CN109312453A - 光学膜的制造方法 - Google Patents

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Abstract

当在膜基材上形成多层光学薄膜的光学膜的制造的预备成膜时，通过对多个溅镀室同时通电来在膜基材上形成两个以上的不同种类材料的薄膜的层叠体，并且根据由设置于溅镀装置内的光学测定部(80)得到的光学特性计算多个薄膜的膜厚。重复进行膜厚的测定和薄膜的成膜条件的调整直至由光学测定部得到的光学特性或根据光学特性计算的多个薄膜的膜厚处于规定范围内为止。

Description

光学膜的制造方法
技术领域
本发明涉及一种在膜基材上具备多层光学薄膜的光学膜的制造方法。
背景技术
防反射膜、透明导电膜、电磁波遮蔽膜、光照调节膜等功能性光学膜在膜基材上具备折射率不同的多个光学薄膜的层叠体(多层光学薄膜)。作为光学薄膜的材料列举出氧化硅或金属氧化物等各种氧化物、各种金属材料。
广泛使用溅镀法来在膜基材上形成多层光学薄膜。通过使用能够沿着膜基材的搬送路径配置多个靶的卷对卷方式的溅镀装置，能够通过一行程在膜基材上形成多层光学薄膜，因此，能够提高光学膜的生产效率。
多层光学薄膜利用多重反射干涉对光的反射、透射特性进行调整来实现期望的光学特性。为了发挥这些特性，需要将构成多层膜的各个光学薄膜的膜质(尤其是折射率)、膜厚调整至规定范围内。尤其在防反射膜等显示器用光学膜中，对光学薄膜的膜质、膜厚要求高度的均匀。因此，在多层光学薄膜的制造中，需要以使各个光学薄膜的膜质、膜厚成为恒定的方式严格地管理成膜条件，从而抑制宽度方向、长度方向上的膜质、膜厚的变动。
作为将薄膜的膜质、膜厚保持为恒定的方法，已知有检测溅镀放电的等离子体发光强度并反馈至气体导入量的方法(等离子体发射监视器(PEM)控制)。例如，在使用金属靶及氧气等氧化性气体的反应性溅镀中，将发光强度的控制值(设定点；SP)设定为规定的范围，调整氧气导入量以使发光强度处于该范围内，由此能够将氧化物薄膜的膜质和膜厚保持为恒定。
通过组合利用PEM控制进行的气体导入量控制和基于在线的薄膜光学特性的测定结果的控制，能够进一步提高光学薄膜的均匀性。例如，在专利文献1中，在利用溅镀形成光学薄膜时，除了控制氧气流量以使等离子体发光强度处于设定范围内(PEM控制)以外，还在线测定形成光学薄膜后的分光反射率，且一边以使分光反射率处于规定的范围内的方式变更PEM的发光强度的设定范围一边进行连续成膜。
通过组合PEM控制和基于在线的光学测定的控制，即使在成膜中途伴随靶的侵蚀等产生了略微的环境变化的情况下，也能够对成膜条件进行微调整来进行应对，因此，能够得到长度方向及宽度方向的光学特性的均匀性优异的光学薄膜。
在为了获取产品而实施的主成膜中，能够通过应用如上述那样的控制来保持光学特性的均匀性。另一方面，为了形成具有目标光学特性的多层光学薄膜，主成膜开始时的成膜初始条件的设定很重要。在利用卷对卷方式的溅镀进行的光学薄膜的成膜中，以主成膜的条件设定等为目的而在主成膜开始前进行预备成膜。例如，在专利文献2中公开了一种交替层叠高折射率透明薄膜和金属导电体薄膜而成的多层光学薄膜，并且记载了在主成膜开始前的预备成膜中形成各层的单层薄膜，并进行成膜速度的计算、辊温度的调整。
专利文献1：WO2011/046050号小册子
专利文献2：日本特开2001-249221号公报
发明内容
发明要解决的问题
在多层光学薄膜的预备成膜中，对单层薄膜的成膜条件依次进行调整的方法的调整次数随着薄膜的层叠数的增大而增大。因此，预备成膜所需的时间变长，成为材料损耗增加、生产性降低的原因。尤其在为了使宽度方向的膜厚均匀化而在宽度方向的多个部位对成膜条件进行调整的情况下，应调整的参数多，因此初始条件的设定需要较多时间。另外，在预备成膜中的调整精度较低的情况下，主成膜中的成膜条件的微调整需要时间，因此有时招致材料损耗进一步增加、生产性进一步降低。鉴于这样的课题，本发明的目的在于使多层光学薄膜的预备成膜中的成膜条件的调整效率化，并且提高具备多层光学薄膜的光学膜的生产性及光学特性的均匀性。
用于解决问题的方案
本发明涉及一种在膜基材上具备包含多个薄膜的多层光学薄膜的光学膜的制造方法。作为光学膜能够列举具备包含多层氧化物薄膜的多层光学薄膜(防反射层)的防反射膜等。
在本发明中，在沿着膜基材的搬送方向具备多个溅镀室的溅镀成膜装置内，一边连续地搬送膜基材一边在膜基材上进行包含多个薄膜的多层光学薄膜的形成(主成膜)。在主成膜前进行的预备成膜中，对多个溅镀室同时进行通电，在膜基材上形成折射率不同的两层以上的薄膜。在线地测定在膜基材上形成有多个薄膜而成的层叠体的光学特性，并且基于该测定的结果来计算各个薄膜的膜厚。基于膜厚计算结果来对各个薄膜的成膜条件进行调整。优选的是进行成膜条件的调整，直至由光学测定部得到的光学特性或根据光学特性计算的多个薄膜的膜厚处于规定范围内为止。
在调整步骤中，优选的是利用光学测定部进行在膜基材上形成多个薄膜而成的层叠体的反射光谱的测定，并根据反射光谱计算多个薄膜的膜厚。在该情况下，优选的是进行成膜条件的调整，直至多个薄膜的膜厚的测定值处于规定范围内或通过经由光学测定部的测定得到的反射光谱与设为目标的反射光谱的差处于规定范围内为止。
优选在膜基材的宽度方向的多个部位实施调整步骤中的光学测定，且优选的是基于宽度方向的多个部位的测定结果进行成膜条件的调整，减少薄膜的宽度方向的膜厚分布。
在一个实施方式中，构成多层光学薄膜的多个薄膜中的至少一个为在两个以上的溅镀室中形成的多个子薄膜的层叠膜。优选的是，关于构成一个层叠膜的多个子薄膜，在不同的调整步骤中进行成膜条件的调整。优选的是在预备成膜中，被实施多次的调整步骤中的膜基材的搬送速度相同。
用于预备成膜的膜基材可以与用于主成膜的膜基材相同也可以不同。例如，为了减少背面反射来提高膜厚的测定精度及成膜条件的调整精度，在预备成膜中也可以使用光吸收性的膜基材等。在预备成膜或主成膜的至少任一方中，也可以使用在透明膜的薄膜非形成面侧经由粘接层以可剥离的方式贴附光吸收性构件而成的层叠体来作为膜基材。为了提高生产效率，优选的是在预备成膜及主成膜中使用相同的膜基材。其中，优选的是在预备成膜后，在继续对溅镀室通电的状态下连续地实施主成膜。
发明的效果
在本发明的制造方法中，在用于决定多层光学薄膜的成膜条件的预备成膜中，在膜基材上形成包含多个薄膜的层叠体，并且一边通过在线光学测定来测定这些多个薄膜的各个膜厚一边进行成膜条件的调整。由于在一次调整步骤中进行多个薄膜的成膜条件的调整，因此能够减少预备成膜中的调整步骤的次数，从而能够缩短预备成膜所需的时间。
附图说明
图1是表示防反射膜的层叠结构例的示意截面图。
图2是表示用于多层光学薄膜的制造的溅镀成膜装置的结构例的示意图。
图3是溅镀室内的结构概念图。
图4是表示以往技术的预备成膜中的成膜条件的调整方法的概要的图。
图5是表示预备成膜中的成膜条件的调整方法的一例的流程图。
图6是表示本发明的制造方法的预备成膜中的成膜条件的调整方法的概要的图。
图7是表示本发明的制造方法的预备成膜中的成膜条件的调整方法的概要的图。
