(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバと、前記チャンバ内において、透明な樹脂基板を搬送経路の上流から下流に、一定の搬送速度で搬送するための巻出ロールおよび巻取ロールと、前記搬送経路の途中に、成膜速度を調整するため、形成する薄膜の膜厚に応じて数および間隔の少なくとも一方が制御されて配置された複数のターゲットとを備えた成膜装置を用いて機能性フィルムを製造する方法であって、
前記樹脂基板を前記搬送経路に沿って前記搬送速度で搬送しながら、
前記樹脂基板上にスパッタ法により密着層を形成し、
前記密着層の形成に続けて前記密着層上に、高屈折率層、低屈折率層、および表面抵抗値１０Ω／□〜５００Ω／□の透明導電膜をスパッタ法により形成して、前記樹脂基板と異なる屈折率を有し、かつ温度４０℃、相対湿度９０％の環境下における水蒸気透過度が０．１ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下の光学膜を形成し、
前記密着層および前記光学膜が形成された機能性フィルムを前記巻取ロールに巻き取ることを特徴とする機能性フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能性フィルムの製造方法に関し、特に、光学機能と水蒸気に対するバリア機能とを併せ持った光学膜と、優れた導電機能を有する透明導電膜とを備える機能性フィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスに用いられる機能性フィルムに要求される機能としては、バリア機能、光学機能、導電機能などが挙げられる。従来から、このような機能性フィルムとして、バリア機能、光学機能、導電機能のうち２つあるいは３つの機能を併せ持つものがある。
【０００３】
具体的には、基体上に、反射防止層とバリア層とが形成された機能性フィルム（例えば、特許文献１参照）や、高分子フィルムの一面に、防湿膜、耐エッチング膜、導電膜が順に積層されてなる防湿性透明導電性フィルムがある（例えば、特許文献２参照）。
また、機能性フィルムとして、第１の基材の上にガスバリア層が形成され、ガスバリア層の上に透明粘着材層を介して第２の基材が配置されている透明フィルム（例えば、特許文献３参照）や、高屈折率層及び低屈折率層のうちの少なくとも一層が、ガスバリア性スパッタ膜よりなるガスバリア性と反射防止性能と兼備するガスバリア性反射防止フィルムもある（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開２００５−７０６１６号公報
【特許文献２】特開２００６−４６３３号公報
【特許文献３】特開２００６−３２７０９８号公報
【特許文献４】特開２００４−２９１４６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の機能性フィルムは、光学機能と水蒸気に対する優れたバリア機能とを持ち、なおかつ、十分な導電機能を有するものではなかった。
また、従来の機能性フィルムは、多数の製造工程を経て製造されるため、製造工程を少なくして生産性を向上させることが要求されていた。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、光学機能と水蒸気に対するバリア機能とを有し、しかも、優れた導電機能を有する機能性フィルムを容易に製造することのできる機能性フィルムの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の機能性フィルムの製造方法は、チャンバと、前記チャンバ内において、透明な樹脂基板を搬送経路の上流から下流に、一定の搬送速度で搬送するための巻出ロールおよび巻取ロールと、前記搬送経路の途中に、成膜速度を調整するため、形成する薄膜の膜厚に応じて数および間隔の少なくとも一方が制御されて配置された複数のターゲットとを備えた成膜装置を用いて機能性フィルムを製造する方法であって、前記樹脂基板を前記搬送経路に沿って前記搬送速度で搬送しながら、前記樹脂基板上にスパッタ法により密着層を形成し、前記密着層の形成に続けて前記密着層上に、高屈折率層、低屈折率層、および表面抵抗値１０Ω／□〜５００Ω／□の透明導電膜をスパッタ法により形成して、前記樹脂基板と異なる屈折率を有し、かつ温度４０℃、相対湿度９０％の環境下における水蒸気透過度が０．１ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下の光学膜を形成し、前記密着層および前記光学膜が形成された機能性フィルムを前記巻取ロールに巻き取ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の機能性フィルムは、透明な樹脂基板の少なくとも一方の面に、少なくとも光学膜と透明導電膜とが備えられた機能性フィルムであって、温度４０℃、相対湿度９０％の環境下における水蒸気透過度が０．１ｇ/ｍ２・ｄａｙ以下であり、前記光学膜が、前記樹脂基板と異なる屈折率を有し、光学機能と水蒸気に対するバリア機能とを備えたものであり、前記透明導電膜が、表面抵抗値１０Ω／□〜５００Ω／□のものであり、光学膜によって光学機能と水蒸気に対する十分に高いバリア機能とが得られ、透明導電膜によって十分に高い導電機能が得られる。
このため、本発明の機能性フィルムは、電子ペーパーに代表されるような電子デバイス用の透明基板として好ましく用いることができる。
