(57)【要約】      （修正有）【課題】量子ドット含有樹脂層との接着性が高く、長期間使用後も性能劣化がなく、安定性に優れた機能性フィルム、及びこれを備えた電子デバイスの提供。【解決手段】基材２上に、遷移金属（Ｍ１）含有層４と、有機ケイ素化合物含有層６とが順次積層されている機能性フィルム１。前記遷移金属（Ｍ１）が、５〜１１族の元素から選択される遷移金属であり、特に、５族の元素から選択される遷移金属である機能性フィルム１。前記有機ケイ素化合物が、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基又はエポキシ基から選択される重合性置換基を有する機能性フィルム１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に、遷移金属（Ｍ１）含有層と、有機ケイ素化合物含有層とが順次積層されていることを特徴とする機能性フィルム。
【請求項２】
前記遷移金属（Ｍ１）が、５〜１１族の元素からなる群より選択される遷移金属であることを特徴とする請求項１に記載の機能性フィルム。
【請求項３】
前記遷移金属（Ｍ１）が、５族の元素からなる群より選択される遷移金属であることを特徴とする請求項２に記載の機能性フィルム。
【請求項４】
前記有機ケイ素化合物が、重合性置換基を有することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の機能性フィルム。
【請求項５】
前記重合性置換基が、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基及びエポキシ基からなる群より選択される置換基であることを特徴とする請求項４に記載の機能性フィルム。
【請求項６】
前記基材と前記遷移金属（Ｍ１）含有層との間に、金属（Ｍ２）含有層を有し、
前記金属（Ｍ２）が、１２〜１４族の元素からなる群より選択される金属であることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の機能性フィルム。
【請求項７】
前記金属（Ｍ２）が、Ｓｉであることを特徴とする請求項６に記載の機能性フィルム。
【請求項８】
前記金属（Ｍ２）含有層が、ポリシラザン化合物の塗布膜を転化して形成された膜からなることを特徴とする請求項７に記載の機能性フィルム。
【請求項９】
前記遷移金属（Ｍ１）含有層と前記金属（Ｍ２）含有層とが隣接する領域における組成を（Ｍ２）（Ｍ１）ｘＯｙＮｚ（０．０２＜ｘ＜５０、ｙ＞０、ｚ≧０）で表したとき、下記式（１）を満たすことを特徴とする請求項６から請求項８までのいずれか一項に記載の機能性フィルム。
（２ｙ＋３ｚ）／（ａ＋ｂｘ）＜１・・・式（１）
（式（１）中、ａは金属（Ｍ２）の最大価数、ｂは遷移金属（Ｍ１）の最大価数を表す。）
【請求項１０】
前記有機ケイ素化合物含有層が、シランカップリング剤を含む液を塗布して形成された膜からなることを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の機能性フィルム。
【請求項１１】
前記有機ケイ素化合物含有層に、更に重合性ポリマーが含有されていることを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載の機能性フィルム。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１までのいずれか一項に記載の機能性フィルムを備えたことを特徴とする電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能性フィルム及びこれを備えた電子デバイスに関する。より詳しくは、量子ドット含有樹脂層との接着性が高い機能性フィルム、及びこれを備えた電子デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶テレビ（ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）  ＴＶ）の色再現性拡大技術の一つとして、赤や緑の量子ドット（Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｄｏｔ：ＱＤ）を用いた技術が注目されている。
【０００３】
量子ドットは水や酸素に弱いため、エポキシ樹脂やアクリル樹脂などの硬化性樹脂に分散させて用いられるが、更にその量子ドット（ＱＤ）含有樹脂層を２枚のガスバリアー性フィルムでラミネートすることで、より水や酸素に強いＱＤシートを作製する方法が一般的に知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
しかしながら、ＱＤ含有樹脂層は硬化する際に起こる膜収縮によって、ガスバリアー性フィルムとの接着性を維持できないという問題を抱えていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１３−５４４０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、ＱＤ含有樹脂層との接着性が高い機能性フィルム、及びこれを備えた電子デバイスを提供することである。
【０００７】
さらには、長期間使用後も性能劣化がなく、安定性に優れた機能性フィルム、及びこれを備えた電子デバイスを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討する過程において、基材上に、遷移金属（Ｍ１）含有層と、有機ケイ素化合物含有層とが順次積層されていることにより、ＱＤ含有樹脂層との接着性が高い機能性フィルム、及びこれを備えた電子デバイスを提供できることを見出し、本発明に至った。
【０００９】
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
【００１０】
１．基材上に、遷移金属（Ｍ１）含有層と、有機ケイ素化合物含有層とが順次積層されていることを特徴とする機能性フィルム。
【００１１】
２．前記遷移金属（Ｍ１）が、５〜１１族の元素からなる群より選択される遷移金属であることを特徴とする第１項に記載の機能性フィルム。
【００１２】
３．前記遷移金属（Ｍ１）が、５族の元素からなる群より選択される遷移金属であることを特徴とする第２項に記載の機能性フィルム。
【００１３】
４．前記有機ケイ素化合物が、重合性置換基を有することを特徴とする第１項から第３項までのいずれか一項に記載の機能性フィルム。
【００１４】
５．前記重合性置換基が、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基及びエポキシ基からなる群より選択される置換基であることを特徴とする第４項に記載の機能性フィルム。
【００１５】
６．前記基材と前記遷移金属（Ｍ１）含有層との間に、金属（Ｍ２）含有層を有し、
前記金属（Ｍ２）が、１２〜１４族の元素からなる群より選択される金属であることを特徴とする第１項から第５項までのいずれか一項に記載の機能性フィルム。
【００１６】
７．前記金属（Ｍ２）が、Ｓｉであることを特徴とする第６項に記載の機能性フィルム。
【００１７】
８．前記金属（Ｍ２）含有層が、ポリシラザン化合物の塗布膜を転化して形成された膜からなることを特徴とする第７項に記載の機能性フィルム。
【００１８】
９．前記遷移金属（Ｍ１）含有層と前記金属（Ｍ２）含有層とが隣接する領域における組成を（Ｍ２）（Ｍ１）ｘＯｙＮｚ（０．０２＜ｘ＜５０、ｙ＞０、ｚ≧０）で表したとき、下記式（１）を満たすことを特徴とする第６項から第８項までのいずれか一項に記載の機能性フィルム。
【００１９】
（２ｙ＋３ｚ）／（ａ＋ｂｘ）＜１・・・式（１）
（式（１）中、ａは金属（Ｍ２）の最大価数、ｂは遷移金属（Ｍ１）の最大価数を表す。）
【００２０】
１０．前記有機ケイ素化合物含有層が、シランカップリング剤を含む液を塗布して形成された膜からなることを特徴とする第１項から第９項までのいずれか一項に記載の機能性フィルム。
【００２１】
１１．前記有機ケイ素化合物含有層に、更に重合性ポリマーが含有されていることを特徴とする第１項から第１０項までのいずれか一項に記載の機能性フィルム。
【００２２】
１２．第１項から第１１項までのいずれか一項に記載の機能性フィルムを備えたことを特徴とする電子デバイス。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の上記手段により、ＱＤ含有樹脂層との接着性が高い機能性フィルム、及びこれを備えた電子デバイスを提供することができる。
【００２４】
さらには、長期間使用後も性能劣化がなく、安定性に優れた機能性フィルム、及びこれを備えた電子デバイスを提供することができる。
【００２５】
本発明の効果の発現機構・作用機構については明確になっていないが、以下のように推察している。
【００２６】
本発明の機能性フィルムは、基材上に、遷移金属（Ｍ１）含有層と、有機ケイ素化合物含有層とが順次積層されていることを特徴とする。
有機ケイ素化合物含有層（有機ケイ素化合物として、例えば、シランカップリング剤）を有することにより、遷移金属（Ｍ１）含有層（無機膜）とＱＤ含有樹脂層（有機膜）との接着性をより高くすることが可能となる。
【００２７】
また、遷移金属（Ｍ１）含有層を有していることにより、表面エネルギーを上げるためのドライ表面処理を行わなくても、ＱＤ含有樹脂層との接着性を十分に確保することができる。
【００２８】
さらに、本発明の機能性フィルムは、遷移金属（Ｍ１）含有層と有機ケイ素化合物含有層との間において、より高い接着性とガスバリアー性の向上効果を得ることができる。
これは、遷移金属（Ｍ１）（好ましくは５〜１１族の遷移金属、特に好ましくは５族のＮｂ）とＳｉとの間で、より強固な結合が形成されやすいためであると推察される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の機能性フィルムの概略構成の一例を示す断面図
【図２】本発明の機能性フィルムの概略構成の一例を示す断面図
【図３】ＱＤシートの概略構成の一例を示す断面図
【図４】ＱＤシートの概略構成の一例を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の機能性フィルムは、基材上に、遷移金属（Ｍ１）含有層と、有機ケイ素化合物含有層とが順次積層されていることを特徴とする。この特徴は、請求項１から請求項１２までの請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。
【００３１】
本発明の実施態様としては、接着性及びガスバリアー性を向上させる観点から、遷移金属（Ｍ１）が、５〜１１族の元素からなる群より選択される遷移金属であることが好ましく、５族の元素からなる群より選択される遷移金属であることがより好ましい。
【００３２】
また、有機ケイ素化合物が重合性置換基を有し、更には、当該重合性置換基がアクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基及びエポキシ基からなる群より選択される置換基であることが好ましい。これにより、有機ケイ素化合物含有層上に樹脂（層）を積層した際、当該樹脂との間で結合を形成し、接着性を向上させることができる。
【００３３】
また、基材と遷移金属（Ｍ１）含有層との間に、金属（Ｍ２）含有層を有し、当該金属（Ｍ２）が１２〜１４族の元素からなる群より選択される金属であり、更には、当該金属（Ｍ２）が、Ｓｉであることが好ましい。これは、上述したのと同様に、遷移金属（Ｍ１）（好ましくは５〜１１族の遷移金属、特に好ましくは５族のＮｂ）とＳｉとの間で、より強固な結合が形成されやすく、その結果、より高い接着性とガスバリアー性とを得ることができるためである。
【００３４】
また、ガスバリアー性向上の観点から、金属（Ｍ２）含有層がポリシラザン化合物の塗布膜を転化して形成された膜からなることが好ましい。
【００３５】
また、ガスバリアー性向上の観点から、遷移金属（Ｍ１）含有層と金属（Ｍ２）含有層とが隣接する領域における組成を（Ｍ２）（Ｍ１）ｘＯｙＮｚ（０．０２＜ｘ＜５０、ｙ＞０、ｚ≧０）で表したとき、上記式（１）を満たすことが好ましい。
【００３６】
また、接着性向上の観点から、有機ケイ素化合物含有層がシランカップリング剤を含む液を塗布して形成された膜からなることが好ましい。
【００３７】
また、有機ケイ素化合物含有層に、更に重合性ポリマーが含有されていることが好ましい。これにより、有機ケイ素化合物含有層上に樹脂（層）を積層した際、重合性ポリマーと樹脂との間で結合を形成し、接着性を向上させることができる。
【００３８】
本発明の機能性フィルムは、好適に各種電子デバイスに適用することができる。
【００３９】
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、数値範囲を表す「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用している。
【００４０】
《機能性フィルム》
図１に示すとおり、本発明の機能性フィルム１は、基材２上に、遷移金属（Ｍ１）含有層４と、有機ケイ素化合物含有層６とが順次積層されて、構成されている。
有機ケイ素化合物含有層６は、遷移金属（Ｍ１）含有層４の露出表面に（メタ）アクリロイル基等の官能基が露出するようにして形成されている。
なお、本発明においては、図１における遷移金属（Ｍ１）含有層４の表面よりも上の（メタ）アクリロイル基等の官能基が存在する領域を「有機ケイ素化合物含有層」と称する。
