TW202217059A - 光學膜之製造方法及光學膜製造裝置 - Google Patents

光學膜之製造方法及光學膜製造裝置 Download PDF

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宮本幸大
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Abstract

本發明提供一種適於確保在卷對卷方式之製程中配置於較電漿處理室更靠下游的成膜室之穩定之低壓狀態的光學膜之製造方法及製造裝置。 本發明之製造方法係一面以卷對卷方式搬送工件膜W一面製造光學膜F之方法，包含電漿處理室C3中之工序、及成膜室C4(第2成膜室)中之工序。電漿處理室C3具有第1排氣口70，該第1排氣口70於搬送方向D上配置在較室內之電漿源50更靠上游。電漿處理工序中，一面經由第1排氣口70將電漿處理室C3排氣，一面對工件膜W進行電漿處理。成膜工序中，一面藉由經由成膜室C4之第2排氣口303將成膜室C4排氣而將成膜室C4內維持於較電漿處理室C3內更低壓，一面利用乾式塗佈法於工件膜W上成膜。

Description

光學膜之製造方法及光學膜製造裝置
本發明係關於一種光學膜之製造方法及光學膜製造裝置。
抗反射膜、透明導電性膜、及電磁波屏蔽膜等光學膜，例如具備基材膜、及該基材膜上之多層膜。多層膜例如包含具有特定光學性功能之層(光學功能層)、及該光學功能層上之保護層。該光學膜例如用所謂之卷對卷方式製造。至於光學膜之製造方法之相關技術，例如在下述專利文獻1中有所記載。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2017-227898號公報
[發明所欲解決之問題]
於用卷對卷方式製造光學膜之過程中，遍及依序相連之一連串工序室來搬送長條狀之基材膜，並依序於基材膜上形成各層。各層係藉由利用乾式塗佈法使材料成膜而形成。該成膜工序例如係於對供沈積材料之基底進行電漿處理工序之後實施。該情形時，成膜工序(乾式塗佈法)係於較電漿處理更低壓之條件下實施。即，成膜工序中之工序室(成膜室)內之壓力，低於電漿處理中之工序室(電漿處理室)內之壓力，兩室之間產生壓差。因此，先前於電漿處理中使用之氣體(惰性氣體及反應性氣體等)之一部分自電漿處理室流入成膜室。氣體流入量發生變動，從而成膜室內之壓力亦會對應於此而發生變動。
本發明提供一種適於確保在卷對卷方式之製程中配置於較電漿處理室更靠下游的成膜室之穩定之低壓狀態的光學膜之製造方法及製造裝置。 [解決問題之技術手段]
本發明[1]包含光學膜之製造方法，該製造方法係一面遍及依序相連之複數個工序室以卷對卷方式搬送工件膜一面製造光學膜之方法，上述複數個工序室包含：電漿處理室；及成膜室，其於上述搬送方向上配置在上述電漿處理室之下游側；上述電漿處理室具備配置於室內之電漿源，且具有用以將室內排氣之至少一個第1排氣口，該第1排氣口於上述搬送方向上配置在較上述電漿源更靠上游側，上述成膜室具有用以將室內排氣之第2排氣口，且上述製造方法包含：電漿處理工序，其係一面經由上述第1排氣口將上述電漿處理室排氣，一面於該電漿處理室對工件膜進行電漿處理；及成膜工序，其係一面藉由經由上述第2排氣口將上述成膜室排氣，而將上述成膜室內維持於較上述電漿處理工序實施中之上述電漿處理室內之壓力低的壓力，一面於該成膜室中藉由乾式塗佈法而於工件膜上成膜。
光學膜之製造方法之電漿處理工序中，於電漿處理室，一面經由配置在較電漿源更靠工件膜搬送方向上游側之第1排氣口將電漿處理室排氣，一面對工件膜進行電漿處理(第1排氣口相對於電漿源而配置於與成膜室相反之側)。上述構成適於抑制電漿處理中所使用之氣體自電漿源流向成膜室，因此，適於抑制氣體自電漿處理室流入成膜室。如上所述抑制氣體之流入將適於確保成膜工序中之成膜室之穩定的低壓狀態。
本發明[2]包含上述[1]之光學膜之製造方法，其中上述至少一個第1排氣口包含在與上述搬送方向正交之方向上對向之兩個第1排氣口，上述電漿處理工序中，以通過上述兩個第1排氣口之間之方式搬送工件膜。
上述構成適於抑制氣體自電漿處理中之電漿處理室流入成膜室，因此，適於確保成膜工序中之成膜室之穩定之低壓狀態。
本發明[3]包含上述[1]或[2]之光學膜之製造方法，其中上述電漿處理室具備包圍上述電漿源之罩殼，該罩殼具有：入口開口部；及出口開口部，其於上述搬送方向上配置在較上述入口開口部更靠下游；上述電漿處理工序中，以工件膜自上述入口開口部以至上述出口開口部通過上述罩殼之方式搬送工件膜。
上述罩殼適於抑制藉由對工件膜之電漿處理而產生之塵埃之飛散，因此，適於抑制塵埃自電漿處理室流入成膜室。
本發明[4]包含上述[1]至[3]中任一項之光學膜之製造方法，其中上述電漿處理室與上述成膜室相鄰。
上述構成適於將實施光學膜之製造方法之裝置小型化。
本發明[5]包含上述[4]之光學膜之製造方法，其中經由第1氣密搬送機構將工件膜自上述電漿處理室搬送至上述成膜室，該第1氣密搬送機構能夠一面維持上述電漿處理室與上述成膜室之間之氣密性，一面搬送工件膜
上述構成適於確保電漿處理室(相對高壓)與成膜室(相對低壓)之壓差，因此，適於確保成膜工序中之成膜室之穩定的低壓狀態。
本發明[6]包含上述[1]至[5]中任一項之光學膜之製造方法，其中上述複數個工序室包含後工序室，該後工序室於上述搬送方向上配置在上述成膜室之下游側且與該成膜室相鄰，上述製造方法包含後工序，該後工序係於上述成膜工序之後，於上述後工序室中對工件膜實施之工序，且上述製造方法中，一面將上述成膜室內維持於較上述後工序實施中之上述後工序室內之壓力低的壓力，一面於該成膜室中實施上述成膜工序。
