JP7132431B2 - 機能性フィルムおよび機能性フィルムの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、機能性フィルム、および、この機能性フィルムの製造方法に関する。

太陽電池、有機エレクトロルミネッセンス素子、および、量子ドットを用いる照明装置など、水分および／または酸素等によって劣化する素子等を保護するために、ガスバリアフィルムが用いられている。
また、高いガスバリア性を有する機能性フィルムとして、有機層と無機層との積層構造を有する機能性フィルムが知られている。有機層と無機層との積層構造を有する機能性フィルムは、無機層と、この無機層の下地層（アンダーコート層）となる下地有機層との組み合わせを、１組以上、支持体の表面に形成した構成を有する。

有機層と無機層との積層構造を有する機能性フィルムでは、主に、無機層がガスバリア性等の目的とする機能を発現する。従って、無機層を有する機能性フィルムでは、無機層が適正な状態に保たれることが重要である。
すなわち、最上層が無機膜だと、接触等によって無機層が破損してしまい、ガスバリア性等の目的とする機能を得ることができなくなってしまう。そのため、無機層を有する機能性フィルムでは、無機層の破損を防止するために、最上層に保護層が形成されている。保護層としては、一般的に、塗布法によって形成される有機層が利用される。

また、無機層を有する機能性フィルムでは、無機層を形成した後、保護層を形成するまでの間、無機層を保護するために、無機層を形成した後、無機層の上に保護フィルム（ラミネートフィルム）を積層することも行われている。

例えば、特許文献１には、ガスバリアフィルム等の機能性フィルムの製造方法であって、長尺な支持体を連続的に供給する工程と、無機膜を減圧下で成膜する工程と、無機膜と支持体との間に滑り性を付与し、かつ、無機膜の厚さ以下の表面粗さＲａを有する保護フィルムを介在させて、減圧下で支持体をロールに巻き取る工程と、を含む機能性フィルムの製造方法が記載されている。

特許文献２には、第一の有機層、無機層、および第二の有機層を、この順で含み、第二の有機層は無機層表面に直接塗布された重合性組成物の硬化により形成された層であり、重合性組成物がウレタン骨格アクリレートポリマーを含み、ウレタン骨格アクリレートポリマーは、アクリル主鎖、および、ウレタンポリマー単位またはウレタンオリゴマー単位を含む側鎖を含む構造を有し、側鎖は末端にアクリロイル基を有する、機能性フィルムが記載されている。

特開２０１１－２０７１２６号公報 特開２０１５－１７１７９８号公報

特許文献１および特許文献２に示されるように、主たる機能を発現する層として無機層を有する機能性フィルムでは、無機膜上に何らかの保護層を形成しなければ、無機膜の破損は防げず、高性能な機能性フィルムを得ることができない。すなわち、機能性フィルムの表面には、無機層の保護機能を有する層、および、機能性フィルムを使用する製品との相性を良くする機能層、等を有することが重要である。
この点において、特許文献１および特許文献２に記載される機能性フィルムは、非常に機能的であり、かつ、無機層の保護能も高い、優れた性能を有する。

しかしながら、主たる機能を発現する層として無機層を有する従来の機能性フィルムは、製造プロセスが非常に複雑になってしまうという難点もある。
例えば、ロール・トゥ・ロールによって無機層を有する機能性フィルムを製造する場合には、無機層を形成した後、無機層の成膜装置内において、無機層に保護フィルムを積層して、ロール状に巻き取る。次いで、このロールを、無機層の成膜装置から取り外して、有機層の成膜装置に装填して、保護フィルムを剥離した後、無機層の上に保護層となる有機層を形成する。

このように、無機層を有する機能性フィルムは、無機層を形成した後、保護フィルムの積層、無機層の成膜装置から有機層の成膜装置へのロールの脱着、および、保護フィルムの剥離等の工程が必要であり、製造プロセスが非常に複雑になってしまう。
加えて、保護フィルムの種類、無機層から剥離した後の保護フィルムの状態によっては、保護フィルムを廃棄せざるを得ない場合も有り、コストの点でも不利である。

また、無機層を有する機能性フィルムにおいて、無機層の保護層となる樹脂フィルムを接着剤で接着することで、無機層の表面に保護層を形成することも知られている。
しかしながら、この場合には、接着剤の分だけ、機能性フィルムの厚さが厚くなってしまい、近年、要求されている機能性フィルムの薄手化が困難である。また、機能性フィルムの厚手化は、可撓性および光学特性の点でも不利である。
さらに、接着剤を用いる保護フィルムの接着は、接着剤を無機層の表面または樹脂フィルムの表面に塗布する工程も必要になる。特に、無機層の形成は、一般的に真空中で行われるために、無機層への接着剤の塗布は別工程となり、コストアップおよび製造工程の複雑化の原因となる。
加えて、接着剤を用いる無機層と樹脂フィルムとの接着は、制約が大きい。例えば、無機層への接着剤の塗布は、加熱温度が限られる、使用できる溶剤が制限される、無機層が障壁となり溶剤が揮発しづらい等の制約が有る。
しかも、接着剤は、耐熱性および耐湿性が不十分である場合も多く、高温高湿下で長時間使用されると、保護層が剥離してしまうという問題も有る。

本発明の目的は、このような問題点を解決することにあり、ガスバリアフィルム等の無機層を有する機能性フィルムにおいて、無機層を好適に保護できると共に、無機層への保護フィルムの積層、塗布による保護層の形成および接着剤による保護層の接着を不要とし、かつ、耐熱性および耐湿性も高い機能性フィルム、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。

このような目的を達成するために、本発明は、以下の構成を有する。
［１］ 支持体と、無機層と、樹脂フィルムからなる保護層とを有し、
無機層と保護層とが、直接、接合されており、
赤外吸収スペクトルにおける２８００～２９００ｃｍ^-1の範囲に有る最大ピークをピークＡ、２９００～３０００ｃｍ^-1の範囲に有る最大ピークをピークＢ、ピークＢの強度をピークＡの強度で除した強度比をＢ／Ａとした際に、
保護層は、無機層側の表面における強度比Ｂ／Ａが、無機層とは逆側の表面における強度比Ｂ／Ａの１．０４倍以上であることを特徴とする機能性フィルム。
［２］ 無機層は、ケイ素を含む無機化合物を主成分とする、［１］に記載の機能性フィルム。
［３］ 無機層が、窒化ケイ素、酸化ケイ素および酸化窒化ケイ素のいずれかを主成分とする、［２］に記載の機能性フィルム。
［４］ 無機層の厚さが５０ｎｍ以下である、［１］～［３］のいずれかに記載の機能性フィルム。
［５］ 支持体と無機層との間に、下地層を有する、［１］～［４］のいずれかに記載の機能性フィルム。
［６］ 保護層と無機層との剥離強度が２．５Ｎ／２５ｍｍ以上である、［１］～［５］のいずれかに記載の機能性フィルム。
［７］ 保護層が、ポリエチレンを主成分とするものである、［１］～［６］のいずれかに記載の機能性フィルム。
［８］ 支持体の上に、減圧下による気相成膜法によって無機層を形成する無機層形成工程、
減圧下において、樹脂フィルムの一方の表面をプラズマ処理する処理工程、および、
減圧を維持しつつ、無機層と樹脂フィルムのプラズマ処理した面とを対面して、無機層と樹脂フィルムとを貼り合わせる貼合工程、を有することを特徴とする機能性フィルムの製造方法。
［９］ 貼合工程において、無機層と樹脂フィルムとの貼り合わせ時における樹脂フィルムの温度が８０℃以下である、［８］に記載の機能性フィルムの製造方法。
［１０］ 無機層形成工程における無機層の形成を、プラズマＣＶＤによって行う、［８］または［９］に記載の機能性フィルムの製造方法。
［１１］ 無機層形成工程において無機層を形成した後、無機層が最初に接触するのが樹脂フィルムである、［８］～［１０］のいずれかに記載の機能性フィルムの製造方法。
［１２］ 支持体が長尺なものであり、長尺な支持体を長手方向に搬送しつつ、無機層形成工程および貼合工程を行う、［８］～［１１］のいずれかに記載の機能性フィルムの製造方法。
［１３］ 樹脂フィルムが長尺なものであり、長尺な樹脂フィルムを長手方向に搬送しつつ、処理工程を行う、［８］～［１２］のいずれかに記載の機能性フィルムの製造方法。
［１４］ 無機層形成工程の前に、支持体の表面に下地層を形成する下地層形成工程を行う、［８］～［１３］のいずれかに記載の機能性フィルムの製造方法。

本発明によれば、ガスバリアフィルム等の無機層を有する機能性フィルムにおいて、無機層を好適に保護できると共に、無機層への保護フィルムの積層、塗布による保護層の形成および接着剤による保護層の接着を不要とし、かつ、耐熱性および耐湿性も高い機能性フィルムが提供される。

