ上で、第１表面処理部１４によって、成膜前に表面処理されるので、基材Ｚと成膜物との密着性を向上させることができる。
なお、基材Ｙは、成膜後、機能性フィルムとして利用されるものであっても良いし、固定電極１１４に成膜物が堆積することを防止するためのものであり、機能性フィルムとして利用しないものであってもよい。
【００８５】
以上、本発明の大気圧プラズマ装置について詳細に説明したが、本発明は、上記実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行なってもよいのは、もちろんである。
【実施例】
【００８６】
図１に示す大気圧プラズマ装置を用いて、基材に、ガスバリア膜を形成した。
【００８７】
基材は、厚さ１００μｍ、幅１８０ｍｍのＰＥＴフィルム（東洋紡工業社製 Ａ４３００）を用いた。
また、原料ガスとして、窒素ガス（Ｎ２）１００体積％に対し、酸素ガス（Ｏ２）５体積％、ＴＥＯＳ０．１体積％の混合ガスを用いた。
また、反応性ガスとして、窒素ガス（Ｎ２）１００体積％に対し、酸素ガス（Ｏ２）０．１体積％、の混合ガスを用いた。
【００８８】
さらに、第２ドラムに接続される交流電源として、周波数１５０ｋＨｚの電源を用い、表面処理用対向電極に接続される交流電源として、周波数１５０ｋＨｚの交流電源を用いた。
また、第２ドラムに供給するプラズマ励起電力は、２ｋＷとし、表面処理用対向電極に供給されるプラズマ励起電力は、１ｋＷとした。
さらに、成膜中は、ドラムが内蔵する温度調節手段によって、基材温度が８０℃となるように調節した。
また、成膜する機能膜の膜厚は５０ｎｍとした。
【００８９】
このような機能性フィルムの作製を、表面処理から成膜までの距離を、適宜、変更して行なった。
実施例１は、同一ドラム上で成膜と表面処理とを行なった。この際、表面処理と成膜の間の距離は０．２ｍであった。
【００９０】
また、比較例１として、表面処理を行わず、成膜を行なった。
また、比較例２として、成膜ドラムの上流側に設けられた処理ドラムにて実施例１と同様の表面処理を行った後、成膜ドラムでは表面処理を行わず、成膜を行なった。この際、表面処理と成膜の間の距離は２．０ｍであった。
また、比較例３として、表面処理と成膜の間の距離を１．０ｍとした以外は、比較例２と同様に表面処理及び成膜を行った。
なお、比較例１、２および３のその他の条件は、実施例１と同様とした。
【００９１】
［密着性］
作製した機能性フィルムの基材と成膜物との密着性を検査するために、繰り返し屈曲試験を行なった後、密着性を評価した。
具体的には、繰り返し屈曲試験は、２５℃において繰り返し屈曲試験を行った。屈曲試験はＩＰＣ規格ＴＭ−６５０に従ったＩＰＣ屈曲試験にて行った。これは固定板と可動板の間にバリア面が凸になるように曲げた状態で挟み、可動板を繰り返し移動するものである。ガスバリアフィルムの屈曲半径Ｒは１０ｍｍ、ストロークは６０ｍｍに設定し、繰り返し回数は５０回とした。
次に、密着性の評価試験として、ＪＩＳ Ｋ５４００に準拠した碁盤目試験を行なった。上記層構成を有するガスバリアフィルムの表面にそれぞれカッターナイフで膜面に対して９０°の切込みを１ｍｍ間隔で入れ、１ｍｍ間隔の碁盤目を１００個作製した。この上に２ｃｍ幅のマイラーテープ［日東電工製、ポリエステルテープ（Ｎｏ．３１Ｂ）］を貼り付け、テープ剥離試験機を使用して貼り付けたテープをはがした。積層フィルム上の１００個の碁盤目のうち剥離せずに残存したマスの数（ｎ）をカウントした。結果は、％で示した。
結果を下記表１に示す。
【００９２】
【表１】
【００９３】
上記表１より明らかなように、同一ドラム上で基材の表面処理と成膜とを行なうという本発明の大気圧プラズマ装置の実施例である実施例１は、基材と成膜物との密着性がよいものが得られた。
これに対して、表面処理を行なわなかった比較例１は、密着性が悪かった。また、別ドラム上で、基材の表面処理を行なった比較例２、３は、比較例１と比べて、基材と成膜物との密着性向上の効果は得られたものの、不十分なものであった。
以上の結果より、本発明の効果は、明らかである。
【符号の説明】
【００９４】
１０、１００、１１０ 大気圧プラズマ装置
１２ 成膜部
１４、１０２ 第１表面処理部
１６ 第２表面処理部
２０ 回転軸
２２ 基材ロール
２４ａ メインドラム
２４ｂ 第２ドラム
２８ 交流電源
３０ 原料ガス供給手段
３２ 原料ガス吸引手段
３４、１０４ 表面処理用対向電極
３６ 交流電源
３８ 反応性ガス供給手段
４０ 反応性ガス吸引手段
４８ 巻取り軸
５０、５２ ガイドローラ
５４、５６ 隔壁
５８ 圧力制御手段