上述構成適於在成膜工序後實施後工序之情形時，將實施光學膜之製造方法之裝置小型化。
本發明[7]包含上述[6]之光學膜之製造方法，其中經由第2氣密搬送機構將工件膜自上述成膜室搬送至上述後工序室，該第2氣密搬送機構能夠一面維持上述成膜室與上述後工序室之間之氣密性，一面搬送工件膜。
上述構成適於確保後工序室(相對高壓)與成膜室(相對低壓)之壓差，因此，適於確保成膜工序中之成膜室之穩定的低壓狀態。
本發明[8]包含上述[1]至[7]中任一項之光學膜之製造方法，其中上述成膜工序中之上述乾式塗佈法係真空蒸鍍法。
本發明之光學膜製造方法，適於確保在成膜室內利用真空蒸鍍法實施成膜工序之情形時該成膜室所要求之低壓狀態。
本發明[9]包含光學膜製造裝置，該光學膜製造裝置係一面利用卷對卷方式搬送工件膜一面製造光學膜之裝置，具備：依序相連之複數個工序室；至少一個第1排氣泵；至少一個第2排氣泵；及氣密搬送機構；上述複數個工序室包含：電漿處理室，其用以對工件膜實施電漿處理；及成膜室，其係於上述搬送方向上配置在上述電漿處理室之下游側者，用以藉由乾式塗佈法而於工件膜上成膜；上述電漿處理室具備配置於室內之電漿源，且具有用以將室內排氣之至少一個第1排氣口，該第1排氣口於上述搬送方向上配置在較上述電漿源更靠上游側，且與上述第1排氣泵連結，上述成膜室具有用以將室內排氣之第2排氣口，該第2排氣口與上述第2排氣泵連結。
本發明之光學膜製造裝置中，電漿處理室之第1排氣口於電漿處理室內之工件膜搬送方向上，配置於較室內之電漿源更靠上游側。即，於工件膜搬送方向上，第1排氣口相對於電漿源而配置於與成膜室相反之側。上述構成適於抑制在裝置運轉時，電漿處理室內之電漿處理中所使用之氣體自電漿源流向成膜室，因此，適於抑制氣體自電漿處理室流入成膜室。上述抑制氣體之流入適於確保成膜室之穩定的低壓狀態。
本發明[10]包含上述[9]之光學膜製造裝置，其中上述至少一個第1排氣口，包含在與上述搬送方向正交之方向上對向之兩個第1排氣口，各第1排氣口與上述第1排氣泵連結，上述電漿處理室內之工件膜搬送路徑於上述兩個第1排氣口之間延伸。
上述構成適於抑制在裝置運轉時氣體自電漿處理室流入成膜室，因此，適於確保成膜室之穩定之低壓狀態。
本發明[11]包含上述[9]或[10]之光學膜製造裝置，其中上述電漿處理室具備包圍上述電漿源之罩殼，該罩殼具有：入口開口部；及出口開口部，其於上述搬送方向上配置在較上述入口開口部更靠下游；上述電漿處理室內之工件膜搬送路徑以自上述入口開口部以至上述出口開口部通過上述罩殼之方式延伸。
該罩殼適於抑制藉由對工件膜之電漿處理而產生之塵埃之飛散，因此，適於抑制塵埃自電漿處理室流入成膜室。
本發明[12]包含上述[9]至[11]中任一項之光學膜製造裝置，其中上述電漿處理室與上述成膜室相鄰。
上述構成適於將光學膜製造裝置小型化。
本發明[13]包含上述[12]之光學膜製造裝置，其進而具備第1氣密搬送機構，該第1氣密搬送機構構成為一面維持上述電漿處理室與上述成膜室之間之氣密性，一面將工件膜自上述電漿處理室搬送至上述成膜室。
上述構成適於在裝置運轉時確保電漿處理室(相對高壓)與成膜室(相對低壓)之壓差，因此，適於確保成膜室之穩定之低壓狀態。
本發明[14]包含上述[9]至[13]中任一項之光學膜製造裝置，其中上述複數個工序室進而包含後工序室，該後工序室於上述搬送方向上配置在上述成膜室之下游側且與該成膜室相鄰，該光學膜製造裝置進而包含第2氣密搬送機構，該第2氣密搬送機構構成為一面維持上述成膜室與上述後工序室之間之氣密性，一面將工件膜自上述成膜室搬送至上述後工序室。
上述構成適於確保後工序室(相對高壓)與成膜室(相對低壓)之壓差，因此，適於確保成膜工序中之成膜室之穩定的低壓狀態。又，成膜室與後工序室相鄰之構成適於將光學膜製造裝置小型化。
本發明[15]包含上述[9]至[14]中任一項之光學膜製造裝置，其中上述成膜室係實施作為上述乾式塗佈法之真空蒸鍍法之真空蒸鍍室。
本發明之光學膜製造裝置，適於確保在成膜室為真空蒸鍍室之情形時該成膜室所要求之低壓狀態。
本發明之光學膜之製造方法係如下方法，該方法係遍及依序相連之複數個工序室一面以卷對卷方式搬送工件膜，一面製造光學膜。圖1所示之裝置X係實施該製造方法之光學膜製造裝置，具備捲出室R1、捲取室R2、複數個工序室C。裝置X相當於本發明之光學膜製造裝置之一實施方式。
圖2係作為光學膜之一例之光學膜F之剖面模式圖，該光學膜F係藉由本發明之光學膜之製造方法及製造裝置而製造。
光學膜F係於厚度方向上依序具備透明基材S、密接層10、光學功能層20、防污層30之透明複合膜，於本實施方式中為抗反射膜。光學膜F較佳為包含透明基材S、密接層10、光學功能層20、防污層30。
透明基材S例如係具有可撓性之透明樹脂製之基材膜。較佳為，可使用兼具透明性與強度之熱可塑性樹脂作為該樹脂膜之材料。作為該熱可塑性樹脂，例如可例舉：三乙醯纖維素等纖維素樹脂、聚酯樹脂、聚醚碸樹脂、聚碸樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚烯烴樹脂、丙烯酸樹脂、降𦯉烯樹脂、聚芳酯樹脂、聚苯乙烯樹脂、及聚乙烯醇樹脂。該些熱可塑性樹脂可單獨使用，亦可兩種以上併用。
樹脂膜亦可含有1種或2種以上添加劑。作為添加劑，例如可例舉紫外線吸收劑、抗氧化劑、潤滑劑、可塑劑、脫模劑、防著色劑、阻燃劑、防靜電劑、顏料、及著色劑。