図１は、本発明の機能性フィルムの一例を示す概念図である。 図２は、本発明の機能性フィルムの別の例を示す概念図である。 図３は、機能性フィルムを製造するための有機成膜装置の一例の概念図である。 図４は、機能性フィルムを製造するための無機成膜装置の一例の概念図である。

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の実施形態について、図面に基づいて説明する。

図１に、本発明の機能性フィルムの一例を概念的に示す。
図１は、本発明の機能性フィルムを主面の面方向から見た概念図である。主面とは、シート状物（フィルム、板状物）の最大面である。

図１に示す機能性フィルム１０は、例えばガスバリアフィルムとして用いられるもので、支持体１２と、下地層１４と、無機層１６と、保護層１８と、を有して構成される。
後に詳述するが、本発明の機能性フィルムにおいて、保護層１８は、樹脂フィルムからなるもので、無機層１６と保護層１８とが、直接、接合されている。また、保護層１８は、赤外吸収スペクトルにおける、２８００～２９００ｃｍ^-1の範囲に有る最大ピークをピークＡ、２９００～３０００ｃｍ^-1の範囲に有る最大ピークをピークＢ、ピークＢの強度をピークＡの強度で除した強度比をＢ／Ａとした際に、無機層１６側の表面における強度比Ｂ／Ａが、無機層１６とは逆側の表面における強度比Ｂ／Ａの１．０４倍以上である。
以下の説明では、機能性フィルム１０の支持体１２側を『下』、保護層１８側を『上』とも言う。

図１に示す機能性フィルム１０は、無機層１６と、無機層１６の下地となる下地層１４とを有する、上述した有機層と無機層との積層構造を有する機能性フィルムである。
しかしながら、本発明において、下地層１４は、好ましい態様として設けられるものであり、本発明の機能性フィルムにおける必須の構成要件ではない。従って、本発明の機能性フィルムは、支持体１２の上に無機層１６を有し、無機層１６の上に保護層１８を有する構成であってもよい。

また、図１に示す例は、下地層１４と無機層１６との組み合わせを、１組、有するものであるが、本発明は、これに制限はされない。例えば、本発明の機能性フィルムは、図２に概念的に示す機能性フィルム１０Ａのように、下地層１４と無機層１６との組み合わせを、２組、有するものでもよい。または、本発明の機能性フィルムは、下地層１４と無機層１６との組み合わせを、３組以上、有するものであってもよい。
あるいは、本発明の機能性フィルムは、支持体１２の上に、好ましくは下地層１４を有し、下地層１４の上に無機層１６を有し、無機層１６の上に保護層１８を有し、保護層１８の上に２層目の無機層１６を有し、２層目の無機層１６の上に２層目の保護層１８を有するものでもよい。また、無機層１６を保護層１８との組み合わせを、３組以上、有するものでもよい。

すなわち、本発明の機能性フィルムは、支持体１２と、１層以上の無機層１６とを有し、かつ、支持体１２と最も離間する無機層１６に、後述する樹脂フィルムからなる保護層１８が直接接合しているものであれば、各種の層構成が利用可能である。また、基本的に、無機層１６の数が多いほど、ガスバリア性の点では有利である。
しかしながら、十分なガスバリア性を確保でき、かつ、機能性フィルムを薄くできる、良好な可撓性を有する機能性フィルムが得られる、高い生産性を得られる、製造工程を簡易にできる等の点で、無機層１６は、１層であるのが好ましい。中でも特に、支持体１２の上に下地層１４を有し、下地層１４の上に無機層１６を有し、無機層１６の上に保護層１８を有する、図１に示す機能性フィルム１０は、好適に例示される。

支持体１２は、下地層１４、無機層１６および保護層１８を支持するものである。
支持体１２は、上述した有機層と無機層との積層構造を有する機能性フィルム、および、公知の各種のガスバリアフィルムなど、各種の機能性フィルムにおいて支持体として利用される、公知のシート状物が、各種、利用可能である。

支持体１２の材料には、制限はなく、下地層１４または無機層１６を形成可能であれば、各種の材料が利用可能である。支持体１２の材料としては、好ましくは、各種の樹脂材料が例示される。
支持体１２の材料としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリアクリトニトリル（ＰＡＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、透明ポリイミド、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体（ＡＢＳ）、シクロオレフィン共重合体（ＣＯＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、および、エチレン－ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）等が挙げられる。

支持体１２の厚さには制限はなく、機能性フィルム１０の用途、および、支持体１２の材料等に応じて、適宜、設定すればよい。
支持体１２の厚さは、機能性フィルム１０の機械的強度を十分に確保できる、可撓性（フレキシブル性）の良好な機能性フィルム１０が得られる、機能性フィルム１０の軽量化および薄手化を図れる、可撓性の良好な機能性フィルム１０が得られる等の点で、５～１５０μｍが好ましく、１０～１００μｍがより好ましい。

機能性フィルム１０において、支持体１２の上（一方の表面）には下地層１４が形成される。
下地層１４は、例えば、モノマー、ダイマーおよびオリゴマー等を重合（架橋、硬化）した有機化合物からなる層である。上述のように、本発明において、下地層１４は、好ましい態様として設けられる。

無機層１６の下層となる下地層１４は、無機層１６を適正に形成するための下地となる層である。
支持体１２の表面に形成される下地層１４は、支持体１２の表面の凹凸および表面に付着する異物等を包埋して、無機層１６の形成面を適正にして、適正に無機層１６を形成することを可能にする。
なお、上述のように、本発明の機能性フィルムは、無機層１６と下地層１４との組み合わせを、複数組、有してもよい。この際には、２層目以降の下地層１４は、無機層１６の上に形成されるが、この構成においても、無機層１６の形成面となる下地層１４は、同様の作用を発現する。
特に支持体１２の表面に、このような下地層１４を有することによって、主にガスバリア性を発現する無機層１６を、適正に形成することが可能になる。

下地層１４は、例えば、有機化合物（モノマー、ダイマー、トリマー、オリゴマー、および、ポリマー等）を含有する、下地層形成用組成物を硬化して形成される。下地層形成用組成物は、有機化合物を１種のみ含んでもよく、２種以上含んでもよい。
下地層１４は、例えば、熱可塑性樹脂および有機ケイ素化合物等を含有する。熱可塑性樹脂は、例えば、ポリエステル、（メタ）アクリル樹脂、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、および、アクリル化合物等が挙げられる。有機ケイ素化合物は、例えば、ポリシロキサンが挙げられる。

下地層１４は、強度が優れる観点と、ガラス転移温度の観点とから、好ましくは、ラジカル硬化性化合物および／またはエーテル基を有するカチオン硬化性化合物の重合物を含む。
下地層１４は、下地層１４の屈折率を低くする観点から、好ましくは、（メタ）アクリレートのモノマー、オリゴマー等の重合体を主成分とする（メタ）アクリル樹脂を含む。下地層１４は、屈折率を低くすることにより、透明性が高くなり、光透過性が向上する。

下地層１４は、より好ましくは、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官能以上の（メタ）アクリレートのモノマー、ダイマーおよびオリゴマー等の重合体を主成分とする（メタ）アクリル樹脂を含み、さらに好ましくは、３官能以上の（メタ）アクリレートのモノマー、ダイマーおよびオリゴマー等の重合体を主成分とする（メタ）アクリル樹脂を含む。また、これらの（メタ）アクリル樹脂を、複数用いてもよい。

下地層形成用組成物は、有機化合物に加え、好ましくは、有機溶剤、界面活性剤、および、シランカップリング剤などを含む。

下地層１４が複数設けられる場合、すなわち、下地層１４と無機層１６との組み合わせを複数組有する場合には、それぞれの下地層１４の材料は、同じでも異なってもよい。

下地層１４の厚さには、制限はなく、下地層形成用組成物に含まれる成分および用いられる支持体１２等に応じて、適宜、設定できる。
下地層１４の厚さは、０．１～５μｍが好ましく、０．２～３μｍがより好ましい。下地層１４の厚さを０．１μｍ以上とすることにより、支持体１２の表面の凹凸および表面に付着した異物等を包埋して、下地層１４の表面を平坦化できる等の点で好ましい。下地層１４の厚さを５μｍ以下とすることにより、下地層１４のクラックを防止できる、機能性フィルム１０の可撓性を高くできる、機能性フィルム１０の薄手化および軽量化を図れる等の点で好ましい。

下地層１４が複数設けられる場合、すなわち、無機層１６と下地層１４との組み合わせを複数組有する場合には、各下地層１４の厚さは同じでも異なってもよい。

下地層１４は、材料に応じた公知の方法で形成できる。
例えば、下地層１４は、上述した下地層形成用組成物を支持体１２に塗布して、下地層形成用組成物を乾燥させる、塗布法で形成できる。塗布法による下地層１４の形成では、必要に応じて、さらに、乾燥した下地層形成用組成物に紫外線を照射することにより、下地層形成用組成物中の有機化合物を重合（架橋）させる。