【００４１】
また、図２に示すように、機能性フィルム１０は、基材２と遷移金属（Ｍ１）含有層４との間に、金属（Ｍ２）含有層８を有していてもよい。
【００４２】
図３には、一例として、上記機能性フィルム１を適用したＱＤシート２０を示している。
ＱＤシート２０は、機能性フィルム１（有機ケイ素化合物含有層６）上に、樹脂中に量子ドット１２が含有されたＱＤ含有樹脂層１４（発光層ともいう。）が積層されて、構成されている。
【００４３】
また、その他の態様として、図４に示すＱＤシート３０は、あらかじめ樹脂中に量子ドット１２と有機ケイ素化合物とを含有させて有機ケイ素化合物含有層２６とし、当該有機ケイ素化合物含有層２６が遷移金属（Ｍ１）含有層４上に積層されて、構成されている。すなわち、有機ケイ素化合物含有層２６が、ＱＤ含有樹脂層を兼ねた構成となっている。
【００４４】
上記したように、本発明の機能性フィルムは、ＱＤシートにおけるガスバリアー性フィルムとして用いることができるが、特にこれに限定されるものではなく、例えば、ＱＤ含有樹脂層以外の有機層と遷移金属（Ｍ１）含有層とを接着（接合）させるフィルム、保護層付きの無機膜、光学調整フィルム等としても適用可能である。
【００４５】
〈基材（２）〉
本発明に係る基材としては、遷移金属（Ｍ１）含有層等を保持することができるものであれば特に限定されるものではない。当該基材としては、通常、樹脂基材（プラスチックフィルム又はシート）が用いられ、無色透明な樹脂からなるフィルム又はシートが基材として好ましく用いられる。用いられる樹脂基材は、材質、厚さ等に特に制限はなく、使用目的等に応じて適宜選択することができる。
【００４６】
樹脂基材としては、例えば、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ナイロン（Ｎｙ）、芳香族ポリアミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー等の各樹脂フィルム、有機無機ハイブリッド構造を有するシルセスキオキサンを基本骨格とした耐熱透明フィルム（製品名Ｓｉｌａ−ＤＥＣ、チッソ株式会社製）、更には上記樹脂を２層以上積層してなる樹脂フィルム等を挙げることができる。
【００４７】
基材の厚さは、特に制限されないが、５〜３００μｍの範囲内であることが好ましく、１０〜１００μｍの範囲内であることがより好ましい。
【００４８】
基材は、透明導電層、プライマー層、クリアハードコート層等の機能層を有していてもよい。機能層については、特開２００６−２８９６２７号公報の段落［００３６］〜［００３８］に記載されているものを好ましく採用できる。
【００４９】
また、本発明に係る基材は、透明であることが好ましい。基材が透明であり、基材上に形成する層も透明であることにより、透明な機能性フィルムとすることが可能となるため、例えば、有機ＥＬ素子等の透明基板とすることも可能となる。
【００５０】
基材は、表面の平滑性が高いものが好ましい。表面の平滑性としては、平均表面粗さ（Ｒａ）が２ｎｍ以下であるものが好ましい。下限は特にないが、実用上、０．０１ｎｍ以上である。必要に応じて、基材の両面、少なくとも遷移金属（Ｍ１）含有層を設ける側を研摩し、平滑性を向上させてもよい。
【００５１】
基材の少なくとも遷移金属（Ｍ１）含有層を設ける側には、接着性向上のための公知の種々の処理、例えば、コロナ放電処理、火炎処理、酸化処理、プラズマ処理や、後述する平滑層の積層等を行ってもよく、必要に応じて上記処理を組み合わせて行うことが好ましい。
【００５２】
〈遷移金属（Ｍ１）含有層（４）〉
本発明の機能性フィルムは、基材と有機ケイ素化合物含有層との間に、遷移金属（Ｍ１）含有層を有している。
ここで、遷移金属（Ｍ１）とは、長周期型周期表の３〜１１族の元素を指し、例えば、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕなどが挙げられる。
【００５３】
本発明に係る遷移金属（Ｍ１）含有層には、５〜１１族の元素からなる群より選択される遷移金属（Ｍ１）が含有されていることが好ましい態様である。
遷移金属（Ｍ１）としては、５〜１１族の元素からなる群より選択される遷移金属であれば特に制限されず、単独で、又は組み合わせて用いることができる。具体的には、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕなどが挙げられる。
【００５４】
中でも、良好なガスバリアー性が得られる遷移金属（Ｍ１）としては、５族の元素からなる群より選択される遷移金属であることが好ましい。これは、遷移金属（Ｍ１）（特に、Ｎｂ）が、後述する有機ケイ素化合物含有層中のＳｉや金属（Ｍ２）含有層中の金属（Ｍ２）に対し、結合が生じやすいと考えられるためである。さらには、金属（Ｍ２）がＳｉであれば、著しいガスバリアー性の向上効果を得ることができる。
また、光学特性の観点から、遷移金属（Ｍ１）は、透明性が良好な化合物が得られるＮｂであることが特に好ましい。
【００５５】
遷移金属（Ｍ１）含有層には、遷移金属（Ｍ１）が、酸化物、窒化物、酸窒化物、酸炭化物等の形態で含有されていることが好ましい。
【００５６】
遷移金属酸化物等の遷移金属化合物の含有量は、本発明の効果を阻害しない範囲において特に限定されないが、遷移金属（Ｍ１）含有層の全質量に対して、５０質量％以上であることが好ましく、８０質量％以上であることがより好ましく、９５質量％以上であることが更に好ましく、９８質量％以上であることが特に好ましく、１００質量％である（すなわち、遷移金属（Ｍ１）含有層が遷移金属化合物からなる。）ことが最も好ましい。
【００５７】
遷移金属（Ｍ１）含有層の形成方法としては、従来公知の成膜方法を適用可能であるが、例えば、遷移金属と酸素との組成比を調整しやすいという観点から、気相成膜法により形成されることが好ましい。
気相成膜法としては、特に制限されず、例えば、スパッタ法、蒸着法、イオンプレーティング法、イオンアシスト蒸着法等の物理気相成長（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＰＶＤ）法、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などの化学気相成長（ＣＶＤ）法が挙げられる。中でも、下層へのダメージを与えることなく成膜が可能となり、高い生産性を有することから、物理気相成長（ＰＶＤ）法により形成することがより好ましく、スパッタ法により形成することが特に好ましい。
【００５８】
スパッタ法による成膜は、２極スパッタリング、マグネトロンスパッタリング、中間的な周波数領域を用いたデュアルマグネトロンスパッタリング（Ｄｕａｌ  Ｍａｇｎｅｔｒｏｎ  Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ：ＤＭＳ）、イオンビームスパッタリング、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）スパッタリングなどを単独で、又は２種以上組み合わせて用いることができる。また、ターゲットの印加方式は、ターゲット種に応じて適宜選択され、ＤＣ（直流）スパッタリング又はＲＦ（高周波）スパッタリングのいずれを用いてもよい。
【００５９】
また、例えば、金属モードと、酸化物モードとの中間である遷移モードを利用した反応性スパッタ法も用いることができる。遷移領域となるようにスパッタ現象を制御することにより、高い成膜スピードで金属酸化物を成膜することが可能となるため好ましい。ＤＣスパッタリングやデュアルマグネトロンスパッタリングを行う際には、そのターゲットに遷移金属（Ｍ１）を用い、更に、プロセスガス中に酸素を導入することで、遷移金属酸化物の薄膜を形成することができる。また、ＲＦ（高周波）スパッタリングで成膜する場合は、遷移金属の酸化物のターゲットを用いることができる。
プロセスガスに用いられる不活性ガスとしては、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ等を用いることができ、Ａｒを用いることが好ましい。さらに、プロセスガス中に酸素、窒素、二酸化炭素、一酸化炭素を導入することで、遷移金属の酸化物、窒化物、酸窒化物、酸炭化物等の遷移金属化合物薄膜を作ることができる。
【００６０】
スパッタ法における成膜条件としては、印加電力、放電電流、放電電圧、時間等が挙げられるが、これらは、スパッタ装置や、膜の材料、膜厚等に応じて適宜選択することができる。
【００６１】
中でも、成膜レートがより高く、より高い生産性を有することから、遷移金属の酸化物をターゲットとして用いるスパッタ法が好ましい。
【００６２】
遷移金属（Ｍ１）含有層は、単層でも、２層以上の積層構造であってもよい。遷移金属（Ｍ１）含有層が２層以上の積層構造である場合、遷移金属（Ｍ１）含有層に含まれる遷移金属（あるいは遷移金属化合物）は同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。
【００６３】
遷移金属（Ｍ１）含有層の厚さ（２層以上の積層構造である場合は、その総厚）は、ガスバリアー性の面内均一性の観点から、１〜２００ｎｍの範囲内であることが好ましく、２〜１００ｎｍの範囲内であることがより好ましく、３〜５０ｎｍの範囲内であることが更に好ましい。特に、遷移金属（Ｍ１）含有層の厚さが５０ｎｍ以下であれば、遷移金属（Ｍ１）含有層の成膜の生産性がより向上する。
【００６４】
〈金属（Ｍ２）含有層（８）〉
本発明の機能性フィルムは、基材と遷移金属（Ｍ１）含有層との間に、金属（Ｍ２）含有層を有していることが好ましい。
金属（Ｍ２）含有層は、基材表面に形成される必要はなく、基材との間に下地層（平滑層、プライマー層）、アンカーコート層（アンカー層）、保護層、吸湿層や帯電防止層の機能層などが設けられていてもよい。
【００６５】
本発明に係る金属（Ｍ２）含有層には、１２〜１４族の元素からなる群より選択される金属（Ｍ２）が含有されている。
本発明に係る金属（Ｍ２）としては、１２〜１４族の元素からなる群より選択される金属であれば特に制限されず、単独で、又は組み合わせて用いることができる。
金属（Ｍ２）としては、具体的には、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｇ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｃｎなどが挙げられ、中でも、Ｓｉであることが好ましい。
金属（Ｍ２）含有層には、金属（Ｍ２）が、酸化物、窒化物、酸窒化物、酸炭化物等の形態で含有されていることが好ましく、Ｓｉの酸化物（組成ＳｉＯｘ）、酸窒化物（組成ＳｉＯｘＮｙ）又は酸炭化物（組成ＳｉＯｘＣｙ）が最も好ましい。
【００６６】
金属（Ｍ２）含有層における化学組成は、ＸＰＳ（Ｘ−ｒａｙ  Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）表面分析装置を用いて、原子組成比を測定することで測定できる。また、金属（Ｍ２）含有層を切断して、切断面をＸＰＳ表面分析装置で原子組成比を測定することでも測定することができる。また、金属（Ｍ２）含有層における化学組成は、金属（Ｍ２）含有層を形成する際に用いる原料の種類や量、塗膜層を形成したり、改質したりする際の条件等により、制御することができる。
【００６７】
金属（Ｍ２）含有層に含まれる金属酸化物等の金属化合物の含有量は特に限定されないが、金属（Ｍ２）含有層の全質量に対して、５０質量％以上であることが好ましく、８０質量％以上であることがより好ましく、９５質量％以上であることが更に好ましく、９８質量％以上であることが特に好ましく、１００質量％である（すなわち、金属（Ｍ２）含有層が金属化合物からなる。）ことが最も好ましい。
【００６８】
金属（Ｍ２）含有層は、金属化合物を含むことで、高い緻密性を有し、更にガスバリアー性を有する。ここで、金属（Ｍ２）含有層のガスバリアー性は、基材上に金属（Ｍ２）含有層を形成させた積層体として算出した際、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された水蒸気透過度（ＷＶＴＲ）（３８℃、１００％ＲＨ）が０．１ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以下であることが好ましく、０．０１ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以下であることがより好ましい。
【００６９】
金属（Ｍ２）含有層の形成方法としては、従来公知の成膜方法を適用可能であるが、物理気相成長（ＰＶＤ）法、化学気相成長（ＣＶＤ）法などの真空成膜法、又は金属化合物を含む液、好ましくはケイ素化合物を含有する液を塗布して形成される塗膜を改質処理して形成する方法（以下、単に塗布法とも称する。）などが挙げられる。
【００７０】
以下、真空成膜法及び塗布法について説明する。
【００７１】
（真空成膜法）
物理気相成長（ＰＶＤ）法は、気相中で物質の表面に物理的手法により、目的とする物質、例えば、炭素膜等の薄膜を堆積する方法であり、例えば、スパッタ法（ＤＣスパッタ法、ＲＦスパッタ法、イオンビームスパッタ法、マグネトロンスパッタ法等）、真空蒸着法、イオンプレーティング法などが挙げられる。
【００７２】
スパッタ法は、真空チャンバ内にターゲットを設置し、高電圧をかけてイオン化した希ガス元素（通常はアルゴン）をターゲットに衝突させて、ターゲット表面の原子をはじき出し、基材に付着させる方法である。このとき、チャンバ内に窒素ガスや酸素ガスを流すことにより、アルゴンガスによってターゲットからはじき出された元素と、窒素や酸素とを反応させて無機層を形成する、反応性スパッタ法を用いてもよい。
