TWI435123B - Membrane surface treatment device - Google Patents

Description

膜表面處理裝置

本發明係關於一種對連續之膜進行表面處理之裝置，例如係關於適宜於使偏光板之保護膜之接著性提高之處理等的膜表面處理裝置。

例如，於液晶顯示裝置中組裝有偏光板。偏光板係使用接著劑將由含有三醋酸纖維素(TAC，triacetate cellulose)作為主成分之樹脂膜所形成之保護膜接著於由含有聚乙烯醇(PVA，polyvinyl alcohol)作為主成分之樹脂膜所形成之偏光膜上而成者。作為接著劑，使用聚乙烯醇系或聚醚系等水系接著劑。PVA膜與該等接著劑之接著性良好，但TAC膜之接著性不佳。作為使TAC膜之接著性提高之方法，一般為皂化處理。皂化處理係將TAC膜浸漬於高溫、高濃度之鹼液中者。因此，指出作業性及廢液處理之問題。

作為替代技術，於專利文獻1中，記載有於上述接著步驟之前於保護膜之表面覆膜聚合性單體並照射大氣壓電漿。大氣壓電漿之照射裝置中，於密閉容器內收容有1個輥電極，沿著該輥電極之外周將複數個平板電極隔開間隔地排列。將覆膜有上述聚合性單體之保護膜繞掛於輥電極上。然後，向密閉容器內導入氮氣等之放電氣體，於輥電極與各平板電極之間進行電漿化。藉此，使上述聚合性單體聚合，提高保護膜之親水性，從而水系接著劑容易適應保護膜。

專利文獻2之電漿處理裝置係具有一對輥電極、及處理氣體之噴出噴嘴。噴出噴嘴朝向輥電極間之間隙。於一對輥電極上纏繞有連續膜，於輥電極間之間隙中進行電漿處理。藉由一對輥電極彼此同步地旋轉而搬送連續膜。

[先行技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2009-25604號公報

[專利文獻2]日本專利特開2009-035724號公報

於上述專利文獻1中，電漿照射裝置之輥電極係由保護膜覆蓋，但平板電極係直接曝露於電漿中。因此，平板電極上容易附著有由聚合性單體之聚合物等所形成之污垢。該污垢成分成為產生顆粒之原因，導致良率降低。

相對於此，於專利文獻2中，被處理膜覆蓋兩方之輥電極，故電極之污垢較少。然而，於由一對輥電極所形成之電極結構中，有效之放電區域並不限於上述輥電極彼此間之最狹窄之部位及其附近部分。因此，認為電漿反應未充分進行，從而無法充分確保處理效率，或者膜之表面殘留有未反應之反應成分。當反應成分為丙烯酸等之情形時，若反應不充分，則會自膜產生臭氣。

本發明有鑒於上述情況，其目的在於，於使聚合性單體等之反應成分活化而對偏光板用保護膜等之被處理膜進行電漿處理時，防止電極之污垢，且充分確保反應成分之反應，提高接著性等之處理效果。

為解決上述問題，本發明之第1特徵在於，其係一面搬送連續之被處理膜，一面使反應成分活化而於上述被處理膜之表面上進行反應之膜表面處理裝置，其具備：配置於上述搬送方向之相對上游側之主處理部；及配置於上述搬送方向之相對下游側之再活化部；上述主處理部包含：第1輥電極及第2輥電極，其等以在彼此之間形成接近大氣壓之主放電空間之方式平行配置；及噴嘴，其朝向上述被處理膜之較之上述主放電空間更靠上述搬送方向之上游側之部分或者朝向上述主放電空間而噴出含有上述反應成分之反應氣體；上述被處理膜繞掛於上述第1輥電極上，且穿過上述主放電空間後折返而繞掛於上述第2輥電極上，上述第1輥電極及第2輥電極各自圍繞自身的軸線且彼此朝相同方向旋轉，藉此將上述被處理膜自上述第1輥電極搬送至上述第2輥電極，上述再活化部包含：彼此之間形成有接近大氣壓之再放電空間之一對後段電極；及對該等後段電極間供給不含有上述反應成分之放電生成氣體之氣體供給部；上述被處理膜穿過上述再放電空間，上述一對後段電極之對向面為彼此皆平面、平面與凸圓柱面、或凹圓柱面與凸圓柱面。

於上述主處理部中，藉由主放電空間中之電漿照射而使反應成分進行某種程度之反應。此時，由於被處理膜覆蓋第1輥電極及第2輥電極，故可防止污垢附著於第1、第2輥電極上。而且，可防止顆粒之產生，從而可提高良率。

其後，於再活化部之一對後段電極間之再放電空間中，對被處理膜再次進行電漿照射。將一對後段電極之對向面構成為彼此皆平面，或構成為一方之對向面為平面、另一方之對向面為凸圓柱面，或者構成為一方之對向面為凹圓柱面、另一方之對向面為凸圓柱面，藉此，可使再放電空間之沿上述搬送方向之路徑長度長於上述主放電空間之沿上述搬送方向之路徑長度。因此，於再活化部中可對被處理膜之表面分子及反應成分賦予充分的能量，較佳為可賦予較之主處理部更大的能量。藉此，即便僅由主處理部中之處理而使反應不充分，亦可進而藉由經過再活化部而取得充分的反應度，而且可提高處理效果。

當上述反應成分為聚合性單體之情形時，可引起充分之聚合反應，且可防止由處理後之被處理膜產生因未聚合之聚合性單體而導致的臭氣。當上述被處理膜為偏光板之保護膜之情形時，於該保護膜上可確實形成接著性促進層，從而可提高與偏光膜之接著性。

