功能性膜的制造方法

专利名称：功能性膜的制造方法
技术领域：
本发明涉及在真空中对基材膜进行成膜，与保护膜层叠，并将该层叠体卷绕成筒状的功能性膜的制造方法。
背景技术：
目前，在基材的表面形成阻气膜、光反射膜、防光反射膜、表面保护膜等显示目标功能的膜而成的功能性膜被利用于各种用途中。另外，作为这样的功能膜，已知有各种无机膜(由无机化合物形成的膜)。例如，就阻气膜而言，已知的是在基材膜(以下简称为基材)上形成有氮化硅膜、 氧化硅膜的阻气膜。在这样的功能性膜的制造中，可利用等离子CVD、溅射、真空蒸镀等气相生长法形成用于显示功能的无机膜。另外，作为连续地形成这样的无机膜来以高生产性、生产效率制造功能性膜的方法，已知有利用所谓的辊至辊(Roll to Roll以下也称为RtoR)进行成膜的装置。RtoR中， 从卷绕成筒状而成的基材卷送出长条状的基材，边沿长度方向输送，边进行阻气膜的成膜等，再次将完成成膜后的基材卷绕成筒状，由此在长条状的基板连续地进行成膜，并能够以高生产性实现制造。这样的功能性膜的制造中，因由输送辊对进行的输送或者与其他的构件的接触等使无机膜受损伤时，有可能无法制造具有目标性能的功能性膜。尤其利用前述的RtoR进行的装置中，用于输送长条状的基材的输送辊对，有可能会使无机膜受损伤。另外，由RtoR进行的装置中，因完成成膜后的基材的卷绕，使无机膜的表面与基材的背面滑动接触，所以由于成膜的无机膜的强度、基材背面的表面粗糙度等，有时会使无机膜受损伤。进而，为了制造高品质的制品，无机膜的表面最好尽量保持洁净。因此，阻气膜等的功能性膜的制造中，如专利文献1所示，为了保护成膜后的阻气膜等，在基材上使无机膜成膜后，在成膜的无机膜的表面层叠/粘贴保护膜，来保护无机膜。利用这样的保护膜的功能性膜的制造中，保护膜的目的归根到底是保护制造过程中的无机膜。因此，在该功能性膜成为最终制品的阶段，保护膜被剥离。或者使无机膜成膜后的功能性膜(最终制品的中间体)在剥离了保护膜后，供于表面处理、或供于进一步对上层进行无机膜的成膜等接下来的工序中的处理。例如，所述专利文献1记载的RtoR的装置中，在实施了基于真空蒸镀的成膜后，在基材上层叠保护膜并进行输送，在即将卷绕基材前，剥离保护膜，进行基材的卷绕。现有技术文献专利文献
专利文献1 日本特开平1-185836号公报

发明内容
发明想要解决的问题不过，这样的功能性膜的制造中，尽管不使用保护膜时能够制作具有目标性能的制品，但使用保护膜且进行卷绕时，有时不能制造具有目标性能的制品。S卩，在基材上使无机膜成膜后，未层叠保护膜，另外，即便层叠保护膜也不进行卷绕时，如果在不与无机膜接触的情况下输送或处理，则多数情况下可以得到没有任何问题的良好的制品。与此相对，真空中，在完全同样的基材上使相同的无机膜成膜，层叠保护膜并进行层叠体的卷绕时，有时会使无机膜受损伤，且由于该无机膜的损伤而功能性膜无法发挥目标性能。本发明的目的在于解决所述以往技术问题，即在于提供能很好地防止对无机膜的损伤并稳定地制造发挥目标性能的功能性膜的功能性膜的制造方法，所述制造方法中，在真空中，在基材膜上形成显示目标功能的无机膜，层叠用于保护无机膜的保护膜，并将该层叠体卷绕成筒状。用于解决问题的方法为了实现所述目的，本发明的功能性膜的制造方法的特征在于，在真空中边将长条状的基材膜沿长度方向输送，边利用气相生长法在所述基材膜的表面使无机膜成膜，并对所述无机膜进行加热处理后，将保护膜抵接在所述无机膜上进行层叠，且将该基材膜与保护膜的层叠体卷绕成筒状。这样的本发明的功能性膜的制造方法中，以使所述无机膜成膜时的基材膜的温度作为基准温度，优选以所述基材膜的温度比该基准温度低5°C的温度以上的方式进行所述无机膜的加热处理。另外，优选以所述基材膜的最高温度低于该基材膜上产生褶皱的温度的方式进行所述无机膜的加热处理。进而，优选以使所述基材膜的温度在设定的目标温度以上保持1秒以上的方式， 进行所述无机膜的加热处理。另外，在所述无机膜的加热处理后，且在将所述保护膜与无机膜抵接而进行层叠之前，优选对所述基材膜进行冷却。另外，所述无机膜优选为具有阻气性的膜，所述具有阻气性的膜特别优选为氮化硅膜、氧化硅膜、氧化铝膜中的任意一种。