下地層１４は、ロール・トゥ・ロールによって形成するのが好ましい。以下の説明では、『ロール・トゥ・ロール』を『ＲｔｏＲ』とも言う。
周知のように、ＲｔｏＲとは、長尺なシート状物を巻回してなるロールから、シート状物を送り出し、長尺なシートを長手方向に搬送しつつ成膜を行い、成膜済のシート状物をロール状に巻回する製造方法である。ＲｔｏＲを利用することで、高い生産性と生産効率が得られる。

機能性フィルム１０において、下地層１４の上（表面）には無機層１６が形成される。機能性フィルム１０では、無機層１６が、ガスバリア性等の目的とする機能を主に発現する。
支持体１２の表面には、凹凸および異物の影のような、無機化合物が着膜し難い領域がある。下地層１４を設け、その上に無機層１６を形成することにより、無機化合物が着膜し難い領域が覆われる。そのため、無機層１６の形成面に、無機層１６を隙間無く形成することが可能になる。

無機層１６の材料には、制限はなく、例えばガスバリア性を発現する無機化合物からなる、公知のガスバリア層に用いられる無機化合物が、各種、利用可能である。
無機層１６の材料としては、例えば、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの金属酸化物； 窒化アルミニウムなどの金属窒化物； 炭化アルミニウムなどの金属炭化物； 酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素、酸炭化ケイ素、酸化窒化炭化ケイ素などのケイ素酸化物； 窒化ケイ素、窒化炭化ケイ素などのケイ素窒化物； 炭化ケイ素等のケイ素炭化物； これらの水素化物； これら２種以上の混合物； および、これらの水素含有物等、の無機化合物が挙げられる。また、これらの２種以上の混合物も、利用可能である。
中でも、窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化アルミニウム、および、これらの２種以上の混合物は、透明性が高く、かつ、優れたガスバリア性を発現できる点で、好適に利用される。中でも、保護層１８との密着性を高くできる点で、ケイ素を含む化合物は、好適に利用される。ケイ素を含む化合物の中でも、窒化ケイ素、酸化ケイ素および酸窒化ケイ素は好適に利用される。その中でも特に、保護層１８との密着性を高くできる、および、優れたガスバリア性を発現できる点で、窒化ケイ素は、好適に利用される。

すなわち、無機層１６は、ケイ素を含む化合物を主成分とするのが好ましく、窒化ケイ素、酸化ケイ素および酸窒化ケイ素のいずれかを主成分とするのがより好ましく、窒化ケイ素を主成分とするのがさらに好ましい。
なお、本発明において、支持体１２、下地層１４、無機層１６および保護層１８等における主成分とは、含有質量比で、その層に最も多く含まれる成分である。主成分とは、好ましくは、その層に５０質量％超、含まれる成分であり、より好ましくは、７０質量％超、含まれる成分である。

無機層１６の厚さには、制限はなく、材料に応じて、目的とするガスバリア性を発現できる厚さを、適宜、設定できる。
無機層１６の厚さは、５～１５０ｎｍが好ましく、８～７５ｎｍがより好ましく、１０～５０ｎｍがさらに好ましい。
無機層１６の厚さを５ｎｍ以上とすることにより、十分なガスバリア性能を安定して発現する無機層１６が形成できる点で好ましい。また、無機層１６は、一般的に脆く、厚過ぎると、割れ、ヒビ、および、剥がれ等を生じる可能性が有るが、無機層１６の厚さを１５０ｎｍ以下とすることにより、割れが発生することを防止できる。

無機層１６は、赤外吸収スペクトルにおける８００～１１００ｃｍ^-1範囲に有る最大ピークの強度に対する、２１００～２２５０ｃｍ^-1範囲に有る最大ピークの強度が、０．２以下であるのが好ましい。すなわち、無機層１６は『（２１００～２２５０ｃｍ^-1の最大ピーク）／（８００～１１００ｃｍ^-1の最大ピーク）≦０．２』を満たすのが好ましい。
なお、赤外吸収スペクトルにおける、８００～１１００ｃｍ^-1範囲に有るピークは、Ｓｉ－Ｏ、または、Ｓｉ－Ｎ系のピークである。他方、赤外吸収スペクトルにおける、２１００～２２５０ｃｍ^-1範囲に有る最大ピークは、Ｓｉ－Ｈのピークである。
このような構成を有することにより、無機層１６が高密度で、より高いガスバリア性を得ることができ、さらに、後述する無機層１６と保護層１８との直接的な結合を多くして、無機層１６と保護層１８との密着性を高くできる。

上述のように、無機層１６が、複数層、設けられる場合には、各無機層１６の厚さは、同じでも異なってもよい。
また、無機層１６が、複数層、設けられる場合には、無機層１６の材料は、同じでも異なってもよい。

無機層１６は、材料に応じた公知の方法で形成できる。
例えば、ＣＣＰ（Capacitively Coupled Plasma）－ＣＶＤおよびＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）－ＣＶＤ等のプラズマＣＶＤ、原子層堆積法（ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition））、マグネトロンスパッタリングおよび反応性スパッタリング等のスパッタリング、ならびに、真空蒸着などの各種の気相成膜法が好適に挙げられる。中でも、プラズマＣＶＤは、好適に利用される。
なお、無機層１６も、ＲｔｏＲで形成するのが好ましい。

機能性フィルム１０において、無機層１６の上（表面）には保護層１８が形成される。
本発明の機能性フィルム１０において、保護層１８は、樹脂フィルムからなるもので、無機層１６と保護層１８とは、接着剤（粘着剤）を介さずに、直接、接合されている。
また、保護層１８は、赤外吸収スペクトルにおける、２８００～２９００ｃｍ^-1の範囲に有る最大ピークをピークＡ、２９００～３０００ｃｍ^-1の範囲に有る最大ピークをピークＢ、ピークＢの強度をピークＡの強度で除した強度比をＢ／Ａとした際に、無機層１６側の表面における強度比Ｂ／Ａが、無機層１６とは逆側の表面における強度比Ｂ／Ａの１．０４倍以上である。
なお、以下の説明では、赤外吸収スペクトルを『ＩＲスペクトル』ともいう。また、以下の説明では、保護層１８において、無機層１６側の表面における強度比Ｂ／Ａを『接合面側強度比Ｂ／Ａ』、無機層１６とは逆側の表面における強度比Ｂ／Ａを『表面側強度比Ｂ／Ａ』、ともいう。

本発明の機能性フィルム１０は、このような構成を有することにより、無機層１６を十分に保護でき、しかも、無機層１６を形成した後の保護フィルムの積層、および、無機層１６を保護するための塗布による保護層の形成を不要とし、かつ、耐熱性および耐湿性も高い機能性フィルムを実現している。

上述のように、目的とする機能を発現する無機層を有する機能性フィルムを製造する際には、無機層を形成した後、無機層の成膜装置内（真空チャンバ内）において、保護フィルムを無機層に積層して巻取る。次いで、無機層を形成したフィルムを巻き取ったロールを保護層（有機層）の成膜装置に装填し、保護フィルムを剥離した後、塗布法によって、無機層の上に、無機層を保護する保護層として有機層を形成している。
すなわち、従来の無機層を有する機能性フィルムは、無機層を保護する保護層を形成するために、無機層を形成した後、保護フィルムの積層工程、無機層の成膜装置からのロールの取り外し工程、下地層の成膜装置へのロールの装填工程、および、保護フィルムの剥離工程などの工程が必要であり、製造プロセスが非常に複雑になってしまう。また、無機層から剥離した保護フィルムの状態によっては、保護フィルムを廃棄せざるを得ない場合も有る。

このような不都合を回避する方法として、無機層を形成した後、保護層に代えて、樹脂フィルム等の保護フィルムを、保護層として無機層に積層する方法が考えられる。
しかしながら、この方法では、十分な密着力で保護フィルムを無機層に貼着するために、接着剤が必要になり、接着剤の分だけ、機能性フィルムの厚さが厚くなってしまう。そのため、この構成では、近年、要求されている機能性フィルムの薄手化が困難である。また、機能性フィルムの厚手化は、可撓性および光学特性の点でも不利である。さらに、接着剤を無機層の表面または樹脂フィルムの表面に塗布する工程も必要になる。加えて、接着剤による無機層と樹脂フィルムとの接着は、温度等の制限も多い。
しかも、接着剤は、耐熱性および耐湿性が不十分である場合も多く、高温高湿下で長時間使用されると、保護層が剥離してしまうという問題も有る。

