WO2015046302A1 - 機能性フィルムおよび機能性フィルムの製造方法 - Google Patents

機能性フィルムおよび機能性フィルムの製造方法 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a functional film having a laminated structure of an organic layer and an inorganic layer, and a method for producing the functional film. More specifically, the present invention relates to a functional film having no damage to an inorganic layer and the like, and a functional film manufacturing method capable of manufacturing the functional film at low cost.
  • Gas barrier films such as optical elements, display devices such as liquid crystal displays and organic EL displays, various semiconductor devices, parts and components that require moisture resistance in various devices such as solar cells, and packaging materials for packaging food and electronic components
  • the gas barrier film generally has a structure in which a plastic film such as a polyethylene terephthalate (PET) film is used as a support (substrate) and a gas barrier layer (gas barrier film) that exhibits gas barrier properties is formed thereon.
  • PET polyethylene terephthalate
  • gas barrier film gas barrier film
  • the layer which consists of various inorganic compounds, such as a silicon nitride, silicon oxide, aluminum oxide, is known, for example.
  • An inorganic laminated gas barrier film (hereinafter also referred to as a laminated gas barrier film) is known.
  • the laminated gas barrier film it is the inorganic layer that mainly exhibits gas barrier properties.
  • an inorganic layer is formed on an organic layer serving as a base, whereby the formation surface of the inorganic layer is smoothed by the organic layer, and the inorganic layer is formed on the organic layer having good smoothness.
  • RtoR roll-to-roll
  • a method for producing such a laminated gas barrier film refers to forming an organic layer or an inorganic layer on a support while feeding the support from a support roll formed by winding a long support into a roll, and transporting the support in the longitudinal direction.
  • a production method in which a support on which an inorganic layer is formed is wound into a roll.
  • the inorganic layer that mainly exhibits gas barrier properties. Therefore, when the inorganic layer is damaged, the gas barrier performance is significantly lowered.
  • the organic layer functions as a base layer for appropriately forming the inorganic layer. Accordingly, when the organic layer is damaged, a proper inorganic layer cannot be formed, and the gas barrier performance is also greatly reduced.
  • the support is thin in consideration of optical characteristics, weight, cost, and the like.
  • the thin support tends to be inconvenient such as being bent during conveyance by RtoR. If the support on which the organic layer or the inorganic layer is formed is bent during conveyance, the previously formed organic layer or inorganic layer is damaged.
  • a conveyance roller pair, a pass roller (guide roller), or the like is in contact with an organic layer or an inorganic layer.
  • the organic layer or the inorganic layer may be damaged by the contact of the roller.
  • a so-called stepped roller having a large end portion diameter is used to sandwich and convey only the end portion of the support. It is known to use contact transport.
  • contact transport when the support is thin and easily bends, it becomes increasingly difficult to perform proper conveyance by such non-contact conveyance.
  • an organic layer or an inorganic layer is formed by RtoR using a support having a conveyance support (laminated film) attached to the back surface.
  • a method for producing a gas barrier film (functional film) is described.
  • a back surface is a non-formation surface of an organic layer or an inorganic layer. According to this method, it is possible to secure the self-supporting property of the support by sticking the transport support to the back surface of the support, and when using a thin support or when using non-contact transport
  • the organic layer and the inorganic layer can be appropriately formed by RtoR without causing the support to be bent.
  • a laminated gas barrier film for a top emission type organic EL device used for a mobile phone or a display.
  • a support having excellent optical properties such as a cycloolefin copolymer (COC) film, having a low retardation value and high light transmittance.
  • the support is preferably thin.
  • the transport support does not become a part of the product but is finally peeled off and discarded. Therefore, an inexpensive PET film or the like is used as the transport support.
  • a vapor phase film formation method such as plasma CVD is used to form a normal inorganic layer.
  • a vapor phase film formation method such as plasma CVD is used to form a normal inorganic layer.
  • an application method is used in which a coating containing an organic material that becomes the organic layer is applied, dried, and cured. That is, in the production of a laminated gas barrier film, the support and the transport support are exposed to heat by a vapor deposition method such as plasma CVD in the formation of the inorganic layer, and in the formation of the organic layer, the paint Exposed to heat during drying. Furthermore, in the formation of the organic layer, heating may be performed when the coating film is cured (crosslinked).
  • An object of the present invention is to solve such problems of the prior art, in an organic / inorganic laminated functional film formed by alternately forming an organic layer and an inorganic layer at a low cost, and Another object of the present invention is to provide a functional film that does not damage the inorganic layer and that stably exhibits the intended performance, and a method for producing the functional film.
  • the functional film of the present invention includes a support, an organic layer and an inorganic layer alternately formed on the support, and a surface on which the organic layer and the inorganic layer of the support are formed.
  • the adhesive layer preferably has a thickness of 15 to 250 ⁇ m.
  • the adhesive layer preferably has a total light transmittance of 85% or more and a retardation value of 5 nm or less.
  • the support preferably has a retardation value of 300 nm or less.
  • the support has a glass transition temperature of 130 ° C. or higher, a heat shrinkage rate of 0.5% or less, and a thickness of 20 to 120 ⁇ m.
  • the transport support has a glass transition temperature of 60 ° C. or higher, The shrinkage ratio is preferably more than 0.5% and 2% or less, and the thickness is preferably 12 to 100 ⁇ m.
  • the support and the adhesive layer are adhered with an adhesive strength of 5 to 50 N / 25 mm, and 0.01 to the opposite side of the support of the adhesive layer.
  • a long laminated body is produced in which a conveyance support having a thermal property different from that of a support is adhered with an adhesive strength of 1 N / 25 mm,
  • a functional film characterized in that an organic layer by a coating method and an inorganic layer by a vapor deposition method are alternately formed on the opposite side of the adhesive layer of the support while transporting the laminate in the longitudinal direction.
  • a manufacturing method is provided.
  • the thickness of the adhesive layer is preferably 15 to 250 ⁇ m.
  • the adhesive layer preferably has a total light transmittance of 85% or more and a retardation value of 5 nm or less.
  • the support preferably has a retardation value of 300 nm or less.
  • the support has a glass transition temperature of 130 ° C. or higher, a thermal shrinkage of 0.5% or less, and a thickness of 20 to 120 ⁇ m.
  • the transport support has a glass transition temperature of 60 ° C. or higher and a heat
  • the shrinkage ratio is preferably more than 0.5% and 2% or less, and the thickness is preferably 12 to 100 ⁇ m.
  • the functional film which has the target performance without the damage of an inorganic layer etc. can be manufactured at low cost using an inexpensive conveyance support body.
  • the functional film of the present invention can peel off the transport support while leaving the adhesive layer, for example, the production of a polarizing plate formed by attaching a gas barrier film, and the attachment of a gas barrier film to an organic EL display
  • it can be suitably used for applications that require subsequent gas barrier film sticking.
  • FIG. 1A to FIG. 1C are diagrams conceptually showing an example of the functional film of the present invention.
  • FIG. 2 (A) is a diagram conceptually showing an example of an inorganic layer film forming apparatus for carrying out the functional film manufacturing method of the present invention
  • FIG. 2 (B) is a functional film manufacturing method of the present invention. It is a figure which shows notionally an example of the film-forming apparatus of the organic layer which implements.
  • FIG. 1A conceptually shows an example in which the functional film of the present invention is used as a gas barrier film.
  • the functional film of this 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 a filter that transmits light of a specific wavelength and an antireflection film.
  • the organic / inorganic laminated functional film like the functional film of the present invention, it is the inorganic layer that mainly exhibits the intended function. Therefore, the functional film of the present invention may be configured by selecting an inorganic layer that exhibits a desired function such as light transmittance at a specific wavelength.
  • the functional film which has an inorganic layer without a defect, such as a crack and a crack can be obtained by having the adhesive bond layer and conveyance support body which are mentioned later.
  • the functional film of this invention can be made into the functional film which has adhesiveness by peeling a conveyance support body.
  • a functional film having excellent optical characteristics can be obtained by selecting a material made of a material having excellent optical characteristics such as a low retardation value as the support and the adhesive layer. Therefore, the present invention often requires high optical characteristics, and performance degradation due to damage of the inorganic layer is large, and in addition, the gas barrier film that is often used by being laminated with other optical members, More preferably used.
  • the gas barrier film according to the functional film of the present invention is the aforementioned organic / inorganic laminated type gas barrier film in which the inorganic layer 14 and the organic layer 16 are alternately laminated on one surface of the support 12.
  • FIGS. 1A to 1C only the inorganic layer 14 is hatched for the sake of clarity.
  • the surface of the support 12 on which the inorganic layer 14 and the organic layer 16 are formed is also referred to as “front surface”, and the opposite surface is also referred to as “back surface”.
  • A has an inorganic layer 14 on the surface of a support 12, an organic layer 16 thereon, a second inorganic layer 14 thereon, It has a configuration in which a total of four layers, in which two layers of the inorganic layer 14 and the organic layer 16 of the support 12 are alternately formed, having a second organic layer 16 are laminated.
  • An adhesive layer 20 is attached to the back surface of the support 12, and a transport support 24 is attached to the adhesive layer 20.
  • the support body 12, the adhesive layer 20, and the transport support body 24 constitute a laminate 26 in the present invention.
  • the gas barrier film (functional film) of the present invention has an inorganic layer 14 and an organic layer 16 alternately arranged in this order on the support 12, as in the gas barrier film 10a shown in FIG.
  • the configuration in which four layers are stacked in total there is no limitation on the configuration in which four layers are stacked in total.
  • the third inorganic layer 14 and the third organic layer 16 are further laminated on the second organic layer 16, and three layers each.
  • a configuration having a total of six layers including the inorganic layer 14 and the organic layer 16 may be used.
  • stacked the inorganic layer 14 and the organic layer 16 alternately may be sufficient.
  • the organic layer 16 functions as a base layer for properly forming the inorganic layer 14, and the more the number of layers of the combination of the base organic layer 16 and the inorganic layer 14, the better.
  • a gas barrier film having gas barrier properties can be obtained.
  • the organic layer 16 is provided on the surface of the support 12, and the inorganic layer 14 is provided thereon.
  • the organic layer 16 and the inorganic layer are provided. 14 may be formed alternately. That is, in the gas barrier film of the present invention, the number of inorganic layers 14 and organic layers 16 may be different. Further, the uppermost layer may be the inorganic layer 14 as in the gas barrier film 10c conceptually shown in FIG.
  • the gas barrier film 10a of the present invention has a configuration in which the inorganic layers 14 and the organic layers 16 are alternately laminated on the support 12.
  • the support 12 various known sheet-like materials that are used as a support for the gas barrier film can be used.
  • the support 12 include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene, polyamide, polyvinyl chloride, polycarbonate, polyacrylonitrile, polyimide, poly Plastic films made of various plastics (polymer materials) such as acrylate, polymethacrylate, polycarbonate (PC), cycloolefin polymer (COP), cycloolefin copolymer (COC), triacetyl cellulose (TAC), transparent polyimide, Preferably exemplified.
  • the support 12 has 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 on the surface of such a plastic film.
  • membrane) for obtaining may be formed.
  • the support 12 is preferably a sheet-like material having a retardation value (Retardation) of 300 nm or less.
  • a sheet-like material having a retardation value of 300 nm or less is also referred to as a “low retardation film”.
  • the retardation value of the support 12 is preferably 200 nm or less, and more preferably 150 nm or less. Furthermore, in the present invention, for the same reason, the support 12 preferably has a total light transmittance of 85% or more.
  • a plastic film made of PC, COP, COC, TAC, transparent polyimide, etc. among the above-mentioned various plastic films is preferably exemplified.
  • the thickness of the support 12 is preferably 20 to 120 ⁇ m.
  • the thickness of the support 12 is preferably 20 to 120 ⁇ m.
  • it is possible to suppress an increase in curling due to the formation of the inorganic layer 14 and the organic layer 16, and this facilitates winding up as a roll.
  • This is preferable in that it can prevent a reduction in the yield of a device using a gas barrier film from which the transport support 24 is peeled from the film 10a, and can provide sufficient mechanical strength to the gas barrier film 10a.
  • a device using a gas barrier film an organic EL device etc. are illustrated, for example.
  • the thickness of the support 12 is more preferably 25 to 100 ⁇ m.
  • the “gas barrier film from which the carrier support 24 has been peeled off from the gas barrier film 10 a” is also simply referred to as “the gas barrier film 10 a from which the carrier support 24 has been peeled off”.
  • the support 12 preferably has a glass transition temperature (Tg) of 130 ° C. or higher, and more preferably 140 ° C. or higher.
  • Tg glass transition temperature
  • the inorganic layer 14 and the organic layer 16 are formed on the surface of the support 12.
  • the inorganic layer 14 is usually formed by a vapor deposition method such as plasma CVD, and the organic layer 16 is formed by an application method in which a coating containing an organic compound that becomes the organic layer 16 is applied, dried and cured. Is done. That is, the gas barrier film 10 a is formed with the inorganic layer 14 and the organic layer 16 by a method that involves heating the support 12.
  • the heat of the support 12 due to heating in the formation of the inorganic layer 14 and the organic layer 16 is used. Damage can be prevented. Furthermore, it is possible to improve the durability of the gas barrier film in the heating process in the production of the device using the gas barrier film 10a from which the carrier support 24 has been peeled off. At the high temperature and high humidity of the device using the gas barrier film 10a from which the carrier support 24 has been peeled off It is also preferable from the standpoint of improving the durability.
  • the support 12 preferably has a heat shrinkage rate of 0.5% or less.
  • the thermal contraction rate of the support 12 By setting the thermal contraction rate of the support 12 to 0.5% or less, the deformation of the support 12 due to heating in the formation of the inorganic layer 14 and the organic layer 16 can be suitably prevented.
  • the inorganic layers 14 and the organic layers 16 are alternately formed on the support 12.
  • the inorganic layer 14 is a layer made of an inorganic compound.
  • the inorganic layer 14 mainly exhibits the target gas barrier property.
  • the material for forming the inorganic layer 14 is not limited, and various layers made of an inorganic compound that exhibits gas barrier properties can be used. Specifically, metal oxides such as aluminum oxide, magnesium oxide, tantalum oxide, zirconium oxide, titanium oxide, and indium tin oxide (ITO); metal nitrides such as aluminum nitride; metal carbides such as aluminum carbide; silicon oxide, Silicon oxides such as silicon oxynitride, silicon oxycarbide, silicon oxynitride carbide; silicon nitrides such as silicon nitride and silicon nitride carbide; silicon carbides such as silicon carbide; hydrides thereof; mixtures of two or more of these; and Inorganic compounds such as these hydrogen-containing materials are preferably exemplified.
  • metal oxides such as aluminum oxide, magnesium oxide, tantalum oxide, zirconium oxide, titanium oxide, and indium tin oxide (ITO); metal nitrides such as aluminum nitride; metal carb
  • silicon nitride, silicon oxide, silicon oxynitride, and aluminum oxide are suitably used for the gas barrier film because they are highly transparent and can exhibit excellent gas barrier properties.
  • silicon nitride is particularly suitable for its excellent gas barrier properties and high transparency.
  • the thickness of the inorganic layer 14 is preferably 10 to 200 nm.
  • the inorganic layer 14 that stably expresses sufficient gas barrier performance can be formed.
  • the inorganic layer 14 is generally brittle, and if it is too thick, there is a possibility that cracks, cracks, peeling, etc. may occur.
  • the thickness of the inorganic layer 14 is 200 nm or less, cracks will occur. Can be prevented.
  • the thickness of the inorganic layer 14 is preferably 15 to 100 nm, and more preferably 20 to 75 nm.
  • each inorganic layer 14 may be the same, or may mutually differ.
  • the forming material of each inorganic layer 14 may be the same or different. However, in consideration of productivity, production cost, etc., it is preferable to form all the inorganic layers 14 with the same material.
  • the inorganic layer 14 may be formed by a known inorganic layer forming method according to the forming material. Specifically, plasma CVD such as CCP-CVD and ICP-CVD, sputtering such as magnetron sputtering and reactive sputtering, and vapor deposition methods (vapor deposition) such as vacuum deposition are preferably exemplified.
  • plasma CVD such as CCP-CVD and ICP-CVD
  • sputtering such as magnetron sputtering and reactive sputtering
  • vapor deposition methods vapor deposition
  • the inorganic layer 14 is formed on the surface of the support 12.
  • Such an inorganic layer 14 formed on the surface of the support 12 not only exhibits gas barrier properties but also acts as a protective layer for the support 12.
  • the organic layer 16 is formed by a coating method using a paint containing an organic compound.
  • This paint includes methyl ethyl ketone (MEK) and methyl isobutyl ketone (MIBK) organic solvents.
  • the plastic film used as the support 12 may have low resistance to an organic solvent, and the plastic film may be dissolved depending on the combination of the plastic film and the organic solvent.
  • the low retardation film as described above has low resistance to an organic solvent and is often dissolved. That is, when the organic layer 16 is formed on the surface of the support 12, the surface of the support 12 may be dissolved depending on the combination of the material for forming the support 12 and the organic solvent contained in the paint. When such dissolution of the support 12 occurs, the retardation value of the support 12 changes, the light transmittance decreases, the haze increases, and the optical characteristics of the gas barrier film are greatly reduced. End up.
  • the inorganic layer 14 is formed in the surface of the support body 12, and the organic layer 16 and the inorganic layer 14 are laminated
  • the inorganic layer 14 acts as a protective layer for the support 12 against the organic solvent contained in the coating material forming the organic layer 16. Therefore, even when the resistance of the support 12 to the organic solvent is low, dissolution of the support 12 by the paint can be prevented, the optical characteristics of the support 12 can be maintained, and a gas barrier film having excellent optical characteristics can be obtained. it can.
