ガスバリアフィルムおよびガスバリアフィルムの製造方法
【課題】有機層および無機層を有する積層型のガスバリアフィルムにおいて、ガスバリア性のみならず、生産性にも優れるガスバリアフィルムを提供する。
【解決手段】基板Ｚの表面に大気中で成膜された第１有機層１２を有し、その上に、真空中で成膜された第２有機層１４を有し、その上に、真空中で成膜された無機層１６を有する。
【解決手段】基板Ｚの表面に大気中で成膜された第１有機層１２を有し、その上に、真空中で成膜された第２有機層１４を有し、その上に、真空中で成膜された無機層１６を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置等に用いられるガスバリアフィルムに関し、詳しくは、基板フィルムに、有機層と無機層とを積層してなるガスバリアフィルムであって、高い生産効率で製造することが可能なガスバリアフィルム、および、このガスバリアフィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学素子、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの表示装置、半導体装置、薄膜太陽電池等の各種の装置における防湿性を要求される部位や部品、食品、衣料品、電子部品等の包装に用いられる包装材料に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等のプラスチックフィルム（基板フィルム）に、ガスバリア性を発現する膜を成膜してなる、ガスバリアフィルムが利用されている。
このようなガスバリアフィルムに成膜されるガスバリア性を発現する膜としては、窒化シリコン、酸化シリコン、酸化アルミニウム等の各種の無機物（無機化合物）からなる膜が知られている。
【０００３】
また、より高いガスバリア性を得ることを目的として、有機層（有機化合物層）と無機層（無機化合物層）など、複数の膜を積層してなる積層型のガスバリアフィルム（ガスバリア積層体）も知られている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、基板フィルムの表面に、表面の平均粗さが４ｎｍ以下のエポキシ化合物からなる樹脂薄膜層を成膜し、この樹脂薄膜層の上に、気相堆積法によって成膜された無機酸化物からなる蒸着層を成膜し、さらに、この蒸着層の上に、同様の樹脂薄膜層を成膜してなるガスバリアフィルムが記載されている。
また、特許文献２には、熱可塑性の基板フィルムの表面に、架橋アクリレート層を成膜し、この架橋アクリレート層の上に、酸化シリコンや酸化アルミニウム等の無機物からなる酸素バリア層を成膜し、さらに、この酸素バリア層の上に、同様の架橋アクリレート層を成膜してなる、ガスバリアフィルムが記載されている。
【０００５】
これらのガスバリアフィルムにおいては、基板フィルムの表面に有機層を成膜することにより、基板フィルム表面の微細な凹凸等を相殺して平滑性の高い表面を成膜し、この平滑性の高い表面に、無機酸化物等からなる無機層（ガスバリア膜）を成膜することにより、優れたガスバリア性を有するガスバリアフィルムを実現している。
また、無機層の上に有機層を成膜することにより、主にガスバリア性を発現する無機層の保護を図っている。さらに、有機層および無機層を、複数層を積層することにより、より高いガスバリア性を得ると共に、無機層の応力緩和やガスバリアフィルムの可撓性を確保することも可能である。
【０００６】
無機層の成膜は、一般的に、（プラズマ）ＣＶＤ、スパッタリング、真空蒸着等の気相堆積法（真空成膜法）によって行なわれる。
他方、有機層の成膜には、前記特許文献１や特許文献２にも記載されるように、フラッシュ蒸着法が好適に用いられている。
【０００７】
前述のように、有機層は、無機層の成膜面の平滑性を確保するために成膜されるが、フラッシュ蒸着を利用する事により、非常に表面平滑性が高い有機層を成膜できる。
しかも、フラッシュ蒸着は、真空中で成膜を行なう技術であるため、フラッシュ蒸着による有機層の成膜、および、気相堆積法による無機層の成膜、さらに、フラッシュ蒸着による有機層の成膜を、１つの真空チャンバの中で連続的に行なうことができ、かつ、これにより、成膜面へのゴミ等の異物の付着も防止できる。
【０００８】
例えば、前記特許文献１や特許文献２には、真空チャンバ内にドラムを配置し、このドラムに巻き掛けて基板フィルムを長手方向に搬送しつつ、ドラムの周面に対向して配置されたフラッシュ蒸着装置、ＣＶＤ装置（真空蒸着装置）、および、フラッシュ蒸着手段によって、有機層、無機層、および、有機層を、順次、成膜する装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−３４１００３号公報
【特許文献２】米国特許第６４２０００３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここで、このような有機層および無機層を積層してなるガスバリアフィルムにおいては、一般的に、無機層に比して、有機層の方が厚く成膜される。
すなわち、有機層を、ある程度、厚く成膜しないと、基板フィルム表面の凹凸を相殺して、十分に平滑な面を得ることができない。
【００１１】
例えば、特許文献１では、有機層の好ましい範囲として５〜２０００ｎｍが、無機層の好ましい範囲として５〜５００ｎｍが例示されている。
さらに、特許文献１には、実施例として、基板フィルム（ＰＥＴフィルム）の表面に、厚さ５００ｎｍの有機層（透明エポキシ層）を成膜し、その上に、厚さ１００ｎｍの無機層（酸化シリコン層）を成膜してなるガスバリアフィルム、および、このガスバリアフィルムにおいて、無機層の上に、さらに、同様の有機層を形してなるガスバリアフィルムが、記載されている。
【００１２】
ところが、この膜厚の差が、生産性向上の妨げになってしまう場合が有る。例えば、無機層の膜厚が５０ｎｍ、成膜速度が５００ｎｍ／ｍｉｎで、有機層の膜厚が５００ｎｍである場合には、無機層の成膜に有機層の成膜が追い付くためには、有機層には、５０００ｎｍ／ｍｉｎの成膜速度が必要になる。
そのため、特許文献１や特許文献２等に示されるように、長尺な基板フィルムを長手方向に搬送しつつ、連続的に、フラッシュ蒸着法による有機層、および、気相堆積法による無機層（あるいはさらに、同有機層）を成膜して、ガスバリアフィルムを製造する場合には、有機層の成膜が律速となって、基板フィルムの搬送速度を向上できない。
すなわち、従来のフラッシュ蒸着法を利用する有機／無機の積層型のガスバリアフィルムの製造方法においては、表面平滑性が高い成膜面に無機層を成膜することによって、ガスバリア性に優れるガスバリアフィルムを製造可能である反面、有機層の成膜が律速となって、高い生産性（高速生産）をすることができないという問題が有る。
【００１３】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、有機層および無機層を積層してなるガスバリアフィルムにおいて、フラッシュ蒸着等からなる表面平滑性や表面清浄性の高い有機層の上に成膜面に無機層を成膜することができ、しかも、製造にあたって、高速で基板フィルムを搬送することができ、高い生産性および良好なガスバリア性を確保することができるガスバリアフィルム、および、このガスバリアフィルムの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的を達成するために、本発明のガスバリアフィルムは、大気圧中で成膜された第１有機層と、真空中で成膜された前記第１有機層上の第２有機層と、真空中で成膜された前記第２有機層上の無機層とを有することを特徴とするガスバリアフィルムを提供する。
【００１５】
このような本発明のガスバリアフィルムにおいて、前記第１有機層、第２有機層、および無機層の組み合わせを、複数、有するのが好ましく、また、前記無機層の上に、真空中で成膜された第３有機層を有するのが好ましく、また、最上層に、大気圧中で成膜された第４有機層を有するのが好ましい。
また、隣接して成膜される前記第１有機層および第２有機層の膜厚の合計が０．３〜５μｍであり、かつ、前記第２有機層の膜厚が、０．５μｍ以下、もしくは、前記隣接する前記第１有機層と第２有機層との合計膜厚の５０％以下であるのが好ましく、また、隣接して成膜される前記第１有機層、第１有機層および第３有機層の膜厚の合計が０．３〜５μｍであり、かつ、その内の第２有機層および第３有機層の膜厚が、０．５μｍ以下、もしくは、前記隣接する第１〜第３有機層の合計膜厚の２５％以下であるのが好ましく、また、前記無機層の膜厚が１０〜３００ｎｍであるのが好ましい。
また、前記無機層が、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン炭化物、これらの２以上の混合物、および、これらの水素含有物のいずれかであるのが好ましく、また、前記第１有機層および第２有機層は、主成分が同系の材料であるのが好ましく、さらに、水蒸気透過率が１×１０-3[g/(m2・day)]以下であるのが好ましい。
【００１６】
また、本発明のガスバリアフィルムの製造方法は、長尺な基板フィルムを長手方向に搬送しつつ、この基板フィルムの表面に、大気圧中において第１有機層を成膜し、この第１有機層の上に、真空中において第２有機層を成膜し、この第２有機層の上に、真空中において無機層を成膜することを特徴とするガスバリアフィルムの製造方法を提供する。
【００１７】
このような本発明のガスバリアフィルムの製造方法において、前記第２有機層を成膜した後、前記無機層を成膜するまで、前記第２有機層表面の製品となる領域に固体が接触しないのが好ましく、また、前記第１有機層、第２有機層および無機層の成膜を１つの工程として、この工程を複数回行なうのが好ましい。
また、前記無機層の上に、さらに、真空中において第３有機層を成膜するのが好ましく、この際において、前記無機層を成膜した後、前記第３有機層を成膜するまで、前記無機層表面の製品となる領域に固体が接触しないのが好ましい。
また、最上層に、大気圧中で第４有機層を成膜するのが好ましく、また、前記第１有機層あるいはさらに第４有機層が、塗布法によって成膜されるのが好ましく、また、前記第２有機層あるいはさらに第３有機層が、フラッシュ蒸着法によって成膜されるのが好ましく、さらに、前記基板フィルムの搬送速度が１０ｍ／ｍｉｎ以上であるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
上記構成を有する本発明によれば、有機層および無機層を成膜してなる積層型のガスバリアフィルムにおいて、塗布法等の大気圧下における成膜方法によって、第１有機層を成膜し、この上に、フラッシュ蒸着等の真空下における成膜方法によって第２有機層を成膜し、この上にプラズマＣＶＤ等の真空下における成膜方法によって、無機層を成膜する。好ましくは、この無機層の上に、さらに、フラッシュ蒸着等の真空下における成膜方法によって第３有機層を成膜する。
従って、本発明によれば、成膜速度の早い塗布法等と、フラッシュ蒸着等とを組み合わせることにより、基板フィルムの凹凸を相殺するのに十分な厚さを有する有機層を高い成膜速度で成膜することができ、しかも、フラッシュ蒸着等による平滑性が高く、かつ、表面が清浄な面に無機層を成膜できる。
【００１９】
そのため、本発明によれば、高速で基板フィルムを搬送しつつ、十分な厚さの有機層を成膜し、さらに、表面平滑性および清浄性の高い有機層上に無機層を成膜でき、すなわち、高い生産性（高速）で、ディスプレイや太陽電池に用いられるような、高いガスバリア性を発揮するガスバリアフィルムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のガスバリアフィルムの製造方法を実施する製造装置の一例を概念的に示す図で、（Ａ）は有機成膜装置、（Ｂ）は真空成膜装置である。
【図２】本発明のガスバリアフィルムの一例を概念的に示す図である。
【図３】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明のガスバリアフィルムの別の例を概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明のガスバリアフィルム、および、ガスバリアフィルムの製造方法について、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。
【００２２】
図１に、本発明のガスバリアフィルムを製造する、本発明のガスバリアフィルムの製造方法を実施する製造装置の一例を概念的に示す。
【００２３】
この製造装置は、図１（Ａ）に示す有機成膜装置２４と、図１（Ｂ）に示す真空成膜装置２６とからなるものである。
有機成膜装置２４は、長尺な基板フィルムＺ（フィルム原反 以下、基板Ｚとする）を長手方向に搬送しつつ、この基板Ｚの表面に第１有機層１２を成膜（第１有機層１２を形成）する。
他方、真空成膜装置２６は、表面に第１有機層１２を成膜された基板Ｚを長手方向に搬送しつつ、第１有機層１２の上に、第２有機層１４を成膜し、次いで、この第２有機層１４の上に無機層１６を成膜し、この無機層１６の上に第３有機層１８を成膜する。
さらに、有機成膜装置２４は、第１有機層１２〜第３有機層１８が成膜された基板Ｚを、長手方向に搬送しつつ、第３有機層１８の上に、第４有機層２０を成膜する。
図１に示す装置においては、これにより、図２に示すような、本発明のガスバリアフィルム１０（ガスバリアフィルムの中間製品でも可）を製造する。
【００２４】
なお、本発明において、基板Ｚには、特に限定は無く、ガスバリアフィルムの製造に利用される各種の長尺なシート状物の基板が、各種、利用可能である。
具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレートなどの有機物からなるシート状のプラスチックフィルム（樹脂フィルム）が、好適に例示される。
【００２５】
また、本発明においては、プラスチックフィルム等を基材として、その上に、保護層、接着層、光反射層、遮光層、平坦化層、緩衝層、応力緩和層等の、各種の機能を得るための層（膜）が成膜されている物を基板Ｚとして用いてもよい。この際においては、基材の上に１層のみの層が成膜された物を基板Ｚとして用いてもよく、あるいは、基材の上に、複数層の膜が成膜されたものを、基板Ｚとして用いてもよい。
【００２６】
また、本発明においては、第１有機層１２、第２有機層１４および無機層１６、あるいはさらに第３有機層１８（以下、便宜的に、この３層あるいは４層をまとめて『ガスバリア積層体』とも言う）が成膜されたフィルム状物を、基板Ｚとして用いてもよい。すなわち、本発明においては、本発明のガスバリアフィルム（本発明によるガスバリア積層体を有するガスバリアフィルム）を中間体として、この中間体を基板Ｚとして、さらに、本発明によって、有機層および無機層の成膜を行なって、本発明のガスバリアフィルムを作製してもよい。
この点に関しては、後に詳述する。
【００２７】
図１（Ａ）に示す有機成膜装置２４は、基板Ｚの表面に、大気圧中での成膜方法によって、有機物（有機化合物）からなる層である第１有機層１２を成膜する部位である。加えて、有機成膜装置２４は、後述する真空成膜装置２６によって、第２有機層１４、無機層１６、および、第３有機層１８を成膜された基板Ｚに、有機物からなる層である第４有機層２０を成膜して、図２に示すようなガスバリアフィルム１０を完成する。
図示例において、有機成膜装置２４は、塗布法によって第１有機層１２あるいはさらに第４有機層２０を成膜するものであり、回転軸２８、巻取り軸３０、塗布手段３２、乾燥手段３４、硬化手段３６、ガイドローラ３８ａおよび３８ｂを有して構成される。塗布手段３２、乾燥手段３４、および硬化手段３６は、ガイドローラ３８ａ〜３８ｂ間の基板Ｚの搬送経路に対面して、配置される。
【００２８】
この有機成膜装置２４は、長尺な基板Ｚをロール状に巻回してなる基板ロール４０から基板Ｚを送り出し、長手方向に搬送しつつ、第１有機層１２または第４有機層２０（以下、特に区別や例示が必要な場合を除き、『第４有機層』は省略する）を成膜して、第１有機層１２を成膜した基板Ｚ（ガスバリアフィルム１０）を、巻取り軸３０によって、再度、ロール状に巻き取る、いわゆるロール・ツー・ロール(Roll to Roll)による成膜を行なう装置である。
