TWI417417B - 無電極與薄膜污染之大面積大氣電漿鍍膜裝置 - Google Patents

Description

無電極與薄膜污染之大面積大氣電漿鍍膜裝置

本發明係有關於一種無電極與薄膜污染之大面積大氣電漿鍍膜裝置，尤指涉及一種可應用於可彎曲基料之電漿增强化學氣相沉積鍍膜裝置，特別係指連續式捲軸基材之大氣電漿增强鍍膜裝置。

電漿中含有高能之電子、離子、自由基與紫外光(UV)等高活性種(High Active Species)，因此，三十年前真空電漿就被廣泛應用於高附加價值之半導體製程，包括蝕刻(Etching)與鍍膜(Deposition)。但由於真空電漿所需昂貴之真空腔與其抽氣設備，為了降低產業投資成本與製造成本，以提昇競爭力，開發大氣電漿設備與各種應用製程為近二十年來相當具有吸引力之研究領城。

基於各種大氣電漿之表面處理製程無需真空設備，且基材面積不受真空腔之尺寸限制等兩項顯著優點，使大氣電漿具有無限之應用潛力。因此，許多大氣電漿之應用研究已在國際間積極展開；其中，產品附加價值較高之大氣電漿增強化學氣相沉積(Atmospheric-Pressure Plasma-Enhanced Deposition)或簡稱大氣電漿鍍膜，因其用途與需求市場非常廣泛，主要包括有：(1)防刮之光學塑膠眼鏡；(2)個人數位助理(Personal Digital Assistant,PDA)、行動電話、數位相機與數位攝影機等之顯示器之抗反射膜；(3)金屬之防蝕保護層；以及(4)高分子材料之阻氣層，可應用於輕薄短小且可撓曲之軟性電子產品，包含有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode,OLED)、薄膜電池、有機太陽能電池、無機太陽能電池與LCD/LED等之封裝。因此，大氣電漿鍍膜為目前國際間之研究重點，例如比利時Ghent University之R.Morent等人於2009年在Progress in Organic Coatings期刊已發表他們之大氣電漿鍍膜研究；而法國LGET-UPS之S.Martin等人亦於2004年在Surface and Coating Technology期刊發表他們之大氣電漿鍍膜結果。然而因其技術困難度相當高，故目前尚未有量產型之設備與技術問世。

雖然目前國際間已存在不少此類應用之專利被發表，於其中，較具產業應用潛力之鍍膜裝置者，則包含有以下兩項。其一為2003年Andrew James Goodwin等人申請之歐洲專利WO03086031 A1，專利名稱為「An Atmospheric Pressure Plasma Assembly」，如第7圖所示，該習用之大氣電漿鍍膜鍍膜裝置5係由一對以上之大氣電漿源51、52、一鍍膜前驅物之霧化裝置53、一組捲軸式鍍膜基材裝置之三個捲筒54、55與56、以及一電漿氣體進氣口57等所組成，上述兩個大氣電漿源51、52均採用平面型介電板電極結構，並利用氦氣產生大氣電漿，其中第一電漿源51之兩電極為51a與51b，其電漿係用於鍍膜基材之清潔與活化，而第二電漿源52之兩電極為52a與52b，其霧化之前驅物與氦氣混合後進入該第二電漿源52之電極52a、52b間被其電漿分解。其缺點為：(1)被分解之前驅物不但鍍於基材上，亦有一部分鍍在電極表面而逐漸改變其電極之電漿特性，因此其電極內部必須經常清除電極表面鍍上之薄膜，而無法作連續之生產；(2)鍍膜大氣電漿源之電漿氣體氦氣因混入霧化之前驅物，而降低產生大氣電漿之密度，因而降低其鍍膜速率；以及(3)因使用昂貴之氦氣作為電漿氣體，故其生產成本太高等。其二為2009年Chia-Chiang Chang等人申請之美國專利第20090162263 A1，專利名稱為「Atmospheric-Pressure Plasma Reactor」，如第8圖所示，該習用之大氣電漿鍍膜裝置6係由一高頻率射頻(RF)電源330、一提供鍍膜前驅物均勻分配之高壓金屬電極310、一提供電漿氣體均勻分配之絕緣外罩350、以及一提供電漿與鍍膜前驅物噴口之接地金屬電極320等所組成。其中該高壓金屬電極310與該接地金屬電極320係分別具有數個彼此相對應之鍍膜前驅物噴口P1及電漿分解後之前驅物噴口P2，且該高壓金屬電極310內並具有一鍍膜前驅物導管S4、以及一鍍膜前驅物均勻分配板364與其出氣孔，而該絕緣外罩350係包括數個電漿氣體入口P3，且該絕緣外罩350乃連接至該接地金屬電極320而形成有一圍堵空間S5，該圍堵空間S5中尚具有二電漿氣體均勻分配板362與其出氣孔P4。其缺點為：(1)因鍍膜前驅物係在兩電極之間被電漿分解，所以同樣也有一部分被分解之前驅物鍍在兩片金屬電極之表面，而逐漸改變其電極之電漿特性與鍍膜性能，因此其高壓電極與接地電極均必須經常清除其鍍膜，因而同樣也無法達到產業界所需的連續生產製程；(2)鍍膜之前驅物流經兩電極間之電漿氣體，稀釋電漿氣體之濃度，因而降低了電漿密度與鍍膜速率；以及(3)該裝置亦採用昂貴之氦氣作為電漿氣體，因此亦無法降低生產成本。