透明基材S亦可於其密接層10側表面具有較上述樹脂膜硬度更高之硬塗層。硬塗層例如可藉由如下方法形成：將含有硬化性樹脂之溶液塗佈於上述樹脂膜上而形成塗膜之後，使該塗膜乾燥及硬化。又，硬塗層亦可為含有微粒子而具有防眩性之防眩性硬塗層。該情形時，於硬塗層形成用之上述溶液中調配有微粒子。作為該微粒子，例如可例舉氧化矽、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、氧化鈣、氧化錫、氧化銦、氧化鎘、及氧化銻。
自強度觀點考慮，透明基材S之厚度較佳為5 μm以上，更佳為10 μm以上，再好的是20 μm以上。自操作性之觀點考慮，透明基材S之厚度較佳為300 μm以下，更佳為200 μm以下。於透明基材S具有上述硬塗層之情形時，該硬塗層之厚度自確保該層之硬度之觀點考慮，較佳為0.5 μm以上，更佳為1 μm以上。硬塗層之厚度例如為10 μm以下。
自透明性之觀點考慮，透明基材S之可見光透過率較佳為80%以上，更佳為90%以上。透明基材S之可見光透過率例如為100%以下。
亦可對透明基材S之密接層10側表面進行表面改質處理。作為表面改質處理，例如可例舉電暈處理、電漿處理、臭氧處理、底塗處理、輝光處理、及偶合劑處理。
密接層10係用以確保透明基材S與光學功能層20之間之密接力之層。作為密接層10之材料，例如可例舉矽、鎳、鉻、鋁、錫、金、銀、鉑、鋅、鈦、鎢、鋯、鈀等金屬、2種以上該些金屬之合金、及該些金屬之氧化物。自兼顧相對於有機層(具體而言透明基材S)及氧化物層(具體而言第1高折射率層21)這兩方之密接性、與密接層10之透明性之觀點考慮，密接層10之材料較佳為使用氧化矽(SiOx)，更佳為使用較化學計量組成氧量較少之SiOx，再好的是使用x為1.2以上且1.9以下之SiOx。
自確保透明基材S與光學功能層20之間之密接力、同時兼顧密接層10之透明性之觀點考慮，密接層10之厚度例如為1 nm以上，又例如為10 nm以下。
本實施方式中，光學功能層20係用以抑制外界光之反射強度之抗反射層，於厚度方向交替具有折射率相對較大之高折射率層與折射率相對較小之低折射率層。對於抗反射層，利用構成該抗反射層之複數個薄層(高折射率層、低折射率層)之複數個界面上的反射光間之干涉作用，而使實質之反射光強度衰減。又，對於抗反射層，可藉由調整各薄層之光學膜厚(折射率與厚度之積)而表現出使反射光強度衰減之干涉作用。於本實施方式中，作為該抗反射層之光學功能層20，具體而言向厚度方向之一側依序具有第1高折射率層21、第1低折射率層22、第2高折射率層23、第2低折射率層24。
第1高折射率層21及第2高折射率層23，分別包含波長550 nm下之折射率較佳為1.9以上之高折射率材料。自兼顧高折射率與可見光之低吸收性之觀點考慮，作為高折射率材料，例如可例舉氧化鈮(Nb 2O 5)、氧化鈦、氧化鋯、摻錫氧化銦(ITO)、及摻銻氧化錫(ATO)，較佳為使用氧化鈮。
第1低折射率層22及第2低折射率層24，分別包含波長550 nm之折射率較佳為1.6以下之低折射率材料。自兼顧低折射率與可見光之低吸收性之觀點考慮，作為低折射率材料，例如可例舉二氧化矽(SiO 2)及氟化鎂，較佳為使用二氧化矽。自確保第2低折射率層24與防污層30之密接性之觀點考慮，第2低折射率層24之材料較佳為使用二氧化矽。
防污層30係光學膜F之具有防污功能之層，配置於光學功能層20之厚度方向之一面上。防污層30之防污功能包含抑制於光學膜F之露出面(與透明基材S為相反側之表面)附著手上油脂等污染物質之功能、及易於去除附著之污染物質之功能。
作為防污層30之材料，例如可例舉含氟基之有機化合物、及含氟基之矽烷系化合物，較佳為使用含氟基之有機化合物。
作為含氟基之有機化合物，例如可例舉具有全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物。作為具有全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物，例如可例舉下述通式(1)表示之化合物。
R 1－R 2－O－(CH 2) m－Si(OR 3) 3(1)
通式(1)中，R 1表示烷基上之一個以上氫原子被取代為氟原子之直鏈狀或分支狀之氟化烷基(碳數例如為1以上20以下)，較佳為表示烷基之氫原子全部被取代為氟原子之全氟烷基。
R 2表示包含至少一個全氟聚醚(PFPE)基之重複結構之結構，較佳為表示包含兩個PFPE基之重複結構之結構。作為PFPE基之重複結構，例如可例舉直鏈狀PFPE基之重複結構、及分支狀PFPE基之重複結構。作為直鏈狀PFPE基之重複結構，例如可例舉－(OC nF 2n) p－所表示之結構(n表示1以上20以下之整數，p表示1以上50以下之整數。以下相同)。作為分支狀PFPE基之重複結構，例如可例舉－(OC(CF 3) 2) p－所表示之結構、及－(OCF 2CF(CF 3)CF 2) p－所表示之結構。作為PFPE基之重複結構，較佳為可例舉直鏈狀PFPE基之重複結構，更佳為－(OCF 2) p－及－(OC 2F 4) p－。
R 3表示碳數1以上4以下之烷基，較佳為表示甲基。
m表示1以上之整數。又，m較佳為表示20以下之整數，更佳為表示10以下之整數，再好的是表示5以下之整數。
較佳為，使用具有該全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物中由下述通式(2)所示之化合物。
CF 3－(OCF 2) q－(OC 2F 4) r－O－(CH 2) 3－Si(OCH 3) 3(2)
通式(2)中，q表示1以上50以下之整數，r表示1以上50以下之整數。