图8是通过第一调整步骤S151进行的成膜条件调整前后的、宽度方向的23个部位的反射光谱。
图9是通过第二调整步骤S152进行的成膜条件调整前后的、宽度方向的23个部位的反射光谱。
图10是通过第三调整步骤S153进行的成膜条件调整前后的、宽度方向的23个部位的反射光谱。
图11是通过第四调整步骤S154进行的成膜条件调整前后的、宽度方向的23个部位的反射光谱。
图12是在通过步骤S151～S154对成膜条件进行调整后，以与主成膜相同的基材搬送速度实施成膜后的防反射膜的宽度方向的23个部位的反射光谱。
具体实施方式
本发明涉及一种在膜基材上具备多层光学薄膜的光学膜的制造方法，该多层光学薄膜包含折射率不同的多个光学薄膜的层叠体，具体地说，涉及一种在膜基材上形成多层光学薄膜的形成方法、以及用于对多层光学薄膜的成膜条件进行调整的预备成膜方法。
[光学膜]
作为在膜基材上具备多层光学薄膜的光学膜的一例，列举出防反射膜。防反射膜在透明膜、偏振板等膜基材上具备包含多层光学薄膜的防反射层。在防反射膜中，通过以使入射光与反射光的反转的相位相互抵消的方式设定构成防反射层的薄膜的光学膜厚(折射率与厚度的积)，在可见光的宽带宽的波长范围中能够减小反射率。
图1是示意性地表示防反射膜的层叠结构例的截面图。图1的防反射膜100在膜基材20上隔着密接性提升层30具备包含多层光学薄膜的防反射层50。在图1中图示出包含四层薄膜51、52、53、54的层叠体的防反射层50。
作为膜基材20使用透明膜、偏振板等。作为构成透明膜的树脂材料能够列举聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯类；二乙酰纤维素或三醋酸纤维素等纤维素类聚合物；聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸类聚合物；聚苯乙烯或丙烯腈·苯乙烯共聚物等苯乙烯类聚合物；聚降冰片烯等环状聚烯烃；聚碳酸酯等。膜基材20的厚度为5μm～300μm左右。也可以在膜基材20的防反射层50形成面侧设置有硬涂层、防眩层等。
通过在膜基材20与防反射层50之间设置密接性提升层30，能够提高作为有机材料的膜基材与作为无机材料的防反射层的密接性。密接性提升层30的膜厚例如为1nm～30nm左右。也可以使多层光学薄膜中的与膜基材20相接地设置的薄膜具有作为密接性提升层的功能。例如，通过在膜基材20上设置化学计量组成中的含氧量更少的氧化物层作为密接性提升层30，能够兼具高透明性及相对于防反射层的密接性。密接性提升层30的含氧量优选为化学计量组成的60～95％左右。例如，在形成氧化硅(SiOx)层作为密接性提升层30的情况下，x优选为1.2～1.9左右。
作为构成防反射层50的薄膜的材料，能够列举金属的氧化物、氮化物、氟化物等。例如，作为波长550nm下的折射率为1.6以下的低折射率材料，能够列举氧化硅、氟化镁等。作为波长550nm下的折射率为1.9以上的高折射材料，能够列举氧化钛、氧化铌、氧化锆、掺锡氧化铟(ITO)、氧化锡锑(ATO)等。除了形成低折射率层及高折射率层以外，例如也可以形成包含氧化钛、上述低折射率材料与高折射材料的混合物的薄膜作为折射率为1.50～1.85左右的中折射率层。
作为防反射层50的层叠结构能够列举如下结构：自膜基材20侧起为光学膜厚240nm～260nm左右的高折射率层及光学膜厚120nm～140nm左右的低折射率层的两层结构；自膜基材20侧起为光学膜厚170nm～180nm左右的中折射率层、光学膜厚60nm～70nm左右的高折射率层、以及光学膜厚135nm～145nm左右的低折射率层的三层结构；自膜基材20侧起为光学膜厚25nm～55nm左右的高折射率层、光学膜厚35nm～70nm左右的低折射率层、光学膜厚60nm～250nm左右的高折射率层、以及光学膜厚100nm～180nm左右的低折射率层的四层结构；自膜基材20侧起为光学膜厚15nm～30nm左右的低折射率层、光学膜厚20nm～40nm左右的高折射率层、光学膜厚20nm～40nm左右的低折射率层、光学膜厚240nm～290nm左右的高折射率层、光学膜厚100nm～200nm左右的低折射率层的五层结构等。构成防反射层的薄膜的折射率、膜厚的范围并不限定于上述例示。另外，防反射层50也可以为六层以上的薄膜的层叠体。为了减少在空气界面的反射，作为防反射层的最表面层设置的薄膜54优选为低折射率层。
成为本发明的对象的光学膜并不限定为防反射膜，只要是在膜基材上具备多层光学薄膜的光学膜即可。例如，电磁波遮蔽膜、光照调节膜通过层叠反射电磁波或红外线等的金属薄膜、以及金属氧化物薄膜而兼具针对特定波长的电磁波的遮蔽性及针对可见光的透射性。透明导电膜通过在透明膜基材上层叠一个以上的电介质薄膜和包含ITO等的透明电极层而使得电介质薄膜发挥作为光学调整层的作用，从而可使透射可见光、反射可见光的色相中性化。
如上述的那样，在膜基材上具备多层光学薄膜的功能性光学膜利用多层光学薄膜的多重反射干涉来调整光的反射透射特性。因此，为了得到具有期望的特性的光学膜，需要恰当地控制构成多层光学薄膜的各个光学薄膜的(光学)膜厚。当在光学膜的面内光学薄膜的膜厚存在分布时，反射率、透射率会产生不均，这些被视觉辨识为颜色不均。尤其在防反射膜等显示器用光学膜中，反射光特性会左右显示器的画质、视觉辨识性，因此要求对光学薄膜的膜厚进行严密的控制。
[成膜装置]
当在膜基材上形成多层光学薄膜时使用卷对卷方式的溅镀成膜装置。在卷对卷方式中，在沿着膜基材的搬送方向配置有多个溅镀靶的溅镀装置内一边连续地搬送膜基材一边实施成膜。因此，能够在自膜基材的卷出起至卷取为止的一个行程中形成多个薄膜。
图2是表示溅镀成膜装置的构成例的概念图。图2的成膜装置自卷出室210内的卷出辊211卷出膜基材，并供给至成膜室220内的成膜辊221、222上，通过卷取室290内的卷取辊291卷取形成有薄膜的膜基材(光学膜100)。
成膜室220与真空泵连接，且能够调整为规定的真空度。在成膜室220内设置有第一成膜辊221和第二成膜辊222。沿着第一成膜辊221的周向设置有由间隔壁隔开的溅镀室1～5，沿着第二成膜辊222的周向设置有由间隔壁隔开的溅镀室6～10。在各溅镀室1～10内设置有阴极251～260，在各个阴极中以与成膜辊相对面的方式配置靶。
在第二成膜辊222与卷取辊291之间设置有用于测定光学膜的反射率、透射率等光学特性的光学测定部280，能够测定在膜基材上设置有光学薄膜而成的层叠体的透射率、反射率等光学特性。光学测定部280除了用于监视主成膜中的产品的光学特性以外，还用于预备成膜中的膜厚测定等。反射光学系统适于膜厚的测定。
由光检测部293检测出的反射光通过受光元件被转换为电信号，且根据需要利用运算部273进行运算。在运算部中，进行所检测出的反射光的光谱的计算、向特定的表色系统(例如，XYZ表色系统、L*a*b*表色系统、Yab表色系统)的转换、膜厚的计算等。
优选光学测定部280构成为能够测定膜的宽度方向的多个部位的光学特性。作为测定宽度方向的多个部位的光学特性的方法，能够列举在宽度方向设置多个光检测部的方法、使具备光检测部的测定头构成为可在宽度方向上移动的方法等。
