JP2011184770A - 機能性フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 生産性の高く、高品質で、搬送中に検査が可能な機能性フィルムの製造方法を提供する。
【解決手段】
裏面側に黒色のラミネートフィルムを貼り付けた自己支持性を有する長尺の支持体１２を送り出し、支持体１２を搬送しながら、その表面側に有機膜を形成し、有機膜の表面を検査した後、支持体１２をフィルムロール４２にして巻き取る。フィルムロール４２を真空成膜装置２４内に装填し、フィルムロール４２から連続的に黒色のラミネートフィルムを貼り付けた支持体１２を送り出す。支持体１２を搬送しながら、支持体１２の有機膜上に無機膜を形成し、支持体１２をフィルムロール４８に巻き取る。
【選択図】 図２

Description

本発明は機能性フィルムの製造方法において、特に、支持体上に有機膜と無機膜の積層膜が成膜される機能性フィルムの製造方法に関する。

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、薄膜太陽電池など、各種の装置に、ガスバリアフィルム、保護フィルム、光学フィルタや反射防止フィルム等の光学フィルムなど、各種の機能性フィルムが利用されている。

機能性フィルムを製造するため、スパッタリングやプラズマＣＶＤ等の真空成膜法による成膜が利用されている。真空成膜法によって、効率良く、高い生産性を確保して成膜を行なうためには、長尺な支持体に連続的に成膜を行なうのが好ましい。

このような成膜方法を実施する設備として、長尺な支持体（ウェブとも言う）をロール状に巻回した供給ロールと、成膜済の支持体をロール状に巻回する巻取りロールとを用いる、いわゆるロール・ツー・ロール（Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ）の成膜装置が知られている。

このロール・ツー・ロールの成膜装置は、プラズマＣＶＤによって支持体に成膜を行なう成膜室を通過する所定の経路で、供給ロールから巻取りロールまで長尺な支持体を挿通し、供給ロールからの支持体の送り出しと、巻取りロールによる成膜が形成された支持体の巻取りとを同期して行ないつつ、成膜室において、搬送される支持体に連続的に成膜を行なう。

有機膜上に無機膜を積層してバリアフィルムを製造する工程において、有機膜の故障はその後のバリア性能に大きな影響を与える。特にスジ故障、スリキ故障といった有機膜の欠落やキズはバリア性能を大きく損なう原因になる。

このような故障の発生は大きく分けると２つの要因に分けられる。一つは塗布で発生する場合（塗りつける時の故障）であり、他は塗布した後、無機膜が成膜される前までにダメージを受けてしまうことである。

前者の場合はスジ故障の発生が主な問題であり、平滑層の機能である有機層が欠落するので、その部分は無機膜が均一に成膜されなくなる。

後者の場合において、スリキ故障の場合、外観そのもので製品の使用上問題となる。また、スリキ故障には支持体の削れたゴミが付着している。そのゴミが無機膜の成膜不良を引き起こす原因にもなりうる。

前者の場合、塗布条件の最適化や種々の技術により回避は可能といえる。ただし、スジ故障等の発生の有無を評価することは製造工程上必要となる。

後者のような問題を解決するために、特許文献１は、有機膜にロール・ツー・ロールで無機膜を形成する際に、有機膜面に接触しないで搬送することを開示する。特許文献１の技術は、有機膜へのダメージを与えずに搬送することができるので有用である。

特開２００９−１７９８５３号公報

ところで、特許文献１の技術の場合、支持体が薄くなると以下のような問題が発生する。真空成膜装置内でロール・ツー・ロール成膜を行なう場合、一般的に、支持体をドラムに密着させることで、裏面から支持体温度を制御し、膜形成を制御する。ドラムとの密着を得るために支持体に対して長手搬送方向へのテンションを付与する必要がある。コシが無い（剛性の低い）薄い支持体の場合には、テンションにより、支持体が曲がり、非接触で浮かせている部分にクニックが発生してしまう。クニックした支持体は、オレシワや局所接触の原因となり有機膜にキズをつけてしまう。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、支持体上の有機膜に無機膜を成膜する際に、性能を劣化させること無く、かつ支持体の表面に発生した傷等の評価を実現できる機能性フィルムの製造方法を提供する。

本発明の一態様によると、機能性フィルムの製造方法において、裏面側に黒色のラミネートフィルムが付与された自己支持性を有する長尺の支持体を送り出し、前記支持体を搬送しながら、前記支持体の表面側に有機膜を形成する第１の工程と、減圧条件下で前記支持体上を搬送しながら、前記有機膜上に無機膜を成膜する第２の工程を有するものであって、前記黒色のラミネートフィルムが付与された状態で前記支持体の表面を検査する第３の工程を含むことを特徴とする。