さらに、本発明の機能性フィルムは、透明導電膜が、表面抵抗値１０Ω／□〜５００Ω／□のものであるので、太陽電池用電極（およそ１０Ω/□）や、表示デバイスの電極（およそ３５〜１００Ω/□）、タッチパネル用電極（およそ２００〜５００Ω/□）、電磁波シールド（およそ１０Ω/□）、静電防止膜（数ｋΩ/□以下）などに好ましく用いることができる。
【００１４】
また、本発明の機能性フィルムは、光学膜によって光学機能とバリア機能との２つの機能が得られるものであるので、例えば、樹脂基板上に、光学機能膜とバリア機能膜とを別々に形成した場合と比較して、少ない製造工程で容易に製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
「第１実施形態」
図１は、本発明の機能性フィルムの一例を示した断面図である。図１に示す機能性フィルム１０は、透明な樹脂基板１１の一方の面に、光学膜１２と透明導電膜１５とが形成されてなるものである。図１に示すように、本実施形態においては、光学膜１２が、高屈折率層１３と低屈折率層１４と透明導電膜１５と低屈折率層１６の４層からなるものとされており、透明導電膜１５が、光学膜１２の一部を構成している。
【００１６】
図１に示す機能性フィルム１０は、温度４０℃、相対湿度９０％の環境下における水蒸気透過度（ＷＶＴＲ）が０．１ｇ/ｍ２・ｄａｙ以下のものである。機能性フィルム１０の水蒸気透過度が上記範囲を超えると、水蒸気に対するバリア機能が不十分となり、電子デバイス用の透明基板として機能性フィルム１０を用いることができない場合がある。
【００１７】
機能性フィルム１０を構成する透明な樹脂基板１１としては、光学膜１２の成膜工程や後工程に耐えうる十分な強度を有し、表面の平滑性の良好なものが用いられる。透明な樹脂基板１１に用いられる材料としては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリスルホンフィルム、ポリアリレートフィルム、環状ポリオレフィンフィルム、ポリイミド等を用いることができる。なお、機能性フィルム１０が表示装置の前面板として適用される場合には、透明な樹脂基板１１の材料として、透明性と耐熱性に優れたポリカーボネートやポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）を用いることが好ましい。
【００１８】
また、透明な樹脂基板１１の厚さは、機能性フィルム１０の薄型化と可撓性とを考慮して、１０〜２００μm程度とすることが好ましい。また、透明な樹脂基板１１には、周知の種々の添加剤や安定剤、具体的には帯電防止剤、紫外線防止剤、可塑剤、滑剤、易接着剤などが含有されていてもよい。また、透明な樹脂基板１１の表面には、光学膜１２との密着性を改善するために、前処理としてコロナ処理、低温プラズマ処理、イオンボンバード処理、薬品処理などが施されていてもよい。
【００１９】
また、光学膜１２は、樹脂基板１１と異なる屈折率を有するものであり、機能性フィルム１０の光学特性を調整する光学機能を有しているとともに、水蒸気に対するバリア機能を有している。本実施形態の光学膜１２は、屈折率の異なる４層の薄膜を特定の膜厚で積層することにより得られたものである。光学膜１２を構成する薄膜としては、酸化物、硫化物、フッ化物、窒化物などの材料からなる薄膜を用いることができる。薄膜の屈折率は、使用する材料によって異なる。したがって、薄膜の材料、膜厚、積層数を調整することにより光学膜１２の光学機能を調整でき、例えば、光学膜１２を、可視光域あるいは紫外域、赤外域での反射防止膜や、反射膜、半透過膜、加飾膜等として機能するものすることができる。
【００２０】
光学膜１２を構成する高屈折率層１３としては、二酸化チタン（２．４）、二酸化ジルコニウム（２．０）、硫化亜鉛（２．３）、酸化タンタル（２．１）、酸化亜鉛（２．１）、酸化インジウム（２．０）などの屈折率の高い材料が用いられる（上記括弧内の数値は屈折率を表す）。
また、光学膜１２を構成する低屈折率層１４、１６としては、酸化マグネシウム（１．６）、二酸化珪素（１．５）、フッ化マグネシウム（１．４）、フッ化カルシウム（１．３〜１．４）、フッ化セリウム（１．６）、フッ化アルミニウム（１．３）などの屈折率の低い材料が用いられる（上記括弧内の数値は屈折率を表す）。
【００２１】
また、光学膜１２は、真空蒸着法、スパッタリング法などの物理的気相析出法やＣＶＤ法などの化学的気相析出法を用いて形成することができるが、スパッタリング法を用いて形成されたものであることが好ましい。スパッタリング法を用いて形成された光学膜１２は、緻密な薄膜となる。スパッタリング法を用い、膜厚２０ｎｍ以上の光学膜１２を形成することにより、水蒸気透過度（ＷＶＴＲ）が０．１ｇ/ｍ２・ｄａｙ以下である優れたバリア機能を有する機能性フィルムとすることができる。
【００２２】
また、本実施形態において、光学膜１２を構成する透明導電膜１５は、高屈折率層としての機能を有し、表面抵抗値が１０Ω／□〜５００Ω／□であるものであればよく、機能性フィルム１０の目的や用途などに応じて種々の材料を使用することができ、特に限定されるものではない。透明導電膜１５の材料としては、具体的には、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）から選ばれるいずれか１種または２種もしくは３種の混合酸化物を用いることが好ましい。真空成膜により形成される酸化インジウムスズや酸化亜鉛、酸化スズからなる透明導電膜１５は、光学的に屈折率の高い材料に分類される。また、上述した透明導電膜１５を構成する材料には、添加物が加えられていてもよい。なお、透明導電膜１５は、太陽電池、電子ペーパー等の表示デバイス、タッチパネル等の電極として用いる場合には、必要に応じて電極構造に合わせパターニングされる。パターニング処理としては、エッチングによる方法やマスクによる方法が用いられる。