【００７３】
化学気相成長（ＣＶＤ）法は、基材上に、目的とする薄膜の成分を含む原料ガスを供給し、基材表面又は気相での化学反応により膜を堆積する方法である。また、化学反応を活性化する目的で、プラズマなどを発生させる方法などがあり、熱ＣＶＤ法、触媒化学気相成長法、光ＣＶＤ法、真空プラズマＣＶＤ法、大気圧プラズマＣＶＤ法など公知のＣＶＤ方式等が挙げられる。特に限定されるものではないが、成膜速度や処理面積の観点から、プラズマＣＶＤ法を適用することが好ましい。
【００７４】
真空プラズマＣＶＤ法、大気圧又は大気圧近傍の圧力下でのプラズマＣＶＤ法により得られる金属（Ｍ２）含有層は、原材料（原料ともいう）である金属化合物、分解ガス、分解温度、投入電力などの条件を選ぶことで、目的の化合物を製造できるため好ましい。プラズマＣＶＤ法による金属（Ｍ２）含有層の形成条件の詳細については、例えば、国際公開第２０１２／０６７１８６号の段落［００３３］〜［００５１］に記載される条件を適宜採用することができる。このような方法により形成される金属（Ｍ２）含有層は、酸化物、窒化物、酸窒化物又は酸炭化物を含む層であることが好ましい。
【００７５】
（塗布法）
本発明に係る金属（Ｍ２）含有層は、例えば、金属化合物を含有する液、好ましくはケイ素化合物を含有する液を塗布して形成される塗膜を改質処理して形成する方法（塗布法）で形成されてもよい。以下、金属化合物としてケイ素化合物を例に挙げて説明する。
【００７６】
（ケイ素化合物）
ケイ素化合物としては、ケイ素化合物を含有する塗布液の調製が可能であれば特に限定はされない。例えば、ポリシラザン化合物、シラザン化合物、アミノシラン化合物、シリルアセトアミド化合物、シリルイミダゾール化合物、その他の窒素を含有するケイ素化合物などが用いられる。
【００７７】
（ポリシラザン化合物）
本発明において、ポリシラザン化合物（単に、ポリシラザンともいう。）とは、ケイ素−窒素結合を有するポリマーである。具体的には、その構造内にＳｉ−Ｎ、Ｓｉ−Ｈ、Ｎ−Ｈなどの結合を有し、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、及び両方の中間固溶体ＳｉＯｘＮｙなどのセラミック前駆体無機ポリマーである。
【００７８】
ポリシラザン化合物の例としては、特に限定されず、例えば、特開２０１３−０２２７９９号公報の段落［００４３］〜［００５８］や特開２０１３−２２６７５８号公報の段落［００３８］〜［００５６］などに開示されているものが適宜採用される。
【００７９】
また、ポリシラザン化合物は、有機溶媒に溶解した溶液状態で市販されており、ポリシラザン溶液の市販品としては、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ株式会社製のＮＮ１２０−１０、ＮＮ１２０−２０、ＮＡＸ１２０−２０、ＮＮ１１０、ＮＮ３１０、ＮＮ３２０、ＮＬ１１０Ａ、ＮＬ１２０Ａ、ＮＬ１２０−２０、ＮＬ１５０Ａ、ＮＰ１１０、ＮＰ１４０、ＳＰ１４０などが挙げられる。
【００８０】
本発明で使用できるポリシラザン化合物の別の例としては、例えば、上記ポリシラザンにケイ素アルコキシドを反応させて得られるケイ素アルコキシド付加ポリシラザン（特開平５−２３８８２７号公報）、グリシドールを反応させて得られるグリシドール付加ポリシラザン（特開平６−１２２８５２号公報）、アルコールを反応させて得られるアルコール付加ポリシラザン（特開平６−２４０２０８号公報）、金属カルボン酸塩を反応させて得られる金属カルボン酸塩付加ポリシラザン（特開平６−２９９１１８号公報）、金属を含むアセチルアセトナート錯体を反応させて得られるアセチルアセトナート錯体付加ポリシラザン（特開平６−３０６３２９号公報）、金属微粒子を添加して得られる金属微粒子添加ポリシラザン（特開平７−１９６９８６号公報）などの、低温でセラミック化するポリシラザン化合物が挙げられる。
【００８１】
（シラザン化合物）
シラザン化合物の例として、ジメチルジシラザン、トリメチルジシラザン、テトラメチルジシラザン、ペンタメチルジシラザン、ヘキサメチルジシラザン、１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシラザンなどが挙げられるが、これらに限定されない。
【００８２】
（アミノシラン化合物）
アミノシラン化合物の例として、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルジメチルエトキシシラン、３−アリールアミノプロピルトリメトキシシラン、プロピルエチレンジアミンシラン、Ｎ−［３−（トリメトキシシリル）プロピル］エチレンジアミン、３−ブチルアミノプロピルトリメチルシラン、３−ジメチルアミノプロピルジエトキシメチルシラン、２−（２−アミノエチルチオエチル）トリエトキシシラン、ビス（ブチルアミノ）ジメチルシランなどが挙げられるが、これらに限定されない。
【００８３】
（シリルアセトアミド化合物）
シリルアセトアミド化合物の例として、Ｎ−メチル−Ｎ−トリメチルシリルアセトアミド、Ｎ，Ｏ−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルジメチルシリル）アセトアミド、Ｎ，Ｏ−ビス（ジエチルヒドロゲンシリル）トリフルオロアセトアミド、Ｎ，Ｏ−ビス（トリメチルシリル）アセトアミド、Ｎ−トリメチルシリルアセトアミドなどが挙げられるが、これらに限定されない。
【００８４】
（シリルイミダゾール化合物）
シリルイミダゾール化合物の例として、１−（ｔｅｒｔ−ブチルジメチルシリル）イミダゾール、１−（ジメチルエチルシリル）イミダゾール、１−（ジメチルイソプロピルシリル）イミダゾール、Ｎ−トリメチルシリルイミダゾールなどが挙げられるが、これらに限定されない。
【００８５】
（その他の窒素を含有するケイ素化合物）
本発明において、上述の窒素を含有するケイ素化合物の他に、例えば、ビス（トリメチルシリル）カルボジイミド、トリメチルシリルアジド、Ｎ，Ｏ−ビス（トリメチルシリル）ヒドロキシルアミン、Ｎ，Ｎ′−ビス（トリメチルシリル）尿素、３−ブロモ−１−（トリイソプロピルシリル）インドール、３−ブロモ−１−（トリイソプロピルシリル）ピロール、Ｎ−メチル−Ｎ，Ｏ−ビス（トリメチルシリル）ヒドロキシルアミン、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、シリコンテトライソチオシアナートなどが用いられるが、これらに限定されない。
【００８６】
中でも、成膜性、クラック等の欠陥が少ないこと、残留有機物の少なさの点で、パーヒドロポリシラザン、オルガノポリシラザン等のポリシラザン、シルセスキオキサン等のポリシロキサン等が好ましく、ガスバリアー性能が高く、屈曲時及び高温高湿条件下であってもガスバリアー性能が維持されることから、ポリシラザンがより好ましく、パーヒドロポリシラザンが特に好ましい。
【００８７】
ポリシラザンを用いる場合、改質処理前の金属（Ｍ２）含有層中におけるポリシラザンの含有率としては、金属（Ｍ２）含有層の全質量を１００質量％としたとき、１００質量％でありうる。また、金属（Ｍ２）含有層がポリシラザン以外のものを含む場合には、層中におけるポリシラザンの含有率は、１０〜９９質量％の範囲内であることが好ましく、４０〜９５質量％の範囲内であることがより好ましく、特に好ましくは７０〜９５質量％の範囲内である。
【００８８】
上記のような金属（Ｍ２）含有層の塗布法による形成方法は、特に制限されず、公知の方法が適用できるが、有機溶媒中にケイ素化合物及び必要に応じて触媒を含む金属（Ｍ２）含有層形成用塗布液を公知の湿式塗布方法により塗布し、この溶媒を蒸発させて除去し、次いで、改質処理を行う方法が好ましい。
【００８９】
（塗布法により形成された金属（Ｍ２）含有層の改質処理）
塗布法により形成された金属（Ｍ２）含有層の改質処理とは、ケイ素化合物の酸化ケイ素又は酸窒化ケイ素等への転化反応を指し、具体的には、機能性フィルムが全体としてガスバリアー性（水蒸気透過度が、０．１ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以下）を発現するに貢献できるレベルの無機薄膜を形成する処理をいう。
ここで、機能性フィルムの水蒸気透過度は、３８℃、１００％ＲＨの条件下で、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定される値である。
【００９０】
ケイ素化合物の酸化ケイ素又は酸窒化ケイ素等への転化反応は、公知の方法を適宜選択して適用することができる。改質処理としては、具体的には、プラズマ処理、紫外線照射処理、加熱処理が挙げられる。ただし、加熱処理による改質の場合、ケイ素化合物の置換反応による酸化ケイ素膜又は酸窒化ケイ素層の形成には４５０℃以上の高温が必要であるため、プラスチック等のフレキシブル基板においては、適応が難しい。このため、加熱処理は、他の改質処理と組み合わせて行うことが好ましい。
【００９１】
したがって、改質処理としては、プラスチック基板への適応という観点から、より低温で、転化反応が可能なプラズマ処理や紫外線照射処理による転化反応が好ましい。
【００９２】
（プラズマ処理）
本発明において、改質処理として用いることのできるプラズマ処理は、公知の方法を用いることができるが、好ましくは大気圧プラズマ処理等を挙げることができる。大気圧近傍でのプラズマＣＶＤ処理を行う大気圧プラズマＣＶＤ法は、真空下のプラズマＣＶＤ法に比べ、減圧にする必要がなく、生産性が高いだけでなく、プラズマ密度が高密度であるために成膜速度が速く、更には通常のＣＶＤ法の条件に比較して、大気圧下という高圧力条件では、ガスの平均自由工程が非常に短いため、極めて均質の膜が得られる。
【００９３】
大気圧プラズマ処理の場合は、放電ガスとしては窒素ガス又は１８族の元素を含むガス（具体的には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン又はラドン）等が用いられる。これらの中でも窒素、ヘリウム又はアルゴンが好ましく用いられ、特に窒素がコストも安く好ましい。
【００９４】
（加熱処理）
ケイ素化合物を含有する塗膜を他の改質処理、好適には後述のエキシマ照射処理等と組み合わせて、加熱処理することで、改質処理を効率よく行うことができる。
【００９５】
また、ゾル−ゲル法を用いて層形成する場合には、加熱処理を用いることが好ましい。
加熱条件としては、好ましくは５０〜３００℃の範囲内、より好ましくは７０〜２００℃の範囲内の温度で、好ましくは０．００５〜６０分間、より好ましくは０．０１〜１０分間、加熱・乾操することにより、縮合が行われ、金属（Ｍ２）含有層を形成することができる。
【００９６】
加熱処理としては、例えば、ヒートブロック等の発熱体に基材を接触させ熱伝導により塗膜を加熱する方法、抵抗線等による外部ヒーターにより雰囲気を加熱する方法、ＩＲヒーターのような赤外領域の光を用いた方法等が挙げられるが、特に限定されない。また、ケイ素化合物を含有する塗膜の平滑性を維持できる方法を適宜選択してよい。
【００９７】
加熱処理時の塗膜の温度としては、５０〜２５０℃の範囲内に適宜調整することが好ましく、５０〜１２０℃の範囲内であることがより好ましい。
【００９８】
また、加熱時間としては、１秒〜１０時間の範囲内が好ましく、１０秒〜１時間の範囲内がより好ましい。
【００９９】
（紫外線照射処理）
改質処理の方法の一つとして、紫外線照射による処理が好ましい。紫外線（紫外光と同義）によって生成されるオゾンや活性酸素原子は高い酸化能力を有しており、低温で高い緻密性と絶縁性とを有する酸化ケイ素膜又は酸窒化ケイ素膜を形成することが可能である。
【０１００】
この紫外線照射により、基材が加熱され、セラミックス化（シリカ転化）に寄与するＯ２とＨ２Ｏや、紫外線吸収剤、ポリシラザン自身が励起、活性化されるため、ポリシラザンが励起し、ポリシラザンのセラミックス化が促進され、また、得られる金属（Ｍ２）含有層が一層緻密になる。紫外線照射は、塗膜形成後であればいずれの時点で実施しても有効である。
【０１０１】
紫外線照射処理においては、常用されているいずれの紫外線発生装置を使用することも可能である。
【０１０２】
なお、本発明でいう紫外線とは、一般には、１０〜４００ｎｍの波長を有する電磁波をいうが、後述する真空紫外線（１０〜２００ｎｍ）処理以外の紫外線照射処理の場合は、好ましくは２１０〜３７５ｎｍの紫外線を用いる。
【０１０３】
紫外線の照射は、照射される金属（Ｍ２）含有層を担持している基材がダメージを受けない範囲で、照射強度や照射時間を設定することが好ましい。
【０１０４】
基材としてプラスチックフィルムを用いた場合を例にとると、例えば、２ｋＷ（８０Ｗ／ｃｍ×２５ｃｍ）のランプを用い、基材表面の強度が２０〜３００ｍＷ／ｃｍ２、好ましくは５０〜２００ｍＷ／ｃｍ２になるように基材−紫外線照射ランプ間の距離を設定し、０．１秒〜１０分間の照射を行うことができる。
【０１０５】
一般に、紫外線照射処理時の基材温度が１５０℃以上になると、プラスチックフィルム等の場合には、基材が変形したり、その強度が劣化したりする等、基材の特性が損なわれることになる。しかしながら、ポリイミド等の耐熱性の高いフィルムの場合には、より高温での改質処理が可能である。したがって、この紫外線照射時の基材温度としては、一般的な上限はなく、基材の種類によって適宜設定することができる。また、紫外線照射雰囲気に特に制限はなく、空気中で実施すればよい。