なお、有機成膜装置２４には、図示した部材以外にも、各種のセンサ、搬送ローラ対や基板Ｚの幅方向の位置を規制するガイド部材など、基板Ｚを所定の経路で搬送するための各種の部材（搬送手段）等、長尺な基板Ｚに、塗布法による成膜を連続的に行なう装置が有する各種の部材を有してもよい。
【００２９】
基板ロール４０から送り出された基板Ｚは、ガイドローラ３８ａに案内されて、塗布手段３２に搬送される。
塗布手段３２は、有機物等を溶媒に溶解（分散）して調製された塗料、有機物モノマー等を溶媒に溶解して調製された塗料、有機物モノマーと重合開始剤等を溶媒に溶解して調製された塗料など、第１有機層１２となる有機物を含有する塗料を、基板Ｚの表面（ガスバリア積層体の成膜面）に、塗布するものである。
本発明の製造方法において、塗布手段３２における塗布方法には、特に限定はなく、例えば、ロールコート、グラビアコート、ナイフコート、ディップコート、カーテンフローコート、スプレーコート、バーコート、スピンコート等、塗膜の成膜に用いられる公知の方法が、各種、利用可能である。
【００３０】
乾燥手段３４は、塗布手段３２が基板Ｚの表面に塗布した塗膜（塗料）から溶媒等を蒸発させて、塗膜を乾燥するものである。塗膜の乾燥手段には、特に限定はなく、ヒータによる乾燥や温風乾燥等、塗膜に応じて、公知の乾燥手段を利用すればよい。
なお、塗膜が十分な粘性や揺変性を有し、下流の硬化手段３６による硬化のみで第１有機層１２が成膜可能である場合には、乾燥手段３４は設けなくてもよい。
【００３１】
硬化手段３６は、乾燥した塗膜を硬化して、第１有機層１２あるいは第４有機層２０とするものである。ここで、塗料が、前述のように、有機物モノマーを含有するものである場合には、硬化手段３６によってモノマーを重合して、第１有機層１２とする。
硬化手段３６には、特に限定はなく、プラズマ照射手段（プラズマ硬化）、ＵＶ（紫外線）照射手段（ＵＶ硬化）、電子線照射手段（電子線硬化）、光照射手段（光硬化）、加熱手段（熱硬化）等、第１有機層１２となる有機物に応じた硬化手段を、適宜、選択して用いればよい。
なお、乾燥のみで、十分に塗膜を硬化して第１有機層１２を成膜できる場合には、硬化手段３６は、設けなくてもよい。あるいは、乾燥と硬化とを一緒にできる場合には、いずれか一方のみを設け、乾燥／硬化手段としてもよい。
【００３２】
有機成膜装置２４において、基板ロール４０は、回転軸２８に装填される。基板ロール４０が回転軸２８に装填されると、基板Ｚは、此処から引き出され、ガイドロール３８ａおよび３８ｂに案内され、巻取り軸３０に巻回される、所定の搬送経路を通される（送通される）。
塗布手段３２、乾燥手段３４、および硬化手段３６による処理の準備が整ったら、基板Ｚの搬送を開始する。基板ロール４０からの基板Ｚの送り出しと、巻取り軸３０における基板Ｚの巻き取りとを同期して行なって、基板Ｚを長手方向に搬送しつつ、塗布手段３２が第１有機層１２となる塗料を塗布し、乾燥手段３４が、この塗料を乾燥し、さらに、硬化手段３６が硬化して、基板Ｚの表面に、第１有機層１２を成膜する。
【００３３】
なお、本発明において、第１有機層１２の成膜方法は、塗布法に限定はされず、シート状に成形した第１有機層１２を転写する転写法等、大気圧下で有機物からなる層（膜）を成膜できる方法であれば、各種の成膜方法が全て利用可能である。
しかしながら、膜の成膜速度（成膜レート）、基板表面の凹凸の包埋性等を考慮すると、塗布法が、好適に利用される。
【００３４】
また、本発明において、第１有機層１２は、大気圧中で成膜された１層の有機層からなるものであるのに限定はされず、大気圧中で複数の有機層を成膜することにより、第１有機層１２を成膜してもよい。すなわち、本発明においては、第１有機層１２が、塗布法等の大気圧中での成膜方法によって成膜された、複数の有機層（複数の膜）からなるものであってもよい。
この点に関しては、後述する第２有機層１４、無機層１６、第３有機層１８、および、第４有機層も同様である。例えば、第２有機層１４が、フラッシュ蒸着で成膜された複数の有機層で構成されたものであってもよく、また、無機層１６が、プラズマＣＶＤで成膜された複数の無機層で構成されたものであってもよい。
また、この際において、１つの第１有機層１２や無機層１６等を成膜する複数の層は、同じ化合物からなる層であっても、異なる化合物からなる層であってもよい。
【００３５】
本発明において、第１有機層１２の形成材料には、特に限定はなく、塗布法などの大気圧中での成膜（膜形成）が可能な有機物が、各種、利用可能である。
一例として、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリエステル、メタクリル酸―マレイン酸共重合体、ポリスチレン、透明フッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、セルロースアシレート、ポリウレタン、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、フルオレン環変性ポリカーボネート、脂環変性ポリカーボネート、フルオレン環変性ポリエステル等が例示される。
【００３６】
このようにして第１有機層２０を成膜された基板Ｚは、ガイドローラ３８ｂによって所定の経路を案内されて、巻取り軸３０によってロール状に巻回される。
巻取り軸３０によって巻き取られた基板Ｚは、基板ロール４２として、真空成膜装置２６に供給される。
【００３７】
真空成膜装置２６は、第１有機層１２が成膜された基板Ｚに、第２有機層１４、無機層１６、および、第３有機層１８を成膜するものである。
この真空成膜装置２６も、同様のロール・ツー・ロールによる装置であって、基板ロール４２から送り出した基板Ｚ（第１有機層１２が成膜された基板Ｚ）を、長手方向に搬送しつつ、第２有機層１４、無機層１６、および、第３有機層１８を、順次、成膜し、再度、ロール状に巻回する。
【００３８】
このような真空成膜装置２６は、供給室４６と、真空成膜室４８と、巻取り室５０とを有する。
なお、真空成膜装置２６は、図示した部材以外にも、各種のセンサ、搬送ローラ対や基板Ｚの幅方向の位置を規制するガイド部材など、基板Ｚを所定の経路で搬送するための各種の部材（搬送手段）等、長尺な基板Ｚに、塗布法による成膜、フラッシュ蒸着による成膜、気相堆積法による成膜を連続的に行なう装置が有する各種の部材を有してもよい。
【００３９】
供給室４６は、回転軸５２と、ガイドローラ５４ａと、真空排気手段５５とを有する。
基板ロール４２は、供給室４６の回転軸５２に装填される。回転軸５２に基板ロール４２が装填されると、基板Ｚは、供給室４６から、真空成膜室４８を通り、巻取り室５０の巻取り軸１０６に至る所定の搬送経路を通される。
真空成膜装置２６においては、基板ロール４２からの基板Ｚの送り出しと、巻取り室５０の巻取り軸１０６における基板Ｚの巻き取りとを同期して行なって、長尺な基板Ｚを所定の搬送経路で長手方向に搬送しつつ、真空成膜室４８において、基板Ｚに、第２有機層１４、無機層１６および第３有機層１８の成膜を、順次、行う。
【００４０】
ここで、真空成膜装置２６において、基板Ｚの搬送速度には、特に限定は無いが、１０ｍ／ｍｉｎ以上とするのが好ましい。
【００４１】
前述のように、フラッシュ蒸着による有機層および気相堆積法による無機層を有する従来のガスバリアフィルムでは、有機層の膜厚が厚いために、フラッシュ蒸着による所定膜厚までの成膜が間に合わない場合が有る。この場合には、基板の搬送速度を向上することができす、高速で効率のよいガスバリアフィルムの製造を行なうことができない。
これに対し、本発明においては、塗布法等の大気圧下での成膜と、フラッシュ蒸着等の真空中（減圧下）での成膜とを併用する２層の有機層を有し、その上に無機層を成膜する本発明によれば、有機層の成膜速度を大幅に向上することができる。従って、本発明によれば、ガスバリアフィルムの製造における基板Ｚの搬送速度を大幅に向上して、高速製造が可能で、かつ、生産効率が良好なガスバリアフィルムを得ることができる。
【００４２】
すなわち、基板Ｚの搬送速度を１０ｍ／ｍｉｎ以上とすることにより、基板の搬送速度を向上できるという本発明の特性を十分に発現して、高いガスバリア性を発揮するガスバリアフィルムを、高い生産性（高速）で製造することができる。
また、以上の点を考慮すると、基板Ｚの搬送速度は、３０ｍ／ｍｉｎ以上とするのが、より好ましい。
【００４３】
真空排気手段５５は、好ましい態様として設けられるものであり、供給室４６内を排気（減圧）して所定の圧力にするものである。
すなわち、供給室４６は、後述するスリット５８ａによって真空成膜室４８と連通しているので、真空排気手段５５によって供給室４６内の圧力を所定圧（真空度）に保つことにより、供給室４６が、真空成膜室４８の圧力に影響を与えることを防止できる。
なお、本発明においては、供給室４６（および後述する巻取り室５０）は、真空排気手段を有する構成に限定はされず、両室は、大気圧としてもよい。
【００４４】
真空排気手段５５には、特に限定はなく、ターボポンプ、メカニカルブースターポンプ、ロータリーポンプ、ドライポンプなどの真空ポンプ、さらには、クライオコイル等の補助手段、到達真空度や排気量の調整手段等を利用する、真空成膜装置に用いられている公知の（真空）排気手段が、各種、利用可能である。
この点に関しては、後述する他の真空排気手段も、全て、同様である。
【００４５】
基板Ｚは、ガイドローラ５４ａによって案内され、供給室４６から、隔壁５６ａによって隔てられた真空成膜室４８に搬送される。なお、隔壁５６ａには、基板Ｚが通過するためのスリット５８ａが形成される。
【００４６】
真空成膜室４８は、第１有機層１２が形成された基板Ｚに、第２有機層１４を成膜し、次いで、無機層１６を成膜し、さらに、第３有機層１８を形成するものである。
本発明においては、第２有機層１４、無機層１６および第３有機層１８は、いずれも、真空中（減圧下）での成膜法によって成膜される。
【００４７】
図示例において、真空成膜室４８は、第２有機層１４を成膜する第２有機層成膜部６０と、無機層１６を成膜する無機層成膜部６２と、第３有機層１８を成膜する第３有機層成膜部６４と、ドラム６８と、ガイドローラ５４ｂおよび５４ｃと、真空排気手段７０とを有して構成される。
また、第２有機層成膜部６０は、真空成膜室４８の壁面からドラム６８の直近まで延在する隔壁７２ａおよび７２ｂとドラム６８とによって、無機層成膜部６２は、同隔壁７２ｂおよび７２ｃとドラム６８とによって、第３有機層成膜部６４は、同隔壁７２ｃおよび７２ｄとドラム６８とによって、それぞれ、他の領域（他の空間）と略機密に隔離されている。
【００４８】
真空排気手段７０は、ドラム６８と隔壁７２ａおよび７２ｄとによって各成膜部と略機密に隔離されている空間を、所定の真空度に保つためのものである。
真空成膜室４８において、この空間は、スリット５８ｂおよび５８ｃによって、供給室４６および巻取り室５０と連通している。従って、真空排気手段７０によって、この空間の真空度を、真空中で有機層を成膜する第２有機層成膜部６０および第３有機層成膜部６４における成膜圧に応じた圧力に調整することにより、上下流の部屋の圧力が、第２有機層成膜部６０および第３有機層成膜部６４における成膜圧に影響を与えることを防止できる。
【００４９】
なお、図示例の真空成膜室４８においては、前記真空排気手段７０によって減圧される空間と第２有機層成膜部６０、第２有機層成膜部６０と無機層成膜部６２、無機層成膜部６２と第３有機層成膜部６４、および、第３有機層成膜部６４と前記真空排気手段７０によって減圧される空間とは、隔壁７２のみによって、略気密に隔離されている。
しかしながら、本発明は、これに限定はされず、隣接する前記空間と成膜部との間、および／または、隣接する成膜部の間に、両者を略気密に隔離する空間を設けて差圧室とし、この差圧室に真空排気手段等の圧力調整手段を設けて圧力を所定の真空度に保つことにより、各空間を、より確実に隔離（分離）するようにしてもよい。
【００５０】
ガイドローラ５４ｂおよび５４ｃは、基板Ｚを所定の搬送経路で案内する通常のガイドローラである。
ドラム６８は、中心線を中心に図中反時計方向に回転する円筒状の部材である。ドラム６８は、基板Ｚの幅方向（搬送方向と直交方向）に中心線を一致して配置されて回転し、ガイドローラ５４ｂによって所定の経路に案内された基板Ｚを、周面の所定領域に掛け回して、所定位置に保持しつつ長手方向に搬送して、第２有機層成膜部６０、無機層成膜部６２、および、第３有機層成膜部６４に、順次、搬送して、ガイドローラ５４ｃに送る。
【００５１】
ここで、ドラム６８は、後述する無機層成膜部６２におけるシャワー電極９０の対向電極としても作用（すなわち、ドラム６８とシャワー電極９０とで電極対を構成）する。そのため、ドラム６８には、バイアス電源が接続され、あるいは、接地（アース）されている（共に、図示省略）。もしくは、ドラム６８は、バイアス電源の接続と接地とが切り換え可能であってもよい。
また、ドラム６８は、第２有機層成膜部６０や第３有機層成膜部６４における有機物液体の凝集のためや、成膜中の基板温度上昇の抑制など、基板Ｚの温度調整手段を兼ねてもよい。そのため、ドラム６８は、温度調整手段を内蔵するのが好ましい。ドラム６８の温度調節手段には、特に限定はなく、冷媒等を循環する温度調節手段、ピエゾ素子等を用いる冷却手段等、各種の温度調節手段が、全て利用可能である。
【００５２】
第２有機層成膜部６０は、基板Ｚに成膜された第１有機層１２の表面に、真空中での成膜方法によって有機物からなる第２有機層１４を成膜する部位である。図示例において、第２有機層成膜部６０は、好ましい態様として、フラッシュ蒸着によって第２有機層１４を成膜するものであり、蒸着部７４と、硬化手段７６と、有機原料供給部７８と、真空排気手段８０とを有して構成される。
周知のように、フラッシュ蒸着は、成膜材料を蒸発させて、その蒸気を基板に付着させて、冷却／凝縮して液体状の膜を形成し、この膜を紫外線や電子線によって硬化することで、成膜を行なうものである。
【００５３】
真空排気手段８０は、第２有機層成膜部６０内、すなわち、隔壁７２ａ、隔壁７２ｂおよびドラム６８の周面で成膜される閉空間内を排気して、その圧力を、第２有機層成膜部６０におけるフラッシュ蒸着に対応する真空度（成膜圧）とするものである。
このフラッシュ蒸着の成膜圧には、特に限定は無いが、通常、０．１〜１００Ｐａ程度である。
【００５４】
有機原料供給部７８は、液体状の有機物のモノマー（あるいは、有機物のモノマーあるいはさらに重合開始剤等を溶媒に溶解してなる塗料）を送液し、送液した液体状モノマーを加熱や超音波等を利用して気化し、気化したモノマーの蒸気を配管７４ａを通して蒸着部７４に供給するものである。図示例においては、この液体状の有機物のモノマーが、第２有機層１４となる。
【００５５】
蒸着部７４は、原料供給部７８から供給された有機層２０となる有機物モノマーの蒸気体を、ドラム６８に巻き掛けられた基板Ｚの表面（第１有機層１２）に噴射して、凝集させるものである。これにより、第２有機層１４となる有機物モノマーの膜が形成される。
なお、有機原料供給部７８から蒸着部７４への蒸気体の移送、および、蒸着部７４からの蒸気体の噴射は、一例として、有機原料供給部７８内と有機層成膜部４２内との差圧によって行なわれる。
【００５６】
図示は省略するが、蒸着部７４は、加熱制御手段を備え、周囲が凝集温度以上でかつ蒸発温度以下の温度に加熱される加熱ノズルを有する。
原料供給部７８から供給されたモノマーの蒸発体が、加熱ノズルを通過し、基板Ｚ上に一定量凝集される。また、モノマーの凝集効率を向上させるために、ドラム６８を冷却するのが好ましい。
【００５７】
硬化手段７６は、基板Ｚ上に凝集された有機物を硬化して、第２有機層１４とする。この硬化手段７６は、例えば、ＵＶ光をドラム６８に巻き掛けられた基板Ｚに向けて照射するＵＶ照射手段が用いられる。
なお、基板Ｚ上に凝集された有機物の硬化手段７６としては、電子線を照射する電子線照射手段、マイクロ波を照射するマイクロ波照射手段、プラズマを照射するプラズマ照射手段等も好適に利用可能である。