上記の態様によれば、支持体は裏面側にラミネートフィルムを備えているので、自己支持性を有する。張力を掛けて支持体を搬送しても、この自己支持性により、支持体に縦皺や折れが生じにくい。したがって、縦皺や折れに起因する有機膜や無機膜の抜け／割れ等の欠陥が発生するのを防止できる。さらに、縦皺や折れに起因する支持体とガイドローラとの局所接触を防止できる。これにより、欠陥の少ない高品質の機能性フィルムを得ることができる。

ラミネートフィルムは黒色を有しているので、支持体を搬送しながら、支持体の表面に発生した傷等を容易に検査することができる。ここで、支持体の表面とは、成膜前の状態では支持体の表面を、有機膜が成膜された状態では支持体上の有機膜の表面を、無機膜が成膜された状態では支持体上の無機膜の表面を意味する。

本発明の他の態様によると、好ましくは、前記ラミネートフィルムと前記支持体との総厚みが７５μｍ以上である。

本発明の他の態様によると、好ましくは、前記黒色のラミネートフィルムがＰＥＴフィルムである。

本発明の他の態様によると、好ましくは、前記第１の工程、前記第２の工程、及び第３の工程において、前記支持体の表面側の端部のみをパスローラにより支持して前記支持体を搬送する工程を含む。

本発明の他の態様によると、好ましくは、前記第１の工程、前記第２の工程、及び前記第３の工程を、それぞれ所定回数繰り返す。

本発明の他の態様によると、好ましくは、前記無機膜が５ｎｍ以上２００ｎｍ以下の厚みを有する。

本発明の他の態様によると、好ましくは、前記無機膜が金属、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属フッ化物、もしくはその複合物から成る群から選択された一つを含む。

本発明の他の態様によると、好ましくは、前記有機膜が放射線硬化性のモノマー、及びオリゴマーの一つを含む機能性フィルムの製造方法。

本発明の製造方法によれば、支持体上の有機膜に無機膜を成膜する際に、性能を劣化させること無く、かつ支持体の表面に発生した傷等の評価を実現できる。

機能性フィルムの構成図。 機能性フィルムの製造方法を実施する装置の一例を示す図。 段差付きローラによる搬送状態を示す概念図。 実施例の結果を示す表図。

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について説明する。本発明は以下の好ましい実施の形態により説明されるが、本発明の範囲を逸脱すること無く、多くの手法により変更を行なうことができ、本実施の形態以外の他の実施の形態を利用することができる。したがって、本発明の範囲内における全ての変更が特許請求の範囲に含まれる。また、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を含む範囲を意味する。

図１は、裏面にラミネートフィルムを備えた機能性フィルムの構成図を示す。図１に示すように、機能性フィルム１０は、支持体１２の表面に成膜された有機膜１４と、有機膜１４の上に成膜された無機膜１６を有する。図１に示す機能性フィルム１０は、有機膜１４と無機膜１６の２層の組み合わせを、繰り返しの単位として、これを３回繰り返したものである。機能性フィルム１０は最外層に有機膜１８を有する。支持体１２の表面側に成膜される有機膜１４と無機膜１６の構造は、上述の構造に限定されない。支持体１２の表面側に無機膜／有機膜の順で成膜することができる。

支持体１２の裏面側に黒色のラミネートフィルム２０が貼り付けられる。ラミネートフィルム２０を貼り付けることにより、支持体１２とラミネートフィルム２０との複合材に自己支持性が付与される。支持体１２とラミネートフィルム２０との総厚みｔは７５μｍ以上であることが好ましい。総厚みｔは７５μｍ以上であれば、支持体１２とラミネートフィルム２０との複合材の自己支持性を確保することができる。

ここで、自己支持性とは、フィルムのコシの強さ（剛性）であり、その大きさはヤング率（ＧＰａ）とフィルム厚み（μｍ）の３乗の積で定義される。なお、支持体にラミネートフィルムが貼り付けられた複合体の場合、支持体のヤング率（ＧＰａ）とラミネートフィルムのヤング率（ＧＰａ）の平均値（ＧＰａ）と複合体の総厚み（μｍ）の３乗の積で定義される。本実施の形態において必要な自己支持性の範囲は、２（ＧＰａ）×１００（μｍ）３〜６（ＧＰａ）×２００（μｍ）３となる。

