機能性フィルムおよび機能性フィルムの製造方法
【課題】優れたガスバリア性を発現できると共に、優れた光の透過率を発現でき、膜の割れ等が発生することを防止できる機能性フィルム、および、この機能性フィルムの製造方法を提供する。
【解決手段】有機層のうち、基板上に直接形成される第１の有機層の厚さが他の有機層以上の厚さであり、最上層の有機層の厚さが他の有機層以下の厚さであり、かつ、全ての有機層が全ての無機層よりも厚いことで上記課題を解決する。
【解決手段】有機層のうち、基板上に直接形成される第１の有機層の厚さが他の有機層以上の厚さであり、最上層の有機層の厚さが他の有機層以下の厚さであり、かつ、全ての有機層が全ての無機層よりも厚いことで上記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の膜を積層してなる機能性フィルムおよびそ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）フィルム等の基材フィルムに、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、基材上にモノマーまたはオリゴマーが含有された塗布液を塗布して塗布膜を設け、この塗布膜を硬化させて有機層を成膜する工程を繰り返し、２層以上の有機層を含む下層を形成し、この下層上に真空成膜法により無機膜を形成する積層体の製造方法が記載されている。
【０００５】
この特許文献１においては、基板の表面に２層以上の有機層からなる下層を成膜することにより、基板表面に付着した異物等による凹凸を被覆して下層の表面を平滑にすることができるので、この下層上に形成する無機層に欠陥が生じることを抑制し、これにより、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。
【０００６】
また、有機膜と無機膜とを積層したガスバリアフィルムにおいては、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。また、有機層および無機層を、複数、積層することにより、より高いガスバリア性を得ることも行なわれている。すなわち、有機層上に形成した無機層の上にさらに有機層を形成し、この有機層の上に無機層を形成することにより、より高いガスバリア性を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２６９１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、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等において用いられる機能性フィルムにおいては、ガスバリア性のみならず、優れた光の透過率が求められる。
【０００９】
しかしながら、有機膜と無機膜とを積層したガスバリアフィルムにおいては、基材上に形成される有機層以外の有機層は、無機層を下地として形成される。ガスバリア性を発現する膜として形成される無機層と、有機層とでは屈折率に差があるため、無機膜と有機膜との境界面での反射率が増大し、光の透過率が減少してしまう。
また、ガスバリア性を向上させるには無機膜の下地となる有機膜を厚くして、平滑性を向上させることが好ましいが、有機膜を厚くしすぎると割れ等が発生してしまう。
【００１０】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解消し、有機膜と無機膜とを交互に積層した機能性フィルムにおいて、優れたガスバリア性を発現できると共に、優れた光の透過率を発現でき、膜の割れ等が発生することを防止できる機能性フィルム、および、この機能性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】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、基板上に少なくとも２層の有機層と、少なくとも１層の無機層とが交互に形成されており、前記基板から最も遠い層である最上層が有機層であり、前記有機層のうち、前記基板上に直接形成される第１の有機層の厚さは他の有機層以上の厚さであり、前記最上層の有機層の厚さは他の有機層以下の厚さであり、かつ、全ての有機層は全ての無機層よりも厚いことを特徴とする機能性フィルムを提供するものである。
【００１２】
ここで、全ての有機層は全ての無機層よりも屈折率が低いことが好ましい。
また、前記第１の有機層の厚みが５００〜３０００ｎｍで、前記最上層の有機層の厚みが８０〜１０００ｎｍであることが好ましい。
【００１３】
また、前記無機層は、窒化珪素、酸化珪素、酸窒化珪素、酸化アルミニウムのいずれかで構成されていることが好ましい。
また、前記最上層の有機層は他の有機層よりも屈折率が低いことが好ましい。
また、前記第１の有機層と前記最上層の有機層とが異なる材料で構成されていることが好ましい。
【００１４】
また、上記課題を解決するために、本発明は、基板上に少なくとも２層の有機層と、少なくとも１層の無機層とを交互に形成する機能性フィルムの製造方法において、前記基板から最も遠い最上層に有機層を形成し、前記有機層のうち、前記基板上に直接形成する第１の有機層の厚さを他の有機層以上の厚さに形成し、前記最上層の有機層の厚さを他の有機層以下の厚さに形成し、かつ、全ての有機層を全ての無機層よりも厚く形成することを特徴とする機能性フィルムの製造方法を提供するものである。
【００１５】
ここで、全ての有機層は全ての無機層よりも屈折率が低いことが好ましい。
また、前記有機層を塗布方式によって形成することが好ましい。
【００１６】
また、前記最上層の有機層をダイコータを用いて塗布することが好ましい。
また、前記第１の有機層を形成する材料を塗布する際の、前記第１の有機層の形成材料の粘度が１０ｃＰ以下であることが好ましい。
また、前記最上層の有機層を形成する材料を塗布する際の、前記最上層の有機層の形成材料の粘度が５ｃＰ以下であることが好ましい。
【００１７】
また、前記無機層を真空成膜法によって形成することが好ましい。
また、前記最上層の有機層は他の有機層よりも屈折率が低いことが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、基板上に少なくとも２層の有機層と、少なくとも１層の無機層とが交互に形成し、基板から最も遠い最上層を有機層とし、全ての有機層のうち、基板上に直接形成される第１の有機層の厚さが他の有機層以上の厚さで、最上層の有機層の厚さが他の有機層以下の厚さであり、かつ、全ての有機層は全ての無機層よりも厚く形成するので、表面が平滑に形成された有機層の上に無機層が形成され、優れたガスバリア性を発現できると共に、最上層の有機層を他の有機層よりも薄く形成するので、優れた光の透過率を発現できる。また、第１の有機層以外の有機膜の厚さを第１の有機層以下の厚さとするので、有機膜の割れが発生することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の機能性フィルムの一例を概念的に示す図である。
【図２】本発明の機能性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）は無機成膜装置である。
【図３】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の機能性フィルムの他の一例を概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の機能性フィルム、および、機能性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。
【００２１】
図１に、本発明の機能性フィルムの一例を概念的に示す。
図１に示すように、本発明の機能性フィルムは、基板Ｂ０の表面に、ポリマーを主成分とする第１の有機層１２を成膜（形成）し、この第１の有機層１２の上に真空成膜法によって無機層１４を成膜し、この無機層１４の上に、第１の有機層１２よりも厚さが薄い最上層の有機層１６を成膜（形成）した機能性フィルム１０である。
【００２２】
ここで、第１の有機層１２は、基本的に、ガスバリア性を発現する無機層１４の成膜面の平滑化を図り、無機層１４が、十分なガスバリア性を発現できるようにするものである。
また、最上層の有機層１６は、基本的に、無機層１４を保護するための保護層である。
【００２３】
図２に、本発明の機能性フィルムを製造する、本発明の機能性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。
本発明の機能性フィルムの製造方法は、図２（Ａ）に示す有機成膜装置２０と、図２（Ｂ）に示す無機成膜装置２２とによって実施される。
有機成膜装置２０は、長尺な基板フィルムＢ０（フィルム原反 以下、基板Ｂ０とする）を長手方向に搬送しつつ、この基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２を成膜（第１の有機層１２を形成）する。
他方、無機成膜装置２２は、表面に第１の有機層１２を成膜された基板Ｂ０を長手方向に搬送しつつ、第１の有機層１２の上に、無機層１４を成膜する。
さらに、有機成膜装置２０は、第１の有機層１２と無機層１４が成膜された基板Ｂ０を、長手方向に搬送しつつ、無機層１４の上に、最上層の有機層１６を成膜する。
図２に示す装置においては、これにより、図１に示すような、本発明の機能性フィルム１０を製造する。
【００２４】
有機成膜装置２０は、一例として、第１の有機層１２となるモノマー（モノマー混合物）を含む塗料を基板Ｂ０に塗布／乾燥して、モノマーを重合させることにより、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２を成膜する装置である。
また、有機成膜装置２０は、最上層の有機層１６となるモノマー（モノマー混合物）を含む塗料を第１の有機層１２と無機層１４とが成膜された基板Ｂｍ２（以下、単に「基板Ｂｍ２」ともいう）に塗布／乾燥して、モノマーを重合させることにより、基板Ｂｍ２の表面に最上層の有機層１６を成膜し、本発明の機能性フィルムを完成する装置でもある。
図示例において、有機成膜装置２０は、塗布手段２６と、乾燥手段２８と、ＵＶ照射装置３０と、回転軸３２と、巻取り軸３４と、搬送ローラ対３６および３８とを有する。
なお、以下の説明において、基板Ｂ０と基板Ｂｍ２とを区別する必要がない場合には、単に「基板Ｂ」とする。同様に、第１の有機層１２と最上層の有機層１６と区別する必要がない場合には、単に「有機層」とする。
【００２５】
有機成膜装置２０は、長尺な基板Ｂ（フィルム原反）をロール状に巻回してなる基板ロール４０から基板Ｂを送り出し、長手方向に搬送しつつ有機層（第１の有機層１２および最上層の有機層１６）を成膜して、有機層を成膜した基板Ｂをロール状に巻き取る、前述のいわゆるロール・ツー・ロール(Roll to Roll)による成膜を行なう装置である。
【００２６】
有機成膜装置２０において、長尺な基板Ｂは、前述のように基板ロール４０として、回転軸３２に装填される。
回転軸３２に基板ロール４０が装填されると、基板Ｂは、基板ロール４０から、搬送ローラ対３６を経て、塗布手段２６、乾燥手段２８およびＵＶ照射装置３０の下部を通過して、搬送ローラ対３８を経て、巻取り軸３４に至る、所定の搬送経路を通される（送通される）。有機成膜装置２０においては、基板ロール４０からの基板Ｂの送り出しと、巻取り軸３４における基板Ｂの巻き取りとを同期して行なって、長尺な基板Ｂを所定の搬送経路で長手方向に搬送しつつ、基板Ｂに有機層（第１の有機層１２および最上層の有機層１６）の成膜を連続的に行う。
【００２７】
本発明において、第１の有機層１２を成膜される基板Ｂ０（機能性フィルムの基板）には、特に限定はなく、ＰＥＴフィルム等の各種の樹脂フィルム、アルミニウムシートなどの各種の金属シートなど、後述する第１の有機層１２、最上層の有機層１６および真空成膜による無機層１４の成膜が可能なものであれば、ガスバリアフィルム、光学フィルム、保護フィルムなどの各種の機能性フィルムに利用されている各種の基板（ベースフィルム）が、全て利用可能である。
また、基板Ｂ０は、表面に、保護膜や接着膜など、各種の膜が形成されているものであってもよい。
【００２８】
具体的には、基板Ｂ０（ウエブ状の基材（基板、支持体））としては、機能性フィルムの基板として利用される公知の物が、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、プラスチック（高分子材料）からなるプラスチックフィルムが、基板Ｂ０の好適な一例として例示される。
また、基板Ｂ０は、前述のようなプラスチックフィルムなどの表面（第１の有機層１２の形成面）に、保護層、接着層、光反射層、反射防止層、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）が形成されているものであってもよい。
【００２９】
前述のように、有機成膜装置２０は、基板Ｂの表面に、ポリマーまたはオリゴマーを主成分とする有機膜（有機層）（第１の有機層１２および最上層の有機層１６）を成膜するものである。
有機膜は、具体的には、ポリエステル、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、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、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、脂環式ポリオレフィン、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、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、アクリロイル化合物、などの熱可塑性樹脂、あるいはポリシロキサン、その他の有機珪素化合物の膜が好適に例示される。
中でも、ガスバリア性に効く平滑性、耐熱性の観点から、ラジカル重合性化合物および／またはエーテル基を官能基に有するカチオン重合性化合物の重合物から構成された有機層は、好適であり、特に、アクリレートおよび/またはメタクリレートモノマーの重合体を主成分とするアクリル樹脂あるいはメタクリル樹脂は、好適に例示される。
【００３０】
前述のように、有機成膜装置２０は、塗布法（溶液塗布法）によって有機膜を成膜するものであり、塗布手段２６と、乾燥手段２８と、ＵＶ照射装置３０とを有する。
このような有機成膜装置２０においては、塗布手段２６によって、予め調製した前記モノマー混合物を含む塗料を基板Ｂに塗布し、乾燥して、重合することにより、有機膜を成膜する。
【００３１】
基板ロール４０から送り出された基板Ｂは、搬送ローラ対３６によって挟持搬送されて、最初に塗布手段２６に搬送される。塗布手段２６は、基板Ｂの表面に、予め調製した有機膜となるモノマーを含む塗料を塗布するものである。
塗料の塗布方法には、特に限定はなく、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、スライドコート法等の公知の方法が、全て利用可能である。
【００３２】
ここで、第１の有機層１２以外の有機層、すなわち、無機層上に形成される有機層を形成する際には、塗料以外が無機層に接触しない点で、ダイコータを用いた塗布方法が好適に用いられる。
【００３３】
また、後述のように、図示例の有機成膜装置２０においては、ＵＶ光を照射することによって、モノマーを重合させて有機膜を成膜する。そのため、塗布手段２６によって塗布する塗料が、光重合開始剤を含有するのが好ましい（光重合開始剤を併用するのが好ましい。）
【００３４】
基板Ｂは、次いで、乾燥手段２８に搬送される。乾燥手段２８は、塗布手段２６が塗布した塗料を乾燥するものである。
塗料の乾燥方法には、特に限定はなく、ヒータによる加熱乾燥、温風による加熱乾燥等、基板Ｂの搬送速度等に応じて、ＵＶ照射装置３０に至る前に、塗料を乾燥可能なものであれば、公知の乾燥手段が全て利用可能である。
【００３５】