【００５８】
なお、本発明において、第２有機層１４の成膜方法は、フラッシュ蒸着に限定はされず、プラズマ重合法等、真空中で有機層を成膜できる方法が、各種、利用可能である。
しかしながら、第２有機層１４の表面平滑性、成膜される膜の膜質（純度）、成膜速度、長時間安定性、メンテナンス性等の点で、フラッシュ蒸着は、より好適に利用される。
【００５９】
本発明において、第２有機層１４の形成材料には、特に限定はなく、フラッシュ蒸着などの、真空中（減圧下）での成膜（膜形成）が可能な有機物が、各種、利用可能である。
一例として、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル、メタクリル酸―マレイン酸共重合体、ポリスチレン、透明フッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、セルロースアシレート、ポリウレタン、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、フルオレン環変性ポリカーボネート、脂環変性ポリカーボネート、フルオレン環変性ポリエステル等が例示される。
【００６０】
なお、第１有機層１２と第２有機層１４は、異なる材料の有機層でも、同じ材料の有機層でもよいが、表面平滑性や密着性等の点で、同系の材料であるのが好ましく、特に、同じ材料の有機層であるのが好ましい。
なお、本発明において、同系の材料とは、第１有機層１２がアクリル樹脂であれば第２有機層１４もアクリル樹脂、第１有機層１２がポリイミドであれば第２有機層１４もポリイミドと、有機物を特徴づける官能基や結合基が同じ種類の基である材料を示し、これが主成分であることを示す。密着改良剤などの各種の添加剤（補佐的成分）の有無や、その量に違いがあっても、主成分が同じであれば、同系の材料とする。
【００６１】
無機層成膜部６２は、真空中での気相成膜法によって、第２有機層１４の表面に、無機物（無機化合物）からなる層である無機層１６を成膜する部位である。
図示例において、無機層成膜部６２は、一例として、ＣＣＰ（Capacitively Coupled Plasma 容量結合型プラズマ）−ＣＶＤによって、無機層１６を成膜（成膜）するものであり、シャワー電極９０と、原料ガス供給部９２と、高周波電源９４と、真空排気手段９６とを有する。
【００６２】
シャワー電極９０は、ＣＣＰ−ＣＶＤによる成膜に利用される、公知のシャワー電極である。
図示例において、シャワー電極９０は、一例として、中空の略直方体状であり、１つの最大面をドラム６８の周面に対面して、この最大面の中心からの垂線がドラム６８の法線と一致するように配置される。また、シャワー電極９０のドラム６８との対向面には、多数の貫通穴が全面的に成膜される。さらに、このドラム６８との対向面は、好ましい態様として、ドラム６８の周面に沿う様に湾曲している。
【００６３】
なお、図示例において、無機層成膜部６２には、シャワー電極（ＣＣＰ−ＣＶＤによる成膜手段）が、１個、配置されているが、本発明は、これに限定はされず、基板Ｚの搬送方向に、複数のシャワー電極を配列してもよい。この点に関しては、ＣＣＰ−ＣＶＤ以外のプラズマＣＶＤを利用する際も同様であり、例えば、ＩＣＰ−ＣＶＤによって無機層１６を成膜する場合には、誘導電界（誘導磁場）を成膜するためコイルを、基板Ｚの搬送方向に、複数、配置してもよい。
また、本発明は、を用いてＣＣＰ−ＣＶＤ法による無機層１６の成膜において、シャワー電極９０を用いるのにも限定はされず、通常の板状の電極と、ガス供給ノズルとを用いるものであってもよい。
【００６４】
原料ガス供給部９２は、プラズマＣＶＤ装置等の真空成膜装置に用いられる公知のガス供給手段であり、シャワー電極９０の内部に、原料ガスを供給する。一例として、無機層１６として窒化シリコン層（膜）を成膜する場合には、シランガスおよびアンモニアガス、あるいはさらに不活性ガスを、原料ガスとしてシャワー電極９０に供給する。
前述のように、シャワー電極９０のドラム６８との対向面には、多数の貫通穴が供給されている。従って、シャワー電極９０に供給された原料ガスは、この貫通穴から、シャワー電極９０とドラム６８との間に導入される。
【００６５】
高周波電源９４は、シャワー電極９０に、プラズマ励起電力を供給する電源である。高周波電源９４も、各種のプラズマＣＶＤ装置で利用されている、公知の高周波電源が、全て利用可能である。
さらに、真空排気手段９６は、プラズマＣＶＤによるガスバリア膜の成膜のために、無機層成膜部６２内、すなわち、隔壁７２ｂ、隔壁７２ｃおよびドラム６８の周面で成膜される閉空間内を排気して、所定の成膜圧力に保つものである。
【００６６】
本発明において、無機層１６の成膜方法は、このようなＣＣＰ−ＣＶＤに限定はされず、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）−ＣＶＤやマイクロ波ＣＶＤなどの他のプラズマＣＶＤ、Ｃａｔ(Catalytic 触媒)−ＣＶＤ、熱ＣＶＤ、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティング等、無機層１６を形成可能な方法であれば、真空中で行なう気相堆積法が、全て利用可能である。
【００６７】
また、本発明において、成膜する無機層１６には、特に限定はなく、ガスバリアフィルムにおいてガスバリア性を発現するために成膜される無機物が、各種、利用可能である。
具体的には、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの金属酸化物； 窒化アルミニウムなどの金属窒化物； 炭化アルミニウムなどの金属炭化物； 酸化窒化シリコン、酸炭化シリコン、酸化窒化炭化シリコンなどのシリコン酸化物； 窒化シリコン、窒化炭化シリコンなどのシリコン窒化物； 炭化シリコン等のシリコン炭化物； これらの水素化物； これら２種以上の混合物； および、これらの水素含有物等が、好適に例示される。
【００６８】
本発明の製造方法においては、このように、塗布法等の大気圧中での成膜方法を用いて第１有機層１２を成膜し、次いで、フラッシュ蒸着等の真空中での成膜方法を用いて第２有機層１４を成膜し、この上に、主にガスバリア性を発現する無機層１６を真空中での気相堆積法によって成膜することで、ガスバリア積層体を形成してガスバリアフィルムを製造する。
【００６９】
前述の特許文献１や特許文献２にも示されるように、プラスチックフィルム等の基板の上に有機層を形成し、その上に無機層を形成し、あるいはさらに、その上に有機層を形成してなる、積層型のガスバリアフィルムが知られている。
このような積層型のガスバリアフィルムにおいて、無機層の下の有機層は、基板表面の凹凸を相殺／補償して平滑性の高い表面を形成し、この平滑性の高い表面に、ガスバリア性を発現する無機酸化物等の無機層を形成することにより、優れたガスバリア性を有するガスバリアフィルムを得るために、成膜される。
また、表面の清浄性が高い有機層が得られる、表面平滑性が高い有機層が得られる等の理由から、有機層の形成方法としては、フラッシュ蒸着が好適に利用される。
【００７０】
一方で、無機層の成膜は、一般的に、プラズマＣＶＤ等の気相堆積法によって行なわれる。
ここで、無機層の下層として成膜される有機層の膜厚は、基板Ｚが有する凹凸等を確実に埋没／相殺して、高い表面平滑性を得るために、無機層よりも大幅に厚くする必要がある。この有機層と無機層の膜厚の差が、生産性向上の妨げになってしまう場合が有る。すなわち、図示例のように、基板Ｚを搬送しつつ有機層および無機層を連続的に成膜する場合には、フラッシュ蒸着による膜厚の厚い有機層の所定膜厚までの成膜が、気相体積法による膜厚の薄い無機層の所定膜厚までの成膜に追い付かず、無機層の成膜速度を低下させる必要が生じてしまう。
【００７１】
そのため、フラッシュ蒸着を利用して有機層を成膜し、その上に無機層を成膜し、あるいはさらに、その上にフラッシュ蒸着を利用して有機層を成膜するガスバリアフィルムの製造においては、フラッシュ蒸着の特性を行かして良好なガスバリア性を有するガスバリアフィルムが得られる反面、フラッシュ蒸着が律速となって、生産性を向上することが困難である。
従って、図示例のようなロール・ツー・ロールによる成膜を行なう装置のように、基板を長手方向に搬送しつつ、有機層や無機層を、順次、成膜する製造方法では、基板Ｚを高速搬送することができず、生産性や生産効率を向上することができない。
【００７２】
これに対し、本発明においては、まず、基板Ｚの表面に塗布法等の大気圧中での成膜方法で第１有機層１２を成膜し、その上に、フラッシュ蒸着等の真空中での成膜方法で第２有機層１４を成膜し、この２層からなる有機層を下地層として、真空中での気相堆積法によって無機層１６を成膜する。
周知のように、塗布法を代表とする大気圧中での有機層の成膜速度は、プラズマＣＶＤ等の気相堆積法による無機層の成膜速度よりも早く、短時間で厚い膜を成膜することができる。一方で、フラッシュ蒸着による有機層は、非常に表面平滑性に優れると共に、真空中での成膜であるが故に、表面清浄性にも優れる。
【００７３】
加えて、本発明においては、その上に形成する無機層１６も、真空中で成膜するので、図１（Ｂ）に一例を示すように、第２有機層１４の成膜から無機層１６の成膜を終了するまで、真空中で処理を行なうことができる。従って、第２有機層１４を成膜した後、ゴミや異物等の付着を好適に防止して、フラッシュ蒸着の特徴の１つである清浄な表面を保った状態で、無機層１６を成膜できる。すなわち、無機層１６の成膜面にゴミや異物が存在する事に起因する、ガスバリア性の低下を防止できる。
なお、この点を考慮すると、本発明においては、図１（Ｂ）に示す真空成膜装置２６のように、第２有機層１４を成膜した後、この第２有機層１４の表面（特に、製品となる領域）に何の部材（固体表面）も接触することなく、無機層１６を成膜するのが好ましい。このような構成とすることにより、ゴミや異物の付着抑制に加えて、部材の接触等に起因する第２有機層１４の損傷や表面の変形も防止することができ、より、平滑性および清浄性の高い表面に、無機層１６を成膜することが可能となる。
【００７４】
しかも、第１有機層１２および第２有機層１４は、共に、有機物からなる膜であるので、適合性は良好であり、特に、同系の材料を用いた場合には、密着性も良好で、１層の膜と同様に見なすことができる。
【００７５】
さらに、本発明によれば、基板Ｚの大きな凹凸を第１有機層１２によって、ほぼ、埋没／相殺した後、その後の基板搬送等のハンドリングによって、不可避的に、多少、発生してしまう凹凸（例えば、ロール状に巻回する際に生じる傷や、真空中での搬送中に付着する異物等に起因する凹凸）を第２有機層１４によって埋没／相殺できる。
従って、本発明によれば、無機層１６を成膜する直前に真空中で成膜する第２有機層１４の膜厚も、低減することができる。
【００７６】
すなわち、本発明によれば、気相堆積法による無機層１６の成膜速度に、十分に対応する速度で、かつ、十分な厚さを有する有機層を形成することができると共に、表面の平滑性や清浄性など、フラッシュ蒸着等の真空中で成膜した有機層の好適な特徴を十分に生かした有機層を成膜して、その上に、無機層１６を成膜することができる。
従って、本発明によれば、図１に示す製造装置のようなロール・ツー・ロールによる成膜を行なう装置のように、基板を長手方向に搬送しつつ、有機層および無機層を成膜する製造方法において、高速で基板Ｚを搬送して、高い生産性および生産効率を実現できると共に、十分な厚さを有し、しかも表面平滑性および清浄性に優れた有機層に無機層１６を成膜して、ガスバリア性に優れたガスバリアフィルムを得ることができる。
【００７７】
本発明において、第１有機層１２および第２有機層１４（隣接して成膜される第１有機層１２および第２有機層１４）の膜厚（層厚）には、特に、限定は無いが、２層の合計で、０．３〜５μｍとするのが好ましい。
その上で、さらに、第２有機層１４の膜厚を、０．５μｍ以下、もしくは、第１有機層１２および第２有機層１４の合計膜厚の５０％以下とするのが好ましい。なお、第２有機層１４の膜厚は、０．１μｍ以上、もしくは、前記２層の合計膜厚の２０％以上とするのが好ましい。
【００７８】
上記構成を有することにより、基板Ｚの凹凸を相殺／補償するのに十分な膜厚を確保することができる、基板Ｚの高速搬送を行なって、より高い生産性および生産効率を実現できる等の点で好ましい結果を得ることができる。
【００７９】
また、無機層１６の膜厚にも、特に限定は無く、要求されるガスバリア性や生産性等に応じて、適宜、設定すればよいが、１０〜３００ｎｍが好ましい。
無機層１６の膜厚を上記範囲とすることにより、良好なガスバリア性を得ることができる、良好な可撓性を得ることができる、良好な透明性を得ることができる、十分な耐久性（耐環境性）を得ることができる等の点で好ましい結果を得ることができる。
【００８０】
第３有機層成膜部６４は、無機層１６の上に、有機物からなる膜である第３有機層１８を成膜するものである。
図示例において、第３有機層成膜部６４は、第２有機層成膜部６０と同様に、フラッシュ蒸着によって第３有機層１８を成膜する。従って、図示例の第３有機層成膜部６４において、蒸着部９８は第２有機層成膜部の蒸着部７４と、硬化手段１００は同硬化手段７６と、原料供給部１０２は同原料供給部７８と、真空排気手段１０４は同真空排気手段８０と、それぞれ同じものである。
【００８１】
なお、第２有機層１４と同様、第３有機層１８の成膜方法も、フラッシュ蒸着に限定はされず、真空中で有機層を成膜可能な各種の方法が、全て利用可能である。
しかしながら、第２有機層１４と同様の理由で、第３有機層１８の成膜にも、フラッシュ蒸着は、好適に利用される。
【００８２】
なお、本発明において、この第３有機層１８は、好ましい態様として設けられるものである。
図示例（本発明の）のガスバリアフィルム１０は、同様に好ましい態様として、最上層に、塗布法等の大気圧中での成膜方法で成膜される第４有機層２０を有する。また、後に詳述するが、本発明のガスバリアフィルムは、第１有機層１２、第２有機層１４および無機層１６、あるいはさらに第３有機層１８からなるガスバリア積層体を、１つの単位として、このガスバリア積層体を、複数、有してもよい。
すなわち、この第３有機層１８を有することにより、塗布法等の大気中での成膜方法で成膜される第１有機層１４や第４有機層２０の成膜面（言い換えれば、大気圧中で成膜される有機層の下地層）を、有機物とすることができる。このような構成を有することにより、無機層１６の上に有機層を成膜する場合に比して、第１有機層１４や第４有機層２０の密着性を大幅に向上することができ、ガスバリアフィルム１０の強度を、大幅に向上することができる。
【００８３】
また、第３有機層１８も、フラッシュ蒸着等の真空中での成膜方法で形成される。従って、非常に表面平滑性の高い層を下地層として、第１有機層１４や第４有機層２０を成膜できるので、より高い密着性を得ることができる。
さらに、無機層１６の成膜から、第３有機層１８の成膜を終了するまで、真空中で処理を行なうことができる。すなわち、無機層１６を成膜した後、第３有機層１８を成膜した後に、大気圧中に送り出すので、無機層１６が大気圧中に曝されることが無い。そのため、無機層１６表面へのゴミや異物等の付着を好適に防止でき、また、無機層１６の損傷等も好適に防止できる。そのため、無機層１６に付着したゴミや異物等に起因するガスバリア性の低下を防止できる。
なお、この点を考慮すると、先と同様、図１（Ｂ）に示す真空成膜装置２６のように、無機層１６を成膜した後は、無機層１６の表面（特に、製品となる領域）に何の部材も接触することなく、第３有機層１８を成膜するのが好ましい。これにより、より確実に、ゴミや異物の付着抑制に加えて、部材の接触等に起因する無機層１６の損傷や表面の変形も防止でき、良好なガスバリア性を実現することができる。
【００８４】
本発明において、第３有機層１８の形成材料には、特に限定はなく、フラッシュ蒸着等の真空中での成膜（膜形成）が可能な有機物が、各種、利用可能である。