ラミネートフィルム２０は黒色を有しているので、反射を防止できる。したがって、支持体１２の表面の傷等を容易に検出することができる。

有機膜１４及び真空成膜による無機膜１６の成膜が可能なものであれば、支持体１２として、特に限定は無く、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、機能性フィルムに利用されている各種の支持体を使用することができる。

支持体１２に自己支持性を付与でき、黒色に着色できるものであれば、ラミネートフィルム２０として、ＰＥ，ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＣ、ＣＯＰ等を使用することができる。後述するように、ラミネートフィルム２０は、真空成膜による無機膜１６を成膜する時に、支持体１２の裏面に備えていればよい。ラミネートフィルム２０を支持体１２から剥離する場合、支持体１２とラミネートフィルム２０との接着力は、支持体１２の表面側に成膜される有機膜１４又は無機膜１６と支持体１２との接着力より弱くすることが好ましい。

有機膜１４には、例えば、密着性を向上させるためのアンカーコート層、大気圧プラズマで成膜される酸化膜、熱硬化性や紫外線硬化性の有機膜等の無機膜が成膜される前に成膜される全ての膜が含まれる。

無機膜１６は、金属、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属フッ化物もしくはその複合物を、少なくとも一つを含む物であることが好ましい。

無機膜１６、又は無機膜１６と有機膜１４との積層体を支持体１２の表面側に形成することにより、所定の機能を有する機能性フィルム１０を得ることができる。

以下、実施形態に係る機能性フィルムの製造方法、及び製造装置について説明する。機能性フィルムを製造するための製造装置は、例えば、支持体１２の表面に有機膜を成膜する有機膜成膜装置２２と、有機膜上に無機膜を成膜する真空成膜装置２４とで構成される。

図２（Ａ）に、有機膜成膜装置２２の一例を概念的に示す。有機膜成膜装置２２は、送出し機３２、塗布手段２６、加熱手段２８、ＵＶ照射装置３０、巻取り機３４を有する。この有機膜成膜装置２２は、送出し機３２から巻取り機３４間を、ロール・ツー・ロールによって有機膜を成膜するものである。ＵＶ照射装置３０と巻取り機３４の間に、支持体１２の表面を検査するため、ラインセンサ３１、及びラインセンサ３１と電気的に接続された画像処理装置３５が設置される。

有機膜成膜装置２２において、第1に、フィルムロール４０が送出し機３２に装填される。次いで、引取ローラ３６によりフィルムロール４０から支持体１２が長手方向に搬送される。塗布手段２６により、例えば、予め調製した放射線硬化性のモノマー又はオリゴマーが含有された塗布液を支持体１２に塗布される。加熱手段２８により塗布液を乾燥し、溶剤を蒸発させる。ＵＶ照射装置３０で、乾燥後の塗布液に紫外線を照射し、重合反応を開始させる。支持体１２上に有機膜を硬膜化して成膜する。

支持体１２上に有機膜を成膜した後、ラインセンサ３１により有機膜の表面を撮像する。画像処理装置３５はラインセンサ３１からの信号を処理し、傷等の有無を検出する。支持体１２の裏面側に黒色のラミネートフィルムが貼り付けられているので、光の反射による影響を受けること無く、支持体１２の表面を検出することができる。ラミネートフィルムにより支持体１２に自己支持性が付与されているので支持体１２のクニックが防止さる。検査工程において、支持体１２の表面を正確に検査することができる。

有機膜が成膜された支持体１２は、フィルムロール４２として巻取り機３４に巻き取られる。このとき、支持体１２の巻取りテンションは制御される。

本実施の形態において、裏面にラミネートフィルムを備え、自己支持性を有する支持体１２がロール状に巻き取られ、フィルムロール４０として準備される。ラミネートフィルムにより自己支持性が支持体１２に付与されている。したがって、送出し機３２から巻取り機３４に搬送される間、支持体１２には縦皺、折れ等が発生しない。これにより、支持体１２上に成膜される有機膜が破壊されるのを防止できる。特に、無機膜の成膜の前の有機膜の破壊を防止することで、無機膜に成膜不良領域（つまり、欠陥）が発生するのを防止できる。

支持体１２上の有機膜に欠陥等が生じた場合であっても、ラミネートフィルムが黒色なので、支持体１２の搬送中に正確に検査することができる。搬送中に傷等の有無を検知することで、製造ロスを低減するとともに、欠陥を有する支持体の下流工程への流出を防ぐことが可能となる。