亦可使用市售品作為具有全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物。作為該市售品，例如可例舉OPTOOL UD509(上述通式(2)所表示之化合物，大金工業公司製造)。又，具有全氟聚醚基之烷氧基矽烷化合物，可單獨使用，亦可兩種以上併用。
防污層30之厚度較佳為1 nm以上，更佳為2 nm以上，再好的是3 nm以上。防污層30之厚度較佳為100 nm以下，再好的是50 nm以下，更佳為30 nm以下。
自使防污層30表現出較高防污功能之觀點考慮，防污層30之純水接觸角較佳為100度以上，更佳為102度以上，再好的是105度以上。純水接觸角例如為120度以下。純水接觸角係藉由在防污層30之表面形成直徑2 mm以下之水滴，並測量該水滴相對於防污層30表面之接觸角而求出。
圖1所示之裝置X係一面以卷對卷方式搬送工件膜W一面實施本發明之光學膜之製造方法的裝置，如上所述具備捲出室R1、捲取室R2、複數個工序室C。
捲出室R1具備用以捲出工件膜W之捲出輥101。將採用卷形態之透明基材S作為工件膜W設置於捲出輥101上。又，有時會根據需要而於捲出室R1內設置特定數量之導輥G，該導輥G用以引導工件膜W。
捲取室R2具備用以捲取工件膜W之捲取輥102。又，有時會根據需要而於捲取室R2內設置特定數量之導輥G，該導輥G用以導引工件膜W。
複數個工序室C於捲出室R1與捲取室R2之間依序相連，包含第1成膜室C1、連接室C2、電漿處理室C3、第2成膜室C4、檢查室C5。
第1成膜室C1於工件膜W之搬送方向D(圖2中以箭頭表示)上配置於捲出室R1之後，具備配置於上游側之第1分室C1a、及配置於下游側之第2分室C1b。又，第1成膜室C1構成為與未圖示之真空泵連接，能夠將室內調節為特定真空度。
第1分室C1a具備第1成膜輥103、濺鍍室201～205。第1成膜輥103係主導輥，用以在第1分室C1a內搬送自捲出室R1捲出之工件膜W。濺鍍室201～205分別為在第1分室C1a內劃分之空間。濺鍍室201～205沿第1成膜輥103之圓周方向配置，分別向第1成膜輥103開口。於各濺鍍室201～205設置有陰極(陰極211～215)。以與第1成膜輥103對向之方式，將作為成膜材料供給材之靶材(省略圖示)配置於各陰極。於各濺鍍室201～205設置有電源，該電源用以對靶材施加電壓而產生輝光放電。作為電源，例如可例舉DC(direct current，直流電)電源、AC(alternating current，交流電)電源、MF(medium frequency，中頻)電源及RF(radio frequency，射頻)電源。有時會根據需要而於第1分室C1a內設置特定數量之導輥G，該導輥G用以導引工件膜W。又，第1分室C1a上連接有用以向室內導入惰性氣體之具流量調節閥之管線(省略圖示)、及用以向室內導入反應性氣體之具流量調節閥之管線(省略圖示)。
第2分室C1b具備第2成膜輥104、濺鍍室206～210。第2成膜輥104係主導輥，用以在第2分室C1b內搬送工件膜W。濺鍍室206～210分別為在第2分室C2b內劃分之空間。濺鍍室206～210沿第2成膜輥104之圓周方向配置，分別向第2成膜輥104開口。於各濺鍍室206～210設置有陰極(陰極216～220)。以與第2成膜輥104對向之方式，將作為成膜材料供給材之靶材(省略圖示)配置於各陰極。於各濺鍍室206～210設置有電源，該電源用以對靶材供給電壓而產生輝光放電。作為電源，例如可例舉DC電源、AC電源、MF電源及RF電源。有時會根據需要而於第2分室C1b內設置特定數量之導輥G，該導輥G用以導引工件膜W。又，於第2分室C1b上連接有用以向室內導入惰性氣體之具流量調節閥之管線(省略圖示)、及用以向室內導入反應性氣體之具流量調節閥之管線(省略圖示)。
本實施方式中，第2分室C1b進而具備第1光學檢查部301，該第1光學檢查部301用以監視經過第2成膜輥104之工件膜W之光學特性。
第1光學檢查部301例如具備至少一個光學檢查單元、及控制部。光學檢查單元例如具備：光源，其作為相對於工件膜W之光照射機構；第1光檢測部，其檢測透過工件膜W之光並將該光轉換為電信號；及第2光檢測部，其檢測於工件膜W反射之光並將該光轉換為電信號。光源可使照射光之波長於特定範圍內變化。第1及第2光檢測部分別將經轉換之電信號輸出至控制部。控制部包含運算部。於運算部中例如導出特定波長下之工件膜W之透過率及反射率，又導出反射率之峰值波長。
第1光學檢查部301構成為，可於工件膜W之寬度方向上之複數個部位測量工件膜W之光學特性。具體而言，第1光學檢查部301中，於工件膜W之寬度方向上之複數個部位設置有光學檢查單元。或，第1光學檢查部301具備可動頭，該可動頭具有光學檢查單元且能夠於工件膜W之寬度方向移動之。
連接室C2於工件膜W之搬送方向D上配置於第1成膜室C1之後、且配置於電漿處理室C3之前。連接室C2構成為與未圖示之真空泵連接，能夠調節室內壓力。裝置運轉時，連接室C2內之壓力維持於第1成膜室C1內之壓力與電漿處理室配置C3內之壓力之間的特定壓力。藉此，確保第1成膜室C1與電漿處理室C3之間之壓差。又，亦可根據需要而於連接室C2內設置特定數量之導輥(省略圖示)，該導輥用以導引工件膜W。
電漿處理室C3於搬送方向D上配置於連接室C2之後。又，電漿處理室C3於搬送方向D上配置在自第2成膜室C4向上游側之前一個位置處，電漿處理室C3與第2成膜室C4相鄰。該電漿處理室C3相對於第2成膜室C4而言為前工序室。