【０１０６】
このような紫外線の発生手段としては、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、エキシマランプ（１７２ｎｍ、２２２ｎｍ、３０８ｎｍの単一波長、例えば、ウシオ電機株式会社製、ＭＤエキシマ社製など）、ＵＶ光レーザー等が挙げられるが、特に限定されない。また、発生させた紫外線を金属（Ｍ２）含有層に照射する際には、効率向上と均一な照射を達成する観点から、発生源からの紫外線を反射板で反射させてから金属（Ｍ２）含有層に当てることが好ましい。
【０１０７】
紫外線照射は、バッチ処理にも連続処理にも適合可能であり、使用する基材の形状によって適宜選定することができる。例えば、バッチ処理の場合には、金属（Ｍ２）含有層を表面に有する積層体を上記のような紫外線発生源を具備した紫外線焼成炉で処理することができる。紫外線焼成炉自体は一般に知られており、例えば、アイグラフィクス株式会社製の紫外線焼成炉を使用することができる。また、金属（Ｍ２）含有層を表面に有する積層体が長尺フィルム状である場合には、これを搬送させながら上記のような紫外線発生源を具備した乾燥ゾーンで連続的に紫外線を照射することによりセラミックス化することができる。紫外線照射に要する時間は、使用する基材や金属（Ｍ２）含有層の組成、濃度にもよるが、一般に０．１秒〜１０分間であり、好ましくは０．５秒〜３分間である。
【０１０８】
（真空紫外線照射処理：エキシマ照射処理）
本発明において、最も好ましい改質処理方法は、真空紫外線照射による処理（エキシマ照射処理）である。真空紫外線照射による処理は、ポリシラザン化合物内の原子間結合力より大きい１００〜２００ｎｍの光エネルギーを用い、好ましくは１００〜１８０ｎｍの波長の光エネルギーを用い、原子の結合を光量子プロセスと呼ばれる光子のみの作用により、直接切断しながら活性酸素やオゾンによる酸化反応を進行させることで、比較的低温（約２００℃以下）で、酸化ケイ素膜の形成を行う方法である。なお、エキシマ照射処理を行う際は、上述したように熱処理を併用することが好ましく、その際の熱処理条件の詳細は上述したとおりである。
【０１０９】
本発明においての放射線源は、１００〜１８０ｎｍの波長の光を発生させるものであればよいが、好適には約１７２ｎｍに最大放射を有するエキシマラジエータ（例えば、Ｘｅエキシマランプ）、約１８５ｎｍに輝線を有する低圧水銀蒸気ランプ、２３０ｎｍ以下の波長成分を有する中圧及び高圧水銀蒸気ランプ、並びに約２２２ｎｍに最大放射を有するエキシマランプである。
【０１１０】
このうち、Ｘｅエキシマランプは、波長の短い１７２ｎｍの紫外線を単一波長で放射することから、発光効率に優れている。この光は、酸素の吸収係数が大きいため、微量な酸素でラジカルな酸素原子種やオゾンを高濃度で発生することができる。
【０１１１】
また、波長の短い１７２ｎｍの光のエネルギーは、有機物の結合を解離させる能力が高いことが知られている。この活性酸素やオゾンと紫外線放射が持つ高いエネルギーによって、短時間でポリシラザン塗膜の改質を実現できる。
【０１１２】
エキシマランプは光の発生効率が高いため、低い電力の投入で点灯させることが可能である。また、光による温度上昇の要因となる波長の長い光は発せず、紫外線領域で、すなわち、短い波長でエネルギーを照射するため、解射対象物の表面温度の上昇が抑えられる特徴を持っている。このため、熱の影響を受けやすいとされるＰＥＴなどのフレシキブルフィルム材料に適している。
【０１１３】
紫外線照射時の反応には、酸素が必要であるが、真空紫外線は、酸素による吸収があるため紫外線照射工程での効率が低下しやすいことから、真空紫外線の照射は、可能な限り酸素濃度及び水蒸気濃度の低い状態で行うことが好ましい。すなわち、真空紫外線照射時の酸素濃度は、１０〜２００００体積ｐｐｍの範囲内とすることが好ましく、より好ましくは５０〜１００００体積ｐｐｍの範囲内である。また、転化プロセスの間の水蒸気濃度は、好ましくは１０００〜４０００体積ｐｐｍの範囲内である。
【０１１４】
真空紫外線照射時に用いられる、照射雰囲気を満たすガスとしては乾燥不活性ガスとすることが好ましく、特にコストの観点から乾燥窒素ガスにすることが好ましい。酸素濃度の調整は照射庫内へ導入する酸素ガス、不活性ガスの流量を計測し、流量比を変えることで調整可能である。
【０１１５】
真空紫外線照射工程において、ポリシラザン塗膜が受ける塗膜面での該真空紫外線の照度は１ｍＷ／ｃｍ２〜１０Ｗ／ｃｍ２の範囲内であると好ましく、３０〜２００ｍＷ／ｃｍ２の範囲内であることがより好ましく、５０〜１６０ｍＷ／ｃｍ２の範囲内であると更に好ましい。１ｍＷ／ｃｍ２以上であれば、十分な改質効率が得られ、１０Ｗ／ｃｍ２以下であれば、塗膜にアブレーションを生じにくく、基材にダメージを与えにくい。
【０１１６】
塗膜面における真空紫外線の照射エネルギー量（積算光量）は、１０〜１００００ｍＪ／ｃｍ２の範囲内であることが好ましく、１００〜８０００ｍＪ／ｃｍ２の範囲内であることがより好ましく、２００〜６０００ｍＪ／ｃｍ２の範囲内であることが更に好ましい。１０ｍＪ／ｃｍ２以上であれば、改質が十分に進行しうる。１００００ｍＪ／ｃｍ２以下であれば、過剰改質によるクラック発生や、基材の熱変形が生じにくい。
【０１１７】
また、改質に用いられる真空紫外光は、ＣＯ、ＣＯ２及びＣＨ４の少なくとも一種を含むガスで形成されたプラズマにより発生させてもよい。さらに、ＣＯ、ＣＯ２及びＣＨ４の少なくとも一種を含むガス（以下、炭素含有ガスとも称する。）は、炭素含有ガスを単独で使用してもよいが、希ガス又はＨ２を主ガスとして、炭素含有ガスを少量添加することが好ましい。プラズマの生成方式としては、容量結合プラズマなどが挙げられる。
【０１１８】
また、金属（Ｍ２）含有層の膜密度は、目的に応じて適切に設定されるが、１．５〜２．６ｇ／ｃｍ３の範囲内にあることが好ましい。この範囲内であれば、膜の緻密さがより高くなり、ガスバリアー性の劣化や、湿度による膜の酸化劣化が起こりくい。
【０１１９】
金属（Ｍ２）含有層が２層以上の積層構造である場合、当該金属（Ｍ２）含有層は真空成膜法により形成される層のみからなってもよいし、塗布法により形成される層のみからなってもよいし、真空成膜法により形成される層と塗布法により形成される層との組み合わせであってもよい。
【０１２０】
また、金属（Ｍ２）含有層は、応力緩和性や紫外線を吸収させるなどの観点から、窒素原子又は炭素原子を含むことも好ましい。
【０１２１】
〈酸素欠損領域〉
本発明の機能性フィルムにおいて、遷移金属（Ｍ１）含有層と金属（Ｍ２）含有層とが隣接する領域（以下、混合領域ともいう。）における組成を（Ｍ２）（Ｍ１）ｘＯｙＮｚ（０．０２＜ｘ＜５０、ｙ＞０、ｚ≧０）で表したとき、下記式（１）を満たすことが好ましい。
【０１２２】
（２ｙ＋３ｚ）／（ａ＋ｂｘ）＜１・・・式（１）
（式（１）中、ａは金属（Ｍ２）の最大価数、ｂは遷移金属（Ｍ１）の最大価数を表す。）
【０１２３】
これは、遷移金属（Ｍ１）含有層と金属（Ｍ２）含有層とが隣接する領域において、遷移金属（Ｍ１）と金属（Ｍ２）との複合酸化物の酸素欠損組成を、所定の厚さ以上にわたって含んでいることを表している。
【０１２４】
上述したように、遷移金属（Ｍ１）と金属（Ｍ２）との複合酸化物の組成は、（Ｍ２）（Ｍ１）ｘＯｙＮｚで示される。この組成からも明らかなように、上記複合酸化物は、一部窒化物の構造を含んでいてもよい。ここでは、金属（Ｍ２）の最大価数をａ、遷移金属（Ｍ１）の最大価数をｂ、Ｏの価数を２、Ｎの価数を３とする。
そして、上記複合酸化物（一部窒化物となっているものを含む。）が化学量論的組成になっている場合は、（２ｙ＋３ｚ）／（ａ＋ｂｘ）＝１となる。この式は、遷移金属（Ｍ１）及び金属（Ｍ２）の結合手の合計と、Ｏ及びＮの結合手の合計とが同数であることを意味し、この場合、遷移金属（Ｍ１）及び金属（Ｍ２）ともに、Ｏ、Ｎのいずれかと結合していることになる。なお、本発明において、金属（Ｍ２）として２種以上が併用される場合や、遷移金属（Ｍ１）として２種以上が併用される場合には、各元素の最大価数を各元素の存在比率によって加重平均することにより算出される複合価数を「最大価数」のａおよびｂの値として採用するものとする。
【０１２５】
一方、（２ｙ＋３ｚ）／（ａ＋ｂｘ）＜１．０となる場合には、遷移金属（Ｍ１）及び金属（Ｍ２）の結合手の合計に対して、Ｏ及びＮの結合手の合計が不足していることを意味し、この状態が上記複合酸化物の「酸素欠損」である。酸素欠損状態においては、遷移金属（Ｍ１）及び金属（Ｍ２）の余った結合手は互いに結合する可能性を有しており、遷移金属（Ｍ１）や金属（Ｍ２）の金属同士が直接結合すると、金属の間にＯやＮを介して結合した場合よりも緻密で高密度な構造が形成され、その結果として、ガスバリアー性が向上すると考えられる。
【０１２６】
また、上記混合領域は、０．０２＜ｘ＜５０を満たす領域である。この領域では、遷移金属（Ｍ１）及び金属（Ｍ２）の双方が金属同士の直接結合に関与することから、この条件を満たす領域が所定値以上の厚さで存在することで、ガスバリアー性の向上に寄与すると考えられる。
なお、遷移金属（Ｍ１）及び金属（Ｍ２）の存在比率が近いほど、よりガスバリアー性の向上に寄与しうると考えられることから、混合領域は、０．１＜ｘ＜１０を満たす領域を５ｎｍ以上の厚さで含むことが好ましく、０．２＜ｘ＜５を満たす領域を５ｎｍ以上の厚さで含むことがより好ましく、０．３＜ｘ＜４を満たす領域を５ｎｍ以上の厚さで含むことが更に好ましい。
【０１２７】
上述したように、（２ｙ＋３ｚ）／（ａ＋ｂｘ）＜１．０を満たす混合領域が存在すれば、ガスバリアー性の向上効果が発揮されることが確認されたが、混合領域は、混合領域の中の最大値として、（２ｙ＋３ｚ）／（ａ＋ｂｘ）≦０．９を満たすことが好ましく、（２ｙ＋３ｚ）／（ａ＋ｂｘ）≦０．８５を満たすことがより好ましく、（２ｙ＋３ｚ）／（ａ＋ｂｘ）≦０．８を満たすことが更に好ましい。
ここで、混合領域における（２ｙ＋３ｚ）／（ａ＋ｂｘ）の値が小さくなるほど、ガスバリアー性の向上効果は高くなるものの可視光での吸収も大きくなる。したがって、透明性が望まれる用途に使用する機能性フィルムの場合には、混合領域の中の最小値として、（２ｙ＋３ｚ）／（ａ＋ｂｘ）≧０．２であることが好ましく、（２ｙ＋３ｚ）／（ａ＋ｂｘ）≧０．３であることがより好ましく、（２ｙ＋３ｚ）／（ａ＋ｂｘ）≧０．４であることが更に好ましい。
【０１２８】
なお、本発明において、良好なガスバリアー性が得られる混合領域の厚さとしては、ＳｉＯ２換算のスパッタ厚さとして、５ｎｍ以上であることが好ましく、８ｎｍ以上であることがより好ましく、１０ｎｍ以上であることが更に好ましく、２０ｎｍ以上であることが特に好ましい。
【０１２９】
上述したような構成を有する機能性フィルムは、有機ＥＬデバイス等の電子デバイス用の基板として使用可能なレベルの非常に高いガスバリアー性を示す。
【０１３０】
ここで、本発明者が種々検討を行った結果、遷移金属（Ｍ１）の化合物（酸化物）の酸素欠損組成膜を単独で用いて機能性フィルムを形成したり、金属（Ｍ２）の化合物（酸化物）の酸素欠損組成膜を単独で用いて機能性フィルムを形成したりすると、酸素欠損の程度が大きくなるにつれてガスバリアー性が向上する傾向は観察されたものの、著しいガスバリアー性の向上にはつながらなかった。これを受けて、遷移金属（Ｍ１）を主要成分とする化合物（酸化物）を含む遷移金属（Ｍ１）含有層と金属（Ｍ２）を主要成分とする化合物（酸化物）を含む金属（Ｍ２）含有層とを積層し、遷移金属（Ｍ１）と金属（Ｍ２）とが同時に存在する混合領域を形成し、更に、当該混合領域を酸素欠損組成とすると、酸素欠損の程度が大きくなるにつれてガスバリアー性が一層向上することを見出した。
これは、上述したように、遷移金属（Ｍ１）同士の結合や金属（Ｍ２）同士の結合よりも、遷移金属（Ｍ１）と金属（Ｍ２）との結合が生じやすいことに起因して、混合領域を酸素欠損組成とすることで、緻密で高密度な構造が混合領域において形成されているためであると考えられる。
【０１３１】
上述したような知見に基づき、本発明者は、遷移金属（Ｍ１）及び金属（Ｍ２）の双方が金属同士の直接結合に関与するための条件である０．０２＜ｘ＜５０を満たす、遷移金属（Ｍ１）と金属（Ｍ２）との複合酸化物の酸素欠損組成の厚さを変化させて、ガスバリアー性の向上効果が見られる臨界厚さについての検討を進めた。その結果、上述したように、上記厚さが５ｎｍ以上であれば、ガスバリアー性の非常に著しい向上効果が見られることが確認された。
【０１３２】
上述した混合領域を作製する方法としては、共蒸着法を好ましく用いることができる。共蒸着法として、好ましくは共スパッタ法が挙げられる。本発明において採用される共スパッタ法は、例えば、遷移金属（Ｍ１）及び金属（Ｍ２）の双方を含む合金からなる複合ターゲットや、遷移金属（Ｍ１）及び金属（Ｍ２）の複合酸化物からなる複合ターゲットをスパッタリングターゲットとして用いた１元スパッタでありうる。また、本発明における共スパッタ法は、遷移金属（Ｍ１）の単体又はその酸化物と、金属（Ｍ２）の単体又はその酸化物とを含む複数のスパッタリングターゲットを用いた多元同時スパッタであってもよい。これらのスパッタリングターゲットを作製する方法や、これらのスパッタリングターゲットを用いて複合酸化物からなる薄膜を作製する方法については、例えば、特開２０００−１６０３３１号公報、特開２００４−０６８１０９号公報、特開２０１３−０４７３６１号公報などの記載を適宜参照することができる。そして、共蒸着法を実施する際の成膜条件としては、成膜原料における遷移金属（Ｍ１）と酸素との比率、成膜時の不活性ガスと反応性ガスとの比率、成膜時のガスの供給量、成膜時の真空度、及び、成膜時の電力からなる群から選択される１種又は２種以上の条件が例示され、これらの成膜条件（好ましくは、酸素分圧）を調節することによって、酸素欠損組成を有する複合酸化物からなる薄膜を形成することができる。
