JP5788825B2 - Method for producing functional film - Google Patents

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Description

本発明は、基板の上に有機層および無機層を形成してなる、有機/無機積層型の機能性フィルム、および、この機能性フィルムの製造方法に関する。   The present invention relates to an organic / inorganic laminated functional film in which an organic layer and an inorganic layer are formed on a substrate, and a method for producing the functional film.

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(機能性シート)が利用されている。
このような機能性フィルムは、一例として、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を基板として、その上に、目的とする機能を発現する無機層(無機化合物からなる層)を成膜してなる構成を有する。
Various functional films such as gas barrier films, protective films, optical films such as optical filters and antireflection films, etc. in various devices such as optical elements, display devices such as liquid crystal displays and organic EL displays, semiconductor devices, thin film solar cells, etc. (Functional sheet) is used.
As an example of such a functional film, a plastic film such as a polyethylene terephthalate (PET) film is used as a substrate, and an inorganic layer (a layer made of an inorganic compound) that exhibits a desired function is formed thereon. It has the composition which becomes.

例えば、ガスバリアフィルムであれば、プラスチックフィルムの表面に、ガスバリア性を発現する窒化珪素や酸化窒化珪素炭から成る層(膜)を成膜してなるガスバリアフィルムが知られている。
また、より高いガスバリア性が得られる構成として、基板の表面に有機化合物からなる有機層を下地層(アンダーコート層)として有し、この有機層の上に、ガスバリア性を発現する無機化合物からなる無機層を有する有機/無機積層型のガスバリアフィルムが知られている。さらに、有機層と無機層との積層構造を、複数、有することにより、より高いガスバリア性が得られることも、知られている。
For example, in the case of a gas barrier film, a gas barrier film is known in which a layer (film) made of silicon nitride or silicon oxynitride charcoal that exhibits gas barrier properties is formed on the surface of a plastic film.
In addition, as a configuration for obtaining a higher gas barrier property, an organic layer made of an organic compound is provided as a base layer (undercoat layer) on the surface of the substrate, and the organic layer is made of an inorganic compound that exhibits gas barrier properties. An organic / inorganic laminated type gas barrier film having an inorganic layer is known. Furthermore, it is also known that higher gas barrier properties can be obtained by having a plurality of laminated structures of an organic layer and an inorganic layer.

このような有機/無機積層型(以下、単に積層型とも言う)の機能性フィルムにおいて、最上層の無機層に、フィルムやデバイスなどの別の部材を貼り合わせる場合には、無機層の表面が、ある程度の表面粗さを有するのが好ましい。
例えば、有機EL素子や太陽電池などでは、表面に保護層としてガスバリアフィルムを貼着する場合が有る。ここで、これらの用途では、装置の特性上、接着剤を使用できない場合も多い。このような用途に、積層型のガスバリアフィルムを用いる場合には、有機EL素子等の部材の貼着面との物理的な密着性能を得るために、ガスバリアフィルムの無機層の表面が、一定以上の表面粗さを有する必要がある。
In such an organic / inorganic laminated type (hereinafter also simply referred to as a laminated type) functional film, when another member such as a film or a device is bonded to the uppermost inorganic layer, the surface of the inorganic layer is It is preferable to have a certain degree of surface roughness.
For example, in an organic EL element or a solar cell, a gas barrier film may be attached to the surface as a protective layer. Here, in these applications, an adhesive may not be used due to the characteristics of the apparatus. When a laminated gas barrier film is used for such an application, the surface of the inorganic layer of the gas barrier film must be a certain level or more in order to obtain physical adhesion performance with the bonding surface of a member such as an organic EL element. It is necessary to have a surface roughness of

また、積層型の機能性フィルムにおいて、最上層の無機層に別の部材を貼り合わせる際に接着剤が使える場合や、最上層の無機層の上に有機層のような密着性に優れる層を成膜する場合も有る。
しかしながら、このような用途であっても、やはり、無機層の表面が、ある程度の表面粗さを有する方が、高い密着性を得ることができ、好ましい。
In addition, in a laminated functional film, an adhesive can be used when another member is bonded to the uppermost inorganic layer, or a layer having excellent adhesion such as an organic layer is formed on the uppermost inorganic layer. In some cases, a film is formed.
However, even in such applications, it is preferable that the surface of the inorganic layer has a certain degree of surface roughness because high adhesion can be obtained.

そのため、積層型の機能性フィルムにおいては、無機層を形成した後に、無機層の表面を粗面化処理して、他の部材との密着性を確保することが知られている。
例えば、特許文献1には、積層型のガスバリアフィルムにおいて、無機層の上に保護層として有機層を成膜する際に、有機層の密着性を確保するために、有機層の成膜に先立って、無機層の表面を粗面化処理して、表面粗さRaを10〜100nmとすることが記載されている。
また、無機層の粗面化処理の方法としては、逆スパッタリング、ドライエッチング、ウエットエッチングなどが例示されている。
Therefore, it is known that in a laminated functional film, after forming an inorganic layer, the surface of the inorganic layer is roughened to ensure adhesion with other members.
For example, in Patent Document 1, in order to ensure adhesion of an organic layer when forming an organic layer as a protective layer on an inorganic layer in a laminated gas barrier film, prior to the formation of the organic layer. The surface roughness Ra is set to 10 to 100 nm by roughening the surface of the inorganic layer.
Examples of the method for roughening the inorganic layer include reverse sputtering, dry etching, wet etching, and the like.

特開2010−247369号公報JP 2010-247369 A

特許文献1に示されるように、積層型の機能性フィルムにおいて、最上層の無機層を粗面化処理して、ある程度の表面粗さを持たせることにより、他の部材と貼着する際や、無機層の上に何らかの層を成膜する際に、密着性を向上することはできる。   As shown in Patent Document 1, in the laminated functional film, when the uppermost inorganic layer is roughened to give a certain level of surface roughness, Adhesion can be improved when a certain layer is formed on the inorganic layer.

しかしながら、無機層表面の粗面化とは、すなわち、無機層を損傷する処理である。そのため、無機層の粗面化処理を行うと、無機層の性能が低下してしまい、目的とする性能を得られなくなってしまう場合が有る。
また、粗面化の程度によっては、無機層の厚さが、薄くなってしまう場合が有る。この場合にも、当然、成膜した無機層に比して、無機層の性能が低下し、目的とする性能が得られなくなってしまう。
However, the roughening of the surface of the inorganic layer is a treatment that damages the inorganic layer. For this reason, when the surface roughening treatment of the inorganic layer is performed, the performance of the inorganic layer is deteriorated, and the target performance may not be obtained.
Moreover, the thickness of an inorganic layer may become thin depending on the degree of roughening. Also in this case, naturally, the performance of the inorganic layer is reduced as compared with the deposited inorganic layer, and the intended performance cannot be obtained.

加えて、積層型の機能性フィルムにおいて、無機層の粗面化処理を行うと、無機層の表面粗さが大きく成り過ぎてしまう場合も有る。
このように、無機層の表面粗さが大きくなり過ぎると、無機層の表面粗さに起因して、機能性フィルムの性能が低下してしまう場合も有る。
In addition, in the laminated functional film, when the roughening treatment of the inorganic layer is performed, the surface roughness of the inorganic layer may become too large.
Thus, when the surface roughness of the inorganic layer becomes too large, the performance of the functional film may be deteriorated due to the surface roughness of the inorganic layer.

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、基板の上に、下地層としての有機層を有し、その上に目的とする機能を発現する無機層を形成してなる、有機/無機積層型の機能性フィルムにおいて、無機層と他の部材とを貼着する場合などに、高い密着性が得られ、かつ、目的とする性能を安定して得ることが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。   An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art, and an organic layer as a base layer is formed on a substrate, and an inorganic layer that expresses a target function is formed thereon. In the organic / inorganic laminated type functional film, a function capable of obtaining high adhesion and stably obtaining the desired performance when the inorganic layer and another member are adhered. It is providing the functional film and the manufacturing method of this functional film.

上記課題を解決するために、本発明の機能性フィルムは、基板の上に、有機層と、有機層の上に形成された、少なくとも珪素と窒素とを含む無機化合物からなる無機層との組み合わせを、1以上有し、かつ、最も上の無機層の表面粗さRaが3nm以下であり、最も上の無機層の下層の有機層の表面粗さRaが1nm以上であることを特徴とする機能性フィルムを提供する。   In order to solve the above problems, the functional film of the present invention is a combination of an organic layer on a substrate and an inorganic layer formed on the organic layer and made of an inorganic compound containing at least silicon and nitrogen. The surface roughness Ra of the uppermost inorganic layer is 3 nm or less, and the surface roughness Ra of the organic layer below the uppermost inorganic layer is 1 nm or more. Provide functional film.

このような本発明の機能性フィルムにおいて、最も上の無機層の表面粗さRaが1nm以上であるのが好ましい。
また、最も上の無機層の下層の有機層の表面粗さRaが2nm以下であるのが好ましい。
また、表面が無機層であるのが好ましい。
また、無機層の厚さが15〜200nmであるのが好ましい。
さらに、有機層の厚さが0.5〜5μmであるのが好ましい。
In such a functional film of the present invention, the uppermost inorganic layer preferably has a surface roughness Ra of 1 nm or more.
Moreover, it is preferable that the surface roughness Ra of the organic layer under the uppermost inorganic layer is 2 nm or less.
Moreover, it is preferable that the surface is an inorganic layer.
Moreover, it is preferable that the thickness of an inorganic layer is 15-200 nm.
Furthermore, it is preferable that the thickness of the organic layer is 0.5 to 5 μm.

また、本発明の機能性フィルムの製造方法は、基板の表面に有機層を成膜し、有機層の上に、原料ガスとしてアンモニアガスを含むプラズマCVDによって、少なくとも珪素と窒素とを含む無機化合物からなる無機層を成膜すると共に、無機層の成膜を、有機層の表面粗さRaが1nm以上となるように、プラズマによる有機層のエッチングを制御しつつ行う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。   Also, the method for producing a functional film of the present invention comprises forming an organic layer on the surface of a substrate, and an inorganic compound containing at least silicon and nitrogen by plasma CVD containing ammonia gas as a source gas on the organic layer. The inorganic layer is formed, and the inorganic layer is formed while controlling the etching of the organic layer by plasma so that the surface roughness Ra of the organic layer is 1 nm or more. A method for producing a film is provided.

このような本発明の機能性フィルムの製造方法において、長尺な基板を用い、この基板を長手方向に搬送しつつ、無機層の成膜を行うのが好ましい。
また、有機層のエッチングの制御を、無機層の成膜領域における基板搬送方向上流部で行うのが好ましい。
さらに、無機層の成膜が安定した後に、基板の搬送および成膜を停止し、成膜領域における基板の表面を分析し、基板の幅方向の全域に無機層が成膜されている基板搬送方向の最上流位置を検出し、この最上流位置の表面粗さRaを測定した際における測定結果が1nm以上となるように、有機層のエッチングを制御するのが好ましい。
In such a method for producing a functional film of the present invention, it is preferable to use a long substrate and form the inorganic layer while transporting the substrate in the longitudinal direction.
In addition, it is preferable that the etching of the organic layer is controlled in the upstream portion in the substrate transport direction in the film formation region of the inorganic layer.
Furthermore, after the inorganic layer deposition is stabilized, the substrate transport and deposition are stopped, the surface of the substrate in the deposition region is analyzed, and the substrate transport is performed on the entire substrate in the width direction of the substrate. It is preferable to control the etching of the organic layer so that the measurement result when the most upstream position in the direction is detected and the surface roughness Ra of the most upstream position is measured is 1 nm or more.

本発明によれば、有機層と無機層とを交互に積層してなる有機/無機積層型の機能性フィルムにおいて、最も上の無機層が適度な表面粗さを有するので、この無機層と他の部材とを貼着する場合や、無機層の上に他の層を成膜する場合に、高い密着性を得ることができる。しかも、この無機層の表面粗さは、無機層表面の粗面化処理ではなく、下層の有機層が適度な表面粗さを有することによって形成するので、無機層が、目的とする性能を十分に発現できる、高性能な機能性フィルムが得られる。
また、本発明の機能性フィルムの製造方法によれば、このような高性能な機能性フィルムを、安定して製造することができる。
According to the present invention, in the organic / inorganic laminated functional film in which the organic layer and the inorganic layer are alternately laminated, the uppermost inorganic layer has an appropriate surface roughness. High adhesion can be obtained when adhering to this member or when depositing another layer on the inorganic layer. Moreover, the surface roughness of the inorganic layer is not formed by roughening the surface of the inorganic layer, but is formed by the lower organic layer having an appropriate surface roughness, so that the inorganic layer has sufficient target performance. A high-performance functional film that can be easily developed is obtained.
Moreover, according to the manufacturing method of the functional film of this invention, such a high performance functional film can be manufactured stably.

(A)〜(C)は、本発明の機能性フィルムを利用するガスバリアフィルムの一例を概念的に示す図である。(A)-(C) are figures which show notionally an example of the gas barrier film using the functional film of this invention. (A)および(B)は、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)は有機層の成膜装置、(B)は無機層の成膜装置である。(A) And (B) is a figure which shows notionally an example of the manufacturing apparatus which enforces the manufacturing method of the functional film of this invention, (A) is a film-forming apparatus of an organic layer, (B) is an inorganic layer The film forming apparatus.

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。   Hereinafter, the functional film of the present invention and the method for producing the functional film will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

図1(A)に、本発明の機能性フィルムを利用するガスバリアフィルムの一例を概念的に示す。
図1(A)に示すガスバリアフィルム10aは、基本的に、後述するプラスチックフィルム等の支持体Zを基板として、支持体Zの上(表面)に有機層12を有し、この有機層12の上に、窒化珪素や酸化窒化珪素などの珪素と窒素とを含有する無機化合物からなる無機層14を有する。
FIG. 1A conceptually shows an example of a gas barrier film using the functional film of the present invention.
A gas barrier film 10a shown in FIG. 1A basically has a support Z such as a plastic film, which will be described later, as a substrate, and has an organic layer 12 on the surface (surface) of the support Z. An inorganic layer 14 made of an inorganic compound containing silicon and nitrogen such as silicon nitride or silicon oxynitride is formed thereon.

なお、本発明の機能性フィルムは、有機層と、その上の珪素と窒素とを含有する無機化合物からなる無機層との組み合わせを(無機層と、その下層の有機層との積層構成を)、1以上、有するものであれば、図1(A)に示される構成に限定はされず、各種の層構成が利用可能である。
例えば、より高いガスバリア性能が得られる構成として、図1(B)に示すガスバリアフィルム10bのように、支持体Zの上に中間有機層12aを有し、その上に中間無機層14aを有し、その上に有機層12を有し、その上に無機層14を有する、4層構成であってもよい。あるいは、図1(C)に示すガスバリアフィルム10cのように、支持体Zの上に、第1の中間有機層12aを有し、その上に第1の中間無機層14aを有し、その上に第2の中間有機層12aを有し、その上に第2の中間無機層14aを有し、その上に、有機層12を有し、その上に無機層14を有する6層構成、あるいは、それ以上の有機層/無機層の積層構成の繰り返しを有する構成であってもよい。
また、必要に応じて、最上層の無機層14の上に、無機層14を保護するための保護有機層を有する構成であってもよい。
In addition, the functional film of the present invention is a combination of an organic layer and an inorganic layer made of an inorganic compound containing silicon and nitrogen thereon (a laminated structure of an inorganic layer and an organic layer below it). The structure shown in FIG. 1A is not limited as long as it has one or more, and various layer structures can be used.
For example, as a configuration in which higher gas barrier performance is obtained, an intermediate organic layer 12a is provided on a support Z, and an intermediate inorganic layer 14a is provided thereon, as in a gas barrier film 10b shown in FIG. Further, a four-layer configuration may be employed in which the organic layer 12 is provided thereon and the inorganic layer 14 is provided thereon. Alternatively, as in the gas barrier film 10c shown in FIG. 1 (C), the first intermediate organic layer 12a is provided on the support Z, and the first intermediate inorganic layer 14a is provided thereon. 6 having a second intermediate organic layer 12a, a second intermediate inorganic layer 14a thereon, an organic layer 12 thereon, and an inorganic layer 14 thereon, or Further, it may be a constitution having a repetition of a laminated constitution of organic layers / inorganic layers.
Moreover, the structure which has the protective organic layer for protecting the inorganic layer 14 on the uppermost inorganic layer 14 as needed may be sufficient.