これに対して、本発明の機能性フィルム１０は、従来、無機層を形成した後に、保護層を形成するまでの間、保護フィルムとして無機層に積層されていた樹脂フィルムを、無機層１６に直接接合して、保護層１８として用いる。従って、本発明によれば、その後の工程における保護フィルムの剥離、および、保護層の形成が不要であり、かつ、保護フィルムも無駄にならない。

ここで、従来の機能性フィルムの製造からも明らかなように、無機層１６の表面に保護フィルム（樹脂フィルム）を積層して、貼り合わせても、保護フィルムは容易に剥離でき、保護層として機能できるような十分な密着力は得られない。
これに対して、本発明の機能性フィルム１０において、樹脂フィルムからなる保護層１８は、ＩＲスペクトルにおける、接合面側強度比Ｂ／Ａが、表面側強度比Ｂ／Ａの１．０４倍以上である。本発明の機能性フィルム１０は、このような構成を有することにより、接着剤を用いなくても、無機層１６と保護層１８とを、直接、かつ、強固に接合して、高い密着力で貼り合わせでき、しかも、高温高湿下でも、長期にわたって保護層１８が剥離することを防止できる。

上述のように、ピークＡは、ＩＲスペクトルにおける、２８００～２９００ｃｍ^-1の範囲における最大ピークである。他方、ピークＢは、ＩＲスペクトルにおける２９００～３０００ｃｍ^-1の範囲における最大ピークである。
ＩＲスペクトルにおいて、２８００～２９００ｃｍ^-1の範囲に有るピークＡは、メチレン基（－ＣＨ₂－）のピークであり、樹脂（高分子化合物）の主鎖部分に対応する。他方、ＩＲスペクトルにおいて、２９００～３０００ｃｍ^-1の範囲に有るピークＢは、メチル基（－ＣＨ₃）のピークであり、樹脂の主鎖の末端に対応する。
ＩＲスペクトルにおいて、強度比Ｂ／Ａが大きいということは、樹脂の主鎖が短く、末端が多いことを示す。このことは、樹脂において、分子すなわち繰り返し単位の結合が少なく、柔らかいことを示す。また、樹脂の主鎖の末端が多いということは、他の化合物と結合できる結合手が多く、すなわち隣接する層との結合力を強くできることを示す。

すなわち、保護層１８において、接合面側強度比Ｂ／Ａが、表面側強度比Ｂ／Ａの１．０４倍以上ということは、保護層１８は、無機層１６とは逆側に比して、無機層１６側の方が、柔らかく、かつ、無機層１６との結合手を多く有することを示す。すなわち、保護層１８において、接合面側強度比Ｂ／Ａが、表面側強度比Ｂ／Ａの１．０４倍以上ということは、保護層１８は、表面側に比して、無機層１６との接合面側の方が、柔らかく、かつ、無機層１６との結合手を多く有することを示す。
そのため、本発明の機能性フィルム１０において、保護層１８（樹脂フィルム）は、無機層１６との接合面側において、硬い無機層１６の微細な凹凸に好適に追従して、空隙を生じることなく高い密着度で密着できる。すなわち、無機層１６と保護層１８との接触面積を大きくできる。
加えて、保護層１８は、無機層１６との接合面側において、多くの結合手で無機層１６と、直接、結合できる。例えば、保護層１８は、無機層１６との接合面側において、無機層のＳｉと保護層１８のＣとで、数多くのＳｉ－Ｃ結合を形成できる。
その結果、本発明の機能性フィルム１０は、無機層１６と保護層１８とは、直接、強い結合力で接合され、両層の高い密着力が得られる。
しかも、本発明の機能性フィルム１０における無機層１６と保護層１８との結合は、例えば無機層１６のＳｉと保護層１８のＣとが直接結合したＳｉ－Ｃ結合である。そのため無機層１６と保護層１８との結合は、シランカップリング剤等を用いた脱水縮合によるＳｉ－Ｏ－Ｃ結合等とは異なり、水分に起因する加水分解等を生じることが無い。その結果、本発明の機能性フィルム１０は、高温高湿下であっても、無機層１６と保護層１８との密着力が低下することが無く、保護層１８が剥離することを防止できる。

このような無機層１６および保護層１８を有する本発明の機能性フィルム１０は、一例として、減圧下による気相成膜法によって無機層１６を形成し、他方、減圧下において、樹脂フィルムの一方の表面をプラズマ処理し、減圧を維持した状態で、無機層１６と樹脂フィルムのプラズマ処理した面とを対面して、無機層１６と樹脂フィルムとを貼り合わせる、本発明の製造方法によって作製できる。
この製造方法に関しては、後に詳述する。

本発明の機能性フィルム１０において、保護層１８は、接合面側強度比Ｂ／Ａが、表面側強度比Ｂ／Ａの１．０４倍以上である。
接合面側強度比Ｂ／Ａが、表面側強度比Ｂ／Ａの１．０４倍未満では、無機層１６と保護層１８との密着力を十分に得られない、高温高湿下における十分な耐久性が得られない等の点で不都合を生じる。
接合面側強度比Ｂ／Ａは、表面側強度比Ｂ／Ａの１．０７倍以上であるのが好ましく、１．１倍以上であるのがより好ましい。
表面側強度比Ｂ／Ａに対する、接合面側強度比Ｂ／Ａの大きさに、上限はない。しかしながら、プラズマ処理の強度が強すぎると、樹脂フィルムの表面が脆くなって、逆に、無機層１６との密着性が低くなってしまう可能性がある。この点を考慮すると、表面側強度比Ｂ／Ａに対する、接合面側強度比Ｂ／Ａの大きさは、１．５倍以下であるのが好ましく、１．４倍以下であるのがより好ましい。

なお、本発明において、保護層１８の無機層１６側の表面、および、無機層１６とは逆側の表面のＩＲスペクトルは、公知の方法で測定すればよい。
一例として、機能性フィルムを厚さ方向に切断して、断面のＩＲスペクトルを、顕微赤外分光分析によって測定する方法が例示される。
具体的には、まず、機能性フィルムを厚さ方向に斜めに切断する。この断面に対して、赤外顕微鏡を反射測定（ＡＴＲ）モードで使用して、保護層１８の、無機層１６側の端面および無機層１６とは逆側の端面の例えば１０×１０μｍの範囲において、ＩＲスペクトルを測定する。これにより、保護層１８の無機層１６側の表面、および、無機層１６とは逆側の表面のＩＲスペクトルを取得すれば良い。
好ましくは、このようなＩＲスペクトルの測定を、無機層１６側の端面および無機層１６とは逆側の端面において、それぞれ任意に選択した５か所で行う。この５か所のＩＲスペクトルにおけるピークＡおよびピークＢの強度の平均値を、保護層１８の無機層１６側の表面、および、無機層１６とは逆側の表面における、ピークＡおよびピークＢの強度とする。

本発明の機能性フィルム１０において、保護層１８、すなわち、保護層１８となる樹脂フィルムには、制限はなく、無機層１６の保護層として十分な機能を有するものであれば、公知の各種の樹脂フィルムが利用可能である。
保護層１８の材料としては、ＰＥ（ポリエチレン）、ＥＶＡ（エチレン－酢酸ビニル共重合体）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、ＥＶＯＨ（エチレン－ビニルアルコール共重合体）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＡＮ（ポリアクリトニトリル）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＡＢＳ（アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体）、ＣＯＣ（シクロオレフィン共重合体）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、および、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）等が例示される。
中でも、無機層１６との密着力、柔軟性が高い、低コスト、ヒートシール材料として利用可能等の点で、ＰＥ（ＰＥフィルム）は好適に利用される。すなわち、本発明において、保護層１８は、ＰＥを主成分とするのが好ましい。

なお、上述したように、無機層１６と保護層１８との高い密着力が得られる等の点で、保護層１８となる樹脂フィルムは、保護層１８としての十分な機能を発現できる範囲で、柔らかい方が好ましい。

保護層１８の耐熱温度には、制限はない。
十分な耐熱性を得られる等の点で、保護層１８の耐熱温度は５０℃以上が好ましく、６０℃以上がより好ましい。
また、保護層８の耐熱温度の上限は、保護層１８が樹脂フィルムからなることを考慮すれば、２００℃以下程度である。
なお、本発明において、保護層１８の耐熱温度とは、保護層１８を形成する材料の融点およびガラス転移温度の低い方を示す。

保護層１８すなわち保護層１８となる樹脂フィルムは、基本的に、厚さ方向に、界面、明確な境界、および、接合面等を有さない、１枚の樹脂フィルムである。従って、保護層１８となる樹脂フィルムは、界面等を有さない１枚の樹脂フィルムであれば、共押し出し法（共流延法）等によって、複数の樹脂を接合した樹脂フィルムであってもよい。