本実施の形態では、ラインセンサ３１と画像処理装置３５により検査を行ったが、これに限定されない。例えば、目視により検査を行なうことができる。

図２（Ｂ）に示すように、真空成膜装置２４は、有機膜成膜装置２２と同様に、ロール・ツー・ロールによる成膜を行なう装置である。送出し機５６によりフィルムロール４２から支持体１２が送り出される。支持体１２を長手方向に搬送しながら、無機膜が支持体１２の有機膜上に成膜される。有機膜と無機膜とで構成される積層体が成膜された支持体１２が巻取り機５８によってフィルムロール４８に巻き取られる。真空成膜装置２４は、供給室５０と、成膜室５２と、巻取り室５４とを備える。

有機膜が成膜された支持体１２を巻回したフィルムロール４２が、真空成膜装置２４の供給室５０に装填される。供給室５０は、送出し機５６と、ガイドローラ６０と、真空排気手段６１とを有する。有機膜が成膜された支持体１２を巻き回したフィルムロール４２が、供給室５０の送出し機５６に装填される。フィルムロール４２から支持体１２が送り出され、隔壁７４のスリット７４ａを通して、供給室５０から成膜室５２に搬送される。供給室５０内では、図示しない駆動源によって送出し機５６を図中時計方向に回転する。フィルムロール４２から支持体１２が、ガイドローラ６０によって所定の経路を経て成膜室５２に搬送される。支持体１２は表面側に有機膜を有し、裏面側にラミネートフィルムが貼り付けられている。支持体１２はラミネートフィルムにより自己支持性が付与されている。

供給室５０には、真空排気手段６１が配置される。真空排気手段６１により、供給室５０内が成膜室５２における成膜圧力に応じた所定の圧力に減圧される。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として、後述する成膜室５２の真空排気手段７２と同様、公知の物を使用することができる。

支持体１２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では、支持体１２の表面、すなわち有機膜の表面に、無機膜が成膜される。図２（Ｂ）に示すように、成膜室５２は、ドラム６２と、成膜手段６４ａ，６４ｂ、６４ｃ、及び６４ｄと、ガイドローラ６８及び７０と、真空排気手段７２とを備える。なお、成膜室５２が、スパッタリングやプラズマＣＶＤ等による成膜を行なうものである場合、成膜室５２には、さらに、高周波電源等も設置される。

成膜室５２のドラム６２は、中心線を中心に図示しない駆動源によって、図中反時計方向に回転する。ガイドローラ６８によって所定の経路に案内された支持体１２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６４ａ〜６４ｄによって、有機膜上に無機膜が成膜される。このとき成膜される無機膜は、５ｎｍ〜２００ｎｍの厚さを有することが好ましい。

成膜手段６４ａ〜６４ｄは、真空成膜法によって、支持体１２の表面に無機膜を成膜する装置である。成膜手段として限定は無く、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、利用することができる。

したがって、成膜手段６４ａ〜６４ｄ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）によって無機膜の成膜を行なうものであれば、成膜手段６４ａ〜６４ｄ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。

また、成膜室５２が、ＣＣＰ−ＣＶＤ法（容量結合型プラズマＣＶＤ）によって無機膜の成膜を行なうものであれば、成膜手段６４ａ〜６４ｄ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、高周波電極及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。

また、成膜室５２が、ＣＶＤ法によって気相成膜により無機膜の成膜を行なうものであれば、成膜手段６４ａ〜６４ｄは、反応ガスの導入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膜の成膜を行なうものであれば、成膜手段６４ａ〜６４ｄは、ターゲットの保持手段や高周波電極、スパッタガスの供給手段等を有して構成される。

真空排気手段７２は、成膜室５２内を真空排気して、真空成膜法による無機膜の成膜に応じた真空度とするものである。真空排気手段７２は、特に限定は無く、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。

成膜手段６４ａ〜６４ｄによって無機膜が成膜された支持体１２は、ガイドローラ７０及び７８によって、隔壁７５のスリット７５ａに案内され、巻取り室５４に搬送される。巻取り室５４には真空排気手段８０が設けられる。真空排気手段８０によって、巻取り室５４内が所定圧力となるよう減圧される。巻取り室５４内に設けられた巻取り機５８によって、支持体１２がフィルムロール４８に巻き取られる。

なお、供給室５０には、図示した部材に加えて、一対の搬送ローラや、支持体１２の幅方向の位置を規制するガイド部材など、支持体１２を所定の経路で搬送するための搬送手段が設置されてもよい。

