TWI448575B - 捲取式真空成膜方法及捲取式真空成膜裝置 - Google Patents

Description

捲取式真空成膜方法及捲取式真空成膜裝置

本發明係有關一種具備有基膜(base film)的冷卻用輥之捲取式真空成膜方法及捲取式真空成膜裝置，更詳細而言，係有關一種具備有冷卻用輥的清潔單元之捲取式真空成膜方法及捲取式真空成膜裝置。

以往，已知有一種捲取式真空蒸鍍方法(參照例如下述專利文獻1)，係一邊將從捲出輥連續被拉出的長條狀基膜捲繞至冷卻用圓筒輥(can roller)，一邊使來自與該圓筒輥相對向配置的蒸發源之蒸發物質蒸鍍至基膜上，並以捲取輥捲取蒸鍍後的基膜之方法。在此種真空蒸鍍方法中，為了防止蒸鍍時基膜的熱變形，係使基膜密著於冷卻用圓筒輥的周面而一邊冷卻一邊進行成膜。

在真空裝置中，由於真空排氣時或大氣開放時在真空槽內會飄散粉塵，故於圓筒輥及導引輥等容易附著飄散的粉塵。尤其附著於圓筒輥的粉塵會於成膜時妨礙基膜與圓筒輥之間的密著，因而會有產生針孔(pinhole)或薄膜的熱變形等問題。因此，為了提高成膜品質，於成膜時需要對圓筒輥周面進行清潔。

另一方面，在下述專利文獻2中，已揭示有一種印刷用或加工用薄片材料的除塵裝置，該除塵裝置係包含有用以接觸行進中的薄片材料以去除附著於薄片表面的異物之黏著輥之清潔單元的構成。因此，已考慮有使此種清潔單元接觸於上述捲取式真空蒸鍍裝置中的冷卻用圓筒輥的周面，以去除附著於圓筒輥上的粉塵而提高圓筒輥與薄膜的密著性之方法。

專利文獻1：日本專利第3795518號公報專利文獻2：日本特開2004－161491號公報

然而，在使上述構成的清潔單元恆常地接觸於冷卻用圓筒輥以進行圓筒輥周面的除塵處理之構成中，由於薄膜成膜時圓筒輥係進行冷卻操作，故與圓筒輥接觸的清潔單元亦會被冷卻。結果，會有已捕捉到的粉塵從清潔單元脫離，而使脫離的粉塵再次附著於圓筒輥的周面之缺失。如此，會降低清潔圓筒輥周面之功能，或者反而會污染圓筒輥，而無法維持高品質的成膜。

本發明乃有鑑於上述問題而研創者，其課題為提供一種能有效地維持清潔單元對於圓筒輥的清潔功能而實現高品質的成膜之捲取式真空成膜方法及捲取式真空成膜裝置。

為了解決上述課題，本發明的捲取式真空成膜方法係在減壓環境內一邊使基膜行進一邊對基膜進行成膜之捲取式真空成膜方法，該方法係在非冷卻狀態下一邊使冷卻用輥旋轉一邊使清潔單元接觸於冷卻用輥以清潔該冷卻用輥，在冷卻用輥的清潔結束後，解除清潔單元與冷卻用輥的接觸狀態，將冷卻用輥予以冷卻，並一邊使基膜密著於冷卻用輥一邊對基膜進行成膜。

此外，本發明的捲取式真空成膜裝置係在減壓環境內一邊使基膜行進一邊對基膜進行成膜之捲取式真空成膜裝置，其具備有：真空室；行進手段，係在真空室內使基膜行進；冷卻用輥，係與行進中的基膜密著以冷卻該基膜；成膜手段，係與冷卻用輥相對向配置以對基膜進行成膜；清潔單元，係接觸於冷卻用輥以清潔該冷卻用輥；以及驅動機構，係使清潔單元接觸/離開冷卻用輥。

在本發明中，由於在對基膜進行成膜前使清潔單元接觸於冷卻用輥，並在非冷卻狀態下一邊使冷卻用輥旋轉一邊進行清潔，故可防止清潔單元過度冷卻，並阻止已去除的粉塵之脫離，而有效地進行清潔單元對於冷卻用輥的除塵處理。

此外，由於在清潔結束後解除清潔單元與冷卻用輥的接觸狀態，故能防止因成膜時冷卻用輥的冷卻操作而使清潔單元冷卻，並將已從冷卻用輥之周面去除的粉塵予以保持而不會使其脫離。