<溅镀室>
作为溅镀室中的溅镀方式能够列举2极溅镀方式、3极溅镀方式、磁控溅镀方式等。磁控溅镀法成膜速率高，因此优选。其中，双靶磁控溅镀法适于电介质薄膜的形成。用于对靶施加电压的电源可以为直流及交流中的任一者。使用直流电源成膜速率高，因此优选。
关于氧化物薄膜的溅镀成膜，能够实施使用氧化物靶的方法、以及使用金属靶的反应性溅镀中的任一者。使用金属靶的反应性溅镀能够实现高速率的成膜，因此适于氧化硅等的电介质薄膜的成膜。在反应性溅镀中，将氩气等非活性气体及氧气等反应性气体导入至溅镀室内，且以成为金属区域与氧化物区域的中间的过渡区域的方式控制反应性气体的导入量，由此能够以高速率形成氧化物薄膜。
在反应性溅镀中，优选通过等离子体发射监视器(PEM)控制来控制氧气等反应性气体的导入量。在PEM控制中，检测溅镀成膜的等离子体发光强度，以使发光强度成为规定的控制值(设定点；SP)的方式进行反应性气体导入量的调整。通过以使等离子体发光强度成为恒定的方式对气体导入量进行自动调整，除了能够维持过渡区域而实现高速率的成膜以外，还能够将成膜速率保持为恒定。但是，当长时间连续地实施成膜时，由于靶的侵蚀等的影响，即使等离子体发光强度相同，成膜速率也会变化。因此，在如主成膜那样实施长时间的连续成膜的情况下，优选基于在线的光学特性的测定结果等来对PEM的SP适当地进行调整。
图3是溅镀室内的结构概念图。在溅镀室内的阴极上设置有一对靶251a、251b。在溅镀室连接有用于共享氩气等非活性气体、以及氧气等反应性气体的气体导入管310、320。反应性气体导入管310在中途进行分支，并且在各分支管设置有质量流量控制器311～314。非活性气体导入管320也在途中进行分支，并且在各分支管设置有质量流量控制器321～324。
各个质量流量控制器与控制部370连接，控制导入至溅镀室内的气体的流量。通过该结构，能够在宽度方向的多个部位对气体导入量单独地进行调整。分支管在比质量流量控制器靠下游侧的位置进一步进行分支，并且在靶的周边，从沿着宽度方向并排地设置的气体喷出喷嘴319、329向溅镀室内导入气体。此外，在图3中，示出了自气体喷出喷嘴319及329将反应性气体及非活性气体单独地导入至溅镀室内的方式，但也可以预先将反应性气体与非活性气体混合，自相同的气体喷出喷嘴导入至溅镀室内。
在溅镀室内的靶附近，沿着宽度方向设置有多个用于检测溅镀放电的等离子体发光强度的PEM 341～344。PEM 341～344与控制部370连接。
为了控制各溅镀室内的溅镀成膜的状态，利用PEM始终监视等离子体发光强度，并且基于在规定的范围内设定的发光强度的控制值(设定点；SP)对向溅镀室内导入的气体导入量进行反馈控制。在宽度方向上设置的多个PEM能够分别独立地对设定点进行设定，通过对导入至与PEM对应的宽度方向的位置的气体流量的平衡进行调整，能够形成在宽度方向上具有均匀的膜厚的薄膜。
[光学膜的制造方法]
在本发明中，如上述的那样，使用在卷取辊的上游侧具备光学测定部的卷对卷溅镀装置来在膜基材上进行多层光学薄膜的形成。本发明的制造方法包括如下工序：预备成膜工序，其用于设定在膜基材上形成的薄膜的成膜条件；以及主成膜工序，其基于在预备成膜工序中设定的成膜条件，在膜基材上形成多层光学薄膜来得到光学膜。
在预备成膜工序中，作为副工序，实施至少一次调整步骤。在一次调整步骤中，维持进行通电的溅镀室的放电的有无。在结束一次调整步骤之后，变更进行通电的溅镀室来实施下一调整步骤。在本发明中，在预备成膜中的至少一次调整步骤中，对两个以上的溅镀室同时进行通电，在膜基材上溅镀形成两个以上的不同种类材料的薄膜。溅镀形成有两个以上的薄膜的膜基材在由卷取辊291卷取之前，由光学测定部280对该膜基材进行光学特性的测定。基于光学测定结果进行两个以上的薄膜的膜厚的计算，基于其计算结果对两个以上的溅镀成膜室中的成膜条件进行调整。
像这样，在调整步骤中，一边搬送膜基材一边实施溅镀成膜，并且在继续成膜的状态下重复进行光学测定、膜厚计算以及成膜条件的调整，由此，将膜厚调整为处于设定范围内。对所有的溅镀室实施该调整步骤，在设定用于主成膜的溅镀成膜条件之后进行主成膜。
以下参照图1所示的防反射膜100的制造例来对预备成膜中的成膜条件的设定方法更详细地进行说明。图1的防反射膜100是通过利用卷对卷溅镀在膜基材20上依次形成膜厚3.5nm的SiOx密接性提升层30(x<2)、膜厚12nm的Nb2O5高折射率层51、膜厚28nm的SiO2低折射率层52、膜厚102nm的Nb2O5高折射率层53以及膜厚84nm的SiO2低折射率层54而得到的。
首先，对该防反射膜的制造方法中的主成膜工序进行说明。在溅镀室1中，使用Si靶，一边导入氩气和氧气一边形成SiOx密接性提升层30。在溅镀室2中，使用Nb靶，一边导入氩气和氧气一边形成Nb2O5层51。在溅镀室3中，使用Si靶，一边导入氩气和氧气一边形成SiO2层52。在溅镀室4～7中，使用Nb靶，一边导入氩气和氧气一边形成Nb2O5层53。由于Nb2O5层53的膜厚比SiO2层52和Nb2O5层51大，因此在本实施方式中，在溅镀室4～7中成膜四个子薄膜53a、53b、53c、53d。即，Nb2O5层53是在四个溅镀室中形成的子薄膜53a、53b、53c及53d的层叠膜。同样地，SiO2层54是子薄膜54a、54b、54c的层叠膜，在三个溅镀室8～10中形成。
在主成膜之前进行的预备成膜步骤中，对构成防反射层50的四个薄膜51～54的成膜条件(溅镀室2～10的成膜条件)进行调整。在溅镀室1中形成的密接性提升层30不需一定进行成膜条件的调整。因此，在预备成膜中不需一定形成密接性提升层。在表1中示出本实施方式中的薄膜的层结构与用于各子薄膜的成膜的溅镀室的关系的一览。表1中的薄膜的编号与图1的标记相对应，表1的溅镀室的编号与图2的标记相对应。
[表1]
<以往的预备成膜方法>
首先，对形成单层的薄膜并进行膜厚和成膜条件的调整的以往的预备成膜方法进行说明。图4表示以往技术的预备成膜中的膜厚调整方法的各调整步骤中的溅镀室的状态(通电有无)。图4的A的预备成膜工序包含步骤S611～S615这五个副步骤。在调整步骤S611～S614中，进行单层的薄膜的形成和成膜条件的调整，在步骤S615中，根据需要进行所有薄膜的成膜条件的调整。
在第一调整步骤S611中，一边以速度v611连续地搬送膜基材，一边仅对溅镀室2通电来在膜基材上溅镀形成氧化铌层51。基于光学测定部的测定结果，计算在膜基材上形成氧化铌层51而成的层叠体中的氧化铌层的膜厚。例如，在光学测定部中进行反射光谱的测定，并基于反射率的峰值波长来计算氧化铌层51的光学膜厚。基于反射光谱的膜厚的计算利用光学膜厚为nd的薄膜在波长λ＝2nd/m具有反射率的峰值的特性(m为1以上的整数，n为折射率，d为物理膜厚)。