一例として、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリエステル、メタクリル酸―マレイン酸共重合体、ポリスチレン、透明フッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、セルロースアシレート、ポリウレタン、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、フルオレン環変性ポリカーボネート、脂環変性ポリカーボネート、フルオレン環変性ポリエステル等が例示される。
【００８５】
また、第３有機層１８の膜厚にも特に限定はないが、０．１〜０．５μｍ程度が好ましい。
ここで、前述のように、ガスバリア積層体を、複数、成膜する場合には、隣接して形成される第３有機層１８、第１有機層１２、および第２有機層１４（図３（Ａ）の第３有機層１８ａ、第１有機層１２ｂおよび第２有機層１４ｂ参照）の合計膜厚が０．３〜５μｍであるのが好ましい。また、その上で、さらに、第２有機層１４および第３有機層１８の膜厚を、０．５μｍ以下、もしくは、第３有機層１８、第１有機層１２、および第２有機層１４の合計膜厚の２５％以下とするのが好ましい。
【００８６】
上記構成を有することにより、基板Ｚの凹凸を相殺／補償するのに十分な膜厚を確保することができる、基板Ｚの高速搬送を行なって、より高い生産性および生産効率を実現できる等の点で好ましい結果を得ることができる。
【００８７】
第３有機層成膜部６４において第３有機層１８を成膜された基板Ｚは、ガイドローラ５４ｃによって案内されて、真空成膜室４８とは隔壁５６ｂによって隔てられた巻取り室５０に搬送される。なお、隔壁５６ｂには、基板Ｚが通過するためのスリット５８ｂが形成される。
巻取り室５０に搬送された基板Ｚは、ガイドローラ５４ｄに案内されて巻取り軸１０６に搬送され、巻取り軸１０６によってロール状に巻回され、第１有機層１２、第２有機層１４、無機層１６、および第３有機層１８を成膜された基板Ｚを巻回した基板ロール１１０とされる。また、巻取り室５０も、前述の供給室４６と同様、好ましい態様として真空排気手段１０８が配置され、真空成膜室４８の圧力に応じた所定の圧力に減圧されており、これにより、巻取り室５０が真空成膜室４８の圧力に影響を与えることを防止する。
【００８８】
以下、真空成膜装置２６の作用を説明する。
前述のように、回転軸４２に基板ロール４２が装填されると、基板Ｚは、基板ロール４２から引き出され、供給室４６からガイドローラ５４ａによって案内されて真空成膜室４８に至り、真空成膜室４８において、ガイドローラ５４ｂに案内されて、ドラム６８の周面の所定領域に掛け回され、次いで、ガイドローラ５４ｃによって案内されて巻取り室５０に至り、ガイドローラ５４ｄに案内されて巻取り軸１０６に至る、所定の搬送経路を通される。
【００８９】
また、第２有機層成膜部６０は、真空排気手段８０によってフラッシュ蒸着による第２有機層１４の成膜に対応する所定の真空度に減圧され、第３有機層成膜部６４は、真空排気手段１０４によってフラッシュ蒸着による第３有機層１８の成膜に対応する所定の真空度に減圧され、さらに、供給室４６および巻取り室５０に連通する領域は、真空排気手段７０によってフラッシュ蒸着に対応する所定の真空度に減圧される。
さらに、無機層成膜部６２では、原料ガス供給部９２からシャワー電極９０に、成膜する無機層１６に応じた原料ガスが供給され、また、真空排気手段９６によってＣＣＰ−ＣＶＤによる無機層１６の成膜に対応する所定の真空度に減圧される。
加えて、供給室４６および巻取り室５０も、それぞれに配置される真空排気手段５５および１０８によって、真空成膜室４８の圧力に応じた所定の真空度に減圧される。
【００９０】
原料ガスの供給量および各成膜部の圧力が安定したら、供給室４６から巻取り室５０に向かう基板Ｚの搬送が開始され、さらに、第２有機層成膜部６０においては、有機原料供給部７８から蒸着部７４への第２有機層１４となるモノマー蒸気の噴射、および、硬化手段７６からのＵＶ光の照射が開始され； 無機層成膜部６２においては、高周波電源９４からシャワー電極９０へのプラズマ励起電力の供給が開始され； 第３有機層成膜部６４においては、有機原料供給部１０２から蒸着部９８への第３有機層１８となるモノマー蒸気の噴射、および、硬化手段１００からのＵＶ光の照射が開始される。
【００９１】
供給室４６から供給され、ガイドローラ５４ａによって所定の経路に案内された基板Ｚは、まず、真空成膜室４８に搬送される。
真空成膜室４８に搬送された基板Ｚは、ガイドローラ５４ｂによって所定の経路に案内され、ドラム６８に巻き掛けられた状態で搬送されつつ、第２有機層成膜部６０で第２有機層１４を、無機層成膜部６２で無機層１６を、第３有機層成膜部６４で第３有機層１８を、順次、成膜され、さらに、ガイドローラ５４ｃによって所定の経路に案内されて、巻取り室５０に搬送される。
巻取り室５０に搬送された基板Ｚは、ガイドローラ５４ｄによって所定の経路に案内され、巻取り軸１１４によってロール状に巻回され、第１有機層１２〜第３有機層１８を成膜された基板Ｚを巻回した基板ロール１１０とされ、再度、有機成膜装置２４に供給される。あるいは、基板ロール１１０をガスバリアフィルムとして、もしくは、ガスバリアフィルムの中間製品として、次の工程に供される。
【００９２】
基板ロール１１０は、第３有機層１８の上に第４有機層２０を成膜して、図２に示すガスバリアフィルム１０を作製するために、再度、有機成膜装置２４に供給される。
有機成膜装置２４において、基板ロール１１０が回転軸２８に装填されると、第１有機層１２と全く同様にして、塗布手段３２によって第４有機層２０となる塗料が塗布され、乾燥手段３４によって、塗料が乾燥され、さらに、硬化手段３６によって硬化されて、第４有機層２０が成膜される。
第４有機層２０が成膜された基板Ｚすなわちガスバリアフィルム１０は、巻取り軸３０に巻き取られ、ガスバリアフィルムとして、もしくは、ガスバリアフィルムの中間製品として、次の工程に供される。
【００９３】
第４有機層２０は、好ましい態様として、最上層に設けられる有機層である。
このような第４有機層２０を有することにより、第１有機層１２、第２有機層１４および無機層１６、あるいはさらに第３有機層１８からなるガスバリア積層体を保護して、損傷等が入ることを防止することができ、強度や耐久性に優れるガスバリアフィルムを得ることができる等の点で、好ましい結果を得ることができる。
【００９４】
本発明において、第４有機層２０の膜厚には、特に、限定はなく、ガスバリアフィルム１０に要求される強度や厚さ等に応じて、適宜、設定すればよいが、０．３〜５μｍが好ましい。
第４有機層２０の膜厚を、上記範囲とすることにより、ガスバリアフィルム１０の耐久性や機械的強度等の点で、好ましい結果を得ることができる。
【００９５】
本発明において、第４有機層２０の形成材料には、特に限定はなく、塗布法等の大気圧中での成膜（膜形成）が可能な有機物が、各種、利用可能である。
一例として、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリエステル、メタクリル酸―マレイン酸共重合体、ポリスチレン、透明フッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、セルロースアシレート、ポリウレタン、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、フルオレン環変性ポリカーボネート、脂環変性ポリカーボネート、フルオレン環変性ポリエステル等が例示される。
【００９６】
本発明のガスバリアフィルムは、第１有機層１２、第２有機層１４、および、無機層１６からなるガスバリア積層体、および／または、第１有機層１２、第２有機層１４、無機層１６、および、第３有機層１８からなるガスバリア積層体を、複数、有してもよい。
【００９７】
すなわち、図３（Ａ）に一例を示すように、本発明のガスバリアフィルムは、第１有機層１２ａ、第２有機層１４ａ、無機層１６ａ、および、第３有機層１８ａからなるガスバリア積層体の上に、第１有機層１２ｂ、第２有機層１４ｂ、無機層１６ｂ、および、第３有機層１８ｂからなるガスバリア積層体を有し、その上に、第４有機層２０を有してもよい。あるいは、このようなガスバリア積層体を、３以上、有してもよい。
【００９８】
このようなガスバリアフィルムを製造する際には、一例として、前述の例と同様にして真空成膜装置２６で第３有機層１８ａまで成膜した後、再度、有機成膜装置２４に供給し、有機成膜装置２４において、第４有機層２０ではなく、再度、第１有機層１２ｂを成膜し、次いで、再度、真空成膜装置２６に供給して、第２有機層１４ｂ〜第３有機層１８ｂを成膜し、その後、再々度、有機成膜装置２４に供給し、有機成膜装置２４において、第４有機層２０を成膜すればよい。
【００９９】
また、前述のように、第３有機層１８は、好ましい態様として成膜されるので、本発明のガスバリアフィルムは、図３（Ｂ）に示すように、第１有機層１２ａ、第２有機層１４ａ、および、無機層１６ａからなるガスバリア積層体の上に、第１有機層１２ｂ、第２有機層１４ｂ、および、無機層１６ｂからなるガスバリア積層体を有し、その上に、第４有機層２０を有する構成でもよい。また、同様に、このようなガスバリア積層体を、３以上、有してもよい。
なお、第４有機層２０も好ましい態様として設けられるのは、前述のとおりである。
さらに、本発明のガスバリアフィルムは、第１有機層１２、第２有機層１４、および、無機層１６からなるガスバリア積層体と、第１有機層１２、第２有機層１４、無機層１６、および、第３有機層１８からなるガスバリア積層体の、両方を有してもよい。
【０１００】
すなわち、本発明の製造方法においては、本発明のガスバリアフィルムに、さらに、第１有機層１２、第２有機層１４および無機層１６、あるいはさらに、第３有機層１８を成膜してもよく、また、このような有機層および無機層からなるガスバリア積層体の形成を、繰り返し、複数回、行なってもよい。
【０１０１】
以上の製造装置では、塗布によって有機層を成膜する有機成膜装置２４と、真空中での成膜を行なう真空成膜装置２６とを、別々の装置としたが、本発明は、これに限定はされず、第１有機層１２〜第４有機層２０の全層を作製するロール・ツー・ロールによる成膜装置によって、本発明の製造方法で、本発明のガスバリアフィルムを作製してもよい。
この際には、一例として、図１（Ｂ）に示す装置において、供給室４６と真空成膜室４８との間、および、真空成膜室４８と巻取り室５０との間に、図１（Ａ）に示す有機成膜装置２４と同様の成膜室を設ければよい。
しかしながら、図１に示すように、塗布による有機層の成膜装置と、真空中での成膜を行なう成膜装置とを、分けて構成した方が、例えば、成膜レートが非常に高い塗布による成膜装置おける搬送速度を真空での成膜を行なう装置よりも高くする、成膜レートが非常に高い塗布に夜成膜装置は１台で、真空での成膜を行なう装置は３台設ける等、製造設備の操業条件や設備構成の自由度が高くでき、好ましい。
【０１０２】
以上、本発明のガスバリアフィルムおよびガスバリアフィルムの製造方法について、詳細に説明したが、本発明は、上記実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行なってもよいのは、もちろんである。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明は、プラズマディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等の製造に利用されるガスバリアフィルム等に、好適に利用可能である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０ ガスバリアフィルム
１２ 第１有機層
１４ 第２有機層
１６ 無機層
１８ 第３有機層
２０ 第４有機層
２４ 有機成膜装置
２６ 真空成膜装置
２８，５２ 回転軸
３０，１０６ 巻取り軸
３２ 塗布手段
３４ 乾燥手段
３６ 硬化手段
３８，５４ ガイドローラ
４０，４２，１１０ 基板ロール
４６ 供給室
４８ 真空成膜室
５０ 巻取り室
５６，７２ 隔壁
５８ スリット
６０ 第２有機層成膜部
６２ 無機層成膜部
６４ 第３有機層成膜部
６８ ドラム
７０，８０，９６，１０４ 真空排気手段
７４，９８ 蒸着部
７６，１００ 硬化手段
７８、１０２ 有機原料供給部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置等に用いられるガスバリアフィルムに関し、詳しくは、基板フィルムに、有機層と無機層とを積層してなるガスバリアフィルムであって、高い生産効率で製造することが可能なガスバリアフィルム、および、このガスバリアフィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学素子、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの表示装置、半導体装置、薄膜太陽電池等の各種の装置における防湿性を要求される部位や部品、食品、衣料品、電子部品等の包装に用いられる包装材料に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等のプラスチックフィルム（基板フィルム）に、ガスバリア性を発現する膜を成膜してなる、ガスバリアフィルムが利用されている。
このようなガスバリアフィルムに成膜されるガスバリア性を発現する膜としては、窒化シリコン、酸化シリコン、酸化アルミニウム等の各種の無機物（無機化合物）からなる膜が知られている。
【０００３】
また、より高いガスバリア性を得ることを目的として、有機層（有機化合物層）と無機層（無機化合物層）など、複数の膜を積層してなる積層型のガスバリアフィルム（ガスバリア積層体）も知られている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、基板フィルムの表面に、表面の平均粗さが４ｎｍ以下のエポキシ化合物からなる樹脂薄膜層を成膜し、この樹脂薄膜層の上に、気相堆積法によって成膜された無機酸化物からなる蒸着層を成膜し、さらに、この蒸着層の上に、同様の樹脂薄膜層を成膜してなるガスバリアフィルムが記載されている。
また、特許文献２には、熱可塑性の基板フィルムの表面に、架橋アクリレート層を成膜し、この架橋アクリレート層の上に、酸化シリコンや酸化アルミニウム等の無機物からなる酸素バリア層を成膜し、さらに、この酸素バリア層の上に、同様の架橋アクリレート層を成膜してなる、ガスバリアフィルムが記載されている。
【０００５】
これらのガスバリアフィルムにおいては、基板フィルムの表面に有機層を成膜することにより、基板フィルム表面の微細な凹凸等を相殺して平滑性の高い表面を成膜し、この平滑性の高い表面に、無機酸化物等からなる無機層（ガスバリア膜）を成膜することにより、優れたガスバリア性を有するガスバリアフィルムを実現している。
また、無機層の上に有機層を成膜することにより、主にガスバリア性を発現する無機層の保護を図っている。さらに、有機層および無機層を、複数層を積層することにより、より高いガスバリア性を得ると共に、無機層の応力緩和やガスバリアフィルムの可撓性を確保することも可能である。
【０００６】
無機層の成膜は、一般的に、（プラズマ）ＣＶＤ、スパッタリング、真空蒸着等の気相堆積法（真空成膜法）によって行なわれる。
他方、有機層の成膜には、前記特許文献１や特許文献２にも記載されるように、フラッシュ蒸着法が好適に用いられている。
【０００７】
前述のように、有機層は、無機層の成膜面の平滑性を確保するために成膜されるが、フラッシュ蒸着を利用する事により、非常に表面平滑性が高い有機層を成膜できる。
しかも、フラッシュ蒸着は、真空中で成膜を行なう技術であるため、フラッシュ蒸着による有機層の成膜、および、気相堆積法による無機層の成膜、さらに、フラッシュ蒸着による有機層の成膜を、１つの真空チャンバの中で連続的に行なうことができ、かつ、これにより、成膜面へのゴミ等の異物の付着も防止できる。
【０００８】