後に詳述するが、本発明のガスバリアフィルム(機能性フィルム)は、最も上の無機層である無機層14が3nm以下の表面粗さRa(算術平均粗さRa)を有し、この無機層14の下層の有機層12の表面粗さRaが1nm以上である。また、この無機層14の表面粗さは、無機層14の粗面化処理によって得るのではなく、その下層の有機層12が1nm以上という適度な表面粗さRaを有することで実現している。
本発明のガスバリアフィルムは、このような構成を有することにより、無機層14の表面の他の部材等との密着性と、無機層14が有する性能を十分に発現する優れたガスバリア性(性能)との両立を実現している。
As will be described in detail later, in the gas barrier film (functional film) of the present invention, the inorganic layer 14 which is the uppermost inorganic layer has a surface roughness Ra (arithmetic average roughness Ra) of 3 nm or less. The surface roughness Ra of the lower organic layer 12 is 14 nm or more. Further, the surface roughness of the inorganic layer 14 is not obtained by the surface roughening treatment of the inorganic layer 14, but is realized by having an appropriate surface roughness Ra of the underlying organic layer 12 of 1 nm or more. .
By having such a configuration, the gas barrier film of the present invention has excellent gas barrier properties (performance) that sufficiently expresses the adhesion with other members of the surface of the inorganic layer 14 and the performance of the inorganic layer 14. To achieve both.

なお、本発明のガスバリアフィルムにおいては、最も上の無機層14およびその下層の有機層12以外の各層でも、上記表面粗さの条件を満たしてもよい。
すなわち、図1(B)や図1(C)に示すガスバリアフィルムにおいて、前記中間有機層12aの1層以上あるいは全層の表面粗さRaが1nm以上であってもよく、また、中間無機層14aの1層以上あるいは全層が、3nm以下の表面粗さRaを有してもよい。
また、各層間の密着性および中間無機層14aのガスバリア性能を考慮すると、中間有機層12aおよび中間無機層14aが、共に、全ての層が上記表面粗さの条件を満たすのが好ましい。
In the gas barrier film of the present invention, each of the layers other than the uppermost inorganic layer 14 and the organic layer 12 below the uppermost inorganic layer 14 may satisfy the surface roughness condition.
That is, in the gas barrier film shown in FIG. 1 (B) or FIG. 1 (C), one or more layers of the intermediate organic layer 12a or the surface roughness Ra of all layers may be 1 nm or more. One or more layers or all layers of 14a may have a surface roughness Ra of 3 nm or less.
In consideration of the adhesion between the layers and the gas barrier performance of the intermediate inorganic layer 14a, it is preferable that both the intermediate organic layer 12a and the intermediate inorganic layer 14a satisfy the above-mentioned surface roughness conditions.

また、このガスバリアフィルム10a(10bおよび10c)は、本発明の機能性フィルムの製造方法によって製造できる。
後に詳述するが、本発明の機能性フィルムの製造方法は、基本的に、基板の表面に有機層12を成膜し、その上に、アンモニアガスを含む原料ガスを用いるプラズマCVDによって、プラズマによる有機層12のエッチングを制御しつつ無機層14を成膜するものである。
Moreover, this gas barrier film 10a (10b and 10c) can be manufactured with the manufacturing method of the functional film of this invention.
As will be described in detail later, in the method for producing a functional film of the present invention, basically, an organic layer 12 is formed on the surface of a substrate, and a plasma CVD is performed by plasma CVD using a source gas containing ammonia gas thereon. The inorganic layer 14 is formed while the etching of the organic layer 12 is controlled.

すなわち、本発明の製造方法では、一例として、プラスチックフィルム等の支持体Zを基板として、その表面に有機層12を成膜し、その上にプラズマCVDによって無機層14を成膜して、図1(A)に示すような、有機層12および無機層14を有する本発明のガスバリアフィルム10a(機能性フィルム)を製造する。
また、別の例として、本発明の製造方法では、支持体Zの上に、中間有機層12aおよび中間無機層14aの組み合わせが、1以上、形成された物を基板として、その上に有機層12を成膜し、その上にプラズマCVDによって無機層14を成膜してもよい。例えば、本発明の製造方法では、支持体Zの上に中間有機層12aおよび中間無機層14aが成膜された物を基板として、その上に有機層12を成膜し、その上に無機層14を成膜して、図1(C)に示すガスバリアフィルム10cのような4層構成のガスバリアフィルムを製造してもよい。
That is, in the production method of the present invention, as an example, a support Z such as a plastic film is used as a substrate, an organic layer 12 is formed on the surface, and an inorganic layer 14 is formed thereon by plasma CVD. The gas barrier film 10a (functional film) of the present invention having the organic layer 12 and the inorganic layer 14 as shown in 1 (A) is produced.
As another example, in the production method of the present invention, one or more combinations of the intermediate organic layer 12a and the intermediate inorganic layer 14a formed on the support Z are used as a substrate, and the organic layer is formed thereon. 12 may be formed, and the inorganic layer 14 may be formed thereon by plasma CVD. For example, in the production method of the present invention, a substrate in which the intermediate organic layer 12a and the intermediate inorganic layer 14a are formed on the support Z is used as a substrate, the organic layer 12 is formed thereon, and the inorganic layer is formed thereon. 14 may be formed to produce a four-layer gas barrier film such as the gas barrier film 10c shown in FIG.

また、本発明においては、中間有機層12aおよび中間無機層14aも、本発明の製造方法で成膜してもよい。
すなわち、本発明の製造方法は、本発明の機能性フィルムを基板として、本発明の機能性フィルムを製造してもよい。
In the present invention, the intermediate organic layer 12a and the intermediate inorganic layer 14a may also be formed by the manufacturing method of the present invention.
That is, the production method of the present invention may produce the functional film of the present invention using the functional film of the present invention as a substrate.

また、本発明の機能性フィルムは、ガスバリアフィルムに限定はされない。
すなわち、本発明は、光学フィルタや光反射防止フィルムなどの各種の光学フィルム等、公知の機能性フィルムに、各種、利用可能である。しかしながら、後述するが、本発明によれば、無機層14の粗面化処理を行うことなく、無機層14が高い密着力を確保できる適度な表面粗さを有する機能性フィルムを作製できる。そのため、本発明は、無機層14の損傷等に起因する性能劣化が大きい、ガスバリアフィルムには、好適に利用される。
Moreover, the functional film of the present invention is not limited to a gas barrier film.
That is, the present invention can be used in various known functional films such as various optical films such as an optical filter and an antireflection film. However, as will be described later, according to the present invention, it is possible to produce a functional film having an appropriate surface roughness with which the inorganic layer 14 can ensure high adhesion without performing the roughening treatment of the inorganic layer 14. Therefore, the present invention is suitably used for a gas barrier film in which performance deterioration due to damage or the like of the inorganic layer 14 is large.

本発明のガスバリアフィルムにおいて、支持体(基板(基材))Zには、特に限定はなく、ガスバリアフィルム等の機能性フィルムの支持体として利用されている、公知のシート状物が、各種、利用可能である。
好ましくは、後述するロール・ツー・ロールでの有機層12および無機層14の成膜が可能なように、長尺で、かつ、可撓性を有するシート状の支持体Z(可撓性を有するウエブ状の支持体Z)が利用される。
In the gas barrier film of the present invention, the support (substrate (base material)) Z is not particularly limited, and various known sheet-like materials that are used as a support for functional films such as a gas barrier film, Is available.
Preferably, the sheet-like support Z is long and flexible so that the organic layer 12 and the inorganic layer 14 can be formed by roll-to-roll described later. A web-like support Z) is used.

支持体Zとしては、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、各種のプラスチック(高分子材料)からなるプラスチックフィルムが、好適に例示される。
また、本発明においては、このようなプラスチックフィルムの表面に、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を、支持体Z(基板)として用いてもよい。
Specific examples of the support Z include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyamide, polyvinyl chloride, polycarbonate, polyacrylonitrile, polyimide, polyacrylate, and polymethacrylate. Suitable examples include plastic films made of various plastics (polymer materials).
In the present invention, various functions such as a protective layer, an adhesive layer, a light reflection layer, an antireflection layer, a light shielding layer, a planarization layer, a buffer layer, and a stress relaxation layer are provided on the surface of such a plastic film. A substrate on which a layer (film) for obtaining is formed may be used as the support Z (substrate).

ガスバリアフィルム10aは、支持体Zの上に、有機層12を有する。
有機層12は、有機化合物からなる層(有機化合物を主成分とする層(膜))で、基本的に、モノマーおよび/またはオリゴマーを、架橋(重合)したものである。この有機層12は、後述する、ガスバリア性等の目的とする機能を発現する無機層14を適正に形成するための、下地層として機能する。
このような有機層12を有することにより、支持体Zの表面の凹凸や、支持体Zの表面に付着している異物等を包埋して、有機層12の表面を平坦化できる。この有機層表面の平坦化によって、支持体Zの表面の凹凸や異物の影のような、無機層14となる無機化合物が着膜し難い領域を無くし、有機層12の表面全面に、適正に無機層14を成膜することが可能になる。
The gas barrier film 10 a has an organic layer 12 on the support Z.
The organic layer 12 is a layer made of an organic compound (a layer (film) containing an organic compound as a main component) and is basically a crosslinked (polymerized) monomer and / or oligomer. The organic layer 12 functions as a base layer for properly forming an inorganic layer 14 that exhibits a target function such as gas barrier properties, which will be described later.
By having such an organic layer 12, the surface of the organic layer 12 can be flattened by embedding irregularities on the surface of the support Z, foreign matters attached to the surface of the support Z, and the like. By flattening the surface of the organic layer, areas where the inorganic compound that becomes the inorganic layer 14 is difficult to deposit, such as irregularities on the surface of the support Z and shadows of foreign matter, are eliminated, and the entire surface of the organic layer 12 is appropriately formed. The inorganic layer 14 can be formed.

有機層12の厚さには限定は無いが、0.5〜5μmとするのが好ましい。
有機層12の厚さを0.5μm以上とすることにより、支持体Zの表面の凹凸や、支持体Zの表面に付着した異物を好適に包埋して、有機層12の表面を平坦化できる。
また、有機層12の厚さを5μm以下とすることにより、有機層12が厚すぎることに起因する、有機層12のクラックや、ガスバリアフィルム10aのカール等の問題の発生を、好適に抑制することができる。
以上の点を考慮すると、有機層12の厚さは、1〜3μmとするのが、より好ましい。
Although there is no limitation in the thickness of the organic layer 12, it is preferable to set it as 0.5-5 micrometers.
By setting the thickness of the organic layer 12 to 0.5 μm or more, the surface of the organic layer 12 is flattened by suitably embedding irregularities on the surface of the support Z and foreign matters attached to the surface of the support Z. it can.
In addition, by setting the thickness of the organic layer 12 to 5 μm or less, the occurrence of problems such as cracks in the organic layer 12 and curling of the gas barrier film 10a caused by the organic layer 12 being too thick is suitably suppressed. be able to.
Considering the above points, the thickness of the organic layer 12 is more preferably 1 to 3 μm.

本発明のガスバリアフィルム10において、有機層12の形成材料には、限定はなく、公知の有機化合物(樹脂/高分子化合物)が、各種、利用可能である。
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が好適に例示される。
In the gas barrier film 10 of the present invention, the material for forming the organic layer 12 is not limited, and various known organic compounds (resins / polymer compounds) can be used.
Specifically, polyester, acrylic resin, methacrylic resin, methacrylic acid-maleic acid copolymer, polystyrene, transparent fluororesin, polyimide, fluorinated polyimide, polyamide, polyamideimide, polyetherimide, cellulose acylate, polyurethane, poly Ether ether ketone, polycarbonate, alicyclic polyolefin, polyarylate, polyether sulfone, polysulfone, fluorene ring modified polycarbonate, alicyclic modified polycarbonate, fluorene ring modified polyester, acryloyl compound, thermoplastic resin, or polysiloxane, etc. An organosilicon compound is preferably exemplified.

中でも、Tgや強度に優れる等の点で、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12は、好適である。
中でも特に、上記Tgや強度に加え、屈折率が低い、光学特性に優れる等の点で、アクリレートおよび/またはメタクリレートのモノマーやオリゴマーの重合体を主成分とするアクリル樹脂やメタクリル樹脂は、有機層12として好適に例示される。
その中でも特に、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート(DPGDA)、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート(TMPTA)、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート(DPHA)などの、2官能以上、特に3官能以上のアクリレートおよび/またはメタクリレートのモノマーやオリゴマーの重合体を主成分とするアクリル樹脂やメタクリル樹脂は、好適に例示される。
Among them, the organic layer 12 composed of a polymer of a radical polymerizable compound and / or a cationic polymerizable compound having an ether group as a functional group is preferable in terms of excellent Tg and strength.
In particular, in addition to the above Tg and strength, acrylic resin and methacrylic resin mainly composed of acrylate and / or methacrylate monomer or oligomer polymer in terms of low refractive index and excellent optical properties are organic layers. 12 is preferably exemplified.
Among them, in particular, dipropylene glycol di (meth) acrylate (DPGDA), trimethylolpropane tri (meth) acrylate (TMPTA), dipentaerythritol hexa (meth) acrylate (DPHA), etc. Acrylic resins and methacrylic resins mainly composed of a polymer of acrylate and / or methacrylate monomers or oligomers are preferably exemplified.

このような有機層12は、公知の方法で成膜(形成)すればよい。
例えば、有機溶剤、有機層12となる有機化合物、界面活性剤などを含む塗料を調製して、この塗料を塗布、乾燥した後、架橋する、いわゆる塗布法によって成膜すればよい。
Such an organic layer 12 may be formed (formed) by a known method.
For example, a coating material containing an organic solvent, an organic compound that becomes the organic layer 12, a surfactant, and the like is prepared, and this coating material is applied, dried, and then cross-linked.

なお、以上の有機層12に関する記載は、図1(B)および(C)に示す中間有機層12a(さらには、無機層14の上の保護有機層)に関しても、同様である。
また、本発明のガスバリアフィルムにおいて、中間有機層12aを有する場合や、最上層の無機層14の上に保護有機層を有する場合には、有機層12、中間有機層12aおよび保護有機層の厚さは、同じでも異なってもよい。また、複数の中間有機層12aを有する場合には、それぞれの厚さが同じでも異なってもよい。
Note that the above description regarding the organic layer 12 is the same for the intermediate organic layer 12a shown in FIGS. 1B and 1C (and the protective organic layer on the inorganic layer 14).
Further, in the gas barrier film of the present invention, when the intermediate organic layer 12a is provided or when the protective organic layer is provided on the uppermost inorganic layer 14, the thickness of the organic layer 12, the intermediate organic layer 12a, and the protective organic layer. They may be the same or different. Moreover, when it has the some intermediate | middle organic layer 12a, each thickness may be the same or different.

