[发明专利]功能性薄膜及功能性薄膜的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过等离子体CVD形成的气体阻挡膜的技术领域，详细而言，涉及使用表面由高分子化合物等有机材料形成的基板，能够形成气体阻挡性优良的气体阻挡膜的功能性薄膜的制造方法及通过该制造方法制作的功能性薄膜。

背景技术

在光学元件、液晶显示器或有机EL显示器等显示装置、半导体装置、薄膜太阳能电池等各种装置中要求防湿性的部位或部件、食品、服装、电子部件等的包装中使用的包装材料中利用气体阻挡膜(水蒸气阻挡膜)。

气体阻挡膜为由氧化硅或氮化硅等表现出气体阻挡性的物质形成的膜，通过例如溅射或CVD等气相成膜法(真空成膜法)形成在要求防湿性的部位的表面。另外，在由高分子材料形成的薄膜(塑料薄膜)或金属薄膜的表面上形成由上述氮化硅等构成的气体阻挡薄膜而成的气体阻挡薄膜也被适当地利用。

作为气体阻挡薄膜等功能性薄膜的基板(基底薄膜)，通用PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜等由高分子材料形成的薄膜。另外，光学元件等各种物品大多由高分子材料形成，当然也可以由塑料板形成。

作为在这样的由高分子材料形成的薄膜等具有由有机材料形成的表面的基板的表面上制膜形成各种无机膜的方法之一，例示出等离子体CVD。

例如，在专利文献1中公开有如下内容，即，在由具有透明性的高分子材料形成的基板的表面上形成具有碳5～15％的氧化硅膜来作为气体阻挡膜的气体阻挡薄膜中，通过将有机硅化合物气体及氧气作为反应气体使用的等离子体CVD来形成上述气体阻挡膜。

专利文献1所示那样的气体阻挡膜为由氮化硅或氧化硅等表现出气体阻挡性的材料形成的无机膜，通过溅射或CVD等气相成膜法在塑料薄膜等基板的表面形成能够得到作为目标的气体阻挡性的规定膜厚。

另外，当然不局限于气体阻挡膜，而将以赋予各种功能为目的而制膜形成的无机膜根据产品的用途在塑料薄膜等各种基板上制膜形成出能够充分发挥作为目标的性能的膜厚。

然而，在通过等离子体CVD在上述专利文献1中公开的那样的塑料薄膜等具有由有机材料形成的表面的基板上形成无机膜时，首先不制膜形成纯粹的无机膜，而制膜形成基板表面的有机材料与成膜的无机膜材料的混合层那样的膜，之后，以纯粹的状态制膜形成目标的无机膜。因此，尽管形成了作为目标的膜厚的气体阻挡膜，但存在无法得到作为与膜厚对应的目标的气体阻挡性能的情况。

与此相对，在专利文献2中公开有如下内容，即，在具有由有机材料形成的表面的基板上通过等离子体CVD形成气体阻挡膜时，以第一等离子体激发功率形成气体阻挡膜，之后，将等离子体激发功率变更为比第一等离子体激发功率高的第二等离子体激发功率而形成气体阻挡膜，由此能够适当地抑制混合层的形成，从而能够稳定地制膜形成即使薄也能够表现出作为目标的功能的气体阻挡膜。

另外，在专利文献3中公开有如下内容，即，作为其它的方法，通过第一放电压力形成气体阻挡膜，之后，通过比所述第一放电压力的压力低的第二放电压力形成气体阻挡膜，由此适当地抑制混合层的形成，从而能够稳定地制膜形成即使薄也能够表现出作为目标的功能的气体阻挡膜。

【专利文献1】日本特开平11-70611号公报

【专利文献2】日本特开2010-1535号公报

【专利文献3】日本特开2010-77461号公报

在此，为了通过真空成膜法高效且确保高的生产率地进行成膜，优选在长条的基板上连续地进行成膜。

作为实施这样的成膜方法的装置，已知有使用将长条的基板(网状的基板)卷缠成辊状的供给辊、将成膜后的基板卷缠成辊状的卷绕辊的所谓辊·对·辊(Roll to Roll)的成膜装置。该辊·对·辊的成膜装置中，在通过在基板上进行成膜的成膜位置的规定的路径中将长条的基板从供给辊穿过到卷绕辊，而同步地进行从供给辊的基板的送出和由卷绕辊进行成膜后的基板的卷绕，并同时在成膜位置处、在输送的基板上连续地进行成膜。

在这样的辊·对·辊的成膜装置中，在通过等离子体CVD形成气体阻挡膜时，为了抑制混合层的形成，如专利文献2所示，为了在成膜的中途变更等离子体激发功率，而需要沿基板的输送方向配置多个用于成膜的电极，通过因各个电极而不同的等离子体激发功率进行成膜。另外，如专利文献3所示，为了变更放电压力，而需要沿基板的输送方向配置多个用于成膜的室，并在各个室配置电极，通过不同的放电压力进行成膜。