１１４ 固定電極
Ｚ、Ｙ 基材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺な基材を長手方向に搬送しつつ、前記基材に成膜を行なう大気圧プラズマ装置であって、
前記基材を周面の所定領域に巻き掛けて搬送する円筒状のドラム電極と、
前記ドラム電極の周面に対面して設けられる成膜用電極と、
前記成膜用電極に電圧を印加する成膜用電源と、
前記ドラム電極と前記成膜用電極との間に、成膜用の原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、
前記基材の搬送方向において、前記成膜用電極よりも上流側に、前記ドラム電極の周面に対面して設けられる処理用電極と、
前記処理用電極に電圧を印加する処理用電源と、
前記ドラム電極と前記処理用電極との間に、表面処理用の反応性ガスを供給する反応性ガス供給手段とを有することを特徴とする大気圧プラズマ装置。
【請求項２】
前記成膜用電極が円筒状の第２ドラムであり、この第２ドラムも、長尺な基材を周面の所定領域に巻き掛けて長手方向に搬送する請求項１に記載の大気圧プラズマ装置。
【請求項３】
前記第２ドラムの周面に対面して第２処理用電極と、この第２処理用電極と第２ドラムとの間に表面処理用の反応性ガスを供給する第２反応性ガス供給手段とを有する請求項２に記載の大気圧プラズマ装置。
【請求項４】
前記反応性ガス供給手段と共に、前記処理用電極を前記基材の搬送方向に挟むように配置される、前記反応性ガス供給手段が供給した反応性ガスを吸引する反応性ガス吸引手段を有する請求項１〜３のいずれかに記載の大気圧プラズマ装置。
【請求項５】
前記第２反応性ガス供給手段と共に、前記第２処理用電極を前記基材の搬送方向に挟むように配置される、前記第２反応性ガス供給手段が供給した反応性ガスを吸引する第２反応性ガス吸引手段を有する請求項３または４に記載の大気圧プラズマ装置。
【請求項６】
前記基材の搬送方向において、前記原料ガス供給手段の下流に配置される、前記原料ガス供給手段が供給した原料ガスを吸引する、原料ガス吸引手段を有する請求項１〜５のいずれかに記載の大気圧プラズマ装置。
【請求項７】
前記反応性ガスが、前記ドラム電極と成膜用電極との間に混入することを防止する反応性ガス混入防止手段を有する請求項１〜６のいずれかに記載の大気圧プラズマ装置。
【請求項８】
前記反応性ガス混入防止手段が、前記ドラム電極と成膜用電極との間へのガス流を遮蔽するエアナイフである請求項７に記載の大気圧プラズマ装置。
【請求項９】
前記反応性ガス混入防止手段が、前記ドラム電極と成膜用電極との間の圧力を、他の電極対の間の圧力よりも高くする、ガス供給の制御手段である請求項７または８に記載の大気圧プラズマ装置。
【請求項１０】
前記反応性ガスが、前記原料ガスに含まれないガス成分を含む請求項７〜９のいずれかに記載の大気圧プラズマ装置。
【請求項１１】
前記原料ガスが、前記ドラム電極と前記処理用電極との間に混入することを防止する、原料ガス混入防止手段を有する請求項１〜１０のいずれかに記載の大気圧プラズマ装置。
【請求項１２】
前記原料ガス混入防止手段が、前記ドラム電極と前記処理用電極との間へのガス流を遮蔽するエアナイフである請求項１１に記載の大気圧プラズマ装置。
【請求項１３】
前記原料ガス混入防止手段が、前記ドラム電極と前記処理用電極との間の圧力を、前記ドラム電極と前記成膜用電極との間の圧力よりも高くするガス供給の第２制御手段である請求項１１または１２に記載の大気圧プラズマ装置。
【請求項１４】
前記原料ガスが、前記第２ドラムと前記第２処理用電極との間に混入することを防止する、第２原料ガス混入防止手段を有する請求項３〜１３のいずれかに記載の大気圧プラズマ装置。
【請求項１５】
前記第２原料ガス混入防止手段が、前記第２ドラムと前記第２処理用電極との間へのガス流を遮蔽するエアナイフである請求項１４に記載の大気圧プラズマ装置。
【請求項１６】
前記第２原料ガス混入防止手段が、前記第２ドラムと前記第２処理用電極との間の圧力を、前記ドラム電極と前記第２ドラムとの間の圧力よりも高くするガス供給の第３制御手段である請求項１４または１５に記載の大気圧プラズマ装置。
【請求項１７】
前記原料ガスが、前記反応性ガスに含まれるガス成分を全て含む請求項１１〜１６のいずれかに記載の大気圧プラズマ装置。
【請求項１】
長尺な基材を長手方向に搬送しつつ、前記基材に成膜を行なう大気圧プラズマ装置であって、
前記基材を周面の所定領域に巻き掛けて搬送する円筒状のドラム電極と、
前記ドラム電極の周面に対面して設けられる成膜用電極と、