另外，进行基材膜与保护膜的层叠体的卷绕的空间的压力优选在所述无机膜的成膜空间的压力以下。进而，优选利用不与无机膜接触的加热机构进行所述无机膜的加热处理。发明的效果如前所述，本发明的功能性膜的制造方法为，在真空中，利用气相生长法在基材膜上使显示规定的功能的无机膜(无机化合物的膜)进行成膜，并层叠用于保护该无机膜的保护膜，将该层叠体卷绕成筒状的利用辊至辊的功能性膜的制造方法，在该制造方法中，在使保护膜与无机膜进行抵接而层叠之前，对无机膜进行加热处理。如后面详述，在功能性膜的制造中，进行保护膜的层叠以及层叠体的卷绕时，作为无机膜受损伤的原因，可举出在成膜中混入于无机膜中的气体。即，成膜中混入无机膜中的气体会在被层叠的无机膜与保护膜之间成为气泡，该气泡通过由输送辊对进行的夹持输送、卷绕而被挤压，无机膜会因该冲击、气泡压碎时的与保护膜的不自然的抵接等而受损伤。与此相对，根据本发明的制造方法，通过在保护膜的层叠前，对无机膜进行加热处理，使在成膜中混入于无机膜中的会成为造成无机膜受损伤的原因的气泡的气体排出。因此，根据本发明，利用保护膜对无机膜进行了保护的状态下，通过能够得到高生产性的辊至辊，可以稳定地制造没有无机膜的损伤的能发挥规定性能的功能性膜。


图1为表示利用本发明的功能性膜的制造方法的一例的成膜装置的一个例子的示意图。符号说明10成膜装置12基材卷14卷绕轴16真空室18输送室20成膜室24旋转轴26 导辊28 滚筒30加热处理机构34第2旋转轴36 膜卷38层叠辊42，50真空排气机构46成膜电极48气体供给机构52高频电源Z基材(膜)G保护膜
具体实施例方式以下，对本发明的功能性膜的制造方法以附图所示的优选例为基础进行详细说明。图1表示实施本发明的功能性膜的制造方法一例的成膜装置的一个例子的示意图。图1示出的成膜装置10为如下的装置在真空中，在基材膜Z (以下称为基材Z) 的表面上，使显示目标功能的无机膜成膜，并对无机膜进行加热处理后，使用于保护无机膜的保护膜G层叠，并将该完成成膜后的基材Z与保护膜G的层叠体卷绕成筒状。成膜装置10为利用所谓辊至辊(Roll to Roll以下也称为RtoR)，在基材Z上进行成膜而制造功能性膜(功能性膜的中间制品)的装置。因此，长条状的基材Z (网状的基材ζ)被卷绕成筒状作为基材卷12供给到成膜装置10。成膜装置10中，在真空中，由该基材卷12拉出基材Z，并边沿长度方向输送，边在基材Z的表面形成无机膜，且进行加热处理，与保护膜G层叠，通过卷绕轴14使该层叠体卷绕成筒状。图示例的成膜装置10作为一个实例具有真空室16、和在该真空室16内形成的输送室18及成膜室20。另外，在输送室18中设置有安装有基材卷12的旋转轴24、导辊26、滚筒28、加热机构30、安装有使保护膜G卷绕而成的膜卷32的第2旋转轴34、层叠辊38、真空排气机构42、及前述的卷绕轴14。另一方面，在成膜室20中，设置有成膜电极46、气体供给机构48、真空排气机构 50、及高频电源52。另外，滚筒28其一部分收容于成膜室20中。需要说明的是，成膜装置10中，除了这些构件以外，还可以具有由RtoR进行的成膜装置中配置的各种的构件，所述构件为基材Z的输送导轨、各种传感器、张力辊等，在真空中由基材卷拉出长条状的基材Z并边沿长度方向输送边进行成膜、保护膜的层叠、层叠体的卷绕等的构件。本发明的制造方法中，对于可利用的基材(基板)Z没有特别的限制，只要是在真空中可利用气相生长法进行无机膜的成膜的基材，则可利用各种片状物。具体而言，可优选利用由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯 (PEN)、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯等有机物形成的塑料(树脂)膜、铝、不锈钢等金属片状物等作为基材Z。另外，本发明中，也可以将这样的塑料膜等作为支撑体并在其上成膜有保护层、粘贴层、光反射层、遮光层、平坦化层、缓冲层、应力缓和层、阻气膜等用于得到各种功能的膜 (层)的制品作为基材Z使用。此时，可以将在支撑体上仅成膜1层的制品作为基材Z使用，或者也可以将在支撑体上成膜多层的制品作为基材Z使用。另外，基材Z为将支撑体上成膜了多层的膜的制品时，可以具有多层相同的层，例如也可以是将平坦化层与阻气膜的组合多次反复层叠后构成的、将2层以上组合而成的膜多次反复层叠后的制品。卷绕这样的基材Z而成的基材卷12被安装在输送室18上所配置的旋转轴24上， 并以可旋转的方式被轴支承。基材Z被从基材卷12拉出，沿长度方向输送(箭头a方向)， 通过导辊26进行引导，通过滚筒28输送到成膜室20。另外，如后面有详述，成膜室20中形成无机膜后的基材Z再次输送到输送室18，通过加热机构30对无机膜进行加热处理，层叠保护膜G，通过卷绕轴14进行卷绕。