【００２３】
また、本発明においては、透明導電膜１５の材料として、高屈折率層としての機能が得られ、容易に上記範囲の表面抵抗値とすることができ、信頼性が高く、多くの使用実績のある酸化インジウムスズを用いることが特に好ましい。透明導電膜１５として、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなるものを用いる場合、酸化インジウムにドープされる酸化スズの含有比は、機能性フィルム１０に要求される導電機能などの性能に応じて任意の割合を選択できるが、ＩＴＯ薄膜を１０Ω／□〜５００Ω／□の低抵抗とするためには、酸化スズの含有比を３重量％〜２０重量％の範囲とすることが望ましい。また、透明導電膜１５の機械強度を高めるためには、酸化スズの含有比を１０重量％未満とし、ＩＴＯ薄膜を結晶化させることが望ましい。また、透明導電膜１５にフレキシブル性を持たせるためには、酸化スズの含有比を１０重量％以上とし、ＩＴＯ薄膜をアモルファス化することが望ましい。
【００２４】
酸化インジウムスズは、一般的なガラスやプラスチック基材と比較して、屈折率の高い高屈折率材料に分類される。したがって、基板上にＩＴＯを形成すると、得られた機能性フィルムの透過率を低下（反射率が増大）させてしまう。そこで、従来から、基板上にＩＴＯ膜に加えて、複数の高屈折率材料と低屈折率材料とを適当な膜厚で成膜してなる光学膜を形成することにより、機能性フィルムの透過率を増大させ（反射率を低減させる）ていた。しかしながら、このようにして機能性フィルムの透過率を増大させた場合、工程数が増えてしまう問題があった。
これに対し、本実施形態においては、透明導電膜１５が高屈折率層としての機能するものであり、透明導電膜１５が光学膜１２の一部を構成しているので、光学膜１２を構成する透明導電膜１５が導電機能を有しないものであり、光学膜１２と別個に透明導電膜を設ける場合と比較して、工程数を少なくすることができる。
【００２５】
また、透明導電膜１５は、真空蒸着法、スパッタリング法などの物理的気相析出法やＣＶＤ法などの化学的気相析出法を用いて形成することができるが、スパッタリング法を用いて形成されたものであることが好ましい。特に、スパッタリング法は、堆積粒子のエネルギーが高く、緻密な薄膜を形成することができるため、優れたバリア機能を有する透明導電膜１５を形成することができ、好ましい。
【００２６】
図１に示す本実施形態の機能性フィルム１０は、温度４０℃、相対湿度９０％の環境下における水蒸気透過度が０．１ｇ/ｍ２・ｄａｙ以下であり、光学膜１２が、樹脂基板１１と異なる屈折率を有し、光学機能と水蒸気に対するバリア機能とを備えたものであり、透明導電膜１５が、表面抵抗値１０Ω／□〜５００Ω／□のものであり、光学膜１２によって光学機能と水蒸気に対する十分に高いバリア機能とが得られ、透明導電膜１５によって十分に高い導電機能が得られる。
したがって、図１に示す機能性フィルム１０は、電子ペーパーなどの電子デバイス用の透明基板として好ましく用いることができる。
【００２７】
また、図１に示す機能性フィルム１０は、光学膜１２によって光学機能とバリア機能の２つの機能が得られるものであるので、例えば、樹脂基板上に、光学機能膜とバリア機能膜とを別々に形成した場合と比較して、少ない製造工程で容易に製造できる。
【００２８】
また、図１に示す機能性フィルム１０では、光学膜１２が、高屈折率層１３と低屈折率層１４と高屈折率層として機能する透明導電膜１５と低屈折率層１６とからなるものであるので、光学膜１２が、単層である場合と比較して高度な光学性能を付与することができる。
【００２９】
また、図１に示す機能性フィルム１０では、光学膜１２が複数層からなり、透明導電膜１５が高屈折率層として機能する光学膜１２の一部であるので、図１に示す機能性フィルム１０を表示デバイスの透明基板として用いた場合に表示デバイスの視認性を向上させることができる。また、透明導電膜１５が高屈折率層として機能する光学膜１２の一部であるので、透明導電膜１５によって、透過・反射色調整、あるいは意匠性の付与を行なうことが可能となる。
【００３０】
「第２実施形態」
図２は、本発明の機能性フィルムの他の例を示した断面図である。図２に示す機能性フィルム２０は、透明な樹脂基板２１の一方の面に、表面平滑層２２を介して光学膜２３と透明導電膜２４とが形成され、他方の面に、ハードコート２５と防汚層２６とを形成してなるものである。
【００３１】
透明な樹脂基板２１としては、図１に示す機能性フィルム１０を構成する透明な樹脂基板１１と同様のものが用いられる。
また、透明導電膜２４としては、図１に示す機能性フィルム１０を構成する透明導電膜１５と同様のものら用いられる。
【００３２】
光学膜２３は、樹脂基板２１と異なる屈折率を有するものであり、機能性フィルム２０の光学特性を調整する光学機能を有しているとともに、水蒸気に対するバリア機能を有している。また、光学膜２３は、樹脂基板２１と屈折率の異なる１層の薄膜を特定の膜厚で積層することにより得られたものである。光学膜１２を構成する薄膜としては、酸化物、硫化物、フッ化物、窒化物などの材料からなる薄膜を用いることができる。薄膜の屈折率は、使用する材料によって異なる。したがって、薄膜の材料や膜厚を調整することにより光学膜２３の光学機能を調整でき、例えば、光学膜２３を、可視光域あるいは紫外域、赤外域での反射防止膜や、反射膜、半透過膜、加飾膜等として機能するものすることができる。