しかしながら、例えば、ＰＥとＥＶＡとを共押し出し法にて作製した界面等を有さない１枚の樹脂フィルムなど、異なる種類の樹脂を接合した樹脂フィルムによって保護層１８を形成すると、熱膨張率の違いによる反り、および、この反りに起因する保護層１８の剥離等の不都合が生じる可能性がある。
この点を考慮すると、保護層１８を形成する樹脂フィルムは、共押し出し法によって複数の樹脂を接合した樹脂フィルムであっても、ＰＥのみからなる樹脂フィルム、および、ＥＶＡのみからなる樹脂フィルムのように、１種の樹脂のみからなる樹脂フィルムであるのが好ましい。なお、１種の樹脂のみからなる樹脂フィルムは、厚さ方向に平均分子量が異なる物であってもよく、厚さ方向に分子量分布が異なる物であってもよく、厚さ方向に結晶度が異なる物であってもよく、さらに、一方の面と他方の面とで硬さが異なる物であってもよい。

上述したように、保護層１８となる樹脂フィルムは、柔らかい方が、無機層１６と保護層１８との、密着力の点で有利である。
従って、保護層１８となる樹脂フィルムが、一方の面と他方の面とで硬さが異なる場合には、樹脂フィルムの柔らかい方の面を、無機層１６と対面して、保護層１８を形成するのが好ましい。この点に関しては、異なる種類の樹脂を接合して作製した樹脂フィルムでも同様である。

本発明の機能性フィルム１０において、保護層１８の厚さには制限はなく、保護層１８すなわち樹脂フィルムの材料、機能性フィルム１０に要求される耐久性等に応じて、適宜、設定すればよい。保護層１８の厚さは、１～７０μｍが好ましく、５～６０μｍがより好ましく、１０～５０μｍがさらに好ましい。
保護層１８の厚さを１μｍ以上とすることにより、無機層１６を好適に保護できる等の点で好ましい。
保護層１８の厚さを７０μｍ以下とすることにより、透明性の高い機能性フィルム１０が得られる、機能性フィルム１０が不要に厚くなることを防止できる、可撓性の良好な機能性フィルム１０が得られる等の点で好ましい。

本発明の機能性フィルム１０において、無機層１６と保護層１８との密着力は、基本的に、強いほど好ましい。
具体的には、無機層１６と保護層１８とは、剥離強度が２．５Ｎ／２５ｍｍ以上であるのが好ましく、３Ｎ／２５ｍｍ以上であるのがより好ましく、３．５Ｎ／２５ｍｍ以上であるのがさらに好ましい。
なお、無機層１６と保護層１８との剥離強度は、高いほど好ましく、上限はないが、一般的に、３０Ｎ／２５ｍ以下である。
なお、本発明の機能性フィルム１０において、無機層１６と保護層１８との剥離強度は、ＪＩＳ（Japanese Industrial Standards） Ｚ ０２３７：２００９の１８０°剥離試験に準拠して測定すればよい。

以下、図３および図４の概念図を参照して、本発明の機能性フィルム１０の製造方法の一例を説明する。

図３に示す装置は、下地層１４を形成する有機成膜装置４０である。
有機成膜装置４０は、ＲｔｏＲによって下地層１４を形成するものである。すなわち、有機成膜装置４０は、長尺な支持体１２を長手方向に搬送しつつ、下地層１４を形成するための前述の下地層形成用組成物を塗布、乾燥した後、光照射によって下地層形成用組成物に含まれる有機化合物を重合（硬化）して、下地層１４を形成する。
図示例の有機成膜装置４０は、一例として、塗布部４２と、乾燥部４６と、光照射部４８と、回転軸５０と、巻取り軸５２と、搬送ローラ対５４および５６とを有する。

他方、図４に示す装置は、無機層１６を形成し、かつ、保護層１８を無機層１６に積層して貼り合わせる、無機成膜装置６０である。無機成膜装置６０は、２枚の隔壁６２とドラム７０とによって、供給・巻取り室６４と、成膜室６８とに分離されている。
無機成膜装置６０も、ＲｔｏＲによって無機層１６を形成するものである。すなわち、無機成膜装置６０は、下地層１４を形成された長尺な支持体１２を長手方向に搬送しつつ、支持体１２の下地層１４の上に、無機層１６を形成し、次いで、無機層１６の表面に保護層１８となる樹脂フィルム１８Ｆを積層し、貼り合わせることで、保護層１８を形成する。ここで、無機成膜装置６０では、樹脂フィルム１８Ｆを無機層１６に積層する前に、樹脂フィルム１８Ｆの無機層１６と対面する面に、プラズマ処理を施す。

機能性フィルム１０を作製する際には、まず、長尺な支持体１２を巻回してなる支持体ロール１２Ｒが、有機成膜装置４０の回転軸５０に装填される。
回転軸５０に支持体ロール１２Ｒが装填されると、支持体１２が支持体ロール１２Ｒから引き出され、搬送ローラ対５４を経て、塗布部４２、乾燥部４６および光照射部４８を通過して、搬送ローラ対５６を経て、巻取り軸５２に至る、所定の搬送経路を通される。

支持体ロール１２Ｒから引き出された支持体１２は、搬送ローラ対５４によって塗布部４２に搬送され、表面に、下地層１４となる下地層形成用組成物を塗布される。
下地層１４となる下地層形成用組成物は、前述のように、有機溶剤、下地層１４となる有機化合物（モノマー、ダイマー、トリマー、オリゴマーおよびポリマー等）、界面活性剤、シランカップリング剤などを含むものである。
また、塗布部４２における下地層形成用組成物の塗布は、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、および、グラビアコート法等、公知の方法が、各種、利用可能である。

下地層１４となる下地層形成用組成物が塗布された支持体１２は、次いで、乾燥部４６によって加熱されて、有機溶剤を除去され下地層形成用組成物が乾燥される。
乾燥部４６は、表面側（下地層形成用組成物（下地層１４等の形成面側））から加熱して乾燥を行う乾燥部４６ａと、支持体１２の裏面側から加熱して乾燥を行う乾燥部４６ｂとを有し、表面側と裏面側の両方から、下地層形成用組成物の乾燥を行う。
乾燥部４６における加熱は、シート状物を加熱する公知の方法で行えばよい。例えば、表面側の乾燥部４６ａは、温風乾燥部であり、裏面側の乾燥部４６ｂはヒートローラ（加熱機構を有するガイドローラ）である。

下地層１４となる下地層形成用組成物が乾燥された支持体１２は、次いで、光照射部４８によって紫外線等を照射され、有機化合物が重合（架橋）されて硬化され、下地層１４が形成される。なお、必要に応じて、下地層１４となる有機化合物の硬化は、窒素雰囲気等の不活性雰囲気で行うようにしてもよい。

下地層１４が形成された支持体１２は、搬送ローラ対５６によって搬送されて、巻取り軸５２によってロール状に巻回される。
所定長の下地層１４の形成が終了すると、必要に応じて切断した後、下地層１４を形成された支持体１２ａを巻回してなる支持体ロール１２ａＲとされる。支持体ロール１２ａＲは、図４に示す無機成膜装置６０に供給され、無機層１６の形成、および、保護層１８の形成に供される。
なお、以上のように、下地層１４は、本発明における必須の構成要件ではない。従って、本発明の製造方法において、下地層１４の形成は、好ましい態様として行われるものである。

無機成膜装置６０は、真空チャンバ７２を有する。上述したように、真空チャンバ７２内は、２枚の隔壁６２とドラム７０とによって、図中上方の供給・巻取り室６４と、図中下方の成膜室６８とに分離されている。
供給・巻取り室６４は、真空排気手段７４を有する。真空排気手段７４を駆動することにより、供給・巻取り室６４内の圧力を調節できる。成膜室６８は、真空排気手段７６を有する。真空排気手段７６を駆動することにより、成膜室６８内の圧力を調節できる。

供給・巻取り室６４内は、プラズマ処理ユニット８０と、回転軸９２と、パスローラ９４ａ～９４ｃと、供給ロール１０４と、パスローラ１０６ａ～１０６ｃと、巻取り軸１０８とを有する。
成膜室６８は、第１成膜ユニット１００Ａと、第２成膜ユニット１００Ｂとを有する。

無機成膜装置６０では、下地層１４を形成された長尺な支持体１２を長手方向に搬送しつつ、下地層１４上に無機層１６を形成し、無機層１６の上に保護層１８を形成して、機能性フィルム１０を作製する。
まず、下地層１４を形成された支持体１２ａを巻回してなる支持体ロール１２ａＲが回転軸９２に装填される。次いで、支持体ロール１２ａＲから引き出された支持体１２が、パスローラ９４ａ～９４ｃ、ドラム７０、パスローラ１０６ａ～１０６ｃを経て、巻取り軸１０８に至る、所定の搬送経路に挿通される。