真空排气机构42为使输送室18排气为规定的压力的装置，所述的输送室18进行如下作业来自上述的基材卷12的基材Z的送出、输送到成膜室20、无机膜的加热处理、保护膜G的层叠、基材Z与保护膜G的层叠体的卷绕。对真空排气机构42没有特别的限定，可以使用如涡轮泵、机械升压泵、干式真空泵、回转泵等真空泵，进而可以利用用于真空成膜装置的各种公知的(真空)排气部件，所述(真空)排气部件可利用低温盘管(々，4才二 O )等辅助机构、调节所达到的真空度、排气量的调节机构等。关于这一点，后述的成膜室的真空排气机构50也是如此。输送室18的压力没有特别限定，可以根据对无机膜进行成膜的成膜室20的压力 (成膜压力)而适当设定。另外，输送室18的压力可以比成膜室20压力低，也可以与成膜室20的压力相同， 还可以比成膜室20压力高。需要说明的是，根据需要，还可以将如下隔室区(压差室)设置在输送室18与成膜室20之间，所述隔室区具有用于获取对输送室18和成膜室20进行压力性分离的压差的真空排气机构。需要说明的是，成膜的无机膜如阻气膜(具有阻气性的膜)那样，因由外部混入到成膜空间的杂质而有可能使性能降低时，优选防止由输送室18到成膜室20的气体混入。另外，如后面详述，由于成膜室20中通过以气体为原料进行成膜的等离子CVD而形成无机膜， 所以压力与邻接的空间相比有增高的倾向。考虑以上问题时，输送室18的压力优选设为成膜室20的压力以下的压力。另外， 如后详述，输送室18的压力为成膜室20的压力以下时，更容易产生因使用保护膜G引起的基材Z的损伤，即，从能够更好地显示防止基材Z的损伤的本发明效果的方面考虑，也是优选的。尤其优选在输送室18与成膜室20之间设置隔室区，将输送室18的压力设为成膜室 20的压力的1/10以下。如前所述，由基材卷12拉出的基材Z通过导辊26引导，输送到滚筒28。滚筒28为圆筒状的构件，中心线与基材Z的宽度方向(与基材Z的输送方向垂直的方向)一致，且圆周面的一部分被收容在成膜室20中进行配置。该滚筒28以规定的区域(包围角(日语卷t掛It角))接触基材Z，以中心线为中心进行旋转(在图1示出的例子中，沿逆时针(日语半時計)方向旋转)，由此边使基材Z位于规定位置，边沿长度方向输送。此处，如前所述，将滚筒28以圆周面的一部分被收容于成膜室20的状态进行配置。因此，基材Z通过滚筒28在成膜室20内位于规定的成膜位置，边沿长度方向输送，边形成无机膜。图示例的成膜装置10中，成膜室20作为一个例子通过CCP-CVD(Capacitively Coupled Plasma-CVD电容耦合型等离子CVD)形成无机膜，滚筒28还作为CCP-CVD中的对置电极起作用。即，在成膜室20中，以滚筒28与后述的成膜电极46形成由CCP-CVD进行成膜的电极对。因此，滚筒28具有导电性。另外，滚筒28中，可以连接偏置(bias)电源，或者也可以接地。或者也可以采用滚筒28与偏置电源的连接以及接地可以进行切换的模式。另外，成膜装置10中，滚筒28也可以具有调节成膜中的基材Z的温度的温度调节机构。滚筒28的温度调节机构，没有特别的限制，可利用所有在滚筒内部使冷媒、温媒等循环的温度调节机构等的各种温度调节机构。成膜室20是在基材Z的表面使无机膜(无机化合物的膜)成膜的部件，通过隔壁 54和滚筒28，与输送室18大致气密地分离。在图示例中，成膜室20是利用CCP-CVD进行无机膜的成膜的部件，如前所述，其设有成膜电极46、气体供给机构48、真空排气机构50及高频电源52。另外，如前所述，成膜装置10中，使基材Z接触并输送的滚筒28的圆周面的一部分收容在成膜室20中，以滚筒28 和成膜电极46构成CCP-CVD中的电极对。