すなわち、上述したような共蒸着法を用いて遷移金属（Ｍ１）含有層及び金属（Ｍ２）含有層を形成することで、厚さ方向のほとんどの領域を混合領域とすることができる。このため、このような手法によれば、混合領域の厚さを制御するという極めて簡便な操作により、所望のガスバリアー性を実現することができる。なお、混合領域の厚さを制御するには、例えば、共蒸着法を実施する際の成膜時間を調節すればよい。
【０１３３】
〈有機ケイ素化合物含有層（６、２６）〉
本発明に係る有機ケイ素化合物含有層は、図１及び２で示されるように、遷移金属（Ｍ１）含有層の基材とは反対側に形成されている。
本発明の機能性フィルムは、遷移金属（Ｍ１）含有層に含有されている遷移金属（Ｍ１）とＱＤ含有樹脂層を構成する紫外線硬化樹脂とが化学結合を介して結合されるように有機ケイ素化合物含有層が形成される。このような構成とすることで、遷移金属（Ｍ１）含有層とＱＤ含有樹脂層との間に強固な結合が形成される結果、これらの２層間の接着性が向上し、これらの２層間での剥離強度が向上する。
【０１３４】
有機ケイ素化合物含有層の厚さは、３０ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは２５ｎｍ以下であり、更に好ましくは２０ｎｍ以下であり、特に好ましくは２０ｎｍ未満である。なお、本発明において、有機ケイ素化合物含有層の厚さは、透過型電子顕微鏡（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＴＥＭ）により測定する。
【０１３５】
上述したように、有機ケイ素化合物含有層を薄く構成する方法としては、例えば、図１に示すように、遷移金属（Ｍ１）含有層の露出表面に（メタ）アクリロイル基等の官能基が露出するように、有機ケイ素化合物含有層を形成する方法が挙げられる。
ここで、有機ケイ素化合物含有層の厚さを３０ｎｍ以下とすることにより、図１で示されるように、露出している官能基が有機ケイ素化合物含有層の表面に十分に配向することができ、また、有機ケイ素化合物含有層が凝集破壊によって剥離するおそれも低減される。また、このような構成とすることにより、有機ケイ素化合物含有層の側面からの水蒸気や酸素の侵入も起こりにくくなることから、特に隣接して配置されるＱＤ含有樹脂層に含まれる量子ドット（半導体ナノ粒子）の劣化も十分に防止することができる。
一方、有機ケイ素化合物含有層の厚さが３０ｎｍを超えると、有機ケイ素化合物含有層の側面からの水分の侵入による影響が厚さに比例して大きくなる。例えば、シランカップリング剤からなる有機ケイ素化合物含有層を厚膜化すると、シランカップリング剤中のアルコキシシリル基同士が結合してシロキサン結合が形成されて凝集していると考えられる。しかしながら、ここで形成されるシロキサン結合は、ＳｉＯ２膜などにおける強固な結合とは異なり、ランダムな構造で不完全な一部の官能基同士の結合により繋がれているにすぎないことから、簡単に開裂を起こしうる。よって、このような厚膜の有機ケイ素化合物含有層中に水分が浸入すると、層内に存在するシロキサン結合が開裂してしまい、凝集破壊が促進される。その結果、高温高湿条件下における接着性が低下し、ガスバリアー性の悪化からＱＤ含有樹脂層の劣化が引き起こされてしまう。
【０１３６】
以下、本発明の好ましい態様として、遷移金属（Ｍ１）含有層の露出表面に（メタ）アクリロイル基等の官能基が露出するようにして、有機ケイ素化合物含有層が形成される形態について、詳細に説明する。
なお、本発明において、アクリロイル基とは、「ＣＨ２＝ＣＨ−Ｃ（＝Ｏ）−」で表されるアクリル酸由来のアシル基であり、メタクリロイル基とは、「ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−Ｃ（＝Ｏ）−」で表されるメタクリル酸由来のアシル基であり、「（メタ）アクリロイル基」とはこれらをまとめた呼称である。
【０１３７】
本形態の好ましい一態様としては、遷移金属（Ｍ１）含有層を構成する遷移金属化合物とＱＤ含有樹脂層を構成する紫外線硬化樹脂とが化学結合を介して結合されるように有機ケイ素化合物含有層が形成される。このような構成とすることで、遷移金属（Ｍ１）含有層とＱＤ含有樹脂層との間に強固な結合が形成される結果、これらの２層間の接着性が向上し、これらの２層間での剥離強度が向上する。
本発明において、遷移金属（Ｍ１）含有層とＱＤ含有樹脂層との間の剥離強度は２Ｎ／２０ｍｍ以上であることが好ましく、より好ましくは３Ｎ／２０ｍｍ以上であり、更に好ましくは４Ｎ／２０ｍｍ以上であり、特に好ましくは５Ｎ／２０ｍｍ以上である。なお、剥離強度の上限値について特に制限はない。ここで、上記剥離強度の値としては、ＳＨＩＭＰＯ社製剥離試験機ＦＧＰＸ−０．５を用いて測定された値を採用するものとする。
【０１３８】
図１に示す有機ケイ素化合物含有層においては、（メタ）アクリロイル基含有化合物（例えば、（メタ）アクリロイル基含有シランカップリング剤など）の（メタ）アクリロイル基以外の反応性基（例えば、（メタ）アクリロイル基含有シランカップリング剤におけるアルコキシシリル基）が遷移金属（Ｍ１）含有層の構成材料との間で化学結合（共有結合）を形成している結果、（メタ）アクリロイル基が遷移金属（Ｍ１）含有層の表面に露出して有機ケイ素化合物含有層を形成していることが好ましい。
ここで、「遷移金属（Ｍ１）含有層の表面に（メタ）アクリロイル基等の官能基が露出している」ことは、表層を掻き取って熱分解ガスクロマトグラフィーにより測定を行い、標品と照合することによって確認することが可能である。
【０１３９】
上述したように、（メタ）アクリロイル基含有化合物の（メタ）アクリロイル基以外の反応性基が遷移金属（Ｍ１）含有層の構成材料との間で化学結合（共有結合）を形成している結果、（メタ）アクリロイル基が露出している形態」に用いられる（メタ）アクリロイル基含有化合物の例としては、（メタ）アクリロイル基及びアルコキシシリル基を１分子中に含む化合物が挙げられる。
（メタ）アクリロイル基及びアルコキシシリル基を１分子中に含む化合物を（メタ）アクリロイル基含有化合物として用いることで、当該化合物に含まれるアルコキシシリル部位が遷移金属（Ｍ１）との間で結合を形成することができる。その結果、（メタ）アクリロイル基含有化合物に含まれる（メタ）アクリロイル基が他の原子を介して、遷移金属（Ｍ１）との間で化学結合を形成することになる。このような構成とすることで、（メタ）アクリロイル基が遷移金属（Ｍ１）含有層との間でより強固に結びつくことができ、ひいては遷移金属（Ｍ１）含有層に隣接するように紫外線硬化樹脂層等が設けられたときに、これら２層間の界面における接着性がより一層向上しうるという利点がある。
【０１４０】
ここで、（メタ）アクリロイル基及びアルコキシシリル基を１分子中に含む化合物としては、（メタ）アクリロイル基を含有するシランカップリング剤（（メタ）アクリロイル基含有シランカップリング剤）が好ましく用いられる。（メタ）アクリロイル基含有シランカップリング剤としては、３−（メタ）アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、３−（メタ）アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、３−（メタ）アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−（メタ）アクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシラン，アクリル基含有アルコキシオリゴマーなどが挙げられる。
なお、（メタ）アクリロイル基含有シランカップリング剤の市販品としては、ＫＢＭ−５１０３、ＫＢＭ−５０２、ＫＢＭ−５０３、ＫＢＥ−５０２、ＫＢＥ−５０３、ＫＲ−５１３（信越シリコーン社製）などが挙げられる。これらの（メタ）アクリロイル基含有シランカップリング剤は、１種のみが単独で用いられてもよいし、２種以上が併用されてもよい。また、（メタ）アクリロイル基含有シランカップリング剤以外の「（メタ）アクリロイル基及びアルコキシシリル基を１分子中に含む化合物」としては、例えば、（メタ）アクリロイル基を導入したポリオルガノシルセスキオキサンや、不飽和二重結合を含有するポリシロキサン変性アクリル樹脂などの有機無機ハイブリッド材料などが挙げられる。これらの材料は従来公知の知見を参照しつつ独自に調液してもよいし、市販品を用いてもよい。
【０１４１】
上記では、遷移金属（Ｍ１）含有層を構成する遷移金属化合物とＱＤ含有樹脂層を構成する紫外線硬化樹脂とが化学結合を介して結合されるように有機ケイ素化合物含有層が形成される形態として、上記化学結合が「（メタ）アクリロイル基及びアルコキシシリル基を１分子中に含む化合物」に由来するものである場合を例に挙げて説明したが、有機ケイ素化合物含有層の表面に露出する官能基は（メタ）アクリロイル基に限らず、その他の官能基であってもよい。このような官能基としては、例えば、ビニル基、エポキシ基、スチリル基、イソシアネート基、アミノ基などの重合性置換基やメルカプト基などが挙げられる。
このような化合物の一例として、ＫＢＭ−１００３（信越シリコーン社製）等のビニル基含有シランカップリング剤や、ＫＢＭ−４０３（信越シリコーン社製）等のエポキシ基含有シランカップリング剤が挙げられる。
すなわち、本発明の好ましい一態様として、「遷移金属（Ｍ１）含有層を構成する遷移金属（Ｍ１）との間で結合を形成しうる反応基及びＱＤ含有樹脂層を構成する紫外線硬化樹脂の原料との間で結合を形成しうる反応基を１分子中に有する化合物」が、アルコキシシリル基と、（メタ）アクリロイル基、ビニル基及びエポキシ基からなる群から選択される１種又は２種以上の官能基（重合性置換基）と、を含有するシランカップリング剤であることが好ましい態様である。
【０１４２】
さらに、本発明の他の好ましい実施形態として、例えば、上述した（メタ）アクリロイル基含有シランカップリング剤が含有されている有機ケイ素化合物層上に、（メタ）アクリロイル基含有シランカップリング剤以外の材料（例えば、後述のアクリルモノマー）が含有されている層が設けられる形態が挙げられる。
【０１４３】
遷移金属（Ｍ１）含有層の表面に有機ケイ素化合物含有層を形成する方法としては、有機ケイ素化合物含有層を形成しうる化合物（例えば、上述した（メタ）アクリル基含有シランカップリング剤等の「遷移金属（Ｍ１）含有層を構成する遷移金属化合物との間で結合を形成しうる反応基及びＱＤ含有樹脂層を構成する紫外線硬化樹脂の原料との間で結合を形成しうる反応基を１分子中に有する化合物」）を適当な溶媒に溶解させた溶液を遷移金属（Ｍ１）含有層の表面に塗布し、乾燥させる方法が例示される。
この際、用いられる溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、その他高沸点の芳香族系溶媒、酢酸ブチル、酢酸エチル、セロソルブアセテートなどのエステル系溶媒、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール系溶媒、ジエチルーテル、ジブチルーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルジエチレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル系溶媒などが挙げられる。
【０１４４】
上述した（メタ）アクリロイル基含有シランカップリング剤以外の材料としては、（メタ）アクリロイル基を含有する化合物が挙げられる。
（メタ）アクリロイル基含有シランカップリング剤以外の（メタ）アクリロイル基含有化合物としては、ポリオールポリ（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルモノマー等が挙げられる。
【０１４５】
ポリオールポリ（メタ）アクリレートとは、ポリオールと（メタ）アクリル酸とから得られるエステルである。ここで選ばれるポリオールに特に制限はないが、例えば、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、２−メチル−１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール、２−エチル−２−ブチル−１，３−プロパンジオール、２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオール、１，１０−デカンジオール、１，１２−ドデカンジオール、ポリオレフィンポリオール、水添ポリオレフィンポリオール等の鎖状脂肪族ポリオールが挙げられ、更には、１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，３−シクロヘキサンジメタノール、トリシクロ［５．２．１．０２，６］デカンジメタノール、２−メチルシクロヘキサン−１，１−ジメタノール等の脂環構造を有するポリオールが挙げられ、更には、トリマートリオール、ｐ−キシリレングリコール、ビスフェノールＡエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールＦエチレンオキサイド付加物、ビフェノールエチレンオキサイド付加物等の芳香環を有するポリオールが挙げられ、更には、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリエーテルポリオールが挙げられ、更には、ポリヘキサメチレンアジペート、ポリヘキサメチレンサクシネート、ポリカプロラクトン等のポリエステルポリオールが挙げられ、更には、α，ω−ポリ（１，６−ヘキシレンカーボネート）ジオール、α，ω−ポリ（３−メチル−１，５−ペンチレンカーボネート）ジオール、α，ω−ポリ［（１，６−ヘキシレン：３−メチル−ペンタメチレン）カーボネート］ジオール、α，ω−ポリ［（１，９−ノニレン：２−メチル−１，８−オクチレン）カーボネート］ジオール等の（ポリ）カーボネートジオールが挙げられる。これらは単独でも、あるいは２種以上を適宜組み合わせて使用してもよい。