  • the formation component of the support body 12 and You may have a field
  • the inorganic layer 14 is formed by a vapor deposition method such as plasma CVD.
  • a vapor deposition method such as plasma CVD.
  • the deposition conditions By adjusting the deposition conditions, the presence or absence of the mixed layer, the thickness of the mixed layer, and the like can be adjusted.
  • the mixed layer is formed by adjusting the plasma intensity generated by adjusting the input power or the like, or adjusting the bias applied when forming the inorganic layer 14.
  • the presence or absence, the thickness of the mixed layer, etc. can be adjusted.
  • the uppermost layer of the gas barrier film 10c shown in FIG. As described above, by using the inorganic layer 14 as the uppermost layer, it is possible to prevent discharge of outgas due to the organic layer 16 therebelow. Therefore, the configuration in which the uppermost layer is the inorganic layer 14 in this way, for example, does not require an organic EL device or the like on the layered configuration side of the organic layer 16 and the inorganic layer 14 of the gas barrier film 10a from which the transport support 24 is peeled off. This is suitable when it is necessary to arrange a device that is easily affected by gas components.
  • the organic layer 16 is a layer made of an organic compound, and is basically a cross-linked (polymerized) organic compound that becomes the organic layer 16.
  • the organic layer 16 functions as a base layer for properly forming the inorganic layer 14 that exhibits gas barrier properties.
  • the surface on which the inorganic layer 14 is formed can be flattened and made uniform to be in a state suitable for the formation of the inorganic layer 14.
  • the laminated type gas barrier film in which the underlying organic layer 16 and the inorganic layer 14 are laminated it is possible to form the appropriate inorganic layer 14 on the entire surface of the film without gaps, and to have excellent gas barrier properties. A gas barrier film can be obtained.
  • the material for forming the organic layer 16 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 organic silicon compound film is preferably exemplified. A plurality of these may be used in combination.
  • the organic layer 16 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 glass transition temperature and strength.
  • the glass transition temperature is 120 ° C. mainly composed of acrylate and / or methacrylate monomers and oligomer polymers in terms of low refractive index, high transparency and excellent optical properties.
  • the above acrylic resin and methacrylic resin are preferably exemplified as the organic layer 16.
  • An acrylic resin and a methacrylic resin mainly composed of a polymer are preferably exemplified. It is also preferable to use a plurality of these acrylic resins and methacrylic resins.
  • the inorganic layer 14 can be formed on a base having a solid skeleton, so that the denser and higher gas barrier property is achieved.
  • the inorganic layer 14 can be formed.
  • the thickness of the organic layer 16 is preferably 0.5 to 5 ⁇ m.
  • the thickness of the organic layer 16 is more preferably 1 to 3 ⁇ m.
  • each organic layer 16 when it has the some organic layer 16 like each gas barrier film 10a shown to FIG. 1 (A), the thickness of each organic layer 16 may be the same, or may mutually differ.
  • the forming material of each organic layer 16 may be the same or different. However, in consideration of productivity, production cost, etc., it is preferable to form all the organic layers 16 with the same material.
  • the organic layer 16 is basically formed as a base layer of the inorganic layer 14, but the gas barrier film 10a shown in FIG. 1 (A) and the gas barrier film 10b shown in FIG.
  • the upper layer has an organic layer 16.
  • the inorganic layer 14 is hard and brittle because it is dense. Therefore, it is easily damaged when it receives an impact directly from the outside.
  • the inorganic layer 14 mainly exhibits gas barrier properties in the gas barrier film 10a of the present invention. Therefore, when the inorganic layer 14 is damaged, the gas barrier property is lowered.
  • the organic layer 16 acts as a protective layer for the inorganic layer 14 by having the organic layer 16 as the uppermost layer, damage to the inorganic layer 14 can be prevented.
  • the organic layer 16 is basically formed by a coating method. That is, when forming the organic layer 16, first, an organic compound (monomer, dimer, trimer, oligomer, etc.) that becomes the organic layer 16, a crosslinking agent (polymerization initiator), a silane coupling agent, a surfactant A paint prepared by dissolving an agent, an increasing viscosity agent, etc. in an organic solvent is adjusted. Next, this paint is applied to the surface on which the organic layer 16 is formed and dried. After drying, an organic compound is polymerized by ultraviolet irradiation, electron beam irradiation, heating, or the like to form the organic layer 16.
  • an organic compound monomer, dimer, trimer, oligomer, etc.
  • a crosslinking agent polymerization initiator
  • silane coupling agent silane coupling agent
  • surfactant A paint prepared by dissolving an agent, an increasing viscosity agent, etc. in an organic solvent is adjusted.
  • this paint is applied to the surface on which the
  • an adhesive layer 20 is attached to the back surface of the support 12, and a transport support 24 is attached to the adhesive layer 20.
  • the support body 12, the adhesive layer 20, and the transport support body 24 constitute the laminate 26 in the present invention.
  • the transport support 24 is easy to bend the support 12, and it is difficult to perform proper transport in forming each layer by roll-to-roll (RtoR).
  • the support 12 is supported from the back surface side to ensure self-supporting property and enable stable conveyance without bending or formation of wrinkles.
  • the transport support 24 has thermal characteristics different from those of the support 12.
  • the adhesive strength between the adhesive layer 20 and the support 12 is 5 to 50 N / 25 mm
  • the adhesive strength between the adhesive layer 20 and the transport support 24 is 0.01 to 1 N / 25 mm. Accordingly, the present invention realizes the gas barrier film 10a having the inorganic layer 14 free from damage (defects) such as cracks and cracks without increasing the cost even when an expensive support 12 such as a COC film is used. is doing.
  • the support 12 has a low retardation value of 300 nm or less made of PC, COP, COC, TAC, transparent polyimide, and the like. It is preferable to use a film. Furthermore, as described above, the support 12 preferably has a total light transmittance of 85% or more. Further, since the transport support 24 is finally peeled off and discarded, it is preferable to use an inexpensive film such as a PET film.
  • a low retardation film such as a COC film and a PET film have a large difference in Tg, for example, one of them thermally expands and the other thermally contracts, and the coefficient of thermal expansion / shrinkage varies greatly.
  • the inorganic layer 14 or the organic layer 16 is formed by RtoR on the surface of the support 12 using the laminate 26 having the support 12 and the transport support 24 having different thermal characteristics, the inorganic layer 14 is formed.
  • the support 12 and the transport support 24 show completely different deformations due to heat generated by plasma or the like during drying, or heat generated by drying when the organic layer 16 is formed. Therefore, this causes peeling of the support 12 and the transport support 24, wrinkles of the support 12, and the like.
  • the appropriate inorganic layer 14 cannot be formed, and the previously formed inorganic layer 14 is damaged, resulting in a gas barrier. The nature will decline.
  • the adhesive strength between the adhesive layer 20 and the support 12 is 5 to 50 N / 25 mm, and the adhesive strength between the adhesive layer 20 and the transport support 24 is 0.01. 1N / 25mm. That is, the adhesive layer 20 is firmly attached to the support 12 and is attached to the transport support 24 with a very weak force. Therefore, if the support 12 and the transport support 24 are completely different from each other due to heating during the formation of the inorganic layer 14 or the organic layer 16 by RtoR, the adhesive layer 20 and the transport support 24 having a weak adhesive force Is peeled off, and is then applied again by tension. By repeating this peeling and sticking, different deformations of the support 12 and the transport support 24 are absorbed.
  • the transport support 24 having a thermal characteristic different from that of the support 12 is used, and the adhesive force between the support 12 and the transport support 24 and the adhesive layer 20 is set in the above range, whereby RtoR
  • an inexpensive low retardation film such as a COC film is used as the support 12 in order to stabilize the transport by the transport support 24 and obtain the gas barrier film 10a having excellent optical properties.
  • an inexpensive plastic film such as a PET film can be used as the transport support 24 even if the thermal characteristics are different.
  • the adhesive layer 20 is firmly attached to the support 12 and is attached to the transport support 24 with a very weak force.
  • the gas barrier film 10a of the present invention can be made into a gas barrier film having adhesiveness (adhesiveness) by peeling the transport support 24 in use, and separately applying an adhesive or adhesive tape. It can be used for the intended purpose without using it.
  • a low retardation film as the support 12 and further using an adhesive having excellent optical properties such as an optical clear adhesive (Optical Clear Adhesive OCA) as the adhesive layer 20, the transport support 24.
  • the gas barrier film 10a from which is peeled off can be used as a gas barrier film having adhesiveness and excellent optical properties.
  • the gas barrier film 10a from which the transport support 24 is peeled can be suitably used as a gas barrier film used for various devices such as a top emission type organic EL device used for a mobile phone or a display. .
  • the adhesive strength between the adhesive layer 20 and the support 12 is less than 5 N / 25 mm, sufficient adhesive strength between the adhesive layer 20 and the support 12 cannot be obtained. Inconvenience such as unnecessarily peeling from the support 12 or the like occurs.
  • the adhesive force between the adhesive layer 20 and the support 12 exceeds 50 N / 25 mm, the support 12 approaches a rigid body that is difficult to be relaxed when the support 12 is deformed. This causes inconveniences such as insufficient availability.
  • the adhesive strength between the adhesive layer 20 and the support 12 is preferably 8 to 30 N / 25 mm.
  • the adhesive force between the adhesive layer 20 and the transport support 24 is less than 0.01 N / 25 mm, the bonding between the adhesive layer 20 and the transport support 24 is not stable. Inconveniences such as unnecessarily peeling off the agent layer 20 and the transport support 24 occur.
  • the adhesive force between the adhesive layer 20 and the transport support 24 exceeds 1 N / 25 mm, there are cases where the transport support 24 cannot be properly peeled off during use, and non-uniform adhesive residue is generated.
  • the adhesive strength between the adhesive layer 20 and the conveyance support 24 is preferably 0.02 to 0.6 N / 25 m.
  • the adhesive force between the adhesive layer 20 and the support 12 is 5 to 50 N / 25 mm
  • the adhesive force between the adhesive layer 20 and the transport support 24 is 0.01 to 1 N / 25 mm.
  • a known method which is performed with various adhesives and adhesive tapes, can be used.
  • the case where the adhesive strength is 5 to 50 N / 25 mm is also referred to as “strong adhesion”.
  • the case where the adhesive strength is 0.01 to 1 N / 25 mm is also referred to as “fine adhesion”.
  • the support 12 and the adhesive layer 20, which is a strong adhesive are subjected to a release treatment such as silicon treatment or fluorine treatment on the surface of the transport support 24, and the transport support 24 and the adhesive layer 20
  • a release treatment such as silicon treatment or fluorine treatment
  • the support 12 is subjected to a treatment for improving adhesiveness such as plasma treatment or corona treatment, and the same release treatment is applied to the surface of the transport support 24 to strongly adhere the adhesive layer 20 and the support 12 to each other.
  • a method in which the adhesive layer 20 and the conveyance support 24 are slightly adhered can also be used.
  • the adhesive strength of the adhesive layer 20 when the transport support 24 is peeled becomes the adhesive strength of the adhesive layer 20 itself, and therefore, the transport support 24 is peeled from the gas barrier film 10a.
  • a gas barrier film having good adhesiveness can be obtained.
  • the adhesive layer 20 may be made of various adhesives that can obtain the above-mentioned adhesive strength, depending on the support 12 and the transport support 24.
  • the adhesive agent which can form the adhesive bond layer 20 excellent in optical characteristics such as above-mentioned OCA, is utilized suitably.
  • urethane adhesives, acrylic adhesives, acrylic adhesives and the like that are cured (semi-cured) in a half-cured form are exemplified.
  • the acrylic adhesive is preferably OCA.
  • the adhesive layer 20 cured in a half-cured form is, for example, applied or pasted to the support 12 with an acrylic adhesive as the adhesive layer 20, and after the transport support 24 is pasted to this adhesive,
  • the adhesive layer 20 is in a half-cured state by performing UV irradiation of about 10 to 50% of the UV irradiation amount necessary for complete curing of the adhesive.
  • an adhesive having a low degree of polymerization in addition to the half cure state.
  • the adhesive layer 20 preferably has a total light transmittance of 85% or more and a retardation value of 5 nm or less.
  • a gas barrier film having excellent optical properties is obtained when the transport support 24 is peeled from the gas barrier film 10a. be able to.
  • the adhesive layer 20 has a total light transmittance of 90% or more.
  • the thickness of the adhesive layer 20 is preferably 15 to 250 ⁇ m.
  • the thickness of the adhesive layer 20 is more preferably 20 to 150 ⁇ m.
  • Such an adhesive layer 20 may be formed by a known method according to the adhesive to be used. As an example, a method of forming by applying an adhesive and a method of forming using an adhesive tape (adhesive tape) are exemplified. When the adhesive layer 20 is formed by applying an adhesive, the applied adhesive may be further dried and cured (semi-cured).
  • the conveyance support 24 is different from the support 12 in thermal characteristics, sheet-like materials made of various materials can be used, and various plastic films can be used.
  • the thermal characteristics of the support 12 and the transport support 24 are different when one of them is thermally expanded and the other is thermally contracted. A case where the difference is 0.1% or more and a case where one or more of the cases where the difference in Tg between the two forming materials is 30 ° C. or more are satisfied.
  • the gas barrier film 10a of the present invention has different thermal characteristics between the support 12 and the transport support 24, and thus, as described above, an expensive low retardation film such as a COC film is used as the support 12.
  • the transport support 24 stabilizes the transport in RtoR, and an inexpensive PET film can be used as the transport support 24, which is inexpensive and does not damage the inorganic layer 14. 10a is realized.
  • the transport support 24 is finally peeled off and discarded. Therefore, it is preferable to use a low-cost material.
  • a plastic film made of PET, PP, PE, or the like is preferably exemplified.
  • the plastic film which consists of PET is utilized suitably from the relationship of Tg mentioned later.
  • the thickness of the transport support 24 is preferably 12 to 100 ⁇ m.
  • the thickness of the transport support 24 is more preferably 20 to 75 ⁇ m.
  • the thickness ratio between the support 12 and the transport support 24 is preferably 0.1 to 4 as the ratio of “transport support 24 / support 12”.
  • the inorganic layer 14 and the organic layer 16 are caused by the difference in thermal characteristics between the support 12 and the transport support 24. It is preferable in that the stress applied to the inorganic layer 14 and the like by the transport support 24 at the time of formation can be reduced, and a higher gas barrier property can be obtained.
  • the transport support 24 preferably has a glass transition temperature (Tg) of 60 ° C. or higher, more preferably 70 ° C. or higher, and particularly preferably 80 ° C. or higher. Similar to the above-described support, by setting the Tg of the transport support 24 to 60 ° C. or more (made of a material having a Tg of 60 ° C. or more), transport support by heating in forming the inorganic layer 14 and the organic layer 16 Thermal damage to the body 24 can be prevented. Furthermore, it is preferable in that the blocking phenomenon that the transport support 24 is melted and stuck can be prevented.
  • Tg glass transition temperature
  • the conveyance support 24 preferably has a heat shrinkage ratio of more than 0.5% and 2% or less.
  • the heat shrinkage rate of the transport support 24 is set to more than 0.5% and 2% or less, deformation of the transport support 24 during heating is suppressed, and together with the deformation relaxation effect by the adhesive layer 20, This is preferable in that the deformation of the support 12 can be suppressed to the maximum.
  • FIG. 2A and 2B conceptually show an example of a production apparatus for producing the gas barrier film 10a (functional film) of the present invention.
  • This manufacturing apparatus includes an inorganic film forming apparatus 32 that forms the inorganic layer 14 and an organic film forming apparatus 30 that forms the organic layer 16.
  • FIG. 2A shows an inorganic film forming apparatus 32
  • FIG. 2B shows an organic film forming apparatus 30.
  • Both the organic film forming apparatus 30 shown in FIG. 2A and the inorganic film forming apparatus 32 shown in FIG. 2B are made of a roll formed by winding a long material to be formed (web-shaped material).
  • the above-mentioned RtoR (roll), in which each layer is formed (film formation) while feeding the material to be formed, transporting the material to be formed in the longitudinal direction, and the material having the respective layers formed thereon is wound again in a roll shape.
  • Such RtoR can produce the gas barrier film 10a (functional film) with high productivity and high efficiency.
  • the manufacturing apparatus shown in FIG. 2 (A) and FIG. 2 (B) attaches the adhesive layer 20 to the back surface of the long support 12 as shown in FIG.
  • the inorganic layer 14 and the organic layer 16 are alternately formed on the surface of the support body 12 (opposite the adhesive layer 20) of the laminate 26 formed by sticking the transport support body 24 to the adhesive layer 20,
  • the gas barrier film 10a and the like are manufactured. Therefore, in the inorganic film forming apparatus 32 shown in FIG. 2A, the film forming material Za is a long laminate 26 and a surface in which one or more layers are formed on the surface of the laminate 26. Is the material of the organic layer 16.
  • the film formation material Zb is a long laminate 26 and a surface in which one or more layers are formed on the surface of the laminate 26. Is the material of the inorganic layer 14.
  • the inorganic film forming apparatus 32 is an apparatus that forms the inorganic layer 14 on the surface of the film forming material Za by a vapor deposition method, and includes a supply chamber 56, a film forming chamber 58, and a winding chamber 60.
  • the inorganic film forming apparatus 32 conveys a long material to be formed such as a conveying roller pair, a guide member that regulates the position of the film forming material Za in the width direction, and various sensors.