再活化部之放電生成氣體中不含有反應成分，故於再活化部可防止污垢附著於電極上，且可防止顆粒之產生。因此，可確實地提高良率。

較佳為，上述再活化部之一對後段電極中之一者具有由平面或凹圓柱面形成之對向面且與上述第2輥電極對向，上述第2輥電極係被提供作為上述再活化部之另一個後段電極。

第2輥電極之外周面構成由上述凸圓柱面形成之對向面。將主處理部之第2輥電極兼用作再活化部之電極要素，藉此可簡化裝置結構，從而可使製造成本低廉化。

較佳為，供給至上述再活化部之電力大於供給至上述主處理部之電力。

藉此，可充分提高再活化部中之反應度。

本發明之第2特徵在於，其係一面搬送連續之被處理膜，一面使反應成分活化而於上述被處理膜之表面上進行反應之膜表面處理裝置，其具備：配置於上述搬送方向之相對上游側之主處理部；及配置於上述搬送方向之相對下游側之再活化部；上述主處理部包含：第1輥電極及第2輥電極，其等以在彼此之間形成接近大氣壓之主放電空間之方式平行配置；及噴嘴，其朝向上述被處理膜之較之上述主放電空間更靠上述搬送方向之上游側之部分或者朝向上述主放電空間而噴出含有上述反應成分之反應氣體；上述被處理膜繞掛於上述第1輥電極上，且穿過上述主放電空間後折返而繞掛於上述第2輥電極上，上述第1輥電極及第2輥電極各自圍繞自身的軸線且彼此朝相同方向旋轉，藉此將上述被處理膜自上述第1輥電極搬送至上述第2輥電極，上述再活化部包含對上述被處理膜照射光能量之光能量照射機構。

於上述主處理部中，藉由電漿照射而使反應成分進行某種程度之反應。此時，由於被處理膜覆蓋第1輥電極及第2輥電極，故可防止污垢附著於第1、第2輥電極上。而且，可防止顆粒之產生，從而可提高良率。

其後，自光能量照射機構對被處理膜照射光能量。藉此，即便僅由主處理部中之處理而使反應不充分，亦可進而藉由經過光能量照射機構而取得充分的反應度，而且可提高處理效果。

當上述反應成分為聚合性單體之情形時，可引起充分之聚合反應，可防止由處理後之被處理膜產生因未聚合之聚合性單體而導致的臭氣。當上述被處理膜為偏光板之保護膜之情形時，於該保護膜上可確實地形成接著性促進層，從而可提高與偏光膜之接著性。作為光能量，較佳為使用紫外光能量或紅外光能量。

上述表面處理較佳為於接近大氣壓下進行。此處，所謂接近大氣壓，係指1.013×10⁴ ~50.663×10⁴ Pa之範圍，若考慮壓力調整之容易化或裝置構成之簡便化，則較佳為1.333×10⁴ ~10.664×10⁴ Pa，更佳為9.331×10⁴ ~10.397×10⁴ Pa。

本發明適宜於難接著性之光學樹脂膜之處理，適宜於將該難接著性之光學樹脂膜接著於易接著性之光學樹脂膜上時，使難接著性之光學樹脂膜之接著性提高。

作為上述難接著性之光學樹脂膜之主成分，可舉出例如三醋酸纖維素(TAC)、聚丙烯(PP，polypropylene)、聚乙烯(PE，polyethylene)、環烯烴聚合物(COP，cyclic olefin polymer)、環烯烴共聚物(COC，cyclo olefin coplymer)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET，polyethylene terephthalate)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，polymethyl methacrylate)、聚醯亞胺(PI，polyimide)等。

作為上述易接著性之光學樹脂膜之主成分，可舉出例如聚乙烯醇(PVA)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)等。

於用以提高上述難接著性之光學樹脂膜之接著性之表面處理等中，較佳為使用聚合性單體作為上述反應成分。

作為上述聚合性單體，可舉出具有不飽和鍵及特定之官能基之單體。特定之官能基較佳為選自羥基、羧基、乙醯基、環氧丙基、環氧基、碳數1~10之酯基、碸基、醛基，特佳為羧基或羥基等之親水基。

作為具有不飽和鍵及羥基之單體，可舉出甲基丙烯酸乙二醇、丙烯醇、甲基丙烯酸羥乙基酯等。

作為具有不飽和鍵及羧基之單體，可舉出丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、馬來酸、2-甲基丙烯醯基丙酸等。

作為具有不飽和鍵及乙醯基之單體，可舉出醋酸乙烯酯等。

作為具有不飽和鍵及環氧丙基之單體，可舉出甲基丙烯酸環氧丙酯等。

作為具有不飽和鍵及酯基之單體，可舉出丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸第三丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸2-乙基酯等。

作為具有不飽和鍵及醛基之單體，可舉出丙烯醛、巴豆醛等。

較佳為，上述聚合性單體係具有乙烯性不飽和雙鍵及羧基之單體。作為該單體，可舉出丙烯酸(CH₂ =CHCOOH)、甲基丙烯酸(CH₂ =C(CH₃ )COOH)。上述聚合性單體較佳為丙烯酸或甲基丙烯酸。藉此，可確實地提高難接著性樹脂膜之接著性。上述聚合性單體更佳為丙烯酸。