【０１４６】
エポキシ（メタ）アクリレートとは、エポキシ樹脂の末端エポキシ基に（メタ）アクリル酸を付加させることで得られる化合物である。エポキシ樹脂としては、特に制限はなく、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは単独でも、あるいは２種以上を適宜組み合わせて使用してもよい。
【０１４７】
ウレタン（メタ）アクリレートとは、ポリオールとポリイソシアネートとヒドロキシ基含有（メタ）アクリレート、又はポリオールとイソシアナト基含有（メタ）アクリレートとを反応させることで得られる化合物である。ポリオール、ポリイソシアネート、ヒドロキシ基含有（メタ）アクリレート、イソシアナト基含有（メタ）アクリレートとしては、特に制限はない。
ポリオールは、ポリオールポリ（メタ）アクリレートにおいて使用されるポリオールと同様である。
ポリイソシアネートとしては、例えば、１，４−シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、メチレンビス（４−シクロヘキシルイソシアネート）、１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン、１，４−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−４，４′−ジイソシアネート、１，３−キシリレンジイソシアネート、１，４−キシリレンジイソシアネート、リシントリイソシアネート、リシンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、２，２，４−トリメチルヘキサンメチレンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート等が挙げられる。これらは単独でも、あるいは２種以上を適宜組み合わせて使用してもよい。
ヒドロキシ基含有（メタ）アクリレートとしては、例えば、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−（ｏ−フェニルフェノキシ）プロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリルアミド等が挙げられる。これらは単独でも、あるいは２種以上を適宜組み合わせて使用してもよい。
イソシアナト基含有（メタ）アクリレートとしては、２−イソシアナトエチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらは単独でも、あるいは２種以上を適宜組み合わせて使用してもよい。
【０１４８】
（メタ）アクリルモノマーは、上述した（メタ）アクリロイル基含有化合物から、上記ポリオールポリ（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート及びウレタン（メタ）アクリレートを除いた化合物である。
【０１４９】
（メタ）アクリルモノマーとしては、例えば、グリシジル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート等の環状エーテル基を有する（メタ）アクリロイル含有化合物、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニルエチル（メタ）アクリレート、４−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート等の環状脂肪族基を有する単官能（メタ）アクリロイル基含有化合物、ラウリル（メタ）アクリレート、イソノニル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、イソアミル（メタ）アクリレート等の鎖状脂肪族基を有する単官能（メタ）アクリロイル基含有化合物、ベンジル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート等の芳香環を有する単官能（メタ）アクリロイル基含有化合物、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、デカンジオールジ（メタ）アクリレート、ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等の多官能（メタ）アクリロイル基含有化合物を挙げることができる。なお、本発明において、単官能（多官能）（メタ）アクリロイル基含有化合物を、単に「単官能（多官能）（メタ）アクリレート化合物」とも称する。
【０１５０】
また、（メタ）アクリロイル基含有シランカップリング剤以外の（メタ）アクリロイル基含有化合物の（メタ）アクリロイル基を露出させる方法としては、上記（メタ）アクリロイル基含有化合物を上述したもののような適当な溶媒に溶解させた溶液を有機ケイ素化合物含有層の表面に塗布し、乾燥させる方法が例示される。この際、上記溶液に適当な光重合開始剤を添加しておき、上記溶液を塗布し、乾燥させて得られた塗膜に、光照射処理を施して（メタ）アクリロイル基含有化合物の一部を重合させて重合性ポリマーとしてもよい。ただし、完全に重合させてしまうと、未反応の（メタ）アクリロイル基がなくなってしまうため、重合は完全には行うべきではない。
【０１５１】
光重合開始剤としては、近赤外線、可視光線、紫外線等の光の照射により、ラジカル重合の開始に寄与するラジカルを発生する化合物であれば、特に制限はない。光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン、アセトフェノンベンジルケタール、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、キサントン、フルオレノン、ベンズアルデヒド、フルオレン、アントラキノン、トリフェニルアミン、カルバゾール、３−メチルアセトフェノン、４−クロロベンゾフェノン、４，４′−ジメトキシベンゾフェノン、４，４′−ジアミノベンゾフェノン、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、チオキサントン、ジエチルチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノ−プロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１，４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル−（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス−（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチルペンチルフォスフィンオキシド、オリゴ（２−ヒドロキシ−２−メチル−１−（４−（１−メチルビニル）フェニル）プロパノン）等が挙げられる。また、光重合開始剤として、メタロセン化合物を使用することもできる。これらの光重合開始剤は、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用することができる。
【０１５２】
なお、上記溶液は、滑り性、巻き取り適性の目的で、フィラーを含有してもよい。フィラーとしては、例えば、石英、ヒュームドシリカ、沈降性シリカ、無水ケイ酸、溶融シリカ、結晶性シリカ、超微粉無定型シリカ等のシリカ系無機フィラー、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化イットリウム等の金属酸化物系無機フィラー等が挙げられる。これらの中でも、シリカ系無機フィラーが特に好ましい。また、フィラーの形状は、球状が好ましく、粒径は１０〜５０μｍの範囲が好ましい。
【０１５３】
上記（メタ）アクリロイル基含有化合物を溶媒に溶解させた溶液に含まれる固形分１００質量％に対して、上記（メタ）アクリロイル基含有化合物の含有量は好ましくは８０〜１００質量％の範囲内であり、光重合開始剤の含有量は好ましくは０〜５質量％の範囲内であり、フィラーの含有量は好ましくは０〜２０質量％の範囲内である。
【０１５４】
〈他の部材〉
本発明の機能性フィルムは、基材、遷移金属含有及び有機ケイ素化合物含有層を必須に有するが、他の部材を更に含むものであってもよい。本発明の機能性フィルムは、例えば、基材と遷移金属（Ｍ１）含有層との間、複数の遷移金属（Ｍ１）含有層及び／又は金属（Ｍ２）含有層が存在する場合には遷移金属（Ｍ１）含有層及び／又は金属（Ｍ２）含有層間、又は基材の遷移金属（Ｍ１）含有層が形成されていない側の面に、他の部材を有していてもよい。
他の部材としては、特に制限されず、従来の機能性フィルムに使用される部材が同様にして、あるいは適宜修飾して使用できる。具体的には、下地層（平滑層、プライマー層）、アンカーコート層（アンカー層）、ブリードアウト防止層、保護層、吸湿層、帯電防止層の機能層などが挙げられる。上記他の部材は、単独で使用されても、あるいは２種以上を組み合わせて使用してもよい。また、他の部材は、単層として存在しても、あるいは２層以上の積層構造を有していてもよい。
【０１５５】
上記に代えて、又は上記に加えて、遷移金属（Ｍ１）含有層及び／又は金属（Ｍ２）含有層は、単層（１工程で作製可能な層）として存在しても、あるいは２層以上の積層構造を有していてもよい。複数の層を設けることで、ガスバリアー性を一層向上させることができる。後者の場合には、１層又は複数層の遷移金属（Ｍ１）含有層及び／又は金属（Ｍ２）含有層が、一つのユニットとして存在しても、あるいは上記ユニットが２以上積層した状態で存在していてもよい。
【０１５６】
（下地層（平滑層、プライマー層））
本発明の機能性フィルムは、例えば、基材と遷移金属（Ｍ１）含有層との間に下地層（平滑層、プライマー層）を有していてもよい。下地層は突起等が存在する基材の粗面を平坦化するために、あるいは、基材に存在する突起により、遷移金属（Ｍ１）含有層に生じた凹凸やピンホールを埋めて平坦化するために設けられる。このような下地層は、いずれの材料で形成されてもよいが、炭素含有ポリマーを含むことが好ましく、炭素含有ポリマーから構成されることがより好ましい。すなわち、本発明の機能性フィルムは、基材と遷移金属（Ｍ１）含有層との間に、炭素含有ポリマーを含む下地層を更に有することが好ましい。
【０１５７】
また、下地層は、炭素含有ポリマー、好ましくは硬化性樹脂を含む。硬化性樹脂としては特に制限されず、活性エネルギー線硬化性材料等に対して紫外線等の活性エネルギー線を照射し硬化させて得られる活性エネルギー線硬化性樹脂や、熱硬化性材料を加熱することにより硬化して得られる熱硬化性樹脂等が挙げられる。硬化性樹脂は、単独でも、又は２種以上組み合わせて用いてもよい。
【０１５８】
下地層の形成に用いられる活性エネルギー線硬化性材料として、具体的には、ＪＳＲ株式会社製のＵＶ硬化型有機／無機ハイブリッドハードコート材  ＯＰＳＴＡＲ（登録商標）シリーズ（シリカ微粒子に重合性不飽和基を有する有機化合物を結合させてなる化合物）を用いることができる。また、熱硬化性材料として、具体的には、クラリアント社製のトゥットプロムシリーズ（有機ポリシラザン）、セラミックコート株式会社製のＳＰ  ＣＯＡＴ耐熱クリアー塗料、アデカ社製のナノハイブリッドシリコーン、ＤＩＣ株式会社製のユニディック（登録商標）Ｖ−８０００シリーズ、ＥＰＩＣＬＯＮ（登録商標）  ＥＸＡ−４７１０（超高耐熱性エポキシ樹脂）、信越化学工業株式会社製のシリコン樹脂  Ｘ−１２−２４００（商品名）、日東紡績株式会社製の無機・有機ナノコンポジット材料ＳＳＧコート、アクリルポリオールとイソシアネートプレポリマーとからなる熱硬化性ウレタン樹脂、フェノール樹脂、尿素メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコン樹脂、ポリアミドアミン−エピクロルヒドリン樹脂等が挙げられる。
【０１５９】
下地層の平滑性は、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２００１で規定される表面粗さで表現される値で、最大断面高さＲｔ（ｐ）が、１０〜３０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【０１６０】
表面粗さは、原子間力顕微鏡（Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＡＦＭ）で、極小の先端半径の触針を持つ検出器で連続測定した凹凸の断面曲線から算出され、極小の先端半径の触針により測定方向が数十μｍの区間内を多数回測定し、微細な凹凸の振幅に関する粗さである。
【０１６１】
下地層の厚さとしては、特に制限されないが、０．１〜１０μｍの範囲内が好ましい。
【０１６２】