支持体ロール１２ａＲから引き出された支持体１２は、パスローラ９４ａ～９４ｃによって案内されて、ドラム７０に巻き掛けられる、所定の経路を搬送されながら、第１成膜ユニット１００Ａおよび／または第２成膜ユニット１００Ｂよって無機層１６を形成される。
なお、ドラム７０は温度調節手段を内蔵している。支持体１２は、必要に応じて、ドラム７０によって冷却または加熱されつつ、第１成膜ユニット１００Ａおよび／または第２成膜ユニット１００Ｂによって、無機層１６を形成される。
さらに、ドラム７０には、バイアス電力を供給できるように構成されている。

第１成膜ユニット１００Ａおよび第２成膜ユニット１００Ｂにおける成膜方法は、一例として、ＣＣＰ－ＣＶＤである。
第１成膜ユニット１００Ａおよび第２成膜ユニット１００Ｂは、同じ構成を有するものであり、ドラム７０と電極対を構成するシャワー電極１１４、高周波電源１１６、および、ガス供給手段１１８を有する。

シャワー電極１１４は、ドラム７０との対向面に原料ガスを供給するための開口を有する、プラズマＣＶＤに用いられる公知のシャワー電極（シャワープレート）である。
高周波電源１１６は、シャワー電極１１４にプラズマ励起電力を供給するものであり、プラズマＣＶＤに用いられる公知の高周波電源である。
ガス供給手段１１８は、シャワー電極１１４に原料ガスを供給するものであり、プラズマＣＶＤに用いられる公知のガス供給手段である。例えば、無機層１６として窒化ケイ素を形成する場合には、原料ガスとしては、一例として、シランガス、アンモニアガスおよび水素ガスが例示される。
なお、無機層１６の厚さは、プラズマ励起電力の調節、成膜時間すなわち支持体１２の搬送速度の調節、および、原料ガスの供給量の調節等、公知の方法で行えばよい。

下地層１４の上に無機層１６を形成された支持体１２には、ドラム７０の直下流のパスローラ１０６ａにおいて、保護層１８となる樹脂フィルム１８Ｆが積層される。すなわち、無機層１６と保護層１８となる樹脂フィルム１８Ｆとは、減圧を維持したまま、積層され、貼合される。
樹脂フィルム１８Ｆは、樹脂フィルムロール１８ＦＲから送りだされ、パスローラ１０６ａに搬送される。ここで、樹脂フィルムロール１８ＦＲからパスローラ１０６ａに至る樹脂フィルム１８Ｆの搬送経路には、プラズマ処理ユニット８０が配置される。
プラズマ処理ユニット８０は、支持体１２（無機層１６）への樹脂フィルム１８Ｆの積層に先立ち、減圧下において、樹脂フィルム１８Ｆの無機層１６との対向面すなわち保護層１８の無機層１６側の面（接合面）に、プラズマ処理を施すものである。
本発明の製造方法は、このようなプラズマ処理を行い、かつ、減圧を維持した状態で、無機層１６と樹脂フィルム１８Ｆとを積層して貼着することにより、上述のような、強固に接合され、密着力が高い無機層１６と保護層１８とを有する機能性フィルム１０を製造する。

すなわち、樹脂フィルム１８Ｆの無機層１６との対向面にプラズマ処理を施すことにより、樹脂フィルム１８Ｆの無機層１６との対向面では、プラズマによって樹脂の主鎖が部分切断される。その結果、樹脂フィルム１８Ｆの無機層１６側の表面では、上述したように、樹脂の主鎖が短く、末端が多い状態となる。これにより、樹脂フィルム１８Ｆすなわち保護層１８の無機層１６側の表面を、上述のように、接合面側強度比Ｂ／Ａが、表面側強度比Ｂ／Ａの１．０４倍以上にできる。すなわち、樹脂フィルム１８Ｆのプラズマ処理を行うことで、上述のように、保護層１８の無機層１６側の表面を、無機層１６とは逆側すなわち表面側に比して、柔らかく、かつ、無機層１６との結合手を多く有する状態にできる。
一方、無機層１６は、プラズマＣＶＤによって成膜された後、減圧を維持された状態であり、表面の活性が、非常に高い状態になっている。

すなわち、無機成膜装置６０においては、柔らかく、かつ、結合手が多い樹脂フィルム１８Ｆと、表面の活性が高い無機層１６とが積層され、貼り合わされる。
その結果、上述のように、柔らかい樹脂フィルム１８Ｆが無機層１６の微細な凹凸に好適に追従して広い面積で接触し、かつ、多くの結合手によって、例えばＳｉ－Ｃの直接結合によって強く接合され、貼り合わされる。これにより、無機層１６の上に、強い密着力で保護層１８が形成される。

本発明の製造方法において、樹脂フィルム１８Ｆのプラズマ処理は、公知の方法で行えばよい。
図示例の無機成膜装置６０において、プラズマ処理ユニット８０は、シャワー電極８２、高周波電源８４、および、ガス供給手段８６を有する。シャワー電極８２はプラズマ処理に用いられる公知のシャワー電極である。高周波電源８４はプラズマ処理に用いられる公知の高周波電源である。さらに、ガス供給手段８６は、シャワー電極８２にプラズマ処理ガスを供給するものであり、プラズマ処理に用いられる公知のガス供給手段である。

プラズマ処理の強度等は、プラズマ処理ガスの選択、プラズマ処理ガスの供給量の調節、圧力の調節、プラズマ励起電量の調節、および、プラズマ励起電力の調節等の、公知の方法で行えばよい。
プラズマ処理ガスは、プラズマ処理に用いられる公知の各種のガスが利用可能である。プラズマ処理ガスとしては、窒素ガス、ヘリウムガスおよびアルゴンガス等の不活性ガス、水素ガス、酸素ガス、ならびに、これらの混合ガスが好適に例示される。
プラズマ励起電力は、プラズマ処理の強度等に応じて、適宜、設定すればよい。プラズマ励起電力は、０．１～５ｋＷが好ましく、０．３～４ｋＷがより好ましく、０．４～３ｋＷがさらに好ましい。
プラズマ励起電力の周波数も、プラズマ励起電力および使用するプラズマ処理ガス等に応じて、適宜、設定すればよい。プラズマ励起電力の周波数は、０．０１～３０００ＭＨｚが好ましく、０．０４～１０００ＭＨｚがより好ましく、０．０８～５００ＭＨｚがさらに好ましい。
プラズマ処理の圧力も、プラズマ励起電力および使用するプラズマ処理ガス等に応じて、適宜、設定すればよい。プラズマ処理の圧力は、０．１～３０００Ｐａが好ましく、１～２０００Ｐａがより好ましく、２～１０００Ｐａがさらに好ましい。

本発明の製造方法において、無機層１６に貼り合わせる際における樹脂フィルム１８Ｆの温度は、８０℃以下であるのが好ましい。
無機層１６と貼り合わせる際における樹脂フィルム１８Ｆの温度を８０℃以下とすることにより、熱による樹脂フィルム１８Ｆすなわち保護層１８の損傷を防止できる、貼り合わせ時の熱応力による機能性フィルムの反りおよび保護層１８の剥離を防止できる等の点で好ましい。
無機層１６と貼り合わせる際における樹脂フィルム１８Ｆの温度は、７０℃以下がより好ましく、６０℃以下がさらに好ましい。
なお、無機層１６に貼り合わせる際における樹脂フィルム１８Ｆの温度の下限には、制限はないが、樹脂フィルム１８Ｆの表面の活性、および、貼り合わせ時における樹脂フィルム１８Ｆの柔軟性等を考慮すると、０℃以上であるのが好ましい。

本発明の製造方法においては、無機層１６を形成した後、無機層１６に最初に接触するのは、樹脂フィルム１８Ｆであるのが好ましい。
これにより、パスローラ等との接触による無機層１６の損傷を防止できると共に、無機層１６の表面の活性が十分に高い状態で、無機層１６と樹脂フィルム１８Ｆとを貼り合わせて、無機層１６と保護層１８との密着力を、高くできる。

樹脂フィルム１８Ｆの積層、貼り合わせによって保護層１８が形成された機能性フィルム１０は、パスローラ１０６ａ～１０６ｃに案内されて、巻取り軸１０８に搬送され、巻取り軸１０８に巻き取られ、機能性フィルム１０を巻回した機能性フィルムロール１０Ｒが得られる。
その後、真空チャンバ７２が大気開放されて、清浄化した乾燥空気が導入される。その後、機能性フィルムロール１０Ｒが真空チャンバ７２から取り出される。

なお、下地層１４と無機層１６との組み合わせを、２組以上、形成する場合には、形成する組み合わせの数に応じて、同様の下地層１４と無機層１６との形成を、繰り返し行えばよい。この際には、無機層１６の損傷を防止するために、最上層の無機層１６以外は、無機層１６を形成した後、無機層１６には保護フィルムを積層して、巻き取るのが好ましい。