例えば、前記特許文献１や特許文献２には、真空チャンバ内にドラムを配置し、このドラムに巻き掛けて基板フィルムを長手方向に搬送しつつ、ドラムの周面に対向して配置されたフラッシュ蒸着装置、ＣＶＤ装置（真空蒸着装置）、および、フラッシュ蒸着手段によって、有機層、無機層、および、有機層を、順次、成膜する装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−３４１００３号公報
【特許文献２】米国特許第６４２０００３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここで、このような有機層および無機層を積層してなるガスバリアフィルムにおいては、一般的に、無機層に比して、有機層の方が厚く成膜される。
すなわち、有機層を、ある程度、厚く成膜しないと、基板フィルム表面の凹凸を相殺して、十分に平滑な面を得ることができない。
【００１１】
例えば、特許文献１では、有機層の好ましい範囲として５〜２０００ｎｍが、無機層の好ましい範囲として５〜５００ｎｍが例示されている。
さらに、特許文献１には、実施例として、基板フィルム（ＰＥＴフィルム）の表面に、厚さ５００ｎｍの有機層（透明エポキシ層）を成膜し、その上に、厚さ１００ｎｍの無機層（酸化シリコン層）を成膜してなるガスバリアフィルム、および、このガスバリアフィルムにおいて、無機層の上に、さらに、同様の有機層を形してなるガスバリアフィルムが、記載されている。
【００１２】
ところが、この膜厚の差が、生産性向上の妨げになってしまう場合が有る。例えば、無機層の膜厚が５０ｎｍ、成膜速度が５００ｎｍ／ｍｉｎで、有機層の膜厚が５００ｎｍである場合には、無機層の成膜に有機層の成膜が追い付くためには、有機層には、５０００ｎｍ／ｍｉｎの成膜速度が必要になる。
そのため、特許文献１や特許文献２等に示されるように、長尺な基板フィルムを長手方向に搬送しつつ、連続的に、フラッシュ蒸着法による有機層、および、気相堆積法による無機層（あるいはさらに、同有機層）を成膜して、ガスバリアフィルムを製造する場合には、有機層の成膜が律速となって、基板フィルムの搬送速度を向上できない。
すなわち、従来のフラッシュ蒸着法を利用する有機／無機の積層型のガスバリアフィルムの製造方法においては、表面平滑性が高い成膜面に無機層を成膜することによって、ガスバリア性に優れるガスバリアフィルムを製造可能である反面、有機層の成膜が律速となって、高い生産性（高速生産）をすることができないという問題が有る。
【００１３】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、有機層および無機層を積層してなるガスバリアフィルムにおいて、フラッシュ蒸着等からなる表面平滑性や表面清浄性の高い有機層の上に成膜面に無機層を成膜することができ、しかも、製造にあたって、高速で基板フィルムを搬送することができ、高い生産性および良好なガスバリア性を確保することができるガスバリアフィルム、および、このガスバリアフィルムの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的を達成するために、本発明のガスバリアフィルムは、大気圧中で成膜された第１有機層と、真空中で成膜された前記第１有機層上の第２有機層と、真空中で成膜された前記第２有機層上の無機層とを有することを特徴とするガスバリアフィルムを提供する。
【００１５】
このような本発明のガスバリアフィルムにおいて、前記第１有機層、第２有機層、および無機層の組み合わせを、複数、有するのが好ましく、また、前記無機層の上に、真空中で成膜された第３有機層を有するのが好ましく、また、最上層に、大気圧中で成膜された第４有機層を有するのが好ましい。
また、隣接して成膜される前記第１有機層および第２有機層の膜厚の合計が０．３〜５μｍであり、かつ、前記第２有機層の膜厚が、０．５μｍ以下、もしくは、前記隣接する前記第１有機層と第２有機層との合計膜厚の５０％以下であるのが好ましく、また、隣接して成膜される前記第１有機層、第１有機層および第３有機層の膜厚の合計が０．３〜５μｍであり、かつ、その内の第２有機層および第３有機層の膜厚が、０．５μｍ以下、もしくは、前記隣接する第１〜第３有機層の合計膜厚の２５％以下であるのが好ましく、また、前記無機層の膜厚が１０〜３００ｎｍであるのが好ましい。
また、前記無機層が、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン炭化物、これらの２以上の混合物、および、これらの水素含有物のいずれかであるのが好ましく、また、前記第１有機層および第２有機層は、主成分が同系の材料であるのが好ましく、さらに、水蒸気透過率が１×１０-3[g/(m2・day)]以下であるのが好ましい。
【００１６】
また、本発明のガスバリアフィルムの製造方法は、長尺な基板フィルムを長手方向に搬送しつつ、この基板フィルムの表面に、大気圧中において第１有機層を成膜し、この第１有機層の上に、真空中において第２有機層を成膜し、この第２有機層の上に、真空中において無機層を成膜することを特徴とするガスバリアフィルムの製造方法を提供する。
【００１７】
このような本発明のガスバリアフィルムの製造方法において、前記第２有機層を成膜した後、前記無機層を成膜するまで、前記第２有機層表面の製品となる領域に固体が接触しないのが好ましく、また、前記第１有機層、第２有機層および無機層の成膜を１つの工程として、この工程を複数回行なうのが好ましい。
また、前記無機層の上に、さらに、真空中において第３有機層を成膜するのが好ましく、この際において、前記無機層を成膜した後、前記第３有機層を成膜するまで、前記無機層表面の製品となる領域に固体が接触しないのが好ましい。
また、最上層に、大気圧中で第４有機層を成膜するのが好ましく、また、前記第１有機層あるいはさらに第４有機層が、塗布法によって成膜されるのが好ましく、また、前記第２有機層あるいはさらに第３有機層が、フラッシュ蒸着法によって成膜されるのが好ましく、さらに、前記基板フィルムの搬送速度が１０ｍ／ｍｉｎ以上であるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
上記構成を有する本発明によれば、有機層および無機層を成膜してなる積層型のガスバリアフィルムにおいて、塗布法等の大気圧下における成膜方法によって、第１有機層を成膜し、この上に、フラッシュ蒸着等の真空下における成膜方法によって第２有機層を成膜し、この上にプラズマＣＶＤ等の真空下における成膜方法によって、無機層を成膜する。好ましくは、この無機層の上に、さらに、フラッシュ蒸着等の真空下における成膜方法によって第３有機層を成膜する。
従って、本発明によれば、成膜速度の早い塗布法等と、フラッシュ蒸着等とを組み合わせることにより、基板フィルムの凹凸を相殺するのに十分な厚さを有する有機層を高い成膜速度で成膜することができ、しかも、フラッシュ蒸着等による平滑性が高く、かつ、表面が清浄な面に無機層を成膜できる。
【００１９】
そのため、本発明によれば、高速で基板フィルムを搬送しつつ、十分な厚さの有機層を成膜し、さらに、表面平滑性および清浄性の高い有機層上に無機層を成膜でき、すなわち、高い生産性（高速）で、ディスプレイや太陽電池に用いられるような、高いガスバリア性を発揮するガスバリアフィルムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のガスバリアフィルムの製造方法を実施する製造装置の一例を概念的に示す図で、（Ａ）は有機成膜装置、（Ｂ）は真空成膜装置である。
【図２】本発明のガスバリアフィルムの一例を概念的に示す図である。
【図３】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明のガスバリアフィルムの別の例を概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明のガスバリアフィルム、および、ガスバリアフィルムの製造方法について、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。
【００２２】
図１に、本発明のガスバリアフィルムを製造する、本発明のガスバリアフィルムの製造方法を実施する製造装置の一例を概念的に示す。
【００２３】
この製造装置は、図１（Ａ）に示す有機成膜装置２４と、図１（Ｂ）に示す真空成膜装置２６とからなるものである。
有機成膜装置２４は、長尺な基板フィルムＺ（フィルム原反 以下、基板Ｚとする）を長手方向に搬送しつつ、この基板Ｚの表面に第１有機層１２を成膜（第１有機層１２を形成）する。
他方、真空成膜装置２６は、表面に第１有機層１２を成膜された基板Ｚを長手方向に搬送しつつ、第１有機層１２の上に、第２有機層１４を成膜し、次いで、この第２有機層１４の上に無機層１６を成膜し、この無機層１６の上に第３有機層１８を成膜する。
さらに、有機成膜装置２４は、第１有機層１２〜第３有機層１８が成膜された基板Ｚを、長手方向に搬送しつつ、第３有機層１８の上に、第４有機層２０を成膜する。
図１に示す装置においては、これにより、図２に示すような、本発明のガスバリアフィルム１０（ガスバリアフィルムの中間製品でも可）を製造する。
【００２４】
なお、本発明において、基板Ｚには、特に限定は無く、ガスバリアフィルムの製造に利用される各種の長尺なシート状物の基板が、各種、利用可能である。
具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレートなどの有機物からなるシート状のプラスチックフィルム（樹脂フィルム）が、好適に例示される。
【００２５】
また、本発明においては、プラスチックフィルム等を基材として、その上に、保護層、接着層、光反射層、遮光層、平坦化層、緩衝層、応力緩和層等の、各種の機能を得るための層（膜）が成膜されている物を基板Ｚとして用いてもよい。この際においては、基材の上に１層のみの層が成膜された物を基板Ｚとして用いてもよく、あるいは、基材の上に、複数層の膜が成膜されたものを、基板Ｚとして用いてもよい。
【００２６】
また、本発明においては、第１有機層１２、第２有機層１４および無機層１６、あるいはさらに第３有機層１８（以下、便宜的に、この３層あるいは４層をまとめて『ガスバリア積層体』とも言う）が成膜されたフィルム状物を、基板Ｚとして用いてもよい。すなわち、本発明においては、本発明のガスバリアフィルム（本発明によるガスバリア積層体を有するガスバリアフィルム）を中間体として、この中間体を基板Ｚとして、さらに、本発明によって、有機層および無機層の成膜を行なって、本発明のガスバリアフィルムを作製してもよい。
この点に関しては、後に詳述する。
【００２７】
図１（Ａ）に示す有機成膜装置２４は、基板Ｚの表面に、大気圧中での成膜方法によって、有機物（有機化合物）からなる層である第１有機層１２を成膜する部位である。加えて、有機成膜装置２４は、後述する真空成膜装置２６によって、第２有機層１４、無機層１６、および、第３有機層１８を成膜された基板Ｚに、有機物からなる層である第４有機層２０を成膜して、図２に示すようなガスバリアフィルム１０を完成する。
図示例において、有機成膜装置２４は、塗布法によって第１有機層１２あるいはさらに第４有機層２０を成膜するものであり、回転軸２８、巻取り軸３０、塗布手段３２、乾燥手段３４、硬化手段３６、ガイドローラ３８ａおよび３８ｂを有して構成される。塗布手段３２、乾燥手段３４、および硬化手段３６は、ガイドローラ３８ａ〜３８ｂ間の基板Ｚの搬送経路に対面して、配置される。
【００２８】
この有機成膜装置２４は、長尺な基板Ｚをロール状に巻回してなる基板ロール４０から基板Ｚを送り出し、長手方向に搬送しつつ、第１有機層１２または第４有機層２０（以下、特に区別や例示が必要な場合を除き、『第４有機層』は省略する）を成膜して、第１有機層１２を成膜した基板Ｚ（ガスバリアフィルム１０）を、巻取り軸３０によって、再度、ロール状に巻き取る、いわゆるロール・ツー・ロール(Roll to Roll)による成膜を行なう装置である。
なお、有機成膜装置２４には、図示した部材以外にも、各種のセンサ、搬送ローラ対や基板Ｚの幅方向の位置を規制するガイド部材など、基板Ｚを所定の経路で搬送するための各種の部材（搬送手段）等、長尺な基板Ｚに、塗布法による成膜を連続的に行なう装置が有する各種の部材を有してもよい。
【００２９】
基板ロール４０から送り出された基板Ｚは、ガイドローラ３８ａに案内されて、塗布手段３２に搬送される。
塗布手段３２は、有機物等を溶媒に溶解（分散）して調製された塗料、有機物モノマー等を溶媒に溶解して調製された塗料、有機物モノマーと重合開始剤等を溶媒に溶解して調製された塗料など、第１有機層１２となる有機物を含有する塗料を、基板Ｚの表面（ガスバリア積層体の成膜面）に、塗布するものである。
本発明の製造方法において、塗布手段３２における塗布方法には、特に限定はなく、例えば、ロールコート、グラビアコート、ナイフコート、ディップコート、カーテンフローコート、スプレーコート、バーコート、スピンコート等、塗膜の成膜に用いられる公知の方法が、各種、利用可能である。
【００３０】
乾燥手段３４は、塗布手段３２が基板Ｚの表面に塗布した塗膜（塗料）から溶媒等を蒸発させて、塗膜を乾燥するものである。塗膜の乾燥手段には、特に限定はなく、ヒータによる乾燥や温風乾燥等、塗膜に応じて、公知の乾燥手段を利用すればよい。
なお、塗膜が十分な粘性や揺変性を有し、下流の硬化手段３６による硬化のみで第１有機層１２が成膜可能である場合には、乾燥手段３４は設けなくてもよい。
【００３１】
硬化手段３６は、乾燥した塗膜を硬化して、第１有機層１２あるいは第４有機層２０とするものである。ここで、塗料が、前述のように、有機物モノマーを含有するものである場合には、硬化手段３６によってモノマーを重合して、第１有機層１２とする。
硬化手段３６には、特に限定はなく、プラズマ照射手段（プラズマ硬化）、ＵＶ（紫外線）照射手段（ＵＶ硬化）、電子線照射手段（電子線硬化）、光照射手段（光硬化）、加熱手段（熱硬化）等、第１有機層１２となる有機物に応じた硬化手段を、適宜、選択して用いればよい。
なお、乾燥のみで、十分に塗膜を硬化して第１有機層１２を成膜できる場合には、硬化手段３６は、設けなくてもよい。あるいは、乾燥と硬化とを一緒にできる場合には、いずれか一方のみを設け、乾燥／硬化手段としてもよい。
【００３２】
有機成膜装置２４において、基板ロール４０は、回転軸２８に装填される。基板ロール４０が回転軸２８に装填されると、基板Ｚは、此処から引き出され、ガイドロール３８ａおよび３８ｂに案内され、巻取り軸３０に巻回される、所定の搬送経路を通される（送通される）。
塗布手段３２、乾燥手段３４、および硬化手段３６による処理の準備が整ったら、基板Ｚの搬送を開始する。基板ロール４０からの基板Ｚの送り出しと、巻取り軸３０における基板Ｚの巻き取りとを同期して行なって、基板Ｚを長手方向に搬送しつつ、塗布手段３２が第１有機層１２となる塗料を塗布し、乾燥手段３４が、この塗料を乾燥し、さらに、硬化手段３６が硬化して、基板Ｚの表面に、第１有機層１２を成膜する。
【００３３】
なお、本発明において、第１有機層１２の成膜方法は、塗布法に限定はされず、シート状に成形した第１有機層１２を転写する転写法等、大気圧下で有機物からなる層（膜）を成膜できる方法であれば、各種の成膜方法が全て利用可能である。
しかしながら、膜の成膜速度（成膜レート）、基板表面の凹凸の包埋性等を考慮すると、塗布法が、好適に利用される。
【００３４】
また、本発明において、第１有機層１２は、大気圧中で成膜された１層の有機層からなるものであるのに限定はされず、大気圧中で複数の有機層を成膜することにより、第１有機層１２を成膜してもよい。すなわち、本発明においては、第１有機層１２が、塗布法等の大気圧中での成膜方法によって成膜された、複数の有機層（複数の膜）からなるものであってもよい。
この点に関しては、後述する第２有機層１４、無機層１６、第３有機層１８、および、第４有機層も同様である。例えば、第２有機層１４が、フラッシュ蒸着で成膜された複数の有機層で構成されたものであってもよく、また、無機層１６が、プラズマＣＶＤで成膜された複数の無機層で構成されたものであってもよい。