基板Ｂは、次いで、ＵＶ照射装置３０に搬送される。ＵＶ照射装置３０は、塗布手段２６が塗布し乾燥手段２８が乾燥した塗料に紫外線（ＵＶ光）を照射することにより、モノマーを重合させて、有機膜を成膜するものである。
【００３６】
モノマーの重合法は、図示例の紫外線照射には限定されず、加熱重合、光（可視光線）重合、電子ビーム重合、プラズマ重合、あるいはこれら（紫外線照射を含む）の組み合わせも、好ましく用いられる。
【００３７】
なお、本発明の機能性フィルムの製造方法において、有機膜の成膜方法は、図示例のような塗布法に限定はされず、真空成膜法も好適に利用可能である。
真空成膜法としては、特に制限はないが、蒸着、プラズマＣＶＤ等の成膜方法が好ましい。中でも特に、米国特許４８４２８９３号、同４９５４３７１号、同５０３２４６１号の各明細書に記載のフラッシュ蒸着法が好ましい。フラッシュ蒸着法はモノマー中の溶存酸素を低下させる効果を有し、重合率を高めることができるため特に有用である。
本発明においてはポリマーを溶液塗布しても良いし、特開２０００−３２３２７３号、同２００４−２５７３２号の各公報に開示されているような無機物を含有するハイブリッドコーティング法を用いてもよい。また、ポリマーの前駆体（例えば、モノマー）を成膜後、重合することによりポリマー層を形成させても良い。さらに、第１の有機層１２は、市販の重合性接着剤を塗布、硬化させて形成することもできる。
【００３８】
なお、本発明においては、有機膜の形成方法は、基板Ｂ表面の凹凸や付着物を包埋し、無機膜を成膜する際の下地となる有機膜の表面の平滑性を向上させることができる点で塗布による方法が好ましい。有機膜表面の平滑性を向上させることで、この有機膜上に形成される無機膜に欠陥が発生することを防止することができ、機能性フィルムのガスバリア性を向上させることができる。
【００３９】
ここで、本発明においては、第１の有機層１２はすべての有機層の中で最も厚くなるように形成されており、また、最上層の有機層１６は、全ての有機層の中で最も薄くなるように形成されている。すなわち、図１に示す本実施例の機能性フィルム１０においては、第１の有機層１２は、最上層の有機層１６よりも厚く形成されている。
【００４０】
機能性フィルムの基板Ｂ０の表面は、基板そのものの凹凸や、付着した異物による凹凸を有しており、この凹凸が無機膜の欠陥の原因となり、ガスバリア性が低下するおそれがある。しかしながら、本発明においては、基板Ｂ０上に形成される第１の有機層１２を全ての有機層の中で最も厚くして、基板Ｂ０の凹凸を包埋することができる十分な厚さの第１の有機層１２を基板Ｂ０上に形成することにより、表面の平滑性を向上し、この第１の有機層１２上に形成される無機層１４に欠陥が生じることを抑制して、優れたガスバリア性を実現することができる。
【００４１】
一方、最上層の有機層１６は、その下地となるものが無機層１４である。機能性フィルムにおいては、無機層は有機層よりも屈折率が高いため、無機層の上に有機層を形成した場合、無機層と有機層との間で反射率が増大し、透過率が悪化してしまう。そのため、本発明においては、最上層の有機層１６を全ての有機層の中で最も薄く形成することにより、透過率が悪化することを防止している。
また、最上層の有機層１６は、無機層１４を保護するための保護層としての役割を有するものであり、無機層の下地となるものではないため、表面の平滑性を向上させるために厚く形成する必要もない。
また、有機層を厚くしすぎると割れが発生するおそれがあるが、厚くする必要がない最上層の有機層１６を薄くすることにより、割れが発生することを防止している。
【００４２】
また、本発明においては、全ての有機層は、全ての無機層よりも厚くなるように形成されている。すなわち、本実施例においては、第１の有機層１２および最上層の有機層１６は、無機層１４よりも、厚くなるように形成されている。
前述のとおり、無機層は、凹凸を包埋し平滑な表面を有する有機層上に形成されるので、厚く形成して欠陥が生じることを防止する必要がない。そのため、無機層を薄く形成しても、欠陥が生じることがなく、十分なガスバリア性を実現できる。
また、全ての有機層は、全ての無機層よりも厚くなるように形成することにより、保護性を得ることができ、耐衝撃性等を向上させることができる点で好ましい。また、有機層は無機層に比べ生産性が高いので、厚い有機層を付与しても生産上の律速にはならない。
【００４３】
ここで、第１の有機層１２の厚さは、５００〜３０００ｎｍとすることが好ましい。第１の有機層１２の厚さを５００ｎｍ以上とすることにより、基板Ｂ０上の凹凸を十分に包埋することができ、無機層を形成するための下地としての表面の平滑性を向上させることができる。また、第１の有機層１２は厚くしすぎると割れが生じたり、透過率が低下するおそれがある。そのため、３０００ｎｍ以下の厚さとすることが好ましい。さらに、第１の有機層１２の厚さは、５００〜２５００ｎｍとすることがより好ましい。
【００４４】
また、最上層の有機層１６の厚さは、８０〜１０００ｎｍとすることが好ましい。最上層の有機層１６の厚さを８０ｎｍ以上とすることにより、無機層１４を十分に保護することができる。また、割れを防止し、透過率の低下を防止することができる点で、最上層の有機層１６の厚さを１０００ｎｍ以下とすること好ましい。さらに、最上層の有機層１６の厚さは、８０〜５００ｎｍとすることがより好ましい。
【００４５】
また、最上層の有機層１６は、他の有機層、すなわち、本実施例においては、第１の有機層１２よりも屈折率が低いことが好ましい。
最上層の有機層１６は、機能性フィルム１０において、空気との界面である。この最上層の有機層１６と空気との屈折率差が大きいと、界面での反射率が大きくなって透過率が低下する。したがって、最上層の有機層１６は、他の有機層よりも屈折率が低くなるように形成することにより、最上層の有機層１６と空気との界面での反射率の増大を防止し、透過率の低下を防止することができる。
【００４６】
具体的には、最上層の有機層１６の屈折率は、１．３５〜１．５５とすることが好ましい。最上層の有機層１６の屈折率をこの範囲とすることにより、空気との界面での反射率の増大を防止し、透過率の低下を防止することができる。
また、最上層の有機層１６以外の有機層、本実施例においては、第１の有機層１２の屈折率は、１．４５〜１．７２とすることが好ましい。最上層の有機層１６以外の有機層の屈折率をこの範囲とすることにより、無機層との界面での反射率の増大を防止し、透過率の低下を防止することができる。
【００４７】
なお、最上層の有機層１６と他の有機層とを、異なる屈折率とするために、異なる材料で形成してもよい。あるいは、最上層の有機層１６の材料に中空のシリカ粒子等を添加して、形成された最上層の有機層１６の屈折率が低くなるようにしてもよい。あるいは、他の有機層（第１の有機層１２）に酸化ジルコニア、酸化チタン等を添加して、他の有機層の屈折率が高くなるようにしてもよい。
【００４８】
また、第１の有機層１２の塗料（材料）を塗布する際の、塗料の粘度は１０ｃＰ以下であることが好ましい。第１の有機層１２の塗料の粘度を１０ｃＰ以下とすることにより、塗料を塗布した際に、基板Ｂ０表面の凹凸を覆いやすく、また、形成される表面の平滑性が高くなる。また、ダイコータを用いた塗布により形成する場合には、第１の有機層１２の塗料の粘度は、０．８ｃＰ以上であることが好ましい。塗料の粘度が、０．８ｃＰ以下では、液落ち現象が発生するので好ましくない。
【００４９】
また、最上層の有機層１６の塗料を塗布する際の、塗料の粘度は５ｃＰ以下であることが好ましい。最上層の有機層１６の塗料の粘度を５ｃＰ以下とすることにより、最上層の有機層１６の厚さを薄く形成することが容易になる。また、ダイコータを用いた塗布により形成する場合には、最上層の有機層１６の塗料の粘度は、０．８ｃＰ以上であることが好ましい。塗料の粘度が０．８ｃＰ以下では、液落ち現象が発生するので好ましくない。
【００５０】
このようにして有機膜を成膜された基板Ｂは、搬送ローラ対３８に挟持搬送されて巻取り軸３４に至り、巻取り軸３４によってロール状に巻き取られる。
ここで、基板Ｂ０上に第１の有機層１２を形成した際には、基板Ｂ０上に第１の有機層１２が形成された基板Ｂｙ１（以下、単に「基板Ｂｙ１」ともいう）としてロール状に巻き取られて基板ロール４２とされ、次いで、無機成膜装置２２（その供給室５０）に供給される。
一方、基板Ｂｍ２上に最上層の有機層１６を形成した際には、巻取り軸３４によってロール状に巻回され機能性フィルムロールとして、次の工程に供される。
【００５１】
無機成膜装置２２は、基板Ｂｙ１の表面（すなわち第１の有機層１２の表面）に、真空成膜法によって無機層１４を成膜（形成）するもので、供給室５０と、成膜室５２と、巻取り室５４とを有する。
無機成膜装置２２も、有機成膜装置２０と同様に、ロール・ツー・ロールによる成膜を行なう装置で、基板ロール４２から基板Ｂｙ１を送り出し、長手方向に搬送しつつ無機層１４を成膜して、第１の有機層１２と無機層１４とを成膜した基板Ｂｍ２を巻取り軸５８によってロール状に巻き取る。
【００５２】
供給室５０は、回転軸５６と、ガイドローラ６０と、真空排気手段６１とを有する。
無機成膜装置２２において、基板Ｂ０に第１の有機層１２を成膜してなる基板Ｂｙ１を巻回した基板ロール４２は、供給室５０の回転軸５６に装填される。
回転軸５６に基板ロール４２が装填されると、基板Ｂｙ１は、供給室５０から、成膜室５２を通り、巻取り室５４の巻取り軸５８に至る所定の搬送経路を通される（送通される）。無機成膜装置２２においても、基板ロール４２からの基板Ｂｙ１の送り出しと、巻取り軸５６における基板Ｂｍ２の巻き取りとを同期して行なって、長尺な基板Ｂｙ１を所定の搬送経路で長手方向に搬送しつつ、成膜室５２において、基板Ｂｙ１に無機層１４の成膜を連続的に行なう。
【００５３】
供給室５０においては、図示しない駆動源によって回転軸５６を図中時計方向に回転して、基板ロール４２から基板Ｂｙ１を送り出し、ガイドローラ６０によって所定の経路を案内して、基板Ｂｙ１を成膜室５２に送る。
また、供給室５０には、真空排気手段６１が配置され、供給室５０内を、成膜室５２における成膜圧力に応じた所定の真空度（圧力）に減圧する。これにより、供給室５０の圧力が、成膜室５２の圧力（成膜）に悪影響を与えることを防止する。なお、真空排気手段６１は、後述する成膜室５２の真空排気手段７４と同様、公知の物を用いればよい。
【００５４】
なお、供給室５０には、図示した部材以外にも、搬送ローラ対や、基板Ｂｙ１の幅方向の位置を規制するガイド部材など、基板Ｂｙ１を所定の経路で搬送するための各種の部材（搬送手段）を有してもよい。
【００５５】
基板Ｂｙ１は、ガイドローラ６０によって案内され、成膜室５２に搬送される。
成膜室５２は、基板Ｂｙ１の表面（すなわち第１の有機層１２の表面）に、真空成膜法によって無機層１４を成膜（形成）するものである。図示例において、成膜室５２は、ドラム６２と、成膜手段６４と、ガイドローラ６８と、ガイドローラ７２と、真空排気手段７４とを有する。
なお、成膜室５２が、スパッタリングやプラズマＣＶＤ等による成膜をおこなうものである場合には、成膜室５２には、さらに、高周波電源やガス導入手段等も設置される。
【００５６】
基板Ｂｙ１は、供給室５０と成膜室５２とを分離する隔壁７６に形成されるスリット７６ａから、成膜室５２に搬送される。
なお、図示例の無機成膜装置２２は、好ましい態様として、供給室５０および巻取り室５４にも真空排気手段を設け、成膜室５２における成膜圧力に応じて、供給室５０および巻取り室５４も真空とするが、本発明を実施する装置は、これに限定はされない。
例えば、供給室５０および巻取り室５４には、真空排気手段を設けずに、基板Ｂｙ１が通過するスリットを、基板Ｂｙ１に接触することなく、かつ、基板Ｂｙ１が通過可能な最小限のサイズとすることにより、成膜室５２を略気密に構成してもよい。あるいは、供給室５０および巻取り室５４には、真空排気手段を設けずに、供給室５０および巻取り室５４と、成膜室５２との間に、基板Ｂｙ１が通過するサブチャンバを設け、このサブチャンバ内を真空ポンプによって真空にしてもよい。
【００５７】
成膜質５２に搬送された基板Ｂｙ１は、ガイドローラ６８によって所定の経路に案内され、ドラム６２の所定位置に巻き掛けられる。基板Ｂｙ１は、ドラム６２によって所定位置に位置されつつ長手方向に搬送され、成膜手段６４によって無機成膜法によって無機層１４を成膜される。
【００５８】
成膜室５２のドラム６２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。
供給室５０から供給され、ガイドローラ６８によって所定の経路に案内され、ドラム６２の所定位置に巻き掛けられた基板Ｂｙ１は、ドラム６２の周面の所定領域に掛け回されて、ドラム６２に支持／案内されつつ、所定の搬送経路を搬送され、成膜手段６４によって、表面（第１の有機層１２の上）に、無機層１４を形成される。また、成膜室５２が、スパッタリングやプラズマＣＶＤ等による成膜をおこなうものである場合には、ドラム６２は、対向電極としても作用するように、接地（アース）されてもよく、あるいは高周波電源に接続されてもよい。さらに、ドラム６２は、冷却手段等の温度調節手段を内蔵してもよい。
【００５９】
成膜手段６４は、真空成膜法によって、第１の有機層１２を成膜された基板Ｂｙ１の表面に無機層１４を成膜するためのものである。
ここで、本発明の製造方法においては、無機層１４の成膜方法には、特に限定は無く、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティング等、公知の真空成膜法（気相堆積法）が、全て、利用可能である。
【００６０】
従って、無機成膜装置２２の成膜室５２において、成膜手段６４は、実施する真空成膜法に応じた、各種の部材で構成される。
例えば、成膜室５２がＩＣＰ−ＣＶＤ法（誘導結合型プラズマＣＶＤ）によって無機層１４の成膜を行なうものであれば、成膜手段６４は、誘導磁場を形成するための誘導コイルや、成膜領域に反応ガスを供給するためのガス供給手段等を有して構成される。
成膜室５２が、ＣＣＰ−ＣＶＤ法（容量結合型プラズマＣＶＤ）によって無機層１４の成膜を行なうものであれば、成膜手段６４は、中空状でドラム６２に対向する面に多数の小孔を有し反応ガスの供給源に連結される、高周波電極および反応ガス供給手段として作用するシャワー電極等を有して構成される。
成膜室５２が、ＣＶＤ法によって無機層１４の成膜を行なうものであれば、成膜手段６４は、ガスの供給手段等を有して構成される。
さらに、成膜室５２が、スパッタリングによって無機層１４の成膜を行なうものであれば、成膜手段６４は、ターゲットの保持手段や高周波電極、ガスの供給手段等を有して構成される。
【００６１】
真空排気手段７４は、成膜室５２内を真空排気して、真空成膜法による無機層１４の成膜に応じた真空度とするものである。
真空排気手段７４にも、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。
【００６２】
ドラム６２に支持／搬送されつつ、成膜手段６４によって無機層１４を成膜された基板Ｂｙ１すなわち基板Ｂｍ２は、ガイドローラ７０によって所定経路に案内されて、巻取り室５４に搬送されて、巻取り軸５８によってロール状に巻き取られて基板ロール４０とされ、再び、有機成膜装置２０に供給される。
【００６３】
本発明の製造方法において、成膜する無機層１４には、特に限定はなく、ガスバリア性（水蒸気バリア性）を発現する公知の膜が、各種、利用可能である。
【００６４】
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； 酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素、酸炭化ケイ素、酸化窒化炭化ケイ素などのケイ素酸化物； 窒化ケイ素、窒化炭化ケイ素などのケイ素窒化物； 炭化ケイ素等のケイ素炭化物； 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の、無機化合物からなる膜が、好適に例示される。
特に、窒化珪素、酸化珪素、酸窒化珪素、酸化アルミニウムは、より好適なガスバリア性を発現できる点で、機能性フィルムの無機層として、好適に例示される。