上述聚合性單體亦可藉由載氣而搬送。載氣較佳為選自氮氣、氬氣、氦氣等惰性氣體。自經濟性之觀點而言，較佳為使用氮氣作為載氣。

丙烯酸或甲基丙烯酸等之聚合性單體大多於常溫常壓下為液相。此種聚合性單體若於惰性氣體等之載氣中氣化則較佳。作為使聚合性單體於載氣中氣化之方法，可舉出以載氣擠壓聚合性單體液之液面上之飽和蒸氣之方法、於聚合性單體液中使載氣起泡之方法、加熱聚合性單體液以促進蒸發之方法等。亦可將擠壓與加熱、或起泡與加熱併用。

於加熱而氣化之情形時，考慮加熱器之負擔，聚合性單體較佳為選擇沸點為300℃以下者。而且，聚合性單體較佳為選擇不會藉由加熱而分解(化學變化)者。

根據本發明，於使反應成分活化而對被處理膜進行電漿處理時，可防止污垢附著於電極上，且可充分確保反應成分之反應，從而可提高處理效果。

以下，根據附圖來說明本發明之實施形態。

圖1係表示本發明之第1實施形態者。被處理膜9成為連續薄片狀。此處，適用偏光板之保護膜作為被處理膜9。保護膜9含有三醋酸纖維素(TAC)作為主成分。再者，膜9之成分並不限於TAC，亦可為聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、環烯烴聚合物(COP)、環烯烴共聚物(COC)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醯亞胺(PI)等。膜9之厚度例如為100 μm左右。

將由PVA膜所形成之偏光膜與保護膜利用接著劑貼合而構成偏光板。作為接著劑，使用PVA水溶液等之水系接著劑。於接著步驟之前，藉由膜表面處理裝置1對保護膜進行表面處理，使保護膜之接著性提高。

如圖1及圖2所示，膜表面處理裝置1具備主處理部10與再活化部30。將處理對象之保護膜9於圖1中使寬度方向相對於紙面而正交地大致朝右方向搬送。將主處理部10配置於被處理膜9之搬送方向之上游側(圖1中左側)，將再活化部30配置於被處理膜9之搬送方向之下游側(圖1中右側)。

主處理部10包含一對電極11、12及氣體噴嘴21、22、23。電極11、12形成為輥狀(圓柱形狀)。輥電極11、12各自之軸線朝向與圖1之紙面正交之水平方向而相互平行地配置。以下，將沿著電極11、12之軸線之方向適當稱為「處理寬幅方向」(參照圖2)。於圖1中左側之第1輥電極11連接於電源18。於圖1中右側之第2輥電極12電性接地。電源18將例如脈衝波狀之高頻電力供給至電極11。藉此，電極11、12間於接近大氣壓之壓力下生成電漿放電。輥電極11、12之相互對向之部分彼此間的空間成為接近大氣壓之主放電空間19。具體而言，輥電極11、12彼此間之最狹窄之部位及其附近之空間成為主放電空間19。主放電空間19係藉由以輥電極11、12之凸圓柱面所形成之外周面彼此而形成，故垂直方向(上下方向)之路徑長度較短。例如，當輥電極11、12之直徑為310 mm左右之情形時，主放電空間19之垂直方向之路徑長度為40 mm左右。

於第1輥電極11之上側之周面上被處理膜9繞掛有半周左右。被處理膜9沿著第1輥電極11之周面而穿過主放電空間19，並懸垂至主放電空間19之更下方，且藉由導輥16、16而向上折返。進而，被處理膜9沿著第2輥電極12之周面而穿過主放電空間19，並於第2輥電極12之上側之周面上繞掛有半周左右。雙方之輥電極11、12之包含形成有主放電空間19之部分在內的約半周部分係由被處理膜9覆蓋。

雖已省略圖示，但於各輥電極11、12上連結有旋轉機構。旋轉機構包含：馬達、內燃機關等之驅動部；及將該驅動部之驅動力傳達至輥電極11、12之軸之傳達機構。傳達機構係由例如皮帶輪(belt pulley)機構或齒輪行而構成。如圖1之中空圓弧狀箭頭所示，藉由旋轉機構，而輥電極11、12各自圍繞自身的軸線且彼此同步地朝相同方向(圖1中順時針方向)旋轉。藉此，將被處理膜9自第1輥電極11搬送至第2輥電極12。

於各輥電極11、12中，組裝有溫度調節機構(圖示省略)。溫度調節機構係由例如形成於輥電極11、12內之溫度調節路徑而構成。於溫度調節路徑中流動有經溫度調節後的水等之介質，藉此可對輥電極11、12進行溫度調節。而且，可對輥電極11、12之周面上之被處理膜9進行溫度調節。

夾持輥電極11、12彼此間之主放電空間19而於上下分別配置有放電生成氣體噴嘴21、22。放電生成氣體供給源24與各噴嘴21、22相連。上側之噴嘴21於處理寬幅方向較長地延伸，且與其延伸方向正交之剖面朝向下方變細。噴嘴21之下端(前端)之噴出口面向主放電空間19。主放電空間19之上端部藉由噴嘴21而於某種程度上被堵塞。於噴嘴21之上側部設置有整流部(圖示省略)，藉由該整流部而使放電生成氣體於處理寬幅方向上均勻化地導入至噴嘴21。將該放電生成氣體自噴嘴21之下端之噴出口朝向主放電空間19噴出。該放電生成氣體之噴出流成為於處理寬幅方向上均勻分佈之氣流。