即使以与主成膜同样的搬送速度V搬送膜基材并形成膜厚为12nm的氧化铌薄膜(折射率n＝2.33、光学膜厚28nm)，在比波长56nm更长的波长中也不会出现反射率的峰值。因此，在调整步骤S611中，为了求出氧化铌薄膜的膜厚，需要以在可见光区域中出现氧化铌薄膜的反射峰值波长的方式，以主成膜中的膜基材的搬送速度V的1/8左右或其以下的搬送速度v611来搬送膜基材，以增大成膜厚度。
在第一调整步骤中的搬送速度v611为主成膜中的搬送速度V的1/8的情况下，如果成膜条件恰当，则氧化铌薄膜具有约224nm的光学膜厚，因此，在波长448nm附近观测到反射率的峰值波长。在由光学测定部测定的反射率的峰值波长偏离该范围的情况下，通过变更对靶施加的电压、导入至溅镀室内的氧气量等来进行成膜条件的调整。重复进行光学测定、膜厚计算(反射率峰值波长的确认)以及成膜条件的调整，如果宽度方向整体的膜厚处于设定范围内(例如，反射率峰值波长为设定值的±15nm以内)，则结束第一调整步骤S611，断开对溅镀室的通电。
在第二调整步骤S612中，一边以速度v612连续地搬送膜基材，一边对溅镀室3通电，溅镀形成氧化硅层52，重复进行光学测定、膜厚计算以及成膜条件的调整直至宽度方向整体的膜厚处于设定范围内为止。氧化硅层52与氧化铌层51的光学膜厚不同。因此，在第二调整步骤S612中，以使氧化硅层在可见光区域具有反射率峰值的方式，一边以与第一调整步骤不同的搬送速度v612搬送膜基材，一边进行氧化硅层的成膜条件的调整。
在第二调整步骤S612结束后，断开对溅镀室3的通电，对溅镀室5、6、7、8通电，进行第三调整步骤S613。在调整步骤S613中，一边以搬送速度v613搬送膜基材，一边进行子薄膜53a、53b、53c、53d的成膜条件的调整，直至氧化铌层53的膜厚处于设定范围内为止。
仅利用反射峰值波长的测定无法计算子薄膜53a、53b、53c、53d的单独的膜厚。因此，在第三调整步骤S613中，同时调整溅镀室4～7的成膜条件，以使四个子薄膜的合计膜厚处于设定范围内的方式进行条件调整。或者如图4的B的调整步骤S623那样，调整溅镀室4～7中的任一个的成膜条件，使其它三个溅镀室以恒定条件继续进行成膜，由此以使合计膜厚处于设定范围内的方式进行调整。
之后，断开对溅镀室4～7的通电，对溅镀室8～10通电，进行第四调整步骤S614。在调整步骤S614中，一边以搬送速度v614搬送膜基材一边进行子薄膜54a、54b、54c的成膜条件的调整，直至氧化硅层54的膜厚处于设定范围内为止。
如上述的那样，在调整步骤S611～614中，对于包含单一材料的各个薄膜51～54进行成膜条件的调整。之后，在步骤S615中，对所有溅镀室1～10通电，并以与主成膜中的搬送速度V相同的搬送速度v615搬送膜基材，在膜基材上形成包含多层光学薄膜的防反射层。由光学测定部测定反射光谱，在光谱形状(反射最低波长)、色相偏离设定值的情况下，进一步进行成膜条件的调整，在确认得到所期望的防反射层的光谱之后，实施用于得到产品的主成膜。
在图4的A及图4的B所示的方式中，在通过四次调整步骤的各调整步骤来调整单层的薄膜的成膜条件之后，在第五个调整步骤中进行多层光学薄膜的成膜条件的调整。在该方法中，需要减小预备成膜的调整步骤中的膜基材的搬送速度，以使单层的薄膜在可见光区域具有反射光谱的峰值波长。另外，由于成为成膜条件的调整对象的单层的薄膜的光学膜厚根据调整步骤而不同，因此需要针对每个调整步骤来变更膜基材的搬送速度。
在图4的A中的步骤S613及S614(以及图4的B中的步骤S623及S624)中，仅进行基于多个子薄膜的合计膜厚的成膜条件的调整，不进行各个子薄膜的膜厚的单独调整。因此，有时用于使宽度方向的膜厚均匀化的条件设定需要较多的时间。并且，有时虽然多个子薄膜的合计膜厚在宽度方向上均匀，但是各个子薄膜在宽度方向上具有膜厚分布。当子薄膜在宽度方向上具有膜厚分布时，有时因成膜环境的略微变化而导致宽度方向的膜厚分布变大。因此，在对所有溅镀室通电来进行成膜时，变得难以校正膜厚的偏离，调整步骤S615(或S625)中的条件调整需要时间，或在主成膜中宽度方向的膜厚分布变大，可能成为产生质量不符合规格的不良品的原因。
如图4的C所示，在调整步骤S631～S639中，如果针对每一个子薄膜以使膜厚处于规定范围内的方式对成膜条件进行调整，则能够解决子薄膜的膜厚不均匀的问题。但是，在图4的C所示的方式中调整步骤数增多。并且，为了以在可见光区域具有反射峰值波长的方式设定子薄膜的膜厚，相比于如图4的A、B所示的那样将多个子薄膜设为单层的薄膜的情况，需要进一步减小膜基材的搬送速度v631～v639。因此，预备成膜所需的时间进一步变长，成为生产性降低的重要因素。
<本发明的预备成膜方法>
如上述的那样，在以往的预备成膜中，基于单层的薄膜的反射光谱的峰值(最低)波长进行膜厚的调整。相对于此，在本发明中，在膜基材上溅镀形成两个以上的不同种类材料的薄膜的层叠体，基于光学测定结果进行多个薄膜的膜厚的计算。基于其计算结果，通过一次调整步骤进行多个薄膜的成膜条件的调整。
所谓不同种类材料，具体而言是折射率不同的材料，优选为由不同的靶材料形成的膜。例如，使用Nb靶成膜的氧化铌(折射率2.33)与使用Si靶成膜的氧化硅(折射率1.46)为不同种类材料。
图5是本发明的预备成膜中的成膜条件的调整方法(调整步骤)的一例的流程图。在该实施方式中，以使形成有m层光学薄膜(m为2以上的整数)的膜基材的在线的反射光谱与设为目标的反射光谱的差处于规定的范围内的方式，进行各层成膜条件的调整。具体而言，基于在线的反射光谱的测定结果，计算包含m层的光学薄膜的各个薄膜的膜厚di(i为1～m的整数)，通过成膜条件的调整使膜厚di变化，从而使在线的反射光谱接近设为目标的反射光谱。
作为基于反射光谱计算多个薄膜的膜厚的方法，能够采用曲线拟合法、傅立叶变换法等公知的方法。曲线拟合法适于包含纳米级的薄膜的多层光学薄膜的膜厚测定。
在曲线拟合法中，求出根据光学计算模型求出的反射光谱R(λ)cal与通过在线测定得到的实际测量的反射光谱R(λ)的不同来作为评价函数F(R，Rcal)，使光学计算中的膜厚的组合变化来进行反复计算，将使评价函数最小的膜厚的组合(d1，d2，……，dm)作为膜厚的计算值(测定值)输出。
作为利用光学计算模型求出多层光学薄膜的反射光谱R(λ)cal的方法，已知有对薄膜的各个界面重复应用薄膜干涉的公式来使多重反射的波全部相加的方法；以及考虑麦克斯韦方程式的边界条件并通过转移矩阵来计算反射光谱的方法等。在本发明中可以利用任一计算方法来求出反射光谱。
一般而言，在多层光学薄膜的光学计算模型中，在计算时考虑膜基材20与多层光学薄膜的界面处的反射、以及多层光学薄膜的表面(空气界面)处的反射，但未考虑膜基材的背面侧(薄膜非形成面侧)的空气界面处的反射。因此，在膜基材20为三醋酸纤维素或聚对苯二甲酸乙二醇酯等透明膜的情况下，需要在通过多层光学薄膜的光学计算求出的反射率中加上膜基材的背面反射光分量。背面反射光分量Rb由下式表示。
[数式1]
在上式中，Tff为基材背面的透射率、Ti为基材的内部透射率、R0为基材背面与空气的界面处的反射率、Rremen为基材与多层光学薄膜的界面处的反射率。