  • various members provided in a known apparatus that performs film formation by a vapor deposition method may be included.
  • the width direction is a direction orthogonal to the transport direction.
  • the supply chamber 56 includes a rotation shaft 64, a guide roller 68, and a vacuum exhaust unit 70.
  • a material roll 61 which is a laminated body 26 in which the laminated body 26, the organic layer 16, and the like are formed and wound with a long film-forming material Za, is loaded on a rotating shaft 64.
  • the film forming material Za passes through a predetermined conveyance path from the supply chamber 56 to the winding shaft 92 of the winding chamber 60 through the film forming chamber 58. Passed.
  • the inorganic film forming apparatus 32 that uses RtoR synchronizes the feeding of the film forming material Za from the material roll 61 and the winding of the film forming material Za with the inorganic layer formed on the winding shaft 92.
  • an inorganic layer is continuously formed on the film forming material Za in the film forming chamber 58 while transporting the film forming material Za in the longitudinal direction.
  • the rotating shaft 64 is rotated clockwise in the drawing by a driving source (not shown), the film forming material Za is fed from the material roll 61, and a predetermined path is guided by the guide roller 68, so that the partition wall 72. From the slit 72 a formed in the step S, the film is sent to the film formation chamber 58.
  • the inorganic film forming apparatus 32 is provided with a vacuum evacuation unit 74 in the supply chamber 56 and a vacuum evacuation unit 76 in the winding chamber 60, respectively, as a preferred embodiment.
  • the pressure in the supply chamber 56 and the take-up chamber 60 is maintained at a predetermined pressure corresponding to the pressure in the film forming chamber 58 described later by the respective vacuum exhaust means. This prevents the pressure in the adjacent chamber from affecting the pressure in the film forming chamber 58, that is, the film formation.
  • the vacuum exhaust means 70 is not particularly limited, and various known exhaust means used in a vacuum film forming apparatus such as a turbo pump, a mechanical booster pump, a dry pump, a rotary pump, and the like can be used. Is possible. In this regard, the same applies to the other vacuum exhaust means 74 and 76 described later.
  • the film forming chamber 58 is for forming an inorganic layer on the surface of the film forming material Za (laminated body 26 or organic layer 16) by a vapor deposition method.
  • the film forming chamber 58 includes a drum 80, a film forming unit 82, and the vacuum exhaust unit 74 described above.
  • the film forming material Za conveyed to the film forming chamber 58 is guided to a predetermined path by the guide roller 84a and is wound around a predetermined position of the drum 80.
  • the film forming material Za is transported in the longitudinal direction while being positioned at a predetermined position by the drum 80, and the inorganic layer 14 is continuously formed.
  • the vacuum evacuation means 74 evacuates the inside of the film forming chamber 58 to obtain a degree of vacuum corresponding to the formation of the inorganic layer 14.
  • the drum 80 is a cylindrical member that rotates in the counterclockwise direction around the center line.
  • the film forming material Za supplied from the supply chamber 56 and guided to a predetermined path by the guide roller 84a and wound around a predetermined position of the drum 80 is wound around a predetermined area of the peripheral surface of the drum 80, and the drum While being supported / guided by 80, it is transported along a predetermined transport path, and an inorganic layer is formed on the surface by the film forming means 82.
  • the drum 80 may include temperature adjusting means, and the laminate 26 may be cooled, for example, during the formation of the inorganic layer 14.
  • the film forming means 82 forms the inorganic layer 14 on the surface of the film forming material Za by a vapor deposition method.
  • the inorganic layer 14 may be formed by a known vapor deposition method (vapor phase film formation method) such as the formation method described in the above-mentioned patent document. Therefore, the film forming method in the film forming means 82 is not particularly limited, and any known film forming method such as CVD, plasma CVD, sputtering, vacuum deposition, ion plating, etc. can be used.
  • the film forming means 82 is composed of various members according to the vapor deposition method to be performed.
  • the film forming chamber 58 is for depositing the inorganic layer 14 by ICP-CVD (inductively coupled plasma CVD)
  • the film forming means 82 may include an induction coil for forming an induction magnetic field, It has gas supply means for supplying the reaction gas to the membrane region.
  • the film forming chamber 58 is for depositing the inorganic layer 14 by the CCP-CVD method (capacitive coupling type plasma CVD)
  • the film forming means 82 is hollow and has a large number of small surfaces on the surface facing the drum 62.
  • a high-frequency electrode having a hole and connected to a reaction gas supply source, a shower electrode acting as a reaction gas supply means, and the like are configured.
  • the film formation means 82 includes a crucible (evaporation source) filled with a film formation material, a shutter for shielding the crucible, and film formation in the crucible. It has a heating means for heating the material.
  • the film forming chamber 58 is for depositing the inorganic layer 14 by sputtering, the film forming means 82 includes a target holding means, a high frequency electrode, a gas supply means, and the like.
  • the formation conditions of the inorganic layer 14 may be appropriately set according to the type of the film forming means 82, the target film thickness, the film forming rate, and the like.
  • the film forming material Za on which the inorganic layer 14 is formed while being supported / conveyed by the drum 80 is guided to a predetermined path by the guide roller 84b, and is conveyed to the winding chamber 60 from the slit 75a formed in the partition wall 75. Is done.
  • the winding chamber 60 includes a guide roller 90, a winding shaft 92, and the above-described vacuum exhaust means 76.
  • the film-formed film forming material Za transported to the winding chamber 60 is wound into a roll shape by a winding shaft 92, and a material roll formed by winding the film forming material Za having the inorganic layer 14 formed thereon.
  • 93 is supplied to the organic film forming apparatus 30, or is supplied to the next process as a material roll 93 formed by winding the gas barrier film 10 c or the like.
  • the organic film forming apparatus 30 shown in FIG. 2 (B) applies a coating material to be the organic layer 16 while transporting a long film-forming material Zb in the longitudinal direction, and after drying, coats the coating film by light irradiation.
  • This is an apparatus for forming an organic layer 16 by crosslinking and curing an organic compound contained therein.
  • the organic film forming apparatus 30 includes, as an example, a coating unit 36, a drying unit 38, a light irradiation unit 40, a rotating shaft 42, a winding shaft 46, and a pair of conveying rollers 48 and 50. .
  • the organic film forming apparatus 30 performs film formation by coating while conveying a long material to be formed such as a pair of transport rollers, a guide member for the material to be deposited Zb, and various sensors. You may have the various members provided in a well-known apparatus.
  • the film forming material Zb is pulled out from the material roll 93 and passes through the conveying roller pair 48 and below the coating means 36, the drying means 38, and the light irradiation means 40. Then, it passes through a predetermined conveying path that reaches the winding shaft 46 through the conveying roller pair 50.
  • the film forming material Zb is fed out from the material roll 93 and the film forming material Zb on which the organic layer is formed on the take-up shaft 46 is synchronously performed.
  • the coating material 36 is applied with the coating material that is an organic layer
  • the drying device 38 is used to dry the coating material
  • the light irradiation device 40 is used.
  • the organic layer is formed by curing.
  • the coating means 36 applies a paint for forming the organic layer 16 prepared in advance on the surface of the film forming material Zb.
  • This paint is obtained by dissolving an organic compound that becomes the organic layer 16 by crosslinking and polymerizing in an organic solvent in the organic solvent.
  • the coating material contains a silane coupling agent in order to improve the adhesion of the organic layer 16.
  • necessary components such as a surfactant (surface modifier), a crosslinking agent (polymerization initiator), and an increasing viscosity agent may be appropriately added to the paint.
  • 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. Among them, the reason is that the coating can be applied in a non-contact manner so that the surface of the film-forming material Zb (inorganic layer 14) is not damaged, and the beading is excellent in embedding of the surface of the film-forming material Zb.
  • the die coating method is preferably used.
  • a beat is a liquid pool.
  • the film forming material Zb is then transported to the drying unit 38 and the coating applied by the coating unit 36 is dried.
  • the method of drying the paint by the drying means 38 there is no limitation on the method of drying the paint by the drying means 38, and any known technique can be used as long as the paint can be dried before the film-forming material Zb reaches the light irradiation means 40 and can be crosslinked. All drying means are available. Various known methods can be used. As an example, heat drying with a heater, heat drying with warm air, and the like are exemplified.
  • the film forming material Zb is transported to the light irradiation means 40.
  • the light irradiation means 40 irradiates the paint applied by the application means 36 and dried by the drying means 38 with ultraviolet rays or visible light, and crosslinks and cures the organic compound contained in the paint to form the organic layer 16. It is.
  • the light irradiation region by the light irradiation means 40 in the film forming material Zb may be made an inert atmosphere (oxygen-free atmosphere) by nitrogen substitution or the like as necessary. Good.
  • a temperature of the film forming material Zb, that is, the coating film may be adjusted at the time of curing by using a backup roller or the like that contacts the back surface.
  • the crosslinking of the organic compound that becomes the organic layer is not limited to photopolymerization. That is, various methods according to the organic compound used as the organic layer 16 can be used for crosslinking of the organic compound, such as heat polymerization, electron beam polymerization, and plasma polymerization.
  • various methods according to the organic compound used as the organic layer 16 can be used for crosslinking of the organic compound, such as heat polymerization, electron beam polymerization, and plasma polymerization.
  • an acrylic resin such as an acrylic resin or a methacrylic resin is preferably used as the organic layer 16
  • photopolymerization is preferably used.
  • the film-forming material Zb on which the organic layer 16 has been formed in this manner is nipped and conveyed by the conveyance roller pair 50 to reach the take-up shaft 46, and is taken up again in a roll shape by the take-up shaft 46.
  • the material roll 61 is formed by winding the film forming material Zb on which the layer 16 is formed.
  • This material roll 61 is supplied to the inorganic film forming apparatus 32 as a material roll 61 formed by winding the film forming material Zb on which the organic layer 16 is formed, or a material roll 61 formed by winding the gas barrier films 10a and 10b. Is supplied to the next process.
  • the operation when the gas barrier film 10 a shown in FIG. 1A in which two inorganic layers 14 and two organic layers 16 are formed will be described.
  • the number of inorganic layers 14 to be formed also when the gas barrier film 10b shown in FIG. 1B, the gas barrier film 10c shown in FIG. 1C, and other gas barrier films having other layer structures are manufactured.
  • the formation of the similar inorganic layer 14 and organic layer 16 may be repeated depending on the number of the organic layers 16 and the layer configuration.
  • the adhesive layer 20 is formed on the long support 12, and the long laminate 26 is manufactured by sticking the transport support 24 to the adhesive layer 20.
  • This laminated body 26 is, for example, a known organic layer film forming apparatus as shown in FIG. 2B, a long sheet-like material feeding means from a material roll, a laminating roller (a laminating roller pair), and the like.
  • the adhesive layer 20 may be formed by sticking a long pressure-sensitive adhesive sheet to be the adhesive layer 20 to the support 12.
  • the laminate 26 may be formed by forming a laminate in which the adhesive layer 20 is attached to the transport support 24 and attaching the support 12 to the adhesive layer 20 of the laminate, or Alternatively, a laminate in which the adhesive layer 20 is adhered to the support 12 may be formed, and the conveyance support 24 may be adhered to the adhesive layer 20 of the laminate.
  • a low retardation film is preferably used as the support 12
  • a method of producing a laminate in which the adhesive layer 20 is formed on the transport support 24 and laminating the support 12 on this It is preferably used.
  • the carrier support 24 is subjected to release treatment or the like as described above to make the support 12 and the adhesive layer 20 strong adhesive, and the carrier support 24 and the adhesive.
  • the layer 20 is made slightly sticky.
  • this roll When a roll formed by winding such a laminated body 26 is produced, this roll is loaded as a material roll 61 onto the rotation shaft 64 of the supply chamber 56 of the inorganic film forming apparatus 32.
  • the material roll 61 When the material roll 61 is loaded on the rotating shaft 64, the film forming material Zb (laminated body 26) is pulled out, and is supplied from the supply chamber 56 to the winding shaft 92 of the winding chamber 60 through the film forming chamber 58. Is routed through.
  • the film formation material Za sent out from the material roll 61 is guided by the guide roller 68 and conveyed to the film formation chamber 58.
  • the film forming material Za transferred to the film forming chamber 58 is guided by the guide roller 84a, wound around the drum 80, supported by the drum 80, and transferred through a predetermined path by the film forming means 82.
  • the first inorganic layer 14 is formed by CCP-CVD.
  • the inorganic layer 14 may be formed by a film forming method using a known vapor deposition method in accordance with the inorganic layer 14 to be formed. Therefore, the process gas to be used, the film formation conditions, and the like may be set / selected as appropriate according to the inorganic layer 14 to be formed, the film thickness, and the like.
  • the film formation material Za on which the inorganic layer 14 is formed is guided by the guide roller 84 b and is conveyed to the winding chamber 60.
  • the film forming material Za conveyed to the winding chamber 60 is guided to the winding shaft 92 by the guide roller 90, wound in a roll shape by the winding shaft 92, and used as a material roll 93.
  • a material roll 93 formed by winding the laminated body 26 on which the first inorganic layer 14 is formed is loaded on the rotating shaft 42 of the organic film forming apparatus 30.
  • the film-forming material Zb laminated body 26 on which the first inorganic layer 14 is formed
  • the conveying roller pair 48 passes through the conveying roller pair 48, It passes through the coating means 36, the drying means 38, and the light irradiation means 40, passes through a pair of transport rollers 50, and passes through a predetermined transport path.
  • the film-forming material Zb drawn from the material roll 93 is conveyed to the application means 36 by the conveying roller pair 48, and the coating material that becomes the organic layer 16 is applied to the surface.
  • the paint to be the organic layer 16 is obtained by dissolving an organic compound such as a monomer, a silan coupling agent, a polymerization initiator, and the like in an organic solvent according to the organic layer 16 to be formed.
  • the film-forming material Zb to which the coating material to be the organic layer 16 is applied is then heated by the drying means 38 to remove the organic solvent and dry the coating material.
  • the film-forming material Zb from which the paint has been dried is then irradiated with ultraviolet rays or the like by the light irradiation unit, and the organic compound is crosslinked and cured to form the first organic layer 16.
  • the organic compound that becomes the organic layer 16 may be cured in an inert atmosphere such as a nitrogen atmosphere. Further, the laminated body 26 may be heated when the organic compound to be the organic layer 16 is cured.
  • the film-forming material Zb on which the first organic layer 16 is formed is conveyed by the conveying roller pair 50 and wound in a roll shape by the take-up shaft 46, and the inorganic layer 14 and the organic layer 16 are layered one by one.
  • the material roll 61 formed by winding the formed laminate 26 is supplied again to the inorganic film forming apparatus 32 shown in FIG.
  • the material roll 61 formed by winding the laminated body 26 in which the inorganic layer 14 and the organic layer 16 are formed one by one is loaded on the rotating shaft 64 of the inorganic film forming apparatus 32 as described above.
  • the layered body 26 in which the layer 14 and the organic layer 16 are formed one by one is drawn out as the film-forming material Za and passed through the winding shaft 92, and the second inorganic layer is formed on the first organic layer 16.
  • the layer 14 is formed, and the material roll 93 is formed by winding the inorganic layer 14, the organic layer 16, and the laminate 26 on which the inorganic layer 14 is formed.
  • the material roll 93 formed by winding the laminated body 26 on which the inorganic layer 14, the organic layer 16, and the inorganic layer 14 are wound is loaded on the rotating shaft 42 as before, and the inorganic layer 14, the organic layer 16, and the inorganic layer are loaded. 14 is drawn out as a film-forming material Zb and passed to the take-up shaft 46, and a coating material to be the organic layer 16 is applied onto the second inorganic layer 14 and dried. Further, the gas barrier film 10a shown in FIG. 1A is formed by curing to form the two inorganic layers 14 and the two organic layers 16. The gas barrier film 10a is wound around the winding shaft 46 in a roll shape, and is shipped or stored as a product as a material roll 61 around which the gas barrier film 10a is wound, or is supplied to the next process or the like.
  • the conveyance support 24 since the conveyance support 24 is provided, even when the support 12 is thin and easily bent, the stable deposition can be performed in the formation of the inorganic layer 14 and the organic layer 16 by RtoR.
  • the materials Za and Zb can be conveyed.
  • the laminate 26 has an adhesive force between the adhesive layer 20 and the support 12 of 5 to 50 N / 25 mm, and an adhesive force between the adhesive layer 20 and the transport support 24 of 0.01 to 1 N / 25 mm.
  • the adhesive layer 20 The transport support 24 repeats peeling and sticking to absorb these different deformations, so that the support 12 and the transport support 24 are not peeled off or wrinkled on the support 12 and the like. Damage to the inorganic layer 14 can be prevented.
  • Example 1 As the support 12, a long COC film (G1 film, F1 film) having a width of 1000 mm and a thickness of 50 ⁇ m was prepared. The thermal shrinkage of the support 12 is 0.05% in the MD direction and 0.02% in the TD direction.
  • a long PET film Limirror, manufactured by Toray Industries, Inc.
  • the thermal shrinkage of this PET film is 1% in the MD direction and 0.5% in the TD direction.
  • the surface of the transport support 24 was subjected to a mold release treatment by fluorine coating.
  • An acrylic OCA (manufactured by Panac Co., PDS1) was applied as the adhesive layer 20 to the surface of the transport support 24 on which the mold release treatment was performed.
  • the acrylic OCA was applied so that the cured adhesive layer 20 had a thickness of 25 ⁇ m.