下側之噴嘴22成為使上側之噴嘴21上下反轉後之形狀。即，下側之噴嘴22於處理寬幅方向較長地延伸，且與其延伸方向正交之剖面朝向上方變細。噴嘴22之上端(前端)之噴出口面向主放電空間19。主放電空間19之下端部藉由噴嘴22而於某種程度上被堵塞。於噴嘴22之下端部設置有整流部(圖示省略)，藉由該整流部而使放電生成氣體於處理寬幅方向上均勻化地導入至噴嘴22。該放電生成氣體自噴嘴22之噴出口朝向主放電空間19噴出。該放電生成氣體之噴出流成為於處理寬幅方向上均勻分佈之氣流。

既可自上下之噴嘴21、22同時噴出放電生成氣體，亦可僅自上下任1個噴嘴21、22噴出氣體，且將另一個噴嘴用作堵塞主放電空間19之上端或下端之堵塞構件。例如，亦可僅自下側之噴嘴22噴出放電生成氣體，而自上側之噴嘴21不噴出氣體。

作為放電生成氣體，可使用惰性氣體。作為放電生成氣體用之惰性氣體，可舉出氮氣(N₂ )，但並不限定於此，亦可使用Ar、He等稀有氣體。

於第1輥電極11之上方，將反應氣體噴嘴23以與電極11對向之方式而配置。反應氣體噴嘴23於電極旋轉方向且膜搬送方向之上游側沿第1輥電極11之周方向離開主放電空間19約4分之1周。反應氣體噴嘴23係朝向較之主放電空間19更靠搬送方向之上游側之電極11上之被處理膜9。反應氣體噴嘴23於處理寬幅方向上較長地延伸，且於第1輥電極11之周方向(圖1之左右)具有某種程度之寬度。雖已省略詳細的圖示，但於反應氣體噴嘴23中組裝有整流部。於反應氣體噴嘴23之下表面設置有噴出口。噴出口形成為分佈於噴嘴23之下表面之較廣範圍(處理寬幅方向及電極周方向)。

反應氣體供給源20連接於噴嘴23。將來自供給源20之反應氣體供給至噴嘴23。該反應氣體藉由上述整流部而均勻化，並自噴嘴23之下表面之噴出口噴出。該反應氣體之噴出流成為於處理寬幅方向均勻分佈之氣流。

反應氣體含有聚合性單體作為反應成分。作為聚合性單體，此處使用丙烯酸AA。丙烯酸具有醋酸般之臭氣，亦具有爆炸性等，故需要進行適當管理。作為聚合性單體，並不限定於丙烯酸，亦可為甲基丙烯酸、衣康酸、馬來酸等。反應氣體除反應成分(聚合性單體)之外，進而含有載氣。作為載氣，可使用惰性氣體。此處，使用氮氣(N₂ )作為載氣用之惰性氣體，但並不限定於此，亦可為Ar、He等稀有氣體。

反應氣體供給源20係由氣化器而構成。於氣化器內，作為聚合性單體之丙烯酸AA以液體之狀態儲存。將作為載氣之氮氣(N₂ )導入至氣化器內。丙烯酸氣化而混合於該載氣(N₂ )中，生成反應氣體(丙烯酸AA+N₂ )。載氣可導入至氣化器內之液體丙烯酸之液面之上側，亦可導入至液體丙烯酸之內部而起泡。亦可將載氣之一部分導入至氣化器，殘餘部分不通過氣化器，於氣化器之下游側使載氣之上述一部分與殘餘部分合流。可根據氣化器之溫度或載氣之上述一部分與殘餘部分之分配比，而調節反應氣體中之丙烯酸濃度。

自反應氣體供給源20至噴嘴23之反應氣體供給線係藉由電熱帶等之反應氣體溫度調節機構(圖示省略)而得以溫度調節。

於反應氣體噴嘴23之底部設置有遮蔽構件40。遮蔽構件40係於處理寬幅方向上延伸與電極11大致相同長度，且與其延伸方向正交之剖面形成為呈沿第1輥電極11之周方向之圓弧狀之彎曲板狀。於遮蔽構件40中之圓弧方向(圖1中左右)之中央部連結有反應氣體噴嘴23。遮蔽構件40之圓弧方向之兩端部朝較之噴嘴23更靠電極11之周方向而延伸。遮蔽構件40之噴嘴21側(圖1中右)之端部碰觸到噴嘴21之側部並與其連結。

遮蔽構件40稍離開第1輥電極11之上方而將其遮蓋。遮蔽構件40於某種程度上覆蓋第1輥電極11之上側之周面。於遮蔽構件40與第1輥電極11之周面之間形成有遮蔽空間41。遮蔽空間41沿著第1輥電極11之上側之周面。反應氣體噴嘴23之下表面之噴出口貫通遮蔽構件40而連通於遮蔽空間41。遮蔽空間41之噴嘴21側(圖1中右)之端部經由噴嘴21與第1輥電極11之周面之間的空間而與主放電空間19相連。遮蔽空間41之與噴嘴21為相反側(圖1中左)之端部對外部開放。

於膜表面處理裝置1中，除主處理部10外還設置有再活化部30。再活化部30配置於較之主放電空間19更靠被處理膜9之搬送方向之下游側。再活化部30包含1個或複數個(圖中為2個)後段電極31。後段電極31形成為於處理寬幅方向上延伸之平板狀。各後段電極31配置於第2輥電極12之上方，並與第2輥電極12之上側之周面對向。複數個後段電極31、31於第2輥電極12之周方向上隔開間隔地配置。