さらに、有機膜成膜装置２２に設置されたラインセンサ３１と画像処理装置３５を真空成膜装置２４に設置することができる。例えば、送出し機５６とドラム６２との間にラインセンサ３１と画像処理装置３５を設置することにより、無機膜を成膜する前の有機膜の表面状態を検査することができる。また、ドラム６２と巻取り機５８との間に、ラインセンサ３１と画像処理装置３５を設置することにより、無機膜の表面状態を検査することができる。

支持体１２の裏面にラミネートフィルムを付与することで、無機膜が成膜される支持体１２に適度な剛性を持たせることができる。真空成膜装置２４を搬送する（もしくは複数回往復させる）際に、縦皺や折れを発生させること無く支持体１２を搬送することができる。成膜不良に起因する欠陥が無機膜に発生するのを防止でき、品質の優れた無機膜を得ることができる。

図３は、真空成膜装置内での支持体の搬送状態を示す。真空成膜装置内では、支持体１２の端部（搬送方向と直交する方向（幅方向）の端部）のみに接触する段差付きのガイドローラにより支持体１２を搬送することが好ましい。一般的に、支持体１２上に各種の膜を有する機能性フィルムは、端部まで全てが製品として使用されることは無く、端部近傍は切断され、あるいは、使用されても機能性フィルムとして作用する必要が無い。つまり、機能性フィルムの端部は、性能や特性が劣化あるいは低下していても、製品として問題が生じることは無いからである。

図３（Ａ）は、無機膜の成膜前の支持体１２の搬送状態を示す。段差付きのガイドローラ６０，６８は、ローラの両端部の径が中央部に比べて大きい。有機膜１４はガイドローラ６０，６８の両端部でのみ接触し、実際に製品として使用される有機膜１４の領域（機能発現部）はガイドローラ６０，６８と接触しない。特に、支持体１２の裏面に黒色のラミネートフィルム２０が貼り付けられているので、張力を加えても支持体１２に縦皺や折れが発生し難い。機能発現部の有機膜１４の性能や特性は低下せず、優れた表面平滑性及び表面性状を有する。したがって、有機膜１４上に成膜される無機膜１６はその性能を損なわない。

図３（Ｂ）は、無機膜の成膜後の支持体１２の搬送状態を示す。段差付きのガイドローラ７０，７８は、ローラの両端部の径が中央部に比べて大きい。無機膜１６はガイドローラ７０，７８の両端部でのみ接触し、無機膜１６の機能発現部はガイドローラ７０，７８と接触しない。支持体１２の裏面に黒色のラミネートフィルム２０が貼り付けられているので、支持体１２に縦皺や折れが発生し難い。したがって、機能発現部の無機膜１６は、欠け等による性能や特性の低下を生じない。

ラミネートフィルムにより自己支持性が支持体に付与されているので、段差付きのガイドローラの端部のみで支持体を支持する場合でも、支持体の搬送速度を上げることができる。また、安定性を飛躍的に向上することができる。

一般的に、段差付きのガイドロールを使用する場合、段差があるので搬送のテンションを上げることができない。特に、支持体に自己支持性が無い場合、簡単に中央部でたわむので、テンションの上限値はより低くなる。一方で、搬送を早くするためにはスリップを無くすためにもテンションを上げる必要がある。裏面側に形成されたラミネートフィルムによって自己支持性を上げることで、テンションをかけてもたわまないようにすることができる。これは支持体の搬送速度を上げることができる。また、自己支持性が高いので、段差部での変形が少なくなる。蛇行やテンション変動が無くなり搬送の安定性（精度）が向上する。

次いで、フィルムロール４８は有機膜成膜装置２２の送出し機３２にフィルムロール４０としてセットされ、無機膜上に有機膜が成膜される。有機膜／無機膜／有機膜が成膜された支持体１２は、フィルムロール４２として巻取り機３４に巻き取られる。フィルムロール４２として巻取り機３４に巻き取られる前に、ラインセンサ３１と画像処理装置３５により支持体１２の表面を検査することができる。

次いで、フィルムロール４２は真空成膜装置２４の供給室５０に装填される。支持体１２上に無機膜が成膜される。複数回の有機膜の成膜工程、無機膜の成膜工程を経て、所望の機能性フィルムが製造される。

有機材料の成膜と無機材料の成膜が、３回繰り返し実行され、さらに最外層に有機材料が成膜され図１に示す機能性フィルムが製造される。

なお、支持体上に所定の有機膜／無機膜が成膜された後は、検査工程を必要としない場合、支持体からラミネートフィルムを剥離することができる。ラミネートフィルムを支持体の裏面に貼り付ける目的が、支持体の保護では無く、成膜工程中の自己支持性の確保と搬送中での検査にあるからである。