需要说明的是，本发明的制造方法中，无机膜的成膜不限于CCP-CVD，可利用各种由公知的CVD(化学气相生长法)进行的成膜。S卩，本发明的制造方法中，只要可形成显示目标功能的无机膜，则可利用 ICPdnductively Coupled Plasma 电感耦合型等离子)-CVD、微波 CVD、ECR(Electron Cyclotron Resonance电子回旋共振)-CVD等各种等离子CVD。另外，由CCP-CVD进行的成膜也不限定于图示例的成膜室20的构成，可利用各种使用向不具有反应气体的供给孔的成膜电极、电极对之间供给反应气体的喷嘴的CCP-CVD、 使用平板状的成膜电极的CCP-CVD等公知的由CCP-CVD进行的成膜机构。进而，本发明的制造方法不限于通过CVD形成无机膜，只要是在真空中可形成无机膜的方法，各种气相生长法(真空成膜法/气相堆积法)均可以利用，例如溅射、真空蒸镀等。成膜电极46是从基材Z的对面喷射反应气体的如用于由CCP-CVD进行的成膜的公知的喷射电极(簇射极板shower plate)。图示例中，作为一个例子，成膜电极46为一面与滚筒28 (即基材Ζ)相对向配置的、具有中空的呈大致长方体形状的电极。该成膜电极46的与滚筒28相对的面以与滚筒 28的圆周面平行的方式(即，朝向滚筒28的面与滚筒28的间隔在整面均勻的方式)形成为曲面。成膜电极46的与滚筒28相对的面上形成有多个气体供给孔。该气体供给孔与成膜电极46的内部空间连通。另外，后述的气体供给机构48向该成膜电极46的内部的空间供给反应气体。因此，由气体供给机构48供给的反应气体从成膜电极46的气体供给孔供给到滚筒28(基材Ζ)和成膜电极46之间。气体供给机构48为等离子CVD装置等的真空成膜装置中使用的公知的气体供给机构。需要说明的是，气体供给机构48供给的反应气体(工艺气体/成膜气体)可以是相应于基材Z的表面成膜的膜的公知的气体。例如，如果在基材Z的表面形成氮化硅膜时， 作为反应气体，气体供给机构48可以供给硅烷气体、氨气及氮气的组合、硅烷气体、氨气及氢气的组合等。高频电源52为向成膜电极46供给等离子激发电力的电源。高频电源54也可以利用供给13. 56MHz高频电力的电源等所有在各种等离子CVD装置中使用的公知的高频电源。真空排气机构50是为了通过CCP-CVD进行无机膜的成膜，使成膜室内排气，保持在规定的成膜压力的构件，如前所述，其为用于真空成膜装置的公知的真空排气机构。本发明的制造方法中，作为在基材Z上成膜的无机膜，可利用所有所制造的功能性膜显示目标功能的由无机化合物形成的膜。例如，制造阻气膜(水蒸气阻隔膜)作为功能性膜时，作为无机膜形成氮化硅膜、
氧化铝膜、氧化硅膜等膜即可。另外，在制造有机EL显示器、液晶显示器之类的显示装置等各种器件、装置的保护膜作为功能性膜时，作为无机膜形成氧化硅膜等膜即可。另外，制造透明的导电性膜作为功能性膜时，作为无机膜形成ITO(氧化铟锡)膜、
氧化锡膜等即可。进而，制造防光反射膜、光反射膜、各种滤光膜等的光学膜作为功能性膜时，由具有或显示目标光学特性的材料形成无机膜即可。其中，从由无机膜的损伤导致的性能降低较大，即，防止无机膜的损伤的效果较大的方面考虑，优选阻气膜(具有阻气性的膜)，具体而言，优选利用氮化硅、氧化硅、氧化铝等的成膜。S卩，本发明的制造方法优选用于阻气膜(包含其中间制品)的制造中。需要说明的是，本发明的制造方法中，反应气体的供给量、等离子激发电力的强度等无机膜的成膜条件没有特别的限定。S卩，成膜条件与通常的等离子CVD成膜同样，可以根据成膜的无机膜的种类、对无机膜所要求的性能和品质、所要求的成膜速度、成膜的膜厚、基材Z的种类等适当设定。成膜室20中形成无机膜后的基材Z( S卩，功能性膜)通过滚筒28由成膜室20再次输送到输送室18。输送到输送室18后的基材Z从滚筒28被输送到层叠辊38，通过该层叠辊38，与无机膜的表面抵接而使保护膜G层叠/粘贴，进而，无机膜成膜后的基材Z与保护膜G的层叠体通过卷绕轴14被卷绕成筒状。此处，在利用本发明的制造方法的成膜装置10中，可在滚筒28与层叠辊38之间配置加热机构30，对由成膜室20输送到输送室18的基材Z上形成的无机膜进行加热处理。