  • the support body 12 (COC film) was stuck to the adhesive layer 20, and the laminated body 26 which consists of the support body 12, the adhesive layer 20, and the conveyance support body 24 was produced.
  • the above process was performed using the well-known apparatus by RtoR which has an application
  • the adhesive strength between the support 12 and the transport support 24 of the laminate 26 and the adhesive layer 20 was measured by a peel test method according to JIS Z 0237, the adhesive strength between the support 12 and the adhesive layer 20 was measured.
  • the adhesive strength between the transport support 24 and the adhesive layer 20 was 0.5 N / 25 mm.
  • the material roll 61 wound as the laminate 26 is loaded on the rotation shaft 64 of the inorganic film forming apparatus 32 shown in FIG. 2A, and the surface of the support 12 (the surface opposite to the adhesive layer 20). ) To form an inorganic layer 14 having a thickness of 25 nm. That is, the laminated body 26 is the film forming material Za.
  • Silane gas (SiH 4 ), ammonia gas (NH 3 ), nitrogen gas (N 2 ), and hydrogen gas (H 2 ) were used as the film forming gas.
  • the supply amounts were 100 sccm for silane gas, 200 sccm for ammonia gas, 500 sccm for nitrogen gas, and 500 sccm for hydrogen gas.
  • the film forming pressure was 50 Pa.
  • the shower film-forming electrode was supplied with 3000 W of plasma excitation power at a frequency of 13.5 MHz from a high-frequency power source. Further, a bias power of 500 W was supplied to the drum 62 from a bias power source. During film formation, the temperature of the drum 62 was adjusted to ⁇ 20 ° C.
  • purified air was introduced into the supply chamber 56, the film formation chamber 58, and the winding chamber 60 to release the atmosphere.
  • the material roll 93 formed by winding the laminated body 26 on which the inorganic layer 14 was formed was taken out from the winding chamber 60.
  • a material roll 93 formed by winding the laminated body 26 on which the inorganic layer 14 is formed is loaded on the rotation shaft 42 of the organic film forming apparatus 30 shown in FIG. 2B, and a thickness of 3 ⁇ m is formed on the surface of the inorganic layer 14.
  • the organic layer 16 was formed. That is, the laminated body 26 on which the inorganic layer 14 is formed is the film formation material Zb.
  • the paint for forming the organic layer 16 is MEK, TMPTA (manufactured by Daicel Cytec), photopolymerization initiator (Irg189 manufactured by Ciba Chemicals), silane coupling agent (KBM5103 manufactured by Shin-Etsu Silicone), and an increasing viscosity agent.
  • the organic layer 16 is a layer formed by polymerizing TMPTA.
  • the addition amount of the photopolymerization initiator is 2% by mass in the concentration excluding the organic solvent
  • the addition amount of the silane coupling agent is 10% by mass in the concentration excluding the organic solvent
  • the addition amount of the increasing viscosity agent is the organic solvent.
  • the concentration excluding was set to 1% by mass. That is, in this coating material, the amount of the organic compound in the solid content is 87% by mass.
  • the solid content concentration of the paint obtained by diluting the components blended in these ratios with MEK was 15% by mass. That is, in this paint, the amount of MEK is 85% by mass.
  • the coating means 36 used a die coater.
  • the drying means 38 used the apparatus which blows off the drying wind from a nozzle, and drying was performed at 80 degreeC. Further, the light irradiation means 40 was irradiated with ultraviolet rays to carry out polymerization. The curing with ultraviolet rays was performed while heating the support 12 to 80 ° C. from the back side so that the irradiation amount of ultraviolet rays was about 500 mJ / cm 2 in terms of the integrated irradiation amount.
  • a material roll 61 formed by winding the laminate 26 in which the organic layer 16 is formed on the inorganic layer 14 is loaded again into the inorganic film forming apparatus 32 shown in FIG.
  • a material roll 93 formed by forming the inorganic layer 14 having a thickness of 50 nm and winding the laminate 26 formed with the inorganic layer 14, the organic layer 16, and the inorganic layer 14 was obtained.
  • this material roll 93 is loaded again into the organic film forming apparatus 30 shown in FIG. 2B, and the organic layer 16 having a thickness of 0.5 ⁇ m is formed in the same manner as described above.
  • Example 2 Except that the thickness of the support 12 is 25 ⁇ m (Example 2); and Except for the thickness of the support 12 being 100 ⁇ m (Example 3); In the same manner as in Example 1, a gas barrier film 10a shown in FIG. The support 12 is a COC film.
  • Example 4 except that the thickness of the transport support 24 is 12 ⁇ m; (Example 5) except that the thickness of the transport support 24 is 75 ⁇ m; The thickness of the support 12 is 25 ⁇ m, and the thickness of the transport support 24 is 12 ⁇ m (Example 6); and Example 7 except that the thickness of the support 12 was 25 ⁇ m and the thickness of the transport support 24 was 100 ⁇ m (Example 7);
  • the conveyance support 24 is a PET film
  • the support 12 is a COC film.
  • Example 8 Except for the thickness of the adhesive layer 20 being 5 ⁇ m (Example 8); Except for the thickness of the adhesive layer 20 being 10 ⁇ m (Example 9); Except that the thickness of the adhesive layer 20 was 100 ⁇ m (Example 10); and Except for the thickness of the adhesive layer 20 being 200 ⁇ m (Example 11); In the same manner as in Example 1, a gas barrier film 10a shown in FIG.
  • the adhesive layer 20 is an acrylic OCA.
  • Example 12 Except that the back surface of the support 12 was coated with fluorine (Example 12); and Except for the corona treatment on the back surface of the support 12 (Example 13); In the same manner as in Example 1, a gas barrier film 10a shown in FIG. When the adhesive force between the support 12 and the adhesive layer 20 was measured in the same manner as in Example 1, Example 12 was 5 N / 25 mm, and Example 13 was 30 N / 25 mm.
  • the support 12 is a COC film
  • the adhesive layer 20 is an acrylic OCA
  • the back surface of the support 12 is a surface on which the adhesive layer 20 is formed.
  • Example 14 Except for changing the support 12 to a PC film having a thickness of 50 ⁇ m (T138, manufactured by Teijin Ltd.) (Example 14); Except for changing the support 12 to a PC film having a thickness of 25 ⁇ m (Example 15); and Except for changing the support 12 to a PC film having a thickness of 100 ⁇ m (Example 16);
  • a gas barrier film 10a shown in FIG. The thermal contraction of the support 12 is 0.3% in the MD direction and 0.3% in the TD direction.
  • the adhesive layer 20 is an acrylic OCA.
  • Example 17 Except that the surface of the transport support 24 was subjected to a release treatment with a fluorine coat different from that in Example 1 (Example 17); and Except that the surface of the transport support 24 was subjected to a release treatment with a fluorine coat different from that in Example 1 (Example 18); In the same manner as in Example 1, a gas barrier film 10a shown in FIG. The fluorine coat of Example 18 was different from that of Example 17. As in Example 1, when the adhesive force between the transport support 24 and the adhesive layer 20 was measured, Example 17 was 0.01 N / 25 mm, and Example 18 was 1 N / 25 mm.
  • the conveyance support 24 is a PET film, and the adhesive layer 20 is an acrylic OCA.
  • Example 19 A gas barrier film 10a shown in FIG. 1A was produced in the same manner as in Example 1 except that a two-component curable urethane adhesive (Takenate manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) was used as the adhesive layer 20.
  • a two-component curable urethane adhesive Takenate manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.
  • the adhesive strength between the support 12 and the transport support 24 and the adhesive layer 20 was 20 N / 25 mm
  • the transport support 24 and The adhesive strength with the adhesive layer 20 was 0.5 N / 25 mm.
  • the support 12 is a COC film
  • the transport support 24 is a PET film.
  • a gas barrier film 10a shown in FIG. 1 (A) was produced in the same manner as in Example 1 except that the release treatment of the surface of the transport support 24 was not performed.
  • the adhesive force between the support 12 and the transport support 24 and the adhesive layer 20 was measured in the same manner as in Example 1, the support 12 and the adhesive layer 20 and the transport support 24 and the adhesive layer 20 were both 20 N / It was 25 mm.
  • the support 12 is a COC film
  • the transport support 24 is a PET film
  • the adhesive layer 20 is an acrylic OCA.
  • Example 2 As in Example 1, except that the surface of the transport support 24 is not subjected to the release treatment, and the same release treatment is applied to the adhesive layer 20 of the support 12 as shown in FIG. A gas barrier film 10a shown in A) was produced.
  • the adhesive strength between the support 12 and the transport support 24 and the adhesive layer 20 was measured in the same manner as in Example 1, the adhesive strength between the support 12 and the adhesive layer 20 was 0.5 N / 25 mm, and the transport support.
  • the adhesive force between 24 and the adhesive layer 20 was 20 N / 25 mm.
  • the support 12 is a COC film
  • the transport support 24 is a PET film
  • the adhesive layer 20 is an acrylic OCA.
  • a gas barrier film 10a shown in FIG. 1A was produced in the same manner as in Example 1 except that the back surface of the support 12 was subjected to corona treatment.
  • the conditions for the corona treatment were different from those in the previous Example 13.
  • the adhesive force between the transport support 24 and the adhesive layer 20 was measured, and as a result, the adhesive force between the support 12 and the adhesive layer 20 was 55 N / 25 mm.
  • the support 12 is a COC film
  • the adhesive layer 20 is an acrylic OCA
  • the back surface of the support 12 is a surface on which the adhesive layer 20 is formed.
  • a gas barrier film 10a shown in FIG. 1A was produced in the same manner as in Example 1 except that the surface of the transport support 24 was subjected to a release treatment using a fluorine coat different from that in Example 1. This fluorine coat was different from those in Examples 17 and 18 above.
  • the adhesive force between the transport support 24 and the adhesive layer 20 was measured and found to be 0.005 N / 25 mm.
  • the conveyance support 24 is a PET film
  • the adhesive layer 20 is an acrylic OCA.
  • a gas barrier film 10a shown in FIG. 1 (A) was produced in the same manner as in Example 1 except that the back surface of the support 12 was subjected to a release treatment by the same fluorine coating as that of the transport support 24.
  • the adhesive force between the support 12 and the adhesive layer 20 was measured and found to be 0.5 N / 25 mm.
  • the support 12 is a COC film
  • the transport support 24 is a PET film
  • the adhesive layer 20 is an acrylic OCA
  • the back surface of the support 12 is a surface on which the adhesive layer 20 is formed.
  • ⁇ Gas barrier properties The water vapor permeability [g / (m 2 ⁇ day)] of the gas barrier film on which the ⁇ / 4 film was adhered was measured by the calcium corrosion method (the method described in JP-A-2005-283561). The conditions for the constant temperature and humidity treatment were a temperature of 40 ° C. and a humidity of 90% RH.
  • Total light transmittance> The total light transmittance of the gas barrier film on which the ⁇ / 4 film was adhered was measured using NDH5000 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. according to JIS K 7361. The results are shown in the table below.
  • each of the gas barrier films of the present invention has excellent gas barrier properties of less than 9 ⁇ 10 ⁇ 5 [g / (m 2 ⁇ day)]. Further, by using a COC film or a PC film having excellent optical characteristics as the support 12 and using OCA as the adhesive layer 20, the total light transmittance is 90%, which has good optical characteristics. . In Example 17, since a two-component curable urethane adhesive was used as the adhesive layer 20, the total light transmittance was lower than that of other materials.
  • Comparative Example 1 in which the adhesive strength between the support 12 and the transport support 24 and the adhesive layer 20 is 20 N / 25 mm, the adhesive layer 20 and the adhesive layer 20 are formed when the inorganic layer 14 and the organic layer 16 are formed. It is considered that separation from the support 12 occurred, resulting in damage to the inorganic layer 14 and deterioration in gas barrier properties.
  • Comparative Example 2 in which the adhesive strength between the support 12 and the adhesive layer 20 is 0.5 N / 25 mm and the adhesive strength between the transport support 24 and the adhesive layer 20 is 20 N / 25 mm, the transport support 24 The adhesive strength between the adhesive layer 20 and the adhesive layer 20 is large.
  • Comparative Example 4 in which the adhesive strength between the support 12 and the adhesive layer 20 is 20 N / 25 mm and the adhesive strength between the transport support 24 and the adhesive layer 20 is 0.005 N / 25 mm, the transport support 24 It is considered that the peeling of the film occurs and the conveyance becomes unstable during the formation of the inorganic layer 14 and the like, resulting in cracks and cracks in the inorganic layer 14, and the gas barrier property is considered to be lowered. Furthermore, Comparative Example 5 in which the adhesive strength between the support 12 and the adhesive layer 20 and the adhesive strength between the transport support 24 and the adhesive layer 20 are both 0.5 N / 25 mm is the same as that of the support 12 and the adhesive layer 20. The adhesive strength is too weak. Therefore, it is considered that the support 12 is deformed and wrinkles are generated, and the inorganic layer 14 is cracked or cracked due to the wrinkles of the support 12 and the gas barrier property is lowered. From the above results, the effects of the present invention are clear.