在调整各层成膜条件时，首先，利用光学计算模型求出目标反射光谱R(λ)int(S10、S11)。在计算目标反射光谱时，使用m层薄膜的各个膜厚的设定值Di及折射率n(λ)i。如果材料已知，则折射率n(λ)已知，因此，对于各个薄膜，只要读入储存于数据库的n(λ)i即可。此外，也可以代替根据膜厚的设定值Di计算目标光谱R(λ)int而根据已知的R(λ)int来通过光学计算计算膜厚的设定值Di。
(根据反射光谱计算膜厚)
以使通过在线测定得到的实际测量的反射光谱接近通过光学计算模型得到的目标光谱的方式，进行各层的成膜条件的调整。关于多个薄膜的各个薄膜，通过评价膜厚的测定值与目标值的差异，能够有效地调整多个薄膜的成膜条件。此处的所谓膜厚的测定值是指根据在线测定得到的实际测量的反射光谱利用光学计算模型计算各层的膜厚所得的值。
首先，设定根据各层任意的膜厚利用光学计算计算出的初始计算光谱。在本实施方式中，将根据各层的设定膜厚Di计算出的目标反射光谱R(λ)int用作初始计算光谱(S12)。
计算通过在线测定得到的实际测量的反射光谱R(λ)与利用光学计算所得的反射光谱R(λ)cal的差别来作为评价函数F(R，Rcal)(S23)。评价函数例如被计算为实际测量光谱R(λ)与利用光学计算所得的计算光谱R(λ)cal的距离。能够通过将评价波长范围分割为M个波长区域，并求出各波长区域λk(k为1～M的整数)中的、实际测量光谱的反射率R(λk)与利用光学计算所得的计算光谱的反射率R(λk)cal的差的平方和来求出两个光谱间的距离。
此外，有时由于在线的光学测定环境、其它因素而导致反射率的实际测量值与计算值之间产生差异。因此，在计算评价函数时，也可以如下式那样自R(λ)与R(λ)cal的单纯差减去规定的校正函数β(λ)后使用平方和。
[数式2]
在光学计算时，可以考虑校正函数来求出反射光谱R(λ)cal。此外，评价函数并不限定于上述，只要能够判断两个光谱的差别的大小即可，并且根据光谱的形状等采用反复计算的收敛速度大而能够缩短计算时间的函数即可。
在基于利用光学计算所得的反射光谱R(λ)cal与实际测量的反射光谱计算评价函数后，变更膜厚di，cal(S26)，基于变更后的膜厚di，cal进行反射光谱R(λ)cal的再计算(S27)。基于再计算后的反射光谱R(λ)cal与实际测量的反射光谱R(λ)来计算评价函数F(R，Rcal)，并对上一次(第s-1次)与这次(第s次)的评价函数进行对比。以评价函数的变化量为基准来决定膜厚di，cal的变更量Δdi，变更膜厚di，cal(S26)，并基于变更后的膜厚di，cal进行反射光谱R(λ)cal的再计算(S27)。重复该步骤，如果判定评价函数F(R，Rcal)收敛了，则结束计算。
此外，膜厚的计算方法并不限定于上述，也可以使用通用的光学仿真程序、膜厚计算程序来计算膜厚。
(成膜条件的调整)
输出基于在线测定的反射光谱计算出的薄膜的膜厚di，cal作为第i层的膜厚的测定值di(S30)。计算各层的膜厚的测定值di与同目标反射光谱R(λ)int对应的各层的膜厚Di的差(S31)，如果该差为容许范围内，则存储第i层的成膜条件(PEM的设定点、电压等)作为主成膜用的成膜条件(S40)，结束调整。作为调整结束的判断基准，也可以代替使用膜厚的差而将通过在线测定得到的实际测量的反射光谱R(λ)与目标光谱R(λ)int的差异作为判断基准。反射光谱的差异例如基于前述的评价函数进行评价即可。
在设定膜厚Di与膜厚di的差(或反射光谱的差异)为范围外的情况下，通过变更成膜条件来调整膜厚。重复实施调整直至成膜条件变更后的各层的膜厚的差(或反射光谱的差异)处于容许范围内为止。为了消除宽度方向的膜厚的偏差，考虑根据宽度方向的多个部位的反射光谱的测定结果求出的膜厚分布来在宽度方向的多个部位对成膜条件进行调整即可。
这些成膜条件的调整可以由操作员手动进行，也可以通过自动调整来进行成膜条件的调整。例如，在采用以使沿着宽度方向设置有多个的等离子体发射监视器341～344中的发光强度处于规定范围内的方式调整反应性气体导入量的PEM控制的情况下，通过以使测定值与设定值(目标值)的差异变小的方式变更PEM的控制值(设定点；SP)来进行成膜条件的调整。
像这样，在本发明的方法中，通过单独地计算构成多层薄膜的多个薄膜的膜厚，能够通过一次调整步骤同时对多个薄膜的成膜条件进行调整，因此能够减少预备成膜中的调整步骤数。通过减少调整步骤数，除了能够缩短成膜条件的调整所需的时间以外，还能够缩短调整步骤的切换所需的时间。尤其在溅镀成膜中，在刚开始通电之后放电容易变得不稳定，需要使膜厚的测定、成膜条件的调整等待，直至放电稳定为止。随着调整步骤数的减少，预备成膜时的各溅镀室中的通电的接通断开的次数也减少，因此，调整步骤数的减少非常有助于预备成膜时间的缩短。并且，在本发明的方法中，利用反射光谱等光学测定数据，以使实际测量的光谱、膜厚接近目标值的方式进行成膜条件的调整，因此容易减少光学特性的偏差。
<调整步骤的具体例>
图6是用于说明本发明中的预备成膜的实施方式的图，表示调整步骤中的各溅镀室的状态。在图6的A所示的方式中，通过一次调整步骤S101对所有溅镀室进行通电，进行构成防反射层的四层薄膜的所有成膜条件的调整。在调整步骤S101中，一边以速度v101连续地搬送膜基材一边对所有溅镀室1～10通电，在膜基材上形成密接性提升层30、氧化铌层51、氧化硅层52、氧化铌层53以及氧化硅层54这五个膜厚。通过光学测定部测定在膜基材上形成多层光学薄膜而成的层叠体的反射光谱，并基于反射率的光谱来计算构成防反射层50的4层薄膜51～54各自的膜厚。
通过将根据反射光谱计算出的薄膜51、52、53、54的膜厚与膜厚的设定值进行对比，并且对与产生膜厚的差异的薄膜对应的溅镀室的成膜条件进行调整，能够通过一次调整步骤来调整所有薄膜的成膜条件。此时，通过在宽度方向的多个部位测定反射光谱，并根据膜厚分布在宽度方向的多个部位实施PEM的SP的调整，能够减少宽度方向的膜厚分布，提高均匀性。
调整步骤S101中的膜基材的搬送速度v101可以与主成膜中的膜基材的搬送速度V相同也可以不同。在两者不同的情况下，只要根据搬送速度比(V/v101)决定调整步骤中的膜厚的设定值即可。
在成膜条件的调整完成之后，实施用于获取产品的主成膜。在预备成膜的调整步骤S101中的膜基材的搬送速度v101与主成膜中的搬送速度V不同的情况下，只要在成膜条件的调整完成后变更膜基材的搬送速度来开始主成膜即可。也可以在变更搬送速度之后，确认光学膜(防反射膜)的反射光谱，在根据需要进行成膜条件的微调整之后开始主成膜(获取产品)。
在图6的A所示的实施方式中，在预备成膜时对溅镀室1通电，形成有密接性提升层，但也可以如图6的B所示的实施方式那样在预备成膜中不形成密接性提升层。另外，也可以如图6的C所示的实施方式那样，在预备成膜的调整步骤S121～S126中不形成密接性提升层，在调整步骤中的成膜条件调整后且在主成膜开始前的步骤S127中形成密接性提升层。
用于预备成膜的膜基材可以与用于主成膜的膜基材相同，也可以不同。在预备成膜与主成膜使用相同的膜基材的情况下，能够在维持溅镀室的通电状态下继预备成膜后实施主成膜，因此能够提高生产效率。在预备成膜与主成膜使用不同的膜基材的情况下，在通过调整步骤S101调整成膜条件之后，切换为主成膜用的膜基材并再开始通电来进行主成膜即可。