此外，由於具備有用以使清潔單元接觸/離開冷卻用輥之驅動機構，故於真空中，可藉由來自外部的指令而自動地進行清潔開始時清潔單元對於冷卻用輥的接觸動作、以及清潔結束時清潔單元從冷卻用輥離開的離開操作。此外部指令係可由作業者所進行的控制操作，亦可為由執行程式所進行的電腦控制。

並且，清潔單元的構成並無特別限制，例如可構成為包含有：彈性輥，係接觸於冷卻用輥的周面；以及黏著輥，係去除附著於該彈性輥的粉塵。

如上所述，依據本發明，由於能維持清潔單元所帶來的穩定除塵效果，故能在真空中有效率地進行冷卻用輥的清潔處理，而可實現高品質的成膜。

以下參照圖式說明本發明的實施形態。在本發明的實施形態中，作為捲取式真空成膜裝置，係將本發明應用在捲取式真空蒸鍍裝置為例來說明。

第1圖係本發明實施形態的捲取式真空蒸鍍裝置10的概略構成圖。本實施形態的捲取式真空蒸鍍裝置10係具備有：真空室11、基膜12的捲出輥13、冷卻用輥14、基膜12的捲取輥15、以及蒸鍍物質的蒸發源16。

真空室11係經由配管連接部11a、11c連接至未圖示的真空泵等真空排氣系統，且真空室11的內部係經減壓排氣至預定的真空度。真空室11的內部空間係藉由分隔板11b分隔成供捲出輥13與捲取輥15等配置之室、以及供蒸發源16配置之室。

基膜12係由經裁切成預定寬度的長條狀絕緣性塑膠薄膜所構成，可使用例如OPP(Oriented Polypropylene；延伸聚丙烯)薄膜、PET(polyethylene terephthalate；聚對苯二甲酸乙二酯)薄膜、PPS(polyphenylene sulfide；聚苯硫醚)薄膜、PI(Polyimide；聚醯亞)薄膜、或金屬箔等。基膜12係從捲出輥13陸續被拉出，經由複數個導引輥與圓筒輥14而捲繞於捲取輥15。並且，於捲出輥13及捲取輥15設置有未圖示的旋轉驅動部。

圓筒輥14係筒狀、且為不銹鋼或鐵等金屬所製成，且於內部具備有冷卻媒體循環系統等冷卻機構、以及使圓筒輥14旋轉驅動之旋轉驅動機構等。基膜12係以預定的繞角捲繞在圓筒輥14的周面。已捲繞至圓筒輥14的基膜12的外面側之成膜面係藉由來自蒸發源16的蒸鍍物質而進行成膜，同時藉由圓筒輥14來進行冷卻。於基膜12的成膜時，圓筒輥14係藉由上述冷卻機構維持於預定的冷卻溫度(例如－20℃)。

藉由上述的捲出輥13、圓筒輥14、捲取輥15、以及其他的導引輥，而構成本發明中用以使基膜12在真空室11內行進的「行進手段」。

蒸發源16係收容蒸鍍物質，且具備有以電阻加熱、感應加熱、電子束加熱等眾知的手法使蒸鍍物質加熱蒸發之機構。該蒸發源16係配置於圓筒輥14的下方，使蒸鍍物質的蒸氣附著於相對向的圓筒輥14上的基膜12上而形成被膜。此外，該蒸發源16係對應本發明中用以將成膜材料成膜於行進中的基膜12之「成膜手段」。

作為蒸鍍物質，除了Al(鋁)、Co(鈷)、Cu(銅)、Ni(鎳)、Ti(鈦)等金屬元素單體外，亦適用Al－Zn(鋅)、Cu－Zn、Fe(鐵)－Co等之兩種以上的金屬或多元系合金。蒸發源16不限定於一個，亦可設置複數個。

接著說明本發明之圓筒輥14的清潔單元30。

第2圖係顯示清潔單元30的概略構成之整體斜視圖。清潔單元30係設置於未捲繞有基膜12的圓筒輥14上方。清潔單元30係具備有：第一清潔輥31，係轉動接觸於圓筒輥14的周面14a以去除附著於圓筒輥14的周面14a的粉塵；以及第二清潔輥32，係從第一清潔輥31去除由此第一清潔輥31所捕捉到的前述粉塵。這些第一及第二清潔輥31、32係具有至少基膜12的寬度，或者能夠覆蓋基膜12所接觸的圓筒輥14的周面區域程度的軸長，其兩端部係藉由罩殼(casing)以可旋轉的方式予以支撐。