本发明中，如上所述，在成膜后，且与保护膜G层叠前进行无机膜的加热处理，由此边在真空中将基材Z沿长度方向输送，边通过CVD在基材Z上形成无机膜，层叠保护无机膜的保护膜G，将该层叠体卷绕成筒状，在这样的功能性膜的制造中，可以使无机膜的损伤大幅降低，通过RtoR稳定地制造具有规定的性能的功能性膜。如专利文献1等也示出，在基材的表面制造显示目标功能的无机膜的功能性膜的制造中，在无机膜的成膜后，为了保护成膜后的无机膜而层叠保护膜。另外，专利文献1中，在卷绕前对保护膜进行剥离，但利用RtoR的装置中，在没有保护膜的状态下，使无机膜成膜后的基材(功能性膜)进行卷绕，此时基材的背面(非成膜面)和无机膜进行滑动接触。通过该滑动接触，因无机膜的强度、基材背面的强度、粗糙度而由卷绕导致无机膜受损伤。因此，多数情况下使无机膜成膜后的基材与保护膜进行层叠的状态下，将该层叠体卷绕成筒状。
需要说明的是，该保护膜是用于保护成膜后的无机膜的膜，如前所述，接下来的工序中、或作为最终制品使用时进行剥离。此处，根据本发明人的研究可以确认，这样的功能性膜的制造中，只是在将以保护目的使用的保护膜层叠、卷绕时，才会大量发生无机膜受损伤的情况。S卩，通过真空中的CVD在长条状的基材上使无机膜成膜后，不使用保护膜的情况下，或者在长条状的基材上同样使无机膜成膜后，未进行在真空中使保护膜层叠而卷绕的工序的情况下，如果不与无机膜(制品领域)接触的条件下进行输送或处理，则可以制造显示适合的性能的功能性膜。与此相对，使用相同的基材，真空中全部相同地形成无机膜，且使保护膜层叠后， 在真空中进行该层叠体的卷绕时，则会大量发生无机膜受损伤、进而由于该无机膜受损而导致功能性膜无法发挥目标性能的情况。本发明人对该原因反复进行了精心研究，结果发现在无机膜与保护膜G之间存在气泡，该气泡破裂是导致上述情况的原因。S卩，尽管无机膜的成膜在真空中进行，但对利用CVD进行的成膜而言，在成膜中反应气体等会混入无机膜中。如果是在大气中，就可以通过压力使气体压入无机膜中，所以气泡不是问题。但是，成膜后，在真空中在无机膜上层叠保护膜时，无机膜中的气体会在无机膜和保护膜之间被放出，会形成气泡。另外，与成膜室20的压力相比输送室18 (成膜室的下游的室)的压力低时，该气泡存在增大且增多的倾向。在真空中，如果在无机膜与保护膜之间存在气泡的状态下进行层叠体的卷绕，则气泡因卷绕而被压碎，其冲击会使无机膜受损伤。另外，如果气泡因卷绕而被压碎，则保护膜G的浮起了的部分具有扭曲等的状态下，与无机膜抵接，该抵接也会使无机膜受损伤。进而，同样的问题在挤压层叠体的情况下也会产生，所述挤压层叠体的情况例如为，在真空中，在无机膜与保护膜G之间存在气泡的状态下，以输送辊对等对层叠体进行夹持输送的情况等。这样的无机膜的损伤，在如高性能的阻气膜(阻气膜)之类的轻微的膜损伤也会导致性能劣化的用途中尤其成为问题。本发明的制造方法是得到上述见解后完成的，其中，在真空中边将长条状的基材Z 沿长度方向输送，边进行无机膜的成膜、保护膜的层叠/粘贴、以及层叠体的卷绕，在这样的功能性膜的制造中，在将保护膜与无机膜抵接而层叠前，对无机膜进行加热处理。通过该加热，在保护膜的层叠前能够使无机膜中的气体放出。因此，使基材Z与保护膜G层叠后，能够抑制无机膜与保护膜之间产生气泡，能够使起因于该气泡的无机膜的损伤大幅减少。因此，根据本发明的制造方法，在利用保护膜G对无机膜进行保护的状态下，且通过能得到高生产性的RtoR，可以稳定地制造没有无机膜的损伤的、发挥规定的性能的功能性膜。本发明的制造方法中，加热处理的温度没有特别地限定，即使稍微对无机膜进行加热处理，也可以使无机膜中的气体放出，获得由气泡导致的无机膜的损伤减少的效果。此处，根据本发明人的研究，以成膜时的基材Z的温度(成膜中基材Z达到的最高温度)作为基准温度，优选以使基材Z的温度(达到的最高温度)在比该基准温度低5°C的温度以上的方式进行加热处理。即，优选以“基准温度基材温度”的方式进行加热处理。特别优选以基材Z的温度为基准温度以上(“基准温度<基材温度”)的方式进行加热处理，其中，特别优选以基材Z的温度比基准温度高5°C的温度以上即“基准温度