綜合以上兩種現存大氣電漿鍍膜裝置之兩項重大缺點為：採用昂貴之氦氣為電漿氣體導致生產成本太高；以及電極內部無法避免被鍍膜前驅物鍍上薄膜以導致必須經常作清除薄膜作業而無法施行連續式之鍍膜製程以提昇產量與降低成本。由此可知，目前雖然已有可應用於可彎曲材料之大氣電漿鍍膜裝置，惟其均具有氦氣電漿氣體昂貴及電極易被鍍膜前驅物鍍上薄膜等兩項重大缺點，因而無法作連續式生產與生產成本太高而不符合產業應用需求，進而導致該項裝置與製程尚未能應用到產業界。故，一般習用者係無法符合使用者於實際使用時之所需，實有必要發展一套能完全改善上述兩項重大缺點之裝置。

本發明之主要目的係在於，克服習知技藝所遭遇之上述問題並提供一種可應用於可彎曲基料之連續式捲軸基材之大氣電漿增强鍍膜裝置。

本發明之次要目的係在於，提供一種除了可達到完全避免電極內部被前驅物污染及鍍膜基材被電極外部脫落之微粒與小薄膜碎片及鍍膜腔內之空浮(Aerosols)等污染外，並可達到大面積捲軸式基材之均勻鍍膜，適合作捲軸式基材連續鍍膜生產，俾以達到提昇品質、增加產量與降低成本之目的者。

為達以上之目的，本發明係一種無電極與薄膜污染之大面積大氣電漿鍍膜裝置，係可應用於可彎曲基料，主要係由至少一以上之垂直式平面型大面積氮氣大氣電漿活化電極及其高電壓電源、至少一以上之垂直式平面型大面積氮氣大氣電漿鍍膜電極及其高電壓電源、至少一以上之長線型前驅物均勻噴出機構及其前驅物產生單元、一捲軸式鍍膜基材移動機構、以及一負氣壓鍍膜腔體等所構成。

請參閱『第1圖』所示，係本發明之整體裝置結構示意圖。如圖所示：本發明係一種無電極與薄膜污染之大面積大氣電漿鍍膜裝置，係可應用於可彎曲基料。該裝置100主要係由至少一套以上之垂直式平面型大面積氮氣大氣電漿活化電極1a、至少一套以上之垂直式平面型大面積氮氣大氣電漿鍍膜電極1b、至少一套以上之長線型前驅物均勻噴出機構2、一套捲軸式鍍膜基材移動機構3、以及一負氣壓鍍膜腔體4等所構成，俾以達到連續式之低成本與高品質之大面積大氣電漿鍍膜產品者。

上述所提之垂直式平面型大面積氮氣大氣電漿活化電極1a及該垂直式平面型大面積氮氣大氣電漿鍍膜電極1b係配置於該負氣壓鍍膜腔體4內，且分別連接至腔體外之高電壓電源5a與5b，俾以產生基材活化及鍍膜所需強度之大面積氮氣大氣電漿。其中，該高電壓電源5a與5b係可為1～100仟赫茲(kHz)之脈衝、AC正弦波或RF高功率電源。