ここで、本発明のガスバリアフィルム10aにおいて、有機層12は、表面粗さRaが1nm以上である。
この点に関しては、後に詳述する。
Here, in the gas barrier film 10a of the present invention, the organic layer 12 has a surface roughness Ra of 1 nm or more.
This will be described in detail later.

ガスバリアフィルム10aは、有機層12の上に、無機層14を有する。
無機層14は、珪素と窒素とを含有する無機化合物からなる層(珪素と窒素とを含有する無機化合物を主成分とする層(膜))である。
The gas barrier film 10 a has an inorganic layer 14 on the organic layer 12.
The inorganic layer 14 is a layer made of an inorganic compound containing silicon and nitrogen (a layer (film) containing an inorganic compound containing silicon and nitrogen as a main component).

後に詳述するが、本発明の製造方法では、この無機層14を、アンモニアガスを含む原料ガスを用いるプラズマCVDによって、成膜する。この無機層14の成膜の際に、プラズマ(主にアンモニアプラズマ)によって有機層12がエッチングされる。
本発明においては、この無機層14の成膜時における有機層12のエッチングを制御することにより、有機層12の表面粗さRaを1nm以上とする。また、下層の有機層12が有する表面粗さRaで1nm以上の凹凸を利用して、無機層14に3nm以下の適度な表面粗さRaを付与する。
As will be described in detail later, in the manufacturing method of the present invention, the inorganic layer 14 is formed by plasma CVD using a source gas containing ammonia gas. When the inorganic layer 14 is formed, the organic layer 12 is etched by plasma (mainly ammonia plasma).
In the present invention, the surface roughness Ra of the organic layer 12 is set to 1 nm or more by controlling the etching of the organic layer 12 during the formation of the inorganic layer 14. Further, the surface roughness Ra of the lower organic layer 12 is used to provide the inorganic layer 14 with an appropriate surface roughness Ra of 3 nm or less by using irregularities of 1 nm or more.

ガスバリアフィルム10aにおいて、無機層14は、ガスバリア性を、主に発現するものである。すなわち、本発明の機能性フィルムにおいて、無機層14は、ガスバリア性など、目的とする機能を主に発現するものである。   In the gas barrier film 10a, the inorganic layer 14 mainly exhibits gas barrier properties. That is, in the functional film of the present invention, the inorganic layer 14 mainly expresses the intended function such as gas barrier properties.

無機層14の形成材料には、特に限定はなく、珪素と窒素とを含有する無機化合物が、各種、利用可能である。
具体的には、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化炭化珪素、酸化窒化炭化珪素等が例示される。中でも、緻密で高いガスバリア性などの高性能な無機層14が得られる、低温で成膜可能である、組織制御によって光学特性も制御可能である等の点で、窒化珪素は好適に例示される。
The material for forming the inorganic layer 14 is not particularly limited, and various inorganic compounds containing silicon and nitrogen can be used.
Specific examples include silicon nitride, silicon oxynitride, silicon nitride carbide, silicon oxynitride carbide, and the like. Among them, silicon nitride is preferably exemplified in that a high-performance inorganic layer 14 having a dense and high gas barrier property can be obtained, film formation can be performed at a low temperature, and optical characteristics can be controlled by structure control. .

本発明において、無機層14の厚さは、15〜200nmであるのが好ましい。
無機層14の厚さを15nm以下では、安定して目的とするガスバリア性を得ることが困難になる場合がある。また、珪素と窒素とを含有する無機化合物は、硬く、かつ、脆い。そのため、無機層14の厚さが200nmを超えると、自然に割れやヒビ、剥がれ等を生じ易く、やはり、安定して目的とするガスバリア性(目的性能)を得ることが困難になる場合が有る。
また、このような点を考慮すると、無機層14の厚さは、15〜100nmにするのがより好ましく、特に、20〜75nmとするのが好ましい。
In the present invention, the thickness of the inorganic layer 14 is preferably 15 to 200 nm.
If the thickness of the inorganic layer 14 is 15 nm or less, it may be difficult to obtain a desired gas barrier property stably. In addition, inorganic compounds containing silicon and nitrogen are hard and brittle. For this reason, if the thickness of the inorganic layer 14 exceeds 200 nm, it tends to naturally cause cracks, cracks, peeling, etc., and it may be difficult to stably obtain the desired gas barrier properties (target performance). .
In consideration of such points, the thickness of the inorganic layer 14 is more preferably 15 to 100 nm, and particularly preferably 20 to 75 nm.

なお、以上の無機層14に関する記載は、図1(B)および(C)に示す中間無機層14aに関しても、同様である。
また、本発明のガスバリアフィルムにおいて、中間無機層14aを有する場合には、無機層14および中間無機層14aの厚さは、同じでも異なってもよい。さらに、複数の中間無機層14aを有する場合には、それぞれの厚さが同じでも異なってもよい。加えて、中間有機層12に挟まれる層は、窒素および/または珪素を含有しない無機化合物からなる層であってもよい。
In addition, the description regarding the above inorganic layer 14 is the same also regarding the intermediate | middle inorganic layer 14a shown to FIG. 1 (B) and (C).
Moreover, in the gas barrier film of this invention, when it has the intermediate inorganic layer 14a, the thickness of the inorganic layer 14 and the intermediate inorganic layer 14a may be the same or different. Furthermore, when it has the some intermediate | middle inorganic layer 14a, each thickness may be same or different. In addition, the layer sandwiched between the intermediate organic layers 12 may be a layer made of an inorganic compound not containing nitrogen and / or silicon.

ここで、本発明のガスバリアフィルム10aにおいては、最も上の無機層である無機層14は、3nm以下の表面粗さRaを有する。また、無機層14の下層の有機層12は、1nm以上の表面粗さRaを有する。
本発明は、このような構成を有することにより、無機層14の表面の密着性と、無機層14による高いガスバリア性との両立を実現している。
Here, in the gas barrier film 10a of the present invention, the inorganic layer 14 which is the uppermost inorganic layer has a surface roughness Ra of 3 nm or less. Moreover, the organic layer 12 under the inorganic layer 14 has a surface roughness Ra of 1 nm or more.
By having such a configuration, the present invention realizes both cohesion of the surface of the inorganic layer 14 and high gas barrier properties due to the inorganic layer 14.

前述のように、有機層と無機層とを交互に積層してなる積層型のガスバリアフィルムを、例えば保護層として有機EL素子に貼着する場合などに、十分な密着性を得るためには、貼着面となる無機層の表面が、適度な表面粗さを有する必要が有る。
このような用途の場合、従来は、無機層に表面粗さを付与するために、逆スパッタリングなどの無機層(無機層表面)の粗面化処理が行われている。しかしながら、無機層の粗面化処理を行うと、無機層の性能が低下して、目的とするガスバリアフィルム性が得られなくなってしまう。また、表面粗さが大きく成り過ぎて、これに起因して、無機層の性能が低下する場合も有る。
As described above, in order to obtain sufficient adhesion, for example, when a laminated gas barrier film in which organic layers and inorganic layers are alternately laminated is attached to an organic EL element as a protective layer, It is necessary that the surface of the inorganic layer serving as the sticking surface has an appropriate surface roughness.
In the case of such applications, conventionally, a surface roughening treatment of an inorganic layer (inorganic layer surface) such as reverse sputtering has been performed in order to impart surface roughness to the inorganic layer. However, if the roughening treatment of the inorganic layer is performed, the performance of the inorganic layer is deteriorated, and the target gas barrier film property cannot be obtained. In addition, the surface roughness may become too large, which may cause the performance of the inorganic layer to deteriorate.

これに対し、本発明においては、無機層14の粗面化処理ではなく、有機層12の表面粗さRaを1nm以上にすることにより、有機層12の表面の凹凸によって、無機層14の表面に、表面粗さRaで3nm以下の表面粗さを付与する構成とする。
そのため、本発明によれば、無機層14の表面が、適度な表面粗さを有するので、無機層14の表面に、フィルムや有機EL素子などの何らかの部材を貼着する際や、有機層12の上に保護有機層などの何らかの層を成膜する場合にも、無機層14と、これらとの間で、十分な密着性を得ることができる。また、無機層14を粗面化処理して、表面粗さを付与するのではないので、無機層14表面の密着性を確保した上で、成膜した無機層14が本来有する性能を適正に発揮して、高いガスバリアフィルム性が得られる。
On the other hand, in the present invention, the surface of the inorganic layer 14 is not roughened by the surface roughness Ra of the organic layer 12 by setting the surface roughness Ra of the organic layer 12 to 1 nm or more. In addition, the surface roughness Ra gives a surface roughness of 3 nm or less.
Therefore, according to the present invention, the surface of the inorganic layer 14 has an appropriate surface roughness. Therefore, when a certain member such as a film or an organic EL element is attached to the surface of the inorganic layer 14, or the organic layer 12. Even when a certain layer such as a protective organic layer is formed on the inorganic layer 14, sufficient adhesion can be obtained between the inorganic layer 14 and these layers. In addition, since the inorganic layer 14 is not roughened to give surface roughness, the performance inherent to the deposited inorganic layer 14 can be appropriately maintained after ensuring the adhesion of the surface of the inorganic layer 14. Demonstrates high gas barrier film properties.

本発明のガスバリアフィルム10aにおいて、無機層14の表面粗さRaは、3nm以下である。
無機層14の表面粗さRaが3nmを超えると、表面粗さが大き過ぎて無機層14が十分なガスバリア性を発揮できない等の不都合を生じる。
以上の点を考慮すると、無機層14の表面粗さRaは、2nm以下が好ましい。
In the gas barrier film 10a of the present invention, the surface roughness Ra of the inorganic layer 14 is 3 nm or less.
If the surface roughness Ra of the inorganic layer 14 exceeds 3 nm, the surface roughness is too large and the inorganic layer 14 cannot exhibit sufficient gas barrier properties.
Considering the above points, the surface roughness Ra of the inorganic layer 14 is preferably 2 nm or less.

また、無機層14の表面粗さRaは、1nm以上、特に、1.5nm以上であるのが好ましい。
無機層14の表面粗さRaを1nm以上とすることにより、無機層14の表面の密着性を安定して十分に確保できる等の点で好ましい結果を得ることができる。
In addition, the surface roughness Ra of the inorganic layer 14 is preferably 1 nm or more, and particularly preferably 1.5 nm or more.
By setting the surface roughness Ra of the inorganic layer 14 to 1 nm or more, preferable results can be obtained in that the adhesion of the surface of the inorganic layer 14 can be stably and sufficiently secured.

他方、本発明のガスバリアフィルム10aにおいて、無機層14の下層(下地層)となる有機層12の表面粗さRa(無機層14の成膜面の表面粗さRa)は、1nm以上である。
有機層12の表面粗さRaが1nm未満では、無機層14の表面に、十分な大きさの表面粗さを付与することができない、無機層14と有機層12との十分な密着性を得られない等の不都合を生じる。
以上の点を考慮すると、有機層12の表面粗さRaは、1.2nm以上が好ましい。
On the other hand, in the gas barrier film 10a of the present invention, the surface roughness Ra of the organic layer 12 serving as the lower layer (underlayer) of the inorganic layer 14 (the surface roughness Ra of the film formation surface of the inorganic layer 14) is 1 nm or more.
When the surface roughness Ra of the organic layer 12 is less than 1 nm, a sufficient surface roughness cannot be imparted to the surface of the inorganic layer 14, and sufficient adhesion between the inorganic layer 14 and the organic layer 12 is obtained. Inconvenience such as not being possible.
Considering the above points, the surface roughness Ra of the organic layer 12 is preferably 1.2 nm or more.

有機層12の表面粗さRaの上限には、特に限定は無い。
しかしながら、有機層12の表面粗さが大きすぎると、無機層14の表面粗さが大きくなり過ぎて無機層14が有機層12の全面を適正に覆うことができず、ガスバリア性が悪化してしまう可能性が高くなる等の不都合を生じる可能性が高くなる。
そのため、有機層12の表面粗さRaは、2nm以下、特に、1.5nm以下が好ましい。
There is no particular limitation on the upper limit of the surface roughness Ra of the organic layer 12.
However, if the surface roughness of the organic layer 12 is too large, the surface roughness of the inorganic layer 14 becomes excessively large and the inorganic layer 14 cannot properly cover the entire surface of the organic layer 12, and the gas barrier property deteriorates. There is a high possibility that inconveniences such as a high possibility of occurrence will occur.
Therefore, the surface roughness Ra of the organic layer 12 is preferably 2 nm or less, particularly preferably 1.5 nm or less.

ここで、本発明のガスバリアフィルム10aにおいて、有機層12の表面粗さRaは、直接的に測定するのが困難である場合が多い。
本発明においては、有機層の表面粗さRaの直接的な測定が困難な場合には、以下のようにして、有機層12の表面粗さRaを測定(知見)すればよい。
Here, in the gas barrier film 10a of the present invention, the surface roughness Ra of the organic layer 12 is often difficult to measure directly.
In the present invention, when it is difficult to directly measure the surface roughness Ra of the organic layer, the surface roughness Ra of the organic layer 12 may be measured (knowledge) as follows.

本発明の製造方法では、アンモニアガスを含む原料ガスを用いるプラズマCVDによって、有機層12の表面に珪素と窒素とを含む無機化合物からなる無機層14を成膜する。
また、本発明の製造方法においては、好ましくは、後述する図2に示すような、ロール・ツー・ロール(Roll to Roll 以下、RtoRとも言う)を利用して、有機層12の上に無機層14を成膜する。RtoRとは、具体的には、可撓性を有する長尺な支持体Zなど、可撓性を有する長尺な基板(可撓性を有するウエブ状の基板)を巻回してなるロールから、基板を送り出し、基板を長手方向に搬送しつつ成膜を行い、成膜済の基板を、再度、ロール状に巻回する、成膜方法である。
In the manufacturing method of the present invention, the inorganic layer 14 made of an inorganic compound containing silicon and nitrogen is formed on the surface of the organic layer 12 by plasma CVD using a source gas containing ammonia gas.
In the production method of the present invention, preferably, an inorganic layer is formed on the organic layer 12 by using a roll-to-roll (hereinafter referred to as RtoR) as shown in FIG. 14 is formed. Specifically, RtoR is a roll formed by winding a flexible long substrate (flexible web-shaped substrate) such as a flexible long support Z, In this film forming method, a substrate is sent out, a film is formed while the substrate is conveyed in the longitudinal direction, and the film-formed substrate is wound again in a roll shape.

プラズマCVDによって、有機層12の上に無機層14を成膜すると、無機層14の成膜(無機化合物の着膜)と共に、プラズマによって有機層12がエッチングされ、その結果、有機層12の表面が、粗面化する。
アンモニアガスを含む原料ガスを用いる本発明の製造方法においては、このエッチングは、主にアンモニアプラズマによって行われる。後に詳述するが、本発明では、このプラズマによるエッチングを利用して、無機層14を成膜する際の有機層12のエッチングを制御することで、有機層12の表面粗さRaを1nm以上とする。
従って、前述のように、本発明の製造方法では、有機層12の表面粗さRaを1nm以上とすることを目的として、有機層12のエッチング処理やブラスト処理などの粗面化処理を行うことはしない。
When the inorganic layer 14 is formed on the organic layer 12 by plasma CVD, the organic layer 12 is etched by plasma together with the formation of the inorganic layer 14 (deposition of the inorganic compound). As a result, the surface of the organic layer 12 is etched. However, it becomes rough.
In the manufacturing method of the present invention using a source gas containing ammonia gas, this etching is mainly performed by ammonia plasma. As will be described in detail later, in the present invention, the surface roughness Ra of the organic layer 12 is set to 1 nm or more by controlling the etching of the organic layer 12 when forming the inorganic layer 14 by using this etching by plasma. And
Therefore, as described above, in the manufacturing method of the present invention, the surface roughness Ra of the organic layer 12 is 1 nm or more, and a roughening process such as an etching process or a blasting process of the organic layer 12 is performed. Don't do it.

