JP5364001B2 - 機能性フィルムの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は機能性フィルムの製造方法において、特に、支持体上に無機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。機能性フィルム（例えば、バリアフィルム）の製造方法の一例として、連続走行する支持体上にアクリレートモノマー等を塗布し、乾燥、硬化を経てロールに巻き取り、有機膜が形成されたロールを真空成膜装置に送り出し、有機膜上に無機膜を成膜することが知られている（特許文献１）。

特開平８−９２７２７号公報

真空装置内で無機膜が成膜された支持体をガイドローラにより搬送するとき、無機膜とガイドローラとの接触が無機膜のバリア性能に影響する。特に真空装置内では、大気中に比べ同伴エアーが存在しないために、ガイドローラとの接触、つまり摩擦、が大きくなる。無機膜がガイドローラに接触すると、無機膜が非常に薄膜であるゆえに微小なキズが発生し、バリア性能を損なうことが問題となる。

使用する支持体が薄く、柔らかい場合、搬送に必要なテンションよっては幅方向にたわみ、縦皺を発生しやすくなる。その結果、ガイドローラと支持体が局所的に接触する場所ではより力が加わることになり、無機膜が壊れやすくなる。また、支持体に折れ発生すると、無機膜自体がクラックを起こしやすくなるという問題がある。

これらを解決するために、支持体の端部のみを支持し、成膜面を非接触で搬送する方法が考えられる。支持体が薄い場合ではテンションによる支持体の縦皺が増大するため、非常に遅く搬送するか、支持する部分の領域を大きくするなど生産性を大きく落とすことが必要になる。

一方、生産性・コストや使用用途のために支持体の種類・厚みに関しては薄層化のニーズが非常に高い。また、バリア膜等の無機膜の成膜方法において、支持体が熱源に暴露される工程を有する。そのため支持体を成膜側と反対面（裏面）から冷却する必要がある。冷却は、冷却ドラムと支持体を密着させて行なわれるため、搬送時の支持体のテンションの制御は重要となる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、支持体上に無機膜を成膜する際に、性能を劣化させることなく安定的に搬送し、無機膜の割れ／抜け等の欠陥が少なく、生産性の高い、高品質の機能性フィルムの製造方法を提供する。

前記目的を達成するために、本発明の機能性フィルムの製造方法は、裏面側にラミネートフィルムが付与され自己支持性を有する長尺の支持体を供給する工程と、真空下で前記支持体を搬送しながら前記支持体の表面側に無機材料を成膜する工程と、前記支持体を巻き取る工程を、含むことを特徴とする。

裏面側にラミネートフィルムを備えた支持体は自己支持性を有するので、真空下で張力を掛けて支持体を搬送しても、支持体に縦皺や折れが生じ難い。無機膜の抜け/割れ等の欠陥を引き起こす局所接触による無機膜の破壊を防止し、支持体の折れによる無機膜のクラックの発生を防止することができ、高品質の機能性フィルムを得ることができる。

本発明の機能性フィルムの製造方法は、前記発明において、前記ラミネートフィルムと前記支持体との総厚みが７５μｍ以上であることが好ましい。

本発明の機能性フィルムの製造方法は、前記発明において、前記無機材料を成膜する工程の前に、さらに前記支持体と前記ラミネートフィルムとの間の密着性を改善する工程を有することが好ましい。

本発明の機能性フィルムの製造方法は、前記発明において、前記密着性改善工程が、前記支持体に所定の張力を加えながら前記支持体と前記ラミネートフィルムを加熱する工程、及び前記支持体に所定の張力を加えながら前記支持体と前記ラミネートフィルムに紫外線を照射する工程の少なくとも一つを含むことが好ましい。

本発明の機能性フィルムの製造方法は、前記発明において、無機材料を成膜する工程において、前記支持体の裏面側、及び前記支持体の表面側の端部の少なくとも一方を支持して、前記支持体を搬送することが好ましい。

本発明の機能性フィルムの製造方法は、前記発明において、前記無機材料を成膜する工程において、成膜される無機材料の厚みが５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。

本発明の機能性フィルムの製造方法は、前記発明において、前記無機材料を成膜する工程の前に、さらに前記支持体の表面側に有機材料を成膜する工程を有することが好ましい。

本発明の機能性フィルムの製造方法は、前記発明において、前記有機材料の成膜する工程と前記無機材料を成膜する工程を繰返すことが好ましい。

本発明の機能性フィルムの製造方法は、前記発明において、有機材料を外層として前記支持体の表面側に成膜する工程をさらに有することが好ましい。

本発明の機能性フィルムの製造方法は、前記発明において、前記支持体から前記ラミネートフィルムを剥離する工程をさらに有することが好ましい。

本発明の機能性フィルムの製造方法は、前記発明において、前記無機材料が金属、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を、少なくとも一つを含むことが好ましい。