上述所提之長線型前驅物均勻噴出機構2係配置於該負氣壓鍍膜腔體4內，且可位於該垂直式平面型大面積氮氣大氣電漿鍍膜電極1b與鍍膜基材之間之上方或下方，並連接有一前驅物產生單元201於該負氣壓鍍膜腔體4外，俾以構成導引氣態前驅物由其長線型前驅物氣孔均勻噴出，噴出之氣態前驅物係沿着平行於鍍膜電極1b之表面，且位於鍍膜電極1b與鍍膜基材的中間。

上述所提之捲軸式鍍膜基材移動機構3係配置於該負氣壓鍍膜腔體4內，其垂直通過大氣電漿活化區之基材係平行於該垂直式平面型大面積氮氣大氣電漿活化電極1a之電極表面，且距活化電極表面約3-4 mm，而其通過電漿鍍膜區之基材係亦平行於該鍍膜電極1b之電極表面，距鍍膜電極表面約8-12 mm，且其背面係以紅外線加熱至鍍膜所需之溫度，俾以構成以捲軸式連續傳送基材通過該電漿活化區及鍍膜區，達到連續大氣電漿鍍膜之目的。

上述所提之負氣壓鍍膜腔體4，其於腔體上方係具有一抽氣口41，並透過該抽氣口41連接有一抽氣單元42，俾以構成負氣壓之鍍膜腔，防止氣態前驅物洩露到鍍膜腔四周之作業場所。

請參閱『第2A圖、第2B圖、第2C圖及第2D圖』所示，係分別為本發明垂直式平面型大面積氮氣大氣電漿電極結構之短軸中心剖面示意圖、本發明垂直式平面型大面積氮氣大氣電漿電極結構之長軸中心剖面示意圖、本發明垂直式平面型大面積氮氣大氣電漿電極結構之短軸側邊剖面示意圖、以及第2A圖之長軸g-h剖面示意圖。如圖所示：本發明之垂直式平面型大面積氮氣大氣電漿活化電極結構1a與鍍膜電極1b係由一接地且封氣之長方形金屬腔體13、一安裝於該長方形金屬腔體13之平面型接地電極12、一配置於該長方形金屬腔體13內之水冷式之平面型高電壓電極11、以及一對分別配置於該平面型高電壓電極11上方與下方之電漿氣體均勻噴出構件14、15等所組成。其中，該平面型高電壓電極11係由一黏貼一片氧化鋁陶瓷介電板112之長方形金屬平板111、一黏貼於氧化鋁陶瓷介電板112四周邊緣之塑膠冷卻水槽113、一貫穿該塑膠冷卻水槽113而與該金屬平板111連接之高電壓連接棒114、一環繞該高電壓連接棒114之高電壓絕緣環115、及一配設於該塑膠冷卻水槽113內作為電極表面之冷卻水流動通道116等所組成，且該長方形金屬腔體13係分別設有一冷卻水入口131與出口132、及電極上方與下方之電漿氣體進氣管133與134。

請參閱『第3A圖、第3B圖及第3C圖』所示，係分別為本發明電漿氣體均勻噴出構件之氣孔配置示意圖、第3A圖之a-b剖面示意圖、以及第3A圖中氣體擴散均勻混合段之c-d剖面示意圖。如圖所示：本發明之電漿氣體均勻噴出構件14、15係為一扁平的方盒，具有一外殼141，其氣孔配置係由一個進氣口140、一個二等分氣體分配隔板142、一個四等分氣體分配隔板143、一個八等分氣體分配隔板144、一個十六等分氣體分配隔板145、一個電漿氣體擴散均勻混合段146及一個電漿氣體噴口147等所組成。

上述所提之二等分氣體分配隔板142係配設有二個孔徑相同之出氣孔421與422及一個此對出氣孔421、422之氣體隔離板423；該四等分氣體分配隔板143係配設有四個孔徑相同之出氣孔431、432、433與434及三個該出氣孔431、432、433、434之氣體隔離板435、436與437；該八等分氣體分配隔板144係配設有八孔徑相同之出氣孔及七個這些出氣孔之氣體隔離板；最後，該十六等分氣體分配隔板145係配設有十六個孔徑相同之出氣孔。其中，每一出氣孔之氣體隔離板與其下一層氣體分配隔板之間隙係越小越好，且其電漿氣體擴散均勻混合段146之長度L係為氣孔間距D之10倍或大於10倍，又此電漿氣體擴散均勻混合段146之下面係貼附有一橫置L字型之高電壓絕緣板148，並使氣體噴口外緣之寬度w略小於或等於電極之塑膠冷卻水槽與接地且封氣之長方形金屬腔體內壁之間距，且安裝於緊靠塑膠冷却水槽，其電漿氣體噴口147兩側各設一片具有導氣之氣體引導板149、150，且儘量貼近該塑膠冷卻水槽外緣，俾使電極長軸兩側之電漿氣體只流向與電極長軸之垂直方向。