電漿處理室C3如圖3及圖4所示具備：腔室40；電漿源50，其配置於腔室40內；罩殼60，其於室內包圍電漿源50；及至少一個第1排氣口70，其用以對腔室40內排氣。
腔室40具備第1壁部41、第2壁部42、第3壁部43、第4壁部44、第5壁部45、第6壁部46。
第1壁部41為腔室40之底壁。第2壁部42為腔室40之頂壁。第1壁部41與第2壁部42於上下方向隔開。
第3壁部43位於腔室40之連接室C2側，具有能夠供工件膜W通過之入口開口部43a。第4壁部44位於腔室40之成膜室C4側，具有能夠供工件膜W通過之出口開口部(省略圖示)。第3壁部43與第4壁部44於搬送方向D隔開。
第5壁部45及第6壁部46在與搬送方向D正交之方向隔開，分別為腔室40之側壁。
電漿源50例如具備電漿產生用之一對電極(省略圖示)。一對電極以工件膜W通過其等之間之方式配置。
罩殼60具有入口開口部61、及出口開口部62，該出口開口部62於搬送方向D上配置在較入口開口部61更靠下游。後述之電漿處理工序中，以工件膜W自入口開口部61以至出口開口部62通過罩殼60之方式搬送工件膜W。
第1排氣口70於搬送方向D上配置在較電漿源50更靠上游側。本實施方式中，電漿處理室C3具備兩個排氣口71、72來作為第1排氣口70。
排氣口71係設置於第5壁部45之開口部。排氣口71上連結有作為第1排氣泵之排氣泵81。排氣口72係設置於第6壁部46之開口部。排氣口72上連結有作為第1排氣泵之排氣泵82。該些排氣口71、72配置於在上下方向與工件膜搬送路徑重疊之位置。又，排氣口71、72在與搬送方向D正交之方向上相互對向。後述之電漿處理工序中，以通過兩個排氣口71、72之間之方式，於電漿處理室C3內搬送工件膜W。
第2成膜室C4係於搬送方向D上配置在較第1成膜室C1更靠下游，且在本實施方式中配置於電漿處理室C3之後。該第2成膜室C4相當於本發明之成膜室。
第2成膜室C4具備配置於室內之材料保持部302、至少一個第2排氣口303、及第2排氣泵304(室內減壓機構)。又，有時會根據需要而於第2成膜室C4內設置特定數量之導輥G，該導輥G用以導引工件膜W。
以與在第2成膜室C4內搬送之工件膜W對向之方式，將成膜材料供給材(省略圖示)配置於材料保持部302。對於該材料保持部302，可內置電阻加熱機構，亦可內置高頻感應加熱機構，亦可設置電子束加熱機構，該些加熱機構係作為對成膜材料供給材進行加熱之機構。
第2排氣口303設置於第2成膜室C4之壁部。第2排氣泵304係用以對第2成膜室C4內減壓之單元，與第2排氣口303連結。作為第2排氣泵304，例如可例舉油旋轉泵、乾泵、魯式泵、擴散泵、低溫泵、及該些之組合。
檢查室C5於搬送方向D上配置在自第2成膜室C4向下游側之後一個位置，檢查室C5與第2成膜室C4相鄰。該檢查室C5相對於第2成膜室C4而為後工序室。又，檢查室C5於搬送方向D上配置在自捲取室R2向上游側之前一個位置。即，檢查室C5於搬送方向D上配置在第2成膜室C4與捲取室R2之間。又，檢查室C5具備第2光學檢查部305，該第2光學檢查部305用以監視經過第2成膜室C4之工件膜W之光學特性。
第2光學檢查部305例如具備至少一個光學檢查單元、及控制部。第2光學檢查部305中之光學檢查單元及控制部之各構成係與第1光學檢查部301中之光學檢查單元及控制部之上述各構成相同。又，第2光學檢查部305與第1光學檢查部301相同，構成為可於工件膜W之寬度方向上之複數個部位測量工件膜W之光學特性。
本實施方式中之裝置X中，於第2成膜室C4與其前工序室(係配置於自第2成膜室C4向上游側之前一個位置之工序室，本實施方式中為電漿處理室C3)之間，具備調整該兩室之壓差之第1氣密搬送機構310。第1氣密搬送機構310構成為，一面維持電漿處理室C3與第2成膜室C4之間之氣密性，一面將工件膜W自電漿處理室C3搬送至第2成膜室C4。該第1氣密搬送機構310，例如使用日本專利特開2000-225331號公報、日本專利特開平3-31474號公報、日本專利特開昭63-72972號公報、及日本專利特開昭62-70575號公報中所記載之各氣密搬送機構(下述之氣密搬送機構亦相同)。
本實施方式中之裝置X中，於第2成膜室C4與其後工序室(係配置於自第2成膜室C4向下游側之後一個位置之工序室，本實施方式中為檢查室C5)之間，具備調整該兩室之壓差之第2氣密搬送機構320。第2氣密搬送機構320構成為，一面維持第2成膜室C4與檢查室C5之間之氣密性，一面將工件膜自第2成膜室C4搬送至檢查室C5。
本發明之一實施方式的光學膜之製造方法係使用以上構成之裝置X來實施。具體而言如下所述。
本製造方法係一面以卷對卷方式搬送工件膜W一面製造光學膜之方法，依序包含密接層形成工序、光學功能層形成工序、電漿處理工序、及防污層形成工序。
本方法中，自捲出室R1捲出透明基材S作為工件膜W。將工件膜W自捲出室R1捲出後，遍及包含第1成膜室C1與第2成膜室C4之依序相連的複數個工序室C搬送，並捲取於捲取室R2。其搬送速度例如為0.4 m/分鐘以上，又例如為10 m/分鐘以下。
密接層形成工序係於第1成膜室C1之濺鍍室201中實施。本工序中，於作為工件膜W之透明基材S之厚度方向之一面上，藉由作為乾式塗佈法之濺鍍法而形成密接層10。濺鍍法中，一面於真空條件下向濺鍍室內導入氣體，一面對配置於陰極上之靶材施加負電壓。藉此，產生輝光放電而將氣體原子離子化，使該氣體離子高速地與靶材表面碰撞而將靶材材料自靶材表面擊出，使擊出之靶材材料沈積於特定面上(本實施方式中為工件膜W上)。為了形成金屬氧化物層，自成膜速度之觀點考慮較佳為反應性濺鍍。反應性濺鍍中，使用氬氣等惰性氣體與氧氣(反應性氣體)之混合氣體作為上述氣體，且使用金屬靶材作為靶材。