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Abstract

 支持体(12)の上に交互に形成された有機層(16)および無機層(14)と、支持体の裏面に接着剤層(20)を介して粘着された支持体と熱的特性が異なる搬送支持体(24)とを有し、かつ、接着剤層と支持体との粘着力が5~50N/25mmで、接着剤層と搬送支持体との粘着力が0.01~1N/25mmであること、および、この支持体と接着剤層と搬送支持体との長尺な積層体を長手方向に搬送しつつ、支持体の表面に有機層と無機層とを交互に形成する。これにより、有機層と無機層とを交互に積層した機能性フィルムにおいて、低コストで、無機層等の損傷が無く、目的とする性能を安定して発揮する、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。

Description

機能性フィルムおよび機能性フィルムの製造方法
 本発明は、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、この機能性フィルムの製造方法に関する。詳しくは、無機層等の損傷が無い機能性フィルム、および、この機能性フィルムを低コストで製造できる機能性フィルムの製造方法に関する。
 光学素子、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイなどの表示装置、各種の半導体装置、太陽電池等の各種装置において防湿性が必要な部位や部品、食品や電子部品等を包装する包装材料などガスバリアフィルムが利用されている。
 ガスバリアフィルムは、一般的に、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支持体(基板)として、その上に、ガスバリア性を発現するガスバリア層(ガスバリア膜)を形成してなる構成を有する。また、ガスバリアフィルムに用いられるガスバリア層としては、例えば、窒化ケイ素、酸化珪素、酸化アルミニウム等の各種の無機化合物からなる層が知られている。
 このようなガスバリアフィルムにおいて、より高いガスバリア性能が得られる構成として、支持体の上に、有機化合物からなる有機層と、無機化合物からなる無機層とを交互に積層した積層構造を有する、有機/無機積層型のガスバリアフィルム(以下、積層型のガスバリアフィルムとも言う)が知られている。
 積層型のガスバリアフィルムにおいて、主にガスバリア性を発現するのは無機層である。積層型のガスバリアフィルムでは、下地となる有機層の上に無機層を形成することにより、有機層によって無機層の形成面を平滑化して、良好な平滑性を有する有機層の上に無機層を形成することにより、ヒビや割れ等のない均一な無機層を形成して、優れたガスバリア性能を得ている。また、この有機層と無機層との積層構造を、複数、繰り返し形成することにより、より優れたガスバリア性能を得ることができる。
 このような積層型のガスバリアフィルムの製造方法として、いわゆるロール・トゥ・ロール(以下、RtoRとも言う)が知られている。RtoRとは、長尺な支持体をロール状に巻回してなる支持体ロールから支持体を送り出し、支持体を長手方向に搬送しつつ、支持体に有機層や無機層を形成し、有機層や無機層を形成した支持体をロール状に巻回する製造方法である。
 RtoRを利用することにより、長尺な支持体を搬送しつつ、連続的に有機層や無機層を形成できるので、非常に高い生産性で積層型のガスバリアフィルムを製造できる。
 ところで、前述のように、積層型のガスバリアフィルムにおいて、主にガスバリア性を発現するのは、無機層である。従って、無機層が損傷すると、ガスバリア性能が大幅に低下する。
 また、積層型のガスバリアフィルムにおいて、有機層は、無機層を適正に形成するための下地層として作用する。従って、有機層が損傷すると、適正な無機層が形成できず、同様に、ガスバリア性能が大幅に低下する。
 一方で、積層型のガスバリアフィルムでは、光学特性、重量、コスト等を考慮すると、支持体は薄い方が有利である。
 しかしながら、薄い支持体は、RtoRによる搬送中に、折れ曲がってしまう等の不都合が生じ易い。有機層や無機層を形成した支持体が、搬送中に折れ曲がると、先に形成した有機層や無機層を損傷してしまう。
 また、RtoRでは、搬送ローラ対やパスローラ(ガイドローラ)等が有機層や無機層に接触することが避けられない場合がある。しかしながら、このローラの接触によって、有機層や無機層が損傷してしまう場合が有る。
 このような不都合を解消するために、RtoRを利用する積層型のガスバリアフィルムの製造では、端部の径が大きい、いわゆる段付きローラを用いて、支持体の端部のみを挟持搬送する、非接触搬送を利用することが知られている。
 しかしながら、支持体が薄く、折れ曲がり易い場合には、このような非接触搬送によって適正な搬送を行うのは、益々、困難になる。
 このような不都合を解消するために、特許文献1や特許文献2には、裏面に搬送支持体(ラミネートフィルム)を貼着してなる支持体を用いて、RtoRによって有機層や無機層を形成するガスバリアフィルム(機能性フィルム)の製造方法が記載されている。なお、裏面とは、有機層や無機層の非形成面である。
 この方法によれば、支持体の裏面に搬送支持体を貼着することにより、支持体の自己支持性を確保することができ、薄い支持体を用いた場合や、非接触搬送を利用する場合でも、支持体の折れ曲がりを生じることなく、RtoRによって適正に有機層や無機層を形成できる。
特開2011-149057号公報 特開2011-167967号公報
 ところで、近年では、積層型のガスバリアフィルムを、携帯電話やディスプレイなどに利用される、トップエミッション方式の有機ELデバイス等に利用することが考えられている。
 このような用途に利用される積層型のガスバリアフィルムでは、シクロオレフィンコポリマー(COC)フィルムなど、低レタデーション値や高い光透過性を有する光学特性に優れた支持体を用いる必要が有る。また、ガスバリアフィルムの光学特性という点では、支持体は、薄い方が好ましい。
 しかしながら、本発明者の検討によれば、このようなCOCフィルム等を支持体として用いる積層型のガスバリアフィルムでは、前述の搬送支持体を用いたRtoRによる製造を、安価かつ適正に行うことができない。
 すなわち、搬送支持体を利用する積層型のガスバリアフィルムの製造において、搬送支持体は、製品の一部とはならず、最終的には、剥離されて廃棄される。そのため、搬送支持体としては、安価なPETフィルム等が用いられる。
 一方、積層型のガスバリアフィルムでは、通常の無機層の形成にはプラズマCVD等の気相成膜法(気相成膜法)が利用される。また、有機層の形成には、有機層となる有機材料を含有する塗料を、塗布、乾燥して硬化する、塗布法が利用されている。
 すなわち、積層型のガスバリアフィルムの製造においては、支持体および搬送支持体は、無機層の形成では、プラズマCVD等の気相成膜法による熱に曝され、また、有機層の形成では、塗料の乾燥の際に熱に曝される。さらに、有機層の形成では、塗膜を硬化(架橋)する際に加熱を行う場合も有る。
 ところが、COCフィルムのような光学特性に優れたフィルムと、PETフィルムとでは、熱膨張/熱収縮や、Tgなどの熱的特性が、全く異なる。そのため、加熱を伴うプロセスにおいては、両フィルムは異なる変形を示す。
 RtoRによる積層型のガスバリアフィルムの製造において、このように支持体と搬送支持体とで熱的特性が異なるフィルムを用いた場合には、搬送によるストレスや搬送経路の変更による屈曲等も有るため、加熱を伴うプロセスにおける両フィルムの異なる変形によって、支持体と搬送支持体の剥離や、支持体のシワ等が生じ、これに起因して、無機層が損傷してしまう。
 この問題は、支持体と搬送支持体とで、同じ材料からなるものを用いれば生じない。
 しかしながら、COCフィルムのような光学特性に優れたフィルムは、PETフィルム等に比して、非常に高価である。また、前述のように、搬送支持体は、最終的には廃棄される材料である。そのため、支持体としてとCOCフィルムのような光学特性に優れたフィルムを用いた場合には、同じ材料から搬送支持体を用いると、積層型のガスバリアフィルムのコストが、非常に高くなってしまう。
 本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決することにあり、有機層と無機層とを交互に形成してなる有機/無機積層型の機能性フィルムにおいて、低コストで、かつ、無機層の損傷が無い、目的とする性能を安定して発揮する機能性フィルム、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。
 この問題点を解決するために、本発明の機能性フィルムは、支持体と、支持体の上に交互に形成された有機層および無機層と、支持体の有機層および無機層の形成面と逆面に貼着される接着剤層と、この接着剤層に貼着される、支持体と異なる熱的特性を有する搬送支持体とを有し、かつ、
 接着剤層と支持体との粘着力が5~50N/25mmで、接着剤層と搬送支持体との粘着力が0.01~1N/25mmであることを特徴とする機能性フィルムを提供する。
 このような本発明の機能性フィルムにおいて、接着剤層の厚さが15~250μmであるのが好ましい。
 また、接着剤層は、全光線透過率が85%以上で、リタデーション値が5nm以下であるのが好ましい。
 また、支持体は、リタデーション値が300nm以下であるのが好ましい。
 さらに、支持体は、ガラス転移温度が130℃以上で、熱収縮率が0.5%以下で、厚さが20~120μmであり、搬送支持体は、ガラス転移温度が60℃以上で、熱収縮率が0.5%超で2%以下、厚さが12~100μmであるのが好ましい。
 また、本発明の機能性フィルムの製造方法は、5~50N/25mmの粘着力で支持体と接着剤層とが貼着され、かつ、接着剤層の支持体と逆面に、0.01~1N/25mmの粘着力で、支持体と熱的特性が異なる搬送支持体が貼着されてなる、長尺な積層体を作製し、
 この積層体を長手方向に搬送しつつ、支持体の接着剤層と逆面に、塗布法による有機層および気相成膜法による無機層を、交互に形成することを特徴とする機能性フィルムの製造方法を提供する。
 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、接着剤層の厚さが15~250μmであるのが好ましい。
 また、接着剤層は、全光線透過率が85%以上で、リタデーション値が5nm以下であるのが好ましい。
 また、支持体は、リタデーション値が300nm以下であるのが好ましい。
 また、支持体は、ガラス転移温度が130℃以上で、熱収縮率が0.5%以下で、厚さが20~120μmであり、搬送支持体は、ガラス転移温度が60℃以上で、熱収縮率が0.5%超で2%以下、厚さが12~100μmであるのが好ましい。
 このような本発明によれば、安価な搬送支持体を用いて、無機層等の損傷が無い、目的とする性能を有する機能性フィルムを、低コストで製造できる。
 しかも、本発明の機能性フィルムは、接着剤層を残して搬送支持体を剥離できるので、例えば、ガスバリアフィルムを貼着してなる偏光板の製造や、有機ELディスプレイへのガスバリアフィルムの貼着など、その後のガスバリアフィルムの貼着を必要とする用途にも、好適に利用可能である。
図1(A)~図1(C)は、本発明の機能性フィルムの一例を概念的に示す図である。 図2(A)は、本発明の機能性フィルムの製造方法を実施する無機層の成膜装置の一例を概念的に示す図、図2(B)は、本発明の機能性フィルムの製造方法を実施する有機層の成膜装置の一例を概念的に示す図である。
 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。
 図1(A)に、本発明の機能性フィルムをガスバリアフィルムに利用した一例を、概念的に示す。
 なお、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、特定の波長の光を透過する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。
 本発明の機能性フィルムのように、有機/無機の積層型の機能性フィルムにおいて、主に目的とする機能を発現するのは、無機層である。従って、特定波長の光透過性など、目的とする機能を発現する無機層を選択して、本発明の機能性フィルムを構成すればよい。
 しかしながら、本発明によれば、後述する接着剤層および搬送支持体を有することにより、ヒビや割れ等の欠陥の無い無機層を有する機能性フィルムを得ることができる。また、本発明の機能性フィルムは、搬送支持体を剥離することで、接着性を有する機能性フィルムとすることができる。しかも、支持体および接着剤層として、リタデーション値が低い等の光学特性に優れる材料からなる物を選択することで、光学特性に優れた機能性フィルムが得られる。
 従って、本発明は、高い光学特性を要求される場合が多く、かつ、無機層の損傷による性能劣化が大きく、さらに、他の光学部材と積層されて使用される場合が多いガスバリアフィルムには、より好適に利用される。
 本発明の機能性フィルムにかかるガスバリアフィルムは、支持体12の一面に、無機層14と有機層16とを交互に積層してなる、前述の有機/無機積層型のガスバリアフィルムである。なお、図1(A)~図1(C)においては、構成を明瞭にするために、無機層14のみにハッチを付している。以下、支持体12の無機層14および有機層16が形成される面を『表面』、逆側の面を『裏面』とも言う。
 図1(A)に示すガスバリアフィルム10aは、支持体12の表面に無機層14を有し、その上に有機層16を有し、その上に2層目の無機層14を有し、その上に、2層目の有機層16を有する、支持体12の無機層14と有機層16とを交互に2層ずつ形成した、合計4層を積層してなる構成を有する。
 また、支持体12の裏面には、接着剤層20が貼着され、接着剤層20には、搬送支持体24が貼着される。この支持体12、接着剤層20および搬送支持体24によって、本発明における積層体26が構成される。
 なお、本発明のガスバリアフィルム(機能性フィルム)は、図1(A)に示すガスバリアフィルム10aのように、支持体12の上に、無機層14および有機層16を、この順番で交互に2層ずつ合計4層積層した構成に限定はされない。
 例えば、図1(A)に示すガスバリアフィルム10aにおいて、2層目の有機層16の上に、さらに、3層目の無機層14および3層目の有機層16を積層した、3層ずつの無機層14および有機層16を有する、合計6層を有する構成でもよい。あるいは、さらに無機層14および有機層16を交互に積層した、8層以上を有する構成であってもよい。
 後述するが、有機層16は、無機層14を適正に形成するための下地層としてとして作用するものであり、下地の有機層16と無機層14との組み合わせの積層数が多いほど、優れたガスバリア性を有するガスバリアフィルムを得られる。
 あるいは、図1(B)に概念的に示すガスバリアフィルム10bのように、支持体12の表面に有機層16を有し、その上に無機層14を有し、以下、有機層16と無機層14とを交互に形成してなる構成でもよい。すなわち、本発明のガスバリアフィルムにおいては、無機層14と有機層16との数が異なってもよい。
 さらに、図1(C)に概念的に示すガスバリアフィルム10cのように、最上層が無機層14であってもよい。
 前述のように、本発明のガスバリアフィルム10aは、支持体12の上に、無機層14と有機層16とを、交互に積層した構成を有する。
 本発明のガスバリアフィルム10aにおいて、支持体12は、ガスバリア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。
 支持体12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(PE)、ポリプロピレン(PP)、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、ポリカーボネート(PC)、シクロオレフィンポリマー(COP)、シクロオレフィンコポリマー(COC)、トリアセチルセルロース(TAC)、透明ポリイミドなどの、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。
 なお、支持体12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であってもよい。
 ここで、本発明において、支持体12は、リタデーション値(Retardation)が300nm以下のシート状物が好適に利用される。以下、リタデーション値が300nm以下のシート状物を、『低リタデーションフィルム』とも言う。
 支持体12として、低リタデーションフィルムを用いることにより、ガスバリアフィルム10aから搬送支持体24を剥離することで光学特性に優れたガスバリアフィルムを得ることができる。これにより、例えば、本発明のガスバリアフィルム10aから搬送支持体24を剥離して有機ELデバイス等の各種のデバイスに利用した際に、このデバイスにおける光のコントラスト低下、外光反射に起因する視認性の低下等を防止できる。
 この点を考慮すると、支持体12のリタデーション値は、200nm以下が好ましく、150nm以下がより好ましい。
 さらに、本発明においては、同様の理由で、支持体12は、全光線透過率が85%以上であるのが好ましい。
 このような低レタデーションフィルムとしては、前述の各種のプラスチックフィルムのうち、PC、COP、COC、TACおよび透明ポリイミド等からなるプラスチックフィルムが、好適に例示される。
 本発明において、支持体12の厚さは、好ましくは20~120μmである。
 支持体12の厚さを20μm以上とすることにより、無機層14および有機層16を形成することによるカールが大きくなることを抑制でき、かつ、これによりロールとして巻き取ることが容易になる、ガスバリアフィルム10aから搬送支持体24を剥離したガスバリアフィルムを用いるデバイスの得率低下を防止できる、ガスバリアフィルム10aに十分な機械的強度を付与できる等の点で好ましい。ガスバリアフィルムを用いるデバイスとしては、例えば、有機ELデバイス等が例示される。
 また、支持体12の厚さを120μm以下とすることにより、可撓性の良好なガスバリアフィルム10aが得られる、軽量なガスバリアフィルム10aが得られる、ガスバリアフィルム10aから搬送支持体24を剥離したガスバリアフィルムを用いるデバイスを薄くできる等の点で好ましい。
 以上の点を考慮すると、支持体12の厚さは、25~100μmがより好ましい。
 なお、以下の説明では、便宜的に、『ガスバリアフィルム10aから搬送支持体24を剥離したガスバリアフィルム』を、単に、『搬送支持体24を剥離したガスバリアフィルム10a』とも言う。
 また、支持体12は、ガラス転移温度(Tg)が130℃以上であるのが好ましく、140℃以上であるのがより好ましい。
 前述のように、支持体12の表面には、無機層14および有機層16が形成される。ここで、無機層14は、通常、プラズマCVDなどの気相成膜法で形成され、有機層16は、有機層16となる有機化合物を含有する塗料を塗布、乾燥および硬化する塗布法で形成される。すなわち、ガスバリアフィルム10aは、支持体12の加熱を伴う方法で無機層14および有機層16を形成される。
 これに対し、支持体12として、Tgが130℃以上のもの(Tgが130℃以上の材料からなるもの)を用いることにより、無機層14および有機層16の形成における加熱による支持体12の熱損傷を防止できる。さらに、搬送支持体24を剥離したガスバリアフィルム10aを用いるデバイスの製造での加熱工程におけるガスバリアフィルムの耐久性を向上できる、搬送支持体24を剥離したガスバリアフィルム10aを用いるデバイスの高温や高湿での耐久性を向上できる等の点でも好ましい。
 さらに、支持体12は、熱収縮率が0.5%以下であるのが好ましい。
 支持体12の熱収縮率を0.5%以下とすることにより、前述の無機層14および有機層16の形成における加熱による支持体12の変形を好適に防止できる。さらに、搬送支持体24を剥離したガスバリアフィルム10aを用いるデバイスに、反り等が生じることを防止できる等の点でも好ましい。
 前述のように、本発明のガスバリアフィルム10aにおいて、支持体12の上には、無機層14と有機層16とが、交互に形成される。
 無機層14は、無機化合物からなる層である。ガスバリアフィルム10aにおいて、無機層14は、目的とするガスバリア性を、主に発現するものである。