基材温度”的方式进行加热处理。通过进行这样的加热处理，可以在保护膜G层叠之前，使无机膜中混杂的气体适当地放出，得到良好的无机膜的损伤防止效果。需要说明的是，无机膜成膜时的基材Z的温度(最高温度)即，基准温度，可通过下面一个例子进行测定即在基材Z的表面粘贴热标签等温度测定机构，根据需要用聚酰亚胺胶带(力卜> f 一)等保护，并进行无机膜的成膜，由此进行测定。如果成膜条件相同，用该方法测定的成膜时的基材温度几乎没有变化。另外，本发明中，加热处理优选以基材Z没有热变形或没有热损伤的方式进行。此处，可认为本发明的制造方法中，加热处理时的基材Z因形成有无机膜，其强度略有提高。因此，加热处理优选以基材Z的最高温度不会达到在基材Z上产生褶皱的温度以上的方式(以基材Z的最高温度低于基材Z上不产生褶皱的温度的方式)来进行。由此， 可以稳定地制造没有基材Z的变形等、高品质的功能性膜。加热处理的时间没有限定。此处，边输送基材Z边进行加热处理的本发明中，加热处理的时间增长时，加热处理区域会变长，导致装置、设备大型化。因此，无机膜的加热处理时间可根据作为目标的基材Z的温度、基材Z的输送速度、装置规模、利用于加热处理的区域的大小等，适当设定即可。本发明人经研究确认，基材Z优选在适当设定的目标温度以上的温度保持1秒以上、优选保持3秒以上来进行加热处理。由此，可以使无机膜中的气体充分地放出，得到良好的无机膜的损伤防止效果。S卩，本发明中，基材Z优选在如下的条件下进行无机膜的加热处理在比基准温度低5°C的温度以上的范围内适当设定的目标温度以上保持1秒以上，且基材Z的最高温度低于基材Z不产生褶皱的温度。另外，加热处理中设定的目标温度更优选基准温度以上，特别优选比基准温度高 5 °C的温度以上，其理由如前所述。本发明的制造方法中，无机膜的加热处理机构30没有特别限定，只要可以进行作为目标的无机膜的加热处理，则可以使用各种加热器等所有公知的片状物的加热机构。但是，从无机膜侧进行加热处理时，为了防止由接触导致的无机膜的损伤，加热处理机构30 优选利用对无机膜以非接触方式加热的加热机构。另外，加热处理不限定于如图1示出的例子从无机膜侧进行加热，也可以使用从基材Z的背面侧以非接触方式、或者与基材Z的背面抵接，来对无机膜进行加热的加热机构。如前所述，通过加热机构30对无机膜加热后的基材Z在层叠辊38，与无机膜抵接， 与保护膜G进行层叠/粘贴。
需要说明的是，从成膜室20到层叠辊38之间配置输送辊对时，与无机膜接触侧的输送辊优选使用将中央部挖成了凹型(两端的直径比中央大)的、即所谓的阶梯辊，以使其仅用端部支撑基材Z。另外，在基材Z与保护膜G进行层叠前优选使基材Z进行冷却。尤其是更优选使基材Z和保护膜G在相同温度进行层叠。通过具有这样的构成，可以防止源于由温度差引起的热膨胀/收缩的差异，层叠体卷曲(弯曲)并因该卷曲无机膜等劣化的问题。需要说明的是，基材Z的冷却机构没有特别限定，只要不是与背面抵接的冷却辊等与无机膜抵接的方法，则可以使用所有的公知片状物的冷却机构。保护膜(层压膜)G为保护在基材Z上成膜的无机膜的膜，如前所述，与无机膜抵接，并与基材Z层叠/粘贴。本发明中，保护膜G没有特别限定，可以使用各种在功能性膜的制造中可利用的具有粘结性的保护膜。因此，保护膜G可以根据无机膜、基材Z适当选择能够确实地保护无机膜的片状物。需要说明的是，为了更确实地进行对无机膜的保护，保护膜G通常使用刚性或硬度比基材Z、无机膜低的物质。另外，保护膜G可以是在PET膜等的支撑体的表面形成有粘贴剂层(粘合剂层/ 胶粘剂层)的物质，也可以是保护膜G本身由具有粘合性的材料形成的物质。在图示例的成膜装置10中，保护膜G也为长条状的形状，卷绕成筒状，作为膜卷36 安装在第2旋转轴34上。保护膜G从膜卷36拉出，被输送到如箭头b所示的长度方向，层叠辊38中与无机膜抵接并与基材Z层叠/粘贴。需要说明的是，层叠辊38为层叠2片片状物中所使用的公知的辊。用层叠辊38层叠后的基材Z与保护膜G的层叠体，沿如箭头c方向所示的长度方向输送，如前所述，通过卷绕轴14卷绕成筒状。以下，对图1示出的成膜装置10的作用进行说明。如前所述，长条状的基材Z被卷绕成筒状作为基材卷12进行供给。