（アンカーコート層（アンカー層））
本発明に係る基材の表面には、接着性（密着性）の向上を目的として、アンカーコート層（アンカー層）を易接着層として形成してもよい。このアンカーコート層に用いられるアンカーコート剤としては、ポリエステル樹脂、イソシアネート樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エチレンビニルアルコール樹脂、ビニル変性樹脂、エポキシ樹脂、変性スチレン樹脂、変性シリコン樹脂、アルキルチタネート等を、１種又は２種以上併せて使用することができる。
アンカーコート剤としては、市販品を使用してもよい。具体的には、シロキサン系ＵＶ硬化型ポリマー溶液（信越化学工業株式会社製、「Ｘ−１２−２４００」の３％イソプロピルアルコール溶液）を用いることができる。
【０１６３】
また、アンカーコート層の厚さは、特に制限されないが、０．５〜１０．０μｍ程度が好ましい。
【０１６４】
（ブリードアウト防止層）
本発明の機能性フィルムは、ブリードアウト防止層を更に有することができる。ブリードアウト防止層は、下地層を有するフィルムを加熱した際に、フィルム基材中から未反応のオリゴマー等が表面へ移行して、接触する面を汚染する現象を抑制する目的で、下地層を有する基材の反対面に設けられる。ブリードアウト防止層は、この機能を有していれば、基本的に下地層と同じ構成をとっても構わない。
【０１６５】
ブリードアウト防止層に含ませることが可能な化合物としては、分子中に２個以上の重合性不飽和基を有する多価不飽和有機化合物、あるいは分子中に１個の重合性不飽和基を有する単価不飽和有機化合物等のハードコート剤を挙げることができる。
【０１６６】
ブリードアウト防止層の厚さとしては、１〜１０μｍの範囲内、好ましくは２〜７μｍの範囲内である。
【０１６７】
〈ＱＤ含有樹脂層（発光層）（１４）〉
以下、ＱＤ含有樹脂層の主要な構成要素である量子ドット（ＱＤ）及び樹脂等について説明する。
【０１６８】
（量子ドット）
一般に、ナノメートルサイズの半導体物質で量子閉じ込め（ｑｕａｎｔｕｍ  ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ）効果を示す半導体ナノ粒子は、「量子ドット」とも称されている。このような量子ドットは、半導体原子が数百個から数千個集まった１０数ｎｍ程度以内の小さな塊であるが、励起源から光を吸収してエネルギー励起状態に達すると、量子ドットのエネルギーバンドギャップに相当するエネルギーを放出する。
したがって、量子ドットは、量子サイズ効果によりユニークな光学特性を有することが知られている。具体的には、（１）粒子のサイズを制御することにより、様々な波長、色を発光させることができる、（２）吸収帯が広く、単一波長の励起光で様々なサイズの微粒子を発光させることができる、（３）蛍光スペクトルが良好な対称形である、（４）有機色素に比べて耐久性、耐退色性に優れる、といった特徴を有する。
【０１６９】
ＱＤ含有樹脂層が含有する量子ドットは公知のものであってもよく、当業者に既知の任意の方法を使用して生成することができる。例えば、好適なＱＤ及び好適なＱＤを形成するための方法には、米国特許第６２２５１９８号明細書、米国特許出願公開第２００２／００６６４０１号明細書、米国特許第６２０７２２９号明細書、同第６３２２９０１号明細書、同第６９４９２０６号明細書、同第７５７２３９３号明細書、同第７２６７８６５号明細書、同第７３７４８０７号明細書、米国特許出願第１１／２９９２９９号、及び米国特許第６８６１１５５号明細書に記載のものが挙げられる。
【０１７０】
ＱＤは、任意の好適な材料、好適には無機材料及びより好適には無機導体又は半導体材料から生成される。好適な半導体材料には、II−VI族、III−Ｖ族、IV−VI族及びIV族の半導体を含む、任意の種類の半導体が含まれる。
好適な半導体材料には、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｂ、Ｃ（ダイアモンドを含む。）、Ｐ、ＢＮ、ＢＰ、ＢＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＳｅＺｎ、ＣｄＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＢｅＳ、ＢｅＳｅ、ＢｅＴｅ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ、ＧｅＳ、ＧｅＳｅ、ＧｅＴｅ、ＳｎＳ、ＳｎＳｅ、ＳｎＴｅ、ＰｂＯ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＣｕＦ、ＣｕＣｌ、ＣｕＢｒ、ＣｕＩ、Ｓｉ３Ｎ４、Ｇｅ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、（Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ）２（Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ）３、Ａｌ２ＣＯ、及び二つ以上のこのような半導体の適切な組合せが含まれるが、これらに限定されない。
【０１７１】
本発明においては、次のようなコア／シェル型の量子ドット、例えば、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ、ＩｎＰ／ＺｎＳ、ＰｂＳｅ／ＰｂＳ、ＣｄＳｅ／ＣｄＳ、ＣｄＴｅ／ＣｄＳ、ＣｄＴｅ／ＺｎＳ等も好ましく使用できる。
【０１７２】
（樹脂）
ＱＤ含有樹脂層には、量子ドットを保持するバインダーとして樹脂を用いることができる。例えば、ポリカーボネート系、ポリアリレート系、ポリスルホン（ポリエーテルスルホンも含む。）系、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、セロファン系、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート等のセルロースエステル系、ポリ塩化ビニリデン系、ポリビニルアルコール系、エチレンビニルアルコール系、シンジオタクティックポリスチレン系、ノルボルネン系、ポリメチルペンテン系、ポリエーテルケトン系、ポリエーテルケトンイミド系、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、ナイロン系、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂等を挙げることができる。
ＱＤ含有樹脂層は、厚さが５０〜２００μｍの範囲内であることが好ましい。
なお、ＱＤ含有樹脂層における量子ドットの含有量は、使用する化合物によって最適量は異なるが、一般的には１５〜６０体積％の範囲内であることが好ましい。
【実施例】
【０１７３】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１７４】
《機能性フィルムの作製》
〈機能性フィルム１０１の作製〉
（基材の準備）
厚さ１２５μｍの両面易接着層付きポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（東レ（株）製、Ｕ３４）を、基材として用いた。
【０１７５】
（下地層の形成）
ＪＳＲ株式会社製のＵＶ硬化型有機／無機ハイブリッドハードコート材  ＯＰＳＴＡＲ  Ｚ７５０１を酢酸ブチルで固形分濃度３５％まで希釈した塗布液を、乾燥膜厚が２μｍとなるように上記基材の易接着面側にバーコーターで塗布した後、乾燥条件として８０℃で２分間の乾燥を行った。次いで、空気雰囲気下で、７００ｍＷ／ｃｍ２、２５０ｍＪ／ｃｍ２の条件で高圧水銀ランプにより紫外線照射処理を施して、下地層を形成した。
【０１７６】
（金属（Ｍ２）含有層の形成）
パーヒドロポリシラザン（ＰＨＰＳ）を２０％含むジブチルエーテル溶液（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ株式会社製、ＮＮ１２０−２０）と、アミン触媒（Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチル−１，６−ジアミノヘキサン（ＴＭＤＡＨ））とを含むパーヒドロポリシラザンの２０％ジブチルエーテル溶液（メルクパフォーマンスマテリアルズ合同会社製、ＮＡＸ１２０−２０）とを、４：１（質量比）の割合で混合し、更に乾燥膜厚調整のためジブチルエーテルで固形分濃度５％まで希釈して、塗布液を調製した。
【０１７７】
その後、基材と下地層との積層フィルムの下地層側の露出表面に、上記で調製した塗布液をバーコーターで塗布した後、乾燥条件として８０℃で１分間の乾燥を行った。次いで、乾燥した塗膜に対して、波長１７２ｎｍのＸｅエキシマランプを用い、酸素濃度０．１体積％、及び照射エネルギー０．５Ｊ／ｃｍ２の条件で真空紫外線照射処理を施して、金属（Ｍ２）としてＳｉが含有された、Ｓｉの酸窒化物からなる厚さ１００ｎｍの金属（Ｍ２）含有層を形成した。
【０１７８】
（遷移金属（Ｍ１）含有層の形成）
金属（Ｍ２）含有層上に、気相法・スパッタ（マグネトロンスパッタ装置・キャノンアネルバ社製：型式ＥＢ１１００（以下、スパッタには同じ装置を用いた。））により、遷移金属（Ｍ１）含有層を成膜した。用いたスパッタ装置は、複数種のターゲットを設置でき、所定の真空状態を維持したまま、連続して金属種の異なる複数の層を成膜できるものである。
【０１７９】
ここでは、ターゲットとして酸素欠損型Ｎｂ２Ｏ５ターゲットを用い、プロセスガスにはＡｒとＯ２とを用いて、ＤＣスパッタにより、厚さ１０ｎｍの遷移金属（Ｍ１）含有層を形成した。スパッタ電源パワーは５．０Ｗ／ｃｍ２とし、成膜圧力は０．４Ｐａとした。また、酸素分圧を１０％とした。また、層厚に関しては、１００〜３００ｎｍの範囲内で成膜時間に対する層厚変化のデータを取り、単位時間あたりに成膜される層厚を算出した後、設定層厚となるように成膜時間を設定することで層厚を調整した。以下、スパッタでの成膜は、同様に、単位時間あたりに成膜される膜厚を算出し、その条件を適用している。
【０１８０】
（有機ケイ素化合物含有層の形成）
メルカプト基含有シランカップリング剤であるＫＢＭ−８０３（信越シリコーン社製）をプロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）で固形分濃度１％まで希釈した塗布液を、乾燥膜厚が２０ｎｍとなるように遷移金属（Ｍ１）含有層の露出表面にバーコーターで塗布した。その後、８０℃で１分間乾燥することにより、メルカプト基含有シランカップリング剤からなる有機ケイ素化合物含有層を形成して、機能性フィルム１０１を作製した。
【０１８１】
〈機能性フィルム１０２の作製〉
機能性フィルム１０１の作製において、シランカップリング剤であるＫＢＭ−８０３に代えて、アミノ基含有シランカップリング剤であるＫＢＭ−９０３（信越シリコーン社製）を用いた以外は同様にして、機能性フィルム１０２を作製した。
【０１８２】
〈機能性フィルム１０３の作製〉
機能性フィルム１０１の作製において、シランカップリング剤であるＫＢＭ−８０３に代えて、アクリロイル基含有シランカップリング剤であるＫＢＭ−５１０３（信越シリコーン社製）を用いた以外は同様にして、機能性フィルム１０３を作製した。
【０１８３】
〈機能性フィルム１０４の作製〉
機能性フィルム１０１の作製において、シランカップリング剤であるＫＢＭ−８０３に代えて、メタクリロイル基含有シランカップリング剤であるＫＢＭ−５０３（信越シリコーン社製）を用いた以外は同様にして、機能性フィルム１０４を作製した。
【０１８４】
〈機能性フィルム１０５の作製〉
機能性フィルム１０１の作製において、シランカップリング剤であるＫＢＭ−８０３に代えて、ビニル基含有シランカップリング剤であるＫＢＭ−１００３（信越シリコーン社製）を用いた以外は同様にして、機能性フィルム１０５を作製した。
【０１８５】
〈機能性フィルム１０６の作製〉
機能性フィルム１０１の作製において、シランカップリング剤であるＫＢＭ−８０３に代えて、エポキシ基含有シランカップリング剤であるＫＢＭ−４０３を用いた以外は同様にして、機能性フィルム１０６を作製した。
【０１８６】
〈機能性フィルム１０７の作製〉
機能性フィルム１０３の作製において、以下のようにして有機ケイ素化合物含有層を形成した以外は同様にして、機能性フィルム１０７を作製した。
【０１８７】
（有機ケイ素化合物含有層の形成）
アクリロイル基及びメトキシ基を含有するアクリロイル基含有オリゴマータイプシランカップリング剤であるＫＲ−５１３（信越シリコーン社製、アクリル当量２１０ｇ／ｍｏｌ）をプロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）で固形分濃度１％まで希釈した塗布液を、乾燥膜厚が１００ｎｍとなるように遷移金属（Ｍ１）含有層の露出表面にバーコーターで塗布した。その後、８０℃で１分間乾燥することにより、上記アクリロイル基含有オリゴマータイプシランカップリング剤からなる有機ケイ素化合物含有層を形成した。
【０１８８】
〈機能性フィルム１０８の作製〉
機能性フィルム１０３の作製において、ＰＨＰＳにＡＬＣＨ（川研ファインケミカル株式会社製、アルミニウムエチルアセトアセテート・ジイソプロピレート）を１質量％添加して金属（Ｍ２）含有層を形成した以外は同様にして、機能性フィルム１０８を作製した。
【０１８９】
〈機能性フィルム１０９の作製〉
機能性フィルム１０３の作製において、以下のようにして金属（Ｍ２）含有層を形成した以外は同様にして、機能性フィルム１０９を作製した。
【０１９０】