本発明の製造方法によれば、無機膜の割れ／抜け等の欠陥が少なく、生産性の高い、高品質の機能性フィルムを得ることができる。

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。従って、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。

後述する有機膜１４およ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、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、または無機膜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、塗布手段２６、加熱手段２８、および、ＵＶ照射装置３０を有する。この有機膜成膜装置２２は、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。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。最後に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の巻き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。

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、および６４ｄと、ガイドローラ６８および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等による成膜をおこ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なく、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。

従って、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。

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。

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。

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なく支持体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、優れた表面平滑性およ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ない場合、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、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り、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。

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、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、支持体の保護ではなく、成膜工程中の自己支持性の確保にあるからである。

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しているので、機能性フィルム作成後、製品加工時に剥がすことができ、ラミネート厚みで調整できる。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なく製造することができる。

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慮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なく、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、或いは、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。

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。自己支持性を付与するために幾つかの厚みを持つラミネートフィルムを準備した。ＰＥＴベースの裏面にＰＥＴの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。

無機成膜装置に装填する前に密着性改善処理を行なう場合は、ラミネートフィルム付きの支持体を送り出し、加熱ゾーン、紫外線硬化ゾーンを経て、ラミネートフィルム付きの支持体を巻き取ることで行なった。より具体的には、送出し機にラミネートフィルム付きの支持体をロール状にセットし、加熱ゾーンもしくは紫外線硬化ゾーン（もしくはその両方）を通過させ、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、巻き取った。このとき同時に１μｍ、の有機膜を支持体上に成膜した。

このようにして作成したラミネートフィルム付きの支持体のロールを真空成膜装置の送出し機にセットし、真空排気した後、反応性スパッタを使用してアルミナ膜を所望の厚みに成膜した。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の評価を行った。また搬送によるシワの程度は目視評価にて発生頻度を確認した。なお、水蒸気透過性は表１の基準にしたいがい行なった。

図４の表は条件１〜１４に関して、支持体厚み（μｍ）、ラミネートフィルムの素材、裏面ラミネートフィルム厚み（μｍ）、密着力改善処理の有無等の条件と、自己支持性の効果に対する評価結果をまとめたものである。

［条件１］
支持体の厚さ４０μｍとした。真空成膜装置内での支持体の搬送に、段差のない円筒状ローラをガイドローラとして使用した。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６０μｍ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６０μｍとした。支持体の裏面に厚さ４０μｍのラミネートフィルムを貼り付けた。支持体にラミネートフィルムを貼り合せた後、真空成膜装置にセットする前に、密着力改善処理を施した。真空成膜装置内での支持体の搬送に、段差のない円筒状ローラをガイドローラとして使用した。支持体上に５０ｎｍの無機膜を成膜した。

［条件５］
ラミネートフィルムの厚さを１０μｍ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１５μｍとした以外は、条件４と同様とした。

［条件７］
支持体の厚さを２０μｍとし、ラミネートフィルムの厚さを６０μｍとした以外は、条件４と同様とした。

［条件８］
密着力改善処理を行わなかった以外は、条件４と同様とした。

［条件９］
段差付ローラをガイドローラとして使用した以外は、条件２と同様とした。

［条件１０］
段差付ローラをガイドローラとして使用した以外は、条件４と同様とした。

［条件１１］
無機膜の厚さを１０ｎｍとした以外は、条件２と同様とした。

［条件１２］
無機膜の厚さを１０ｎｍとした以外は、条件４と同様とした。

［条件１３］
無機膜の厚さを１００ｎｍとした以外は、条件２と同様とした。

［条件１４］
無機膜の厚さを１００ｎｍとした以外は、条件４と同様とした。

＜評価＞
支持体の厚さが６０μｍ以下でラミネートフィルムが貼り付けられていないので、条件１，２，９，１１はバリア性の評価は×であった。さらに、支持体にはシワ発生が確認された。特に、段差ロールを使用した条件９では、シワが多発した。自己支持性がない支持体の端部のみを段差ロールで支持した場合、張力による縦皺が多く発生した。