【００３３】
また、光学膜２３は、図１に示す機能性フィルム１０を構成する光学膜１２と同様に、真空蒸着法、スパッタリング法などの物理的気相析出法やＣＶＤ法などの化学的気相析出法を用いて形成することができるが、スパッタリング法を用いて形成されたものであることが好ましい。スパッタリング法を用いて形成された光学膜２３は、緻密な薄膜となる。スパッタリング法を用い、膜厚２０ｎｍ以上の光学膜２３を形成することにより、水蒸気透過度（ＷＶＴＲ）が０．１ｇ/ｍ２・ｄａｙ以下である優れたバリア機能を有する機能性フィルムとすることができる。
【００３４】
表面平滑層２２は、樹脂基板２１の一方の面に光学膜２３を成膜する前に形成されることにより、機能性フィルム２０のバリア機能を高めるとともに、透明導電膜２４の表面の平滑性を高めるものである。
表面平滑層２２を形成する材料としては、透明性と適度な硬度および機械的強度を有するもが用いられ、アクリル系樹脂、有機シリコーン系樹脂、ポリシロキサン等の樹脂材料を用いることが好ましい。
【００３５】
表面平滑層２２は、マイクログラビア、スクリーン等の各種コーティング方法を用いて塗工することによって形成することができる。なお、塗工により表面平滑層２２を形成する場合には、塗工液に樹脂フィラーや無機のフィラーを混合させることにより高硬度化・易滑化してもよい。
また、表面平滑層２２は、有機蒸着法により形成してもよい。有機蒸着法により表面平滑層２２を形成する方法としては、特に限定されないが、例えば、アクリレートもしくはメタクリレート又はそれらの混合樹脂溶液を、有機物蒸着装置で蒸発させてコーティングドラム上に配置された樹脂基板２１上に凝縮させた後、電子線照射装置にて電子線を照射する硬化処理を行うことにより形成することができる。なお、ここでの硬化処理では、電子線を照射する代わりに、紫外線を照射してもよい。
【００３６】
ハードコート２５は、耐擦傷性、耐衝撃性を高め、機能性フィルム２０の表面の耐久性を向上させるものである。
ハードコート２５は、透明性と適度な硬度と機械的強度とを有しているものであればよく、特に限定されない。ハードコート２５を形成する材料としては、例えば、電離放射線や紫外線を照射することによって硬化された樹脂や熱硬化性の樹脂などが使用でき、特に紫外線硬化型のアクリル樹脂や有機珪素系の樹脂、熱硬化型のポリシロキサン樹脂などが好適である。また、ハードコート２５を形成する樹脂は、透明な樹脂基板２１と屈折率が同等もしくは近似していることがより好ましい。
ハードコート２５の膜厚は、十分な強度を有するものとするために３μｍ以上とすることが好ましく、透明性、塗工精度、取り扱いやすさを考慮して５〜７μｍの範囲とすることがより好ましい。
【００３７】
防汚層２６は、機能性フィルム２０の表面に汚れが付きにくくなるようにするものである。
防汚層２６は、表面の防汚性を高めるものであれば、いかなるものであっても良く、特に限定されないが、撥水性および／または撥油性を有し、表面の防汚性を高めることができるとともに、表面を保護することができるものであることが好ましい。防汚層２６を形成する材料としては、例えば、有機化合物、好ましくはフッ素含有有機化合物が適している。また、防汚層２６を形成する材料として撥水性を示す材料を用いる場合、疎水基を有する化合物を用いることが好ましく、具体的には、フルオロカーボンやパーフルオロシラン等や、これらの高分子化合物等が好適である。
【００３８】
防汚層２６の膜厚は、機能性フィルム２０を光学デバイスに用いる場合、光学機能を損なわないように５０ｎｍ以下とすることが好ましく、１０ｎｍ以下とすることがより好ましい。
防汚層２６は、材料に応じて真空蒸着法、プラズマＣＶＤ法などの真空成膜プロセスや、マイクログラビア、スクリーン印刷等のウェットプロセスの各種コーティング方法を用いて形成することができる。
【００３９】
図２に示す本実施形態の機能性フィルム２０は、図１に示す機能性フィルム１０と同様に、温度４０℃、相対湿度９０％の環境下における水蒸気透過度が０．１ｇ/ｍ２・ｄａｙ以下であり、光学膜２３が、樹脂基板２１と異なる屈折率を有し、光学機能と水蒸気に対するバリア機能とを備えたものであり、透明導電膜２４が、表面抵抗値１０Ω／□〜５００Ω／□のものであり、光学膜２３によって光学機能と水蒸気に対する十分に高いバリア機能とが得られ、透明導電膜２４によって十分に高い導電機能が得られる。したがって、図２に示す機能性フィルム２０は、電子ペーパーなどの電子デバイス用の透明基板として好ましく用いることができる。
また、図２に示す機能性フィルム２０は、光学膜２３によって光学機能とバリア機能の２つの機能が得られるものであるので、少ない製造工程で容易に製造できる。
【００４０】
また、図２に示す機能性フィルム２０では、透明な樹脂基板２１の一方の面に、表面平滑層２２が形成され、透明な樹脂基板２１の他方の面に、ハードコート２５と防汚層２６とが形成されているので、機能性フィルム２０は、表面平滑層２２、ハードコート２５、防汚層２６それぞれの機能がさらに付与された優れたものとなる。
【００４１】
「第３実施形態」