また、この際において、１つの第１有機層１２や無機層１６等を成膜する複数の層は、同じ化合物からなる層であっても、異なる化合物からなる層であってもよい。
【００３５】
本発明において、第１有機層１２の形成材料には、特に限定はなく、塗布法などの大気圧中での成膜（膜形成）が可能な有機物が、各種、利用可能である。
一例として、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリエステル、メタクリル酸―マレイン酸共重合体、ポリスチレン、透明フッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、セルロースアシレート、ポリウレタン、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、フルオレン環変性ポリカーボネート、脂環変性ポリカーボネート、フルオレン環変性ポリエステル等が例示される。
【００３６】
このようにして第１有機層２０を成膜された基板Ｚは、ガイドローラ３８ｂによって所定の経路を案内されて、巻取り軸３０によってロール状に巻回される。
巻取り軸３０によって巻き取られた基板Ｚは、基板ロール４２として、真空成膜装置２６に供給される。
【００３７】
真空成膜装置２６は、第１有機層１２が成膜された基板Ｚに、第２有機層１４、無機層１６、および、第３有機層１８を成膜するものである。
この真空成膜装置２６も、同様のロール・ツー・ロールによる装置であって、基板ロール４２から送り出した基板Ｚ（第１有機層１２が成膜された基板Ｚ）を、長手方向に搬送しつつ、第２有機層１４、無機層１６、および、第３有機層１８を、順次、成膜し、再度、ロール状に巻回する。
【００３８】
このような真空成膜装置２６は、供給室４６と、真空成膜室４８と、巻取り室５０とを有する。
なお、真空成膜装置２６は、図示した部材以外にも、各種のセンサ、搬送ローラ対や基板Ｚの幅方向の位置を規制するガイド部材など、基板Ｚを所定の経路で搬送するための各種の部材（搬送手段）等、長尺な基板Ｚに、塗布法による成膜、フラッシュ蒸着による成膜、気相堆積法による成膜を連続的に行なう装置が有する各種の部材を有してもよい。
【００３９】
供給室４６は、回転軸５２と、ガイドローラ５４ａと、真空排気手段５５とを有する。
基板ロール４２は、供給室４６の回転軸５２に装填される。回転軸５２に基板ロール４２が装填されると、基板Ｚは、供給室４６から、真空成膜室４８を通り、巻取り室５０の巻取り軸１０６に至る所定の搬送経路を通される。
真空成膜装置２６においては、基板ロール４２からの基板Ｚの送り出しと、巻取り室５０の巻取り軸１０６における基板Ｚの巻き取りとを同期して行なって、長尺な基板Ｚを所定の搬送経路で長手方向に搬送しつつ、真空成膜室４８において、基板Ｚに、第２有機層１４、無機層１６および第３有機層１８の成膜を、順次、行う。
【００４０】
ここで、真空成膜装置２６において、基板Ｚの搬送速度には、特に限定は無いが、１０ｍ／ｍｉｎ以上とするのが好ましい。
【００４１】
前述のように、フラッシュ蒸着による有機層および気相堆積法による無機層を有する従来のガスバリアフィルムでは、有機層の膜厚が厚いために、フラッシュ蒸着による所定膜厚までの成膜が間に合わない場合が有る。この場合には、基板の搬送速度を向上することができす、高速で効率のよいガスバリアフィルムの製造を行なうことができない。
これに対し、本発明においては、塗布法等の大気圧下での成膜と、フラッシュ蒸着等の真空中（減圧下）での成膜とを併用する２層の有機層を有し、その上に無機層を成膜する本発明によれば、有機層の成膜速度を大幅に向上することができる。従って、本発明によれば、ガスバリアフィルムの製造における基板Ｚの搬送速度を大幅に向上して、高速製造が可能で、かつ、生産効率が良好なガスバリアフィルムを得ることができる。
【００４２】
すなわち、基板Ｚの搬送速度を１０ｍ／ｍｉｎ以上とすることにより、基板の搬送速度を向上できるという本発明の特性を十分に発現して、高いガスバリア性を発揮するガスバリアフィルムを、高い生産性（高速）で製造することができる。
また、以上の点を考慮すると、基板Ｚの搬送速度は、３０ｍ／ｍｉｎ以上とするのが、より好ましい。
【００４３】
真空排気手段５５は、好ましい態様として設けられるものであり、供給室４６内を排気（減圧）して所定の圧力にするものである。
すなわち、供給室４６は、後述するスリット５８ａによって真空成膜室４８と連通しているので、真空排気手段５５によって供給室４６内の圧力を所定圧（真空度）に保つことにより、供給室４６が、真空成膜室４８の圧力に影響を与えることを防止できる。
なお、本発明においては、供給室４６（および後述する巻取り室５０）は、真空排気手段を有する構成に限定はされず、両室は、大気圧としてもよい。
【００４４】
真空排気手段５５には、特に限定はなく、ターボポンプ、メカニカルブースターポンプ、ロータリーポンプ、ドライポンプなどの真空ポンプ、さらには、クライオコイル等の補助手段、到達真空度や排気量の調整手段等を利用する、真空成膜装置に用いられている公知の（真空）排気手段が、各種、利用可能である。
この点に関しては、後述する他の真空排気手段も、全て、同様である。
【００４５】
基板Ｚは、ガイドローラ５４ａによって案内され、供給室４６から、隔壁５６ａによって隔てられた真空成膜室４８に搬送される。なお、隔壁５６ａには、基板Ｚが通過するためのスリット５８ａが形成される。
【００４６】
真空成膜室４８は、第１有機層１２が形成された基板Ｚに、第２有機層１４を成膜し、次いで、無機層１６を成膜し、さらに、第３有機層１８を形成するものである。
本発明においては、第２有機層１４、無機層１６および第３有機層１８は、いずれも、真空中（減圧下）での成膜法によって成膜される。
【００４７】
図示例において、真空成膜室４８は、第２有機層１４を成膜する第２有機層成膜部６０と、無機層１６を成膜する無機層成膜部６２と、第３有機層１８を成膜する第３有機層成膜部６４と、ドラム６８と、ガイドローラ５４ｂおよび５４ｃと、真空排気手段７０とを有して構成される。
また、第２有機層成膜部６０は、真空成膜室４８の壁面からドラム６８の直近まで延在する隔壁７２ａおよび７２ｂとドラム６８とによって、無機層成膜部６２は、同隔壁７２ｂおよび７２ｃとドラム６８とによって、第３有機層成膜部６４は、同隔壁７２ｃおよび７２ｄとドラム６８とによって、それぞれ、他の領域（他の空間）と略機密に隔離されている。
【００４８】
真空排気手段７０は、ドラム６８と隔壁７２ａおよび７２ｄとによって各成膜部と略機密に隔離されている空間を、所定の真空度に保つためのものである。
真空成膜室４８において、この空間は、スリット５８ｂおよび５８ｃによって、供給室４６および巻取り室５０と連通している。従って、真空排気手段７０によって、この空間の真空度を、真空中で有機層を成膜する第２有機層成膜部６０および第３有機層成膜部６４における成膜圧に応じた圧力に調整することにより、上下流の部屋の圧力が、第２有機層成膜部６０および第３有機層成膜部６４における成膜圧に影響を与えることを防止できる。
【００４９】
なお、図示例の真空成膜室４８においては、前記真空排気手段７０によって減圧される空間と第２有機層成膜部６０、第２有機層成膜部６０と無機層成膜部６２、無機層成膜部６２と第３有機層成膜部６４、および、第３有機層成膜部６４と前記真空排気手段７０によって減圧される空間とは、隔壁７２のみによって、略気密に隔離されている。
しかしながら、本発明は、これに限定はされず、隣接する前記空間と成膜部との間、および／または、隣接する成膜部の間に、両者を略気密に隔離する空間を設けて差圧室とし、この差圧室に真空排気手段等の圧力調整手段を設けて圧力を所定の真空度に保つことにより、各空間を、より確実に隔離（分離）するようにしてもよい。
【００５０】
ガイドローラ５４ｂおよび５４ｃは、基板Ｚを所定の搬送経路で案内する通常のガイドローラである。
ドラム６８は、中心線を中心に図中反時計方向に回転する円筒状の部材である。ドラム６８は、基板Ｚの幅方向（搬送方向と直交方向）に中心線を一致して配置されて回転し、ガイドローラ５４ｂによって所定の経路に案内された基板Ｚを、周面の所定領域に掛け回して、所定位置に保持しつつ長手方向に搬送して、第２有機層成膜部６０、無機層成膜部６２、および、第３有機層成膜部６４に、順次、搬送して、ガイドローラ５４ｃに送る。
【００５１】
ここで、ドラム６８は、後述する無機層成膜部６２におけるシャワー電極９０の対向電極としても作用（すなわち、ドラム６８とシャワー電極９０とで電極対を構成）する。そのため、ドラム６８には、バイアス電源が接続され、あるいは、接地（アース）されている（共に、図示省略）。もしくは、ドラム６８は、バイアス電源の接続と接地とが切り換え可能であってもよい。
また、ドラム６８は、第２有機層成膜部６０や第３有機層成膜部６４における有機物液体の凝集のためや、成膜中の基板温度上昇の抑制など、基板Ｚの温度調整手段を兼ねてもよい。そのため、ドラム６８は、温度調整手段を内蔵するのが好ましい。ドラム６８の温度調節手段には、特に限定はなく、冷媒等を循環する温度調節手段、ピエゾ素子等を用いる冷却手段等、各種の温度調節手段が、全て利用可能である。
【００５２】
第２有機層成膜部６０は、基板Ｚに成膜された第１有機層１２の表面に、真空中での成膜方法によって有機物からなる第２有機層１４を成膜する部位である。図示例において、第２有機層成膜部６０は、好ましい態様として、フラッシュ蒸着によって第２有機層１４を成膜するものであり、蒸着部７４と、硬化手段７６と、有機原料供給部７８と、真空排気手段８０とを有して構成される。
周知のように、フラッシュ蒸着は、成膜材料を蒸発させて、その蒸気を基板に付着させて、冷却／凝縮して液体状の膜を形成し、この膜を紫外線や電子線によって硬化することで、成膜を行なうものである。
【００５３】
真空排気手段８０は、第２有機層成膜部６０内、すなわち、隔壁７２ａ、隔壁７２ｂおよびドラム６８の周面で成膜される閉空間内を排気して、その圧力を、第２有機層成膜部６０におけるフラッシュ蒸着に対応する真空度（成膜圧）とするものである。
このフラッシュ蒸着の成膜圧には、特に限定は無いが、通常、０．１〜１００Ｐａ程度である。
【００５４】
有機原料供給部７８は、液体状の有機物のモノマー（あるいは、有機物のモノマーあるいはさらに重合開始剤等を溶媒に溶解してなる塗料）を送液し、送液した液体状モノマーを加熱や超音波等を利用して気化し、気化したモノマーの蒸気を配管７４ａを通して蒸着部７４に供給するものである。図示例においては、この液体状の有機物のモノマーが、第２有機層１４となる。
【００５５】
蒸着部７４は、原料供給部７８から供給された有機層２０となる有機物モノマーの蒸気体を、ドラム６８に巻き掛けられた基板Ｚの表面（第１有機層１２）に噴射して、凝集させるものである。これにより、第２有機層１４となる有機物モノマーの膜が形成される。
なお、有機原料供給部７８から蒸着部７４への蒸気体の移送、および、蒸着部７４からの蒸気体の噴射は、一例として、有機原料供給部７８内と有機層成膜部４２内との差圧によって行なわれる。
【００５６】
図示は省略するが、蒸着部７４は、加熱制御手段を備え、周囲が凝集温度以上でかつ蒸発温度以下の温度に加熱される加熱ノズルを有する。
原料供給部７８から供給されたモノマーの蒸発体が、加熱ノズルを通過し、基板Ｚ上に一定量凝集される。また、モノマーの凝集効率を向上させるために、ドラム６８を冷却するのが好ましい。
【００５７】
硬化手段７６は、基板Ｚ上に凝集された有機物を硬化して、第２有機層１４とする。この硬化手段７６は、例えば、ＵＶ光をドラム６８に巻き掛けられた基板Ｚに向けて照射するＵＶ照射手段が用いられる。
なお、基板Ｚ上に凝集された有機物の硬化手段７６としては、電子線を照射する電子線照射手段、マイクロ波を照射するマイクロ波照射手段、プラズマを照射するプラズマ照射手段等も好適に利用可能である。
【００５８】
なお、本発明において、第２有機層１４の成膜方法は、フラッシュ蒸着に限定はされず、プラズマ重合法等、真空中で有機層を成膜できる方法が、各種、利用可能である。
しかしながら、第２有機層１４の表面平滑性、成膜される膜の膜質（純度）、成膜速度、長時間安定性、メンテナンス性等の点で、フラッシュ蒸着は、より好適に利用される。
【００５９】
本発明において、第２有機層１４の形成材料には、特に限定はなく、フラッシュ蒸着などの、真空中（減圧下）での成膜（膜形成）が可能な有機物が、各種、利用可能である。
一例として、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル、メタクリル酸―マレイン酸共重合体、ポリスチレン、透明フッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、セルロースアシレート、ポリウレタン、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、フルオレン環変性ポリカーボネート、脂環変性ポリカーボネート、フルオレン環変性ポリエステル等が例示される。
【００６０】
なお、第１有機層１２と第２有機層１４は、異なる材料の有機層でも、同じ材料の有機層でもよいが、表面平滑性や密着性等の点で、同系の材料であるのが好ましく、特に、同じ材料の有機層であるのが好ましい。
なお、本発明において、同系の材料とは、第１有機層１２がアクリル樹脂であれば第２有機層１４もアクリル樹脂、第１有機層１２がポリイミドであれば第２有機層１４もポリイミドと、有機物を特徴づける官能基や結合基が同じ種類の基である材料を示し、これが主成分であることを示す。密着改良剤などの各種の添加剤（補佐的成分）の有無や、その量に違いがあっても、主成分が同じであれば、同系の材料とする。
【００６１】
無機層成膜部６２は、真空中での気相成膜法によって、第２有機層１４の表面に、無機物（無機化合物）からなる層である無機層１６を成膜する部位である。
図示例において、無機層成膜部６２は、一例として、ＣＣＰ（Capacitively Coupled Plasma 容量結合型プラズマ）−ＣＶＤによって、無機層１６を成膜（成膜）するものであり、シャワー電極９０と、原料ガス供給部９２と、高周波電源９４と、真空排気手段９６とを有する。
【００６２】
シャワー電極９０は、ＣＣＰ−ＣＶＤによる成膜に利用される、公知のシャワー電極である。
図示例において、シャワー電極９０は、一例として、中空の略直方体状であり、１つの最大面をドラム６８の周面に対面して、この最大面の中心からの垂線がドラム６８の法線と一致するように配置される。また、シャワー電極９０のドラム６８との対向面には、多数の貫通穴が全面的に成膜される。さらに、このドラム６８との対向面は、好ましい態様として、ドラム６８の周面に沿う様に湾曲している。
【００６３】
なお、図示例において、無機層成膜部６２には、シャワー電極（ＣＣＰ−ＣＶＤによる成膜手段）が、１個、配置されているが、本発明は、これに限定はされず、基板Ｚの搬送方向に、複数のシャワー電極を配列してもよい。この点に関しては、ＣＣＰ−ＣＶＤ以外のプラズマＣＶＤを利用する際も同様であり、例えば、ＩＣＰ−ＣＶＤによって無機層１６を成膜する場合には、誘導電界（誘導磁場）を成膜するためコイルを、基板Ｚの搬送方向に、複数、配置してもよい。
また、本発明は、を用いてＣＣＰ−ＣＶＤ法による無機層１６の成膜において、シャワー電極９０を用いるのにも限定はされず、通常の板状の電極と、ガス供給ノズルとを用いるものであってもよい。
【００６４】
原料ガス供給部９２は、プラズマＣＶＤ装置等の真空成膜装置に用いられる公知のガス供給手段であり、シャワー電極９０の内部に、原料ガスを供給する。一例として、無機層１６として窒化シリコン層（膜）を成膜する場合には、シランガスおよびアンモニアガス、あるいはさらに不活性ガスを、原料ガスとしてシャワー電極９０に供給する。
前述のように、シャワー電極９０のドラム６８との対向面には、多数の貫通穴が供給されている。従って、シャワー電極９０に供給された原料ガスは、この貫通穴から、シャワー電極９０とドラム６８との間に導入される。
【００６５】
高周波電源９４は、シャワー電極９０に、プラズマ励起電力を供給する電源である。高周波電源９４も、各種のプラズマＣＶＤ装置で利用されている、公知の高周波電源が、全て利用可能である。