支持体自身を厚くして自己支持性を付与する形態に対して、本実施の形態ではラミネートフィルを貼り付けて自己支持性を付与している。したがって、機能性フィルム作成後、製品加工時に剥がすことができる。また、単価の高い支持体自身を厚くする形態に比べて、ラミネートフィルを貼り付けて自己支持性を付与する場合、支持体を厚くしないので低コストで機能性フィルムを製造することができる。また、支持体の厚さを薄くすることが要求される場合、ラミネートフィルを貼り付けて自己支持性を付与しているので、生産効率を落とすこと無く製造することができる。製造後、ラミネートフィルムを剥離することで、厚さの薄い支持体を提供することができる。

ラミネートフィルムを黒色にすることで、自己支持性の確保と検査の容易性の両方を実現することができる。

特に、無機膜を成膜する前の支持体上の平滑面において異物が付着することがその後の無機膜の形成不良に対して大きく影響する。支持体上の平滑面とは、支持体に直接無機膜を成膜する場合は支持体の表面を意味し、支持体に有機膜が成膜される場合は有機膜の表面を意味する。無機膜を成膜する前の支持体をいかに保護するかのために搬送精度を上げることが求められる。そしてその搬送精度を上げるためには、保護の観点で貼るだけでは無く、自己支持性（剛性）に注目し、無機膜を形成する支持体の厚みとラミネートフィルムの厚みの総厚みも重要となる。

無機膜を成膜する前に、支持体とラミネートフィルムとの接着力を改善するための工程を通過させることが好ましい。接着力を改善するための工程として、加熱ゾーン、紫外線硬化ゾーンを通過させることが好ましい。加熱ゾーン、紫外線硬化ゾーンを真空成膜装置の前に設置し、ラミネートフィルムを有する支持体を通過させてもよいし、図２（Ａ）に示される有機膜成膜装置２２の加熱手段２８、及びＵＶ照射装置３０を接着力改善工程として利用してもよい。その際、搬送装置にて一定のテンション（およそ５０〜５００Ｎ／ｍ）をかけながら、巻取り機３４で巻き取る。熱をかけながら巻き取られた支持体とラミネートフィルムは引取ローラ３６との圧着により、支持体とラミネートフィルムとの間の密着性が向上し、真空成膜時のハンドリングでの剥れや変形を起こしにくくなる。

有機膜の材料として、例えば、密着性を向上させるためのアンカーコート層、大気圧プラズマで成膜される酸化膜、熱硬化性や紫外線硬化性の有機膜を、無機膜の成膜前に使用できるものであれば良い。

例えば、具体的には、使用されるモノマー又はオリゴマーとしては、エチレン性不飽和二重結合を２個以上有し、光の照射によって付加重合するモノマー又はオリゴマーであることが好ましい。

例えば、有機膜として紫外線硬化性樹脂を適用することによって、強度や表面平滑性を向上させることができる。紫外線硬化樹脂の例として、共栄社化学製の重合性モノマー、ＢＥＰＧＡ １５ｇ、大阪有機化学工業株式会社製の重合性モノマーＶ−３ＰＡ ５ｇの混合物、紫外線重合開始剤（Ｌａｍｂｅｒｔｉ社製、商品名：ＥｓａｃｕｒｅＫＴＯ−４６）１．５ｇ、２−ブタノン１９０ｇの混合溶液を支持体に塗布し、有機膜とすることができる。

また、ＢＥＰＧＡやＶ−３ＰＡに代えて、アクリル単量体：カヤラッドＤＰＨＡ（日本化薬（株）製）やＫＡＹＡＲＡＤ ＴＭＰＴＡ（日本火薬株式会社製）を使用することもできる。

例えば、有機膜として熱硬化性樹脂を適用することによって、密着性を向上させることができる。熱硬化性樹脂の例として、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂 ＤＩＣ社製 ＥＰＩＣＬＯＮ８４０‐Ｓ（ビスフェノールＡ型液状））をメチルエチルケトンで希釈し、固形分濃度が５％になるよう調整した後、支持体に塗布し、有機膜とすることができる。また、他にはポリエステル樹脂〔東洋紡（株）製、バイロン２００〕を使用することができる。

有機膜の成膜方法としては、通常の溶液塗布法、あるいは真空成膜法等を挙げることができる。溶液塗布法としては、例えばディップコート法、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、あるいは、米国特許第２６８１２９４号明細書に記載のホッパ−を使用するエクストル−ジョンコート法により塗布することができる。