図３は、本発明の積層体の一例を示した断面図である。図３に示す積層体３０は、本発明の機能性フィルムである第１の機能性フィルム３２と、第２の機能性フィルム３９とが粘着層３６を介して貼り合わされてなるものである。
第１の機能性フィルム３２は、透明な樹脂基板３１の一方の面に、密着層３３と光学膜３４と透明導電膜３５とを形成してなるものである。また、第２の機能性フィルム３９は、透明な樹脂基板３７にハードコート３８を形成してなるものである。
【００４２】
透明な樹脂基板３１、３７としては、図１に示す機能性フィルム１０を構成する透明な樹脂基板１１と同様のものが用いられる。なお、本実施形態においては、第２の機能性フィルム３９を構成する透明な樹脂基板３７に代えて、ガラス基板を用いてもよい。また、本実施形態においては、第１の機能性フィルム３２に粘着層３６を介して第２の機能性フィルム３６を貼り合わせたが、第２の機能性フィルム３９に代えて、ガラスまたは樹脂からなる透明基板を貼り合わせてもよい。
【００４３】
また、光学膜３４としては、図２に示す機能性フィルム２０を構成する光学膜２３と同様のものが用いられる。
また、透明導電膜３５としては、図１に示す機能性フィルム１０を構成する透明導電膜１５と同様のものが用いられる。
ハードコート３８としては、図２に示す機能性フィルム２０を構成するハードコート２５と同様のものが用いられる。
【００４４】
密着層３３は、光学膜３４と透明な樹脂基板３１との密着性を高めるものである。
密着層３３は、密着性を高めることができるものであれば、いかなるものであってもよく、特に限定されないが、例えば、密着層３３を形成する材料として、コロイダルシリカなどを分散させた樹脂や、クロムやシリコン等の金属亜酸化物などが挙げられる。例えば、密着層３３がコロイダルシリカを分散させた樹脂からなるものである場合、密着層３３、樹脂をコーティングするウェットプロセスを用いて形成できる。また、密着層３３がクロムやシリコン等の金属亜酸化物からなるものである場合、密着層３３はスパッタリング法などの真空成膜を用いて形成できる。
なお、密着層３３の膜厚は、透明度を阻害しないように１０nm以下とすることが好ましい。
【００４５】
粘着層３６としては、例えば、アクリル系、ゴム系、ポリエステル系などの透明粘着剤を用いることができ、アクリル系の透明粘着剤を用いることが好ましい。また、粘着層３６として用いられる透明粘着剤は、熱や光で架橋させずとも粘着性を有するものであってもよいし、熱架橋タイプや光（紫外線、電子線）架橋タイプのものであってもよい。
【００４６】
図３に示す本実施形態の積層体３０は、第１の機能性フィルム３２が本発明の機能性フィルムであるので、第１の機能性フィルム３２が温度４０℃、相対湿度９０％の環境下における水蒸気透過度が０．１ｇ/ｍ２・ｄａｙ以下のものであり、第１の機能性フィルム３２を構成する光学膜３４が、樹脂基板３１と異なる屈折率を有し、光学機能と水蒸気に対するバリア機能とを備えたものであり、透明導電膜３５が、表面抵抗値１０Ω／□〜５００Ω／□のものであり、光学膜３４によって光学機能と水蒸気に対する十分に高いバリア機能とが得られ、透明導電膜３５によって十分に高い導電機能が得られる。したがって、図３に示す積層体３０は、電子ペーパーなどの電子デバイス用の透明基板として好ましく用いることができる。
また、図３に示す積層体３０は、光学膜３４によって光学機能とバリア機能の２つの機能が得られるものであるので、少ない製造工程で容易に製造できる。
【００４７】
また、図３に示す積層体３０では、第１の機能性フィルム３２の光学膜３４と透明な樹脂基板３１との間に、密着層３３が形成されているとともに、第２の機能性フィルム３６にハードコート３８が形成されているので、積層体３０は、密着層３３とハードコート３８それぞれの機能が付与された優れたものとなる。
【００４８】
また、図３に示す積層体３０は、第１の機能性フィルム３２と第２の機能性フィルム３９とが貼り合わされてなる積層体であるので、工程上のハンドリングを向上させて生産性を高めたり、製品仕様を向上させて機能性を高めたりすることができる。
【００４９】
なお、本発明の機能性フィルムおよび積層体は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明の機能性フィルムを構成する光学膜および透明導電膜の他に、透明な樹脂基板の一方の面または両面に、保護膜が設けられていてもよい。
保護膜は、本発明の機能性フィルムまたは積層体を構成する薄膜を保護するためのものであり、薄膜を保護することができるものであればいかなるものであってもよく、特に限定されない。保護膜などを形成する材料としては、透明性と適度な硬度および機械的強度とを有するものであることが好ましく、具体的には例えば、アクリル系樹脂、有機シリコーン系樹脂、ポリシロキサン等の樹脂材料を挙げることができる。
【００５０】
また、保護膜は、マイクログラビア、スクリーン等の各種コーティング方法を用いて塗工することによって形成することができる。なお、塗工により保護膜を形成する場合には、塗工液に樹脂フィラーや無機のフィラーを混合させることにより高硬度化・易滑化してもよい。
また、保護膜は、有機蒸着法により形成してもよい。有機蒸着法により保護膜を形成する方法としては、特に限定されないが、例えば、アクリレートもしくはメタクリレート又はそれらの混合樹脂溶液を、有機物蒸着装置で蒸発させてコーティングドラム上に配置された樹脂基板上に凝縮させた後、電子線照射装置にて電子線を照射する硬化処理を行うことにより形成することができる。なお、ここでの硬化処理では、電子線を照射する代わりに、紫外線を照射してもよい。