密接層形成工序中，例如形成SiOx層作為密接層10。該情形時，例如使用Si靶材作為配置於陰極211上之靶材，一面向濺鍍室201導入氬氣及氧氣，一面實施反應性濺鍍。藉由調整氬氣與氧氣之流量比(sccm)，而可調整SiOx中所含之氧之比率。又，本工序實施中之濺鍍室201內之壓力例如為0.1 Pa以上，又例如為1.0 Pa以下，較佳為0.7 Pa以下(下述其他濺鍍室202～210內之壓力亦相同)。
光學功能層形成工序係於第1成膜室C1之濺鍍室202～210中實施。本工序中，於工件膜W之經過密接層形成工序之部位之上(即，密接層10上)，藉由作為乾式塗佈法之濺鍍法而形成光學功能層20。本實施方式中，光學功能層形成工序依序包含以下之第1高折射率層形成工序、第1低折射率層形成工序、第2高折射率層形成工序、及第2低折射率層形成工序。
第1高折射率層形成工序係於濺鍍室202中實施。本工序中，於工件膜W之密接層10上形成第1高折射率層21。本工序中，例如形成Nb 2O 5層作為第1高折射率層21。該情形時，例如使用Nb靶材作為配置於陰極212上之靶材，一面向濺鍍室202導入氬氣及氧氣，一面實施反應性濺鍍。本工序中形成之第1高折射率層21之光學膜厚(折射率與厚度之積)例如為20 nm以上，又，例如55 nm以下。光學膜厚例如可藉由調整反應性濺鍍中導入之氧氣之流量而進行調整(第1低折射率層22、第2高折射率層23及第2低折射率層24之各光學膜厚亦相同)。
第1低折射率層形成工序係於濺鍍室203中實施。本工序中，於工件膜W之第1高折射率層21上形成第1低折射率層22。本工序中，例如形成SiO 2層作為第1低折射率層22。該情形時，例如使用Si靶材作為配置於陰極213上之靶材，一面向濺鍍室203導入氬氣及氧氣，一面實施反應性濺鍍。本工序中形成之第1低折射率層22之光學膜厚例如為15 nm以上，又例如為70 nm以下。
第2高折射率層形成工序係於濺鍍室204～207中實施。本工序中，於工件膜W之第1低折射率層22上形成第2高折射率層23。本工序中，例如形成Nb 2O 5層作為第2高折射率層23。該情形時，例如使用Nb靶材作為配置於陰極214～217上之各靶材，一面向濺鍍室204～207導入氬氣及氧氣，一面實施反應性濺鍍。於各濺鍍室204～207積層形成Nb 2O 5薄膜，從而形成第2高折射率層23。本工序中形成之第2高折射率層23之光學膜厚例如為60 nm以上，又例如為330 nm以下。
第2低折射率層形成工序係於濺鍍室208～210中實施。本工序中，於工件膜W之第2高折射率層23上形成第2低折射率層24。本工序中，例如形成SiO 2層作為第2低折射率層24。該情形時，例如使用Nb靶材作為配置於陰極218～220上之各靶材，一面向濺鍍室208～210導入氬氣及氧氣，一面實施反應性濺鍍。於各濺鍍室208～210中積層形成SiO 2薄膜，從而形成第2低折射率層24。本工序中所形成之第2低折射率層24之光學膜厚例如為100 nm以上，又例如為160 nm以下。
第1成膜室C1中，藉由第1光學檢查部301對經過光學功能層形成工序之工件膜W之光學特性進行監視。基於監視結果，有時會根據需要而對密接層形成工序及光學功能層形成工序中之各種條件進行調整。作為該條件，例如可例舉工件膜W之搬送速度、及濺鍍室201～210中之各濺鍍條件(濺鍍室內壓力、使用氣體之流量、對靶材施加之電壓等)。
電漿處理工序係於電漿處理室C3中實施。電漿處理工序中，一面經由第1排氣口70(排氣口71、72)將電漿處理室C3排氣，一面對工件膜W進行電漿處理。本工序中，具體而言，對經過第1成膜室C1形成有光學功能層20之工件膜W之光學功能層20表面進行電漿處理。電漿處理實施中之電漿處理室C3內之壓力可在高於第2成膜室C4內之下述壓力的範圍內，例如為10 Pa以下，較佳為5 Pa以下，又例如0.1 Pa以上。
防污層形成工序係於第2成膜室C4中實施(防污層形成工序相當於本發明之成膜工序)。防污層形成工序中，藉由第2排氣泵304之運轉而經由第2排氣口303對第2成膜室C4排氣，將第2成膜室C4內維持於較電漿處理工序實施中之電漿處理室C3內之壓力低的壓力。與此同時，本工序中，於第2成膜室C4內藉由作為乾式塗佈法之真空蒸鍍法，而於工件膜W之光學功能層20上形成防污層30。
本工序中，具體而言，於藉由第2排氣泵304之運轉而經由第2排氣口303將第2成膜室C4內減壓為真空之狀態下，將配置於材料保持部302之成膜材料供給材(省略圖示)加熱至特定溫度而實施真空蒸鍍法。本工序實施中之第2成膜室C4內之壓力(第1壓力)低於電漿處理室C3內之上述壓力(第2壓力)。第1壓力於低於第2壓力之範圍內，例如為0.1 Pa以下，較佳為0.05 Pa以下，又例如為1×10 － 5Pa以上。第1壓力與第2壓力之差較佳為0.1 Pa以上，更佳為0.2 Pa以上。第1壓力與第2壓力之差例如為10 Pa以下。又，本工序中之上述加熱之溫度例如為200℃以上，又例如為400℃以下。
檢查室C5中，藉由第2光學檢查部305對經過防污層形成工序之工件膜W之光學特性進行監視。基於監視結果，有時會根據需要而對密接層形成工序、光學功能層形成工序、及防污層形成工序中之各種條件進行調整。作為該條件，例如可例舉工件膜W之搬送速度、濺鍍室201～210中之各濺鍍條件(濺鍍室內壓力、使用氣體之流量、對靶材施加之電壓等)、及第2成膜室C4內之壓力。