（金属（Ｍ２）含有層の形成）
得られた基材と下地層との積層フィルムを、巻き取り式マグネトロンスパッタリング装置内に設置して、３×１０−６Ｔｏｒｒまで排気した。その後、上記積層フィルムの巻き返しを行い、十分脱ガス処理を行って、積層フィルムを搬送させても水分圧の変動がないことを確認した。ここで、スパッタのターゲットにはＡｌターゲットを用いた。その後、Ｏ２／Ａｒ混合ガス（Ｏ２／Ａｒ＝３０／１００（体積％））を槽内に１００ｓｃｃｍ導入した。圧力を８．０×１０−４Ｔｏｒｒに保った後、メインロールの温度を室温（２５℃）、投入電力密度を１Ｗ／ｃｍ２に設定して、フィルム速度をＶｆ＝１．０ｍ／ｍｉｎとしてスパッタリングを行い、厚さ１５０ｎｍの金属（Ｍ２）含有層（組成ＡｌＯ１．５）を形成した。
【０１９１】
〈機能性フィルム１１０の作製〉
機能性フィルム１０３の作製において、ターゲットとしてＦｅターゲットを用い、プロセスガスにはＡｒとＯ２とを用いて、酸素分圧を２０％として、ＤＣスパッタにより、厚さ１０ｎｍの遷移金属（Ｍ１）含有層を形成した以外は同様にして、機能性フィルム１１０を作製した。
【０１９２】
〈機能性フィルム１１１の作製〉
機能性フィルム１０３の作製において、以下のようにして遷移金属（Ｍ１）含有層を形成した以外は同様にして、機能性フィルム１１１を作製した。
【０１９３】
（遷移金属（Ｍ１）含有層の形成）
Ｎｂ（ｎ−ＯＣ３Ｈ７）５（株式会社高純度化学研究所製）をイソプロパノールで固形分濃度５％まで希釈して、塗布液を調製した。
その後、金属（Ｍ２）含有層上に、調製した塗布液をバーコーターで塗布した後、乾燥条件として８０℃で１分間の乾燥を行った。次いで、乾燥した塗膜に対して、波長１７２ｎｍのＸｅエキシマランプを用い、酸素濃度０．１体積％、及び照射エネルギー３．０Ｊ／ｃｍ２の条件で真空紫外線照射処理を施して、厚さ１００ｎｍの遷移金属（Ｍ１）含有層を形成した。
【０１９４】
〈機能性フィルム１１２の作製〉
機能性フィルム１０９の作製において、ターゲットとしてＳｉを用いて金属（Ｍ２）含有層を形成した以外は同様にして、機能性フィルム１１２を作製した。
【０１９５】
〈機能性フィルム１１３の作製〉
機能性フィルム１０３の作製において、遷移金属（Ｍ１）含有層及び金属（Ｍ２）含有層の形成に代えて、ターゲットとして多結晶Ｓｉターゲット及びＮｂターゲットを用い、プロセスガスにはＡｒとＯ２とを用いて、ＤＣ方式により２元同時スパッタを行って遷移金属（Ｍ１）含有層及び金属（Ｍ２）含有層を形成した以外は同様にして、機能性フィルム１１３を作製した。この際、遷移金属（Ｍ１）と金属（Ｍ２）との組成比が１：１となるように、ＤＣスパッタの際の多結晶Ｓｉターゲットにおけるスパッタ条件、金属Ｎｂターゲットにおけるスパッタ条件、酸素分圧を調整した。
【０１９６】
〈機能性フィルム１１４の作製〉
機能性フィルム１１２の作製において、以下のようにして遷移金属（Ｍ１）含有層を形成した以外は同様にして、機能性フィルム１１４を作製した。
【０１９７】
（遷移金属（Ｍ１）含有層の形成）
Ｎｂ（ｎ−ＯＣ３Ｈ７）５（株式会社高純度化学研究所製）をイソプロパノールで固形分濃度５％まで希釈して、塗布液を調製した。
その後、金属（Ｍ２）含有層上に、調製した塗布液をバーコーターで塗布した後、乾燥条件として８０℃で１分間の乾燥を行った。次いで、乾燥した塗膜に対して、波長１７２ｎｍのＸｅエキシマランプを用い、酸素濃度０．１体積％、及び照射エネルギー３．０Ｊ／ｃｍ２の条件で真空紫外線照射処理を施して、厚さ１００ｎｍの遷移金属（Ｍ１）含有層を形成した。
【０１９８】
〈機能性フィルム１１５の作製〉
機能性フィルム１０３の作製において、以下のようにして有機ケイ素化合物含有層を形成した以外は同様にして、機能性フィルム１１５を作製した。
【０１９９】
（有機ケイ素化合物含有層の形成）
多官能アクリレート化合物であるジペンタエリスリトールヘキサアクリレート５０質量％及びアクリロイル基含有シランカップリング剤であるＫＢＭ−５１０３（信越シリコーン社製）５０質量％からなる固形分をプロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）で固形分濃度１％まで希釈して、有機ケイ素化合物含有層形成用塗布液を調製した。
次いで、この有機ケイ素化合物含有層形成用塗布液を、乾燥膜厚が１００ｎｍとなるように遷移金属（Ｍ１）含有層の露出表面にバーコーターで塗布した後、乾燥条件として８０℃で１分間の乾燥を行った。
次いで、空気雰囲気下で、５００ｍＷ／ｃｍ２、２００ｍＪ／ｃｍ２の条件で高圧水銀ランプにより紫外線照射処理を施すことにより、有機ケイ素化合物含有層を形成した。
【０２００】
〈機能性フィルム１１６の作製〉
機能性フィルム１０３の作製において、以下のようにして有機ケイ素化合物含有層を形成した以外は同様にして、機能性フィルム１１６を作製した。
【０２０１】
（有機ケイ素化合物含有層の形成）
有機無機ハイブリッド（アクリル樹脂−シリカハイブリッド）材料であるコンポセランＡＣ６０１（荒川化学工業（株）製）をプロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）で固形分濃度１％まで希釈した塗布液を、乾燥膜厚が１００ｎｍとなるように遷移金属（Ｍ１）含有層の露出表面にバーコーターで塗布した。その後、８０℃で１分間乾燥することにより、有機無機ハイブリッド材料からなる有機ケイ素化合物含有層を形成した。
【０２０２】
〈機能性フィルム１１７の作製〉
機能性フィルム１０３の作製において、金属（Ｍ２）含有層を形成しなかった以外は同様にして、機能性フィルム１１７を作製した。
【０２０３】
〈機能性フィルム１１８の作製〉
機能性フィルム１０８の作製において、下地層を形成した基材（Ｕ３４）に代えて、以下の下地層を有さない基材を用いた以外は同様にして、機能性フィルム１１８を作製した。
【０２０４】
（基材の準備）
厚さ１２５μｍの両面易接着層付きポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（東レ（株）製、ＵＨ１３）を基材として用いた。ただし、当該基材（ＵＨ１３）は片面に高屈折率の易接着層が設けられており、引き続き形成する金属（Ｍ２）含有層は高屈折率の易接着層側に設けた。
【０２０５】
なお、機能性フィルム１１８については、下記の組成解析を行った。
具体的には、ＸＰＳ分析により、機能性フィルム１１８の表面側（有機ケイ素化合物含有層側）から厚さ方向に組成分布プロファイルを測定した。ＸＰＳ分析条件は以下のとおりである。
【０２０６】
（ＸＰＳ分析条件）
・装置：アルバックファイ社製ＱＵＡＮＴＥＲＡＳＸＭ
・Ｘ線源：単色化Ａｌ−Ｋα
・スパッタイオン：Ａｒ（２ｋｅＶ）
・デプスプロファイル：ＳｉＯ２換算スパッタ厚さで、所定の厚さ間隔で測定を繰り返し、厚さ方向のデプスプロファイルを得た。この厚さ間隔は、１ｎｍとした（厚さ方向に１ｎｍごとのデータが得られる）。
・定量：バックグラウンドをＳｈｉｒｌｅｙ法で求め、得られたピーク面積から相対感度係数法を用いて定量した。データ処理は、アルバックファイ社製のＭｕｌｔｉＰａｋを用いた。なお、分析した元素は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｏ、Ｎ、Ｃである。
【０２０７】
その結果、混合領域（遷移金属（Ｍ１）含有層と金属（Ｍ２）含有層とが隣接する領域）における組成を（Ｍ２）（Ｍ１）ｘＯｙＮｚ（０．０２＜ｘ＜５０、ｙ＞０、ｚ≧０）で表したとき、下記式（１）を満たす領域を厚さ方向に２５ｎｍ有していることを確認した。ここで、（Ｍ２）はＳｉであり、（Ｍ１）はＮｂである。この領域においては、Ａｌは検出されなかった。
【０２０８】
（２ｙ＋３ｚ）／（ａ＋ｂｘ）＜１・・・式（１）
（式（１）中、ａは金属（Ｍ２）の最大価数の４、ｂは遷移金属（Ｍ１）の最大価数の５を表す。）
【０２０９】
また、（２ｙ＋３ｚ）／（ａ＋ｂｘ）≦０．８を満たす領域を６ｎｍ有していた。
機能性フィルム１１８の混合領域における（２ｙ＋３ｚ）／（ａ＋ｂｘ）の最小値は、０．６３であった。
【０２１０】
〈機能性フィルム１１９の作製〉
機能性フィルム１０３の作製において、遷移金属（Ｍ１）含有層を形成しなかった以外は同様にして、機能性フィルム１１９を作製した。
【０２１１】
〈機能性フィルム１２０の作製〉
機能性フィルム１０３の作製において、遷移金属（Ｍ１）含有層及び有機ケイ素化合物含有層を形成しなかった以外は同様にして、機能性フィルム１２０を作製した。
【０２１２】
〈機能性フィルム１２１の作製〉
機能性フィルム１０３の作製において、有機ケイ素化合物含有層を形成しなかった以外は同様にして、機能性フィルム１２１を作製した。
【０２１３】
〈機能性フィルム１２２の作製〉
機能性フィルム１０３の作製において、金属（Ｍ２）含有層、遷移金属（Ｍ１）含有層及び有機ケイ素化合物含有層を形成しなかった以外は同様にして、機能性フィルム１２２を作製した。
【０２１４】
《評価》
〈水蒸気バリアー性（ＷＶＴＲ）の評価〉
作製した各機能性フィルムについて、６０℃、９０％ＲＨの環境下で１００時間保管後の水蒸気バリアー性を評価した。水蒸気バリアー性の評価は、ＭＯＣＯＮ社製ＡＱＵＡＴＲＡＮを用い、３８℃、１００％ＲＨ条件下において数値が安定するのを待って水蒸気透過度（ｇ／（ｍ２・ｄａｙ））を測定し、下記評価基準に従って評価した。
評価結果を表１に示す。
【０２１５】
５：１×１０−２（ｇ／（ｍ２・ｄａｙ））未満
４：１×１０−２（ｇ／（ｍ２・ｄａｙ））以上
５×１０−２（ｇ／（ｍ２・ｄａｙ））未満
３：５×１０−２（ｇ／（ｍ２・ｄａｙ））以上
１×１０−１（ｇ／（ｍ２・ｄａｙ））未満
２：１×１０−１（ｇ／（ｍ２・ｄａｙ））以上
２×１０−１（ｇ／（ｍ２・ｄａｙ））未満
１：２×１０−１（ｇ／（ｍ２・ｄａｙ））以上
【０２１６】
〈接着性の評価〉
まず、多官能アクリレート化合物であるペンタエリスリトールジアクリレートに、当該多官能アクリレート化合物１００質量％に対して、３質量％の重合開始剤（ＢＡＳＦジャパン社製、イルガキュア１８４）を添加して、樹脂Ａを調製した。
【０２１７】
一方、特表２０１３−５０５３４７号公報に記載の方法に従い、赤色と緑色に発光する半導体ナノ粒子（ＣｄＳｅ／ＺｎＳ）をそれぞれ合成した。当該半導体ナノ粒子を赤色成分、緑色成分がそれぞれ０．７５ｍｇ、４．１２ｍｇになるようにトルエン溶媒に分散させた。この分散液に、上記で調製した樹脂Ａを添加し、半導体ナノ粒子の含有量が１％（対固形分）となる、アクリル樹脂含有発光層形成用塗布液を調製した。
【０２１８】
このアクリル樹脂含有発光層形成用塗布液を、作製した各機能性フィルムのそれぞれの有機ケイ素化合物含有層上に塗布し、量子ドット（ＱＤ）含有塗膜を形成した。次いで、同じ機能性フィルムの有機ケイ素化合物含有層側が量子ドット（ＱＤ）含有塗膜に接するように配置し（２枚の機能性フィルムで量子ドット（ＱＤ）含有塗膜を挟んだ。）、８００ｍＷ／ｃｍ２、３００ｍJ／ｃｍ２の条件で高圧水銀ランプにより紫外線照射処理を施すことにより量子ドット含有塗膜を硬化させて、機能性フィルム１０１〜１２２のそれぞれに対応する、アクリル樹脂含有発光層（ＱＤ含有樹脂層）を有する評価用ＱＤシートを作製した。なお、機能性フィルム１０６に対応する評価用ＱＤシートの作製では、ペンタエリスリトールジアクリレートの代わりに、エポキシ樹脂であるエポテックＯＧ−１４２（エポテック社製）を用いて樹脂Ａを調製した。
量子ドット含有塗膜の硬化層（ＱＤ含有樹脂層）の厚さは、１００μｍとした。
ただし、量子ドット含有塗膜の両面を２枚の機能性フィルムで挟んで硬化する際、一方の機能性フィルムは離型フィルムとして剥がした後、続けて下記の接着性評価を行った。
【０２１９】
次いで、作製した各評価用ＱＤシートについて、ＪＩＳ  Ｋ  ５６００−５−６に記載された試験方法に準じて接着性を評価した。具体的には、１００個の升目状の切り傷を、隙間間隔１ｍｍのカッターガイドを用いて付けた。次いで、１８ｍｍ幅のテープ（ニチバン株式会社製セロテープ（登録商標）ＣＴ−１８）を升目上の切り傷面に貼り付け、２．０ｋｇのローラーを２０往復して完全に付着させた後、１８０度の剥離角度で急激に剥がした後の剥離面を観察して、剥離しなかったマスの数をカウントし、以下の評価基準に従って評価した。
なお、以下の評価基準において、例えば、１００マス中、９０マスが剥離せずに残った場合を「９０／１００」として表記している。
評価結果を表１に示す。
【０２２０】
６：１００／１００
５：９９／１００〜９５／１００
４：９４／１００〜８０／１００
３：７９／１００〜５０／１００
２：４９／１００〜１／１００
１：０／１００
【０２２１】
【表１】
2018140494.tif 000003
【０２２２】
表１から明らかなように、本発明の機能性フィルムは、比較例の機能性フィルムと比べて、水蒸気バリアー性及び接着性に優れていることがわかる。
以上から、基材上に、遷移金属（Ｍ１）含有層と、有機ケイ素化合物含有層とが順次積層されていることが、ＱＤ含有樹脂層との接着性が高い機能性フィルムを提供することに有用であることが確認できた。
【符号の説明】
【０２２３】
１、１０  機能性フィルム
２  基材
４  遷移金属（Ｍ１）含有層
６、２６  有機ケイ素化合物含有層
８  金属（Ｍ２）含有層
１２  量子ドット
１４  ＱＤ含有樹脂層
２０、３０  ＱＤシート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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