各後段電極31之處理寬幅方向之長度與第2輥電極12之軸長大致相等。各後段電極31之沿電極12周方向之尺寸例如為20 mm~40 mm左右。鄰接之後段電極31、31之配置間距例如為20 mm~40 mm左右。

各後段電極31之下表面成為與第2輥電極12之對向面31a。對向面31a形成為平面。於對向面31a上設置有固體介電質32。固體介電質32係由氧化鋁等之陶瓷製之平板而構成，但亦可為以噴塗等覆膜於對向面31a上之膜。固體介電質32並不限於陶瓷，亦可為樹脂等之其他介電質。

於各後段電極31上連接有再活化用電源38。電源38將例如脈衝波狀之電力供給至各電極31。藉此，對接地之第2輥電極12與各後段電極31之間施加電場，生成接近大氣壓電漿放電。各後段電極31之固體介電質32與第2輥電極12之間之空間成為接近大氣壓之再放電空間39。

第2輥電極12係被提供作為與再活化部30之後段電極31成對之另一個後段電極。而且，1個第2輥電極12與複數個電極31、31成對。

構成再活化部30之一個後段電極31之對向面31a為平面，另一個後段電極12之對向面為凸圓柱面。因此，各再放電空間39之沿著電極12之周方向之路徑長度大於主放電空間19之上述路徑長度。因此，再活化部30之複數個再放電空間39共計之總路徑長度大於主放電空間19之路徑長度。

供給至再活化部30之電力大於供給至主處理部10之電力。此處，所謂供給至再活化部30之電力，係指供給至複數個電極31、31之電力之共計。供給至再活化部30之電力為供給至主處理部10之電力的例如1.5倍~2.0倍。

於各再放電空間39中連接有氣體供給部33。氣體供給部33將放電生成氣體供給至再放電空間39。雖已省略詳細的圖示，但氣體供給部33包含整流部與噴嘴。供給部33之噴嘴面向再放電空間39，且於處理寬幅方向上延伸。放電生成氣體藉由供給部33之整流部而於處理寬幅方向上得以均勻化後，自噴嘴噴出至再放電空間39。該放電生成氣體之噴出流均勻分佈於處理寬幅方向上。

作為氣體供給部33之放電生成氣體，使用氮氣(N₂ )。作為氣體供給部33之放電生成氣體，亦可使用除氮氣以外之惰性氣體(例如，Ar、He等稀有氣體)。氣體供給部33之放電生成氣體中不含有聚合性單體。

亦可將氣體供給部33之放電生成氣體供給源與噴嘴21、22之放電生成氣體供給源共有化。亦可使自1個放電生成氣體供給源延伸之供給路徑分支，並與噴嘴21、22及氣體供給部33相連。

接下來說明藉由上述構成之膜表面處理裝置1而對被處理膜9進行表面處理之方法。

於輥電極11、12上繞掛有被處理膜9。

使輥電極11、12按圖1中順時針方向旋轉，將被處理膜9搬送至圖1中大致右方向。

將反應氣體(丙烯酸+N₂ )自供給源20導入至噴嘴23，自噴嘴23噴出至遮蔽空間41。該反應氣體接觸到第1輥電極11之上側之周面上之被處理膜9，反應氣體中之丙烯酸(反應成分)凝結，附著於被處理膜9上。

藉由遮蔽構件40可將反應氣體侷限於遮蔽空間41內，從而可防止或抑制丙烯酸漏至外部環境中。而且，可增加丙烯酸接觸到被處理膜9之機會，從而可使丙烯酸確實地附著於被處理膜9上。又，可防止外部之空氣等含氧之環境氣體侵入遮蔽空間41。

被處理膜9之附著有上述丙烯酸之部分藉由該被處理膜9之搬送而立即被導入至主放電空間19。

自噴嘴21或22對主放電空間19供給放電生成氣體(N₂ )。與之平行地對電極11供給電力，於主放電空間19內生成大氣壓電漿放電。藉此，於主放電空間19內放電生成氣體之氮氣被電漿化而生成氮氣電漿。將該氮氣電漿或電漿光照射至被處理膜9，切斷被處理膜9之表面分子之C-C、C-O、C-H等之鍵。進而，藉由電漿而使被處理膜9之表面之丙烯酸活化，引起雙鍵之開裂、聚合等，考慮將丙烯酸之聚合物鍵合(接枝聚合)於上述被處理膜9之鍵切斷部，或者將由丙烯酸分解的COOH基等鍵合。藉此，於被處理膜9之表面形成有接著性促進層。

由於遮蔽構件40可防止外部環境氣體之進入，故可防止或抑制因外部環境中之氧而阻礙主放電空間19內之反應。

被處理膜9以與第1輥電極11相接觸之狀態通過主放電空間19，於導輥16處折返，並以與第2輥電極12相接觸之狀態再次通過主放電空間19。因此，被處理膜9於主放電空間19中受到2次處理。

繼而，被處理膜9於第2輥電極12之周方向上移動並被導入至再活化部30之再放電空間39。

自氣體供給部33對再放電空間39供給放電生成氣體(N₂ )。與之平行地對電極31供給電力，於再放電空間39內生成大氣壓電漿放電。藉此，於再放電空間39內放電生成氣體之氮氣被電漿化而生成氮氣電漿。將該氮氣電漿或電漿光照射至被處理膜9，藉此，再次引起被處理膜9之表面分子之C-C、C-O、C-H等之鍵切斷。進而，使被處理膜9之表面之未聚合的丙烯酸或聚合度較低的丙烯酸活化而進行聚合。考慮將該丙烯酸之聚合物鍵合(接枝聚合)於上述被處理膜9之鍵切斷部，或者將由丙烯酸分解之COOH基等鍵合。