在本實施形態中，第一清潔輥31係以藉由靜電來吸附粉塵之彈性輥所構成。另一方面，第二清潔輥32係接觸於第一清潔輥31，且由用以去除前述粉塵之黏著輥所構成。彈性輥31及黏著輥32係構成為在進行圓筒輥14的清潔時，會與圓筒輥14連動旋轉。

第3圖A及B係用以說明清潔單元30的動作之主要部分的正面圖。在本實施形態中，清潔單元30對於圓筒輥14的清潔處理係如第3圖A所示僅於基膜12的非成膜時進行，當清潔處理結束後，如第3圖B所示使清潔單元30從圓筒輥14離開。清潔單元30對於該圓筒輥14的接觸/離開動作係藉由安裝於罩殼33的驅動機構34(第2圖)來進行。

由於驅動機構34係用以使罩殼33朝圓筒輥14的直徑方向直線地來回移動之機構，故由設置於真空室11內部或外部的驅動馬達或驅動缸裝置等所構成，並根據來自真空室11外部的指令來進行驅動控制。此外部指令係可由作業者所進行的控制操作，亦可為由執行程式所進行的電腦控制。

接著，說明上述構成的本實施形態的捲取式真空蒸鍍裝置10的動作。第4圖係顯示捲取式真空蒸鍍裝置10的動作流程圖。

首先，將真空室11的內部真空排氣至預定的減壓度(步驟S1)。此步驟係例如於生產開始時(設置新的基膜後)等之裝置啟動時予以進行。此時，將基膜12會捲出輥13經由圓筒輥14及各種導引輥而予以跨越架設至捲取輥15。此外，清潔單元30與圓筒輥14係處於第3圖B所示的非接觸狀態。

接著，使驅動機構34驅動而使清潔單元30下降。接著，在非冷卻狀態下使圓筒輥14旋轉(步驟S2)。如此，圓筒輥14會維持在常溫。如此，如第3圖A所示，彈性輥31會接觸於圓筒輥14的周面14a，而開始進行圓筒輥14的周面14a的清潔處理(步驟S3)。

在此清潔步驟中，附著於圓筒輥14的周面的粉塵係藉由彈性輥31的靜電力而被吸附去除。如此，清潔圓筒輥14的周面14a。另一方面，由於附著於彈性輥31的周面的粉塵係由黏著輥32所去除，故彈性輥31的周面亦維持於常時清潔的狀態，而能提高圓筒輥14的清潔效率。

接著，於本實施形態中，在對基膜12進行成膜處理前，先在非冷卻狀態下一邊使圓筒輥14旋轉一邊進行圓筒輥14的清潔處理。如此，可防止用以構成清潔單元30之彈性輥31及黏著輥32的過度冷卻，並阻止已去除的粉塵之脫離，而有效率地進行清潔單元30對於圓筒輥14的除塵處理。

接著，當結束圓筒輥14的清潔時，使驅動機構34驅動而使清潔單元30上升，且如第3圖B所示從圓筒輥14的周面離開後，對圓筒輥14進行冷卻操作至預定的冷卻溫度(步驟S4)。接著，開始對基膜12進行成膜處理(步驟S5)。

在本實施形態中，由於在圓筒輥14的清潔結束後解除清潔單元30與圓筒輥14的接觸狀態，故能防止在成膜時因圓筒輥14的冷卻操作而使清潔單元30冷卻，亦即能防止因冷卻操作而使黏著輥32的黏著面劣化，並能穩定地保持已從圓筒輥14的周面去除的粉塵。如此，能防止因已脫離的粉塵再次附著於圓筒輥14而產生之基膜中有針孔或基膜12有皺紋及皺折等之熱變形。