請參閱『第4A圖、第4B圖及第4C圖』所示，係分別為本發明長線型前驅物均勻噴出機構之前驅物氣孔配置示意圖、第4A圖之e-f剖面示意圖、以及第4A圖中長線型氣體擴散均勻混合段之i-j剖面示意圖。如圖所示：本發明之長線型前驅物均勻噴出機構2係具有一外殼20，其前驅物氣孔配置係由一進氣口21、一個二等分氣體分配隔板22、一個四等分氣體分配隔板23、一個八等分氣體分配隔板24、一個十六等分氣體分配隔板25、一個長線型氣體擴散均勻混合段26及一長線型氣體噴口27所組成。

上述所提之二等分氣體分配隔板22係配設有二個孔徑相同之出氣孔221與222及一個此對出氣孔221、222之氣體隔離板223；四等分氣體分配隔板23係配設有四個孔徑相同之出氣孔231、232、233與234及三個這些出氣孔231、232、233、234之氣體隔離板235、236與237；該八等分氣體分配隔板24係配設有八個孔徑相同之出氣孔及七個這些出氣孔之氣體隔離板；最後，該十六等分氣體分配隔板25係配設有十六個孔徑相同之出氣孔。其中，每一出氣孔之氣體隔離板與其下一層氣體分配隔板之間隙係越小越好，且其長線型氣體擴散均勻混合段26之長度P係至少為最後一層氣體分配隔板出氣孔之間距Q之10倍，又此長線型氣體擴散均勻混合段26之寬度V為小於或等於最後一層氣體分配隔板出氣孔之直徑之1/2，可俾以提昇氣態前驅物噴出之速度。

請參閱『第5圖』所示，係本發明之捲軸式鍍膜基材移動機構架構示意圖。如圖所示：本發明之捲軸式鍍膜基材移動機構3係由一可彎曲之基材出料捲軸31、基材收料捲軸32、一配設於該基材出料捲軸31與電漿活化區上方之垂直式基材定位軸33、一配設於該基材收料捲軸31與電漿鍍膜區上方之垂直式基材定位軸34及該基材電漿鍍膜區之一紅外線基材加熱元件35等所組成。

請參閱『第6圖』所示，係本發明具電漿噴口之平面型接地電極結構示意圖。如圖所示：本發明之平面型接地電極12係由一金屬板121、一於該金屬板12上局部均勻分佈之電漿噴出口陣列122、至少6片設於該電漿噴出口陣列122局部邊緣之氧化鋁陶瓷墊片123、及數個環設於該金屬板121周邊用以安裝於接地且封氣之長方形金屬腔體之裝配孔124等所組成。其中，該氧化鋁陶瓷墊片123之下部係嵌入緊配槽之金屬板，作為氧化鋁陶瓷墊片123之定位機制，而此氧化鋁陶瓷墊片123突出該金屬板之高度，係為電漿放電之電極間距約小於或等於0.6毫米(mm)。

上述所提之該電漿噴出口陣列122係由至少兩組以上之電漿噴口所組成，每一組電漿噴口係由數排氣孔列均勻分佈且該數排氣孔在橫向之投影達到完全無間隙地接連或重疊。並且，若該電漿噴出口陣列122包括兩組電漿噴口，則此兩組電漿噴口相對應氣孔之位置橫向位移為其氣孔直徑d之1/2；若該電漿噴出口陣列122包括三組電漿噴口，則其相鄰兩組電漿噴口相對應氣孔之位置橫向位移為其氣孔直徑d之1/3。其中，該電漿噴出口陣列122每一電漿噴口之氣孔直徑d係為小於或等於0.6 mm，而橫向陣列噴口之間距為小於或等於3d，且相鄰兩排陣列電漿噴口之間距為小於或等於4d，又其中第一組電漿噴出口陣列122最後一排與其下一排陣列噴口之第一排之間距為小於或等於4d。