【００６５】
また、本発明において、無機膜は、図１に示す無機層１４のように、ガスバリア性を発現する無機化合物からなる層の単層膜に限定はされず、各種の層構成を有する無機膜が利用可能である。
【００６６】
ここで、前述のとおり、本発明においては、全ての無機層は全ての有機層よりも厚さが薄くなるように形成されている。すなわち、本実施例においては、無機層１４は、第１の有機層１２および最上層の有機層１６よりも、薄くなるように形成されている。
前述のとおり、本発明において、無機層は、凹凸を包埋し平滑な表面を有する有機層上に形成されるので、厚く形成して欠陥が生じることを防止する必要がない。そのため、無機層を薄く形成しても、欠陥が生じることがなく、十分なガスバリア性を実現できる。
【００６７】
また、無機層１４の厚さには、特に限定はないが、１５〜１００ｎｍとすることが好ましい。無機層１４の厚さを１５ｎｍ以上とすることにより、十分なガスバリア性を実現することができる。また、無機層１４を厚くしすぎると割れてしまうおそれがあるが、無機層１４の厚さを１００ｎｍ以下とすることにより、割れが発生することを防止できる。さらに、無機層１４の厚さは、２０〜７５ｎｍとすることがより好ましい。
【００６８】
また、全ての無機層の屈折率は、全ての有機層の屈折率よりも高いことが好ましい。全ての無機層の屈折率を全ての有機層の屈折率よりも高くすることにより、無機膜が、自身の屈折率よりも低い屈折率の有機層に挟まれる。これにより、干渉縞を打ち消しあうため、反射防止の機能を付与することができ、機能性フィルムの反射率が増大することを防止でき、透過率を向上させることができる。
【００６９】
ここで、無機層の屈折率は、１．８２以下とすることが好ましい。無機層の屈折率を１．８２以下とすることにより、有機層との屈折率差を小さくして、有機層との界面での反射率の増大を防止し、透過率の低下を防止することができる。
【００７０】
本発明においては、成膜室５２に配置される無機層１４の成膜手段は１つに限定はされず、２以上の成膜手段を有するものであってもよい。さらに、無機層１４は、単層に限定はされず、複数層であってもよい。無機膜を複数層形成する場合には、各層は、同じものであっても、互いに異なるものであってもよい。
【００７１】
製造装置１０において、成膜室５２で成膜手段６４によって無機層１４を成膜された基板Ｂｙ１すなわち基板Ｂｍ２は、ガイドローラ７０によって案内されて、成膜室５２と巻取り室５４とを分離する隔壁７８に形成されたスリット７８ａから、巻取り室５４に搬送される。
【００７２】
図示例において、巻取り室５４は、ガイドローラ８０と、巻取り軸５８と、真空排気手段８２とを有する。
巻取り室５４に搬送されたＢｍ２は、ガイドローラ８０に案内されて巻取り軸５８に搬送され、巻取り軸５８によってロール状に巻回され基板Ｂｍ２として、次の工程に供される。また、先の供給室５０と同様、巻取り室５４にも真空排気手段８２が配置され、成膜中は、巻取り室５４も、成膜室５２における成膜圧力に応じた真空度に減圧される。なお、真空排気手段８２も、成膜室５２の真空排気手段７４と同様、公知の物を用いればよい。
【００７３】
以上の実施例においては、第１の有機層１２と最上層の有機層１６とを同じ有機成膜装置２０にて形成したが、本発明は、これに限定はされず、第１の有機層１２と最上層の有機層１６とをそれぞれ異なる有機成膜装置で形成してもよい。
また、第１の有機層１２と最上層の有機層１６とを同じ成膜方法で形成したが、本発明は、これに限定はされず、第１の有機層１２と最上層の有機層１６とをそれぞれ異なる成膜方法で形成してもよい。例えば、第１の有機層をフラッシュ蒸着法により形成し、最上層の有機層を塗布により形成してもよい。
【００７４】
また、本発明の製造方法において、基板上に有機層と無機層とを交互に形成してなる機能性フィルムは、図１に示すような『第１の有機層１２／無機層１４／最上層の有機層１６』の３層構成に限定はされず、図３（Ａ）に示す５層構成（『第１の有機層１２／無機層１４／中間の有機層１１２／無機層１４／最上層の有機層１６』）の機能性フィルムや、図３（Ｂ）に示す７層構成（『第１の有機層１２／無機層１４／第２の有機層１１２／無機層１４／第２の有機層１１２／無機層１４／最上層の有機層１６』）の機能性フィルムのように、５層以上の層構成を有する機能性フィルムであってもよい。
【００７５】
図３（Ａ）および（Ｂ）に本発明の機能性フィルムの他の一例の概念図を示す。
なお、図３（Ａ）および（Ｂ）に示す機能性フィルム１１０および１２０は、図１に示す機能性フィルム１０において、更に、第２の有機層１１２と無機層１４とを有する以外は、同じ構成を有するので、同じ部位には同じ符号を付し、以下の説明は異なる部位を主に行う。
【００７６】
図３（Ａ）に示す機能性フィルム１１０は、基板Ｂ０の表面に、ポリマーを主成分とする第１の有機層１２を成膜（形成）し、この第１の有機層１２の上に真空成膜法によって無機層１４を成膜し、この無機層１４の上に、第２の有機膜１１２を成膜し、この第２の有機膜１１２の上に無機層１４を成膜し、この無機層１４の上に、最上層の有機層１６を成膜（形成）した機能性フィルムである。
【００７７】
第２の有機膜１１２は、基板Ｂ０上に第１の有機層１２と無機層１４とが成膜された基板Ｂｍ２上に、すなわち、無機層１４上に、有機成膜装置２０によって形成される。
有機成膜装置２０による第２の有機膜１１２の成膜方法は、基本的に第１の有機層１２および最上層の有機層１６と同様である。
【００７８】
ここで、本発明においては、第２の有機層１１２の厚さは、第１の有機層１２以下の厚さであり、最上層の有機層１６以上の厚さである。
第２の有機層１１２の厚さを最上層の有機層１６以上の厚さとすることにより、基板Ｂｍ２の凹凸を包埋し平滑性を向上させることができ、この第２の有機層１１２上に形成される無機層１４に欠陥が発生することを防止でき、ガスバリア性を向上させることができる。ここで、第２の有機層１１２は、基板Ｂ０に比べて凹凸の少ない無機層１４上に形成されるので、基板Ｂ０上に形成される第１の有機層１２以下の厚さとしても、十分に基板Ｂｍ２の凹凸を包埋し、平滑性を向上させることができる。また、第２の有機層１１２の厚さを第１の有機層１２以下の厚さとすることにより、割れが発生することを防止でき、また、透過率が低下することを防止することができる。
【００７９】
ここで、第２の有機層１１２の厚さは、５００〜３０００ｎｍとすることが好ましい。第２の有機層１１２の厚さを５００ｎｍ以上とすることにより、基板Ｂ０上の凹凸を十分に包埋することができ、無機層を形成するための下地としての表面の平滑性を向上させることができる。また、第２の有機層１１２の厚さを３０００ｎｍ以下とすることにより、割れが生じたり、透過率が低下することを防止することができる。さらに、第２の有機層１１２の厚さは、５００〜２５００ｎｍとすることがより好ましい。
【００８０】
また、第２の有機層１１２の屈折率は、最上層の有機層１６よりも高くすることが好ましい。第２の有機層１１２の屈折率を、最上層の有機層１６よりも高くすることにより、無機層との界面での反射率の増大を防止し、透過率の低下を防止することができる。具体的には、第２の有機層１１２の屈折率は、１．４５〜１．７２とすることが好ましい。
【００８１】
図３（Ｂ）に示す機能性フィルム１２０は、図３（Ａ）に示す機能性フィルム１１０において、最上層の有機層１６を形成する前に、更に、第２の有機膜１１２および無機層１４を形成したものである。すなわち、機能性フィルム１２０は、７層の層構成を有する機能性フィルムである。
このように、第２の有機膜１１２および無機層１４を重ねて７層以上の層構成を有する機能性フィルムとすることもできる。
【００８２】
以上、本発明の機能性フィルムおよび機能性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。
【実施例】
【００８３】
以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明を、より詳細に説明する。
【００８４】
［実施例１１］
実施例１として、図１に示すような３層構成の機能性フィルムを作成した。
基板Ｂ０として、幅が１０００ｍｍで厚さが１００μｍの長尺なＰＥＴフィルム（ポリエチレンテレフタレート）を用いた。
第１の有機層１２を成膜するための塗料としては、アクリレート系モノマー（日本化薬社製、TMPTA） ２００ｇ、光重合開始剤（長瀬産業社製、Irg907） ２０ｇ、有機溶剤（MEK） １７００ｇの割合で混合した混合溶液を用いた。さらに、混合溶媒に酸化チタンの分散液（JSR社製）を５g（MEK１０％分散）を混ぜ、屈折率を調整した。
【００８５】
基板Ｂ０の表面に、図２（Ａ）に示す有機成膜装置２０を用いて、調製した塗料を塗布／乾燥し、紫外線照射によってモノマー混合物を重合して、第１の有機層１２を成膜した。
塗布手段２６は、ダイコータを用い、塗料の液厚が１０μｍとなるように塗布を制御した。乾燥手段２８は、１００度の温風による乾燥手段を用いて塗料を乾燥した。さらに、ＵＶ照射装置３０は、紫外線照射装置を用いた。ＵＶ照射装置は、紫外線の照射量が積算照射量で約５００ｍＪ／ｃｍ２となるように、光量を制御した。得られた第１の有機層１２の膜厚は、１０００ｎｍであった。また、第１の有機層１２の屈折率を測定したところ、１．６０であった。
【００８６】
次いで、基板ロール４２を図２（Ｂ）に示す無機成膜装置２２に装填して、第１の有機層１２を成膜した基板Ｂｙ１の表面に、無機層１４として膜厚５０ｎｍの酸化アルミウム膜（アルミナ膜）を成膜した。
成膜室５２は、反応性スパッタリングによる成膜装置とした。ターゲットとして金属アルミニウムを、プロセスガスとして酸素ガスおよびアルゴンガスを用いた。
【００８７】
基板ロール４２を供給室５０の回転軸５６に装填した後、成膜室５２経て巻取り室５４に至る所定の搬送経路で、基板Ｂｙ１を挿通した。
次いで、真空排気手段７４を駆動して、成膜室５２の排気を開始し、圧力が５×１０−4Ｐａとなった時点で、成膜室５２へのプロセスガスの導入を開始し、さらに真空排気手段７４による排気を制御して、成膜室５２内の圧力を１×１０−3Ｐａとした。また、成膜室５２の排気開始と同じに、供給室５０および巻取り室５４も、真空排気手段６１および８２を駆動して排気を行い、内部の圧力を５×１０−4Ｐａに制御した。
成膜室５２へのガス導入開始と同時に、基板Ｂｙ１の搬送を開始し、各室の圧力が５×１０−4Ｐａで安定した時点で、成膜手段６４のカソードへの電力供給を開始して、基板Ｂｙ１（第１の有機層１２の表面）に、反応性スパッタリングによる無機層１４（酸化アルミニウム膜）の成膜を行なった。また、無機層１４の屈折率は、１．６８となるように導入する酸素の量で調整した。
【００８８】
次いで、基板ロール４０を図２（Ａ）に示す有機成膜装置２０に装填して、無機層１４を成膜した基板Ｂｍ２の表面に、最上層の有機層１６を成膜した。
最上層の有機層１６を成膜するための塗料としては、アクリレート系モノマー（日本化薬社製、TMPTA） ５０ｇ、光重合開始剤（長瀬産業社製、Irg907） ２０ｇ、有機溶剤（MEK） １７００ｇの割合で混合した混合溶液を用いた。混合溶媒に酸化チタンの分散液（JSR社製）を５g（MEK１０％分散）を混ぜ、屈折率を調整した。
【００８９】
基板Ｂｍ２の表面に、図２（Ａ）に示す有機成膜装置２０を用いて、調製した塗料を塗布／乾燥し、紫外線照射によってモノマー混合物を重合して、最上層の有機層１６を成膜した。
塗布手段２６は、ダイコータを用い、塗料の液厚が４μｍとなるように塗布を制御した。ＵＶ照射装置３０は、紫外線の照射量が積算照射量で約５００Ｊ／ｃｍ２となるように、光量を制御した。得られた最上層の有機層１６の膜厚は、１００ｎｍであった。また、最上層の有機層１６の屈折率を測定したところ、１．４５であった。
【００９０】
作製した機能性フィルムについて、Ｃａ法によって、４０℃／相対湿度９０％における水蒸気透過率を測定しガスバリア性を評価した。
水蒸気透過率が、１．０×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）未満の場合を◎；
１．０×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以上、２．０×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）未満の場合を○；
２．０×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以上、１．６×１０−３ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）未満の場合を△；
１．６×１０−３ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以上の場合を×； とした。
測定の結果、水蒸気透過率は、１．５×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「○」であった。
【００９１】
また、作製した機能性フィルムについて、分光光度計によって、全光線透過率を測定し、透過率を評価した。
全光線透過率が、８５％以上の場合を○；
８５％未満、６８％以上の場合を△；
６８％未満の場合を×； とした。
測定の結果全光線透過率は、８８％で、評価は、「○」であった。
ガスバリア性、透過率ともに、評価「△」以上であれば、実用上問題ない性能である。
【００９２】
［実施例１２］
第１の有機層１２の厚さを１５０ｎｍとした以外は、前記実施例１１と全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、１．５×１０−３ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「△」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、８８％で、評価は「○」であった。
【００９３】
［実施例１３］
第１の有機層１２の厚さを３１００ｎｍとし、最上層の有機層１６の厚さを１０００ｎｍとした以外は、前記実施例１１と全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、２．４×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「○」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、８９％で、評価は「○」であった。
【００９４】
［実施例１４］
第１の有機層１２の厚さを５００ｎｍとした以外は、前記実施例１１と全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、１．８×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「○」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、８８％で、評価は「○」であった。
【００９５】
［実施例１５］
最上層の有機層１６の厚さを５００ｎｍとした以外は、前記実施例１１と全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、１．６×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「○」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、８３％で、評価は「△」であった。
【００９６】
［実施例１６］
最上層の有機層１６の厚さを１０００ｎｍとした以外は、前記実施例１１と全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、１．７×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「○」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、７８％で、評価は「△」であった。