【００５１】
このような保護層が、透明な樹脂基板の一方の面または両面に積層されてなる機能性フィルムとすることで、機能性フィルムに保護層の機能をさらに付与することが可能となる。
【００５２】
「第４実施形態」
図４は、本発明の機能性フィルムの製造方法を説明するための図であって、図４（ａ）は本発明の機能性フィルムを製造する際に用いられるスパッタ装置（成膜装置）を示した概略図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）に示すスパッタ装置を用いて製造された本発明の機能性フィルムを示した断面図である。
【００５３】
図４（ｂ）に示す機能性フィルム５０は、透明な樹脂基板４６の一方の面に、密着層３３と光学膜５２と透明導電膜５５とが形成されてなるものである。図４に示すように、本実施形態においては、図１に示す機能性フィルム１０と同様に、光学膜５２が、高屈折率層５３と低屈折率層５４と透明導電膜５５と低屈折率層５６の４層からなるものとされており、透明導電膜５５が光学膜５２の一部を構成している。
【００５４】
なお、図４（ｂ）に示す機能性フィルム５０を構成する透明な樹脂基板４６、光学膜５２としては、図１に示す機能性フィルム１０と同様のものが用いられている。
また、密着層３３としては、図３に示す積層体３０と同様のものが用いられている。
【００５５】
図４（ａ）に示すスパッタ装置４０は、チャンバ４７と、複数のロール４８と、複数のスパッタターゲット４５と、冷却ドラム４４とを備えている。
チャンバ４７内は真空とされており、チャンバ４７には、チャンバ４７内の圧力を制御するポンプなどからなる圧力調整手段（図示略）やスパッタターゲットに対してパワーを印加する手段（図示略）、チャンバ４７内にガスを供給するガス供給手段（図示略）などが備えられている。
【００５６】
ロール４８は、チャンバ４７内において、透明な樹脂基板４６を支持しながら搬送経路の上流から下流に搬送するためのものである。ロール４８は、巻出ロール４１と巻取ロール４２とフリーロール４３とからなる。巻出ロール４１は、成膜前の樹脂基板４６を所定の速度で送出するものである。また、巻取ロール４２は、成膜後の樹脂基板４６を巻き取るものである。また、フリーロール４３は、樹脂基板４６を所定の経路で搬送するために巻出ロール４１と巻取ロール４２との間に配置されたものである。図４に示すスパッタ装置４０は、これらのロール４８を備えることにより、巻出ロール４１から巻取ロール４２に、いわゆるロールトゥロール搬送を行なうものとされている。
【００５７】
スパッタターゲット４５は、成膜される薄膜の材質に対応する材料からなるものであり、樹脂基板４６の搬送経路の途中に所定の間隔を空けて複数配置されている。図４に示すスパッタ装置４０においては、符号４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅで示されるように、スパッタターゲット４５が５つ設けられている。なお、隣り合うスパッタターゲット４５間の間隔は、一定でもよいし、それぞれ異なっていてもよく、成膜される薄膜の材質や厚さ、成膜速度、不純物の混合されやすさなどに基づいて、適宜決定できる。また、スパッタターゲット４５の数は、特に限定されるものではなく、成膜される薄膜の数や材質、厚さ、成膜速度、不純物の混合されやすさなどに基づいて、適宜決定できる。
【００５８】
冷却ドラム４４は、チャンバ４７内において、搬送経路に沿って移動する透明な樹脂基板４６を冷却するものである。
【００５９】
このようなスパッタ装置４０を用いて、図４（ｂ）に示す機能性フィルム５０を製造するには、まず、チャンバ４７内にスパッタターゲット４５を配置して、チャンバ４７内を真空排気する。
その後、図４（ａ）に示すように、巻出ロール４１から巻き出された樹脂基板４６をフリーロール４３によって搬送経路に沿って搬送しながら、密着層３３の材質に対応するスパッタターゲット４５ａをスパッタすることにより、樹脂基板４６上に密着層３３を形成する。
次に、さらに樹脂基板４６を搬送経路に沿って搬送させながら、光学膜５２の材質に対応するスパッタターゲット４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅをスパッタすることにより、密着層３３上に高屈折率層５３と低屈折率層５４と透明導電膜５５と低屈折率層５６の４層からなり、表面抵抗値１０Ω／□〜５００Ω／□の透明導電膜５５を含み、樹脂基板４６と異なる屈折率を有し、光学機能と水蒸気に対するバリア機能とを備えた光学膜５２を成膜（光学膜形成工程、透明導電膜形成工程）することで、温度４０℃、相対湿度９０％の環境下における水蒸気透過度が０．１ｇ/ｍ２・ｄａｙ以下である図４（ｂ）に示す機能性フィルム５０が形成されて巻取ロール４２に巻き取られる。
【００６０】
なお、図４（ａ）に示すスパッタ装置４０では、樹脂基板４６の搬送速度をほぼ一定とすることができるように、スパッタターゲット４５の数や間隔を制御する方法などにより、各薄膜における成膜速度を調整することが好ましい。具体的には例えば、成膜速度を遅くして成膜することが好ましい薄膜については、同じ材質の２個以上のスパッタターゲット４５を配置して、搬送経路に沿って搬送されている樹脂基板４６がスパッタターゲット４５と対向して搬送されている時間を長くする。また、成膜速度を早くして成膜できる薄膜については、１個のスパッタターゲット４５を配置して、搬送経路に沿って搬送されている樹脂基板４６がスパッタターゲット４５と対向して搬送されている時間を、上述した成膜速度を遅くして成膜することが好ましい薄膜と比較して、短くする。このようにして、樹脂基板４６がスパッタターゲット４５と対向して搬送されている時間を調整することで、各薄膜における成膜時間を調節することができ、各薄膜における成膜速度を調整できる。