このような有機層12の表面への無機層14の成膜では、当初は、プラズマによる有機層12のエッチングが多く発生し、次第に、無機化合物の着膜量が増えてエッチングが減少し、ある程度の成膜時間が経過すると、全面を無機化合物が覆う無機層14の成膜が開始される。
従って、基板を搬送しつつ成膜を行うRtoRでは、成膜領域(図2に示す例であれば、シャワー電極80とドラム68(支持体Zo)との対面領域)においては、基板の搬送方向の上流側では有機層12のエッチングが多く発生し、下流に向かうにしたがって次第に無機化合物の着膜量が増加してエッチングが減少し、搬送方向の或る位置で、全面を無機化合物が覆う無機層14の成膜が開始される。
なお、この有機層12のエッチングによって、不可避的に、無機層14の下に、有機層12の形成材料と無機層14の形成材料とが混合された領域(有機/無機の混合領域)が形成される場合も有る。本発明においては、この混合領域も有機層12と見なす。
In the formation of the inorganic layer 14 on the surface of the organic layer 12, initially, the etching of the organic layer 12 by plasma frequently occurs, and gradually, the amount of deposition of the inorganic compound increases and the etching decreases. When the film formation time elapses, film formation of the inorganic layer 14 covering the entire surface with the inorganic compound is started.
Therefore, in RtoR in which film formation is performed while the substrate is being transported, in the film formation region (in the example shown in FIG. 2, the region where the shower electrode 80 and the drum 68 (support Zo) face each other), the substrate transport direction. The organic layer 12 is often etched on the upstream side, and the deposition amount of the inorganic compound gradually increases and the etching decreases toward the downstream, and the inorganic compound covers the entire surface at a certain position in the transport direction. Formation of the layer 14 is started.
The etching of the organic layer 12 inevitably forms a region (organic / inorganic mixed region) where the forming material of the organic layer 12 and the forming material of the inorganic layer 14 are mixed under the inorganic layer 14. Sometimes it is done. In the present invention, this mixed region is also regarded as the organic layer 12.

これを利用して、RtoRによって有機層12の表面に無機層14を成膜する際に、無機層14の成膜が十分に安定した後に、基板の搬送および成膜を停止して、成膜領域に位置する基板の表面を分析することで、有機層12の表面粗さを測定できる。
すなわち、基板の搬送および成膜を停止すると、成膜領域に位置する基板の表面は、上流側では有機層12のエッチングが多く発生して無機化合物の着膜量が少なく、下流に向かうにしたがって、次第に無機化合物の着膜量が増加してエッチングが減少していき、搬送方向の或る位置から下流側は、全面を無機化合物が覆う無機層14となる。
従って、無機層14の成膜が安定した後に、基板の搬送および成膜を停止し、成膜領域に位置する基板の表面をESCAやSIMS等の分析手段を用いて分析し、基板の幅方向(搬送方向と直交する方向)の全域が無機層14となる、搬送方向の最上流位置を検出し、この位置において、表面粗さRaを測定する。これにより、有機層12の表面すなわち無機層14の成膜面の表面粗さRaを測定できる(この位置の表面粗さRaを、有機層12の表面粗さRaとする)。
Utilizing this, when the inorganic layer 14 is formed on the surface of the organic layer 12 by RtoR, after the formation of the inorganic layer 14 is sufficiently stabilized, the conveyance and film formation of the substrate are stopped to form the film. By analyzing the surface of the substrate located in the region, the surface roughness of the organic layer 12 can be measured.
That is, when the transport and film formation of the substrate are stopped, the surface of the substrate located in the film formation region has a large amount of etching of the organic layer 12 on the upstream side, and the deposition amount of the inorganic compound is small. The amount of deposition of the inorganic compound gradually increases and the etching decreases, and the downstream side from a certain position in the transport direction becomes the inorganic layer 14 covering the entire surface with the inorganic compound.
Therefore, after the film formation of the inorganic layer 14 is stabilized, the conveyance and film formation of the substrate are stopped, the surface of the substrate located in the film formation region is analyzed using an analysis means such as ESCA or SIMS, and the width direction of the substrate The most upstream position in the transport direction in which the entire region (in the direction orthogonal to the transport direction) becomes the inorganic layer 14 is detected, and the surface roughness Ra is measured at this position. Thereby, the surface roughness Ra of the surface of the organic layer 12, that is, the film formation surface of the inorganic layer 14 can be measured (the surface roughness Ra at this position is defined as the surface roughness Ra of the organic layer 12).

ここで、基板の幅方向の全域が無機層14となる位置とは、言い換えれば、基板の幅方向全域が、全て無機層14に由来する成分のみとなった位置である。
さらに言い換えれば、基板の幅方向の全域が無機層14となる位置とは、基板の幅方向全域で、有機層12にのみ由来する成分が無くなった位置である。
Here, the position where the entire region in the width direction of the substrate becomes the inorganic layer 14 is, in other words, the position where the entire region in the width direction of the substrate is only the component derived from the inorganic layer 14.
Furthermore, in other words, the position where the entire region in the width direction of the substrate becomes the inorganic layer 14 is a position where the component derived only from the organic layer 12 disappears in the entire region in the width direction of the substrate.

また、この方法を利用することにより、基板を搬送しないバッチ式の成膜方法で、有機層12の上に無機層14の成膜を行う際にも、有機層12の表面粗さRaを測定できる。
すなわち、本発明のガスバリアフィルム10aの無機層14を、ESCA等を用いて深さ方向に分析し、無機層14の全面に対応して、有機層12にのみ由来する成分が検出される最も浅い位置(基板から最も遠い位置)を検出する。その位置の深さと、この無機層14の成膜レートとから、無機層14の成膜を開始してから、この深さの位置に至るまでの成膜時間を算出する。
次いで、分析を行ったガスバリアフィルム10aにおける無機層14の成膜と全く同様にして、算出した成膜時間まで無機層14の成膜を行う。この表面の表面粗さRaを測定することで、有機層12の表面の表面粗さRaを測定できる。
In addition, by using this method, the surface roughness Ra of the organic layer 12 is also measured when the inorganic layer 14 is formed on the organic layer 12 by a batch-type film forming method that does not transport the substrate. it can.
That is, the inorganic layer 14 of the gas barrier film 10a of the present invention is analyzed in the depth direction using ESCA or the like, and the shallowest component in which only the organic layer 12 is detected corresponding to the entire surface of the inorganic layer 14 is detected. The position (the position farthest from the substrate) is detected. From the depth of the position and the film formation rate of the inorganic layer 14, the film formation time from the start of film formation of the inorganic layer 14 to the position of this depth is calculated.
Next, the inorganic layer 14 is formed until the calculated film formation time in exactly the same manner as the formation of the inorganic layer 14 in the analyzed gas barrier film 10a. By measuring the surface roughness Ra of the surface, the surface roughness Ra of the surface of the organic layer 12 can be measured.

図2に、本発明の機能性フィルムの製造方法によって、前述のガスバリアフィルム10aを製造する製造装置の一例を、概念的に示す。
この製造装置は、有機層12を成膜する有機成膜装置30と、本発明の製造方法を実施する、無機層14を成膜する無機成膜装置32とを有する。
なお、図2において、(A)は、有機成膜装置30であり、(B)は、無機成膜装置32である。また、図2においては、支持体Zの上に有機層12を有し、その上に無機層14を有する、図1(A)に示すガスバリアフィルム10aの製造を例示している。
In FIG. 2, an example of the manufacturing apparatus which manufactures the above-mentioned gas barrier film 10a with the manufacturing method of the functional film of this invention is shown notionally.
This manufacturing apparatus has an organic film forming apparatus 30 for forming the organic layer 12 and an inorganic film forming apparatus 32 for forming the inorganic layer 14 for carrying out the manufacturing method of the present invention.
2A shows the organic film forming apparatus 30, and FIG. 2B shows the inorganic film forming apparatus 32. 2 illustrates the production of the gas barrier film 10a shown in FIG. 1A, which has the organic layer 12 on the support Z and the inorganic layer 14 thereon.

図2に示す有機成膜装置30および無機成膜装置32は、共に、前述のRtoRによって、成膜を行なう装置である。
このようなRtoRは、高い生産性で、効率の良いガスバリアフィルム10a(機能性フィルム)の製造が可能である。
Both the organic film forming apparatus 30 and the inorganic film forming apparatus 32 shown in FIG. 2 are apparatuses that perform film formation using the above-described RtoR.
Such RtoR can produce the gas barrier film 10a (functional film) with high productivity and high efficiency.

なお、本発明の製造方法は、長尺な支持体Zを用いてRtoRでガスバリアフィルム等の機能性フィルムを製造するのに限定はされず、カットシート状の基板を用いて、いわゆる枚葉式(バッチ式)の成膜方法を用いて、機能性フィルムを製造してもよい。
しかしながら、有機層12の表面粗さRaを直接測定できない場合でも、前述のように、RtoRでの製造方法を利用する場合には、容易に有機層12の表面粗さを測定することができる。すなわち、RtoRを利用することで、本発明の特徴を十分に発揮したガスバリアフィルム10aの製造が可能となる。従って、本発明においては、RtoRによって、ガスバリアフィルム10a等を製造するのが好ましい。
The production method of the present invention is not limited to the production of a functional film such as a gas barrier film using RtoR using a long support Z, but a so-called single wafer type using a cut sheet substrate. A functional film may be manufactured using a (batch type) film formation method.
However, even when the surface roughness Ra of the organic layer 12 cannot be directly measured, as described above, the surface roughness of the organic layer 12 can be easily measured when the manufacturing method using RtoR is used. That is, by using RtoR, it is possible to manufacture the gas barrier film 10a that fully exhibits the features of the present invention. Therefore, in the present invention, it is preferable to manufacture the gas barrier film 10a and the like by RtoR.

なお、カットシート状の基板を用いた場合でも、有機層12および無機層14、ならびに、中間有機層12aおよび保護有機層、中間無機層14aの成膜方法は、基本的に、以下に説明するRtoRによる製造方法と、同様である。   Even when a cut sheet substrate is used, the method for forming the organic layer 12 and the inorganic layer 14, and the intermediate organic layer 12a, the protective organic layer, and the intermediate inorganic layer 14a are basically described below. This is the same as the manufacturing method using RtoR.

図2(A)に示す有機成膜装置30は、長尺な支持体Z(基板)を長手方向に搬送しつつ、有機層12となる塗料を塗布し、乾燥した後、光照射によって塗膜に含まれる有機化合物を架橋して硬化し、有機層12を成膜する装置である。
有機成膜装置30は、一例として、塗布手段36と、乾燥手段38と、光照射手段40と、回転軸42と、巻取り軸46と、搬送ローラ対48および50とを有する。
なお、有機成膜装置30は、図示した部材以外にも、搬送ローラ対、支持体Z等のガイド部材、各種のセンサなど、長尺な被成膜材料を搬送しつつ塗布による成膜を行なう公知の装置に設けられる各種の部材を有してもよい。
The organic film forming apparatus 30 shown in FIG. 2 (A) applies a paint to be the organic layer 12 while transporting a long support Z (substrate) in the longitudinal direction, and after drying, coats the film by light irradiation. Is an apparatus for forming a film of the organic layer 12 by crosslinking and curing the organic compound contained therein.
As an example, the organic film forming apparatus 30 includes a coating unit 36, a drying unit 38, a light irradiation unit 40, a rotating shaft 42, a winding shaft 46, and conveyance roller pairs 48 and 50.
In addition to the illustrated members, the organic film forming apparatus 30 performs film formation by coating while conveying a long film forming material such as a pair of conveying rollers, a guide member such as a support Z, and various sensors. You may have the various members provided in a well-known apparatus.

有機成膜装置30において、長尺な支持体Zを巻回してなる支持体ロールZRは、回転軸42に装填される。
回転軸42に支持体ロールZRが装填されると、支持体Zは、支持体ロールZRから引き出され、搬送ローラ対48を経て、塗布手段36、乾燥手段38および光照射手段40の下部を通過して、搬送ローラ対50を経て、巻取り軸46に至る、所定の搬送経路を通される(通紙される)。
In the organic film forming apparatus 30, a support roll ZR formed by winding a long support Z is loaded on the rotary shaft 42.
When the support roll ZR is loaded on the rotating shaft 42, the support Z is pulled out from the support roll ZR, passes through the conveying roller pair 48, and passes under the coating means 36, the drying means 38, and the light irradiation means 40. Then, the paper is passed through a predetermined transport path that passes through the pair of transport rollers 50 and reaches the take-up shaft 46.

有機成膜装置30では、支持体ロールZRからの支持体Zの送り出しと、巻取り軸46における有機層12を成膜した支持体Zoの巻き取りとを同期して行なう。これにより、長尺な支持体Zを所定の搬送経路で長手方向に搬送しつつ、塗布手段36によって有機層12となる塗料を塗布し、乾燥手段38によって塗料を乾燥し、光照射手段40によって硬化することによって、有機層12を形成する。
前述のように、有機層12は、支持体Zの表面の凹凸や、支持体Zの表面に付着した異物等を埋没して、有機層12の表面を平坦化して、無機層14が着膜し難い部分を無くすために設けられる。
In the organic film forming apparatus 30, the feeding of the support Z from the support roll ZR and the winding of the support Zo on which the organic layer 12 is formed on the winding shaft 46 are performed in synchronization. Thus, while the long support Z is transported in the longitudinal direction along a predetermined transport path, the coating material 36 is applied with the coating material that becomes the organic layer 12, the drying device 38 is used to dry the coating material, and the light irradiation device 40 is used to dry the coating material. By curing, the organic layer 12 is formed.
As described above, the organic layer 12 is formed by embedding irregularities on the surface of the support Z, foreign matters attached to the surface of the support Z, etc. to flatten the surface of the organic layer 12, and the inorganic layer 14 is deposited. It is provided to eliminate difficult parts.

塗布手段36は、支持体Zの表面に、予め調製した、有機層12を形成する塗料を塗布するものである。
この塗料は、架橋して重合することによって有機層12となる有機化合物(モノマー/オリゴマー)を、有機溶剤に溶解あるいは分散してなるものである。また、この塗料には、界面活性剤(表面調節剤)、シランカップリング剤、重合開始剤(架橋剤)等、有機層12を形成するのに必要な各種の添加剤が、適宜、添加される。
The coating means 36 is for applying a coating material prepared in advance to form the organic layer 12 on the surface of the support Z.
This paint is obtained by dissolving or dispersing an organic compound (monomer / oligomer) that becomes the organic layer 12 by crosslinking and polymerization in an organic solvent. In addition, various additives necessary for forming the organic layer 12, such as a surfactant (surface modifier), a silane coupling agent, a polymerization initiator (crosslinking agent), and the like are appropriately added to this coating material. The

架橋(重合)して有機層12となる有機化合物は、各種の物が利用可能である。
中でも、前記有機層12の形成材料の説明で述べたように、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は、好適であり、中でも特にアクリレートおよび/またはメタクリレートのモノマーやオリゴマーは、好適であり、その中でも特に、2官能以上、特に3官能以上のアクリレートおよび/またはメタクリレートのモノマーやオリゴマーは、好適に例示される。
Various types of organic compounds that can be crosslinked (polymerized) to form the organic layer 12 can be used.
Among them, as described in the description of the material for forming the organic layer 12, a radical polymerizable compound and / or a cationic polymerizable compound having an ether group as a functional group is preferable, and in particular, monomers of acrylate and / or methacrylate. Among these, acrylate and / or methacrylate monomers and oligomers having 2 or more functional groups, particularly 3 or more functional groups, are particularly preferable.