 無機層14の形成材料には、限定はなく、ガスバリア性を発現する無機化合物からなる層が、各種、利用可能である。
 具体的には、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化インジウムスズ(ITO)などの金属酸化物; 窒化アルミニウムなどの金属窒化物; 炭化アルミニウムなどの金属炭化物; 酸化珪素、酸化窒化珪素、酸炭化珪素、酸化窒化炭化珪素などの珪素酸化物; 窒化珪素、窒化炭化珪素などの珪素窒化物; 炭化珪素等の珪素炭化物; 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、好適に例示される。
 特に、窒化珪素、酸化珪素、酸窒化珪素、酸化アルミニウムは、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、ガスバリアフィルムには、好適に利用される。中でも特に、窒化珪素は、優れたガスバリア性に加え、透明性も高く、好適に利用される。
 本発明において、無機層14の厚さは、好ましくは10~200nmである。
 無機層14の厚さを10nm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14が形成できる。また、無機層14は、一般的に脆く、厚過ぎると、割れやヒビ、剥がれ等を生じる可能性が有るが、無機層14の厚さを200nm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。
 また、このような点を考慮すると、無機層14の厚さは、15~100nmにするのが好ましく、特に、20~75nmとするのが好ましい。
 なお、図1(A)に示すガスバリアフィルム10aのように、複数の無機層14を有する場合には、各無機層14の厚さは、同じでも、互いに異なってもよい。
 同様に、ガスバリアフィルム10aのように、複数の無機層14を有する場合には、各無機層14の形成材料も、同じでも異なってもよい。しかしながら、生産性や生産コスト等を考慮すれば、全ての無機層14を同じ材料で形成するのが好ましい。
 本発明のガスバリアフィルム10aにおいて、無機層14は、形成材料に応じた公知の無機層の形成方法で形成すればよい。
 具体的には、CCP-CVDやICP-CVD等のプラズマCVD、マグネトロンスパッタリングや反応性スパッタリング等のスパッタリング、真空蒸着などの気相成膜法(気相堆積法)が、好適に例示される。
 ここで、図1(A)に示すガスバリアフィルム10aにおいては、支持体12の表面に無機層14が形成される。
 このような支持体12の表面に形成される無機層14は、ガスバリア性を発現するのみならず、支持体12の保護層としても作用する。
 前述のように、有機層16は、有機化合物を含有する塗料を用いる塗布法によって形成される。この塗料には、メチルエチルケトン(MEK)やメチルイソブチルケトン(MIBK)有機溶剤が含まれる。
 ところが、支持体12となるプラスチックフィルムは、有機溶剤に対する耐性が低い場合が有り、プラスチックフィルムと有機溶剤との組み合わせによっては、プラスチックフィルムが溶解されてしまう場合が有る。特に、前述のような低レタデーションフィルムは、有機溶剤に対する耐性が低く、溶解されてしまう場合が多い。すなわち、支持体12の表面に有機層16を形成すると、支持体12の形成材料と塗料が含有する有機溶剤との組み合わせによっては、支持体12の表面が溶解してしまう場合が有る。
 このような支持体12の溶解が生じると、支持体12のリタデーション値が変化する、光透過率が下がる、ヘイズが上がる等の不都合が生じ、ガスバリアフィルムの光学的な特性が大幅に低減してしまう。
 これに対し、図1(A)に示すガスバリアフィルム10aのように、支持体12の表面に無機層14を形成して、その上に、有機層16と無機層14とを交互に積層することにより、無機層14が有機層16を形成する塗料が含有する有機溶剤に対する支持体12の保護層として作用する。
 そのため、支持体12の有機溶剤に対する耐性が低い場合でも、塗料による支持体12の溶解を防止して、支持体12の光学特性を維持することができ、光学特性に優れるガスバリアフィルムを得ることができる。
 ここで、図1(A)に示すガスバリアフィルム10aのように、支持体12の表面に無機層14を有する構成では、無機層14と支持体12との間に、支持体12の形成成分と無機層14の形成成分とが混合された、混合層のような領域を有してもよい。
 このような混合層を有することにより、無機層14と支持体12の密着性を向上して、ガスバリアフィルム10aの強度を向上できると共に、支持体12からの無機層14の剥離に起因するガスバリア性の低下も防止できる。
 前述のように、無機層14は、プラズマCVD等の気相成膜法で形成するが、この成膜条件を調節することにより、混合層の形成の有無や混合層の厚さ等を調節できる。
 例えば、プラズマCVDで無機層14を形成する際には、投入電力等を調節して生成するプラズマ強度を調節する方法、無機層14の形成時にかけるバイアスの調節する方法等で、混合層の形成の有無や混合層の厚さ等を調節できる。
 他方、前述のように、図1(C)に示すガスバリアフィルム10cは、最上層が無機層14である。
 このように、最上層を無機層14とすることにより、その下の有機層16に起因するアウトガスの排出を防止できる。従って、このように最上層が無機層14である構成は、例えば、搬送支持体24を剥離したガスバリアフィルム10aの有機層16と無機層14との積層構成側に、有機ELデバイス等の不要なガス成分に悪影響を受けやすいデバイスを配置する必要が有る場合に、好適である。
 他方、有機層16は、有機化合物からなる層で、基本的に、有機層16となる有機化合物を、架橋(重合)したものである。
 前述のように、有機層16は、ガスバリア性を発現する無機層14を適正に形成するための、下地層として機能する。このような下地の有機層16を有することにより、無機層14の形成面の平坦化や均一化を図って、無機層14の形成に適した状態にできる。
 下地の有機層16および無機層14を積層した積層型のガスバリアフィルムでは、これにより、フィルムの全面に、隙間無く、適正な無機層14を形成することが可能になり、優れたガスバリア性を有するガスバリアフィルムを得ることができる。
 ガスバリアフィルム10aにおいて、有機層16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の膜が好適に例示される。これらは、複数を併用してもよい。
 中でも、ガラス転移温度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16は、好適である。
 中でも特に、上記強度に加え、屈折率が低い、透明性が高く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の重合体を主成分とする、ガラス転移温度が120℃以上のアクリル樹脂やメタクリル樹脂は、有機層16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)、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート(A-NOD-N)、1,6ヘキサンジオールジアクリレート(A-HD-N)、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート(TMPTA)、(変性)ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、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官能以上のアクリレートおよび/またはメタクリレートのモノマー等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。また、これらのアクリル樹脂やメタクリル樹脂を、複数、用いるのも好ましい。
 有機層16を、アクリル樹脂やメタクリル樹脂、特に2官能以上のアクリル樹脂やメタクリル樹脂で形成することにより、骨格がしっかりした下地の上に無機層14を形成できるので、より緻密でガスバリア性が高い無機層14を形成できる。
 有機層16の厚さは、0.5~5μmが好ましい。
 有機層16の厚さを0.5μm以上とすることにより、無機層14の全面を確実に有機層16で覆い、かつ、有機層16の表面すなわち無機層14の形成面を平坦化できる。
 また、有機層16の厚さを5μm以下とすることにより、有機層16が厚すぎることに起因する、有機層16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16の厚さは、1~3μmとするのが、より好ましい。
 なお、図1(A)に示す各ガスバリアフィルム10aのように、複数の有機層16を有する場合には、各有機層16の厚さは、同じでも、互いに異なってもよい。
 同様に、ガスバリアフィルム10aのように、複数の有機層16を有する場合には、各有機層16の形成材料も、同じでも異なってもよい。しかしながら、生産性や生産コスト等を考慮すれば、全ての有機層16を同じ材料で形成するのが好ましい。
 本発明において、有機層16は、基本的に、無機層14の下地層として形成されるが、図1(A)に示すガスバリアフィルム10aや図1(B)に示されるガスバリアフィルム10bは、最上層に有機層16を有している。
 無機層14は、緻密であるが故に、固く、脆い。そのため、外部から直接的に衝撃等を受けると、容易に損傷してしまう。前述のように、本発明のガスバリアフィルム10aにおいて、主にガスバリア性を発現するのは、無機層14である。そのため、無機層14が損傷すると、ガスバリア性が低下する。
 これに対し、最上層に有機層16を有することにより、この有機層16が無機層14の保護層として作用するので、無機層14の損傷を防止できる。
 本発明において、有機層16は、基本的に、塗布法で形成される。
 すなわち、有機層16を形成する際には、まず、有機層16となる有機化合物(モノマー、ダイマー、トリマー、オリゴマー等)、さらには、架橋剤(重合開始剤)、シランカップリング剤、界面活性剤、増加粘剤等を有機溶剤に溶解してなる塗料を調節する。次いで、この塗料を有機層16の形成面に塗布し、乾燥する。乾燥後、紫外線照射や電子線照射、加熱等によって、有機化合物を重合して、有機層16を形成する。
 本発明のガスバリアフィルム10aにおいて、支持体12の裏面には、接着剤層20が貼着され、この接着剤層20には、搬送支持体24が貼着される。
 前述のように、この支持体12、接着剤層20および搬送支持体24によって、本発明における積層体26が構成される。
 搬送支持体24は、前述の特許文献1や特許文献2に記載される例と同様、支持体12が折れ曲がり易く、ロール・トゥ・ロール(RtoR)による各層の形成において、適正な搬送が困難な場合に、裏面側から支持体12を支持して、自己支持性を確保し、折れ曲がりやシワの形成等の無い安定した搬送を可能にするためのものである。
 ここで、本発明のガスバリアフィルム10aにおいては、搬送支持体24は、支持体12とは異なる熱的特性を有するものである。さらに、発明のガスバリアフィルム10aにおいては、接着剤層20と支持体12との粘着力が5~50N/25mmで、接着剤層20と搬送支持体24との粘着力が0.01~1N/25mmである。本発明は、これにより、COCフィルム等の高価な支持体12を用いた場合でも、コストを向上することなく、ヒビや割れ等の損傷(欠陥)のない無機層14を有するガスバリアフィルム10aを実現している。
 前述のように、本発明のガスバリアフィルム10aにおいては、優れた光学特性を実現するために、支持体12として、PC、COP、COC、TACおよび透明ポリイミド等からなるレタデーション値が300nm以下の低レタデーションフィルムを用いるのが好ましい。さらに、支持体12は、全光線透過率が85%以上であるのが好ましいのも、前述のとおりである。
 また、搬送支持体24は、最終的には剥離して廃棄するものであるので、PETフィルム等の安価なフィルムを用いるのが好ましい。
 ところがCOCフィルム等の低レタデーションフィルムと、PETフィルム等とでは、例えば、Tgに大きな差がある、一方が熱膨張して他方が熱収縮する、熱膨張率/熱収縮率が大きく異なるなど、互いの熱的特性が異なる。
 このように熱的特性が異なる支持体12と搬送支持体24とを有する積層体26を用いて、支持体12の表面にRtoRによって無機層14や有機層16を形成すると、無機層14を形成する際のプラズマ等による熱や、有機層16を形成する際の乾燥による熱によって、支持体12と搬送支持体24とが全く異なる変形を示し、搬送によるストレスや搬送経路の変更による屈曲等も有るため、これにより、支持体12と搬送支持体24の剥離や、支持体12のシワ等が生じてしまう。また、この支持体12と搬送支持体24の剥離や支持体12のシワ等に起因して、適正な無機層14が形成できず、さらに、先に形成した無機層14が損傷して、ガスバリア性が低下してしまう。
 搬送支持体24として、支持体12と同じ材料のフィルムを用いれば、このような問題は生じない。
 しかしながら、COCフィルム等の低レタデーションフィルムなどの高い光学特性を有するフィルムは、高価であるため、最終的に廃棄する搬送支持体24として、低レタデーションフィルム等を利用すると、ガスバリアフィルム10aのコストが、非常に高くなってしまう。
 これに対し、本発明のガスバリアフィルム10aにおいては、接着剤層20と支持体12との粘着力が5~50N/25mmで、接着剤層20と搬送支持体24との粘着力が0.01~1N/25mmとする。すなわち、接着剤層20は、支持体12とは強固に貼着され、搬送支持体24とは、非常に弱い力で貼着される。
 そのため、RtoRによる無機層14や有機層16の形成の際の加熱によって、支持体12と搬送支持体24とが全く異なる変形を示すと、貼着力の弱い接着剤層20と搬送支持体24とが剥離して、次いで、張力によって、再度、貼着されることを繰り返す。
 この剥離および貼着の繰り返しによって、支持体12と搬送支持体24との互いに異なる変形が吸収される。その結果、両者の異なる変形に起因する、支持体12と搬送支持体24の剥離や、支持体12のシワ等が生じることがなく、このシワ等に起因する不適正な無機層14の形成(成膜)や先に形成した無機層14の損傷を防止できる。
 本発明は、搬送支持体24として支持体12と熱的特性が異なるものを用い、かつ、支持体12および搬送支持体24と接着剤層20との貼着力を上記範囲とすることにより、RtoRによるガスバリアフィルムの製造において、搬送支持体24による搬送の安定化を図り、かつ、優れた光学特性を有するガスバリアフィルム10aを得るために、COCフィルムのような高価な低レタデーションフィルムを支持体12として用いた際に、熱的特性が異なっても、PETフィルムのような安価なプラスチックフィルムを搬送支持体24として用いることを可能にしている。
 また、接着剤層20は、支持体12とは強固に貼着され、搬送支持体24とは、非常に弱い力で貼着されるので、使用の際に搬送支持体24を剥離しても、接着剤層20が支持体12に貼着した状態となる。そのため、本発明のガスバリアフィルム10aは、使用の際に搬送支持体24を剥離することで、接着性(粘着性)を有するガスバリアフィルムとすることができ、別途、接着剤の塗布や接着テープを用いることなく、目的とする用途に利用可能である。
 特に、低レタデーションフィルムを支持体12として用い、さらに、接着剤層20として、光学透明接着剤(Optical Clear Adhesive OCA)のような優れた光学特性を有する接着剤を用いることにより、搬送支持体24を剥離したガスバリアフィルム10aを、接着性を有し、かつ、光学特性に優れたガスバリアフィルムとすることができる。これにより、搬送支持体24を剥離したガスバリアフィルム10aは、携帯電話やディスプレイなどに利用される、トップエミッション方式の有機ELデバイスなどの各種のデバイスに用いられるガスバリアフィルムとして、好適に利用可能となる。
 本発明のガスバリアフィルム10aにおいて、接着剤層20と支持体12との粘着力が5N/25mm未満では、十分な接着剤層20と支持体12の粘着力が得られない、接着剤層20と支持体12等とが不要に剥離してしまう等の不都合が生じる。
 接着剤層20と支持体12との粘着力が50N/25mmを超えると、支持体12の変形が生じた際の緩和が難しい程の剛体に近付いてしまい、支持体12の変形抑制の効果が十分に得られない等の不都合を生じる。
 以上の点を考慮すると、接着剤層20と支持体12との粘着力は、8~30N/25mmが好ましい。
 また、本発明のガスバリアフィルム10aにおいて、接着剤層20と搬送支持体24との粘着力が0.01N/25mm未満では、接着剤層20と搬送支持体24との貼り合わせが安定しない、接着剤層20と搬送支持体24とが不要に剥離してしまう等の不都合が生じる。
 接着剤層20と搬送支持体24との粘着力が1N/25mmを超えると、使用に際して搬送支持体24が適正に剥離できない場合が生じる、不均一な糊残りが生じる等の不都合を生じる。
 以上の点を考慮すると、接着剤層20と搬送支持体24の粘着力は、0.02~0.6N/25mが好ましい。
 本発明のガスバリアフィルム10aにおいて、接着剤層20と支持体12との粘着力を5~50N/25mmとし、接着剤層20と搬送支持体24との粘着力を0.01~1N/25mmとする方法は、各種の接着剤や接着テープで行われている、公知の方法が利用可能である。以下、粘着力が5~50N/25mmの場合を『強粘着』とも言う。また、粘着力が0.01~1N/25mmの場合を『微粘着』とも言う。
 一例として、支持体12と強粘着となる接着剤層20を用いて、搬送支持体24の表面をシリコン処理やフッ素処理等の離型処理を施して、搬送支持体24と接着剤層20との粘着力を低下させる方法が例示される。あるいは、支持体12にプラズマ処理やコロナ処理等の粘着性を向上する処理を施し、搬送支持体24の表面に同様の離型処理を施して、接着剤層20と支持体12とを強粘着とし、接着剤層20と搬送支持体24とを微粘着とする方法も利用可能である。
 これらの方法によれば、搬送支持体24を剥離した際の接着剤層20の粘着力は、接着剤層20自身の接着力となるので、ガスバリアフィルム10aから搬送支持体24を剥離することで、良好な粘着性を有するガスバリアフィルムが得られる。
 本発明において、接着剤層20は、支持体12および搬送支持体24に応じて、前述の粘着力が得られる各種の接着剤からなるものが利用可能である。中でも、前述のOCAなど、光学特性に優れた接着剤層20が形成可能な接着剤は、好適に利用される。
 具体的には、ウレタン系の接着剤、アクリル系の接着剤、アクリル系の接着剤等をハーフキュア状に硬化(半硬化)させたもの等が例示される。なお、アクリル系の接着剤は、OCAが好ましい。
 ハーフキュア状に硬化した接着剤層20とは、例えば、アクリル系の接着剤を接着剤層20として支持体12に塗布あるいは貼着し、この接着剤に搬送支持体24を貼着した後、この接着剤の完全な硬化に必要なUV照射量の10~50%程度のUV照射を行ってハーフキュア状態にした接着剤層20である。また、ハーフキュア状態にする以外にも、重合度の低い接着剤を用いることも可能である。
 また、接着剤層20は、全光線透過率が85%以上で、かつ、リタデーション値が5nm以下であるのが好ましい。
 接着剤層20の全光線透過率を85%以上とし、かつ、リタデーション値を5nm以下とすることにより、ガスバリアフィルム10aから搬送支持体24を剥離した際に、光学特性に優れたガスバリアフィルムを得ることができる。
 また、この点を考慮すると、接着剤層20は、全光線透過率が90%以上であるのがより好ましい。
 接着剤層20の厚さは、15~250μmが好ましい。
 接着剤層20の厚さを15μm以上とすることにより、前述の接着剤層20と搬送支持体24との剥離および貼着の繰り返しによる、支持体12と搬送支持体24との異なる変形を十分に吸収することができ、より好適に、支持体12と搬送支持体24の剥離、支持体12のシワ、これに起因する無機層14の損傷を防止できる等の点でも好ましい。
 他方、接着剤層20の厚さを250μm以下とすることにより、後述する無機層14の形成の際の裏面からの冷却に対して熱伝導性が低下することを防止できる、より光学特性に優れるガスバリアフィルムが得られる、搬送支持体24を剥離したガスバリアフィルム10aを用いるデバイスを薄くできる等の点で好ましい。