【００６１】
上記の方法などを用いて各薄膜の成膜速度を調整することで、複数の材質からなる異なる厚みの複数の薄膜を有する図４（ｂ）に示す機能性フィルム５０を、樹脂基板４６の搬送速度をほぼ一定としたまま、１つのチャンバ４７内において容易に効率よく製造できる。
【００６２】
また、図４（ａ）に示すスパッタ装置４０では、チャンバ４７内の各薄膜の成膜に用いられる各領域が、それぞれ各薄膜を成膜するに際して好ましい成膜条件となるように制御されている。図４（ａ）に示すスパッタ装置４０を用いて、チャンバ４７内を開放することなく、１つのチャンバ４７内において複数の材質からなる複数の薄膜を成膜する場合、各薄膜において相互に不純物が混合しないように、各薄膜の成膜に用いられる各領域間におけるコンダクタンスができる限り小さくなるようにすることが好ましい。また、必要に応じて、各薄膜の成膜に用いられる各領域間に中間室を設け、異なる薄膜が成膜される領域との間の差圧が１：１００以上となるようにして、各薄膜において相互に不純物が混合することを防止することが好ましい。
【００６３】
図４（ａ）に示すスパッタ装置４０は、複数のスパッタターゲット４５とロール４８とを備えることにより、巻出ロール４１から巻き出された樹脂基板４６を搬送経路に沿って搬送させながら、樹脂基板４６上に密着層３３と光学膜５２（透明導電膜５５）とを形成して機能性フィルム５０とした後、巻取ロール４２に巻き取るものとされている。よって、図４（ａ）に示すスパッタ装置４０では、チャンバ４７内を開放することなく、連続してチャンバ４７内で密着層３３および光学膜５２（透明導電膜５５）の成膜が行なわれる。したがって、図４（ｂ）に示す機能性フィルム５０を製造する際に、大気解放および真空排気の工程を複数回行う必要がなく、容易に効率よく製造できる。
【００６４】
「電子デバイス」
上述した本発明の機能性フィルムおよび積層体は、光学膜によって光学機能と水蒸気に対する十分に高いバリア機能とが得られ、透明導電膜によって十分に高い導電機能が得られるものであるので、電子ペーパーなどの種々の電子デバイスに好ましく用いることができる。
また、本発明の機能性フィルムおよび積層体は、製造工程の少ないものであるので、本発明の機能性フィルムや積層体を電子デバイスに適用することにより、容易に高品質の電子デバイスを作製できる。
【実施例】
【００６５】
次に、実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。
【００６６】
［実施例１］
ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）からなる透明な樹脂基板上に、表１に示す層構成を表１に示す材料および膜厚で表１に示す成膜方法を用いて形成することにより、電子ペーパーの前面基板用の機能性フィルムを作製した。なお、このとき、透明導電膜（ＩＴＯ）は、電子ペーパーの電極構造にあわせパターニング処理を行っている。
【００６７】
【表１】
0005417698.tif 000002
【００６８】
［比較例１］
実施例１と同様の樹脂基板上に、表２に示す層構成を表２に示す材料および膜厚で表２に示す成膜方法を用いて形成することにより、電子ペーパーの前面基板用の機能性フィルムを作製した。なお、このとき、透明導電膜（ＩＴＯ）は、実施例１と同様に、電子ペーパーの電極構造にあわせパターニング処理を行っている。
【００６９】
【表２】
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【００７０】
［比較例２］
実施例１と同様の樹脂基板上に、表３に示す層構成を表３に示す材料および膜厚で表３に示す成膜方法を用いて形成することにより、電子ペーパーの前面基板用の機能性フィルムを作製した。なお、このとき、透明導電膜（ＩＴＯ）は、実施例１と同様に、電子ペーパーの電極構造にあわせパターニング処理を行っている。
【００７１】
【表３】
0005417698.tif 000004
【００７２】
このようにして得られた実施例１、比較例１および比較例２の機能性フィルムについて、樹脂基板の水蒸気透過度（ＷＶＴＲ）と、機能性フィルムの水蒸気透過度（ＷＶＴＲ）と、透明導電膜の表面抵抗値と、照明光源Ｄ６５、入射角度５°、視野２°のときのＣＩＥＬＡＢ色空間におけるｂ＊の数値と、色味とを調べた。その結果を表４に示す。
【００７３】
【表４】
0005417698.tif 000005
【００７４】
また、実施例１、比較例１および比較例２の機能性フィルムを電子ペーパーの前面基板として用いた電子デバイスを作製し、温度６０℃、相対湿度９０％の環境下に１０００時間暴露する耐久性試験を行った。その結果を表４に示す。
【００７５】
表４に示すように、実施例１の機能性フィルムでは、ＣＩＥＬＡＢ色空間におけるｂ＊の数値の絶対値が小さく、光学膜による光学機能によって、透過光がニュートラルで良好な色再現性を示すことが確認できた。
また、実施例１の機能性フィルムでは、表面抵抗値が良好で十分に高い導電機能が得られた。