有機層12を形成する塗料は、このような有機層12となる有機化合物や界面活性剤等を、公知の方法で有機溶剤に溶解(分散)して、公知の方法で調製すればよい。
塗料の調製に用いる有機溶剤には、特に限定はなく、メチルエチルケトン(MEK)、シクロヘキサノン、イソプロピルアルコール、アセトン等、有機/無機積層型の機能性フィルムにおける有機層の形成に用いられている有機溶剤が、各種、利用可能である。
The coating material for forming the organic layer 12 may be prepared by a known method by dissolving (dispersing) such an organic compound, a surfactant, or the like in the organic solvent in a known method.
There are no particular limitations on the organic solvent used in the preparation of the paint, and examples of the organic solvent used for forming the organic layer in the organic / inorganic laminated functional film such as methyl ethyl ketone (MEK), cyclohexanone, isopropyl alcohol, and acetone. Various types are available.

塗料の粘度には、限定はなく、塗料が含有する成分や塗布方法等に応じて、適宜、支持体Zの表面の全面に塗料を塗布できる粘度とすればよい。すなわち、塗料の粘度は、異物や凹凸を含んで、支持体Zの表面全面を塗料で濡らせる粘度とすればよい。   There is no limitation on the viscosity of the coating material, and the viscosity may be appropriately set so that the coating material can be applied to the entire surface of the support Z according to the components contained in the coating material, the coating method, and the like. That is, the viscosity of the coating material may be a viscosity that wets the entire surface of the support Z with the coating material, including foreign matters and irregularities.

塗布手段36において、支持体Zへの塗料の塗布方法には、特に限定は無い。
従って、塗料の塗布は、ダイコート法、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塗料の塗布方法が、全て利用可能である。
中でも、非接触で塗料を塗布できるので塗布面(特に、複数の有機層12を形成する場合の無機層表面)を損傷しない、ビード(液溜まり)の形成により支持体Zの表面の凹凸や異物等の包埋性に優れる、等の理由で、ダイコート法は、好適に利用される。
In the coating means 36, the coating method for the support Z is not particularly limited.
Therefore, the application of the paint is all known coating methods such as die coating, dip coating, air knife coating, curtain coating, roller coating, wire bar coating, gravure coating, slide coating, etc. Is available.
In particular, since the coating can be applied in a non-contact manner, the coated surface (in particular, the inorganic layer surface when forming a plurality of organic layers 12) is not damaged, and irregularities and foreign matter on the surface of the support Z are formed by the formation of beads (liquid reservoir). For example, the die coating method is suitably used because of its excellent embedding property.

なお、塗料の塗布量にも限定はなく、塗料の粘度、塗料中における有機化合物の含有量、および、塗布方法等に応じて、支持体Zの表面の全面に塗料を塗布でき、かつ、目的とする有機層12の厚さに応じた塗布量を、適宜、設定すればよい。   The coating amount of the coating is not limited, and the coating can be applied to the entire surface of the support Z according to the viscosity of the coating, the content of the organic compound in the coating, and the coating method. The coating amount according to the thickness of the organic layer 12 may be set as appropriate.

前述のように、支持体Zは、次いで、乾燥手段38に搬送され、塗布手段36が塗布した塗料を乾燥される。
乾燥手段38により塗料の乾燥方法には、限定はなく、支持体Zが光照射手段40に至る前に、塗料を乾燥(有機溶剤を除去)して、架橋が可能な状態にできるものであれば、公知の乾燥手段が全て利用可能である。一例として、ヒータによる加熱乾燥、温風による加熱乾燥等が例示される。
As described above, the support Z is then transported to the drying means 38, and the paint applied by the applying means 36 is dried.
The method for drying the paint by the drying means 38 is not limited, and the paint can be dried (the organic solvent is removed) before the support Z reaches the light irradiation means 40 so that it can be crosslinked. For example, all known drying means can be used. As an example, heat drying with a heater, heat drying with warm air, and the like are exemplified.

支持体Zは、次いで、光照射手段40に搬送される。光照射手段40は、塗布手段36が塗布し乾燥手段38が乾燥した塗料に紫外線(UV光)や可視光などを照射して、塗料に含まれる有機化合物(有機化合物のモノマーやオリゴマー)を架橋(重合)して硬化し、有機層12とするものである。
ここで、光照射手段40による塗膜の硬化時には、必要に応じて、支持体Zにおける光照射手段40による光照射領域を、窒素置換等による不活性雰囲気(無酸素雰囲気)とするようにしてもよい。また、必要に応じて、裏面に当接するバックアップローラ等を用いて、硬化時に支持体Zすなわち塗膜の温度を調節するようにしてもよい。
The support Z is then transported to the light irradiation means 40. The light irradiation means 40 irradiates the coating material applied by the coating means 36 and dried by the drying means 38 with ultraviolet rays (UV light), visible light or the like to crosslink organic compounds (monomers or oligomers of organic compounds) contained in the coating material. (Polymerization) is cured to form the organic layer 12.
Here, when the coating film is cured by the light irradiation means 40, the light irradiation area by the light irradiation means 40 in the support Z is set to an inert atmosphere (oxygen-free atmosphere) by nitrogen substitution or the like as necessary. Also good. Moreover, you may make it adjust the temperature of the support body Z, ie, a coating film, at the time of hardening using a backup roller etc. which contact | abut to a back surface as needed.

なお、本発明において、有機層12となる有機化合物の架橋は、光重合に限定はされない。すなわち、有機化合物の架橋は、加熱重合、電子ビーム重合、プラズマ重合等、有機層12となる有機化合物に応じた、各種の方法が利用可能である。
本発明においては、前述のように、有機層12としてアクリル樹脂やメタクリル樹脂などのアクリル系樹脂が好適に利用されるので、光重合が好適に利用される。
In the present invention, the crosslinking of the organic compound that becomes the organic layer 12 is not limited to photopolymerization. That is, various methods according to the organic compound used as the organic layer 12, such as heat polymerization, electron beam polymerization, and plasma polymerization, can be used for crosslinking of the organic compound.
In the present invention, as described above, since an acrylic resin such as an acrylic resin or a methacrylic resin is preferably used as the organic layer 12, photopolymerization is preferably used.

このようにして有機層12を形成された支持体Z(以下、有機層12を形成された支持体Zを、『支持体Zo』とする)は、搬送ローラ対50に挟持搬送されて巻取り軸46に至り、巻取り軸46によって、再度、ロール状に巻き取られ、支持体Zoを巻回してなるロールZoRとされる。   The support Z thus formed with the organic layer 12 (hereinafter, the support Z with the organic layer 12 formed is referred to as “support Zo”) is nipped and conveyed by the conveyance roller pair 50 and wound up. The shaft 46 reaches the shaft 46, and is wound again into a roll shape by the winding shaft 46 to obtain a roll ZoR formed by winding the support Zo.

このロールZoRは、図2(B)に示す無機成膜装置32に供給される。
すなわち、図2に示す例では、無機成膜装置32は、支持体Zの上に有機層12が成膜された支持体Zoの上に無機層14を成膜して、図1(A)に示す本発明の機能性フィルムの一例であるガスバリアフィルム10aを製造する。
前述のように、無機成膜装置32は、アンモニアガスを原料ガスとして用いるプラズマCVDによって、有機層12の表面に珪素と窒素を含有する無機化合物からなる無機層14を成膜する。また、無機成膜装置32は、プラズマによる有機層12のエッチングを制御しつつ、無機層14の成膜を行う。
This roll ZoR is supplied to the inorganic film forming apparatus 32 shown in FIG.
That is, in the example shown in FIG. 2, the inorganic film forming apparatus 32 forms the inorganic layer 14 on the support Zo on which the organic layer 12 is formed on the support Z, and FIG. The gas barrier film 10a which is an example of the functional film of this invention shown in FIG.
As described above, the inorganic film forming apparatus 32 forms the inorganic layer 14 made of an inorganic compound containing silicon and nitrogen on the surface of the organic layer 12 by plasma CVD using ammonia gas as a source gas. The inorganic film forming device 32 forms the inorganic layer 14 while controlling the etching of the organic layer 12 by plasma.

図2(B)に示す無機成膜装置32は、基本的に、真空チャンバ60と、この真空チャンバ60内の、巻出し室62および成膜室64と、ドラム68とを有して構成される。
なお、図2(B)においては、成膜室64に配置されるシャワー電極80の一部を断面で示している。また、無機成膜装置32は、図示した部材以外にも、搬送ローラ対やガイド部材、各種のセンサなど、長尺な被成膜材料を搬送しつつ気相堆積法による成膜を行なう公知の装置に設けられる各種の部材を有してもよい。
The inorganic film forming apparatus 32 shown in FIG. 2B basically includes a vacuum chamber 60, an unwinding chamber 62 and a film forming chamber 64 in the vacuum chamber 60, and a drum 68. The
In FIG. 2B, a part of the shower electrode 80 disposed in the film formation chamber 64 is shown in cross section. In addition to the members shown in the drawing, the inorganic film forming apparatus 32 is known to perform film formation by a vapor deposition method while conveying a long film-forming material such as a pair of conveying rollers, a guide member, and various sensors. You may have the various members provided in an apparatus.

無機成膜装置32において、支持体Zoを巻回してなるロールZoRは、巻出し室62に装填される。
支持体Zoは、巻出し室62でロールZoRから引き出され、ドラム68に巻き掛けられた状態で長手方向に搬送されつつ、成膜室64で無機層14を成膜され、その後、再度、巻出し室62に搬送されて、巻き取られる(ロール状に巻回される)。
In the inorganic film forming apparatus 32, a roll ZoR obtained by winding the support Zo is loaded into the unwind chamber 62.
The support Zo is pulled out from the roll ZoR in the unwinding chamber 62 and is transported in the longitudinal direction while being wound around the drum 68, and the inorganic layer 14 is formed in the film forming chamber 64, and then the winding is again performed. It is transported to the take-out chamber 62 and wound (rolled).

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、後述する巻出し室62のガイドローラ76aよって所定の経路で案内された支持体Zo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、成膜室64内に搬送して、再度、巻出し室62のガイドローラ76bに送る。
The drum 68 is a cylindrical member that rotates counterclockwise in the drawing around the center line.
The drum 68 wraps a support Zo guided by a guide roller 76a of an unwind chamber 62, which will be described later, on a predetermined path, and conveys the support Zo in a longitudinal direction while holding the support Zo at a predetermined position. The film is transferred into the film forming chamber 64 and sent again to the guide roller 76 b in the unwinding chamber 62.

ここで、ドラム68は、後述する成膜室64のシャワー電極80(成膜電極)の対向電極としても作用する。すなわち、図示例の無機成膜装置32においては、ドラム68とシャワー電極80とで、電極対を構成する。
そのため、図示例においては、ドラム68は、アース(接地)されている。しかしながら、本発明は、これに限定はされず、必要に応じて、ドラム68には、ドラム68にバイアスを印加するためのバイアス電源を接続してもよい。あるいは、アースとバイアス電源との接続を、切り替え可能に接続してもよい。
なお、バイアス電源は、各種の成膜装置で利用されている、バイアスを印加するための高周波電源やパルス電源等の公知の電源が、全て利用可能である。
Here, the drum 68 also functions as a counter electrode of a shower electrode 80 (film formation electrode) of the film formation chamber 64 described later. That is, in the illustrated inorganic film forming apparatus 32, the drum 68 and the shower electrode 80 constitute an electrode pair.
Therefore, in the illustrated example, the drum 68 is grounded. However, the present invention is not limited to this, and a bias power source for applying a bias to the drum 68 may be connected to the drum 68 as necessary. Alternatively, the connection between the ground and the bias power source may be switchable.
As the bias power source, all known power sources such as a high frequency power source and a pulse power source for applying a bias, which are used in various film forming apparatuses, can be used.

また、ドラム68は、成膜中の支持体Zo(すなわち成膜温度)の温度調節手段を兼ねてもよい。そのため、ドラム68は、温度調節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、ペルチェ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。
The drum 68 may also serve as temperature adjusting means for the support Zo (that is, the film forming temperature) during film formation. Therefore, it is preferable that the drum 68 includes a temperature adjusting means.
The temperature adjusting means of the drum 68 is not particularly limited, and various temperature adjusting means such as a temperature adjusting means for circulating a refrigerant or the like, a cooling means using a Peltier element or the like can be used.

前述のように、真空チャンバ60内には、巻出し室62と、成膜室64とを有する。図示例において、巻出し室62と成膜室64とは、巻出し室62を上にして、上下方向(天地方向)に配列される。
巻出し室62と成膜室64とは、ドラム68と、真空チャンバ60の側面側の内壁面60aからドラム68の周面近傍まで延在する隔壁70aおよび70bとによって、(略)気密に分離される。
なお、巻出し室62と成膜室64とを好適に分離するためには、隔壁70aおよび70bの先端(真空チャンバ60の内壁面と逆端)は、搬送される支持体Zoに接触しない可能な位置まで、ドラム68の周面に近接するのが好ましい。
As described above, the vacuum chamber 60 includes the unwinding chamber 62 and the film forming chamber 64. In the illustrated example, the unwinding chamber 62 and the film forming chamber 64 are arranged in the vertical direction (vertical direction) with the unwinding chamber 62 facing upward.
The unwinding chamber 62 and the film forming chamber 64 are (substantially) hermetically separated by the drum 68 and the partition walls 70 a and 70 b extending from the inner wall surface 60 a on the side surface side of the vacuum chamber 60 to the vicinity of the peripheral surface of the drum 68. Is done.
In order to suitably separate the unwinding chamber 62 and the film forming chamber 64, the tips of the partition walls 70a and 70b (the end opposite to the inner wall surface of the vacuum chamber 60) may not contact the transported support Zo. It is preferable to be close to the peripheral surface of the drum 68 to a certain position.

巻出し室62は、回転軸72と、巻取り軸74と、ガイドローラ76aおよび76bと、真空排気手段78とを有する。   The unwinding chamber 62 includes a rotating shaft 72, a winding shaft 74, guide rollers 76a and 76b, and a vacuum exhaust means 78.

回転軸72は、ロールZoRを軸支して回転する、公知の物である。また、巻取り軸74は、成膜済みの支持体Zoを巻き取る、公知の長尺物の巻取り軸である。
さらに、ガイドローラ76aおよび76bは、支持体Zo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。
The rotating shaft 72 is a known object that rotates while supporting the roll ZoR. The take-up shaft 74 is a known elongate take-up shaft for taking up the film-formed support Zo.
Furthermore, the guide rollers 76a and 76b are normal guide rollers that guide the support body Zo along a predetermined transport path.

ロールZoRは、回転軸72に装着される。
ロールZoRが、回転軸72に装着されると、支持体Zoは、ガイドローラ76a、ドラム68、および、ガイドローラ76bを経て、巻取り軸74に至る、所定の経路を通される(挿通される)。
無機成膜装置32においては、ロールZoRからの支持体Zoの送り出しと、巻取り軸74における成膜済み支持体Zoの巻き取りとを同期して行なって、長尺な支持体Zoを所定の搬送経路で長手方向に搬送しつつ、成膜室64における成膜を行なう。
The roll ZoR is attached to the rotation shaft 72.
When the roll ZoR is mounted on the rotating shaft 72, the support Zo passes through a predetermined path (inserted) through the guide roller 76a, the drum 68, and the guide roller 76b to the winding shaft 74. )
In the inorganic film forming apparatus 32, the feeding of the support Zo from the roll ZoR and the winding of the film-formed support Zo on the take-up shaft 74 are performed in synchronization with each other to form a long support Zo in a predetermined manner. The film is formed in the film forming chamber 64 while being transported in the longitudinal direction along the transport path.