图6的B是关于预备成膜的另一实施方式的图。在图6的B所示的方式中，针对每一个调整步骤增加通电的溅镀室的个数，并调整新开始通电的溅镀室的成膜条件，由此对所有溅镀室的成膜条件单独地进行设定。
首先，在调整步骤S111中，对溅镀室2、3、4通电，进行溅镀室2中的氧化铌层51的成膜条件、溅镀室3中的氧化硅层52的成膜条件以及溅镀室4中的氧化铌层53a的成膜条件的调整。氧化铌层51与氧化铌层53a的折射率相同，但由于在两者之间形成具有不同的折射率的氧化硅层52，因此能够基于在线的反射光谱测定结果来单独地计算这3个薄膜的膜厚。
将根据反射光谱计算出的薄膜51、52及53a的膜厚与膜厚的设定值进行对比，对与产生膜厚的偏离的薄膜对应的溅镀室的成膜条件进行调整。在薄膜51、52及53a中的多个薄膜的膜厚偏离设定值的情况下，可以同时调整与它们对应的多个溅镀室的成膜条件，也可以在设定完成一个溅镀室的成膜条件之后调整其它溅镀室的成膜条件。调整步骤S111中的膜基材的搬送速度v111可以与主成膜中的膜基材的搬送速度V相同也可以不同。
氧化铌层51的光学膜厚(2.33×12＝28nm)、氧化硅层52的光学膜厚(1.46×28＝41nm)以及氧化铌子薄膜53a的光学膜厚(2.33×102/4＝59nm)的合计为128nm，因此根据可见光反射光谱的峰值波长，单层膜及层叠膜的膜厚均无法计算。
相对于此，如果根据光谱的波形(针对波长的反射率的函数)计算膜厚，则即使在测定波长区域(可见光区域)中不存在峰值波长、最低波长的情况下也能够单独地计算多个薄膜的膜厚。因此，在本发明的方法中，在调整步骤S111中，可以按与主成膜中的膜基材的搬送速度V相同的搬送速度v111搬送膜基材。在调整步骤S111中的搬送速度v111与主成膜中的搬送速度V不同的情况下，也无需考虑反射光谱的峰值波长等，因此，在本发明的方法中，预备成膜中的基材搬送速度的选择自由度高。
在通过调整步骤S111对溅镀室2、3、4的成膜条件进行调整之后，在调整步骤S112中，在维持这些溅镀室的通电的状态下开始溅镀室5的通电。在调整步骤S112中，进行新开始通电的溅镀室5中的氧化铌层53b的成膜条件的调整。
通过在线的反射光谱测定，计算氧化铌层51、氧化硅层52以及氧化铌层(子薄膜53a与子薄膜53b的层叠膜)的膜厚。在基于反射光谱的膜厚测定中，计算氧化铌层的膜厚(子薄膜53a、53b的合计膜厚)，而无法单独地求出子薄膜53b的膜厚。另一方面，通过之前的调整步骤S111，以使氧化铌层51、氧化硅层52及氧化铌子薄膜53a的膜厚成为设定值的方式进行了成膜条件的调整，因此这些薄膜的膜厚已知。由于氧化铌子薄膜53a的膜厚已知，因此能够根据氧化铌层的膜厚与子薄膜53a的膜厚的差来计算氧化铌子薄膜53b的膜厚。
像这样，使通过之前的调整步骤进行了成膜条件的调整的薄膜的成膜条件固定，并且实施新开始成膜的薄膜的膜厚测定和成膜条件的调整，由此能够对多个子薄膜53a、53b的成膜条件单独地进行调整，从而不仅对层叠膜的合计膜厚，对于各个子薄膜也能够使宽度方向的膜厚均匀化。
调整步骤S112中的膜基材的搬送速度v112可以与之前的调整步骤S111中的膜基材的搬送速度v111相同也可以不同。使调整步骤S111和S112中的膜基材的搬送速度v111与v112相同能够直接利用之前的调整步骤中的膜厚的值、以及能够抑制伴随着搬送速度的变更而产生的成膜环境的变化，因此优选。优选的是，在调整步骤S112之后进行的调整步骤S113～S116中的搬送速度v113～v116也与v111及v112相同。
在调整步骤S113中，在维持溅镀室2～5的通电的状态下新开始溅镀室6的通电，进行氧化铌层53c的成膜条件的调整。
在调整步骤S114中，在维持溅镀室2～6的通电的状态下新开始溅镀室7、8的通电，进行氧化铌层53d和氧化硅层54a的成膜条件的调整。之后，在调整步骤S115及S116中，分别开始溅镀室9和溅镀室10的通电，进行氧化硅层(子薄膜)54b及54c的成膜条件的调整。
如上述的那样，在本实施方式中，能够通过六次调整步骤对九个溅镀室的成膜条件单独地进行调整。通过对各子薄膜的膜厚单独地进行调整，能够实现膜厚的均匀性优异的多层光学薄膜的成膜。在以往技术中，为了对九个溅镀室的成膜条件单独地进行调整，如图4的C所示那样需要与溅镀室的个数相同的九次调整步骤。相对于此，在本发明的方法中，通过一次调整步骤进行多个薄膜的成膜条件的调整，因此能够减少预备成膜中的调整步骤的次数。
此外，在本发明中，只要在预备成膜中的任一调整步骤中进行多个薄膜的成膜条件的调整即可，不需一定在所有调整步骤中对多个薄膜的成膜条件进行调整。例如，也可以如图6的B的步骤S112、S113、S115那样包括对一个薄膜的膜厚进行调整的步骤。
在调整所有溅镀室的成膜条件之后，在步骤S117中，以与主成膜相同的搬送速度V搬送膜基材，并确认反射光的光谱形状、色相有无偏离设定值(设计值)。在设定值与测定值之间存在偏离的情况下，进一步进行成膜条件的调整，在确认得到所期望的防反射层的光谱之后，对用于形成密接性提升层的溅镀室1通电，实施用于得到产品的主成膜。
在图6的B所示的实施方式中，在维持在之前的调整步骤中调整成膜条件后的溅镀室的通电的状态下，在下一调整步骤中开始对成膜条件调整对象的溅镀室通电。在其它实施方式中，断开对调整成膜条件后的溅镀室的通电，在仅对成膜条件调整对象的溅镀室通电的状态下进行调整步骤。
例如，在图6的C所示的实施方式中，在最初的调整步骤S121中对作为调整对象的溅镀室2～4进行通电，调整这些溅镀室的成膜条件。在下一调整步骤S122中，断开对溅镀室2～4的通电，仅对溅镀室5通电来进行成膜条件的调整。在之后的调整步骤S123中，仅对溅镀室6通电来进行成膜条件的调整。在调整步骤S124中，对溅镀室7、8通电来进行成膜条件的调整，在调整步骤S125及S126中，分别对溅镀室9及10通电来进行成膜条件的调整。
像这样，在通过六次调整步骤对九个溅镀室的成膜条件单独地进行调整后，在步骤S127中，以与主成膜相同的搬送速度V搬送膜基材，对溅镀室1～10通电，确认反射光的光谱形状、色相有无偏离设定值(设计值)。在设定值与测定值之间存在偏离的情况下，进一步进行成膜条件的调整，在确认得到所期望的防反射层的光谱之后，实施用于得到产品的主成膜。
在该实施方式中，在调整步骤S121～S126中，对不是成膜条件(膜厚)的调整对象的溅镀室不进行通电，因此能够减少预备成膜中的靶材料的消耗量。另一方面，如果如图6的B所示的实施方式那样，在维持通过之前的调整步骤调整成膜条件后的溅镀室的通电的状态下实施下一调整步骤，则能够维持溅镀放电的稳定状态。另外，图6的B所示的实施方式的步骤S117与其之前的调整步骤S116连续地实施，因此，放电状态、气体浓度的分布稳定。因此，不易产生膜厚的偏离，能够缩短最终的成膜条件调整所需的时间，因此使得生产效率提升。