 以上の点を考慮すると、接着剤層20の厚さは、20~150μmがより好ましい。
 このような接着剤層20は、利用する接着剤等に応じた公知の方法で形成すればよい。 一例として、接着剤の塗布によって形成する方法、接着テープ(粘着テープ)を利用して形成する方法が例示される。接着剤の塗布によって接着剤層20を形成する場合には、塗布した接着剤を、さらに、乾燥および硬化(半硬化)してもよい。
 一方、搬送支持体24は、支持体12と熱的な特性が異なれば、各種の材料からなるシート状物が利用可能であり、特に、各種のプラスチックフィルムが利用できる。
 なお、本発明において、支持体12と搬送支持体24との熱的特性が異なるとは、一方が熱膨張して他方が熱収縮する場合、両者の形成材料の熱膨張率もしくは熱収縮率の差が0.1%以上である場合、および、両者の形成材料のTgの差が30℃以上である場合の1以上を満たす場合を言う。
 本発明のガスバリアフィルム10aは、このように、支持体12と搬送支持体24とが異なる熱的特性を有することにより、前述のように、支持体12としてCOCフィルムなどの高価な低レタデーションフィルムを用いた際にも、搬送支持体24によってRtoRにおける搬送の安定化を図ると共に、搬送支持体24として安価なPETフィルムを用いることを可能にして、安価で、無機層14の損傷が無いガスバリアフィルム10aを実現している。
 前述のように、搬送支持体24は、最終的には剥離して廃棄されるものである。従って、低コストな材料を利用するのが好ましい。
 具体的には、PET、PP、および、PE等からなるプラスチックフィルムが好適に例示される。中でも、後述するTgの関係から、PETからなるプラスチックフィルムは、好適に利用される。
 本発明において、搬送支持体24の厚さは、12~100μmが好ましい。
 搬送支持体24の厚さを12μm以上とすることにより、搬送支持体24を設けることの効果を十分に発揮して、RtoRによる無機層14等の形成の際に支持体12(積層体26)の安定した搬送が可能になる等の点で好ましい。
 また、搬送支持体24の厚さを100μm以下とすることにより、無機層14等の形成の際における搬送支持体24の熱変形量を低減できる、後述する無機層14の形成の際の裏面からの冷却に対して熱伝導性が低下することを防止できる、軽量なガスバリアフィルム10aが得られる等の点で好ましい。
 以上の点を考慮すると、搬送支持体24の厚さは、20~75μmがより好ましい。
 本発明において、支持体12と搬送支持体24との厚さの比は、『搬送支持体24/支持体12』の比で0.1~4とするのが好ましい。
 支持体12と搬送支持体24との厚さの比を、この範囲とすることにより、支持体12と搬送支持体24との熱的特性の違いに起因して、無機層14や有機層16等の形成時に搬送支持体24が無機層14等に与えるストレスを低減でき、より高いガスバリア性が得られる等の点で好ましい。
 また、搬送支持体24は、ガラス転移温度(Tg)が60℃以上であるのが好ましく、70℃以上であるのがより好ましく、80℃以上であるのが特に好ましい。
 前述の支持体と同様、搬送支持体24のTgを60℃以上(Tgが60℃以上の材料からなるもの)とすることにより、無機層14および有機層16の形成の際における加熱による搬送支持体24の熱損傷を防止できる。さらに、搬送支持体24が溶融して、貼り付いてしまうブロッキング現象が防止できる等の点でも好ましい。
 さらに、搬送支持体24は、熱収縮率が0.5%超で2%以下であるのが好ましい。
 搬送支持体24の熱収縮率を0.5%超で2%以下とすることにより、加熱時における搬送支持体24の変形自身が抑制され、接着剤層20による変形緩和の効果と合せて、支持体12の変形を最大限抑制できる等の点で好ましい。これにより、適正な無機層14の形成が可能になり、かつ、形成済の無機層14の損傷を防止でき、より高いガスバリア性が得られる。
 図2(A)および図2(B)に、本発明のガスバリアフィルム10a(機能性フィルム)を製造する製造装置の一例を、概念的に示す。
 この製造装置は、無機層14を形成する無機成膜装置32と、有機層16を形成する有機成膜装置30とを有して構成される。
 図2(A)は無機成膜装置32であり、図2(B)は有機成膜装置30である。
 図2(A)に示す有機成膜装置30および図2(B)に示す無機成膜装置32は、共に、長尺な被形成材料(ウエブ状の被形成材料)を巻回してなるロールから、被形成材料を送り出し、被形成材料を長手方向に搬送しつつ各層の形成(成膜)を行い、各層を形成した被形成材料を、再度、ロール状に巻回する、前述のRtoR(ロール・ツー・ロール(Roll to Roll)を利用する装置である。
 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。
 ここで、図2(A)および図2(B)に示す製造装置は、図1(A)に示すような、長尺な支持体12の裏面に、接着剤層20を貼着し、この接着剤層20に搬送支持体24を貼着してなる積層体26の支持体12の表面(接着剤層20と逆面)に、無機層14と有機層16とを交互に形成して、ガスバリアフィルム10a等を製造するものである。
 従って、図2(A)に示す無機成膜装置32において被成膜材料Zaとなるのは、長尺な積層体26、および、積層体26の表面に1以上の層が形成された、表面が有機層16の材料である。
 他方、図2(B)に示す有機成膜装置において、被成膜材料Zbとなるのは、長尺な積層体26、および、積層体26の表面に1以上の層が形成された、表面が無機層14の材料である。
 無機成膜装置32は、被成膜材料Zaの表面に、気相堆積法によって無機層14を形成する装置で、供給室56と、成膜室58と、巻取り室60とを有する。
 なお、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、被成膜材料Zaの幅方向の位置を規制するガイド部材、各種のセンサなど、長尺な被形成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。幅方向とは、搬送方向と直交する方向である。
 供給室56は、回転軸64と、ガイドローラ68と、真空排気手段70とを有する。
 供給室56において、積層体26や有機層16等を形成された積層体26である、長尺な被成膜材料Zaを巻回した材料ロール61は、回転軸64に装填される。
 回転軸64に材料ロール61が装填されると、被成膜材料Zaは、供給室56から、成膜室58を通って、巻取り室60の巻取り軸92に至る、所定の搬送経路を通される。RtoRを利用する無機成膜装置32は、材料ロール61からの被成膜材料Zaの送り出しと、巻取り軸92での無機層形成済の被成膜材料Zaの巻き取りとを同期して行なって、被成膜材料Zaを長手方向に搬送しつつ、成膜室58において、被成膜材料Zaに連続的に無機層を形成する。
 供給室56においては、図示しない駆動源によって回転軸64を図中時計方向に回転して、材料ロール61から被成膜材料Zaを送り出し、ガイドローラ68によって所定の経路を案内して、隔壁72に形成されたスリット72aから、成膜室58に送る。
 なお、図示例の無機成膜装置32には、好ましい態様として、供給室56に真空排気手段74を、巻取り室60に真空排気手段76を、それぞれ設けている。無機成膜装置32においては、成膜中は、それぞれの真空排気手段によって、供給室56および巻取り室60の圧力を、後述する成膜室58の圧力に応じた、所定の圧力に保つ。これにより、隣接する室の圧力が、成膜室58の圧力すなわち成膜に影響を与えることを防止している。
 真空排気手段70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、ドライポンプ、ロータリーポンプなどの真空ポンプ等、真空での成膜装置に用いられている公知の排気手段が、各種、利用可能である。この点に関しては、後述する他の真空排気手段74および76も同様である。
 成膜室58は、被成膜材料Za(積層体26あるいは有機層16)の表面に、気相堆積法によって、無機層を形成するものである。図示例において、成膜室58は、ドラム80と、成膜手段82と、前述の真空排気手段74とを有する。
 成膜室58に搬送された被成膜材料Zaは、ガイドローラ84aによって所定の経路に案内され、ドラム80の所定位置に巻き掛けられる。被成膜材料Zaは、ドラム80によって所定位置に位置されつつ長手方向に搬送されて、連続的に無機層14を形成される。
 真空排気手段74は、成膜室58内を真空排気して、無機層14の形成に応じた真空度とするものである。
 ドラム80は、中心線を中心に図中反時計方向に回転する円筒状の部材である。
 供給室56から供給され、ガイドローラ84aによって所定の経路に案内され、ドラム80の所定位置に巻き掛けられた被成膜材料Zaは、ドラム80の周面の所定領域に掛け回されて、ドラム80に支持/案内されつつ、所定の搬送経路を搬送され、成膜手段82によって、表面に無機層を形成される。
 なお、ドラム80に温度調節手段を内包して、無機層14の成膜中に積層体26を例えば冷却してもよい。
 成膜手段82は、気相堆積法によって、被成膜材料Zaの表面に無機層14を形成するものである。
 本発明の製造方法において、無機層14は、前述の特許文献に記載される形成方法等、公知の気相堆積法(気相成膜法)で形成すればよい。従って、成膜手段82での成膜方法にも、特に限定は無く、CVD、プラズマCVD、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティング等、公知の成膜方法が、全て、利用可能である。
 従って、成膜手段82は、実施する気相堆積法に応じた、各種の部材で構成される。
 例えば、成膜室58がICP-CVD法(誘導結合型プラズマCVD)によって無機層14の成膜を行なうものであれば、成膜手段82は、誘導磁場を形成するための誘導コイルや、成膜領域に反応ガスを供給するためのガス供給手段等を有して構成される。
 成膜室58が、CCP-CVD法(容量結合型プラズマCVD)によって無機層14の成膜を行なうものであれば、成膜手段82は、中空状でドラム62に対向する面に多数の小孔を有し反応ガスの供給源に連結される、高周波電極および反応ガス供給手段として作用するシャワー電極等を有して構成される。
 成膜室58が真空蒸着によって無機層14の成膜を行なうものであれば、成膜手段82は、成膜材料を充填するルツボ(蒸発源)、ルツボを遮蔽するシャッタ、ルツボ内の成膜材料を加熱する加熱手段等を有して構成される。
 さらに、成膜室58が、スパッタリングによって無機層14の成膜を行なうものであれば、成膜手段82は、ターゲットの保持手段や高周波電極、ガスの供給手段等を有して構成される。
 なお、無機層14の形成条件は、成膜手段82の種類、目的とする膜厚や成膜レート等に応じて、適宜、設定すればよい。
 ドラム80に支持/搬送されつつ、無機層14を形成された被成膜材料Zaは、ガイドローラ84bによって所定経路に案内されて、隔壁75に形成されたスリット75aから、巻取り室60に搬送される。
 図示例において、巻取り室60は、ガイドローラ90と、巻取り軸92と、前述の真空排気手段76とを有する。
 巻取り室60に搬送された成膜済の被成膜材料Zaは、巻取り軸92によってロール状に巻回され、無機層14を形成された被成膜材料Zaを巻回してなる材料ロール93として有機成膜装置30に供給され、あるいは、ガスバリアフィルム10c等を巻回してなる材料ロール93として次工程に供給される。
 図2(B)に示す有機成膜装置30は、長尺な被成膜材料Zbを長手方向に搬送しつつ、有機層16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16を形成する装置である。
 図示例において、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、被成膜材料Zbのガイド部材、各種のセンサなど、長尺な被形成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。
 有機成膜装置30において、積層体26や、無機層14等を形成された積層体26である長尺な被成膜材料Zbを巻回してなる材料ロール93は、回転軸42に装填される。
 回転軸42に材料ロール93が装填されると、被成膜材料Zbは、材料ロール93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。
 RtoRを利用する有機成膜装置30では、材料ロール93からの被成膜材料Zbの送り出しと、巻取り軸46における有機層を形成した被成膜材料Zbの巻き取りとを同期して行なう。これにより、長尺な被成膜材料Zb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、有機層を形成する。
 塗布手段36は、被成膜材料Zbの表面に、予め調製した、有機層16を形成する塗料を塗布するものである。
 この塗料は、有機溶剤に、架橋して重合することによって有機層16となる有機化合物を、有機溶剤に溶解してなるものである。また、好ましくは、この塗料は、有機層16の密着性を向上するために、シランカップリング剤を含有する。さらに、この塗料には、界面活性剤(表面調節剤)、架橋剤(重合開始剤)、増加粘剤等の必要な成分を、適宜、添加してもよい。
 塗布手段36において、被成膜材料Zb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被成膜材料Zb(無機層14)の表面を損傷しない、ビードの形成により被成膜材料Zbの表面の凹凸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。ビートとは、液溜まりのことである。
 前述のように、被成膜材料Zb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、被成膜材料Zbが光照射手段40に至る前に、塗料を乾燥して、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。公知の方法が、各種利用可能である。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。
 被成膜材料Zb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、紫外線や可視光などを照射して、塗料に含まれる有機化合物を架橋して硬化し、有機層16とするものである。
 光照射手段40による塗膜の硬化時には、必要に応じて、被成膜材料Zb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、硬化時に被成膜材料Zbすなわち塗膜の温度を調節するようにしてもよい。
 なお、本発明において、有機層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16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16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。
 このようにして有機層16を形成された被成膜材料Zb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、有機層16を形成された被成膜材料Zbを巻回してなる材料ロール61とされる。
 この材料ロール61は、有機層16を形成した被成膜材料Zbを巻回してなる材料ロール61として無機成膜装置32に供給され、もしくは、ガスバリアフィルム10aや10bを巻回してなる材料ロール61として次工程に供給される。
 以下、図2に示す製造装置において、図1(A)に示す、無機層14を2層、有機層16を2層形成したガスバリアフィルム10aを作製する際の作用を説明する。
 なお、図1(B)に示すガスバリアフィルム10b、および、図1(C)に示すガスバリアフィルム10c等や、その他の層構成を有するガスバリアフィルムを作製する際にも、形成する無機層14の数および有機層16の数や、層構成に応じて、同様の無機層14および有機層16の形成を繰り返し行えばよい。
 まず、長尺な支持体12に接着剤層20を形成し、この接着剤層20に搬送支持体24を貼着してなる、長尺な積層体26を作製する。
 この積層体26は、例えば、図2(B)に示すような公知の有機層の成膜装置に、材料ロールからの長尺なシート状物の送りだし手段や、積層ローラ(積層ローラ対)などの長尺なシート状物に長尺なシート状物を積層する手段を組み込んだ装置等を用いるなど、2つのシート状物を接着剤(粘着剤)で貼着してなる長尺な積層体シートを作製する、RtoRによる公知の方法で製造すればよい。
 なお、積層体26の作製において、接着剤層20となる塗料の乾燥および硬化が不要な場合には、乾燥部および硬化部は不要である。また、接着剤層20は、接着剤層20となる長尺な粘着シートを支持体12に貼着することで形成してもよい。
 なお、積層体26は、搬送支持体24に接着剤層20を貼着した積層体を形成し、この積層体の接着剤層20に支持体12を貼着して作製してもよく、あるいは、支持体12に接着剤層20を貼着した積層体を形成し、この積層体の接着剤層20に搬送支持体24を貼着して作製してもよい。ここで、本発明においては、好ましくは支持体12として低レタデーションフィルムを用いるので、搬送支持体24に接着剤層20を形成した積層体を作製し、これに支持体12を積層する方法が、好適に利用される。
 また、この積層体26の作製の際に、前述のように搬送支持体24の離型処理等を施して、支持体12と接着剤層20とを強粘着とし、搬送支持体24と接着剤層20とを微粘着とする。
 このような積層体26を巻回してなるロールを作製したら、このロールを材料ロール61として、無機成膜装置32の供給室56の回転軸64に装填する。
 材料ロール61が回転軸64に装填されると、被成膜材料Zb(積層体26)が引き出され、供給室56から、成膜室58を経て巻取り室60の巻取り軸92に至る所定の経路を通される。
 材料ロール61から送り出された被成膜材料Zaは、ガイドローラ68によって案内されて成膜室58に搬送される。
 成膜室58に搬送された、被成膜材料Zaは、ガイドローラ84aに案内されてドラム80に巻き掛けられ、ドラム80に支持されて所定の経路を搬送されつつ、成膜手段82によって、例えば、CCP-CVDによって、1層目の無機層14を形成される。
 なお、無機層14の形成は、形成する無機層14に応じて、公知の気相堆積法による成膜方法で行えばよい。従って、使用するプロセスガスや成膜条件等は、形成する無機層14や膜厚等に応じて、適宜、設定/選択すればよい。
 無機層14を形成された被成膜材料Zaは、ガイドローラ84bに案内されて、巻取り室60に搬送される。
 巻取り室60に搬送された被成膜材料Zaは、ガイドローラ90によって巻取り軸92に案内され、巻取り軸92によってロール状に巻回され、材料ロール93とされる。
 1層目の無機層14を形成された積層体26を巻回してなる材料ロール93は、有機成膜装置30の回転軸42に装填される。
 回転軸42に材料ロール93が装填されると、被成膜材料Zb(1層目の無機層14を形成された積層体26)は、材料ロール93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。
 材料ロール93から引き出された被成膜材料Zbは、搬送ローラ対48によって塗布手段36に搬送され、表面に、有機層16となる塗料が塗布される。前述のように、有機層16となる塗料は、形成する有機層16に応じたモノマー等の有機化合物、シランッカップリング剤、重合開始剤等を有機溶剤に溶解してなるものである。
 有機層16となる塗料が塗布された被成膜材料Zbは、次いで、乾燥手段38によって加熱されて、有機溶剤を除去され塗料が乾燥される。
 塗料が乾燥された被成膜材料Zbは、次いで、光照射部によって紫外線等を照射され、有機化合物が架橋して硬化され、1層目の有機層16が形成される。なお、必要に応じて、有機層16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。また、有機層16となる有機化合物の硬化の際に、積層体26を加熱してもよい。
 1層目の有機層16が形成された被成膜材料Zbは、搬送ローラ対50によって搬送されて、巻取り軸46によってロール状に巻回され、無機層14および有機層16が1層ずつ形成された積層体26を巻回してなる材料ロール61として、再度、図2(A)に示す無機成膜装置32に供給される。