由於再放電空間39之路徑長度大於主放電空間19之路徑長度，故可使被處理膜9及其表面之丙烯酸較之主放電空間19更長時間地曝露於電漿中，從而可對被處理膜9之表面分子及丙烯酸賦予充分的能量。藉此，可使丙烯酸不殘留地充分聚合，從而可於被處理膜9之表面確實地形成接著性促進層。因此，可防止由已處理完的被處理膜9發出丙烯酸特有之醋酸般之臭氣。而且，於其後之接著步驟中，可將被處理膜9與PVA膜藉由水系接著劑而確實地接著，從而可防止產生未接著部。因此，可製造具有良好之接著強度之偏光板。

由於被處理膜9覆蓋各輥電極11、12之特別是形成放電空間19之部分，故可防止污垢附著於該等電極11、12上。進而，由於再活化部30中被供給有丙烯酸(反應成分)，故可防止或抑制電極31變髒。因此，可防止或抑制顆粒之產生，從而可提高良率。

將第2輥電極12兼用作再活化部30之電極要素，藉此可減少零件個數，從而可簡化裝置構成。而且，由於1個輥電極12與複數個後段電極31、31成對，故可進一步減少零件個數，從而可進一步簡化裝置構成。

膜表面處理裝置1全體之輥電極之數量為2個，且電極31可由金屬平板等而構成，故可抑制膜表面處理裝置1之製造成本之上升。

其次，說明本發明之其他實施形態。於以下實施形態中，關於與已經敍述之實施形態重複之內容，於附圖中標註有相同符號並省略說明。

圖3係表示本發明第2實施形態之膜表面處理裝置1A者。與第1實施形態之膜表面處理裝置1(圖1)之不同點在於，第2實施形態之膜表面處理裝置1A省略主處理部10之反應氣體噴嘴23及遮蔽構件40。反應氣體供給源20連接於上噴嘴21。亦可將反應氣體供給源20連接於下噴嘴22而替代上噴嘴21，亦可連接於上噴嘴21及下噴嘴22之兩者。

於第2實施形態中，將反應氣體(丙烯酸AA+N₂ )自供給源20輸送至噴嘴21，且自噴嘴21噴出至主放電空間19。因此，大致同時進行丙烯酸之向被處理膜9之噴出與聚合反應，形成接著性促進層。將反應氣體中之載氣(N₂ )兼作放電生成氣體，於主放電空間19內被電漿化，因此有助於上述接著性促進層之形成。

圖4係表示本發明第3實施形態之膜表面處理裝置1B者。膜表面處理裝置1B全體具備3個輥電極11、12、34。3個輥電極11、12、34依此順序而排列成一行。於該等輥電極11、12、34上繞掛有被處理膜9。雖已省略圖示，但電極旋轉機構除連接於第1、第2輥電極11、12以外亦連接於第3輥電極34。3個輥電極11、12、34相互同步地旋轉，將被處理膜9依第1輥電極11、第2輥電極12、第3輥電極34之順序搬送至圖4中右方向。

於第3實施形態中，電源18連接於中央之第2輥電極12而非第1輥電極11。第1輥電極11及第3輥電極34電性接地。因此，沿著被處理膜9之搬送方向而依序排列有接地電極11、熱電極12、及接地電極34。與第1實施形態(圖1)同樣地，於第1、第2輥電極11、12彼此之間形成有主放電空間19。進而，於第2輥電極12與第3輥電極34之間亦形成有放電空間。對該電極12、34間之放電空間亦可供給氮氣等放電生成氣體。

第3輥電極34構成與再活化部30中之後段電極31成對之另一個後段電極。將1個或複數個(圖中為2個)後段電極31配置於輥電極34之上方以替代第2輥電極12。成為各電極31之平面之對向面31a與成為輥電極34之凸圓柱面之周面相對向。於各電極31與輥電極34之間形成有再放電空間39。

於第3實施形態中，可在將被處理膜9於第1、第2輥電極11、12彼此之間之放電空間19中進行電漿處理之後，於第2、第3輥電極12、34彼此之間之放電空間中再次進行電漿處理。其後，可將被處理膜9導入至再活化部30之再放電空間39中，進而進行電漿處理。藉此，可使丙烯酸更充分聚合，從而可確實地形成接著性促進層。

由於被處理膜9覆蓋所有(3個)輥電極11、12、34，故可防止該等電極11、12、34變髒。

圖5係表示本發明第4實施形態之膜表面處理裝置1C者。於膜表面處理裝置1C中，作為較之主處理部10更後段之再活化部，設置有光能量照射機構50以替代電漿處理部30。光能量照射機構50係由紅外線燈或紫外線燈而構成。光能量照射機構50配置成與較之第2輥電極12更靠搬送方向之下游側之被處理膜9相對。光能量照射機構50之光出射部於處理寬幅方向(與圖5之紙面正交之方向)上延伸與膜9大致相同長度。

亦可將光能量照射機構50配置成與第2輥電極12之周面相對。

來自光能量照射機構50之紅外光或紫外光51(光能量)於處理寬幅方向上大致均勻照射至通過主處理部10後之被處理膜9。藉此，可對被處理膜9之表面分子及丙烯酸再次賦予能量，從而可再次引起丙烯酸之聚合反應。該結果為，與第1實施形態等同樣地，可使丙烯酸充分聚合而於被處理膜9之表面確實地形成接著性促進層，從而可提高接著性。