また、実施例１の機能性フィルムは、水蒸気透過度が０．１ｇ/ｍ２・ｄａｙ以下であり、バリア機能も良好であった。さらに、実施例１の機能性フィルムを用いた電子デバイスでは、耐久性試験による劣化は見られず、良好な耐久性を有していることが確認できた。
【００７６】
これに対し、比較例１の機能性フィルムでは、実施例１と同様に、光学膜による光学機能によって、透過光がニュートラルで良好な色再現性を示すことが確認できた。また、比較例１の機能性フィルムにおいても、表面抵抗値が良好で十分に高い導電機能が得られた。しかし、比較例１の機能性フィルムでは、水蒸気透過度が大きく、バリア機能が不十分であった。また、比較例１の機能性フィルムを用いた電子デバイスでは、耐久性試験による劣化が見られ、実施例１の電子デバイスと比較して、耐久性が劣ることが分かった。
【００７７】
また、比較例２の機能性フィルムにおいては、表面抵抗値が良好で十分に高い導電機能が得られた。しかし、比較例２の機能性フィルムでは、光学膜がないため、光学膜による光学機能が得られず、ＣＩＥＬＡＢ色空間におけるｂ＊の数値が大きく、透過光が黄色味がかってしまうことが分かった。このため、比較例２の機能性フィルムでは、色調整用のフィルターを付与する必要があった。
また、比較例２の機能性フィルムでは、水蒸気透過度が大きく、バリア機能が不十分であった。また、比較例２の機能性フィルムを用いた電子デバイスでは、耐久性試験による劣化が見られ、実施例１の電子デバイスと比較して、耐久性が劣ることが分かった。
【００７８】
［実施例２］
実施例１と同様の樹脂基板上に、表５に示す層構成を表５に示す材料および膜厚で表５に示す成膜方法を用いて形成することにより、無機ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）の前面基板用の機能性フィルムを作製した。なお、実施例２を構成する透明導電膜は、光学膜の高屈折率層としての機能が得られるものである。また、このとき、透明導電膜（ＩＴＯ）は、無機ＥＬの電極構造にあわせパターニング処理を行っている。
【００７９】
【表５】
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【００８０】
［比較例３］
実施例１と同様の樹脂基板上に、表６に示す層構成を表６に示す材料および膜厚で表６に示す成膜方法を用いて形成することにより、無機ＥＬの前面基板用の機能性フィルムを作製した。また、このとき、透明導電膜（ＩＴＯ）は、実施例２と同様に、無機ＥＬの電極構造にあわせパターニング処理を行っている。
【００８１】
【表６】
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【００８２】
このようにして得られた実施例２および比較例３の機能性フィルムについて、樹脂基板の水蒸気透過度（ＷＶＴＲ）と、機能性フィルムの水蒸気透過度（ＷＶＴＲ）と、透明導電膜の表面抵抗値と、全光線透過率（ＪＩＳ−Ｋ７１０５）とを調べた。その結果を表７に示す。
【００８３】
【表７】
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【００８４】
また、実施例２および比較例３の機能性フィルムを無機ＥＬの前面基板として用いた電子デバイスを作製し、温度６０℃、相対湿度９０％の環境下に１０００時間暴露する耐久性試験を行った。その結果を表７に示す。
【００８５】
表７に示すように、実施例２の機能性フィルムでは、比較例３の機能性フィルムと比較して全光線透過率が大きく、光学膜による光学機能による透過率向上効果が確認できた。
また、実施例２の機能性フィルムでは、表面抵抗値が良好で十分に高い導電機能が得られた。
また、実施例２の機能性フィルムでは、水蒸気透過度が０．１ｇ/ｍ２・ｄａｙ以下であり、バリア機能も良好であった。さらに、実施例２の機能性フィルムを用いた電子デバイスでは、耐久性試験による輝度の低下は見られず、良好な耐久性を有していることが確認できた。
【００８６】
また、比較例３の機能性フィルムは、バリア機能が不十分であるため、比較例３の機能性フィルムを用いた電子デバイスでは、耐久性試験による輝度の低下が見られ、実施例２の電子デバイスと比較して、耐久性が劣ることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】図１は、本発明の機能性フィルムの一例を示した断面図である。
【図２】図２は、本発明の機能性フィルムの他の例を示した断面図である。
【図３】図３は、本発明の積層体の一例を示した断面図である。
【図４】図４は、本発明の機能性フィルムの製造方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０、２０、３２、３９…機能性フィルム、１１、２１、３１，３７、４６…樹脂基板、１２、２３、３４、５２…光学膜、１３…高屈折率層、１４，１６…低屈折率層、１５、２４、３５、５５…透明導電膜、２２…表面平滑層、２５、３８…ハードコート、２６…防汚層、３０…積層体、３３…密着層、３６…粘着層、４０…スパッタ装置、４１…巻出ロール、４２…巻取ロール、４３…フリーロール、４４…冷却ドラム、４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅ…スパッタリングターゲット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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