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、本発明は上記の態様に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々、改良や変更を行ってもよい。
例えば、上述した機能性フィルムの製造方法は、好ましい態様として、下地層１４の形成、無機層１６の形成、および、樹脂フィルム１８Ｆの積層すなわち保護層１８の形成の、全ての工程をＲｔｏＲによって行っている。しかしながら、本発明は、これに制限はされず、少なくとも１つの工程を、フィルムを切断した後にバッチ式で行ってもよく、あるいは、カットシートを対象として、全ての工程をバッチ式で行ってもよい。

以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。本発明は、以下に示す具体例に限定されない。

［実施例１］
＜支持体＞
支持体として、幅１０００ｍｍ、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム（東洋紡社製、コスモシャインＡ４３００）を用いた。
＜保護層となる樹脂フィルム＞
保護層となる樹脂フィルムとして、厚さ３０μｍのＰＥフィルムＡ（（ＰＥ－Ａ）サンエー化研社製、ＰＡＣ－２Ａ－３０Ｔ）を用意した。

＜下地層の形成＞
ＴＭＰＴＡ（ダイセルオルネクス社製）および光重合開始剤（ランベルティ社製、ESACURE ＫＴＯ４６）を、質量比率として９５：５となるように秤量し、固形分濃度が１５質量％となるようにメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶解して、下地層を形成するための下地層形成用組成物を調製した。
図３に示すような、塗布部、乾燥部および光照射部を有する、ＲｔｏＲによって塗布法で下地層を形成する有機成膜装置の塗布部に、調製した下地層形成用組成物を充填した。
また、長尺な支持体をロール状に巻回してなる支持体ロールを所定位置に装填して、支持体ロールから巻き出した支持体を所定の搬送経路に挿通した。

有機成膜装置において、支持体を長手方向に搬送しつつ、塗布部において下地層形成用組成物を塗布し、乾燥部において下地層形成用組成物を乾燥した。塗布部は、ダイコータを用いた。乾燥部における加熱温度は５０℃とし、乾燥部の通過時間は３分とした。
次いで、光照射部において、乾燥した下地層形成用組成物に紫外線を照射（積算照射量約６００ｍＪ／ｃｍ²）して下地層形成用組成物を硬化させることにより、下地層を形成した。その後、巻き取り軸によって、下地層を形成した支持体をロール状に巻き取った。
形成した下地層の厚さは、２μｍであった。

＜無機層および保護層の形成＞
無機層および保護層の形成には、図４に示すような、無機成膜装置を用いた。上述のように、この無機成膜装置は、パスローラ群、ドラム、第１成膜ユニットおよび第２成膜ユニット、パスローラ群、ならびに、プラズマ処理ユニットを有し、ＲｔｏＲでＣＣＰ－ＣＶＤによって無機層を形成し、さらに、プラズマ処理を施した樹脂フィルムを、無機層形成後の最も上流のパスローラで、支持体に積層する装置である。

下地層を形成した支持体を巻回した支持体ロールを、無機成膜装置の所定位置に装填した。次いで、支持体ロールから巻き出した支持体（下地層を形成した支持体）を、パスローラ、ドラム、および、パスローラを経て巻取り軸に到る所定の搬送経路に挿通した。
一方、保護層となる長尺なＰＥフィルムＡ（ＰＥ－Ａ）を巻回した樹脂フィルムロールを無機成膜装置の所定位置に装填して、無機層形成後の最も上流のパスローラにおいて、無機層に積層するようにした。
支持体ロールから巻き出した支持体を長手方向に搬送しつつ、下地層の上に無機層として窒化ケイ素層を形成した。その後、無機層を形成した支持体に、無機層側の面にプラズマ処理を施したＰＥフィルムＡを積層して、貼り合わせることで、保護層を形成した。
このようにして、支持体に、下地層、無機層および保護層を有する、図１に示すような機能性フィルムを作製した。作製した機能性フィルムは、巻取り軸に巻き取った。

無機層（窒化ケイ素層）の形成には、第１成膜ユニットおよび第２成膜ユニットの両方を用いた。両者は、同じ条件で成膜を行った。
原料ガスは、シランガス、アンモニアガスおよび水素ガスを用いた。原料ガスの供給量は、シランガス１００ｓｃｃｍ、アンモニアガス２５０ｓｃｃｍおよび水素ガス５００ｓｃｃｍとした。プラズマ励起電力は１ｋＷ、プラズマ励起電力の周波数は１３．５６ＭＨｚとした。
ドラムには、周波数０．４ＭＨｚ、０．５ｋＷのバイアス電力を供給した。また、ドラムは、冷却手段によって６０℃に温度制御した。
支持体の搬送速度は１０ｍ／ｍｉｎとした。成膜圧力は５０Ｐａとした。
無機層の厚さは、３０ｎｍであった。

プラズマ処理ユニットによるＰＥフィルムＡのプラズマ処理において、プラズマ励起電量は０．５ｋＷ、プラズマ励起電力の周波数は０．１ＭＨｚとした。
プラズマ処理ガスは、アルゴンガスと水素ガスとの混合ガスを用いた。プラズマ処理ガスの供給量は、アルゴンガス１０００ｓｃｃｍ、水素ガス１００ｓｃｃｍとした。プラズマ処理の圧力は１０Ｐａとした。

［比較例１］
保護層となるＰＥフィルムＡのプラズマ処理を行わない以外は、実施例１と同様に、機能性フィルムを作製した。
［比較例２］
プラズマ処理を行わないＰＥフィルムＡを、保護フィルムとして無機層を形成した支持体に積層し、保護層を有さない機能性フィルムを作製した。
その後、機能性フィルムを無機成膜装置から取り出し、保護フィルムであるＰＥフィルムＡを剥離した。次いで、無機層に、ウレタン系接着剤を５μｍの厚さで塗布し、保護層としてＰＥフィルムＡを接着することで、機能性フィルムを作製した。
［比較例３］
保護層となる樹脂フィルムとして、厚さ６０μｍのＰＥフィルムＢ（（ＰＥ－Ｂ）三井化学東セロ社製、Ｔ５００）を用意した。このＰＥフィルムＢは、自己粘着性を有するフィルムである。
ＰＥフィルムＡに替えて、このＰＥフィルムＢを用い、かつ、ＰＥフィルムＢにプラズマ処理を行わなかった以外は、実施例１と同様に、機能性フィルムを作製した。

［実施例２］
無機層（窒化ケイ素層）の形成において、原料ガスの供給量を、シランガス１５０ｓｃｃｍ、アンモニアガス３７５ｓｃｃｍ、水素ガス５００ｓｃｃｍとし、プラズマ励起電力を１．５ｋＷとした以外は、実施例１と同様に、機能性フィルムを作製した。
無機層の厚さは、４７ｎｍであった。
［実施例３］
無機層（窒化ケイ素層）の形成において、原料ガスの供給量を、シランガス２０ｓｃｃｍ、アンモニアガス５０ｓｃｃｍ、水素ガス５００ｓｃｃｍとし、プラズマ励起電力を０．２ｋＷとした以外は、実施例１と同様に、機能性フィルムを作製した。
無機層の厚さは、５ｎｍであった。
［実施例４］
無機層（窒化ケイ素層）の形成において、原料ガスの供給量を、シランガス２００ｓｃｃｍ、アンモニアガス５００ｓｃｃｍ、水素ガス５００ｓｃｃｍとし、プラズマ励起電力を２ｋＷとした以外は、実施例１と同様に、機能性フィルムを作製した。
無機層の厚さは、６１ｎｍであった。

［実施例５］
下地層を形成せずに、支持体に、直接、無機層（窒化ケイ素層）を形成した以外は、実施例１と同様に、機能性フィルムを作製した。

［実施例６］
保護層となるＰＥフィルムＡのプラズマ処理において、プラズマ励起電力を０．３ｋＷに変更した以外は、実施例１と同様に、機能性フィルムを作製した。

［実施例７］
保護層となる樹脂フィルムとして、厚さ３０μｍのＰＥフィルムＣ（（ＰＥ－Ｃ）三井化学東セロ社製、ＦＣ－Ｄ）を用意した。
ＰＥフィルムＡに替えて、このＰＥフィルムＣを用いた以外は、実施例１と同様に、機能性フィルムを作製した。
［実施例８］
保護層となる樹脂フィルムとして、厚さ３０μｍのＥＶＡフィルム（三菱ケミカル社製、ＬＶ３４２）を用意した。
ＰＥフィルムＡに替えて、このＥＶＡフィルムを用いた以外は、実施例１と同様に、機能性フィルムを作製した。