【００９７】
［比較例１１］
第１の有機層１２の厚さを４０ｎｍとし、第１の有機層１２を無機層１４よりも薄くした以外は、前記実施例１１と全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、３．５×１０−３ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「×」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、８８％で、評価は「○」であった。
【００９８】
［比較例１２］
第１の有機層１２の厚さを７５ｎｍとし、第１の有機層１２を他の有機層、すなわち、最上層の有機層１６よりも薄くした以外は、前記実施例１１と全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、２．５×１０−３ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「×」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、８８％で、評価は「○」であった。
【００９９】
［比較例１３］
最上層の有機層１６の厚さを１０ｎｍとし、最上層の有機層１６を無機層１４よりも薄くした以外は、前記実施例１１と全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、２．１×１０−３ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「×」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、８９％で、評価は「○」であった。
【０１００】
［実施例２１］
実施例２１として、図３（Ａ）に示すような５層構成の機能性フィルムを作製した。
実施例２１では、実施例１１の機能性フィルムの最上層の有機層１６の前に（下層に）、第２の有機層１１２および無機層１４を形成した以外は、実施例１１の機能性フィルムと全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、第２の有機層１１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
【０１０１】
基板Ｂ０上に、第１の有機層１２と無機層１４とが形成された基板Ｂｍ２の表面に、図２（Ａ）に示す有機成膜装置２０を用いて、調製した塗料を塗布／乾燥し、紫外線照射によってモノマー混合物を重合して、第２の有機層１１２を成膜した。
第２の有機層１１２を成膜するための塗料としては、アクリレート系モノマー（日本化薬社製、TMPTA） ２００ｇ、光重合開始剤（長瀬産業社製、Irg907） ２０ｇ、有機溶剤（MEK） １７００ｇの割合で混合した混合溶液を用いた。さらに、混合溶媒に酸化チタンの分散液（JSR社製）を５g（MEK１０％分散）を混ぜ、屈折率を調整した。
【０１０２】
塗布手段２６は、ダイコータを用い、塗料の液厚が５μｍとなるように塗布を制御した。ＵＶ照射装置３０は、紫外線の照射量が積算照射量で約５００ｍＪ／ｃｍ２となるように、光量を制御した。得られた第２の有機層１１２の膜厚は、５００ｎｍであった。また、第２の有機層１１２の屈折率を測定したところ、１．６０であった。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、８．４×１０−５ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「◎」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、８８％で、評価は「○」であった。
【０１０３】
［実施例２２］
第２の有機層１１２の厚さを１０００ｎｍとし、最上層の有機層１６の厚さを１０００ｎｍとした以外は、前記実施例２１と全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、第２の有機層１１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、７．６×１０−５ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「◎」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、７６％で、評価は「△」であった。
【０１０４】
［比較例２１］
第２の有機層１１２の厚さを４０ｎｍとし、第２の有機層１１２を無機層１４よりも薄くした以外は、前記実施例２１と全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、第２の有機層１１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、４．５×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「△」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、８８％で、評価は「○」であった。
【０１０５】
［比較例２２］
第２の有機層１１２の厚さを７５ｎｍとし、第２の有機層１１２を他の有機層、すなわち、最上層の有機層１６よりも薄くした以外は、前記実施例２１と全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、第２の有機層１１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、３．８×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「△」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、８８％で、評価は「○」であった。
【０１０６】
［比較例２３］
第２の有機層１１２の厚さを２０００ｎｍとし、第２の有機層１１２を第１の有機層よりも厚くした以外は、前記実施例２１と全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、第２の有機層１１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、２．１×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「△」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、８８％で、評価は「○」であった。
評価結果を、下記表１に示す。
【０１０７】
【表１】
【０１０８】
上記表１に示されるように、第１の有機層の厚さが他の有機層以上の厚さであり、最上層の有機層の厚さが他の有機層以下の厚さであり、かつ、全ての有機層が全ての無機層よりも厚いという本発明の実施例は、いずれも高いガスバリア性および透過率性を実現できた。
また、実施例においては、全ての有機層の屈折率を全ての無機層よりも低くしたので、反射率を低減することができ、優れた透過率を実現できた。
なお、第１の有機層の厚さが５００ｎｍ以下となる実施例１２では、ガスバリア性がやや低下した。これは、層の厚さが薄すぎて、平滑性が得られず、無機層のガスバリア性が低下したと考えられる。また、第１の有機層の厚さが３０００ｎｍ以上となる実施例１３では、ガスバリア性がやや低下した。これは、層の厚さが厚すぎて、割れが発生したと考えられる。従って、第１の有機層の厚さは、５００〜３０００ｎｍが好ましいことが分かる。
また、実施例１５および１６から、最上層の有機層の厚さが厚くなるほど、透過率が低下することがわかる。従って、最上層の有機層は薄いことが好ましいことがわかる。
これに対して、有機層が無機層よりも薄い比較例１１、１３、２１では、ガスバリア性が低下した。これは、無機層の下地層となる有機層の厚さが薄いため、平滑性が得られず、無機層のガスバリア性が低下したり（比較例１１、２１）、あるいは、無機層の保護が十分でないため、無機層が割れるなどしてガスバリア性が低下した（比較例１３）ものと考えられる。
また、第１の有機層の厚さが、他の有機層よりも薄い比較例１２、および、第２の有機層の厚さが、最上層の有機層よりも薄い比較例２２では、ガスバリア性が低下した。これは、無機層の下地層となる有機層の厚さが薄いため、平滑性が得られず、無機層のガスバリア性が低下したものと考えられる。また、第２の有機層の厚さが、第１の有機層よりも厚い比較例２３では、ガスバリア性が低下していた。これは、第２の有機層が厚くなりすぎて、層に割れが発生したものと考えられる。
【０１０９】
次に、実施例３として、実施例１１の機能性フィルムの屈折率を変更した実施例の比較を行なった。
［実施例３１］
第１の有機層および最上層の有機層の屈折率は、有機層の塗料に混合する酸化チタンの分散液（JSR社製）の比率を変更して、屈折率を調整した。
実施例３１では、第１の有機層１２の屈折率を、１．６４とし、無機層１４の屈折率を１．７２とし、最上層の有機層１６の屈折率を１．４５とした以外は、実施例１１の機能性フィルムと全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、１．５×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「○」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、８８％で、評価は「○」であった。
【０１１０】
［実施例３２］
最上層の有機層１６の屈折率を１．６０とした以外は、実施例３１の機能性フィルムと全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、１．４×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「○」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、７９％で、評価は「△」であった。
【０１１１】
［実施例３３］
最上層の有機層１６の屈折率を１．６４とした以外は、実施例３１の機能性フィルムと全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、１．６×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「○」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、７４％で、評価は「△」であった。
【０１１２】
［実施例３４］
第１の有機層１２の屈折率を１．４５とし、最上層の有機層１６の屈折率を１．７５とした以外は、実施例３１の機能性フィルムと全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、１．５×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「○」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、６８％で、評価は「△」であった。
【０１１３】
［実施例３５］
第１の有機層１２の屈折率を１．４５とし、最上層の有機層１６の屈折率を１．６４とした以外は、実施例３１の機能性フィルムと全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、１．４×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「○」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、７４％で、評価は「△」であった。
評価結果を、下記表２に示す。
【０１１４】
【表２】
【０１１５】
上記表２に示されるように、無機層の屈折率が有機層よりも低い実施例３４は、透過率が低下しており、無機層の屈折率が有機層よりも高いことが好ましいことがわかる。また、最上層の有機層の屈折率が他の有機層よりも高い実施例３３、３４、３５は、透過率が低下しており、最上層の有機層が他の有機層よりも屈折率が高いことが好ましいことがわかる。また、実施例３１、３２、３３から、最上層の屈折率が小さいほど透過率が高くなっており、最上層の屈折率は小さいことが好ましいことがわかる。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
【符号の説明】
【０１１６】
１０、１１０、１２０ 機能性フィルム
１２ 第１の有機膜
１４ 無機膜
１６ 最上層の有機膜
２０ 有機成膜装置
２２ 無機成膜装置
２６ 塗布手段
２８ 乾燥手段
３０ ＵＶ照射装置
３２，５６ 回転軸
３４，５８ 巻取り軸
３６，３８ 搬送ローラ対
４０，４２ 基板ロール
５０ 供給室
５２ 成膜室
５４ 巻取り室
６０，６８，７２，８０ ガイドローラ
６１，７４，８２ 真空排気手段
６２ ドラム
６４ 成膜手段
７６，７８ 隔壁
７６ａ、７８ａ スリット
１１２ 第２の有機膜
Ｂ０、Ｂｙ１、Ｂｍ２ 基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の膜を積層してなる機能性フィルムおよびそ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）フィルム等の基材フィルムに、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、基材上にモノマーまたはオリゴマーが含有された塗布液を塗布して塗布膜を設け、この塗布膜を硬化させて有機層を成膜する工程を繰り返し、２層以上の有機層を含む下層を形成し、この下層上に真空成膜法により無機膜を形成する積層体の製造方法が記載されている。
【０００５】
この特許文献１においては、基板の表面に２層以上の有機層からなる下層を成膜することにより、基板表面に付着した異物等による凹凸を被覆して下層の表面を平滑にすることができるので、この下層上に形成する無機層に欠陥が生じることを抑制し、これにより、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。
【０００６】
また、有機膜と無機膜とを積層したガスバリアフィルムにおいては、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。また、有機層および無機層を、複数、積層することにより、より高いガスバリア性を得ることも行なわれている。すなわち、有機層上に形成した無機層の上にさらに有機層を形成し、この有機層の上に無機層を形成することにより、より高いガスバリア性を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２６９１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、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等において用いられる機能性フィルムにおいては、ガスバリア性のみならず、優れた光の透過率が求められる。
【０００９】
しかしながら、有機膜と無機膜とを積層したガスバリアフィルムにおいては、基材上に形成される有機層以外の有機層は、無機層を下地として形成される。ガスバリア性を発現する膜として形成される無機層と、有機層とでは屈折率に差があるため、無機膜と有機膜との境界面での反射率が増大し、光の透過率が減少してしまう。
また、ガスバリア性を向上させるには無機膜の下地となる有機膜を厚くして、平滑性を向上させることが好ましいが、有機膜を厚くしすぎると割れ等が発生してしまう。