由此可知，本發明係具有以下四項主要特徵，其一為創作極小間距電極結構，以採用低成本之氮氣氣體作為電漿氣體；其二為創作一噴射式之電漿電極，且噴出之電漿係在接地電極外面分解鍍膜所用之前驅物，因此其電漿電極內部不會被分解之前驅物附著與污染；其三為創作垂直式電極與基材之活化區與鍍膜區，以避免電極外部脫落之小薄膜碎片及鍍膜腔內之空浮(Aerosols)落於活化與鍍膜基材及薄膜表面；其四為創作大面積電漿氣體均勻噴出構件、接地電極均勻分佈之電漿噴口與長線型前驅物均勻噴出機構等，以達到大面積之大氣電漿均勻鍍膜之良好品質目的。因此，本發明之裝置係可改善習用技術之缺點，例如：鍍膜之電極易受污染，需經常清除其鍍膜而無法作連續式生產；薄膜易受電極上脫落之碎片與空浮等污染，使鍍膜品質無法符合產業應用需求；大面積鍍膜不均勻，無法符合產業需求；以及必須使用昂貴之電漿氣體如氦氣，而使生產成本居高不下等四項重大缺點，以達到提高鍍膜品質與降低生產成本，並可達到連續生產及提高產率之目標。

綜上所述，本發明係一種無電極與薄膜污染之大面積大氣電漿鍍膜裝置，可有效改善習用之種種缺點，除了可達到完全避免電極內部被前驅物污染及鍍膜基材被外部脫落之小薄膜碎片污染外，並可達到大面積捲軸式基材之均勻鍍膜，適合作捲軸式基材連續鍍膜生產，俾以達到提昇品質、增加產量與降低成本之目的，進而使本發明之產生能更進步、更實用、更符合使用者之所須，確已符合發明專利申請之要件，爰依法提出專利申請。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍；故，凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

(本發明部分)

100．．．本裝置

1a．．．垂直式平面型大面積氮氣大氣電漿活化電極

1b．．．垂直式平面型大面積氮氣大氣電漿鍍膜電極

11．．．平面型高電壓電極

111．．．金屬平板

112．．．氧化鋁陶瓷介電板

113．．．塑膠冷卻水槽

114．．．高電壓連接棒

115．．．高電壓絕緣環

116．．．冷卻水流動通道

12．．．平面型接地電極

121．．．金屬板

122．．．電漿噴出口陣列

123．．．氧化鋁陶瓷墊片

124．．．裝配孔

13．．．長方形金屬腔體

131．．．冷卻水入口

132．．．冷卻水出口

133、134．．．電漿氣體進氣管

14、15．．．電漿氣體均勻噴出構件

141．．．外殼

140．．．進氣口

142．．．二等分氣體分配隔板

143．．．四等分氣體分配隔板

144．．．八等分氣體分配隔板

145．．．十六等分氣體分配隔板

146．．．電漿氣體擴散均勻混合段

147．．．電漿氣體噴口

148．．．高電壓絕緣板

149、150．．．氣體引導板

5a與5b．．．高電壓電源

2．．．長線型前驅物均勻噴出機構

20．．．外殼

21．．．進氣口

201．．．前驅物產生單元

22．．．二等分氣體分配隔板

221、222．．．出氣孔

223．．．氣體隔離板

23．．．四等分氣體分配隔板

231、232、233、234．．．出氣孔

235、236、237．．．氣體隔離板

24．．．八等分氣體分配隔板

25．．．十六等分氣體分配隔板

26．．．長線型氣體擴散均勻混合段

27．．．長線型氣體噴口

3．．．捲軸式鍍膜基材移動機構

31．．．基材出料捲軸

32．．．基材收料捲軸

33．．．電漿活化區垂直式基材定位軸

34．．．電漿鍍膜區垂直式基材定位軸

35．．．基材加熱元件

4．．．負氣壓鍍膜腔體

41．．．抽氣口

42．．．抽氣單元

421、422．．．出氣孔

423．．．氣體隔離板

431、432、433、434．．．出氣孔

435、436、437．．．氣體隔離板

(習用部分)