 無機層14および有機層16が1層ずつ形成された積層体26を巻回してなる材料ロール61は、先と同様、無機成膜装置32の回転軸64に装填され、材料ロール61から、無機層14および有機層16が1層ずつ形成された積層体26が被成膜材料Zaとして引き出されて巻取り軸92まで通紙され、1層目の有機層16の上に2層目の無機層14が形成されて、無機層14、有機層16および無機層14が形成された積層体26を巻回してなる材料ロール93とされ、再度、図2(B)に示す有機成膜装置30に供給される。
 無機層14、有機層16および無機層14が形成された積層体26を巻回してなる材料ロール93は、先と同様に、回転軸42に装填され、無機層14、有機層16および無機層14が形成された積層体26が被成膜材料Zbとして引き出されて巻取り軸46まで通紙され、2層目の無機層14の上に、有機層16となる塗料が塗布、乾燥され、さらに、硬化されて、2層の無機層14と2層の有機層16とが形成された、図1(A)に示されるガスバリアフィルム10aとされる。
 このガスバリアフィルム10aは、巻取り軸46にロール状に巻回され、ガスバリアフィルム10aが巻回された材料ロール61として、製品として出荷あるいは保管され、もしくは、次工程等に供給される。
 ここで、本発明においては、前述のように、搬送支持体24を有するので、支持体12が薄手で折れ曲がり易くても、RtoRによる無機層14や有機層16の形成において、安定した被成膜材料ZaおよびZbの搬送が可能である。
 また、前述のように、積層体26は、接着剤層20と支持体12との粘着力が5~50N/25mmで、接着剤層20を搬送支持体24との粘着力が0.01~1N/25mmである。そのため、無機層14の形成によって加熱され、また、有機層16の形成において塗料を乾燥するために加熱され、支持体12と搬送支持体24とが異なる変形をしても、接着剤層20と搬送支持体24とが剥離および貼着を繰り返すことで、この互いに異なる変形を吸収するので、支持体12と搬送支持体24の剥離や支持体12のシワ等が生じることがなく、これに起因する無機層14の損傷を防止できる。
 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。
 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。
 [実施例1]
 支持体12として、幅1000mmで厚さが50μmの長尺なCOCフィルム(グンゼ社製、F1フィルム)を用意した。この支持体12の熱収縮は、MD方向が0.05%、TD方向が0.02%である。
 また、搬送支持体24として、幅が1000mmで厚さが50μmの長尺なPETフィルム(東レ社製、ルミラー)を用意した。このPETフィルムの熱収縮は、MD方向が1%、TD方向が0.5%である。また、この搬送支持体24の表面に、フッ素コートによる離型処理を施した。
 搬送支持体24の離型処理を施した面に、接着剤層20として、アクリル系OCA(パナック社製、PDS1)を塗布した。なお、アクリル系OCAは、硬化後の接着剤層20の厚さが25μmとなるように塗布した。
 次いで、接着剤層20に支持体12(COCフィルム)を貼着して、支持体12、接着剤層20および搬送支持体24からなる積層体26を作製した。
 なお、以上の処理は、接着剤の塗布手段や、長尺なシート状物の積層手段を有する、RtoRによる公知の装置を用いて行った。
 この積層体26の支持体12および搬送支持体24と接着剤層20との粘着力を、JIS Z 0237にならった剥離試験方法で測定したところ、支持体12と接着剤層20との粘着力が20N/25mm、搬送支持体24と接着剤層20との粘着力が0.5N/25mmであった。
 この積層体26として巻回してなる材料ロール61を、図2(A)に示す無機成膜装置32の回転軸64に装填して、支持体12の表面(接着剤層20と逆側の面)に、厚さ25nmの無機層14を形成した。すなわち、積層体26が被成膜材料Zaである。
 成膜ガスは、シランガス(SiH4)、アンモニアガス(NH3)、窒素ガス(N2)および水素ガス(H2)を用いた。供給量は、シランガスが100sccm、アンモニアガスが200sccm、窒素ガスが500sccm、水素ガスが500sccmとした。また、成膜圧力は50Paとした。
 シャワー成膜電極には、高周波電源から、周波数13.5MHzで3000Wのプラズマ励起電力を供給した。さらに、ドラム62には、バイアス電源から、500Wのバイアス電力を供給した。また、成膜中は、ドラム62の温度を-20℃に調整した。
 無機層14の形成を終了したら、供給室56、成膜室58および巻取り室60に清浄化した乾燥空気を導入して大気開放した。
 次いで、無機層14を形成した積層体26を巻回してなる材料ロール93を、巻取り室60から取り出した。
 無機層14を形成した積層体26を巻回してなる材料ロール93を、図2(B)に示す有機成膜装置30の回転軸42に装填して、無機層14の表面に、厚さ3μmの有機層16を形成した。すなわち、無機層14を形成した積層体26が被成膜材料Zbである。
 有機層16を形成する塗料は、MEKに、TMPTA(ダイセル・サイテック社製)、光重合開始剤(チバケミカルズ社製 Irg189)、シランカップリング剤(信越シリコーン社製 KBM5103)、および、増加粘剤(大成ファインケミカル社製 アクリット8BR500)を添加して、調製した。すなわち、有機層16は、TMPTAを重合してなる層である。
 光重合開始剤の添加量は、有機溶剤を除いた濃度で2質量%、シランカップリング剤の添加量は、有機溶剤を除いた濃度で10質量%、増加粘剤の添加量は、有機溶剤を除いた濃度で1質量%とした。すなわち、この塗料において、固形分における有機化合物の量は87質量%である。
 また、これらの比率で配合した成分をMEKに希釈した塗料の固形分濃度は、15質量%とした。すなわち、この塗料において、MEKの量は85質量%である。
 塗布手段36はダイコータを用いた。乾燥手段38は、ノズルからの乾燥風を吹き出す装置を用い、乾燥は80℃で行った。さらに、光照射手段40からは紫外線を照射して、重合を行った。なお、紫外線による硬化は、紫外線の照射量が積算照射量で約500mJ/cm2となるようにして、支持体12を裏面側から80℃に加熱しながら行った。
 次いで、無機層14の上に有機層16を形成した積層体26を巻回してなる材料ロール61を、再度、図2(A)に示す無機成膜装置32に装填し、先と同様にして、厚さ50nmの無機層14を形成して、無機層14、有機層16および無機層14を形成してなる積層体26を巻回してなる材料ロール93を得た。
 さらに、この材料ロール93を、再度、図2(B)に示す有機成膜装置30に装填し、先と同様にして、厚さ0.5μmの有機層16を形成して、支持体12、接着剤層20および搬送支持体24からなる積層体26の表面に、無機層14、有機層16、無機層14および有機層16を形成してなる、図1(A)に示すガスバリアフィルム10aを作製した。
 [実施例2~3]
 支持体12の厚さを25μmとした以外(実施例2); および、
 支持体12の厚さを100μmとした以外(実施例3);
は、実施例1と同様にして、図1(A)に示すガスバリアフィルム10aを作製した。
 支持体12はCOCフィルムである。
 [実施例4~7]
 搬送支持体24の厚さを12μmにした以外(実施例4);
 搬送支持体24の厚さを75μmにした以外(実施例5);
 支持体12の厚さを25μmとし、搬送支持体24の厚さを12μmにした以外(実施例6); および、
 支持体12の厚さを25μmとし、搬送支持体24の厚さを100μmにした以外(実施例7);
は、実施例1と同様にして図1(A)に示すガスバリアフィルム10aを作製した。
 搬送支持体24はPETフィルム、支持体12はCOCフィルムである。
 [実施例8~11]
 接着剤層20の厚さを5μmにした以外(実施例8);
 接着剤層20の厚さを10μmにした以外(実施例9);
 接着剤層20の厚さを100μmにした以外(実施例10); および、
 接着剤層20の厚さを200μmにした以外(実施例11);
は、実施例1と同様にして、図1(A)に示すガスバリアフィルム10aを作製した。
 接着剤層20はアクリル系OCAである。
 [実施例12~13]
 支持体12の裏面にフッ素コートを施した以外(実施例12); および、
 支持体12の裏面にコロナ処理を施した以外(実施例13);
は、実施例1と同様にして、図1(A)に示すガスバリアフィルム10aを作製した。
 実施例1と同様に支持体12と接着剤層20との粘着力を測定したところ、実施例12が5N/25mm、実施例13が30N/25mmであった。
 支持体12はCOCフィルム、接着剤層20はアクリル系OCA、支持体12の裏面とは接着剤層20の形成面である。
 [実施例14~16]
 支持体12を厚さ50μmのPCフィルム(帝人社製 T138)に変更した以外(実施例14);
 支持体12を厚さ25μmのPCフィルムに変更した以外(実施例15); および、
 支持体を12を厚さ100μmのPCフィルムに変更した以外(実施例16);
は、実施例1と同様にして、図1(A)に示すガスバリアフィルム10aを作製した。
 なお、この支持体12の熱収縮は、MD方向が0.3%、TD方向が0.3%である。
 また、実施例1と同様に支持体12と接着剤層20との粘着力を測定したところ、いずれも20N/25mmであった。
 接着剤層20はアクリル系OCAである。
 [実施例17~18]
 搬送支持体24の表面に実施例1とは異なるフッ素コートによる離型処理を施した以外(実施例17); および、
 搬送支持体24の表面に実施例1とは異なるフッ素コートによる離型処理を施した以外(実施例18);
は、実施例1と同様にして、図1(A)に示すガスバリアフィルム10aを作製した。なお、実施例18のフッ素コートは、実施例17とも異なるフッ素コートとした。
 実施例1と同様に、搬送支持体24と接着剤層20との粘着力を測定したところ、実施例17は、0.01N/25mm、実施例18は、1N/25mmであった。
 搬送支持体24はPETフィルム、接着剤層20はアクリル系OCAである。
 [実施例19]
 接着剤層20として、2液硬化型のウレタン接着剤(三井化学社製 タケネート)を用いた以外は、実施例1と同様にして、図1(A)に示すガスバリアフィルム10aを作製した。
 実施例1と同様に支持体12および搬送支持体24と接着剤層20との粘着力を測定したところ、支持体12と接着剤層20との粘着力は20N/25mm、搬送支持体24と接着剤層20との粘着力は0.5N/25mmであった。
 支持体12ははCOCフィルム、搬送支持体24はPETフィルムである。
 [比較例1]
 搬送支持体24の表面の離型処理を行わない以外は、実施例1と同様にして、図1(A)に示すガスバリアフィルム10aを作製した。
 実施例1と同様に支持体12および搬送支持体24と接着剤層20との粘着力を測定したところ、支持体12と接着剤層20および搬送支持体24と接着剤層20共に、20N/25mmであった。
 支持体12はCOCフィルム、搬送支持体24はPETフィルム、接着剤層20はアクリル系OCAである。
 [比較例2]
 搬送支持体24の表面の離型処理を行わず、支持体12の接着剤層20との貼着面に同様の離型処理を施した以外は、実施例1と同様にして、図1(A)に示すガスバリアフィルム10aを作製した。
 実施例1と同様に支持体12および搬送支持体24と接着剤層20との粘着力を測定したところ、支持体12と接着剤層20との粘着力は0.5N/25mm、搬送支持体24と接着剤層20との粘着力は20N/25mmであった。
 支持体12はCOCフィルム、搬送支持体24はPETフィルム、接着剤層20はアクリル系OCAである。
 [比較例3]
 支持体12の裏面にコロナ処理を施した以外は、実施例1と同様にして、図1(A)に示すガスバリアフィルム10aを作製した。なお、このコロナ処理の条件は、先の実施例13とは異なる条件とした。
 実施例1と同様に、搬送支持体24と接着剤層20との粘着力を測定した結果、支持体12と接着剤層20との粘着力は55N/25mmであった。
 支持体12はCOCフィルム、接着剤層20はアクリル系OCA、支持体12の裏面とは接着剤層20の形成面である。
 [比較例4]
 搬送支持体24の表面に実施例1とは異なるフッ素コートによる離型処理を施した以外は、実施例1と同様にして、図1(A)に示すガスバリアフィルム10aを作製した。なお、このフッ素コートは、先の実施例17および実施例18とも異なるものとした。
 実施例1と同様に、搬送支持体24と接着剤層20との粘着力を測定した結果、0.005N/25mmであった。
 搬送支持体24はPETフィルム、接着剤層20はアクリル系OCAである。
 [比較例5]
 支持体12の裏面に、搬送支持体24と同じフッ素コートによる離型処理を施した以外は、実施例1と同様にして、図1(A)に示すガスバリアフィルム10aを作製した。
 実施例1と同様に、支持体12と接着剤層20との粘着力を測定した結果、0.5N/25mmであった。
 支持体12はCOCフィルム、搬送支持体24はPETフィルム、接着剤層20はアクリル系OCA、支持体12の裏面とは接着剤層20の形成面である。
 [評価]
 このようにして作製した実施例1~19および比較例1~2のガスバリアフィルム10aについて、搬送支持体24を剥離した後、接着剤層20に外光反射防止用のλ/4フィルム(帝人社製のPCフィルム)を貼着して、ガスバリア性および全光線透過率を評価した。
 <ガスバリア性>
 λ/4フィルムを貼着したガスバリアフィルムの水蒸気透過率[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。なお、恒温恒湿処理の条件は、温度40℃、湿度90%RHとした。
 7×10-6[g/(m2・day)]未満のものを『AAA』;
 7×10-6[g/(m2・day)]以上、9×10-6[g/(m2・day)]未満のものを『AA』;
 9×10-6[g/(m2・day)]以上、2.5×10-5[g/(m2・day)]未満のものを『A』;
 2.5×10-5[g/(m2・day)]以上、4.5×10-5[g/(m2・day)]未満のものを『B』;
 4.5×10-5[g/(m2・day)]以上、9×10-5[g/(m2・day)]未満のものを『C』;
 9×10-5[g/(m2・day)]以上、2×10-4[g/(m2・day)]未満のものを『D』;
 2×10-4[g/(m2・day)]以上のものを『E』; と、評価した。
 <全光線透過率>
 λ/4フィルムを貼着したガスバリアフィルムの全光線透過率を、日本電色工業社製のNDH5000を用いて、JIS K 7361に準拠して測定した。
 結果を下記の表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
上記表に示されるように、本発明のガスバリアフィルムは、いずれも、9×10-5[g/(m2・day)]未満という優れたガスバリア性を有する。また、支持体12として、光学特性に優れるCOCフィルムやPCフィルムを用い、かつ、接着剤層20としてOCAを用いることにより、全光線透過率も90%と、良好な光学特性を有している。なお、実施例17は、接着剤層20として2液性硬化型のウレタン接着剤を用いたため、全光線透過率が他の物よりも低い。
 これに対し、支持体12および搬送支持体24と、接着剤層20との粘着力が共に20N/25mmである比較例1は、無機層14および有機層16の形成時に、接着剤層20と支持体12との剥離が生じ、これに起因して、無機層14が損傷して、ガスバリア性が低下したと考えられる。
 また、支持体12と接着剤層20との粘着力が0.5N/25mmで、搬送支持体24と接着剤層20との粘着力が20N/25mmである比較例2は、搬送支持体24と接着剤層20との粘着力が大きい。そのため、熱収縮率が大きい搬送支持体24の変形が支持体12に伝播され、支持体12にシワが発生し、この支持体12のシワに起因して無機層14に割れやヒビ等が生じてしまい、ガスバリア性が低下したと考えられる。
 また、支持体12と接着剤層20との粘着力が55N/25mmで、搬送支持体24と接着剤層20との粘着力が0.5N/25mmである比較例3は、支持体12と接着剤層20との接着力が強すぎて剛性が高い状態となってしまった。そのため、支持体12の変形を抑制できず、この支持体12の変形に起因して無機層14に割れやヒビ等が生じてしまい、ガスバリア性が低下したと考えられる。
 また、支持体12と接着剤層20との粘着力が20N/25mmで、搬送支持体24と接着剤層20との粘着力が0.005N/25mmである比較例4は、搬送支持体24の剥離が生じて、無機層14の形成時等に搬送が不安定になってしまい、これに起因して無機層14に割れやヒビ等が生じてしまい、ガスバリア性が低下したと考えられる。
 さらに、支持体12と接着剤層20との粘着力および搬送支持体24と接着剤層20との粘着力が共に0.5N/25mmである比較例5は、支持体12と接着剤層20との粘着力が弱すぎる。そのため、支持体12が変形してシワが発生し、この支持体12のシワに起因して無機層14に割れやヒビ等が生じてしまい、ガスバリア性が低下したと考えられる。
 以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
 有機ELデバイスの保護フィルム等として、好適に利用可能である。
 10a,10b,10c ガスバリアフィルム
 12 支持体
 14 無機層
 16 有機層
 20 接着剤層
 24 搬送支持体
 26 積層体
 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
 42,64 回転軸
 46,92 巻取り軸
 48,50 搬送ローラ対
 56 供給室
 58 成膜室
 60 巻取り室
 61,93 材料ロール
 68,84a,84b,90 ガイドローラ
 70,74,76 真空排気手段
 72,75 隔壁
 80 ドラム

Claims (10)

  1.  支持体と、前記支持体の上に交互に形成された有機層および無機層と、前記支持体の有機層および無機層の形成面と逆面に貼着される接着剤層と、この接着剤層に貼着される、前記支持体と異なる熱的特性を有する搬送支持体とを有し、かつ、
     前記接着剤層と支持体との粘着力が5~50N/25mmで、前記接着剤層と搬送支持体との粘着力が0.01~1N/25mmであることを特徴とする機能性フィルム。
  2.  前記接着剤層の厚さが15~250μmである請求項1に記載の機能性フィルム。
  3.  前記接着剤層は、全光線透過率が85%以上で、リタデーション値が5nm以下である請求項1または2に記載の機能性フィルム。
  4.  前記支持体は、リタデーション値が300nm以下である請求項1~3のいずれか1項に記載の機能性フィルム。
  5.  前記支持体は、ガラス転移温度が130℃以上で、熱収縮率が0.5%以下で、厚さが20~120μmであり、
     前記搬送支持体は、ガラス転移温度が60℃以上で、熱収縮率が0.5%超で2%以下、厚さが12~100μmである請求項1~4のいずれか1項に記載の機能性フィルム。
  6.  5~50N/25mmの粘着力で支持体と接着剤層とが貼着され、かつ、前記接着剤層の支持体と逆面に、0.01~1N/25mmの粘着力で、前記支持体と熱的特性が異なる搬送支持体が貼着されてなる、長尺な積層体を作製し、
     この積層体を長手方向に搬送しつつ、前記支持体の接着剤層と逆面に、塗布法による有機層および気相成膜法による無機層を、交互に形成することを特徴とする機能性フィルムの製造方法。
  7.  前記接着剤層の厚さが15~250μmである請求項6に記載の機能性フィルムの製造方法。
  8.  前記接着剤層は、全光線透過率が85%以上で、リタデーション値が5nm以下である請求項6または7に記載の機能性フィルムの製造方法。
  9.  前記支持体は、リタデーション値が300nm以下である請求項6~8のいずれか1項に記載の機能性フィルムの製造方法。
  10.  前記支持体は、ガラス転移温度が130℃以上で、熱収縮率が0.5%以下で、厚さが20~120μmであり、
     前記搬送支持体は、ガラス転移温度が60℃以上で、熱収縮率が0.5%超で2%以下、厚さが12~100μmである請求項6~9のいずれか1項に記載の機能性フィルムの製造方法。
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