例えば、機能性フィルムとして、ガスバリアフィルム（水蒸気バリアフィルム）を製造する際には、無機膜として、窒化ケイ素膜、酸化アルミニウム膜、酸化ケイ素膜等を成膜することが好ましい。

機能性フィルムとして、有機ＥＬディスプレイや液晶ディスプレイのような表示装置など、各種のデバイスや装置の保護フィルムを製造する際には、無機膜として、酸化ケイ素膜等を成膜することが好ましい。

さらに、光反射防止フィルム、光反射フィルム、各種のフィルタ等の機能性フィルムを製造する際には、無機膜として、目的とする光学特性を有する、あるいは発現する材料からなる膜を成膜することが好ましい。

以上、本発明の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、上記実施形態に限定はされず、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。

［実施例］
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。

支持体には１０００ｍｍ幅で厚みの異なるＰＥＴベースを使用した。自己支持性を付与し、かつ検査できるように、幾つかの厚みを持つ黒色のラミネートフィルム（ＰＥＴベース）を準備した。ＰＥＴベースの支持体の裏面に黒色ラミネートフィルムを貼り合せて、ラミネートフィルム付きの支持体を準備した。黒色ＰＥＴベースとしては、巴川製紙所社製 くっきりミエール（層構造：保護フィルム／粘着槽／黒インク／ＰＥＴ）を使用した。支持体の裏面に貼り付けるとき、保護フィルムは剥離される。

また、比較のために透明なラミネートフィルム（東レ トレテック7332）を張り合わせた支持体を準備した。

アクリレート系モノマーと光重合開始材を有機溶剤で溶解させ、ダイコーターにより支持体上に塗布した。塗膜を乾燥し、さらに塗膜を紫外線硬化により硬膜させ、支持体上に有機膜を成膜した。巻き径に応じて巻取りテンションが一定になるように制御しながらフィルムロールを作成した。支持体への送液量を制御し、有機膜の厚みは完全に硬化した状態で１μｍとした。

各種条件で形成した有機膜を支持体上に成膜した。この支持体を巻き回したフィルムロールを、１時間以上大気化に放置した。大気化に放置することでフィルムロールの自重により、黒色ラミネートフィルムと有機層間の空気を抜くことができる。その後、フィルムロールを真空製膜装置にセットした。真空成膜装置を真空排気した後、反応性スパッタを使用して有機膜の表面に無機膜（アルミナ膜）を成膜した。

製造された機能性フィルムの性能について、水蒸気透過性を用いることで性能（バリア性）の評価を行った。また搬送によるスジ故障の程度は目視評価にて行なった。なお、水蒸気透過性は表１の基準にしたいがい行なった。

また、目視評価について、有機膜面のスジ故障を検出できる場合を○、有機膜面のスジ故障を検出できない場合を×とした。

図４の表は条件１〜１３について、支持体厚み（μｍ）、ラミネートフィルムの有無、色と、水分透過性と検出の評価結果をまとめたものである。

［条件１］
支持体の厚さ４０μｍとし、支持体の裏面にラミネートフィルムを貼り付けなかった。有機膜の成膜後から真空成膜装置内での無機膜の成膜まで、支持体の搬送に、段差なしのガイドローラを使用した。支持体上に５０ｎｍの無機膜を成膜した。

［条件２］
支持体の厚さを７０μｍとした以外は、条件１と同様の条件とした。

［条件３］
支持体の厚さを１００μｍとした以外は、条件１と同様の条件とした。

［条件４］
支持体の厚さ４０μｍとした。支持体の裏面に、黒色のＰＥＴ製ラミネートフィルムを貼り付けた。支持体上に５０ｎｍの無機膜を成膜した。有機膜の成膜後から真空成膜装置内での無機膜の成膜まで、支持体の搬送に、段差付きのガイドローラを使用した。

［条件５］
ラミネートフィルムの厚さを７０μｍとした以外は、条件４と同様とした。

［条件６］
ラミネートフィルムの厚さを１００μｍとした以外は、条件４と同様とした。

［条件７］
支持体の厚さ４０μｍとし、支持体の裏面にラミネートフィルムを貼り付けなかった。有機膜の成膜後から真空成膜装置内での無機膜の成膜まで、支持体の搬送に、段差付きのガイドローラを使用した。支持体上に５０ｎｍの無機膜を成膜した。