本發明並非限定於上述實施形態，於不脫離其主旨之範圍內可進行種種改變。

例如，於第1~第3實施形態中，再活化部30之後段電極31之數量既可為1個，亦可為3個以上。

再活化部30之電極結構只要係再放電空間39之路徑長度長於主處理部10之使凸圓柱面彼此對向的電極11、12之放電空間19之路徑長度即可，並不限於使平面與凸圓柱面對向之電極31與電極12、34之組合。例如，如圖6(a)所示，再活化部30之兩個電極35、35亦可由使平面35a、35a彼此對向之平行平板電極而構成。於該等電極35、35間有被處理膜9穿過。或者，如圖6(b)所示，亦可為再活化部30之一個電極36之對向面為凹圓柱面36a，另一個電極37之對向面為凸圓柱面37a。電極37較佳為由輥電極而構成。電極37上纏繞有被處理膜9。於第1~第3實施形態中，亦可替代平板電極31而使用凹圓柱面電極36。

亦可僅設置主處理部10之噴嘴21、22中之任一者而省略另一者。

於第1、第3、第4實施形態中，亦可省略遮蔽構件40。

亦可將複數個實施形態相互組合。例如，亦可將第2實施形態之主處理部10之結構應用於第3~第4實施形態。

再活化部亦可包含含有一對電極之電漿處理部30、及光能量照射機構50。

本發明並不限於偏光板用保護膜之表面處理，可適用於種種樹脂膜之表面處理。進而，本發明並不限於聚合性單體之電漿聚合處理，可應用於電漿CVD(Chemical Vapor Deposition，化學氣相沈積)、電漿清洗、電漿表面改質等之種種電漿表面處理。於該等各種電漿表面處理中，可獲得充分之處理度，且可防止污垢附著於主處理部10之輥電極11、12上，進而可抑制或防止再活化部30之電極31等因反應成分而變髒，而且可防止顆粒之產生，從而可提高良率。

反應氣體之反應成分係根據處理內容而適當選擇。例如，作為電漿CVD所使用之反應成分，可舉出TMOS(四甲氧基矽烷，tetramethoxidesilane)、TEOS(四乙氧基矽烷，tetraethoxysilane)等。

[實施例1]

接下來說明實施例，但本發明並非限定於以下實施例。

於實施例1中，使用圖1所示之膜表面處理裝置1，繼續進行主處理部10之電漿處理，並進行再活化部30之電漿再處理。

作為被處理膜9，使用TAC膜。TAC膜9之寬度為330 mm。

TAC膜9之搬送速度為15 m/min。

電極11、12之溫度及TAC膜9之溫度設定為25℃。

使用丙烯酸作為反應氣體之聚合性單體，使用氮氣作為載氣。

氣化器20內之液體丙烯酸之溫度為70℃。

載氣(N₂ )之流量、及反應氣體(丙烯酸+N₂ )之流量為40 slm。

自上下之噴嘴21、22中之僅下噴嘴22噴出放電生成氣體(N₂ )，並供給至主放電空間19。噴嘴22之氣體噴出寬度為325 mm。來自噴嘴22之N₂ 供給流量為20 slm。

各輥電極11、12之直徑為320 mm。各輥電極11、12之軸長為340 mm。

輥電極11、12間之最狹窄之部位之間隙(主放電空間19之厚度)為1 mm。

對電極11之供給電力為1100 W。

電極11、12間之施加電壓為Vpp=18.0 kV。

各後段電極31之處理寬幅方向(與圖1之紙面正交方向之尺寸)之長度為340 mm。各後段電極31之膜搬送方向(圖1之左右方向)之尺寸為20 mm。

各電極31之下表面31a與第2輥電極12之外周面之間隔為1 mm。

固體介電質32之厚度為1 mm。

對各電極31之供給電力為600 W。因此，2個電極31之共計之供給電力為1200 W。

電極31、12間之施加電壓為Vpp=18.0 kV。

對各再放電空間39之放電生成氣體(N₂ )之供給流量為20.0 L/min。

由表面處理後之TAC膜未發出丙烯酸特有之醋酸臭。將純水滴下至上述處理後之TAC膜之表面，對該純水進行pH值測定，pH值=7。為進行pH值測定，使用股份有限公司TESTO製pH值計測器，型號TESTO230。上述之pH值測定結果顯示，於TAC膜之表面上基本不存在單體狀態之丙烯酸，聚合反應已充分完成。

將表面處理後之被處理TAC膜9貼合於PVA膜之一面。作為接著劑，使用混合有(A)聚合度500之PVA 5wt%水溶液、及(B)羧甲基纖維素鈉2wt%水溶液而成之水溶液。(A)及(B)之混合比為(A):(B)=20:1。接著劑之乾燥條件為80℃、5分鐘。於PVA膜之相反側之面上，以與上述相同之接著劑而貼合有皂化處理後之TAC膜。藉此，製作3層結構之偏光板試樣。偏光板試樣之寬度為25 mm。

於接著劑硬化後，以浮動輥法(JIS K6854)測定上述被處理TAC膜9與PVA膜之接著強度。

測定之結果為，接著強度為9.8 N/25 mm。

[比較例1]

作為比較例，省略再活化部30(電極31)，除此之外，使用與圖1之膜表面處理裝置1相同結構之裝置，進行TAC膜9之電漿處理。處理條件與實施例1之主處理部10之處理條件相同。