【００１０】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解消し、有機膜と無機膜とを交互に積層した機能性フィルムにおいて、優れたガスバリア性を発現できると共に、優れた光の透過率を発現でき、膜の割れ等が発生することを防止できる機能性フィルム、および、この機能性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】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、基板上に少なくとも２層の有機層と、少なくとも１層の無機層とが交互に形成されており、前記基板から最も遠い層である最上層が有機層であり、前記有機層のうち、前記基板上に直接形成される第１の有機層の厚さは他の有機層以上の厚さであり、前記最上層の有機層の厚さは他の有機層以下の厚さであり、かつ、全ての有機層は全ての無機層よりも厚いことを特徴とする機能性フィルムを提供するものである。
【００１２】
ここで、全ての有機層は全ての無機層よりも屈折率が低いことが好ましい。
また、前記第１の有機層の厚みが５００〜３０００ｎｍで、前記最上層の有機層の厚みが８０〜１０００ｎｍであることが好ましい。
【００１３】
また、前記無機層は、窒化珪素、酸化珪素、酸窒化珪素、酸化アルミニウムのいずれかで構成されていることが好ましい。
また、前記最上層の有機層は他の有機層よりも屈折率が低いことが好ましい。
また、前記第１の有機層と前記最上層の有機層とが異なる材料で構成されていることが好ましい。
【００１４】
また、上記課題を解決するために、本発明は、基板上に少なくとも２層の有機層と、少なくとも１層の無機層とを交互に形成する機能性フィルムの製造方法において、前記基板から最も遠い最上層に有機層を形成し、前記有機層のうち、前記基板上に直接形成する第１の有機層の厚さを他の有機層以上の厚さに形成し、前記最上層の有機層の厚さを他の有機層以下の厚さに形成し、かつ、全ての有機層を全ての無機層よりも厚く形成することを特徴とする機能性フィルムの製造方法を提供するものである。
【００１５】
ここで、全ての有機層は全ての無機層よりも屈折率が低いことが好ましい。
また、前記有機層を塗布方式によって形成することが好ましい。
【００１６】
また、前記最上層の有機層をダイコータを用いて塗布することが好ましい。
また、前記第１の有機層を形成する材料を塗布する際の、前記第１の有機層の形成材料の粘度が１０ｃＰ以下であることが好ましい。
また、前記最上層の有機層を形成する材料を塗布する際の、前記最上層の有機層の形成材料の粘度が５ｃＰ以下であることが好ましい。
【００１７】
また、前記無機層を真空成膜法によって形成することが好ましい。
また、前記最上層の有機層は他の有機層よりも屈折率が低いことが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、基板上に少なくとも２層の有機層と、少なくとも１層の無機層とが交互に形成し、基板から最も遠い最上層を有機層とし、全ての有機層のうち、基板上に直接形成される第１の有機層の厚さが他の有機層以上の厚さで、最上層の有機層の厚さが他の有機層以下の厚さであり、かつ、全ての有機層は全ての無機層よりも厚く形成するので、表面が平滑に形成された有機層の上に無機層が形成され、優れたガスバリア性を発現できると共に、最上層の有機層を他の有機層よりも薄く形成するので、優れた光の透過率を発現できる。また、第１の有機層以外の有機膜の厚さを第１の有機層以下の厚さとするので、有機膜の割れが発生することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の機能性フィルムの一例を概念的に示す図である。
【図２】本発明の機能性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）は無機成膜装置である。
【図３】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の機能性フィルムの他の一例を概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の機能性フィルム、および、機能性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。
【００２１】
図１に、本発明の機能性フィルムの一例を概念的に示す。
図１に示すように、本発明の機能性フィルムは、基板Ｂ０の表面に、ポリマーを主成分とする第１の有機層１２を成膜（形成）し、この第１の有機層１２の上に真空成膜法によって無機層１４を成膜し、この無機層１４の上に、第１の有機層１２よりも厚さが薄い最上層の有機層１６を成膜（形成）した機能性フィルム１０である。
【００２２】
ここで、第１の有機層１２は、基本的に、ガスバリア性を発現する無機層１４の成膜面の平滑化を図り、無機層１４が、十分なガスバリア性を発現できるようにするものである。
また、最上層の有機層１６は、基本的に、無機層１４を保護するための保護層である。
【００２３】
図２に、本発明の機能性フィルムを製造する、本発明の機能性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。
本発明の機能性フィルムの製造方法は、図２（Ａ）に示す有機成膜装置２０と、図２（Ｂ）に示す無機成膜装置２２とによって実施される。
有機成膜装置２０は、長尺な基板フィルムＢ０（フィルム原反 以下、基板Ｂ０とする）を長手方向に搬送しつつ、この基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２を成膜（第１の有機層１２を形成）する。
他方、無機成膜装置２２は、表面に第１の有機層１２を成膜された基板Ｂ０を長手方向に搬送しつつ、第１の有機層１２の上に、無機層１４を成膜する。
さらに、有機成膜装置２０は、第１の有機層１２と無機層１４が成膜された基板Ｂ０を、長手方向に搬送しつつ、無機層１４の上に、最上層の有機層１６を成膜する。
図２に示す装置においては、これにより、図１に示すような、本発明の機能性フィルム１０を製造する。
【００２４】
有機成膜装置２０は、一例として、第１の有機層１２となるモノマー（モノマー混合物）を含む塗料を基板Ｂ０に塗布／乾燥して、モノマーを重合させることにより、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２を成膜する装置である。
また、有機成膜装置２０は、最上層の有機層１６となるモノマー（モノマー混合物）を含む塗料を第１の有機層１２と無機層１４とが成膜された基板Ｂｍ２（以下、単に「基板Ｂｍ２」ともいう）に塗布／乾燥して、モノマーを重合させることにより、基板Ｂｍ２の表面に最上層の有機層１６を成膜し、本発明の機能性フィルムを完成する装置でもある。
図示例において、有機成膜装置２０は、塗布手段２６と、乾燥手段２８と、ＵＶ照射装置３０と、回転軸３２と、巻取り軸３４と、搬送ローラ対３６および３８とを有する。
なお、以下の説明において、基板Ｂ０と基板Ｂｍ２とを区別する必要がない場合には、単に「基板Ｂ」とする。同様に、第１の有機層１２と最上層の有機層１６と区別する必要がない場合には、単に「有機層」とする。
【００２５】
有機成膜装置２０は、長尺な基板Ｂ（フィルム原反）をロール状に巻回してなる基板ロール４０から基板Ｂを送り出し、長手方向に搬送しつつ有機層（第１の有機層１２および最上層の有機層１６）を成膜して、有機層を成膜した基板Ｂをロール状に巻き取る、前述のいわゆるロール・ツー・ロール(Roll to Roll)による成膜を行なう装置である。
【００２６】
有機成膜装置２０において、長尺な基板Ｂは、前述のように基板ロール４０として、回転軸３２に装填される。
回転軸３２に基板ロール４０が装填されると、基板Ｂは、基板ロール４０から、搬送ローラ対３６を経て、塗布手段２６、乾燥手段２８およびＵＶ照射装置３０の下部を通過して、搬送ローラ対３８を経て、巻取り軸３４に至る、所定の搬送経路を通される（送通される）。有機成膜装置２０においては、基板ロール４０からの基板Ｂの送り出しと、巻取り軸３４における基板Ｂの巻き取りとを同期して行なって、長尺な基板Ｂを所定の搬送経路で長手方向に搬送しつつ、基板Ｂに有機層（第１の有機層１２および最上層の有機層１６）の成膜を連続的に行う。
【００２７】
本発明において、第１の有機層１２を成膜される基板Ｂ０（機能性フィルムの基板）には、特に限定はなく、ＰＥＴフィルム等の各種の樹脂フィルム、アルミニウムシートなどの各種の金属シートなど、後述する第１の有機層１２、最上層の有機層１６および真空成膜による無機層１４の成膜が可能なものであれば、ガスバリアフィルム、光学フィルム、保護フィルムなどの各種の機能性フィルムに利用されている各種の基板（ベースフィルム）が、全て利用可能である。
また、基板Ｂ０は、表面に、保護膜や接着膜など、各種の膜が形成されているものであってもよい。
【００２８】
具体的には、基板Ｂ０（ウエブ状の基材（基板、支持体））としては、機能性フィルムの基板として利用される公知の物が、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、プラスチック（高分子材料）からなるプラスチックフィルムが、基板Ｂ０の好適な一例として例示される。
また、基板Ｂ０は、前述のようなプラスチックフィルムなどの表面（第１の有機層１２の形成面）に、保護層、接着層、光反射層、反射防止層、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）が形成されているものであってもよい。
【００２９】
前述のように、有機成膜装置２０は、基板Ｂの表面に、ポリマーまたはオリゴマーを主成分とする有機膜（有機層）（第１の有機層１２および最上層の有機層１６）を成膜するものである。
有機膜は、具体的には、ポリエステル、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、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、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、脂環式ポリオレフィン、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、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、アクリロイル化合物、などの熱可塑性樹脂、あるいはポリシロキサン、その他の有機珪素化合物の膜が好適に例示される。
中でも、ガスバリア性に効く平滑性、耐熱性の観点から、ラジカル重合性化合物および／またはエーテル基を官能基に有するカチオン重合性化合物の重合物から構成された有機層は、好適であり、特に、アクリレートおよび/またはメタクリレートモノマーの重合体を主成分とするアクリル樹脂あるいはメタクリル樹脂は、好適に例示される。
【００３０】
前述のように、有機成膜装置２０は、塗布法（溶液塗布法）によって有機膜を成膜するものであり、塗布手段２６と、乾燥手段２８と、ＵＶ照射装置３０とを有する。
このような有機成膜装置２０においては、塗布手段２６によって、予め調製した前記モノマー混合物を含む塗料を基板Ｂに塗布し、乾燥して、重合することにより、有機膜を成膜する。
【００３１】
基板ロール４０から送り出された基板Ｂは、搬送ローラ対３６によって挟持搬送されて、最初に塗布手段２６に搬送される。塗布手段２６は、基板Ｂの表面に、予め調製した有機膜となるモノマーを含む塗料を塗布するものである。
塗料の塗布方法には、特に限定はなく、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、スライドコート法等の公知の方法が、全て利用可能である。
【００３２】
ここで、第１の有機層１２以外の有機層、すなわち、無機層上に形成される有機層を形成する際には、塗料以外が無機層に接触しない点で、ダイコータを用いた塗布方法が好適に用いられる。
【００３３】
また、後述のように、図示例の有機成膜装置２０においては、ＵＶ光を照射することによって、モノマーを重合させて有機膜を成膜する。そのため、塗布手段２６によって塗布する塗料が、光重合開始剤を含有するのが好ましい（光重合開始剤を併用するのが好ましい。）
【００３４】
基板Ｂは、次いで、乾燥手段２８に搬送される。乾燥手段２８は、塗布手段２６が塗布した塗料を乾燥するものである。
塗料の乾燥方法には、特に限定はなく、ヒータによる加熱乾燥、温風による加熱乾燥等、基板Ｂの搬送速度等に応じて、ＵＶ照射装置３０に至る前に、塗料を乾燥可能なものであれば、公知の乾燥手段が全て利用可能である。
【００３５】
基板Ｂは、次いで、ＵＶ照射装置３０に搬送される。ＵＶ照射装置３０は、塗布手段２６が塗布し乾燥手段２８が乾燥した塗料に紫外線（ＵＶ光）を照射することにより、モノマーを重合させて、有機膜を成膜するものである。
【００３６】
モノマーの重合法は、図示例の紫外線照射には限定されず、加熱重合、光（可視光線）重合、電子ビーム重合、プラズマ重合、あるいはこれら（紫外線照射を含む）の組み合わせも、好ましく用いられる。
【００３７】
なお、本発明の機能性フィルムの製造方法において、有機膜の成膜方法は、図示例のような塗布法に限定はされず、真空成膜法も好適に利用可能である。
真空成膜法としては、特に制限はないが、蒸着、プラズマＣＶＤ等の成膜方法が好ましい。中でも特に、米国特許４８４２８９３号、同４９５４３７１号、同５０３２４６１号の各明細書に記載のフラッシュ蒸着法が好ましい。フラッシュ蒸着法はモノマー中の溶存酸素を低下させる効果を有し、重合率を高めることができるため特に有用である。
本発明においてはポリマーを溶液塗布しても良いし、特開２０００−３２３２７３号、同２００４−２５７３２号の各公報に開示されているような無機物を含有するハイブリッドコーティング法を用いてもよい。また、ポリマーの前駆体（例えば、モノマー）を成膜後、重合することによりポリマー層を形成させても良い。さらに、第１の有機層１２は、市販の重合性接着剤を塗布、硬化させて形成することもできる。
【００３８】
なお、本発明においては、有機膜の形成方法は、基板Ｂ表面の凹凸や付着物を包埋し、無機膜を成膜する際の下地となる有機膜の表面の平滑性を向上させることができる点で塗布による方法が好ましい。有機膜表面の平滑性を向上させることで、この有機膜上に形成される無機膜に欠陥が発生することを防止することができ、機能性フィルムのガスバリア性を向上させることができる。
【００３９】
ここで、本発明においては、第１の有機層１２はすべての有機層の中で最も厚くなるように形成されており、また、最上層の有機層１６は、全ての有機層の中で最も薄くなるように形成されている。すなわち、図１に示す本実施例の機能性フィルム１０においては、第１の有機層１２は、最上層の有機層１６よりも厚く形成されている。
【００４０】
機能性フィルムの基板Ｂ０の表面は、基板そのものの凹凸や、付着した異物による凹凸を有しており、この凹凸が無機膜の欠陥の原因となり、ガスバリア性が低下するおそれがある。しかしながら、本発明においては、基板Ｂ０上に形成される第１の有機層１２を全ての有機層の中で最も厚くして、基板Ｂ０の凹凸を包埋することができる十分な厚さの第１の有機層１２を基板Ｂ０上に形成することにより、表面の平滑性を向上し、この第１の有機層１２上に形成される無機層１４に欠陥が生じることを抑制して、優れたガスバリア性を実現することができる。
【００４１】
一方、最上層の有機層１６は、その下地となるものが無機層１４である。機能性フィルムにおいては、無機層は有機層よりも屈折率が高いため、無機層の上に有機層を形成した場合、無機層と有機層との間で反射率が増大し、透過率が悪化してしまう。そのため、本発明においては、最上層の有機層１６を全ての有機層の中で最も薄く形成することにより、透過率が悪化することを防止している。
また、最上層の有機層１６は、無機層１４を保護するための保護層としての役割を有するものであり、無機層の下地となるものではないため、表面の平滑性を向上させるために厚く形成する必要もない。
また、有機層を厚くしすぎると割れが発生するおそれがあるが、厚くする必要がない最上層の有機層１６を薄くすることにより、割れが発生することを防止している。