［実施例９］
無機層を酸化ケイ素膜に変更した以外は、実施例１と同様に、機能性フィルムを作製した。
原料ガスは、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）ガスおよび酸素ガスを用いた。原料ガスの供給量は、ＨＭＤＳＯガス１００ｓｃｃｍ、酸素ガス５００ｓｃｃｍとし、プラズマ励起電力は１ｋＷとした。
［実施例１０］
無機層を酸化窒化ケイ素膜に変更した以外は、実施例１と同様に、機能性フィルムを作製した。
原料ガスは、ＨＭＤＳＯガスおよび一酸化二窒素（Ｎ₂Ｏ）ガスを用いた。原料ガスの供給量は、ＨＭＤＳＯガス１００ｓｃｃｍ、一酸化二窒素２００ｓｃｃｍとし、プラズマ励起電力は１ｋＷとした。

［ＩＲスペクトルの測定］
作製した機能性フィルムを、傾斜切削機を用いて１０°に斜め切削し、厚さ方向の斜め断面を形成した。
この断面に対して、日本分光社製の赤外顕微鏡ＩＲＴ－５２００を用いて、１回反射型ＡＴＲによって、保護層の無機層側の端面および無機層とは逆側の端面のＩＲスペクトルを測定した。ＡＴＲプリズム材質はＧｅを用いた。測定面積は１０×１０μｍとした。
これにより、保護層の無機層側（接合面側）の表面および無機層とは逆側（表面側）の表面における、ＩＲスペクトルの２８００～２９００ｃｍ^-1の範囲の最大ピークであるピークＡ、２９００～３０００ｃｍ^-1の範囲の最大ピークであるピークＢを測定した。
なお、このＩＲスペクトルの測定は、保護層の無機層の端面および無機層とは逆側の端面において、それぞれ任意に選択した５か所で行った。その上で、５か所のピークＡおよびピークＢの強度の平均値を算出して、この平均値を保護層の無機層側の表面および無機層とは逆側の表面における、ピークＡおよびピークＢの強度とした。
測定結果から、表面側強度比Ｂ／Ａ（表面側Ｂ／Ａ）、接合面側強度比Ｂ／Ａ（接合面側Ｂ／Ａ）、および、表面側強度比Ｂ／Ａに対する接合面側強度比Ｂ／Ａの大きさを算出した。
なお、表面側強度比Ｂ／Ａに対する接合面側強度比Ｂ／Ａの大きさは、［接合面側強度比Ｂ／Ａ］を［表面側強度比Ｂ／Ａ］で除して算出したものであり、表には、『表面に対する接合面の強度比』と記す。

［評価］
作製した機能性フィルムについて、全光線透過率、密着性、および、ガスバリア性能を評価した。

＜全光線透過率＞
作製した機能性フィルムに関して、日本電色工業社製のＮＤＨ－７０００を用いて、ＪＩＳ Ｋ ７３６１－１（１９９６）に準拠して全光線透過率［％］を測定した。

＜密着性＞
保護層の密着性の試験として、クロスカット剥離試験、および、１８０°剥離試験を行った。
＜＜１８０°剥離試験＞＞
ＪＩＳ Ｚ ０２３７：２００９の１８０°剥離試験に準拠して、剥離強度（Ｎ／２５ｍｍ）を測定した。
＜＜クロスカット剥離試験＞＞
ＪＩＳ Ｋ５６００－５－６（１９９９）に準拠してクロスカット剥離試験を行った。
各機能性フィルムの表面の保護層に、カッターナイフを用いて、膜面に対して９０°の切り込みを１ｍｍ間隔で入れ、１ｍｍ間隔の碁盤目を１００個作成した。この上に２ｃｍ幅のマイラーテープ（日東電工製、ポリエステルテープ、Ｎｏ．３１Ｂ）で貼り付け、テープを剥がした。
保護層（樹脂フィルム）が残存したマスの数で密着性を評価した（最大１００）。

＜ガスバリア性＞
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、温度２５℃、相対湿度５０％ＲＨの条件で、作製した機能性フィルムの水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）[g/(m²・day)]を測定した。
なお、１８０°剥離試験およびクロスカット剥離試験、ならびに、ガスバリア性の測定は、いずれも、機能性フィルムの作製直後（初期）、ならびに、温度８５℃および相対湿度８５％ＲＨの環境下に５００時間放置した後（高温高湿）の、両者で行った。
結果を下記の表１に示す。

表１に示されるように、樹脂フィルムを保護層として直接的に接合し、かつ、保護層の無機層側および逆側の表面のＩＲスペクトルが所定の範囲に入る本発明の機能性フィルムは、いずれも、良好なガスバリア性および保護層の密着性を有する。また、保護層の密着性が高いために、高温高湿環境に長時間曝した後、および、落球試験後における密着性およびガスバリア性の低下も少ない。
また、実施例１と実施例５とに示されるように、下地層の上に無機層を形成することで、より高い密着性およびガスバリア性能が得られる。加えて、実施例１と実施例９および実施例１０とに示されるように、無機層を窒化ケイ素にすることで、より高いガスバリア性が得られる。
なお、実施例４は、無機層の膜厚が最も好ましい範囲に入る他の例に比して厚いため、高温高湿環境下に曝した後の保護層の密着性が他の例よりも、若干、落ちるが、実用上は問題は無い。実施例６は、保護層となる樹脂フィルムのプラズマ処理強度が、他の例よりも低いために、保護層の密着性が他の例よりも、若干、落ちるが、実用上は問題は無い。

これに対して、保護層となる樹脂フィルムのプラズマ処理を行わなかった比較例１は、保護層の密着性が非常に低い。
また、接着剤を用いて保護層を無機層に接着した比較例２、および、自己粘着性を有する樹脂フィルムをプラズマ処理をしないで用いた比較例３は、保護層の密着性が低く、かつ、高温高湿環境下に曝した後の保護層の密着性の低下が大きい。さらに、両社は、全光線透過率も低い。
また、比較例は、いずれの例も高温高湿環境下に曝した後のガスバリア性の低下が大きい。これは、高温高湿環境下に曝した後の保護層の密着性の低下により、保護層が部分的に剥離してしまい、その結果、保護層が十分に機能しなくなり、無機層が損傷したことに起因すると考えられる。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。

太陽電池等の封止材として好適に利用可能である。

１０，１０Ａ 機能性フィルム
１０Ｒ 機能性フィルムロール
１２ 支持体
１２Ｒ，１２ａＲ 支持体ロール
１４ 下地層
１６ 無機層
１８ 保護層
１８Ｆ 樹脂フィルム
１８ＦＲ 樹脂フィルムロール
４０ 有機成膜装置
４２ 塗布部
４６，４６ａ，４６ｂ 乾燥部
４８ 光照射部
５０，９２ 回転軸
５２，１０８ 巻取り軸
６０ 無機成膜装置
６２ 隔壁
６４ 供給・巻取り室
６８ 成膜室
７０ ドラム
７２ 真空チャンバ
７４，７６ 真空排気手段
８０ プラズマ処理ユニット
８２，１１４ シャワー電極
８４，１１６ 高周波電源
８６，１１８ ガス供給手段
９４ａ～９４ｃ、１０６ａ～１０６ｃ パスローラ
１００Ａ 第１成膜ユニット
１００Ｂ 第２成膜ユニット
１０２ ドラム
１１４ シャワー電極
１１６ 高周波電源
１１８ ガス供給手段

Claims (7)

1. 支持体の上に、減圧下による気相成膜法によって無機層を形成する無機層形成工程、
   減圧下において、樹脂フィルムの一方の表面をプラズマ処理する処理工程、および、
   減圧を維持しつつ、前記無機層と前記樹脂フィルムのプラズマ処理した面とを対面して、前記無機層と前記樹脂フィルムとを貼り合わせる貼合工程、を有することを特徴とする機能性フィルムの製造方法。
2. 前記貼合工程において、前記無機層と前記樹脂フィルムとの貼り合わせ時における前記樹脂フィルムの温度が８０℃以下である、請求項１に記載の機能性フィルムの製造方法。
3. 前記無機層形成工程における無機層の形成を、プラズマＣＶＤによって行う、請求項１または２に記載の機能性フィルムの製造方法。
4. 前記無機層形成工程において無機層を形成した後、前記無機層が最初に接触するのが前記樹脂フィルムである、請求項１～３のいずれか１項に記載の機能性フィルムの製造方法。
5. 前記支持体が長尺なものであり、前記長尺な支持体を長手方向に搬送しつつ、前記無機層形成工程および前記貼合工程を行う、請求項１～４のいずれか１項に記載の機能性フィルムの製造方法。
6. 前記樹脂フィルムが長尺なものであり、前記長尺な樹脂フィルムを長手方向に搬送しつつ、前記処理工程を行う、請求項１～５のいずれか１項に記載の機能性フィルムの製造方法。
7. 前記無機層形成工程の前に、前記支持体の表面に下地層を形成する下地層形成工程を行う、請求項１～６のいずれか１項に記載の機能性フィルムの製造方法。

Images