在图6的B和图6的C中，自上游侧的溅镀室起依次开始通电，来进行溅镀条件的调整，但调整顺序并无特别限定。例如，也可以如图6的D所示的实施方式的调整步骤S131～S136那样自下游侧的溅镀室起依次进行成膜条件的调整。
在图6的B、图6的C及图6的D所示的实施方式中，通过六次调整步骤对九个溅镀室的成膜条件单独地进行调整，但也能够进一步减少调整步骤数。具体而言，调整步骤的个数能够减少至一个薄膜所包含的子薄膜数的最大值。在图1(表1)所示的防反射膜100的实施方式中，氧化铌层53包含四个子薄膜，其是一个薄膜所包含的子薄膜数的最大值。因此，能够将用于制造该防反射膜的预备成膜中的调整步骤数减少至四个。
图7的A表示通过四次调整步骤对九个溅镀室的成膜条件单独地进行调整的实施方式的一例。在该实施方式中，将四次调整步骤S141～144的个调整步骤分配给用于形成四个子薄膜53a、53b、534c、53d的溅镀室7～10的成膜条件的调整。像这样，通过将调整步骤S141～S141分配给包含最多的子薄膜的氧化铌层53的各子薄膜的成膜条件的调整，能够减少调整步骤数。
用于形成氧化铌层53以外的薄膜的溅镀室的成膜条件的调整能够恰当地分配。在图7的A所示的实施方式中，通过最初的调整步骤S141对四个溅镀室2、3、4、8的成膜条件进行调整，相对于此，在图7的B所示的实施方式中，通过最初的调整步骤S151对三个溅镀室2、3、4的成膜条件进行调整，使通过一次调整步骤调整的溅镀室的个数减少。像这样，如果通过使调整对象的溅镀室分散于多个调整步骤来减少一次调整步骤中的调整对象的溅镀室的个数，则能够降低调整的复杂性。
在图7的A和图7的B的实施方式中，通过最初的调整步骤对溅镀室2和溅镀室3中的氧化铌层51和氧化硅层52的成膜条件进行调整，相对于此，也可以如图7的C所示的实施方式那样，通过不同的两个调整步骤实施氧化铌层51的成膜条件的调整和氧化硅层52的成膜条件的调整。
如上述那样，在本发明中，基于反射光谱的波形(针对波长的反射率的函数)计算多个薄膜的膜厚，并基于该膜厚对多个溅镀室的成膜条件进行调整。因此，与基于反射光谱的峰值波长计算单层的薄膜的膜厚的情况相比，能够减少预备成膜中的调整步骤的次数而提高生产效率。另外，由于基于反射光谱的波形进行预备成膜工序中的成膜条件的调整，因此能够进行更细致的调整，从而能够形成膜厚分布少的多层光学薄膜。
在主成膜中，将在预备成膜中得到的成膜条件作为初始条件来实施成膜，一边通过光学测定部测定反射光谱一边根据需要来进行成膜条件的再调整。如果通过预备成膜以使各个子薄膜的膜厚变得均匀的方式预先对成膜条件进行调整，则即使在反射率产生宽度方向的分布的情况下，也容易进行成膜条件的调整。因此，得到反射率、反射光色相的均匀性优异的高质量的防反射膜。
作为防反射膜的代表性的用途，能够列举在偏振板的表面具备防反射层的带防反射层的偏振板。偏振板具有在偏振片的两面层叠有透明膜的结构，带防反射层的偏振板是在层叠于偏振片的视觉辨识侧的透明膜的表面具备防反射层。
作为这样的带防反射层的偏振板的制作方法，能够列举在透明膜层叠于偏振片的表面而成的偏振板的表面形成防反射层的方法、以及将在表面形成有防反射层的透明膜与偏振片层叠来形成偏振板的方法。
<用于预备成膜的基材膜>
由于偏振板相较于单独的透明膜价格高，因此当使用偏振板作为预备成膜的膜基材时，因预备成膜时的基材的损耗导致的成本增加变得显著。因此，当在主成膜中在偏振板的表面形成防反射层的情况下，优选使用其它膜基材来进行预备成膜。
如前述的那样，从生产性提高的观点出发，优选预备成膜与主成膜使用相同的膜基材。因此，从制造成本降低和生产性提高的观点出发，优选通过在透明膜上形成防反射层来制作防反射膜，并且将防反射膜与偏振板贴合来制作带防反射层的偏振板的方法。另外，当在偏振板上实施溅镀成膜时，具有因暴露于高温环境、高输出的等离子体而使偏振片劣化的风险。因此，在抑制偏振片的劣化这个观点上，也优选在预备成膜和主成膜这两方中在透明膜基材上实施溅镀成膜。
另一方面，在使用透明膜基材的情况下，如前述的那样，在反射光谱的测定中需要考虑背面反射光分量Rb。一般而言，防反射膜设计为防反射层形成面的可见光反射率为1％以下，相对于此，透明膜的背面侧(透明膜与空气的界面)处的可见光反射率为4％左右。因此，通过在线光学测定检测的反射光的大部分为来自背面的反射光，难以准确地评价薄膜形成面的反射光谱。与此相伴，有时预备成膜时的薄膜的膜厚测定精度下降，无法恰当地调整成膜条件。
因此，当在透明膜上形成薄膜的情况下，优选在预备成膜和主成膜的任一者中均以能够排除背面反射的影响的方式构成膜基材。例如，能够通过在透明膜的背面侧(薄膜非形成面侧)层叠使可见光散射的光散射性构件、吸收可见光的光吸收性构件来减少背面反射。
作为光吸收性构件，优选可见光透射率为40％以下的构件，例如能够列举黑色的膜等。作为光散射性构件，例如能够列举雾度为40％以上的扩散粘合剂层等。其中，优选通过在透明膜的背面侧隔着粘接层以可剥离地方式贴附光吸收性膜来排除背面反射的影响。
通过贴附可见光透射率为40％以下的光吸收性膜，能够使背面反射率小于1％。作为光吸收性膜的材料，使用聚酯类、纤维素类聚合物、丙烯酸类聚合物、苯乙烯类聚合物、酰胺类聚合物、聚烯烃、环状聚烯烃、聚碳酸酯等。通过在这些树脂材料中添加碳黑等黑色颜料、或在基底膜的表面设置利用黑色墨水等形成的着色层，来得到光吸收性膜。从溅镀成膜时的膜基材的处理性等观点出发，光吸收性膜的厚度优选为5μm～200μm，更优选为10μm～130μm，进一步优选为15μm～110μm。
为了在透明膜的背面侧以可剥离的方式贴附光吸收性膜，优选经由粘合剂来将两者贴合。作为粘合剂，例如能够使用丙烯酸类粘合剂、橡胶类粘合剂、硅酮类粘合剂等。其中，优选使用以丙烯酸类聚合物为主要分量的丙烯酸类粘合剂。
通过使用在透明膜的背面贴合可见光透射率小的光吸收性膜而成的层叠膜基材，能够使背面反射光分量Rb的影响小至可忽略的程度地实施反射光谱的测定以及基于此的膜厚的计算，因此能够提高预备成膜中的成膜条件的调整精度。另外，通过在预备成膜和主成膜这两方中使用该层叠膜基材，能够不更换膜基材地连续地实施预备成膜和主成膜，因此能够提高防反射膜等光学膜的生产性。
从通过主成膜得到的防反射膜(形成有防反射层的透明膜与光吸收性膜的层叠体)剥离去除光吸收性膜，并将透明膜与偏振片贴合，由此得到带防反射层的偏振板。
[实施例]
以下，列举实施例来更详细地说明本发明，但本发明并不限定于以下实施例。
将厚度为100μm、可见光透射率为0.01％、折射率为1.65的黑色PET膜(1300mm宽度)设置于卷对卷溅镀装置的卷出辊，实施图7的B所示的调整步骤S151～S154来进行防反射层的成膜条件的调整。调整步骤S151～S154中的基材的搬送速度设为0.7m/分钟。
在氧化硅的成膜中使用Si靶，在氧化铌的成膜中使用Nb靶。任一薄膜均以一边向溅镀室内导入氩气和氧气一边在宽度方向的四个部位进行PEM控制的方式实施成膜。
在线的反射光谱的测定在宽度方向的23个部位实施，基于得到的反射光谱计算宽度方向的23个部位的膜厚，并以使膜厚在宽度方向上均匀的方式变更等离子体发光强度的设定值(SP)。重复膜厚的计算和SP的变更直至宽度方向的膜厚分布处于容许范围内为止。在图8～11中示出调整步骤S151～S154的成膜条件调整前后的宽度方向的23个部位的反射光谱。在图8～11中，左侧为调整前的反射光谱，右侧为调整后的反射光谱。