【００４２】
また、本発明においては、全ての有機層は、全ての無機層よりも厚くなるように形成されている。すなわち、本実施例においては、第１の有機層１２および最上層の有機層１６は、無機層１４よりも、厚くなるように形成されている。
前述のとおり、無機層は、凹凸を包埋し平滑な表面を有する有機層上に形成されるので、厚く形成して欠陥が生じることを防止する必要がない。そのため、無機層を薄く形成しても、欠陥が生じることがなく、十分なガスバリア性を実現できる。
また、全ての有機層は、全ての無機層よりも厚くなるように形成することにより、保護性を得ることができ、耐衝撃性等を向上させることができる点で好ましい。また、有機層は無機層に比べ生産性が高いので、厚い有機層を付与しても生産上の律速にはならない。
【００４３】
ここで、第１の有機層１２の厚さは、５００〜３０００ｎｍとすることが好ましい。第１の有機層１２の厚さを５００ｎｍ以上とすることにより、基板Ｂ０上の凹凸を十分に包埋することができ、無機層を形成するための下地としての表面の平滑性を向上させることができる。また、第１の有機層１２は厚くしすぎると割れが生じたり、透過率が低下するおそれがある。そのため、３０００ｎｍ以下の厚さとすることが好ましい。さらに、第１の有機層１２の厚さは、５００〜２５００ｎｍとすることがより好ましい。
【００４４】
また、最上層の有機層１６の厚さは、８０〜１０００ｎｍとすることが好ましい。最上層の有機層１６の厚さを８０ｎｍ以上とすることにより、無機層１４を十分に保護することができる。また、割れを防止し、透過率の低下を防止することができる点で、最上層の有機層１６の厚さを１０００ｎｍ以下とすること好ましい。さらに、最上層の有機層１６の厚さは、８０〜５００ｎｍとすることがより好ましい。
【００４５】
また、最上層の有機層１６は、他の有機層、すなわち、本実施例においては、第１の有機層１２よりも屈折率が低いことが好ましい。
最上層の有機層１６は、機能性フィルム１０において、空気との界面である。この最上層の有機層１６と空気との屈折率差が大きいと、界面での反射率が大きくなって透過率が低下する。したがって、最上層の有機層１６は、他の有機層よりも屈折率が低くなるように形成することにより、最上層の有機層１６と空気との界面での反射率の増大を防止し、透過率の低下を防止することができる。
【００４６】
具体的には、最上層の有機層１６の屈折率は、１．３５〜１．５５とすることが好ましい。最上層の有機層１６の屈折率をこの範囲とすることにより、空気との界面での反射率の増大を防止し、透過率の低下を防止することができる。
また、最上層の有機層１６以外の有機層、本実施例においては、第１の有機層１２の屈折率は、１．４５〜１．７２とすることが好ましい。最上層の有機層１６以外の有機層の屈折率をこの範囲とすることにより、無機層との界面での反射率の増大を防止し、透過率の低下を防止することができる。
【００４７】
なお、最上層の有機層１６と他の有機層とを、異なる屈折率とするために、異なる材料で形成してもよい。あるいは、最上層の有機層１６の材料に中空のシリカ粒子等を添加して、形成された最上層の有機層１６の屈折率が低くなるようにしてもよい。あるいは、他の有機層（第１の有機層１２）に酸化ジルコニア、酸化チタン等を添加して、他の有機層の屈折率が高くなるようにしてもよい。
【００４８】
また、第１の有機層１２の塗料（材料）を塗布する際の、塗料の粘度は１０ｃＰ以下であることが好ましい。第１の有機層１２の塗料の粘度を１０ｃＰ以下とすることにより、塗料を塗布した際に、基板Ｂ０表面の凹凸を覆いやすく、また、形成される表面の平滑性が高くなる。また、ダイコータを用いた塗布により形成する場合には、第１の有機層１２の塗料の粘度は、０．８ｃＰ以上であることが好ましい。塗料の粘度が、０．８ｃＰ以下では、液落ち現象が発生するので好ましくない。
【００４９】
また、最上層の有機層１６の塗料を塗布する際の、塗料の粘度は５ｃＰ以下であることが好ましい。最上層の有機層１６の塗料の粘度を５ｃＰ以下とすることにより、最上層の有機層１６の厚さを薄く形成することが容易になる。また、ダイコータを用いた塗布により形成する場合には、最上層の有機層１６の塗料の粘度は、０．８ｃＰ以上であることが好ましい。塗料の粘度が０．８ｃＰ以下では、液落ち現象が発生するので好ましくない。
【００５０】
このようにして有機膜を成膜された基板Ｂは、搬送ローラ対３８に挟持搬送されて巻取り軸３４に至り、巻取り軸３４によってロール状に巻き取られる。
ここで、基板Ｂ０上に第１の有機層１２を形成した際には、基板Ｂ０上に第１の有機層１２が形成された基板Ｂｙ１（以下、単に「基板Ｂｙ１」ともいう）としてロール状に巻き取られて基板ロール４２とされ、次いで、無機成膜装置２２（その供給室５０）に供給される。
一方、基板Ｂｍ２上に最上層の有機層１６を形成した際には、巻取り軸３４によってロール状に巻回され機能性フィルムロールとして、次の工程に供される。
【００５１】
無機成膜装置２２は、基板Ｂｙ１の表面（すなわち第１の有機層１２の表面）に、真空成膜法によって無機層１４を成膜（形成）するもので、供給室５０と、成膜室５２と、巻取り室５４とを有する。
無機成膜装置２２も、有機成膜装置２０と同様に、ロール・ツー・ロールによる成膜を行なう装置で、基板ロール４２から基板Ｂｙ１を送り出し、長手方向に搬送しつつ無機層１４を成膜して、第１の有機層１２と無機層１４とを成膜した基板Ｂｍ２を巻取り軸５８によってロール状に巻き取る。
【００５２】
供給室５０は、回転軸５６と、ガイドローラ６０と、真空排気手段６１とを有する。
無機成膜装置２２において、基板Ｂ０に第１の有機層１２を成膜してなる基板Ｂｙ１を巻回した基板ロール４２は、供給室５０の回転軸５６に装填される。
回転軸５６に基板ロール４２が装填されると、基板Ｂｙ１は、供給室５０から、成膜室５２を通り、巻取り室５４の巻取り軸５８に至る所定の搬送経路を通される（送通される）。無機成膜装置２２においても、基板ロール４２からの基板Ｂｙ１の送り出しと、巻取り軸５６における基板Ｂｍ２の巻き取りとを同期して行なって、長尺な基板Ｂｙ１を所定の搬送経路で長手方向に搬送しつつ、成膜室５２において、基板Ｂｙ１に無機層１４の成膜を連続的に行なう。
【００５３】
供給室５０においては、図示しない駆動源によって回転軸５６を図中時計方向に回転して、基板ロール４２から基板Ｂｙ１を送り出し、ガイドローラ６０によって所定の経路を案内して、基板Ｂｙ１を成膜室５２に送る。
また、供給室５０には、真空排気手段６１が配置され、供給室５０内を、成膜室５２における成膜圧力に応じた所定の真空度（圧力）に減圧する。これにより、供給室５０の圧力が、成膜室５２の圧力（成膜）に悪影響を与えることを防止する。なお、真空排気手段６１は、後述する成膜室５２の真空排気手段７４と同様、公知の物を用いればよい。
【００５４】
なお、供給室５０には、図示した部材以外にも、搬送ローラ対や、基板Ｂｙ１の幅方向の位置を規制するガイド部材など、基板Ｂｙ１を所定の経路で搬送するための各種の部材（搬送手段）を有してもよい。
【００５５】
基板Ｂｙ１は、ガイドローラ６０によって案内され、成膜室５２に搬送される。
成膜室５２は、基板Ｂｙ１の表面（すなわち第１の有機層１２の表面）に、真空成膜法によって無機層１４を成膜（形成）するものである。図示例において、成膜室５２は、ドラム６２と、成膜手段６４と、ガイドローラ６８と、ガイドローラ７２と、真空排気手段７４とを有する。
なお、成膜室５２が、スパッタリングやプラズマＣＶＤ等による成膜をおこなうものである場合には、成膜室５２には、さらに、高周波電源やガス導入手段等も設置される。
【００５６】
基板Ｂｙ１は、供給室５０と成膜室５２とを分離する隔壁７６に形成されるスリット７６ａから、成膜室５２に搬送される。
なお、図示例の無機成膜装置２２は、好ましい態様として、供給室５０および巻取り室５４にも真空排気手段を設け、成膜室５２における成膜圧力に応じて、供給室５０および巻取り室５４も真空とするが、本発明を実施する装置は、これに限定はされない。
例えば、供給室５０および巻取り室５４には、真空排気手段を設けずに、基板Ｂｙ１が通過するスリットを、基板Ｂｙ１に接触することなく、かつ、基板Ｂｙ１が通過可能な最小限のサイズとすることにより、成膜室５２を略気密に構成してもよい。あるいは、供給室５０および巻取り室５４には、真空排気手段を設けずに、供給室５０および巻取り室５４と、成膜室５２との間に、基板Ｂｙ１が通過するサブチャンバを設け、このサブチャンバ内を真空ポンプによって真空にしてもよい。
【００５７】
成膜質５２に搬送された基板Ｂｙ１は、ガイドローラ６８によって所定の経路に案内され、ドラム６２の所定位置に巻き掛けられる。基板Ｂｙ１は、ドラム６２によって所定位置に位置されつつ長手方向に搬送され、成膜手段６４によって無機成膜法によって無機層１４を成膜される。
【００５８】
成膜室５２のドラム６２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。
供給室５０から供給され、ガイドローラ６８によって所定の経路に案内され、ドラム６２の所定位置に巻き掛けられた基板Ｂｙ１は、ドラム６２の周面の所定領域に掛け回されて、ドラム６２に支持／案内されつつ、所定の搬送経路を搬送され、成膜手段６４によって、表面（第１の有機層１２の上）に、無機層１４を形成される。また、成膜室５２が、スパッタリングやプラズマＣＶＤ等による成膜をおこなうものである場合には、ドラム６２は、対向電極としても作用するように、接地（アース）されてもよく、あるいは高周波電源に接続されてもよい。さらに、ドラム６２は、冷却手段等の温度調節手段を内蔵してもよい。
【００５９】
成膜手段６４は、真空成膜法によって、第１の有機層１２を成膜された基板Ｂｙ１の表面に無機層１４を成膜するためのものである。
ここで、本発明の製造方法においては、無機層１４の成膜方法には、特に限定は無く、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティング等、公知の真空成膜法（気相堆積法）が、全て、利用可能である。
【００６０】
従って、無機成膜装置２２の成膜室５２において、成膜手段６４は、実施する真空成膜法に応じた、各種の部材で構成される。
例えば、成膜室５２がＩＣＰ−ＣＶＤ法（誘導結合型プラズマＣＶＤ）によって無機層１４の成膜を行なうものであれば、成膜手段６４は、誘導磁場を形成するための誘導コイルや、成膜領域に反応ガスを供給するためのガス供給手段等を有して構成される。
成膜室５２が、ＣＣＰ−ＣＶＤ法（容量結合型プラズマＣＶＤ）によって無機層１４の成膜を行なうものであれば、成膜手段６４は、中空状でドラム６２に対向する面に多数の小孔を有し反応ガスの供給源に連結される、高周波電極および反応ガス供給手段として作用するシャワー電極等を有して構成される。
成膜室５２が、ＣＶＤ法によって無機層１４の成膜を行なうものであれば、成膜手段６４は、ガスの供給手段等を有して構成される。
さらに、成膜室５２が、スパッタリングによって無機層１４の成膜を行なうものであれば、成膜手段６４は、ターゲットの保持手段や高周波電極、ガスの供給手段等を有して構成される。
【００６１】
真空排気手段７４は、成膜室５２内を真空排気して、真空成膜法による無機層１４の成膜に応じた真空度とするものである。
真空排気手段７４にも、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。
【００６２】
ドラム６２に支持／搬送されつつ、成膜手段６４によって無機層１４を成膜された基板Ｂｙ１すなわち基板Ｂｍ２は、ガイドローラ７０によって所定経路に案内されて、巻取り室５４に搬送されて、巻取り軸５８によってロール状に巻き取られて基板ロール４０とされ、再び、有機成膜装置２０に供給される。
【００６３】
本発明の製造方法において、成膜する無機層１４には、特に限定はなく、ガスバリア性（水蒸気バリア性）を発現する公知の膜が、各種、利用可能である。
【００６４】
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； 酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素、酸炭化ケイ素、酸化窒化炭化ケイ素などのケイ素酸化物； 窒化ケイ素、窒化炭化ケイ素などのケイ素窒化物； 炭化ケイ素等のケイ素炭化物； 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の、無機化合物からなる膜が、好適に例示される。
特に、窒化珪素、酸化珪素、酸窒化珪素、酸化アルミニウムは、より好適なガスバリア性を発現できる点で、機能性フィルムの無機層として、好適に例示される。
【００６５】
また、本発明において、無機膜は、図１に示す無機層１４のように、ガスバリア性を発現する無機化合物からなる層の単層膜に限定はされず、各種の層構成を有する無機膜が利用可能である。
【００６６】
ここで、前述のとおり、本発明においては、全ての無機層は全ての有機層よりも厚さが薄くなるように形成されている。すなわち、本実施例においては、無機層１４は、第１の有機層１２および最上層の有機層１６よりも、薄くなるように形成されている。
前述のとおり、本発明において、無機層は、凹凸を包埋し平滑な表面を有する有機層上に形成されるので、厚く形成して欠陥が生じることを防止する必要がない。そのため、無機層を薄く形成しても、欠陥が生じることがなく、十分なガスバリア性を実現できる。
【００６７】
また、無機層１４の厚さには、特に限定はないが、１５〜１００ｎｍとすることが好ましい。無機層１４の厚さを１５ｎｍ以上とすることにより、十分なガスバリア性を実現することができる。また、無機層１４を厚くしすぎると割れてしまうおそれがあるが、無機層１４の厚さを１００ｎｍ以下とすることにより、割れが発生することを防止できる。さらに、無機層１４の厚さは、２０〜７５ｎｍとすることがより好ましい。
【００６８】
また、全ての無機層の屈折率は、全ての有機層の屈折率よりも高いことが好ましい。全ての無機層の屈折率を全ての有機層の屈折率よりも高くすることにより、無機膜が、自身の屈折率よりも低い屈折率の有機層に挟まれる。これにより、干渉縞を打ち消しあうため、反射防止の機能を付与することができ、機能性フィルムの反射率が増大することを防止でき、透過率を向上させることができる。
【００６９】
ここで、無機層の屈折率は、１．８２以下とすることが好ましい。無機層の屈折率を１．８２以下とすることにより、有機層との屈折率差を小さくして、有機層との界面での反射率の増大を防止し、透過率の低下を防止することができる。
【００７０】
本発明においては、成膜室５２に配置される無機層１４の成膜手段は１つに限定はされず、２以上の成膜手段を有するものであってもよい。さらに、無機層１４は、単層に限定はされず、複数層であってもよい。無機膜を複数層形成する場合には、各層は、同じものであっても、互いに異なるものであってもよい。
【００７１】
製造装置１０において、成膜室５２で成膜手段６４によって無機層１４を成膜された基板Ｂｙ１すなわち基板Ｂｍ２は、ガイドローラ７０によって案内されて、成膜室５２と巻取り室５４とを分離する隔壁７８に形成されたスリット７８ａから、巻取り室５４に搬送される。
【００７２】
図示例において、巻取り室５４は、ガイドローラ８０と、巻取り軸５８と、真空排気手段８２とを有する。
巻取り室５４に搬送されたＢｍ２は、ガイドローラ８０に案内されて巻取り軸５８に搬送され、巻取り軸５８によってロール状に巻回され基板Ｂｍ２として、次の工程に供される。また、先の供給室５０と同様、巻取り室５４にも真空排気手段８２が配置され、成膜中は、巻取り室５４も、成膜室５２における成膜圧力に応じた真空度に減圧される。なお、真空排気手段８２も、成膜室５２の真空排気手段７４と同様、公知の物を用いればよい。
【００７３】
以上の実施例においては、第１の有機層１２と最上層の有機層１６とを同じ有機成膜装置２０にて形成したが、本発明は、これに限定はされず、第１の有機層１２と最上層の有機層１６とをそれぞれ異なる有機成膜装置で形成してもよい。