如上所述，依據本實施形態，由於能維持清潔單元30所帶來的穩定之除塵效果，故能在真空中有效率地進行圓筒輥14的清潔處理，而能進行高品質的成膜處理。

在此，第5圖係顯示在改變清潔條件來進行圓筒輥的清潔後，調查成膜處理時的基膜之熱變形的發生情形之實驗結果。

首先，在未使用清潔單元(未清潔圓筒輥)而進行成膜時，確認到從成膜開始數秒後會有基膜的熱變形。

而進行僅使用彈性輥之清潔處理，且使彈性輥恆常地接觸於圓筒輥時，從成膜開始25分鐘後會產生熱變形。

另一方面，在併用彈性輥與黏著輥，且使彈性輥恆常地接觸於圓筒輥時，從成膜開始80分鐘後會產生熱變形。

相對於上述三種情形，在併用彈性輥與黏著輥，且將圓筒輥維持在非冷卻狀態(常溫)來進行清潔，並在清潔結束後使彈性輥離開圓筒輥時，並未確認到基膜的熱變形。

以上雖已說明本發明的實施形態，但本發明當然未限定於上述的實施形態，根據本發明的技術性思想，可進行各種的變形。

例如在上述實施形態中，雖以應用使用有蒸發源16的真空蒸鍍法而將金屬膜予以成膜為例作為成膜手段來加以說明，但本發明並未限定於此，亦可應用濺鍍法、各種CVD(Chemical Vapor Deposition；化學氣相沉積)法、以及將金屬膜或非金屬膜予以成膜的其他成膜法，亦可配合這些成膜法適當地採用濺鍍靶(Sputtering Target)等成膜手段。

10．．．捲取式真空蒸鍍裝置

11．．．真空式

11a、11c．．．配管連接部

11b．．．分隔板

12．．．基膜

13．．．捲出輥

14．．．圓筒輥(冷卻用輥)

14a．．．圓筒輥的周面

15．．．捲取輥

16．．．蒸發源

30．．．清潔單元

31．．．第一清潔輥(彈性輥)

32．．．第二清潔輥(黏著輥)

33．．．罩殼

34．．．驅動機構

第1圖係作為本發明實施形態的捲取式真空成膜裝置之捲取式真空蒸鍍裝置的概略構成圖。

第2圖係用以顯示第1圖的捲取式真空蒸鍍裝置中的清潔單元的構略構成之斜視圖。

第3圖係清潔單元的主要部分的正面圖，第3圖A為清潔時之圖，第3圖B為成膜時之圖。

第4圖係顯示第1圖的捲取式真空蒸鍍裝置的動作流程圖。

第5圖係顯示經調查不同的清潔條件對於基膜之熱變形的產生狀況之實驗結果。

無元件符號

Claims (5)

1. 一種捲取式真空成膜方法，係在減壓環境內一邊使基膜行進一邊對前述基膜進行成膜之捲取式真空成膜方法，其特徵為：在非冷卻狀態下一邊使冷卻用輥旋轉一邊使清潔單元接觸於前述冷卻用輥以清潔前述冷卻用輥，在前述冷卻用輥的清潔結束後，將前述冷卻用輥予以冷卻之前，解除前述清潔單元與前述冷卻用輥的接觸狀態，在前述清潔單元與前述冷卻用輥的接觸狀態已解除的狀態下，將前述冷卻用輥予以冷卻，並一邊使前述基膜密著於前述冷卻用輥一邊對前述基膜進行成膜。
2. 如申請專利範圍第1項之捲取式真空成膜方法，其中，從外部遠端操作前述清潔單元對於前述冷卻用輥的接觸及接觸解除動作。
3. 一種捲取式真空成膜裝置，係在減壓環境內一邊使基膜行進一邊對前述基膜進行成膜之捲取式真空成膜裝置，其具備有：真空室；行進手段，係在前述真空室內使前述基膜行進；冷卻用輥，係與行進中的前述基膜密著以冷卻前述基膜；成膜手段，係與前述冷卻用輥相對向配置以對前述基膜進行成膜； 清潔單元，係接觸於前述冷卻用輥以清潔前述冷卻用輥；以及驅動機構，係使前述清潔單元接觸/離開前述冷卻用輥，前述驅動機構係在前述冷卻用輥的非冷卻狀態下，使前述清潔單元接觸於前述冷卻用輥，且在前述冷卻用輥的清潔結束後，將前述冷卻用輥予以冷卻之前，解除前述清潔單元與前述冷卻用輥的接觸狀態。
4. 如申請專利範圍第3項之捲取式真空成膜裝置，其中，前述清潔單元係包含有：第一清潔輥，係清潔前述冷卻用輥的周面；以及第二清潔輥，係清潔前述第一清潔輥。
5. 如申請專利範圍第4項之捲取式真空成膜裝置，其中，前述第一清潔輥為彈性輥；前述第二清潔輥為黏著輥。