5．．．習用裝置

51、52．．．大氣電漿源

51a、51b、52a、52b．．．電極

53．．．霧化裝置

54、55、56．．．捲筒

57．．．電漿氣體進氣口

6．．．習用裝置

310．．．高壓金屬電極

320．．．接地金屬電極

330．．．高頻率射頻電源

350．．．絕緣外罩

362．．．電漿氣體均勻分配板

364．．．鍍膜前驅物均勻分配板

P1．．．鍍膜前驅物噴口

P2．．．電漿及被電漿分解後之鍍膜前驅物噴口

P3．．．電漿氣體入口

P4．．．出氣孔

S4．．．鍍膜前驅物導管

S5．．．電漿氣體均勻擴散通道

第1圖，係本發明之整體裝置結構示意圖。

第2A圖，係本發明垂直式平面型大面積氮氣大氣電漿電極結構之短軸中心剖面示意圖。

第2B圖，係本發明垂直式平面型大面積氮氣大氣電漿電極結構之長軸中心剖面示意圖。

第2C圖，係本發明垂直式平面型大面積氮氣大氣電漿電極結構之短軸側邊剖面示意圖。

第2D圖，係第2A圖之長軸g-h剖面示意圖。

第3A圖，係本發明電漿氣體均勻噴出構件之氣孔配置示意圖。

第3B圖，係第3A圖之a-b剖面示意圖。

第3C圖，係第3A圖中氣體擴散均勻混合段之c-d剖面示意圖。

第4A圖，係本發明長線型前驅物均勻噴出機構之前驅物氣孔配置示意圖。

第4B圖，係第4A圖之e-f剖面示意圖。

第4C圖，係第4A圖中長線型氣體擴散均勻混合段之i-j剖面示意圖。

第5圖，係本發明之捲軸式鍍膜基材移動機構架構示意圖。

第6圖，係本發明具電漿噴口之平面型接地電極結構示意圖。

第7圖，該習用之大氣電漿鍍膜鍍膜裝置結構示意圖。

第8圖，該另一習用之大氣電漿鍍膜鍍膜裝置結構示意圖。

100．．．本裝置

1a．．．垂直式平面型大面積氮氣大氣電漿活化電極

1b．．．垂直式平面型大面積氮氣大氣電漿鍍膜電極

5a與5b．．．高電壓電源

2．．．長線型前驅物均勻噴出機構

201．．．前驅物產生單元

3．．．捲軸式鍍膜基材移動機構

4．．．負氣壓鍍膜腔體

41．．．抽氣口

42．．．抽氣單元

Claims (13)