真空排気手段78は、巻出し室62内を所定の真空度に減圧するためのものである。
無機成膜装置32においては、巻出し室62にも真空排気手段78を設け、巻出し室62内を所定の真空度に保つことにより、巻出し室62の圧力が成膜室64での無機層14の成膜に影響を与えることを防止している。
The vacuum exhaust means 78 is for depressurizing the inside of the unwinding chamber 62 to a predetermined degree of vacuum.
In the inorganic film forming apparatus 32, the evacuation unit 78 is also provided in the unwinding chamber 62, and the inside of the unwinding chamber 62 is maintained at a predetermined degree of vacuum, whereby the pressure in the unwinding chamber 62 is reduced in the film forming chamber 64. This prevents the formation of the layer 14 from being affected.

本発明において、真空排気手段78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節手段等を利用する、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、後述する真空排気手段92も同様である。
In the present invention, the vacuum exhaust means 78 is not particularly limited, and vacuum pumps such as turbo pumps, mechanical booster pumps, rotary pumps, and dry pumps, further auxiliary means such as cryocoils, the degree of ultimate vacuum and the amount of exhaust. Various known (vacuum) evacuation means used in a vacuum film forming apparatus using an adjusting means or the like can be used.
In this regard, the same applies to the vacuum exhaust means 92 described later.

前述のように、無機成膜装置32において、巻出し室62の下(隔壁70aおよび70bの下)は、成膜室64になっている。
成膜室64は、シャワー電極80と、原料ガス供給部86と、高周波電源84と、真空排気手段90とを有する。また、シャワー電極80の直上流には、排気手段82が配置される。この成膜室64は、一例として、CCP−CVD(Capacitively Coupled Plasma 容量結合プラズマCVD)によって、支持体Zoの表面すなわち有機層12の上に無機層14を成膜するものである。
As described above, in the inorganic film forming apparatus 32, the film forming chamber 64 is provided under the unwinding chamber 62 (under the partition walls 70 a and 70 b).
The film forming chamber 64 includes a shower electrode 80, a source gas supply unit 86, a high frequency power source 84, and a vacuum exhaust unit 90. Further, an exhaust means 82 is disposed immediately upstream of the shower electrode 80. In this film forming chamber 64, as an example, the inorganic layer 14 is formed on the surface of the support Zo, that is, on the organic layer 12 by CCP-CVD (Capacitively Coupled Plasma).

シャワー電極80は、成膜電極であり、前述のドラム68(対向電極)と共にCCP−CVDにおける電極対を構成する。
図示例において、シャワー電極80は、一例として、アルミニウム製で、最大面をドラム68の周面に対面して配置される、略直方体状の形状を有する。また、シャワー電極80は、好ましい態様として、ドラム68との対向面が、ドラム68の周面と一定間隔離間した平行面となるように、曲面状となっている。
The shower electrode 80 is a film forming electrode, and constitutes an electrode pair in CCP-CVD together with the drum 68 (counter electrode) described above.
In the illustrated example, the shower electrode 80 has, for example, a substantially rectangular parallelepiped shape made of aluminum and having a maximum surface facing the peripheral surface of the drum 68. Moreover, the shower electrode 80 is a curved surface shape so that the opposing surface with the drum 68 may become a parallel surface spaced apart from the surrounding surface of the drum 68 as a preferable aspect.

シャワー電極80の内部には、中空部80aが形成される。
この中空部80aからドラム68(支持体Zo)との対向面まで連通して、原料ガスを供給するためのガス供給孔80bが、多数、形成される。シャワー電極80において、このガス供給孔80bは、ドラム68との対向面に全面的に形成される。
A hollow portion 80 a is formed inside the shower electrode 80.
A number of gas supply holes 80b for supplying the raw material gas are formed from the hollow portion 80a to the surface facing the drum 68 (support Zo). In the shower electrode 80, the gas supply hole 80 b is formed entirely on the surface facing the drum 68.

本発明において、シャワー電極80は、プラズマCVDによる成膜等を行う装置に用いられる、公知のシャワー電極(シャワープレート)が利用可能である。
また、シャワー電極80のドラム68との対向面は、堆積した成膜物の剥離を防止するために、溶射膜の形成やブラスト処理等によって粗面化されていてもよい。
In the present invention, as the shower electrode 80, a known shower electrode (shower plate) used in an apparatus for performing film formation by plasma CVD or the like can be used.
Further, the surface of the shower electrode 80 facing the drum 68 may be roughened by forming a sprayed film, blasting or the like in order to prevent the deposited film from being peeled off.

原料ガス供給部86は、原料ガス(プロセスガス/成膜ガス)を供給する、プラズマCVD装置に利用される公知のガス供給手段である。本発明においては、アンモニアガスを含む原料ガスを用いて、有機層12の表面に、窒化珪素などの珪素と窒素とを含む無機化合物からなる無機層14を成膜する。
原料ガス供給部86は、原料ガスをシャワー電極80の中空部80aに供給する。従って、原料ガスは、中空部80aからガス供給孔80bに流入し、ガス供給孔80bから、シャワー電極80とドラム68(支持体Zo)との間、すなわちCCP−CVDにおける電極対間に供給される。
The source gas supply unit 86 is a known gas supply unit used in a plasma CVD apparatus for supplying source gas (process gas / film formation gas). In the present invention, an inorganic layer 14 made of an inorganic compound containing silicon and nitrogen such as silicon nitride is formed on the surface of the organic layer 12 using a source gas containing ammonia gas.
The source gas supply unit 86 supplies source gas to the hollow portion 80 a of the shower electrode 80. Therefore, the source gas flows into the gas supply hole 80b from the hollow portion 80a, and is supplied from the gas supply hole 80b between the shower electrode 80 and the drum 68 (support Zo), that is, between the electrode pair in CCP-CVD. The

高周波電源90も、プラズマCVD装置に利用される公知の高周波電源である。
高周波電源90は、プラズマ励起電力(成膜電力)を、成膜電極であるシャワー電極80(電極本体82)に供給する。
The high-frequency power supply 90 is also a known high-frequency power supply used in a plasma CVD apparatus.
The high frequency power supply 90 supplies plasma excitation power (film formation power) to the shower electrode 80 (electrode body 82) that is a film formation electrode.

なお、本発明の製造方法は、このようなシャワー電極を用いるのに限定はされない。
すなわち、原料ガスの供給機能を有さない成膜電極と、成膜電極と支持体Zoとの間に原料ガスを供給するためのノズルとを用いて、CCP−CVDによって無機層14を成膜してもよい。
In addition, the manufacturing method of this invention is not limited to using such a shower electrode.
That is, the inorganic layer 14 is formed by CCP-CVD using a deposition electrode that does not have a source gas supply function and a nozzle for supplying source gas between the deposition electrode and the support Zo. May be.

成膜室64においては、原料ガス供給部86から原料ガスをシャワー電極80の中空部80aに供給し、中空部80aに連通するガス供給孔80bから原料ガスを排出することにより、シャワー電極80とドラム68(支持体Zo)との間に原料ガスを供給し、さらに、高周波電源84からシャワー電極80にプラズマ励起電力を供給することにより、CCP−CVDによって支持体Zo(有機層12)の表面に無機層14を成膜する。   In the film forming chamber 64, the source gas is supplied from the source gas supply unit 86 to the hollow portion 80a of the shower electrode 80, and the source gas is discharged from the gas supply hole 80b communicating with the hollow portion 80a. The source gas is supplied between the drum 68 (support Zo) and the plasma excitation power is supplied from the high frequency power source 84 to the shower electrode 80, whereby the surface of the support Zo (organic layer 12) is formed by CCP-CVD. An inorganic layer 14 is formed.

ここで、図示例の無機成膜装置32においては、成膜室64のシャワー電極80の直上流に、排気手段82が配置されている。排気手段82は、好ましい態様として、排気量の調節機能を有する。
排気手段82は、成膜領域すなわちシャワー電極80とドラム68(支持体Zo)とが対向している領域から、原料ガスを排気するものである。図示例の装置においては、上流側から成膜領域の原料ガスを排気する排気手段82を有することより、成膜領域の上流側において、プラズマ中の滞在時間が長く、ラジカル濃度が濃いプラズマを有機層12の表面に接触させて、プラズマ(主にアンモニアプラズマ)による有機層12のエッチングを促進させる。また、排気手段82による排気量を調節することにより、プラズマによるエッチングの強度を制御できる。
Here, in the illustrated inorganic film forming apparatus 32, the exhaust means 82 is disposed immediately upstream of the shower electrode 80 in the film forming chamber 64. The exhaust means 82 has a function of adjusting the exhaust amount as a preferred mode.
The exhaust means 82 exhausts the source gas from a film formation region, that is, a region where the shower electrode 80 and the drum 68 (support Zo) face each other. In the apparatus of the illustrated example, the exhaust means 82 for exhausting the source gas in the film formation region from the upstream side is provided, so that the plasma has a long residence time in the plasma and a high radical concentration on the upstream side of the film formation region. In contact with the surface of the layer 12, etching of the organic layer 12 by plasma (mainly ammonia plasma) is promoted. Further, by adjusting the exhaust amount by the exhaust means 82, the strength of etching by plasma can be controlled.

本発明においては、このようにプラズマによるエッチングを利用して、このエッチングを制御しつつ、有機層12の表面に無機層14を成膜することで、有機層12の表面粗さRaを1μm以上として、かつ、この有機層12の表面に、無機層14を成膜して、本発明のガスバリアフィルム10aを作製する。
前述のように、RtoRを用いる無機層14の成膜では、無機層14の成膜が安定した後に、基板の搬送および成膜を停止し、成膜領域の基板表面を分析して、幅方向の全域が無機層14となっている最上流位置を検出して、この最上流位置の表面粗さRaを測定することで、有機層12の表面粗さRaを測定できる。
従って、無機成膜装置32の成膜室64においては、この幅方向の全域が無機層14となっている最上流位置において、支持体Zoの表面粗さRaが1nm以上となるように、排気手段82による排気量を設定して、無機層14の成膜を行う。これにより、プラズマによるエッチングを制御して、表面粗さRaが1nm以上の有機層12の上に、有機層12表面の凹凸による、適正な表面粗さを有する無機層14を成膜することができる。
In the present invention, the surface roughness Ra of the organic layer 12 is set to 1 μm or more by forming the inorganic layer 14 on the surface of the organic layer 12 while controlling the etching by using the etching by plasma as described above. And the inorganic layer 14 is formed into a film on the surface of this organic layer 12, and the gas barrier film 10a of this invention is produced.
As described above, in the film formation of the inorganic layer 14 using RtoR, after the film formation of the inorganic layer 14 is stabilized, the conveyance and film formation of the substrate are stopped, the substrate surface in the film formation region is analyzed, and the width direction The surface roughness Ra of the organic layer 12 can be measured by detecting the most upstream position where the entire region is the inorganic layer 14 and measuring the surface roughness Ra of the most upstream position.
Accordingly, in the film forming chamber 64 of the inorganic film forming apparatus 32, the exhaust is performed so that the surface roughness Ra of the support Zo is 1 nm or more at the most upstream position where the entire width direction is the inorganic layer 14. The inorganic layer 14 is formed by setting the exhaust amount by the means 82. Thereby, the etching by plasma is controlled, and the inorganic layer 14 having an appropriate surface roughness due to the irregularities on the surface of the organic layer 12 is formed on the organic layer 12 having a surface roughness Ra of 1 nm or more. it can.

排気手段82には、限定はなく、強度調節可能なファン、真空ポンプ92(78)の排気管から分岐した流量調節可能な排気口等、減圧下でのガスの吸引が可能な公知の物が、各種、利用可能である。   The exhaust means 82 is not limited, and there is a known thing that can suck gas under reduced pressure, such as a fan whose strength can be adjusted, an exhaust port whose flow rate can be branched from the exhaust pipe of the vacuum pump 92 (78). Various types are available.

本発明において、無機層14を成膜する際における有機層12のエッチングの制御方法は、図示例のような、上流側から成膜領域の原料ガスを排気する排気手段82に限定はされず、成膜領域においてプラズマの強度を部分的に調節する、各種の方法が利用可能である。
一例として、搬送方向において、一部だけプラズマ放電のための絶縁性破壊電圧を下げ、効率的に電力が入る電極構成にするため、電極間ギャップを部分的に広く、もしくは、狭くする方法が例示される。同じく、搬送方向において、一部だけプラズマ放電のための絶縁性破壊電圧を下げ、効率的に電力が入る電極構成にするため、圧力を部分的に高く、もしくは、低くする方法も例示される。
また、搬送方向において、原料ガス(主にエッチングに供与するアンモニアガス)の供給量および/または供給比率を、部分的に調節する方法も例示される。さらに、搬送方向において、プラズマ励起電力および/またはバイアス電力の強度を部分的に強く、もしくは、弱くする方法も例示される。
これ以外にも、化学エッチングの作用を強化するために、フィルムを搬送方向で局所的に加熱しながら無機層14の成膜を行う(プラズマに当てる)方法や、原料ガスを搬送方向で局所的に加熱する方法等も、例示される。
このようなエッチングの制御は、成膜領域の上流部(搬送方向の中央よりも上流側)で行うのが好ましく、特に、成膜領域の最上流部で行うのが好ましい。
In the present invention, the method of controlling the etching of the organic layer 12 when forming the inorganic layer 14 is not limited to the exhaust means 82 for exhausting the source gas in the film formation region from the upstream side as shown in the example, Various methods for partially adjusting the plasma intensity in the film formation region can be used.
As an example, a method of partially widening or narrowing the gap between the electrodes is exemplified in order to reduce the dielectric breakdown voltage for plasma discharge only partly in the transport direction and to make an electrode configuration in which power is efficiently input. Is done. Similarly, a method in which the pressure is partially increased or decreased in order to reduce the dielectric breakdown voltage for plasma discharge in a part of the transport direction and to make an electrode configuration in which power is efficiently input is also exemplified.
In addition, a method of partially adjusting the supply amount and / or supply ratio of the source gas (mainly ammonia gas provided for etching) in the transport direction is also exemplified. Furthermore, a method of partially increasing or decreasing the intensity of plasma excitation power and / or bias power in the transport direction is also exemplified.
In addition to this, in order to enhance the action of chemical etching, the inorganic layer 14 is formed (subjected to plasma) while locally heating the film in the transport direction, or the source gas is locally applied in the transport direction. Examples of the method of heating are as follows.
Such etching control is preferably performed at the upstream portion of the film formation region (upstream side from the center in the transport direction), and particularly preferably at the most upstream portion of the film formation region.

また、有機層12の上にプラズマCVDによって無機層14の成膜を行う際には、一般的に、エッチングレートが高いほど、有機層12の表面粗さは大きくなる。同様に、有機層12の上にプラズマCVDによって無機層14の成膜を行う際には、一般的に、エッチングされる時間が長いほど(無機層14の成膜まで時間がかかるほど)、有機層12の表面粗さは大きくなる。
従って、エッチングレートや、エッチング時間を制御することによって、無機層14を成膜する際における有機層12のエッチングの制御を行ってもよい。
エッチングレートやエッチング時間によるエッチングの制御は、例えば、シミュレーションや実験によって、エッチングレートやエッチング時間と、有機層12の表面粗さRaとの関係を知見して、両者の関係を示す検量線を作成しておき、この検量線を利用して行えばよい。
When the inorganic layer 14 is formed on the organic layer 12 by plasma CVD, generally, the higher the etching rate, the larger the surface roughness of the organic layer 12. Similarly, when the inorganic layer 14 is formed on the organic layer 12 by plasma CVD, generally, the longer the etching time (the longer it takes to form the inorganic layer 14), the more organic The surface roughness of the layer 12 is increased.
Therefore, the etching of the organic layer 12 when the inorganic layer 14 is formed may be controlled by controlling the etching rate and the etching time.
Etching control by etching rate and etching time is, for example, by knowing the relationship between the etching rate and etching time and the surface roughness Ra of the organic layer 12 by simulation and experiment, and creating a calibration curve showing the relationship between the two. In addition, the calibration curve may be used.