複數個工序室C亦可於第1成膜室C1之前(即，捲出室R1與第1成膜室C1之間)包含追加之電漿處理室(省略圖示)。於複數個工序室C包含該電漿處理室之情形時，在該電漿處理室中實施如下工序：於搬送至第1成膜室C1內之前之工件膜W(透明基材S)之厚度方向之一面上實施電漿處理。該電漿處理適於確保密接層10對透明基材S之密接性、及隔著密接層10之光學功能層20及防污層30對透明基材S之密接性，進而適於抑制防污層30之剝離。
複數個工序室C亦可於第1成膜室C1與電漿處理室C3之間包含氣密搬送機構來代替上述連接室C2，該氣密搬送機構構成為一面維持兩室間之氣密性，一面將工件膜W自第1成膜室C1搬送至電漿處理室C3。或，複數個工序室C亦可除包含上述連接室C2以外，還於連接室C2與電漿處理室C3之間包含氣密搬送機構，該氣密搬送機構一面維持兩室間之氣密性，一面將工件膜W自連接室C2搬送至電漿處理室C3。
以上述方式，藉由裝置X而製造出光學膜F。
電漿處理工序中，如上所述，在電漿處理室C3內，一面經由配置於較電漿源50更靠工件膜W之搬送方向D上游側之第1排氣口70將電漿處理室C3排氣，一面對工件膜W進行電漿處理(第1排氣口70相對於電漿源50而配置於與第2成膜室C4相反之側)。上述構成適於抑制電漿處理中所使用之氣體自電漿源50流向第2成膜室C4，因此，適於抑制氣體自電漿處理室C3流入第2成膜室C4。該抑制氣體之流入適於確保成膜工序中之第2成膜室C4之穩定的低壓狀態。又，上述構成適於抑制藉由對工件膜W之電漿處理而產生之塵埃自電漿源50流向第2成膜室C4，因此，適於抑制塵埃自電漿處理室C3流入第2成膜室C4。該抑制塵埃之流入適於在第2成膜室C4中，在清潔環境下實施成膜工序。
電漿處理工序中，如上所述以通過兩個第1排氣口70之間之方式搬送工件膜W。上述構成適於抑制氣體自電漿處理中之電漿處理室C3流入第2成膜室C4，因此，適於確保成膜工序中之第2成膜室C4之穩定的低壓狀態。
電漿處理工序中，如上所述以通過包圍電漿源50之罩殼60之方式，於電漿處理室C3內搬送工件膜W。該罩殼60適於抑制藉由對工件膜W之電漿處理而產生之塵埃之飛散，因此，有助於抑制塵埃自電漿處理室C3流入第2成膜室C4。
如上所述，電漿處理室C3與第2成膜室C4相鄰。又，如上所述，第2成膜室C4與檢查室C5相鄰。該些構成適於將裝置X小型化。
裝置X中，經由第1氣密搬送機構310將工件膜W自電漿處理室C3搬送至第2成膜室C4，該第1氣密搬送機構310能夠一面維持電漿處理室C3與第2成膜室C4之間之氣密性，一面搬送工件膜W。上述構成適於確保電漿處理室C3(相對高壓)與第2成膜室C4(相對低壓)之壓差，因此，適於確保成膜工序中之第2成膜室C4之穩定的低壓狀態。
裝置X中，經由第2氣密搬送機構將工件膜W自第2成膜室C4搬送至後工序室，該第2氣密搬送機構能夠一面維持第2成膜室C4與檢查室C5(後工序室)之間之氣密性，一面搬送工件膜W。上述構成適於確保第2成膜室C4(相對低壓)與檢查室C5(相對高壓)之壓差，因此，適於確保成膜工序中之第2成膜室C4之穩定的低壓狀態。
本發明之光學膜之製造方法中，於上述光學功能層形成工序中，亦可藉由屬於乾式塗佈法之其他成膜方法來形成光學功能層20，而代替藉由濺鍍法來形成光學功能層20。作為其他成膜方法，例如可例舉真空蒸鍍法及CVD(chemical vapor deposition，化學氣相沈積)法。於藉由其他成膜方法而形成光學功能層20之情形時，裝置X具備特定之成膜室來代替第1成膜室C1，該特定之成膜室可實施光學功能層20之其他成膜方法。
本發明之光學膜之製造方法中，於上述防污層形成工序中，藉由屬於乾式塗佈法之其他成膜方法來形成防污層30，而代替藉由真空蒸鍍法來形成防污層30。作為其他成膜方法，例如可例舉濺鍍法及CVD法。於藉由其他成膜方法而形成防污層30之情形時，裝置X具備特定之成膜室來代替第2成膜室C4，該特定之成膜室可實施防污層30之其他成膜方法。
上述光學膜F亦可為除抗反射膜以外之其他光學膜。作為其他光學膜，例如可例舉透明導電性膜及電磁波屏蔽膜。
於光學膜F為透明導電性膜之情形時，該光學膜F之光學功能層20，例如於厚度方向依序具備第1介電薄膜、ITO(indium tin oxides，氧化銦錫)膜等透明電極膜、及第2介電膜。於具有該積層構成之光學功能層20中，會兼顧到可見光透過性與導電性。
於光學膜F為電磁波屏蔽膜之情形時，該光學膜F之光學功能層20，例如於厚度方向交替具備具有電磁波反射功能之金屬薄膜、及金屬氧化物膜。於具有該積層構成之光學功能層20中，會兼顧到對特定波長之電磁波之屏蔽性與可見光透過性。
10:密接層 20:光學功能層 21:第1高折射率層 22:第1低折射率層 23:第2高折射率層 24:第2低折射率層 30:防污層 40:腔室 41:第1壁部 42:第2壁部 43:第3壁部 43a:入口開口部 44:第4壁部 45:第5壁部 46:第6壁部 50:電漿源 60:罩殼 61:入口開口部 62:出口開口部 70:第1排氣口 71:排氣口 72:排氣口 81:排氣泵 82:排氣泵 101:捲出輥 102:捲取輥 103:第1成膜輥 104:第2成膜輥 201:濺鍍室 202:濺鍍室 203:濺鍍室 204:濺鍍室 205:濺鍍室 206:濺鍍室 207:濺鍍室 208:濺鍍室 209:濺鍍室 210:濺鍍室 211:陰極 212:陰極 213:陰極 214:陰極 215:陰極 216:陰極 217:陰極 218:陰極 219:陰極 220:陰極 302:材料保持部 303:第2排氣口 304:第2排氣泵 305:第2光學檢查部 310:第1氣密搬送機構 320:第2氣密搬送機構 C:工序室 C1:第1成膜室 C1a:第1分室 C1b:第2分室 C2:連接室 C3:電漿處理室 C4:第2成膜室 C5:檢查室 D:搬送方向 F:上述光學膜 G:導輥 R1:捲出室 R2:捲取室 S:基材 W:工件膜 X:光學膜 Y:裝置