另外，保护膜 G也为长条状的物质，作为卷绕成筒状后的膜卷36进行供给。成膜装置10中，基材卷12安装在旋转轴24，膜卷36安装在第2旋转轴34。将基材卷12安装到旋转轴24后，从基材卷12拉出基材Z，引导至导辊26，与滚筒 28的规定区域接触，在到达层叠辊38的规定的路径上进行进料(日文通紙)。另外，将膜卷36安装到第2旋转轴34后，从膜卷36拉出保护膜G，以规定的路径进料至层叠辊38。进而，以规定的路径对材料进行进料，以使在层叠辊38中使基材Z和保护膜G层叠，并用卷绕轴14对该层叠体进行卷绕(按规定的路径进料)。结束基材Z及保护膜G的进料后，关闭真空室16，驱动真空排气机构42，开始输送室18的排气。同时驱动真空排气机构50，开始成膜室20的排气，并且开始从气体供给机构 48供给反应气体到成膜电极46。输送室18及成膜室20在规定的压力下稳定时，则同时进行由卷绕轴14进行的层叠体的卷绕、从基材卷12的基材Z的送出、由滚筒28进行的基材Z的输送、及从膜卷36的保护膜G的送出，并开始基材Z及保护膜G的输送、两者的层叠、以及层叠体的卷绕。
同时驱动加热处理机构30，开始加热。基材Z等的输送、及由加热处理机构30进行的加热稳定时，从高频电源52开始向成膜电极46供给等离子激发电力。由此，从基材卷12送出了的基材Z，由导辊26输送到滚筒28，边与滚筒28接触的条件下沿长度方向输送，边在成膜室20中，通过CCP-CVD使氮化硅膜等无机膜进行成膜，通过加热处理机构30进行无机膜的加热处理。进而，进行了无机膜的加热处理的基材Z (功能性膜)，在层叠辊38中与无机膜抵接而将保护膜G进行层叠/粘贴，通过卷绕轴14该基材Z与保护膜G的层叠体被卷绕。此处，实施本发明的制造方法的成膜装置10中，对无机膜成膜后，通过加热处理机构进行无机膜的加热处理，所以在基材Z与保护膜G的层叠体中，可以抑制保护膜G与无机膜之间产生气泡，可以很好地防止因层叠体的卷绕气泡被破碎所引起的无机膜的损伤。因此，本发明的功能性膜，剥离保护膜G而作为功能性膜使用时，可良好地发挥目标性能。即，根据本发明的制造方法，可以通过RtoR以高效率及高生产性，在用保护膜保护无机膜的状态下稳定地制造无机膜的损伤加以抑制且发挥目标性能的高品质的功能性膜。以上，对本发明的功能性膜的制造方法作了详细的说明，但本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明的要旨的范围内，当然可以进行各种的改良或变化。例如，图1示出的成膜装置10是将本发明的制造方法利用于边使基材与滚筒28 接触的条件下沿长度方向输送边进行无机膜的成膜的装置(滚筒成膜的装置)的例子，但本发明不限于此。例如，本发明也可以适合用于边使用输送辊对等，将长条状的层叠体沿长度方向以直线状输送，边进行无机膜的成膜的装置中。[实施例]以下举出本发明的具体的实施例，对本发明进行更详细的说明。[实施例1]使用图1示出的成膜装置10，在基材Z上形成膜厚度50nm的氮化硅膜作为无机膜，制作功能性膜(阻气膜)，进而，将保护膜G层叠/粘贴，制作卷绕了该层叠体的卷材。需要说明的是，本例中，在成膜装置10的基材Z输送路径的成膜室20和输送室18 之间，设置有具有真空排气机构的隔室区(图示省略)，使成膜室20和输送室18压力性地分离。基材Z使用厚度100 μ m、宽度400mm的PEN膜。另外，保护膜G使用将宽度400mm且50 μ m厚的PET膜作为支撑体的粘合片(Sim A. KaKen Company, Limited M PAC-2-50TH)。反应气体使用硅烷气体(SiH4)、氨气(NH3)、及氮气(N2)及氢气(H2)。就供给量而言,硅烷气体设为200sccm，氨气设为300sccm，氮气设为2500sccm。成膜室20的压力(成膜压力)设为50Pa，输送室18的压力设为5Pa。由高频电源52供给到成膜电极46的等离子激发电力为频率13. 5MHz、l. 5kW。需要说明的是，预先在基材Z粘贴热标签，用上述条件进行了氮化硅膜的成膜，结果成膜温度(成膜中的基材Z的最高温度)为65°C。即，本例中的基准温度为65°C。另外，加热处理机构30使用面板加热器，以基材Z的最高温度(由加热达到的温度)为65°C的方式进行无机膜的加热处理。