由表面處理後之TAC膜發出丙烯酸特有之醋酸臭。以與實施例1相同之測定機構對上述處理後之TAC膜之表面進行pH值測定，pH值=4。上述之pH值測定結果顯示，於TAC膜之表面仍殘留有丙烯酸單體，聚合不充分。

進而，與實施例1同樣地製作偏光板試樣，且測定接著強度。

測定之結果為，接著強度為8.5 N/25 mm。

根據本發明，藉由設置再活化部30並進行電漿再處理，較之未進行電漿再處理之情形(比較例1)而可將接著強度提高1 N/25 mm以上。

[實施例2]

於實施例2中，使用圖5所示之膜表面處理裝置1C，繼續進行主處理部10之電漿處理，並進行光能量照射機構50之光照射。

主處理部10之電漿處理之處理條件與實施例1相同。

使用紅外燈(HIVEC公司製，型號HYP45)作為光能量照射機構50。光能量照射機構50之光出射面與TAC膜9之距離為10 mm。來自光能量照射機構50之照射光之波長為0.8 μm，照度為15 W/cm² 。

由表面處理後之TAC膜未發出丙烯酸特有之醋酸臭。以與實施例1相同之測定機構對上述處理後之TAC膜之表面進行pH值測定，pH值=7。該結果顯示，基本不存在單體狀態之丙烯酸，聚合反應已充分完成。

進而，與實施例1同樣地製作試樣，且測定接著強度。

測定之結果為，接著強度為9.5 N/25 mm。

[產業上之可利用性]

本發明可適用於例如平板顯示器(FPD，flat panel display)之偏光板及各種半導體裝置之製造。

1、1A、1B、1C．．．膜表面處理裝置

9．．．被處理膜

10．．．主處理部

11．．．第1輥電極

12．．．第2輥電極

16．．．導輥

18．．．電源

19．．．主放電空間

20．．．反應氣體供給源(氣化器)

21．．．上側放電生成氣體噴嘴

22．．．下側放電生成氣體噴嘴

23．．．反應氣體噴嘴

24．．．放電生成氣體源

30．．．再活化部

31．．．後段電極

31a．．．對向面

32．．．固體介電質

33．．．氣體供給部

34．．．再活化用輥電極

35．．．平行平板電極

35a．．．平面

36．．．凹圓柱面電極

36a．．．凹圓柱面

37．．．電極

37a．．．凸圓柱面

38．．．再活化用電源

39．．．再放電空間

40．．．遮蔽構件

41．．．遮蔽空間

50．．．光能量照射機構

51．．．照射光

圖1係表示本發明第1實施形態之膜表面處理裝置之概略構成之分析說明側面圖。

圖2係上述膜表面處理裝置之主要部分之立體圖。

圖3係表示本發明第2實施形態之膜表面處理裝置之概略構成之分析說明側面圖。

圖4係表示本發明第3實施形態之膜表面處理裝置之概略構成之分析說明側面圖。

圖5係表示本發明第4實施形態之膜表面處理裝置之概略構成之分析說明側面圖。

圖6(a)係表示再活化部之電極結構之變形例之分析說明側面圖。

圖6(b)係表示再活化部之電極結構之其他變形例之分析說明側面圖。

1．．．膜表面處理裝置

9．．．被處理膜

10．．．主處理部

11．．．第1輥電極

12．．．第2輥電極

16．．．導輥

18．．．電源

19．．．主放電空間

20．．．反應氣體供給源(氣化器)

21．．．上側放電生成氣體噴嘴

22．．．下側放電生成氣體噴嘴

23．．．反應氣體噴嘴

24．．．放電生成氣體源

30．．．再活化部

31．．．後段電極

31a．．．對向面

32．．．固體介電質

33．．．氣體供給部

38．．．再活化用電源

39．．．再放電空間

40．．．遮蔽構件

41．．．遮蔽空間

Claims (4)

1. 一種膜表面處理裝置，其特徵在於：其係一面搬送連續之被處理膜，一面使反應成分活化而於上述被處理膜之表面上進行反應者，其包含：配置於上述搬送方向之相對上游側之主處理部；及配置於上述搬送方向之相對下游側之再活化部；上述主處理部包含：第1輥電極及第2輥電極，其等以在彼此之間形成接近大氣壓之主放電空間之方式平行配置；及噴嘴，其朝向上述被處理膜之較上述主放電空間更靠上述搬送方向之上游側之部分或者朝向上述主放電空間而噴出含有上述反應成分之反應氣體；上述被處理膜繞掛於上述第1輥電極上，且穿過上述主放電空間後折返而繞掛於上述第2輥電極上，上述第1輥電極及第2輥電極各繞自身的軸線且彼此朝相同方向旋轉，藉此將上述被處理膜自上述第1輥電極搬送至上述第2輥電極，上述再活化部包含：彼此之間形成有接近大氣壓之再放電空間之一對後段電極；及對該等後段電極間供給不含有上述反應成分之放電生成氣體之氣體供給部；上述被處理膜穿過上述再放電空間，上述一對後段電極之對向面為彼此皆平面、平面與凸圓柱面、或凹圓柱面與凸圓柱面。
2. 如請求項1之膜表面處理裝置，其中上述再活化部之一對後段電極中之一者具有由平面或凹圓柱面形成之對向面且與上述第2輥電極對向，上述第2輥電極係被提供作 為上述再活化部之另一個後段電極。
3. 如請求項1或2之膜表面處理裝置，其中供給至上述再活化部之電力大於供給至上述主處理部之電力。
4. 如請求項1或2之膜表面處理裝置，其中上述反應成分為聚合性單體。