本発明の製造方法において、原料ガスの供給量、プラズマ励起電力、成膜圧力など、無機層14の成膜条件には、限定はない。すなわち、成膜条件は、無機層14の厚さ、成膜する無機層14の種類、目的とする成膜速度、無機層14の膜厚、使用する原料ガス等に応じて、適宜、設定すればよい。
また、使用する原料ガスにも限定はなく、アンモニアガスを含めば、成膜する無機層14の種類に応じて、公知の原料ガスを用いればよい。例えば、無機層14として窒化珪素を成膜する場合には、原料ガスとして、シランガスと、アンモニアガスと、水素ガスとの組み合わせ、シランガスと、アンモニアガスと、窒素ガス(不活性ガス)との組み合わせ、シランガスと、アンモニアガスと、水素ガスと、窒素ガスとの組み合わせ等の公知の原料ガスを用いればよい。
In the manufacturing method of the present invention, the film formation conditions of the inorganic layer 14 such as the supply amount of the source gas, plasma excitation power, and film formation pressure are not limited. That is, the film formation conditions are appropriately set according to the thickness of the inorganic layer 14, the kind of the inorganic layer 14 to be formed, the target film formation speed, the film thickness of the inorganic layer 14, the source gas used, and the like. That's fine.
Moreover, there is no limitation also on the source gas to be used. If ammonia gas is included, a known source gas may be used according to the kind of the inorganic layer 14 to be formed. For example, when silicon nitride is formed as the inorganic layer 14, the raw material gas is a combination of silane gas, ammonia gas, and hydrogen gas, and a combination of silane gas, ammonia gas, and nitrogen gas (inert gas). A known source gas such as a combination of silane gas, ammonia gas, hydrogen gas, and nitrogen gas may be used.

また、本発明の製造方法において、無機層14の表面粗さRaの制御は、プラズマ例起電力の調節、原料ガス量の調節、成膜圧力の調節、原料ガス組成の調節等の公知の方法によって行えばよい。
なお、本発明の製造方法において、無機層14の表面粗さRaの制御は、有機層12の表面粗さ等に応じて、必要に応じて行えばよい。
In the production method of the present invention, the control of the surface roughness Ra of the inorganic layer 14 is performed by a known method such as adjustment of plasma electromotive force, adjustment of raw material gas amount, adjustment of film forming pressure, adjustment of raw material gas composition, etc. Can be done.
In the production method of the present invention, the surface roughness Ra of the inorganic layer 14 may be controlled as necessary according to the surface roughness of the organic layer 12 or the like.

成膜室64で無機層14を成膜された支持体Zoすなわちガスバリアフィルム10aは、再度、巻出し室62に搬送され、ガイドローラ76bに案内されて巻取り軸74に搬送され、ロール状に巻回されて、ガスバリアフィルム10aを巻回してなるロール10aRとして、次工程に供給される。   The support Zo, that is, the gas barrier film 10a on which the inorganic layer 14 has been formed in the film formation chamber 64, is again conveyed to the unwind chamber 62, guided to the guide roller 76b, and conveyed to the take-up shaft 74. It is wound and supplied to the next step as a roll 10aR formed by winding the gas barrier film 10a.

なお、本発明の機能性フィルムの製造方法において、無機層14の成膜方法は、図示例のCCP−CVDに限定はされない。
すなわち、無機層14の成膜方法は、ICP(Inductively Coupled Plasma 誘導結合型プラズマ)−CVDやマイクロ波CVDなど、公知のプラズマCVDが、各種、利用可能である。
In addition, in the manufacturing method of the functional film of this invention, the film-forming method of the inorganic layer 14 is not limited to CCP-CVD of the example of illustration.
That is, as the method for forming the inorganic layer 14, various known plasma CVD methods such as ICP (Inductively Coupled Plasma) -CVD and microwave CVD can be used.

以下、無機成膜装置32の作用を説明する。
前述のように、支持体Zの上に有機層12を成膜してなる支持体Zoを巻回してなるロールロールZoRが、回転軸72に装填されると、ロールZoRから支持体Zoが引き出され、ガイドローラ76a、ドラム68、およびガイドローラ76bを経て、巻取り軸74に至る所定の搬送経路を挿通される。
Hereinafter, the operation of the inorganic film forming apparatus 32 will be described.
As described above, when the roll roll ZoR formed by winding the support Zo formed by forming the organic layer 12 on the support Z is loaded on the rotating shaft 72, the support Zo is pulled out from the roll ZoR. Then, it passes through a predetermined conveying path that reaches the winding shaft 74 through the guide roller 76a, the drum 68, and the guide roller 76b.

支持体Zoが挿通されたら、真空チャンバ60を閉塞して、真空排気手段78および62を駆動して、各室の排気を開始する。
巻出し室62、および、成膜室64が、所定の真空度以下まで排気されたら、次いで、原料ガス供給部86を駆動して、成膜室64に原料ガスを供給する。
When the support Zo is inserted, the vacuum chamber 60 is closed, and the vacuum exhaust means 78 and 62 are driven to start exhausting each chamber.
When the unwind chamber 62 and the film forming chamber 64 are evacuated to a predetermined vacuum level or less, the source gas supply unit 86 is then driven to supply the source gas to the film forming chamber 64.

全ての室の圧力が所定圧力で安定したら、ドラム68等の回転を開始して、支持体Zoの搬送を開始し、さらに、高周波電源84とを駆動して、支持体Zoを長手方向に搬送しつつ、成膜室64における支持体Zoへの無機層14の成膜を開始し、長尺な支持体Zoに連続的に無機層14を成膜する。   When the pressures in all the chambers are stabilized at the predetermined pressure, the drum 68 and the like are started to rotate, the conveyance of the support Zo is started, and the high frequency power supply 84 is further driven to convey the support Zo in the longitudinal direction. At the same time, film formation of the inorganic layer 14 on the support Zo in the film formation chamber 64 is started, and the inorganic layer 14 is continuously formed on the long support Zo.

この無機層14の成膜の際に、有機層12がエッチングされて、有機層12が粗面化される。ここで、成膜室64においては、前述の成膜領域で幅方向の全域が無機層14となる最上流位置で、有機層12の表面粗さRaが1nm以上となるように、排気手段82による排気量を調節して、有機層12のエッチングを制御する。
また、必要に応じて、無機層14の表面粗さRaが3nm以下で、かつ、好ましくは1nm以上となるように、無機層14の成膜条件を調節する。
従って、表面粗さRaが1nm以上の有機層12の上に、表面粗さが2nm以下の無機層14を成膜してなる、無機層14表面が密着性に優れ、かつ、無機層14が目的とするガスバリア性を発揮する高性能なガスバリアフィルム10aを、好適に製造できる。
When the inorganic layer 14 is formed, the organic layer 12 is etched to roughen the organic layer 12. Here, in the film forming chamber 64, the exhaust means 82 is set so that the surface roughness Ra of the organic layer 12 is 1 nm or more at the most upstream position where the entire width direction in the film forming region is the inorganic layer 14. The etching amount of the organic layer 12 is controlled by adjusting the exhaust amount.
If necessary, the film formation conditions of the inorganic layer 14 are adjusted so that the surface roughness Ra of the inorganic layer 14 is 3 nm or less, and preferably 1 nm or more.
Accordingly, the surface of the inorganic layer 14 is excellent in adhesion, and the inorganic layer 14 is formed by forming the inorganic layer 14 having a surface roughness of 2 nm or less on the organic layer 12 having a surface roughness Ra of 1 nm or more. A high-performance gas barrier film 10a that exhibits the target gas barrier properties can be suitably produced.

なお、図1(B)に示すように、4層構成のガスバリアフィルム10bを製造する場合には、同様の有機層および無機層の成膜を2回行って、支持体Zの上に、中間有機層12aを成膜し、その上に中間無機層14aを成膜し、その上に、有機層12を成膜し、その上に無機層14を成膜すればよい。なお、この際において、中間無機層14aの成膜時には、排気手段82等による中間有機層12aのエッチングの制御は、行っても、行わなくてもよい。
さらに、図1(C)に示すような、6層構成のガスバリアフィルム10cや、それ以上の層数を有するガスバリアフィルムも、同様の有機層および無機層の成膜を、層数(有機/無機の積層の繰り返し数)に応じて繰り返し行うことにより、製造できる。
また、最上層に保護有機層を成膜する場合には、最も上の無機層14を成膜した後、ロールを、再度、有機成膜装置30に装填して、保護有機層を成膜すればよい。
As shown in FIG. 1B, in the case of manufacturing the gas barrier film 10b having a four-layer structure, the same organic layer and inorganic layer are formed twice, and the intermediate layer is formed on the support Z. The organic layer 12a is formed, the intermediate inorganic layer 14a is formed thereon, the organic layer 12 is formed thereon, and the inorganic layer 14 is formed thereon. At this time, when the intermediate inorganic layer 14a is formed, the etching control of the intermediate organic layer 12a by the exhaust means 82 or the like may or may not be performed.
Further, as shown in FIG. 1C, a gas barrier film 10c having a six-layer structure and a gas barrier film having a larger number of layers are also formed with the same number of layers (organic / inorganic). It can be manufactured by repeating according to the number of repetitions of the lamination.
When forming the protective organic layer as the uppermost layer, after the uppermost inorganic layer 14 is formed, the roll is loaded again into the organic film forming apparatus 30 to form the protective organic layer. That's fine.

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。   As mentioned above, although the functional film of this invention and the manufacturing method of a functional film were demonstrated in detail, this invention is not limited to the said Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, various improvement and change Of course, you may do.

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。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples of the present invention.

<実施例1>
機能性フィルムとして、図1(A)に示すような、支持体Zの表面に有機層12および無機層14を有するガスバリアフィルム10aを作成した。
<Example 1>
As a functional film, a gas barrier film 10a having an organic layer 12 and an inorganic layer 14 on the surface of a support Z as shown in FIG.

支持体Zは、幅が1000mmで厚さが100μmの長尺なPETフィルム(東洋紡績社製 コスモシャインA4300)を用いた。   As the support Z, a long PET film (Cosmo Shine A4300 manufactured by Toyobo Co., Ltd.) having a width of 1000 mm and a thickness of 100 μm was used.

有機溶剤に有機化合物を投入、攪拌して、有機層12となる塗料を調製した。
有機化合物は、TMPTA(ダイセル・サイテック社製)を用いた。有機溶剤は、MEKを用いた。塗料には、界面活性剤(ビックケミージャパン社製 BYK378)および
光重合開始剤(チバケミカルズ社製 Irg184)を添加した。
塗料中における有機溶剤を除く有機化合物の量(固形分における有機化合物の量)は、97重量%とした。
An organic compound was charged into an organic solvent and stirred to prepare a coating material for the organic layer 12.
As the organic compound, TMPTA (manufactured by Daicel-Cytec) was used. MEK was used as the organic solvent. A surfactant (BYK378 manufactured by BYK Japan) and a photopolymerization initiator (Irg184 manufactured by Ciba Chemicals) were added to the paint.
The amount of the organic compound excluding the organic solvent in the paint (the amount of the organic compound in the solid content) was 97% by weight.

支持体Zを巻回してなる支持体ロールZRを、図2(A)に示す有機成膜装置30の回転軸42に装填して、支持体Zの表面に、調製した塗料を塗布手段36で塗布/乾燥し、光照射手段40によって架橋/硬化して、有機層12を形成した支持体Z(支持体Zo)を巻回してなるロールZoRを得た。
塗布手段36は、ダイコータを用いた。塗料の塗布量は、乾膜での膜厚が2μmとなるようにした。すなわち、有機層12の膜厚は略2μmである。
乾燥手段38は、温風を用いた。光照射手段40は、紫外線照射装置を用いた。
The support roll ZR formed by winding the support Z is loaded on the rotating shaft 42 of the organic film forming apparatus 30 shown in FIG. 2A, and the prepared paint is applied to the surface of the support Z by the applying means 36. It was coated / dried, crosslinked / cured by the light irradiation means 40, and a roll ZoR formed by winding the support Z (support Zo) on which the organic layer 12 was formed was obtained.
The coating means 36 used a die coater. The coating amount was set so that the dry film thickness was 2 μm. That is, the film thickness of the organic layer 12 is approximately 2 μm.
The drying means 38 used hot air. As the light irradiation means 40, an ultraviolet irradiation device was used.

次いで、ロールZoRを図2(B)に示す無機成膜装置32に装填して、有機層12を成膜した支持体Zoの表面に、CCP−CVDによって、無機層14として膜厚40nmの窒化珪素膜を形成し、有機層12の上に無機層14を形成したガスバリアフィルム10aを巻回してなる、ロール10aRを作製した。   Next, the roll ZoR is loaded into the inorganic film forming apparatus 32 shown in FIG. 2 (B), and the surface of the support Zo on which the organic layer 12 is formed is nitrided to a thickness of 40 nm as the inorganic layer 14 by CCP-CVD. A roll 10aR formed by forming a silicon film and winding a gas barrier film 10a having an inorganic layer 14 formed on the organic layer 12 was produced.

ドラム68はステンレス製で、直径1000mmの物を用いた。なお、このドラム68は、温度調節手段を内蔵している。
高周波電源86は、周波数13.5MHzの高周波電源を用い、シャワー電極80に供給するプラズマ励起電力は2kWとした。
The drum 68 is made of stainless steel and has a diameter of 1000 mm. The drum 68 incorporates temperature adjusting means.
The high frequency power source 86 is a high frequency power source having a frequency of 13.5 MHz, and the plasma excitation power supplied to the shower electrode 80 is 2 kW.

成膜ガスは、シランガス(SiH4)、アンモニアガス(NH3)、および水素ガス(H2)を用いた。供給量は、シランガスが50sccm、アンモニアガスが100sccm、水素ガスが150sccmとした。また、成膜圧力は100Paとした。 Silane gas (SiH 4 ), ammonia gas (NH 3 ), and hydrogen gas (H 2 ) were used as the film forming gas. The supply amount was 50 sccm for silane gas, 100 sccm for ammonia gas, and 150 sccm for hydrogen gas. The film forming pressure was 100 Pa.

なお、実施品となるガスバリアフィルム10aの製造に先立ち、無機層14の成膜と全く同様にして支持体Zoの表面に無機層を成膜し、成膜が安定した後に、支持体Zoの搬送および成膜を停止して、支持体Zoの表面をESCAで分析して、幅方向の全域が無機層となる、最上流位置を検出した。
次いで、検出した最上流位置の表面粗さRaすなわち有機層12の表面粗さRaを測定した。表面粗さRaの測定は、エスアイアイ・ナノテクノロジー社製のSPA500を用い、測定範囲10μmで行った。
このような測定を、排気手段82による排気量を、種々、変更して行い、有機層12の表面粗さRaが1.1nmとなるように、排気手段82による排気を調節した。
Prior to the production of the gas barrier film 10a to be an actual product, an inorganic layer is formed on the surface of the support Zo in the same manner as the formation of the inorganic layer 14, and after the film formation is stabilized, the support Zo is transported. The film formation was stopped, and the surface of the support Zo was analyzed by ESCA to detect the most upstream position where the entire region in the width direction was an inorganic layer.
Next, the detected surface roughness Ra at the most upstream position, that is, the surface roughness Ra of the organic layer 12 was measured. The surface roughness Ra was measured using SPA 500 manufactured by SII Nanotechnology Inc. with a measurement range of 10 μm.
Such measurement was performed by changing the exhaust amount by the exhaust unit 82 in various ways, and the exhaust by the exhaust unit 82 was adjusted so that the surface roughness Ra of the organic layer 12 was 1.1 nm.