从卷绕后的层叠体的卷材上拉出阻气膜(成膜了无机膜的基材Z)与保护膜G的层叠体，剥离了保护膜G。对于该阻气膜，以5m为间隔进行4点取样，利用M0C0N( 二 >) 法测定水蒸气透过率[g/(m2*day)]。需要说明的是，对于水蒸气透过率超过MOCON法的测定极限的样品，通过钙腐蚀法(日本特开2005-283561号公报记载的方法)，测定了水蒸气透过率。 其结果水蒸气透过率为3. 4 X 10_3 [g/ (m2 · day)]。[实施例2]除了调节加热处理机构30，使加热处理中的基材Z的最高温度为60°C以外，与实施例1同样，制作了阻气膜。与实施例1同样测定了水蒸气透过率，结果水蒸气透过率为5.2X10_3[g/ (m2 · day)]。[实施例3]除了调节加热处理机构30使加热处理中的基材Z的最高温度为55°C以外，与实施例1同样制作了阻气膜。与实施例1同样测定了水蒸气透过率，结果水蒸气透过率为7.9X10_3[g/ (m2 · day)]。[比较例1]除了不进行保护膜G的层叠，仅在卷绕轴14卷绕了阻气膜(形成了无机膜的基材 Z)以外，与实施例1同样制作了阻气膜。与实施例1同样测定了水蒸气透过率，结果水蒸气透过率为0. l[g/(m2 · day)]。[比较例2]除了调节加热处理机构30，完全不进行加热处理以外，与实施例1同样制作了阻气膜。与实施例1同样测定了水蒸气透过率，结果水蒸气透过率为2. lX10_2[g/ (m2 · day)]。[比较例3]除了将加热处理机构30移动到层叠辊38与卷绕轴14之间，使加热处理在层叠了阻气膜和保护膜G之后进行以外，与实施例1同样制作了阻气膜。需要说明的是，加热处理与实施例1同样，以基材Z的最高温度为65°C的方式进行。与实施例1同样测定了水蒸气透过率，结果水蒸气透过率为2.3X10_2[g/ (m2 · day)]。结果汇集示于下述表中。[表1]
加热处理温度保护膜水蒸气透过率实施例165有3.4E-03实施例260有5.2E-03
1权利要求
1.一种功能性膜的制造方法，其特征在于， 边在真空中将长条状的基材膜沿长度方向输送，边通过气相生长法在所述基材膜的表面形成无机膜，对所述无机膜进行加热处理后， 使保护膜与所述无机膜抵接而层叠，并将该基材膜与保护膜的层叠体卷绕成筒状。
2.如权利要求1所述的功能性膜的制造方法，其中，进行所述无机膜的加热处理，从而以形成所述无机膜时的基材膜的温度为基准温度，使所述基材膜的温度在比该基准温度低 5°C的温度以上。
3.如权利要求1或2所述的功能性膜的制造方法，其中，以使所述基材膜的最高温度不达到该基材膜上产生褶皱的温度以上的方式，进行所述无机膜的加热处理。
4.如权利要求1或2所述的功能性膜的制造方法，其中，以使所述基材膜的温度在设定的目标温度以上保持1秒以上的方式，进行所述无机膜的加热处理。
5.如权利要求1或2所述的功能性膜的制造方法，其中，在所述无机膜的加热处理后， 且在使所述保护膜与无机膜抵接而层叠前，对所述基材膜进行冷却。
6.如权利要求1或2所述的功能性膜的制造方法，其中，所述无机膜为具有阻气性的膜。
7.如权利要求6所述的功能性膜的制造方法，其中，所述具有阻气性的膜为氮化硅膜、 氧化硅膜、氧化铝膜中的任意一种。
8.如权利要求1或2所述的功能性膜的制造方法，其中，进行所述基材膜与保护膜的层叠体的卷绕的空间的压力，为所述无机膜的成膜空间的压力以下。
9.如权利要求1或2所述的功能性膜的制造方法，其中，利用不与无机膜接触的加热机构进行所述无机膜的加热处理。
全文摘要
本发明的目的在于，边在真空中将长条状的基材膜沿长度方向输送，边进行在基材膜上的无机膜的成膜、用于保护无机膜的保护膜的层叠、层叠体的卷绕的功能性膜的制造中，防止由无机膜和保护膜之间存在的气泡引起的无机膜的损伤。通过进行保护膜的层叠前进行无机膜的加热处理，可以解决上述问题。本发明同时涉及一种功能性膜的制造方法。
文档编号C23C14/00GK102383091SQ20111025400
公开日2012年3月21日 申请日期2011年8月31日 优先权日2010年8月31日
发明者小野寺大辅 申请人:富士胶片株式会社