［条件８］
支持体の厚さを７０μｍとした以外は、条件７と同様の条件とした。

［条件９］
支持体の厚さを１００μｍとした以外は、条件７と同様の条件とした。

［条件１０］
支持体の厚さ４０μｍとした。支持体の裏面に、透明のＰＥＴ製ラミネートフィルムを貼り付けた。支持体上に５０ｎｍの無機膜を成膜した。有機膜の成膜後から真空成膜装置内での無機膜の成膜まで、支持体の搬送に、段差付きのガイドローラを使用した。

［条件１１］
支持体の厚さ４０μｍとした。支持体の裏面に、黒色のＰＥＴ製ラミネートフィルムを貼り付けた。支持体上に５０ｎｍの無機膜を成膜した。有機膜の成膜後から真空成膜装置内での無機膜の成膜まで、支持体の搬送に、段差付きのガイドローラを使用した。

［条件１２］
ラミネートフィルムの厚さを７０μｍとした以外は、条件１１と同様とした。

［条件１３］
ラミネートフィルムの厚さを１００μｍとした以外は、条件１１と同様とした。

＜評価＞
条件１〜３は、裏面に黒色のラミネートフィルムを備えていないので、水蒸気透過性（バリア性）、検出ともに×の結果であった。条件４〜６は裏面に黒色のラミネートフィルムを備えているので、水蒸気透過性、検出ともに○の結果であった。

条件７〜９は、裏面に黒色のラミネートフィルムを備えていないので、水蒸気透過性（バリア性）、検出ともに×の結果であった。条件１０は裏面に透明のラミネートフィルムを備えている。その結果、水蒸気透過性（バリア性）は○の評価であった。しかしながら、ラミネートフィルムが透明であるため検出は×であった。

条件１１は裏面に黒色のラミネートフィルムを備えているので、水蒸気透過性（バリア性）、検出ともに○の結果であった。条件１２，１３は支持体の厚さが厚いので、水蒸気透過性（バリア性）は◎の評価であった。条件７〜９によれば、段差付きガイドローラを使用する場合、ラミネートフィルムを備えていない支持体ほどバリア性能が低かった。薄い支持体については、裏面に黒色のラミネートフィルムを貼り付けるメリットが多いといえる。

１０…機能性フィルム、１２…支持体、１４…有機膜、１６…無機膜、１８…有機膜、２０…ラミネートフィルム、２２…有機膜成膜装置、２４…真空成膜装置、２６…塗布手段、２８…加熱手段、３０…ＵＶ照射装置、３１…ラインセンサ、３４…巻取り機、３５…画像処理装置、３６…引取ローラ、５０…供給室、５２…成膜室、５４…巻取り室、６０，６８，７０，７８…ガイドローラ、６１，７２，８０…真空排気手段、６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ…成膜手段

Claims (8)

1. 機能性フィルムの製造方法において、
   裏面側に黒色のラミネートフィルムが付与された自己支持性を有する長尺の支持体を送り出し、前記支持体を搬送しながら、前記支持体の表面側に有機膜を形成する第１の工程と、
   減圧条件下で前記支持体上を搬送しながら、前記有機膜上に無機膜を成膜する第２の工程を有するものであって、
   前記黒色のラミネートフィルムが付与された状態で前記支持体の表面を検査する第３の工程を含む、機能性フィルムの製造方法。
2. 請求項１記載の機能性フィルムの製造方法であって、前記ラミネートフィルムと前記支持体との総厚みが７５μｍ以上である機能性フィルムの製造方法。
3. 請求項１又は２記載の機能性フィルムの製造方法であって、前記黒色のラミネートフィルムがＰＥＴフィルムである機能性フィルムの製造方法。
4. 請求項１〜３の何れか記載の機能性フィルムの製造方法であって、前記第１の工程、前記第２の工程、及び第３の工程において、前記支持体の表面側の端部のみをパスローラにより支持して前記支持体を搬送する工程を含む機能性フィルムの製造方法。
5. 請求項１〜４の何れか記載の機能性フィルムの製造方法であって、前記第１の工程、前記第２の工程、及び前記第３の工程を、それぞれ所定回数繰り返す機能性フィルムの製造方法。
6. 請求項１〜５の何れか記載の機能性フィルムの製造方法であって、前記無機膜が５ｎｍ以上２００ｎｍ以下の厚みを有する機能性フィルムの製造方法。
7. 請求項１〜６の何れか記載の機能性フィルムの製造方法であって、前記無機膜が金属、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属フッ化物、もしくはその複合物から成る群から選択された一つを含む機能性フィルムの製造方法。
8. 請求項１〜７の何れか記載の機能性フィルムの製造方法であって、前記有機膜が放射線硬化性のモノマー、及びオリゴマーの一つを含む機能性フィルムの製造方法。

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