さらに、真空排気手段９６は、プラズマＣＶＤによるガスバリア膜の成膜のために、無機層成膜部６２内、すなわち、隔壁７２ｂ、隔壁７２ｃおよびドラム６８の周面で成膜される閉空間内を排気して、所定の成膜圧力に保つものである。
【００６６】
本発明において、無機層１６の成膜方法は、このようなＣＣＰ−ＣＶＤに限定はされず、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）−ＣＶＤやマイクロ波ＣＶＤなどの他のプラズマＣＶＤ、Ｃａｔ(Catalytic 触媒)−ＣＶＤ、熱ＣＶＤ、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティング等、無機層１６を形成可能な方法であれば、真空中で行なう気相堆積法が、全て利用可能である。
【００６７】
また、本発明において、成膜する無機層１６には、特に限定はなく、ガスバリアフィルムにおいてガスバリア性を発現するために成膜される無機物が、各種、利用可能である。
具体的には、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの金属酸化物； 窒化アルミニウムなどの金属窒化物； 炭化アルミニウムなどの金属炭化物； 酸化窒化シリコン、酸炭化シリコン、酸化窒化炭化シリコンなどのシリコン酸化物； 窒化シリコン、窒化炭化シリコンなどのシリコン窒化物； 炭化シリコン等のシリコン炭化物； これらの水素化物； これら２種以上の混合物； および、これらの水素含有物等が、好適に例示される。
【００６８】
本発明の製造方法においては、このように、塗布法等の大気圧中での成膜方法を用いて第１有機層１２を成膜し、次いで、フラッシュ蒸着等の真空中での成膜方法を用いて第２有機層１４を成膜し、この上に、主にガスバリア性を発現する無機層１６を真空中での気相堆積法によって成膜することで、ガスバリア積層体を形成してガスバリアフィルムを製造する。
【００６９】
前述の特許文献１や特許文献２にも示されるように、プラスチックフィルム等の基板の上に有機層を形成し、その上に無機層を形成し、あるいはさらに、その上に有機層を形成してなる、積層型のガスバリアフィルムが知られている。
このような積層型のガスバリアフィルムにおいて、無機層の下の有機層は、基板表面の凹凸を相殺／補償して平滑性の高い表面を形成し、この平滑性の高い表面に、ガスバリア性を発現する無機酸化物等の無機層を形成することにより、優れたガスバリア性を有するガスバリアフィルムを得るために、成膜される。
また、表面の清浄性が高い有機層が得られる、表面平滑性が高い有機層が得られる等の理由から、有機層の形成方法としては、フラッシュ蒸着が好適に利用される。
【００７０】
一方で、無機層の成膜は、一般的に、プラズマＣＶＤ等の気相堆積法によって行なわれる。
ここで、無機層の下層として成膜される有機層の膜厚は、基板Ｚが有する凹凸等を確実に埋没／相殺して、高い表面平滑性を得るために、無機層よりも大幅に厚くする必要がある。この有機層と無機層の膜厚の差が、生産性向上の妨げになってしまう場合が有る。すなわち、図示例のように、基板Ｚを搬送しつつ有機層および無機層を連続的に成膜する場合には、フラッシュ蒸着による膜厚の厚い有機層の所定膜厚までの成膜が、気相体積法による膜厚の薄い無機層の所定膜厚までの成膜に追い付かず、無機層の成膜速度を低下させる必要が生じてしまう。
【００７１】
そのため、フラッシュ蒸着を利用して有機層を成膜し、その上に無機層を成膜し、あるいはさらに、その上にフラッシュ蒸着を利用して有機層を成膜するガスバリアフィルムの製造においては、フラッシュ蒸着の特性を行かして良好なガスバリア性を有するガスバリアフィルムが得られる反面、フラッシュ蒸着が律速となって、生産性を向上することが困難である。
従って、図示例のようなロール・ツー・ロールによる成膜を行なう装置のように、基板を長手方向に搬送しつつ、有機層や無機層を、順次、成膜する製造方法では、基板Ｚを高速搬送することができず、生産性や生産効率を向上することができない。
【００７２】
これに対し、本発明においては、まず、基板Ｚの表面に塗布法等の大気圧中での成膜方法で第１有機層１２を成膜し、その上に、フラッシュ蒸着等の真空中での成膜方法で第２有機層１４を成膜し、この２層からなる有機層を下地層として、真空中での気相堆積法によって無機層１６を成膜する。
周知のように、塗布法を代表とする大気圧中での有機層の成膜速度は、プラズマＣＶＤ等の気相堆積法による無機層の成膜速度よりも早く、短時間で厚い膜を成膜することができる。一方で、フラッシュ蒸着による有機層は、非常に表面平滑性に優れると共に、真空中での成膜であるが故に、表面清浄性にも優れる。
【００７３】
加えて、本発明においては、その上に形成する無機層１６も、真空中で成膜するので、図１（Ｂ）に一例を示すように、第２有機層１４の成膜から無機層１６の成膜を終了するまで、真空中で処理を行なうことができる。従って、第２有機層１４を成膜した後、ゴミや異物等の付着を好適に防止して、フラッシュ蒸着の特徴の１つである清浄な表面を保った状態で、無機層１６を成膜できる。すなわち、無機層１６の成膜面にゴミや異物が存在する事に起因する、ガスバリア性の低下を防止できる。
なお、この点を考慮すると、本発明においては、図１（Ｂ）に示す真空成膜装置２６のように、第２有機層１４を成膜した後、この第２有機層１４の表面（特に、製品となる領域）に何の部材（固体表面）も接触することなく、無機層１６を成膜するのが好ましい。このような構成とすることにより、ゴミや異物の付着抑制に加えて、部材の接触等に起因する第２有機層１４の損傷や表面の変形も防止することができ、より、平滑性および清浄性の高い表面に、無機層１６を成膜することが可能となる。
【００７４】
しかも、第１有機層１２および第２有機層１４は、共に、有機物からなる膜であるので、適合性は良好であり、特に、同系の材料を用いた場合には、密着性も良好で、１層の膜と同様に見なすことができる。
【００７５】
さらに、本発明によれば、基板Ｚの大きな凹凸を第１有機層１２によって、ほぼ、埋没／相殺した後、その後の基板搬送等のハンドリングによって、不可避的に、多少、発生してしまう凹凸（例えば、ロール状に巻回する際に生じる傷や、真空中での搬送中に付着する異物等に起因する凹凸）を第２有機層１４によって埋没／相殺できる。
従って、本発明によれば、無機層１６を成膜する直前に真空中で成膜する第２有機層１４の膜厚も、低減することができる。
【００７６】
すなわち、本発明によれば、気相堆積法による無機層１６の成膜速度に、十分に対応する速度で、かつ、十分な厚さを有する有機層を形成することができると共に、表面の平滑性や清浄性など、フラッシュ蒸着等の真空中で成膜した有機層の好適な特徴を十分に生かした有機層を成膜して、その上に、無機層１６を成膜することができる。
従って、本発明によれば、図１に示す製造装置のようなロール・ツー・ロールによる成膜を行なう装置のように、基板を長手方向に搬送しつつ、有機層および無機層を成膜する製造方法において、高速で基板Ｚを搬送して、高い生産性および生産効率を実現できると共に、十分な厚さを有し、しかも表面平滑性および清浄性に優れた有機層に無機層１６を成膜して、ガスバリア性に優れたガスバリアフィルムを得ることができる。
【００７７】
本発明において、第１有機層１２および第２有機層１４（隣接して成膜される第１有機層１２および第２有機層１４）の膜厚（層厚）には、特に、限定は無いが、２層の合計で、０．３〜５μｍとするのが好ましい。
その上で、さらに、第２有機層１４の膜厚を、０．５μｍ以下、もしくは、第１有機層１２および第２有機層１４の合計膜厚の５０％以下とするのが好ましい。なお、第２有機層１４の膜厚は、０．１μｍ以上、もしくは、前記２層の合計膜厚の２０％以上とするのが好ましい。
【００７８】
上記構成を有することにより、基板Ｚの凹凸を相殺／補償するのに十分な膜厚を確保することができる、基板Ｚの高速搬送を行なって、より高い生産性および生産効率を実現できる等の点で好ましい結果を得ることができる。
【００７９】
また、無機層１６の膜厚にも、特に限定は無く、要求されるガスバリア性や生産性等に応じて、適宜、設定すればよいが、１０〜３００ｎｍが好ましい。
無機層１６の膜厚を上記範囲とすることにより、良好なガスバリア性を得ることができる、良好な可撓性を得ることができる、良好な透明性を得ることができる、十分な耐久性（耐環境性）を得ることができる等の点で好ましい結果を得ることができる。
【００８０】
第３有機層成膜部６４は、無機層１６の上に、有機物からなる膜である第３有機層１８を成膜するものである。
図示例において、第３有機層成膜部６４は、第２有機層成膜部６０と同様に、フラッシュ蒸着によって第３有機層１８を成膜する。従って、図示例の第３有機層成膜部６４において、蒸着部９８は第２有機層成膜部の蒸着部７４と、硬化手段１００は同硬化手段７６と、原料供給部１０２は同原料供給部７８と、真空排気手段１０４は同真空排気手段８０と、それぞれ同じものである。
【００８１】
なお、第２有機層１４と同様、第３有機層１８の成膜方法も、フラッシュ蒸着に限定はされず、真空中で有機層を成膜可能な各種の方法が、全て利用可能である。
しかしながら、第２有機層１４と同様の理由で、第３有機層１８の成膜にも、フラッシュ蒸着は、好適に利用される。
【００８２】
なお、本発明において、この第３有機層１８は、好ましい態様として設けられるものである。
図示例（本発明の）のガスバリアフィルム１０は、同様に好ましい態様として、最上層に、塗布法等の大気圧中での成膜方法で成膜される第４有機層２０を有する。また、後に詳述するが、本発明のガスバリアフィルムは、第１有機層１２、第２有機層１４および無機層１６、あるいはさらに第３有機層１８からなるガスバリア積層体を、１つの単位として、このガスバリア積層体を、複数、有してもよい。
すなわち、この第３有機層１８を有することにより、塗布法等の大気中での成膜方法で成膜される第１有機層１４や第４有機層２０の成膜面（言い換えれば、大気圧中で成膜される有機層の下地層）を、有機物とすることができる。このような構成を有することにより、無機層１６の上に有機層を成膜する場合に比して、第１有機層１４や第４有機層２０の密着性を大幅に向上することができ、ガスバリアフィルム１０の強度を、大幅に向上することができる。
【００８３】
また、第３有機層１８も、フラッシュ蒸着等の真空中での成膜方法で形成される。従って、非常に表面平滑性の高い層を下地層として、第１有機層１４や第４有機層２０を成膜できるので、より高い密着性を得ることができる。
さらに、無機層１６の成膜から、第３有機層１８の成膜を終了するまで、真空中で処理を行なうことができる。すなわち、無機層１６を成膜した後、第３有機層１８を成膜した後に、大気圧中に送り出すので、無機層１６が大気圧中に曝されることが無い。そのため、無機層１６表面へのゴミや異物等の付着を好適に防止でき、また、無機層１６の損傷等も好適に防止できる。そのため、無機層１６に付着したゴミや異物等に起因するガスバリア性の低下を防止できる。
なお、この点を考慮すると、先と同様、図１（Ｂ）に示す真空成膜装置２６のように、無機層１６を成膜した後は、無機層１６の表面（特に、製品となる領域）に何の部材も接触することなく、第３有機層１８を成膜するのが好ましい。これにより、より確実に、ゴミや異物の付着抑制に加えて、部材の接触等に起因する無機層１６の損傷や表面の変形も防止でき、良好なガスバリア性を実現することができる。
【００８４】
本発明において、第３有機層１８の形成材料には、特に限定はなく、フラッシュ蒸着等の真空中での成膜（膜形成）が可能な有機物が、各種、利用可能である。
一例として、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリエステル、メタクリル酸―マレイン酸共重合体、ポリスチレン、透明フッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、セルロースアシレート、ポリウレタン、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、フルオレン環変性ポリカーボネート、脂環変性ポリカーボネート、フルオレン環変性ポリエステル等が例示される。
【００８５】
また、第３有機層１８の膜厚にも特に限定はないが、０．１〜０．５μｍ程度が好ましい。
ここで、前述のように、ガスバリア積層体を、複数、成膜する場合には、隣接して形成される第３有機層１８、第１有機層１２、および第２有機層１４（図３（Ａ）の第３有機層１８ａ、第１有機層１２ｂおよび第２有機層１４ｂ参照）の合計膜厚が０．３〜５μｍであるのが好ましい。また、その上で、さらに、第２有機層１４および第３有機層１８の膜厚を、０．５μｍ以下、もしくは、第３有機層１８、第１有機層１２、および第２有機層１４の合計膜厚の２５％以下とするのが好ましい。
【００８６】
上記構成を有することにより、基板Ｚの凹凸を相殺／補償するのに十分な膜厚を確保することができる、基板Ｚの高速搬送を行なって、より高い生産性および生産効率を実現できる等の点で好ましい結果を得ることができる。
【００８７】
第３有機層成膜部６４において第３有機層１８を成膜された基板Ｚは、ガイドローラ５４ｃによって案内されて、真空成膜室４８とは隔壁５６ｂによって隔てられた巻取り室５０に搬送される。なお、隔壁５６ｂには、基板Ｚが通過するためのスリット５８ｂが形成される。
巻取り室５０に搬送された基板Ｚは、ガイドローラ５４ｄに案内されて巻取り軸１０６に搬送され、巻取り軸１０６によってロール状に巻回され、第１有機層１２、第２有機層１４、無機層１６、および第３有機層１８を成膜された基板Ｚを巻回した基板ロール１１０とされる。また、巻取り室５０も、前述の供給室４６と同様、好ましい態様として真空排気手段１０８が配置され、真空成膜室４８の圧力に応じた所定の圧力に減圧されており、これにより、巻取り室５０が真空成膜室４８の圧力に影響を与えることを防止する。
【００８８】
以下、真空成膜装置２６の作用を説明する。
前述のように、回転軸４２に基板ロール４２が装填されると、基板Ｚは、基板ロール４２から引き出され、供給室４６からガイドローラ５４ａによって案内されて真空成膜室４８に至り、真空成膜室４８において、ガイドローラ５４ｂに案内されて、ドラム６８の周面の所定領域に掛け回され、次いで、ガイドローラ５４ｃによって案内されて巻取り室５０に至り、ガイドローラ５４ｄに案内されて巻取り軸１０６に至る、所定の搬送経路を通される。
【００８９】
また、第２有機層成膜部６０は、真空排気手段８０によってフラッシュ蒸着による第２有機層１４の成膜に対応する所定の真空度に減圧され、第３有機層成膜部６４は、真空排気手段１０４によってフラッシュ蒸着による第３有機層１８の成膜に対応する所定の真空度に減圧され、さらに、供給室４６および巻取り室５０に連通する領域は、真空排気手段７０によってフラッシュ蒸着に対応する所定の真空度に減圧される。
さらに、無機層成膜部６２では、原料ガス供給部９２からシャワー電極９０に、成膜する無機層１６に応じた原料ガスが供給され、また、真空排気手段９６によってＣＣＰ−ＣＶＤによる無機層１６の成膜に対応する所定の真空度に減圧される。
加えて、供給室４６および巻取り室５０も、それぞれに配置される真空排気手段５５および１０８によって、真空成膜室４８の圧力に応じた所定の真空度に減圧される。
【００９０】
原料ガスの供給量および各成膜部の圧力が安定したら、供給室４６から巻取り室５０に向かう基板Ｚの搬送が開始され、さらに、第２有機層成膜部６０においては、有機原料供給部７８から蒸着部７４への第２有機層１４となるモノマー蒸気の噴射、および、硬化手段７６からのＵＶ光の照射が開始され； 無機層成膜部６２においては、高周波電源９４からシャワー電極９０へのプラズマ励起電力の供給が開始され； 第３有機層成膜部６４においては、有機原料供給部１０２から蒸着部９８への第３有機層１８となるモノマー蒸気の噴射、および、硬化手段１００からのＵＶ光の照射が開始される。
【００９１】
供給室４６から供給され、ガイドローラ５４ａによって所定の経路に案内された基板Ｚは、まず、真空成膜室４８に搬送される。