また、第１の有機層１２と最上層の有機層１６とを同じ成膜方法で形成したが、本発明は、これに限定はされず、第１の有機層１２と最上層の有機層１６とをそれぞれ異なる成膜方法で形成してもよい。例えば、第１の有機層をフラッシュ蒸着法により形成し、最上層の有機層を塗布により形成してもよい。
【００７４】
また、本発明の製造方法において、基板上に有機層と無機層とを交互に形成してなる機能性フィルムは、図１に示すような『第１の有機層１２／無機層１４／最上層の有機層１６』の３層構成に限定はされず、図３（Ａ）に示す５層構成（『第１の有機層１２／無機層１４／中間の有機層１１２／無機層１４／最上層の有機層１６』）の機能性フィルムや、図３（Ｂ）に示す７層構成（『第１の有機層１２／無機層１４／第２の有機層１１２／無機層１４／第２の有機層１１２／無機層１４／最上層の有機層１６』）の機能性フィルムのように、５層以上の層構成を有する機能性フィルムであってもよい。
【００７５】
図３（Ａ）および（Ｂ）に本発明の機能性フィルムの他の一例の概念図を示す。
なお、図３（Ａ）および（Ｂ）に示す機能性フィルム１１０および１２０は、図１に示す機能性フィルム１０において、更に、第２の有機層１１２と無機層１４とを有する以外は、同じ構成を有するので、同じ部位には同じ符号を付し、以下の説明は異なる部位を主に行う。
【００７６】
図３（Ａ）に示す機能性フィルム１１０は、基板Ｂ０の表面に、ポリマーを主成分とする第１の有機層１２を成膜（形成）し、この第１の有機層１２の上に真空成膜法によって無機層１４を成膜し、この無機層１４の上に、第２の有機膜１１２を成膜し、この第２の有機膜１１２の上に無機層１４を成膜し、この無機層１４の上に、最上層の有機層１６を成膜（形成）した機能性フィルムである。
【００７７】
第２の有機膜１１２は、基板Ｂ０上に第１の有機層１２と無機層１４とが成膜された基板Ｂｍ２上に、すなわち、無機層１４上に、有機成膜装置２０によって形成される。
有機成膜装置２０による第２の有機膜１１２の成膜方法は、基本的に第１の有機層１２および最上層の有機層１６と同様である。
【００７８】
ここで、本発明においては、第２の有機層１１２の厚さは、第１の有機層１２以下の厚さであり、最上層の有機層１６以上の厚さである。
第２の有機層１１２の厚さを最上層の有機層１６以上の厚さとすることにより、基板Ｂｍ２の凹凸を包埋し平滑性を向上させることができ、この第２の有機層１１２上に形成される無機層１４に欠陥が発生することを防止でき、ガスバリア性を向上させることができる。ここで、第２の有機層１１２は、基板Ｂ０に比べて凹凸の少ない無機層１４上に形成されるので、基板Ｂ０上に形成される第１の有機層１２以下の厚さとしても、十分に基板Ｂｍ２の凹凸を包埋し、平滑性を向上させることができる。また、第２の有機層１１２の厚さを第１の有機層１２以下の厚さとすることにより、割れが発生することを防止でき、また、透過率が低下することを防止することができる。
【００７９】
ここで、第２の有機層１１２の厚さは、５００〜３０００ｎｍとすることが好ましい。第２の有機層１１２の厚さを５００ｎｍ以上とすることにより、基板Ｂ０上の凹凸を十分に包埋することができ、無機層を形成するための下地としての表面の平滑性を向上させることができる。また、第２の有機層１１２の厚さを３０００ｎｍ以下とすることにより、割れが生じたり、透過率が低下することを防止することができる。さらに、第２の有機層１１２の厚さは、５００〜２５００ｎｍとすることがより好ましい。
【００８０】
また、第２の有機層１１２の屈折率は、最上層の有機層１６よりも高くすることが好ましい。第２の有機層１１２の屈折率を、最上層の有機層１６よりも高くすることにより、無機層との界面での反射率の増大を防止し、透過率の低下を防止することができる。具体的には、第２の有機層１１２の屈折率は、１．４５〜１．７２とすることが好ましい。
【００８１】
図３（Ｂ）に示す機能性フィルム１２０は、図３（Ａ）に示す機能性フィルム１１０において、最上層の有機層１６を形成する前に、更に、第２の有機膜１１２および無機層１４を形成したものである。すなわち、機能性フィルム１２０は、７層の層構成を有する機能性フィルムである。
このように、第２の有機膜１１２および無機層１４を重ねて７層以上の層構成を有する機能性フィルムとすることもできる。
【００８２】
以上、本発明の機能性フィルムおよび機能性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。
【実施例】
【００８３】
以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明を、より詳細に説明する。
【００８４】
［実施例１１］
実施例１として、図１に示すような３層構成の機能性フィルムを作成した。
基板Ｂ０として、幅が１０００ｍｍで厚さが１００μｍの長尺なＰＥＴフィルム（ポリエチレンテレフタレート）を用いた。
第１の有機層１２を成膜するための塗料としては、アクリレート系モノマー（日本化薬社製、TMPTA） ２００ｇ、光重合開始剤（長瀬産業社製、Irg907） ２０ｇ、有機溶剤（MEK） １７００ｇの割合で混合した混合溶液を用いた。さらに、混合溶媒に酸化チタンの分散液（JSR社製）を５g（MEK１０％分散）を混ぜ、屈折率を調整した。
【００８５】
基板Ｂ０の表面に、図２（Ａ）に示す有機成膜装置２０を用いて、調製した塗料を塗布／乾燥し、紫外線照射によってモノマー混合物を重合して、第１の有機層１２を成膜した。
塗布手段２６は、ダイコータを用い、塗料の液厚が１０μｍとなるように塗布を制御した。乾燥手段２８は、１００度の温風による乾燥手段を用いて塗料を乾燥した。さらに、ＵＶ照射装置３０は、紫外線照射装置を用いた。ＵＶ照射装置は、紫外線の照射量が積算照射量で約５００ｍＪ／ｃｍ２となるように、光量を制御した。得られた第１の有機層１２の膜厚は、１０００ｎｍであった。また、第１の有機層１２の屈折率を測定したところ、１．６０であった。
【００８６】
次いで、基板ロール４２を図２（Ｂ）に示す無機成膜装置２２に装填して、第１の有機層１２を成膜した基板Ｂｙ１の表面に、無機層１４として膜厚５０ｎｍの酸化アルミウム膜（アルミナ膜）を成膜した。
成膜室５２は、反応性スパッタリングによる成膜装置とした。ターゲットとして金属アルミニウムを、プロセスガスとして酸素ガスおよびアルゴンガスを用いた。
【００８７】
基板ロール４２を供給室５０の回転軸５６に装填した後、成膜室５２経て巻取り室５４に至る所定の搬送経路で、基板Ｂｙ１を挿通した。
次いで、真空排気手段７４を駆動して、成膜室５２の排気を開始し、圧力が５×１０−4Ｐａとなった時点で、成膜室５２へのプロセスガスの導入を開始し、さらに真空排気手段７４による排気を制御して、成膜室５２内の圧力を１×１０−3Ｐａとした。また、成膜室５２の排気開始と同じに、供給室５０および巻取り室５４も、真空排気手段６１および８２を駆動して排気を行い、内部の圧力を５×１０−4Ｐａに制御した。
成膜室５２へのガス導入開始と同時に、基板Ｂｙ１の搬送を開始し、各室の圧力が５×１０−4Ｐａで安定した時点で、成膜手段６４のカソードへの電力供給を開始して、基板Ｂｙ１（第１の有機層１２の表面）に、反応性スパッタリングによる無機層１４（酸化アルミニウム膜）の成膜を行なった。また、無機層１４の屈折率は、１．６８となるように導入する酸素の量で調整した。
【００８８】
次いで、基板ロール４０を図２（Ａ）に示す有機成膜装置２０に装填して、無機層１４を成膜した基板Ｂｍ２の表面に、最上層の有機層１６を成膜した。
最上層の有機層１６を成膜するための塗料としては、アクリレート系モノマー（日本化薬社製、TMPTA） ５０ｇ、光重合開始剤（長瀬産業社製、Irg907） ２０ｇ、有機溶剤（MEK） １７００ｇの割合で混合した混合溶液を用いた。混合溶媒に酸化チタンの分散液（JSR社製）を５g（MEK１０％分散）を混ぜ、屈折率を調整した。
【００８９】
基板Ｂｍ２の表面に、図２（Ａ）に示す有機成膜装置２０を用いて、調製した塗料を塗布／乾燥し、紫外線照射によってモノマー混合物を重合して、最上層の有機層１６を成膜した。
塗布手段２６は、ダイコータを用い、塗料の液厚が４μｍとなるように塗布を制御した。ＵＶ照射装置３０は、紫外線の照射量が積算照射量で約５００Ｊ／ｃｍ２となるように、光量を制御した。得られた最上層の有機層１６の膜厚は、１００ｎｍであった。また、最上層の有機層１６の屈折率を測定したところ、１．４５であった。
【００９０】
作製した機能性フィルムについて、Ｃａ法によって、４０℃／相対湿度９０％における水蒸気透過率を測定しガスバリア性を評価した。
水蒸気透過率が、１．０×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）未満の場合を◎；
１．０×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以上、２．０×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）未満の場合を○；
２．０×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以上、１．６×１０−３ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）未満の場合を△；
１．６×１０−３ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以上の場合を×； とした。
測定の結果、水蒸気透過率は、１．５×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「○」であった。
【００９１】
また、作製した機能性フィルムについて、分光光度計によって、全光線透過率を測定し、透過率を評価した。
全光線透過率が、８５％以上の場合を○；
８５％未満、６８％以上の場合を△；
６８％未満の場合を×； とした。
測定の結果全光線透過率は、８８％で、評価は、「○」であった。
ガスバリア性、透過率ともに、評価「△」以上であれば、実用上問題ない性能である。
【００９２】
［実施例１２］
第１の有機層１２の厚さを１５０ｎｍとした以外は、前記実施例１１と全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、１．５×１０−３ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「△」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、８８％で、評価は「○」であった。
【００９３】
［実施例１３］
第１の有機層１２の厚さを３１００ｎｍとし、最上層の有機層１６の厚さを１０００ｎｍとした以外は、前記実施例１１と全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、２．４×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「○」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、８９％で、評価は「○」であった。
【００９４】
［実施例１４］
第１の有機層１２の厚さを５００ｎｍとした以外は、前記実施例１１と全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、１．８×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「○」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、８８％で、評価は「○」であった。
【００９５】
［実施例１５］
最上層の有機層１６の厚さを５００ｎｍとした以外は、前記実施例１１と全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、１．６×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「○」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、８３％で、評価は「△」であった。
【００９６】
［実施例１６］
最上層の有機層１６の厚さを１０００ｎｍとした以外は、前記実施例１１と全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、１．７×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「○」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、７８％で、評価は「△」であった。
【００９７】
［比較例１１］
第１の有機層１２の厚さを４０ｎｍとし、第１の有機層１２を無機層１４よりも薄くした以外は、前記実施例１１と全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、３．５×１０−３ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「×」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、８８％で、評価は「○」であった。
【００９８】
［比較例１２］
第１の有機層１２の厚さを７５ｎｍとし、第１の有機層１２を他の有機層、すなわち、最上層の有機層１６よりも薄くした以外は、前記実施例１１と全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、２．５×１０−３ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「×」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、８８％で、評価は「○」であった。
【００９９】
［比較例１３］
最上層の有機層１６の厚さを１０ｎｍとし、最上層の有機層１６を無機層１４よりも薄くした以外は、前記実施例１１と全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、２．１×１０−３ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「×」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、８９％で、評価は「○」であった。
【０１００】
［実施例２１］
実施例２１として、図３（Ａ）に示すような５層構成の機能性フィルムを作製した。
実施例２１では、実施例１１の機能性フィルムの最上層の有機層１６の前に（下層に）、第２の有機層１１２および無機層１４を形成した以外は、実施例１１の機能性フィルムと全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、第２の有機層１１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
【０１０１】
基板Ｂ０上に、第１の有機層１２と無機層１４とが形成された基板Ｂｍ２の表面に、図２（Ａ）に示す有機成膜装置２０を用いて、調製した塗料を塗布／乾燥し、紫外線照射によってモノマー混合物を重合して、第２の有機層１１２を成膜した。
第２の有機層１１２を成膜するための塗料としては、アクリレート系モノマー（日本化薬社製、TMPTA） ２００ｇ、光重合開始剤（長瀬産業社製、Irg907） ２０ｇ、有機溶剤（MEK） １７００ｇの割合で混合した混合溶液を用いた。さらに、混合溶媒に酸化チタンの分散液（JSR社製）を５g（MEK１０％分散）を混ぜ、屈折率を調整した。
【０１０２】