在最初的调整步骤S151(图8)中，在反射光谱中未出现峰值波长。因此，在基于反射率的峰值波长调整成膜条件的方法中，需要进行变更来以出现反射率的峰值的方式变更基材的搬送速度。相对于此，在本实施例中，基于反射光谱的波形来测定膜厚，并且基于此对成膜条件进行调整，因此可知：即使在光谱中未出现峰值的情况下，也能够不变更基材的搬送速度地大幅地减少宽度方向的反射光谱的偏差。
在步骤S152(图9)中，自成膜条件调整前起在宽度方向的23个部位的所有的反射光谱中确认到在波长480nm附近反射率极小。在基于反射率的峰值波长对成膜条件进行调整的方法中，在极小的峰值波长一致的情况下不再进行条件调整。相对于此，在基于反射光谱的波形测定膜厚的本实施例中，通过成膜条件的调整，在大致维持极小峰值波长(480nm附近)的状态下减少比波长500nm更长的波长侧的反射率在宽度方向上的偏差。在步骤153(图10)和步骤154(图11)中也可知：相比于基于峰值波长的调整，通过更细致的成膜条件的调整，使光谱更近似反射光谱的波形。
图12是在通过预备成膜的调整步骤S154中实施成膜条件的调整(图11)之后，将基材的搬送速度变更为与主成膜相同的基材搬送速度(1.4m/分钟)，在宽度方向的23个部位测定出的反射光谱。可知：几乎没有宽度方向的反射光谱的偏差，反射光特性的均匀性高，得到高质量的防反射层。另外，在结束调整步骤中对各溅镀室的成膜条件的调整之后，虽然仅变更搬送速度，没有进行成膜条件的调整而连续地实施成膜，但得到了设为目标的反射光谱。根据该结果可知：在本发明的制造方法中，能够减少预备成膜中的调整步骤的次数，并提高防反射膜的生产性。
附图标记说明
20：膜基材；30：密接性提升层；50：多层光学薄膜(防反射层)；51、52、53、54：薄膜；100：防反射膜；1～10：溅镀室；221、222：成膜辊；251～260：阴极；290：光学测定部；310：反应性气体导入管；320：非活性气体导入管；311～314：质量流量控制器；319、329：气体喷出喷嘴；341～344：等离子体发射监视器(PEM)。

Claims (14)

1.一种光学膜的制造方法，在沿着膜基材的搬送方向具备多个溅镀室的溅镀成膜装置内，一边连续地搬送膜基材一边在膜基材上形成包含多个薄膜的多层光学薄膜，
所述溅镀成膜装置具备光学测定部，所述光学测定部用于测定在膜基材上形成有薄膜的层叠体的光学特性，
在该光学膜的制造方法中，
在所述溅镀成膜装置内实施一边在膜基材上形成薄膜一边进行成膜条件的调整的预备成膜，之后实施在膜基材上形成所述多层光学薄膜的主成膜，
在所述预备成膜中至少实施一次调整步骤，在所述调整步骤中，一边在膜基材上至少形成一层薄膜，一边根据由所述光学测定部得到的光学特性计算薄膜的膜厚，并基于膜厚的计算结果进行成膜条件的调整，
在所述调整步骤中的至少一次中，
通过对多个溅镀室同时通电来在膜基材上形成两个以上的不同种类材料的薄膜的层叠体，
根据由所述光学测定部得到的光学特性计算多个薄膜的膜厚，并进行各个薄膜的成膜条件的调整，直至由光学测定部得到的光学特性或根据光学特性计算的多个薄膜的膜厚处于规定范围内为止。
2.根据权利要求1所述的光学膜的制造方法，其特征在于，
构成所述多层光学薄膜的多个薄膜中的至少一个为在两个以上的溅镀室中形成的多个子薄膜的层叠膜，
在所述预备成膜中至少实施两次所述调整步骤，
对于所述多个子薄膜，通过不同的调整步骤进行成膜条件的调整。
3.根据权利要求1或2所述的光学膜的制造方法，其特征在于，
在所述调整步骤中，通过所述光学测定部进行在膜基材上形成薄膜而成的层叠体的反射光谱的测定，
在所述调整步骤中的至少一次中，根据反射光谱计算多个薄膜的膜厚。
4.根据权利要求3所述的光学膜的制造方法，其特征在于，
在所述调整步骤中，基于根据所述反射光谱计算的多个薄膜的膜厚的测定值来进行各个薄膜的成膜条件的调整，
进行各个薄膜的成膜条件的调整，直至多个薄膜的膜厚的测定值处于规定范围内为止。
5.根据权利要求3所述的光学膜的制造方法，其特征在于，
在所述调整步骤中，基于根据所述反射光谱计算的多个薄膜的膜厚的测定值来进行各个薄膜的成膜条件的调整，
进行各个薄膜的成膜条件的调整，直至由所述光学测定部进行测定所得到的反射光谱与设为目标的反射光谱的差处于规定范围内为止。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的光学膜的制造方法，其特征在于，
在所述预备成膜中，至少实施两次所述调整步骤，
多个调整步骤中的膜基材的搬送速度相同。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的光学膜的制造方法，其特征在于，
在所述调整步骤中，通过所述光学测定部进行宽度方向的多个部位的光学特性的测定，并根据得到的光学特性计算薄膜的在宽度方向的多个部位处的膜厚，
通过在宽度方向的多个部位进行成膜条件的调整，减少薄膜的宽度方向的膜厚分布。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的光学膜的制造方法，其特征在于，
所述溅镀成膜装置在溅镀室内具备检测溅镀成膜的等离子体发光强度的等离子体发射监视器，
以使由等离子体发射监视器检测的等离子体发光强度处于设定范围内的方式调整导入至溅镀室的气体的流量。
9.根据权利要求8所述的光学膜的制造方法，其特征在于，
所述溅镀成膜装置在溅镀室内沿着宽度方向在多个部位具备所述等离子体发射监视器，
多个等离子体发射监视器能够分别独立地设定等离子体发光强度的设定值，
以使由各个等离子体发射监视器检测的发光强度处于设定范围内的方式对导入至宽度方向的对应位置的气体的流量进行调整。
10.根据权利要求8或9所述的光学膜的制造方法，其特征在于，
通过变更所述等离子体发射监视器的等离子体发光强度的设定值，来进行所述调整步骤中的成膜条件的调整。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的光学膜的制造方法，其特征在于，
在所述预备成膜或所述主成膜中的至少任一方中，使用在透明膜的薄膜非形成面侧隔着粘接层以可剥离的方式贴附光吸收性构件而成的层叠体作为膜基材。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的光学膜的制造方法，其特征在于，
在所述预备成膜和所述主成膜中使用相同的膜基材。
13.根据权利要求12所述的光学膜的制造方法，其特征在于，
在所述预备成膜后，在继续对溅镀室通电的状态下连续地实施所述主成膜。
14.根据权利要求1至13中的任一项所述的光学膜的制造方法，其特征在于，
所述多层光学薄膜为包含多个氧化物薄膜的防反射层。
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