真空成膜室４８に搬送された基板Ｚは、ガイドローラ５４ｂによって所定の経路に案内され、ドラム６８に巻き掛けられた状態で搬送されつつ、第２有機層成膜部６０で第２有機層１４を、無機層成膜部６２で無機層１６を、第３有機層成膜部６４で第３有機層１８を、順次、成膜され、さらに、ガイドローラ５４ｃによって所定の経路に案内されて、巻取り室５０に搬送される。
巻取り室５０に搬送された基板Ｚは、ガイドローラ５４ｄによって所定の経路に案内され、巻取り軸１１４によってロール状に巻回され、第１有機層１２〜第３有機層１８を成膜された基板Ｚを巻回した基板ロール１１０とされ、再度、有機成膜装置２４に供給される。あるいは、基板ロール１１０をガスバリアフィルムとして、もしくは、ガスバリアフィルムの中間製品として、次の工程に供される。
【００９２】
基板ロール１１０は、第３有機層１８の上に第４有機層２０を成膜して、図２に示すガスバリアフィルム１０を作製するために、再度、有機成膜装置２４に供給される。
有機成膜装置２４において、基板ロール１１０が回転軸２８に装填されると、第１有機層１２と全く同様にして、塗布手段３２によって第４有機層２０となる塗料が塗布され、乾燥手段３４によって、塗料が乾燥され、さらに、硬化手段３６によって硬化されて、第４有機層２０が成膜される。
第４有機層２０が成膜された基板Ｚすなわちガスバリアフィルム１０は、巻取り軸３０に巻き取られ、ガスバリアフィルムとして、もしくは、ガスバリアフィルムの中間製品として、次の工程に供される。
【００９３】
第４有機層２０は、好ましい態様として、最上層に設けられる有機層である。
このような第４有機層２０を有することにより、第１有機層１２、第２有機層１４および無機層１６、あるいはさらに第３有機層１８からなるガスバリア積層体を保護して、損傷等が入ることを防止することができ、強度や耐久性に優れるガスバリアフィルムを得ることができる等の点で、好ましい結果を得ることができる。
【００９４】
本発明において、第４有機層２０の膜厚には、特に、限定はなく、ガスバリアフィルム１０に要求される強度や厚さ等に応じて、適宜、設定すればよいが、０．３〜５μｍが好ましい。
第４有機層２０の膜厚を、上記範囲とすることにより、ガスバリアフィルム１０の耐久性や機械的強度等の点で、好ましい結果を得ることができる。
【００９５】
本発明において、第４有機層２０の形成材料には、特に限定はなく、塗布法等の大気圧中での成膜（膜形成）が可能な有機物が、各種、利用可能である。
一例として、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリエステル、メタクリル酸―マレイン酸共重合体、ポリスチレン、透明フッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、セルロースアシレート、ポリウレタン、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、フルオレン環変性ポリカーボネート、脂環変性ポリカーボネート、フルオレン環変性ポリエステル等が例示される。
【００９６】
本発明のガスバリアフィルムは、第１有機層１２、第２有機層１４、および、無機層１６からなるガスバリア積層体、および／または、第１有機層１２、第２有機層１４、無機層１６、および、第３有機層１８からなるガスバリア積層体を、複数、有してもよい。
【００９７】
すなわち、図３（Ａ）に一例を示すように、本発明のガスバリアフィルムは、第１有機層１２ａ、第２有機層１４ａ、無機層１６ａ、および、第３有機層１８ａからなるガスバリア積層体の上に、第１有機層１２ｂ、第２有機層１４ｂ、無機層１６ｂ、および、第３有機層１８ｂからなるガスバリア積層体を有し、その上に、第４有機層２０を有してもよい。あるいは、このようなガスバリア積層体を、３以上、有してもよい。
【００９８】
このようなガスバリアフィルムを製造する際には、一例として、前述の例と同様にして真空成膜装置２６で第３有機層１８ａまで成膜した後、再度、有機成膜装置２４に供給し、有機成膜装置２４において、第４有機層２０ではなく、再度、第１有機層１２ｂを成膜し、次いで、再度、真空成膜装置２６に供給して、第２有機層１４ｂ〜第３有機層１８ｂを成膜し、その後、再々度、有機成膜装置２４に供給し、有機成膜装置２４において、第４有機層２０を成膜すればよい。
【００９９】
また、前述のように、第３有機層１８は、好ましい態様として成膜されるので、本発明のガスバリアフィルムは、図３（Ｂ）に示すように、第１有機層１２ａ、第２有機層１４ａ、および、無機層１６ａからなるガスバリア積層体の上に、第１有機層１２ｂ、第２有機層１４ｂ、および、無機層１６ｂからなるガスバリア積層体を有し、その上に、第４有機層２０を有する構成でもよい。また、同様に、このようなガスバリア積層体を、３以上、有してもよい。
なお、第４有機層２０も好ましい態様として設けられるのは、前述のとおりである。
さらに、本発明のガスバリアフィルムは、第１有機層１２、第２有機層１４、および、無機層１６からなるガスバリア積層体と、第１有機層１２、第２有機層１４、無機層１６、および、第３有機層１８からなるガスバリア積層体の、両方を有してもよい。
【０１００】
すなわち、本発明の製造方法においては、本発明のガスバリアフィルムに、さらに、第１有機層１２、第２有機層１４および無機層１６、あるいはさらに、第３有機層１８を成膜してもよく、また、このような有機層および無機層からなるガスバリア積層体の形成を、繰り返し、複数回、行なってもよい。
【０１０１】
以上の製造装置では、塗布によって有機層を成膜する有機成膜装置２４と、真空中での成膜を行なう真空成膜装置２６とを、別々の装置としたが、本発明は、これに限定はされず、第１有機層１２〜第４有機層２０の全層を作製するロール・ツー・ロールによる成膜装置によって、本発明の製造方法で、本発明のガスバリアフィルムを作製してもよい。
この際には、一例として、図１（Ｂ）に示す装置において、供給室４６と真空成膜室４８との間、および、真空成膜室４８と巻取り室５０との間に、図１（Ａ）に示す有機成膜装置２４と同様の成膜室を設ければよい。
しかしながら、図１に示すように、塗布による有機層の成膜装置と、真空中での成膜を行なう成膜装置とを、分けて構成した方が、例えば、成膜レートが非常に高い塗布による成膜装置おける搬送速度を真空での成膜を行なう装置よりも高くする、成膜レートが非常に高い塗布に夜成膜装置は１台で、真空での成膜を行なう装置は３台設ける等、製造設備の操業条件や設備構成の自由度が高くでき、好ましい。
【０１０２】
以上、本発明のガスバリアフィルムおよびガスバリアフィルムの製造方法について、詳細に説明したが、本発明は、上記実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行なってもよいのは、もちろんである。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明は、プラズマディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等の製造に利用されるガスバリアフィルム等に、好適に利用可能である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０ ガスバリアフィルム
１２ 第１有機層
１４ 第２有機層
１６ 無機層
１８ 第３有機層
２０ 第４有機層
２４ 有機成膜装置
２６ 真空成膜装置
２８，５２ 回転軸
３０，１０６ 巻取り軸
３２ 塗布手段
３４ 乾燥手段
３６ 硬化手段
３８，５４ ガイドローラ
４０，４２，１１０ 基板ロール
４６ 供給室
４８ 真空成膜室
５０ 巻取り室
５６，７２ 隔壁
５８ スリット
６０ 第２有機層成膜部
６２ 無機層成膜部
６４ 第３有機層成膜部
６８ ドラム
７０，８０，９６，１０４ 真空排気手段
７４，９８ 蒸着部
７６，１００ 硬化手段
７８、１０２ 有機原料供給部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気圧中で成膜された第１有機層と、真空中で成膜された前記第１有機層上の第２有機層と、真空中で成膜された前記第２有機層上の無機層とを有することを特徴とするガスバリアフィルム。
【請求項２】
前記第１有機層、第２有機層、および無機層の組み合わせを、複数、有する請求項１に記載のガスバリアフィルム。
【請求項３】
前記無機層の上に、真空中で成膜された第３有機層を有する請求項１または２に記載のガスバリアフィルム。
【請求項４】
最上層に、大気圧中で成膜された第４有機層を有する請求項１〜３のいずれかに記載のガスバリアフィルム。
【請求項５】
隣接して成膜される前記第１有機層および第２有機層の膜厚の合計が０．３〜５μｍであり、
かつ、前記第２有機層の膜厚が、０．５μｍ以下、もしくは、前記隣接する前記第１有機層と第２有機層との合計膜厚の５０％以下である請求項１〜４のいずれかに記載のガスバリアフィルム。
【請求項６】
隣接して成膜される前記第１有機層、第２有機層および第３有機層の膜厚の合計が０．３〜５μｍであり、
かつ、その内の第２有機層および第３有機層の膜厚が、０．５μｍ以下、もしくは、前記隣接する第１〜第３有機層の合計膜厚の２５％以下である請求項３〜５のいずれかに記載のガスバリアフィルム。
【請求項７】
前記無機層の膜厚が１０〜３００ｎｍである請求項１〜６のいずれかに記載のガスバリアフィルム。
【請求項８】
前記無機層が、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン炭化物、これらの２以上の混合物、および、これらの水素含有物のいずれかである請求項１〜７のいずれかに記載のガスバリアフィルム。
【請求項９】
前記第１有機層および第２有機層は、主成分が同系の材料である請求項１〜８のいずれかに記載のガスバリアフィルム。
【請求項１０】
水蒸気透過率が１×１０-3[g/(m2・day)]以下である請求項１〜９のいずれかに記載のガスバリアフィルム。
【請求項１１】
長尺な基板フィルムを長手方向に搬送しつつ、この基板フィルムの表面に、大気圧中において第１有機層を成膜し、この第１有機層の上に、真空中において第２有機層を成膜し、この第２有機層の上に、真空中において無機層を成膜することを特徴とするガスバリアフィルムの製造方法。
【請求項１２】
前記第２有機層を成膜した後、前記無機層を成膜するまで、前記第２有機層表面の製品となる領域に固体が接触しない請求項１１に記載のガスバリアフィルムの製造方法。
【請求項１３】
前記第１有機層、第２有機層および無機層の成膜を１つの工程として、この工程を複数回行なう請求項１１または１２に記載のガスバリアフィルムの製造方法。
【請求項１４】
前記無機層の上に、さらに、真空中において第３有機層を成膜する請求項１１〜１３のいずれかに記載のガスバリアフィルムの製造方法。
【請求項１５】
前記無機層を成膜した後、前記第３有機層を成膜するまで、前記無機層表面の製品となる領域に固体が接触しない請求項１４に記載のガスバリアフィルムの製造方法。
【請求項１６】
最上層に、大気圧中で第４有機層を成膜する請求項１１〜１５のいずれかに記載のガスバリアフィルムの製造方法。
【請求項１７】
前記第１有機層あるいはさらに第４有機層が、塗布法によって成膜される請求項１１〜１６のいずれかに記載のガスバリアフィルムの製造方法。
【請求項１８】
前記第２有機層あるいはさらに第３有機層が、フラッシュ蒸着法によって成膜される請求項１１〜１７のいずれかに記載のガスバリアフィルムの製造方法。
【請求項１９】
真空中での成膜時における前記基板フィルムの搬送速度が１０ｍ／ｍｉｎ以上である請求項１１〜１８のいずれかに記載のガスバリアフィルムの製造方法。
【請求項１】
大気圧中で成膜された第１有機層と、真空中で成膜された前記第１有機層上の第２有機層と、真空中で成膜された前記第２有機層上の無機層とを有することを特徴とするガスバリアフィルム。
【請求項２】
前記第１有機層、第２有機層、および無機層の組み合わせを、複数、有する請求項１に記載のガスバリアフィルム。
【請求項３】
前記無機層の上に、真空中で成膜された第３有機層を有する請求項１または２に記載のガスバリアフィルム。
【請求項４】
最上層に、大気圧中で成膜された第４有機層を有する請求項１〜３のいずれかに記載のガスバリアフィルム。
【請求項５】
隣接して成膜される前記第１有機層および第２有機層の膜厚の合計が０．３〜５μｍであり、
かつ、前記第２有機層の膜厚が、０．５μｍ以下、もしくは、前記隣接する前記第１有機層と第２有機層との合計膜厚の５０％以下である請求項１〜４のいずれかに記載のガスバリアフィルム。
【請求項６】
隣接して成膜される前記第１有機層、第２有機層および第３有機層の膜厚の合計が０．３〜５μｍであり、
かつ、その内の第２有機層および第３有機層の膜厚が、０．５μｍ以下、もしくは、前記隣接する第１〜第３有機層の合計膜厚の２５％以下である請求項３〜５のいずれかに記載のガスバリアフィルム。
【請求項７】
前記無機層の膜厚が１０〜３００ｎｍである請求項１〜６のいずれかに記載のガスバリアフィルム。
【請求項８】
前記無機層が、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン炭化物、これらの２以上の混合物、および、これらの水素含有物のいずれかである請求項１〜７のいずれかに記載のガスバリアフィルム。
【請求項９】
前記第１有機層および第２有機層は、主成分が同系の材料である請求項１〜８のいずれかに記載のガスバリアフィルム。
【請求項１０】
水蒸気透過率が１×１０-3[g/(m2・day)]以下である請求項１〜９のいずれかに記載のガスバリアフィルム。
【請求項１１】
長尺な基板フィルムを長手方向に搬送しつつ、この基板フィルムの表面に、大気圧中において第１有機層を成膜し、この第１有機層の上に、真空中において第２有機層を成膜し、この第２有機層の上に、真空中において無機層を成膜することを特徴とするガスバリアフィルムの製造方法。
【請求項１２】
前記第２有機層を成膜した後、前記無機層を成膜するまで、前記第２有機層表面の製品となる領域に固体が接触しない請求項１１に記載のガスバリアフィルムの製造方法。
【請求項１３】
前記第１有機層、第２有機層および無機層の成膜を１つの工程として、この工程を複数回行なう請求項１１または１２に記載のガスバリアフィルムの製造方法。
【請求項１４】
前記無機層の上に、さらに、真空中において第３有機層を成膜する請求項１１〜１３のいずれかに記載のガスバリアフィルムの製造方法。
【請求項１５】
前記無機層を成膜した後、前記第３有機層を成膜するまで、前記無機層表面の製品となる領域に固体が接触しない請求項１４に記載のガスバリアフィルムの製造方法。
【請求項１６】
最上層に、大気圧中で第４有機層を成膜する請求項１１〜１５のいずれかに記載のガスバリアフィルムの製造方法。
【請求項１７】
前記第１有機層あるいはさらに第４有機層が、塗布法によって成膜される請求項１１〜１６のいずれかに記載のガスバリアフィルムの製造方法。
【請求項１８】
前記第２有機層あるいはさらに第３有機層が、フラッシュ蒸着法によって成膜される請求項１１〜１７のいずれかに記載のガスバリアフィルムの製造方法。
【請求項１９】
真空中での成膜時における前記基板フィルムの搬送速度が１０ｍ／ｍｉｎ以上である請求項１１〜１８のいずれかに記載のガスバリアフィルムの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−４６０６０（Ｐ２０１１−４６０６０Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９５６７１（Ｐ２００９−１９５６７１）
【出願日】平成２１年８月２６日（２００９．８．２６）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２６日（２００９．８．２６）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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