塗布手段２６は、ダイコータを用い、塗料の液厚が５μｍとなるように塗布を制御した。ＵＶ照射装置３０は、紫外線の照射量が積算照射量で約５００ｍＪ／ｃｍ２となるように、光量を制御した。得られた第２の有機層１１２の膜厚は、５００ｎｍであった。また、第２の有機層１１２の屈折率を測定したところ、１．６０であった。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、８．４×１０−５ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「◎」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、８８％で、評価は「○」であった。
【０１０３】
［実施例２２］
第２の有機層１１２の厚さを１０００ｎｍとし、最上層の有機層１６の厚さを１０００ｎｍとした以外は、前記実施例２１と全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、第２の有機層１１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、７．６×１０−５ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「◎」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、７６％で、評価は「△」であった。
【０１０４】
［比較例２１］
第２の有機層１１２の厚さを４０ｎｍとし、第２の有機層１１２を無機層１４よりも薄くした以外は、前記実施例２１と全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、第２の有機層１１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、４．５×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「△」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、８８％で、評価は「○」であった。
【０１０５】
［比較例２２］
第２の有機層１１２の厚さを７５ｎｍとし、第２の有機層１１２を他の有機層、すなわち、最上層の有機層１６よりも薄くした以外は、前記実施例２１と全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、第２の有機層１１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、３．８×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「△」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、８８％で、評価は「○」であった。
【０１０６】
［比較例２３］
第２の有機層１１２の厚さを２０００ｎｍとし、第２の有機層１１２を第１の有機層よりも厚くした以外は、前記実施例２１と全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、第２の有機層１１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、２．１×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「△」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、８８％で、評価は「○」であった。
評価結果を、下記表１に示す。
【０１０７】
【表１】
【０１０８】
上記表１に示されるように、第１の有機層の厚さが他の有機層以上の厚さであり、最上層の有機層の厚さが他の有機層以下の厚さであり、かつ、全ての有機層が全ての無機層よりも厚いという本発明の実施例は、いずれも高いガスバリア性および透過率性を実現できた。
また、実施例においては、全ての有機層の屈折率を全ての無機層よりも低くしたので、反射率を低減することができ、優れた透過率を実現できた。
なお、第１の有機層の厚さが５００ｎｍ以下となる実施例１２では、ガスバリア性がやや低下した。これは、層の厚さが薄すぎて、平滑性が得られず、無機層のガスバリア性が低下したと考えられる。また、第１の有機層の厚さが３０００ｎｍ以上となる実施例１３では、ガスバリア性がやや低下した。これは、層の厚さが厚すぎて、割れが発生したと考えられる。従って、第１の有機層の厚さは、５００〜３０００ｎｍが好ましいことが分かる。
また、実施例１５および１６から、最上層の有機層の厚さが厚くなるほど、透過率が低下することがわかる。従って、最上層の有機層は薄いことが好ましいことがわかる。
これに対して、有機層が無機層よりも薄い比較例１１、１３、２１では、ガスバリア性が低下した。これは、無機層の下地層となる有機層の厚さが薄いため、平滑性が得られず、無機層のガスバリア性が低下したり（比較例１１、２１）、あるいは、無機層の保護が十分でないため、無機層が割れるなどしてガスバリア性が低下した（比較例１３）ものと考えられる。
また、第１の有機層の厚さが、他の有機層よりも薄い比較例１２、および、第２の有機層の厚さが、最上層の有機層よりも薄い比較例２２では、ガスバリア性が低下した。これは、無機層の下地層となる有機層の厚さが薄いため、平滑性が得られず、無機層のガスバリア性が低下したものと考えられる。また、第２の有機層の厚さが、第１の有機層よりも厚い比較例２３では、ガスバリア性が低下していた。これは、第２の有機層が厚くなりすぎて、層に割れが発生したものと考えられる。
【０１０９】
次に、実施例３として、実施例１１の機能性フィルムの屈折率を変更した実施例の比較を行なった。
［実施例３１］
第１の有機層および最上層の有機層の屈折率は、有機層の塗料に混合する酸化チタンの分散液（JSR社製）の比率を変更して、屈折率を調整した。
実施例３１では、第１の有機層１２の屈折率を、１．６４とし、無機層１４の屈折率を１．７２とし、最上層の有機層１６の屈折率を１．４５とした以外は、実施例１１の機能性フィルムと全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、１．５×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「○」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、８８％で、評価は「○」であった。
【０１１０】
［実施例３２］
最上層の有機層１６の屈折率を１．６０とした以外は、実施例３１の機能性フィルムと全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、１．４×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「○」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、７９％で、評価は「△」であった。
【０１１１】
［実施例３３］
最上層の有機層１６の屈折率を１．６４とした以外は、実施例３１の機能性フィルムと全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、１．６×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「○」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、７４％で、評価は「△」であった。
【０１１２】
［実施例３４］
第１の有機層１２の屈折率を１．４５とし、最上層の有機層１６の屈折率を１．７５とした以外は、実施例３１の機能性フィルムと全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、１．５×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「○」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、６８％で、評価は「△」であった。
【０１１３】
［実施例３５］
第１の有機層１２の屈折率を１．４５とし、最上層の有機層１６の屈折率を１．６４とした以外は、実施例３１の機能性フィルムと全く同様にして、基板Ｂ０の表面に第１の有機層１２、無機層１４、最上層の有機層１６の順に成膜して、機能性フィルムを作製した。
作製後、実施例１１と同様に、ガスバリア性を評価したところ、水蒸気透過率は、１．４×１０−４ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）で、評価は「○」であった。また、透過率を評価したところ、全光線透過率は、７４％で、評価は「△」であった。
評価結果を、下記表２に示す。
【０１１４】
【表２】
【０１１５】
上記表２に示されるように、無機層の屈折率が有機層よりも低い実施例３４は、透過率が低下しており、無機層の屈折率が有機層よりも高いことが好ましいことがわかる。また、最上層の有機層の屈折率が他の有機層よりも高い実施例３３、３４、３５は、透過率が低下しており、最上層の有機層が他の有機層よりも屈折率が高いことが好ましいことがわかる。また、実施例３１、３２、３３から、最上層の屈折率が小さいほど透過率が高くなっており、最上層の屈折率は小さいことが好ましいことがわかる。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
【符号の説明】
【０１１６】
１０、１１０、１２０ 機能性フィルム
１２ 第１の有機膜
１４ 無機膜
１６ 最上層の有機膜
２０ 有機成膜装置
２２ 無機成膜装置
２６ 塗布手段
２８ 乾燥手段
３０ ＵＶ照射装置
３２，５６ 回転軸
３４，５８ 巻取り軸
３６，３８ 搬送ローラ対
４０，４２ 基板ロール
５０ 供給室
５２ 成膜室
５４ 巻取り室
６０，６８，７２，８０ ガイドローラ
６１，７４，８２ 真空排気手段
６２ ドラム
６４ 成膜手段
７６，７８ 隔壁
７６ａ、７８ａ スリット
１１２ 第２の有機膜
Ｂ０、Ｂｙ１、Ｂｍ２ 基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に少なくとも２層の有機層と、少なくとも１層の無機層とが交互に形成されており、
前記基板から最も遠い層である最上層が有機層であり、
前記有機層のうち、前記基板上に直接形成される第１の有機層の厚さは他の有機層以上の厚さであり、前記最上層の有機層の厚さは他の有機層以下の厚さであり、
かつ、全ての有機層は全ての無機層よりも厚いことを特徴とする機能性フィルム。
【請求項２】
全ての有機層は全ての無機層よりも屈折率が低い請求項１に記載の機能性フィルム。
【請求項３】
前記第１の有機層の厚みが５００〜３０００ｎｍで、前記最上層の有機層の厚みが８０〜１０００ｎｍである請求項１または２に記載の機能性フィルム。
【請求項４】
前記無機層は、窒化珪素、酸化珪素、酸窒化珪素、酸化アルミニウムのいずれかで構成されている請求項１〜３のいずれかに記載の機能性フィルム。
【請求項５】
前記最上層の有機層は他の有機層よりも屈折率が低い請求項１〜４のいずれかに記載の機能性フィルム。
【請求項６】
前記第１の有機層と前記最上層の有機層とが異なる材料で構成されている請求項５に記載の機能性フィルム。
【請求項７】
基板上に少なくとも２層の有機層と、少なくとも１層の無機層とを交互に形成する機能性フィルムの製造方法において、
前記基板から最も遠い最上層に有機層を形成し、
前記有機層のうち、前記基板上に直接形成する第１の有機層の厚さを他の有機層以上の厚さに形成し、前記最上層の有機層の厚さを他の有機層以下の厚さに形成し、
かつ、全ての有機層を全ての無機層よりも厚く形成することを特徴とする機能性フィルムの製造方法。
【請求項８】
全ての有機層は全ての無機層よりも屈折率が低い請求項７に記載の機能性フィルムの製造方法。
【請求項９】
前記有機層を塗布方式によって形成する請求項７または８に記載の機能性フィルムの製造方法。
【請求項１０】
前記最上層の有機層をダイコータを用いて塗布する請求項９に記載の機能性フィルムの製造方法。
【請求項１１】
前記第１の有機層を形成する材料を塗布する際の、前記第１の有機層の形成材料の粘度が１０ｃＰ以下である請求項９または１０に記載の機能性フィルムの製造方法。
【請求項１２】
前記最上層の有機層を形成する材料を塗布する際の、前記最上層の有機層の形成材料の粘度が５ｃＰ以下である請求項９〜１１のいずれかに記載の機能性フィルムの製造方法。
【請求項１３】
前記無機層を真空成膜法によって形成する請求項７〜１２のいずれかに記載の機能性フィルムの製造方法。
【請求項１４】
前記最上層の有機層は他の有機層よりも屈折率が低い請求項７〜１３のいずれかに記載の機能性フィルムの製造方法。
【請求項１】
基板上に少なくとも２層の有機層と、少なくとも１層の無機層とが交互に形成されており、
前記基板から最も遠い層である最上層が有機層であり、
前記有機層のうち、前記基板上に直接形成される第１の有機層の厚さは他の有機層以上の厚さであり、前記最上層の有機層の厚さは他の有機層以下の厚さであり、
かつ、全ての有機層は全ての無機層よりも厚いことを特徴とする機能性フィルム。
【請求項２】
全ての有機層は全ての無機層よりも屈折率が低い請求項１に記載の機能性フィルム。
【請求項３】
前記第１の有機層の厚みが５００〜３０００ｎｍで、前記最上層の有機層の厚みが８０〜１０００ｎｍである請求項１または２に記載の機能性フィルム。
【請求項４】
前記無機層は、窒化珪素、酸化珪素、酸窒化珪素、酸化アルミニウムのいずれかで構成されている請求項１〜３のいずれかに記載の機能性フィルム。
【請求項５】
前記最上層の有機層は他の有機層よりも屈折率が低い請求項１〜４のいずれかに記載の機能性フィルム。
【請求項６】
前記第１の有機層と前記最上層の有機層とが異なる材料で構成されている請求項５に記載の機能性フィルム。
【請求項７】
基板上に少なくとも２層の有機層と、少なくとも１層の無機層とを交互に形成する機能性フィルムの製造方法において、
前記基板から最も遠い最上層に有機層を形成し、
前記有機層のうち、前記基板上に直接形成する第１の有機層の厚さを他の有機層以上の厚さに形成し、前記最上層の有機層の厚さを他の有機層以下の厚さに形成し、
かつ、全ての有機層を全ての無機層よりも厚く形成することを特徴とする機能性フィルムの製造方法。
【請求項８】
全ての有機層は全ての無機層よりも屈折率が低い請求項７に記載の機能性フィルムの製造方法。
【請求項９】
前記有機層を塗布方式によって形成する請求項７または８に記載の機能性フィルムの製造方法。
【請求項１０】
前記最上層の有機層をダイコータを用いて塗布する請求項９に記載の機能性フィルムの製造方法。
【請求項１１】
前記第１の有機層を形成する材料を塗布する際の、前記第１の有機層の形成材料の粘度が１０ｃＰ以下である請求項９または１０に記載の機能性フィルムの製造方法。
【請求項１２】
前記最上層の有機層を形成する材料を塗布する際の、前記最上層の有機層の形成材料の粘度が５ｃＰ以下である請求項９〜１１のいずれかに記載の機能性フィルムの製造方法。
【請求項１３】
前記無機層を真空成膜法によって形成する請求項７〜１２のいずれかに記載の機能性フィルムの製造方法。
【請求項１４】
前記最上層の有機層は他の有機層よりも屈折率が低い請求項７〜１３のいずれかに記載の機能性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２０１２−５１１７２（Ｐ２０１２−５１１７２Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９４２７２（Ｐ２０１０−１９４２７２）
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【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２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【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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