圖1係本發明之光學膜製造裝置之一實施方式之概略構成圖。 圖2係藉由本發明之光學膜之製造方法之一實施方式而製造的光學膜之一例之剖面模式圖。 圖3係圖1所示之電漿處理室之概略俯視圖。 圖4係圖1所示之電漿處理室之概略剖視圖。
40:腔室
43:第3壁部
43a:入口開口部
45:第5壁部
46:第6壁部
60:罩殼
70:第1排氣口
71:排氣口
72:排氣口
81:排氣泵
82:排氣泵
C2:連接室
C3:電漿處理室
C4:第2成膜室
D:搬送方向
W:工件膜

Claims (15)

  1. 一種光學膜之製造方法，其係一面遍及依序相連之複數個工序室以卷對卷方式搬送工件膜一面製造光學膜之方法， 上述複數個工序室包含：電漿處理室；及成膜室，其於上述搬送方向上配置在上述電漿處理室之下游側； 上述電漿處理室具備配置於室內之電漿源，且具有用以將室內排氣之至少一個第1排氣口，該第1排氣口於上述搬送方向上配置在較上述電漿源更靠上游側， 上述成膜室具有用以將室內排氣之第2排氣口，且上述製造方法包含： 電漿處理工序，其係一面經由上述第1排氣口將上述電漿處理室排氣，一面於該電漿處理室對工件膜進行電漿處理；及 成膜工序，其係一面藉由經由上述第2排氣口將上述成膜室排氣，而將上述成膜室內維持於較上述電漿處理工序實施中之上述電漿處理室內之壓力低的壓力，一面於該成膜室中藉由乾式塗佈法而於工件膜上成膜。
  2. 如請求項1之光學膜之製造方法，其中 上述至少一個第1排氣口包含在與上述搬送方向正交之方向上對向之兩個第1排氣口， 上述電漿處理工序中，以通過上述兩個第1排氣口之間之方式搬送工件膜。
  3. 如請求項1之光學膜之製造方法，其中 上述電漿處理室具備包圍上述電漿源之罩殼，該罩殼具有：入口開口部；及出口開口部，其於上述搬送方向上配置在較上述入口開口部更靠下游； 上述電漿處理工序中，以工件膜自上述入口開口部以至上述出口開口部通過上述罩殼之方式搬送工件膜。
  4. 如請求項1至3中任一項之光學膜之製造方法，其中 上述電漿處理室與上述成膜室相鄰。
  5. 如請求項4之光學膜之製造方法，其中 經由第1氣密搬送機構將工件膜自上述電漿處理室搬送至上述成膜室，該第1氣密搬送機構能夠一面維持上述電漿處理室與上述成膜室之間之氣密性，一面搬送工件膜。
  6. 如請求項1至3中任一項之光學膜之製造方法，其中 上述複數個工序室包含後工序室，該後工序室於上述搬送方向上配置在上述成膜室之下游側且與該成膜室相鄰， 上述製造方法包含後工序，該後工序係於上述成膜工序之後，於上述後工序室中對工件膜實施之工序，且 上述製造方法中，一面將上述成膜室內維持於較上述後工序實施中之上述後工序室內之壓力低的壓力，一面於該成膜室中實施上述成膜工序。
  7. 如請求項6之光學膜之製造方法，其中 經由第2氣密搬送機構將工件膜自上述成膜室搬送至上述後工序室，該第2氣密搬送機構能夠一面維持上述成膜室與上述後工序室之間之氣密性，一面搬送工件膜。
  8. 如請求項1至3中任一項之光學膜之製造方法，其中 上述成膜工序中之上述乾式塗佈法係真空蒸鍍法。
  9. 一種光學膜製造裝置，其係一面利用卷對卷方式搬送工件膜一面製造光學膜之裝置，具備： 依序相連之複數個工序室；至少一個第1排氣泵；至少一個第2排氣泵；及氣密搬送機構； 上述複數個工序室包含：電漿處理室，其用以對工件膜實施電漿處理；及成膜室，其係於上述搬送方向上配置在上述電漿處理室之下游側者，用以藉由乾式塗佈法而於工件膜上成膜； 上述電漿處理室具備配置於室內之電漿源，且具有用以將室內排氣之至少一個第1排氣口，該第1排氣口於上述搬送方向上配置在較上述電漿源更靠上游側，且與上述第1排氣泵連結， 上述成膜室具有用以將室內排氣之第2排氣口，該第2排氣口與上述第2排氣泵連結。
  10. 如請求項9之光學膜製造裝置，其中 上述至少一個第1排氣口包含在與上述搬送方向正交之方向上對向之兩個第1排氣口，各第1排氣口與上述第1排氣泵連結， 上述電漿處理室內之工件膜搬送路徑於上述兩個第1排氣口之間延伸。
  11. 如請求項9或10之光學膜製造裝置，其中 上述電漿處理室具備包圍上述電漿源之罩殼，該罩殼具有：入口開口部；及出口開口部，其於上述搬送方向上配置在較上述入口開口部更靠下游； 上述電漿處理室內之工件膜搬送路徑以自上述入口開口部以至上述出口開口部通過上述罩殼之方式延伸。
  12. 如請求項9或10之光學膜製造裝置，其中 上述電漿處理室與上述成膜室相鄰。
  13. 如請求項12之光學膜製造裝置，其進而具備第1氣密搬送機構，該第1氣密搬送機構構成為一面維持上述電漿處理室與上述成膜室之間之氣密性，一面將工件膜自上述電漿處理室搬送至上述成膜室。
  14. 如請求項9或10之光學膜製造裝置，其中 上述複數個工序室進而包含後工序室，該後工序室於上述搬送方向上配置在上述成膜室之下游側且與該成膜室相鄰， 該光學膜製造裝置進而包含第2氣密搬送機構，該第2氣密搬送機構構成為一面維持上述成膜室與上述後工序室之間之氣密性，一面將工件膜自上述成膜室搬送至上述後工序室。
  15. 如請求項9或10之光學膜製造裝置，其中 上述成膜室係實施作為上述乾式塗佈法之真空蒸鍍法之真空蒸鍍室。
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