1. 一種無電極與薄膜污染之大面積大氣電漿鍍膜裝置，係包括：一負氣壓鍍膜腔體，其於腔體上方係具有一抽氣口，並透過該抽氣口連接有一抽氣單元，俾以構成負氣壓之鍍膜腔；至少二套垂直式平面型大面積氮氣大氣電漿電極結構，係分別為至少一以上之垂直式平面型大面積氮氣大氣電漿活化電極、以及至少一以上之垂直式平面型大面積氮氣大氣電漿鍍膜電極，該垂直式平面型大面積氮氣大氣電漿活化電極及該垂直式平面型大面積氮氣大氣電漿鍍膜電極係配置於該負氣壓鍍膜腔體內，且皆連接有一高電壓電源於該負氣壓鍍膜腔體外，俾以構成垂直式活化電漿與垂直式鍍膜電漿可作用於垂直式移動之基材上；至少一以上之長線型前驅物均勻噴出機構，係配置於該負氣壓鍍膜腔體內，且約位於該垂直式平面型大面積氮氣大氣電漿鍍膜電極與該垂直式移動基材之中間，並連接有一前驅物產生單元於該負氣壓鍍膜腔體外，俾以構成導引氣態前驅物由其長線型前驅物氣孔均勻噴出；以及一捲軸式鍍膜基材移動機構，係配置於該負氣壓鍍膜腔體內，其基材由出料捲軸出發先以垂直方式通過垂直式電漿活化區，再以垂直式通過垂直式平面型大面積氮氣大氣電漿鍍膜區，俾以構成以捲軸式連續傳送基材之大面積氮氣大氣電漿鍍膜製程。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之無電極與薄膜污染之大面積大氣電漿鍍膜裝置，其中，該垂直式平面型大面積氮氣大氣電漿活化電極與鍍膜電極結構係由一接地且封氣之長方形金屬腔體、一安裝於該長方形金屬腔體之平面型接地電極、一配置於該長方形金屬腔體內之水冷式之平面型高電壓電極、以及一對分別配置於該平面型高電壓電極上方與下方之電漿氣體均勻噴出構件等所組成。
3. 依據申請專利範圍第2項所述之無電極與薄膜污染之大面積大氣電漿鍍膜裝置，其中，該平面型高電壓電極係由一緊密黏貼一氧化鋁陶瓷介電板之金屬平板、一黏貼於氧化鋁陶瓷介電板之塑膠冷卻水槽、一貫穿該塑膠冷卻水槽而與該金屬平板連接之高電壓連接棒、一環繞該高電壓連接棒之高電壓絕緣環、及一配設於該塑膠冷卻水槽內作為電極表面之冷卻水流動通道等所組成。
4. 依據申請專利範圍第2項所述之無電極與薄膜污染之大面積大氣電漿鍍膜裝置，其中，該長方形金屬腔體係分別設有一冷卻水入口與出口、及一對電漿氣體進氣管。
5. 依據申請專利範圍第2項所述之無電極與薄膜污染之大面積大氣電漿鍍膜裝置，其中，該具電漿噴口之平面型接地電極係由一金屬板、一於該金屬板上局部均勻分佈之電漿噴出口陣列、數個設於該電漿噴出口陣列局部邊緣之氧化鋁陶瓷墊片、及數個環設於該金屬板周邊之裝配孔等所組成。
6. 依據申請專利範圍第5項所述之無電極與薄膜污染之大面積大氣電漿鍍膜裝置，其中，該電漿噴出口陣列係由至少兩組以上之電漿噴口所組成，每一組電漿噴口係由數排氣孔列均勻分佈且該數排氣孔在橫向之投影達到完全無間隙地接連或重疊。
7. 依據申請專利範圍第6項所述之無電極與薄膜污染之大面積大氣電漿鍍膜裝置，其中，若該電漿噴出口陣列包括兩組電漿噴口，則此兩組相對應氣孔之位置橫向位移為其氣孔孔徑之1/2。
8. 依據申請專利範圍第6項所述之無電極與薄膜污染之大面積大氣電漿鍍膜裝置，其中，若該電漿噴出口陣列包括三組電漿噴口，則其相鄰兩組相對應氣孔之位置橫向位移為其氣孔孔徑之1/3。
9. 依據申請專利範圍第2項所述之無電極與薄膜污染之大面積大氣電漿鍍膜裝置，其中，該電漿氣體均勻噴出構件之氣孔配置係由一進氣口、一個二等分氣體分配隔板與其出氣孔及一氣體隔離板、一個四等分氣體分配隔板與其出氣孔及三個氣體隔離板、一個八等分氣體分配隔板與其出氣孔及七個氣體隔離板、一個十六等分氣體分配隔板與其氣孔、一電漿氣體擴散均勻混合段及一電漿氣體噴口等所組成。
10. 依據申請專利範圍第9項所述之無電極與薄膜污染之大面積大氣電漿鍍膜裝置，其中，該電漿氣體均勻噴出構件更包含一設於該電漿氣體擴散均勻混合段下方或上方之高電壓絕緣板、以及一設於該電漿氣體噴口兩側之氣體引導板。
11. 依據申請專利範圍第1項所述之無電極與薄膜污染之大面積大氣電漿鍍膜裝置，其中，該長線型前驅物均勻噴出機構之氣孔配置係由一進氣口、一個二等分氣體分配隔板與其出氣孔及一個氣體隔離板、一個四等分氣體分配隔板與其出氣孔及三個氣體隔離板、一個八等分氣體分配隔板與其出氣孔及七個氣體隔離板、一個十六等分氣體分配隔板與其氣孔、一長線型氣體擴散均勻混合段及一長線型氣體噴口等所組成。
12. 依據申請專利範圍第1項所述之無電極與薄膜污染之大面積大氣電漿鍍膜裝置，其中，該捲軸式鍍膜基材移動機構係由一基材出料捲軸、基材收料捲軸、一配設於該基材出料捲軸與電漿活化區上方之垂直式基材定位軸、一配設於該基材收料捲軸與電漿鍍膜區上方之垂直式基材定位軸及該基材電漿鍍膜區之一紅外線基材加熱元件等所組成。
13. 依據申請專利範圍第1項所述之無電極與薄膜污染之大面積大氣電漿鍍膜裝置，其中，該高電壓電源係可為1～100仟赫茲(kHz)之脈衝、AC正弦波或RF電源。