作製したガスバリアフィルム10aの無機層14の表面粗さRaは、1.3nmであった。なお、無機層14の表面粗さは、先と同様に測定した。   The surface roughness Ra of the inorganic layer 14 of the produced gas barrier film 10a was 1.3 nm. In addition, the surface roughness of the inorganic layer 14 was measured similarly to the previous.

<実施例2>
排気手段82による排気量を調節して、有機層12の表面粗さRaを1.9nmにした以外は、実施例1と同様にしてガスバリアフィルム10aを作製した。
また、作製したガスバリアフィルム10aの無機層14の表面粗さRaを同様に測定したところ、2.5nmであった。
<Example 2>
A gas barrier film 10a was produced in the same manner as in Example 1 except that the exhaust amount by the exhaust unit 82 was adjusted so that the surface roughness Ra of the organic layer 12 was 1.9 nm.
Moreover, it was 2.5 nm when the surface roughness Ra of the inorganic layer 14 of the produced gas barrier film 10a was measured similarly.

<実施例3>
排気手段82による排気量を調節し、かつ、支持体Zoの温度を搬送方向で局所的に調節して、有機層12の表面粗さRaを1.2nmにした以外は、実施例1と同様にしてガスバリアフィルム10aを作製した。
なお、支持体Zoの温度調節は、ドラム68の温度調節で行った。
また、作製したガスバリアフィルム10aの無機層14の表面粗さRaを同様に測定したところ、2.7nmであった。
<Example 3>
The same as in Example 1 except that the exhaust amount by the exhaust means 82 is adjusted and the temperature of the support Zo is locally adjusted in the transport direction so that the surface roughness Ra of the organic layer 12 is 1.2 nm. Thus, a gas barrier film 10a was produced.
The temperature of the support Zo was adjusted by adjusting the temperature of the drum 68.
Moreover, it was 2.7 nm when surface roughness Ra of the inorganic layer 14 of the produced gas barrier film 10a was measured similarly.

<比較例1>
排気手段82による排気量を調節し、かつ、支持体Zoの温度を搬送方向で局所的に調節して、有機層12の表面粗さRaを0.4nmにした以外は、実施例1と同様にしてガスバリアフィルムを作製した。
なお、支持体Zoの温度調節は、ドラム68の温度調節で行った。
また、作製したガスバリアフィルムの無機層14の表面粗さRaを同様に測定したところ、3.8nmであった。
<Comparative Example 1>
The same as in Example 1 except that the exhaust amount by the exhaust unit 82 is adjusted and the temperature of the support Zo is locally adjusted in the transport direction so that the surface roughness Ra of the organic layer 12 is 0.4 nm. Thus, a gas barrier film was produced.
The temperature of the support Zo was adjusted by adjusting the temperature of the drum 68.
Moreover, when the surface roughness Ra of the inorganic layer 14 of the produced gas barrier film was measured similarly, it was 3.8 nm.

<比較例2>
排気手段82による排気量を調節して、有機層12の表面粗さRaを2.3nmにした以外は、実施例1と同様にしてガスバリアフィルムを作製した。
また、作製したガスバリアフィルムの無機層14の表面粗さRaを同様に測定したところ、3.2nmであった。
<Comparative Example 2>
A gas barrier film was produced in the same manner as in Example 1 except that the exhaust amount by the exhaust unit 82 was adjusted so that the surface roughness Ra of the organic layer 12 was 2.3 nm.
Moreover, when the surface roughness Ra of the inorganic layer 14 of the produced gas barrier film was similarly measured, it was 3.2 nm.

<比較例3>
排気手段82による排気量を調節して、有機層12の表面粗さRaを0.1nmにした以外は、実施例1と同様にしてガスバリアフィルムを作製した。
また、同様に作製したガスバリアフィルムの無機層14の表面粗さRaを測定したところ、0.5nmであった。
<Comparative Example 3>
A gas barrier film was produced in the same manner as in Example 1 except that the exhaust amount by the exhaust unit 82 was adjusted so that the surface roughness Ra of the organic layer 12 was 0.1 nm.
Moreover, it was 0.5 nm when surface roughness Ra of the inorganic layer 14 of the gas barrier film produced similarly was measured.

[密着試験]
50重量部のMEK、49重量部のDPCA(日本化薬社製)、1重量部の光重合開始剤(チバガイギー社製 イルカギュア)を混合、攪拌して、塗料を調製した。
この塗料を、作製したガスバリアフィルムの無機層の表面に塗布して、80℃に設定された乾燥室で乾燥した後、2000mJ/cm2の紫外線を照射して、厚さ50μmのハードコート層を成膜した。
このハードコート層の表面に、両面粘着テープ(日東電工社製「No.502」)の片面を貼り付けて50mm×300mmにカットした後、23℃、50%RHの雰囲気下に1時間放置した。
放置後、放置時と同じ雰囲気下で、インストロン型引張試験機を使用し、引張速度300mm/分の条件下にて180度方向に、両面粘着テープを剥離した。
全面でハードコート層の剥離が生じなかった場合を『優良』、一部でも剥離が認められた場合を『不可』と評価した。
[Adhesion test]
50 parts by weight of MEK, 49 parts by weight of DPCA (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) and 1 part by weight of a photopolymerization initiator (Ilquagua manufactured by Ciba Geigy) were mixed and stirred to prepare a paint.
This paint is applied to the surface of the inorganic layer of the produced gas barrier film, dried in a drying chamber set at 80 ° C., and then irradiated with 2000 mJ / cm 2 of ultraviolet light to form a hard coat layer having a thickness of 50 μm. A film was formed.
One surface of a double-sided adhesive tape (“No. 502” manufactured by Nitto Denko Corporation) was attached to the surface of this hard coat layer and cut to 50 mm × 300 mm, and then left for 1 hour in an atmosphere of 23 ° C. and 50% RH. .
After leaving, the double-sided pressure-sensitive adhesive tape was peeled off in the direction of 180 degrees under the same atmosphere as when left using an Instron type tensile tester under the condition of a tensile speed of 300 mm / min.
The case where no peeling of the hard coat layer occurred on the entire surface was evaluated as “excellent”, and the case where some peeling was observed was evaluated as “impossible”.

[ガスバリア性の測定]
作製した各ガスバリアフィルムについて、水蒸気透過率[g/(m2・day)]を、カルシウム腐食法(特開2005−283561号公報に記載される方法)によって、測定した。
その結果、
実施例1が1×10-4[g/(m2・day)]未満、
実施例2が1×10-4[g/(m2・day)]未満、
実施例3が1×10-4[g/(m2・day)]未満、
比較例1が5×10-2[g/(m2・day)]、
比較例2が2×10-3[g/(m2・day)]、
比較例3が1×10-4[g/(m2・day)]未満、
であった。
[Measurement of gas barrier properties]
About each produced gas barrier film, water-vapor-permeation rate [g / (m < 2 > * day)] was measured by the calcium corrosion method (method described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2005-283561).
as a result,
Example 1 is less than 1 × 10 −4 [g / (m 2 · day)],
Example 2 is less than 1 × 10 −4 [g / (m 2 · day)],
Example 3 is less than 1 × 10 −4 [g / (m 2 · day)],
Comparative Example 1 is 5 × 10 −2 [g / (m 2 · day)],
Comparative Example 2 is 2 × 10 −3 [g / (m 2 · day)],
Comparative Example 3 is less than 1 × 10 −4 [g / (m 2 · day)],
Met.

[総合評価]
水蒸気透過率が1×10-4[g/(m2・day)]未満で、かつ、密着試験の結果が『優良』のものを『優良』;
水蒸気透過率が1×10-4[g/(m2・day)]未満で、かつ、密着試験の結果が『不可』のものを『良』;
密着試験の結果に関わらず、水蒸気透過率が1×10-4[g/(m2・day)]のものを『不可』; と、評価した。
結果を、下記表に示す。
[Comprehensive evaluation]
“Excellent” means that the water vapor transmission rate is less than 1 × 10 −4 [g / (m 2 · day)] and the result of the adhesion test is “Excellent”;
“Good” if the water vapor transmission rate is less than 1 × 10 −4 [g / (m 2 · day)] and the result of the adhesion test is “impossible”;
Regardless of the result of the adhesion test, a water vapor permeability of 1 × 10 −4 [g / (m 2 · day)] was evaluated as “impossible”;
The results are shown in the table below.

上記表に示すように、有機層の表面粗さRaが1nm以上で、かつ、無機層の表面粗さRaが3nm以下である本発明のガスバリアフィルムは、いずれも、無機層の表面粗さに起因する高い密着性と、優れたガスバリア性とを両立している。
これに対し、有機層の表面粗さが小さすぎ、かつ、無機層の表面粗さが大きすぎる比較例1、無機層の表面粗さが大きすぎる比較例2は、密着性は良好であるものの、ガスバリア性が低い。さらに、有機層および無機層の表面粗さが、共に小さすぎる比較例3は、高いガスバリア性を有するものの、密着性が不十分である。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
As shown in the above table, each of the gas barrier films of the present invention in which the surface roughness Ra of the organic layer is 1 nm or more and the surface roughness Ra of the inorganic layer is 3 nm or less is the surface roughness of the inorganic layer. Both high adhesion and excellent gas barrier properties are achieved.
In contrast, Comparative Example 1 in which the surface roughness of the organic layer is too small and the surface roughness of the inorganic layer is too large, and Comparative Example 2 in which the surface roughness of the inorganic layer is too large have good adhesion. Low gas barrier properties. Further, Comparative Example 3 in which the surface roughness of both the organic layer and the inorganic layer is too small has high gas barrier properties but has insufficient adhesion.
From the above results, the effects of the present invention are clear.

太陽電池や有機ELディスプレイ等に用いられるガスバリアフィルム等の機能性フィルム、および、その製造に、好適に利用可能である。   It can use suitably for functional films, such as a gas barrier film used for a solar cell, an organic EL display, etc., and its manufacture.

10a,10b,10c ガスバリアフィルム
12 有機層
14 無機層
12a 中間有機層
14c 中間無機層
30 有機成膜装置
32 無機成膜装置
36 塗布手段
38 乾燥手段
40 光照射手段
42,72 回転軸
46,74 巻取り軸
48,50 搬送ローラ対
60 真空チャンバ
62 巻出し室
64 成膜室
68 ドラム
70a,70b 隔壁
76a,76b ガイドローラ
78,92 真空排気手段
80 シャワー電極
82 排気手段
86 原料ガス供給部
90 高周波電源
10a, 10b, 10c Gas barrier film 12 Organic layer 14 Inorganic layer 12a Intermediate organic layer 14c Intermediate inorganic layer 30 Organic film forming apparatus 32 Inorganic film forming apparatus 36 Coating means 38 Drying means 40 Light irradiation means 42, 72 Rotating shafts 46, 74 Spindle 48, 50 Conveying roller pair 60 Vacuum chamber 62 Unwind chamber 64 Film forming chamber 68 Drum 70a, 70b Partition wall 76a, 76b Guide roller 78, 92 Vacuum exhaust means 80 Shower electrode 82 Exhaust means 86 Source gas supply section 90 High frequency power supply

Claims (6)

基板の表面に有機層を成膜し、この有機層の上に、原料ガスとしてアンモニアガスを含むプラズマCVDによって、少なくとも珪素と窒素とを含む無機化合物からなる無機層を成膜すると共に、
前記無機層の成膜を、前記有機層の表面粗さRaが1nm以上となるように、プラズマによる前記有機層のエッチングを制御し、かつ、前記無機層の表面粗さRaが3nm以下となるように行うことを特徴とする機能性フィルムの製造方法。
An organic layer is formed on the surface of the substrate, and an inorganic layer made of an inorganic compound containing at least silicon and nitrogen is formed on the organic layer by plasma CVD containing ammonia gas as a source gas.
In the formation of the inorganic layer, the etching of the organic layer by plasma is controlled so that the surface roughness Ra of the organic layer is 1 nm or more , and the surface roughness Ra of the inorganic layer is 3 nm or less. A method for producing a functional film, characterized in that
長尺な基板を用い、この基板を長手方向に搬送しつつ、前記無機層の成膜を行う請求項1に記載の機能性フィルムの製造方法。 The method for producing a functional film according to claim 1 , wherein the inorganic layer is formed while a long substrate is used and the substrate is conveyed in the longitudinal direction. 前記有機層のエッチングの制御を、前記無機層の成膜領域における前記基板搬送方向上流部で行う請求項2に記載の機能性フィルムの製造方法。 The method for producing a functional film according to claim 2 , wherein the etching of the organic layer is controlled in an upstream portion in the substrate transport direction in the film formation region of the inorganic layer. 前記無機層の成膜が安定した後に、前記基板の搬送および成膜を停止し、成膜領域における前記基板の表面を分析し、前記基板の幅方向の全域に前記無機層が成膜されている基板搬送方向の最上流位置を検出し、この最上流位置の表面粗さRaを測定した際における測定結果が1nm以上となるように、前記有機層のエッチングを制御する請求項2または3に記載の機能性フィルムの製造方法。 After the formation of the inorganic layer is stabilized, the conveyance and film formation of the substrate are stopped, the surface of the substrate in the film formation region is analyzed, and the inorganic layer is formed over the entire width direction of the substrate. detecting the most upstream position of the substrate conveying direction in which, as a measurement result at the time of measuring the surface roughness Ra of the upstream-most position is greater than or equal to 1 nm, to claim 2 or 3 controlling the etching of the organic layer The manufacturing method of the functional film of description. 前記有機層のエッチングの制御を、前記無機層の成膜領域の上流に配置した排気手段によって行う請求項2〜4のいずれかに記載の機能性フィルムの製造方法。The method for producing a functional film according to any one of claims 2 to 4, wherein the etching of the organic layer is controlled by an evacuation unit disposed upstream of a film formation region of the inorganic layer. 前記有機層のエッチングの制御を、Control of the etching of the organic layer,
プラズマCVDによる成膜を行うための電極対の電極間ギャップを、前記基板の搬送方向において部分的に調節する方法、A method of partially adjusting a gap between electrodes of a pair of electrodes for performing film formation by plasma CVD in a transport direction of the substrate;
前記無機層の成膜領域における圧力を、前記基板の搬送方向において部分的に調節する方法、A method of partially adjusting the pressure in the film formation region of the inorganic layer in the transport direction of the substrate;
前記無機層の成膜領域における前記アンモニアガスの供給量および供給比率の少なくとも一方を、前記基板の搬送方向において部分的に調節する方法、A method of partially adjusting at least one of the supply amount and the supply ratio of the ammonia gas in the film formation region of the inorganic layer in the transport direction of the substrate;
プラズマCVDによる成膜を行うためのプラズマ励起電力の強度およびバイアス電力の強度の少なくとも一方を、前記基板の搬送方向において部分的に調節する方法、A method of partially adjusting at least one of the intensity of plasma excitation power and the intensity of bias power for film formation by plasma CVD in the transport direction of the substrate;
前記無機層の成膜領域で、前記基板を、前記基板の搬送方向において局所的に加熱する方法、および、A method of locally heating the substrate in a transport direction of the substrate in a film formation region of the inorganic layer; and
前記無機層の成膜領域で、前記原料ガスを、前記基板の搬送方向において局所的に加熱する方法の、1以上の方法で行う請求項2〜5のいずれかに記載の機能性フィルムの製造方法。The production of the functional film according to any one of claims 2 to 5, wherein the raw material gas is locally heated in the transport direction of the substrate in the film formation region of the inorganic layer by one or more methods. Method.
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