前記成膜用電極に電圧を印加する成膜用電源と、
前記ドラム電極と前記成膜用電極との間に、成膜用の原料ガスを供給する原料ガス供給手段と、
前記基材の搬送方向において、前記成膜用電極よりも上流側に、前記ドラム電極の周面に対面して設けられる処理用電極と、
前記処理用電極に電圧を印加する処理用電源と、
前記ドラム電極と前記処理用電極との間に、表面処理用の反応性ガスを供給する反応性ガス供給手段とを有することを特徴とする大気圧プラズマ装置。
【請求項２】
前記成膜用電極が円筒状の第２ドラムであり、この第２ドラムも、長尺な基材を周面の所定領域に巻き掛けて長手方向に搬送する請求項１に記載の大気圧プラズマ装置。
【請求項３】
前記第２ドラムの周面に対面して第２処理用電極と、この第２処理用電極と第２ドラムとの間に表面処理用の反応性ガスを供給する第２反応性ガス供給手段とを有する請求項２に記載の大気圧プラズマ装置。
【請求項４】
前記反応性ガス供給手段と共に、前記処理用電極を前記基材の搬送方向に挟むように配置される、前記反応性ガス供給手段が供給した反応性ガスを吸引する反応性ガス吸引手段を有する請求項１〜３のいずれかに記載の大気圧プラズマ装置。
【請求項５】
前記第２反応性ガス供給手段と共に、前記第２処理用電極を前記基材の搬送方向に挟むように配置される、前記第２反応性ガス供給手段が供給した反応性ガスを吸引する第２反応性ガス吸引手段を有する請求項３または４に記載の大気圧プラズマ装置。
【請求項６】
前記基材の搬送方向において、前記原料ガス供給手段の下流に配置される、前記原料ガス供給手段が供給した原料ガスを吸引する、原料ガス吸引手段を有する請求項１〜５のいずれかに記載の大気圧プラズマ装置。
【請求項７】
前記反応性ガスが、前記ドラム電極と成膜用電極との間に混入することを防止する反応性ガス混入防止手段を有する請求項１〜６のいずれかに記載の大気圧プラズマ装置。
【請求項８】
前記反応性ガス混入防止手段が、前記ドラム電極と成膜用電極との間へのガス流を遮蔽するエアナイフである請求項７に記載の大気圧プラズマ装置。
【請求項９】
前記反応性ガス混入防止手段が、前記ドラム電極と成膜用電極との間の圧力を、他の電極対の間の圧力よりも高くする、ガス供給の制御手段である請求項７または８に記載の大気圧プラズマ装置。
【請求項１０】
前記反応性ガスが、前記原料ガスに含まれないガス成分を含む請求項７〜９のいずれかに記載の大気圧プラズマ装置。
【請求項１１】
前記原料ガスが、前記ドラム電極と前記処理用電極との間に混入することを防止する、原料ガス混入防止手段を有する請求項１〜１０のいずれかに記載の大気圧プラズマ装置。
【請求項１２】
前記原料ガス混入防止手段が、前記ドラム電極と前記処理用電極との間へのガス流を遮蔽するエアナイフである請求項１１に記載の大気圧プラズマ装置。
【請求項１３】
前記原料ガス混入防止手段が、前記ドラム電極と前記処理用電極との間の圧力を、前記ドラム電極と前記成膜用電極との間の圧力よりも高くするガス供給の第２制御手段である請求項１１または１２に記載の大気圧プラズマ装置。
【請求項１４】
前記原料ガスが、前記第２ドラムと前記第２処理用電極との間に混入することを防止する、第２原料ガス混入防止手段を有する請求項３〜１３のいずれかに記載の大気圧プラズマ装置。
【請求項１５】
前記第２原料ガス混入防止手段が、前記第２ドラムと前記第２処理用電極との間へのガス流を遮蔽するエアナイフである請求項１４に記載の大気圧プラズマ装置。
【請求項１６】
前記第２原料ガス混入防止手段が、前記第２ドラムと前記第２処理用電極との間の圧力を、前記ドラム電極と前記第２ドラムとの間の圧力よりも高くするガス供給の第３制御手段である請求項１４または１５に記載の大気圧プラズマ装置。
【請求項１７】
前記原料ガスが、前記反応性ガスに含まれるガス成分を全て含む請求項１１〜１６のいずれかに記載の大気圧プラズマ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１７９０８４（Ｐ２０１１−１７９０８４Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４５４０２（Ｐ２０１０−４５４０２）
【出願日】平成２２年３月２日（２０１０．３．２）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２日（２０１０．３．２）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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