条件３は支持体の厚さが１００μｍと比較的厚かったので、評価に関して、バリア性の評価が○で、シワ発生は確認されなかった。

条件４−８，１０，１２，１４について、支持体の裏面にラミネートフィルムを貼り付けた。バリア性評価は△以上で、支持体には殆どシワは確認されなかった。条件４−６から、支持体の厚さが同じ場合、ラミネートフィルムの厚さ厚いほうがバリア性、シワ発生について、良好な結果が得られた。

また、条件７から、支持体の厚さが薄い場合でも、ラミネートフィルムの厚さが厚ければ、バリア性、シワ発生について、良好な結果が得られた。図４の表から支持体とラミネートフィルムの総厚みが７５μｍ以上であれば、バリア性、シワ発生について良好な結果が得られることが理解できる。

条件４と条件８を比較した場合、密着力改善処理を施した条件４が条件８より良好な結果が得られた。密着力改善処理がない場合、バリア性能が低下し、ラミネートフィルムの剥れに起因する微小のシワ発生が見られた。

条件１０について、シワが多発した条件９と比較して、自己支持性を有する支持体であれば段差付きのガイドローラを使用してもシワが発生しなかった。段差付きガイドローラを使用する場合、自己支持性の低い支持体では無機膜の性能に影響与えることが理解できる。つまり、自己支持性を確保するために支持体の裏面にラミネートフィルムを貼り付けることが有用であることが理解できる。

条件２，４，１１−１４について、無機膜の厚さが自己支持性に影響を及ぼすかを評価するため無機膜の膜厚を変化させた。条件２，１１，１３について無機膜の厚さを除き同条件とし、条件４，１２，１４について無機膜の厚さを除き同条件とした。また、条件２と条件４、条件１１と条件１２、条件１３と条件１４とは、それぞれラミネートフィルム有無と密着性改善処理が異なる。表から条件２，１１，１３について、無機膜が薄いほどバリア性の評価が悪くなった。一方、条件４，１２，１４はバリア性能に若干の違いが見られたが、ラミネートフィルムを有しているので、バリア性能とシワ発生とも良好な結果が得られた。無機膜の厚みが薄いほどダメージを少なくするため自己支持性付与（ラミネートフィルムの貼り付け）が重要となる。

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、３４…巻取り機、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 (9)

1. 裏面側にラミネートフィルムが付与され自己支持性を有する少なくとも２層構造の長尺のフィルム状又はシート状の支持体を供給する工程と、
   真空下で前記支持体を搬送しながら、前記支持体の表面側に無機材料を成膜する工程と、
   前記支持体を巻き取る工程を、含む機能性フィルムの製造方法であって、
   前記無機材料を成膜する工程の前に、さらに前記支持体と前記ラミネートフィルムとの間の密着性を改善する密着性改善工程を有し、
   前記密着性改善工程が、前記支持体に所定の張力を加えながら前記支持体と前記ラミネートフィルムを加熱する工程、及び前記支持体に所定の張力を加えながら前記支持体と前記ラミネートフィルムに紫外線を照射する工程の少なくとも一つを含む機能性フィルムの製造方法。
2. 前記ラミネートフィルムと前記支持体との総厚みが７５μｍ以上である請求項１記載の機能性フィルムの製造方法。
3. 無機材料を成膜する工程において、前記支持体の裏面側、及び前記支持体の表面側の端部の少なくとも一方を支持して、前記支持体を搬送する請求項１又は２記載の機能性フィルムの製造方法。
4. 前記無機材料を成膜する工程において、成膜される無機材料の厚みが５ｎｍ以上２００ｎｍ以下である請求項１乃至３の何れか記載の機能性フィルムの製造方法。
5. 前記無機材料を成膜する工程の前に、さらに前記支持体の表面側に有機材料を成膜する工程を有する請求項１乃至４の何れか記載の機能性フィルムの製造方法。
6. 前記有機材料の成膜する工程と前記無機材料を成膜する工程を繰返す請求項５記載の機能性フィルムの製造方法。
7. 有機材料を外層として前記支持体の表面側に成膜する工程をさらに有する請求項１乃至６の何れか記載の機能性フィルムの製造方法。
8. 前記支持体から前記ラミネートフィルムを剥離する工程をさらに有する請求項１乃至７の何れか記載の機能性フィルムの製造方法。
9. 前記無機材料が金属、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を、少なくとも一つを含む請求項１乃至８の何れか記載の機能性フィルムの製造方法。