(57)【要約】【課題】ガスバリア性及び透明性に優れるガスバリア性フィルムの製造方法、ガスバリア性フィルムを提供する。【解決手段】本発明のガスバリア性フィルムの製造方法は、基材を準備する基材準備工程と、基材の上に酸窒化珪素を含有するガスバリア層を形成するガスバリア層形成工程とを有し、ガスバリア層形成工程におけるガスバリア層の形成を、キセノンガスを含む昇華ガスを用いたイオンプレーティング法を用いて行うようにすることにより、上記課題を解決する。本発明のガスバリア性フィルムは、ガスバリア層の組成を、Ｓｉを４２原子％以下、Ｎを３１原子％以上、Ｏを２７原子％以下、Ｃを２原子％以下とする（但し、Ｓｉ、Ｎ、Ｏ、Ｃそれぞれの含有率を合計すると１００原子％となる）ことにより、上記課題を解決する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材を準備する基材準備工程と、前記基材の上に酸窒化珪素を含有するガスバリア層を形成するガスバリア層形成工程とを有し、
前記ガスバリア層形成工程における前記ガスバリア層の形成が、キセノンガスを含む昇華ガスを用いたイオンプレーティング法を用いて行われることを特徴とするガスバリア性フィルムの製造方法。
【請求項２】
前記基材準備工程と、前記ガスバリア層形成工程との間に、基材上に平坦化層を設ける平坦化層形成工程をさらに有する、請求項１に記載のガスバリア性フィルムの製造方法。
【請求項３】
基材上にガスバリア層を有するガスバリア性フィルムであって、
前記ガスバリア層の組成が、Ｓｉを４２原子％以下、Ｎを３１原子％以上、Ｏを２７原子％以下、Ｃを２原子％以下となる（但し、Ｓｉ、Ｎ、Ｏ、Ｃそれぞれの含有率を合計すると１００原子％となる）ことを特徴とするガスバリア性フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスバリア性フィルムの製造方法、及びガスバリア性フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
食品や医薬品等の包装材料として用いられるガスバリア性フィルムにおいては、内容物の品質を劣化させる要因である酸素・水蒸気の影響を防ぐために、プラスチックフィルム等の基材上にガスバリア層が形成される。こうしたガスバリア層としては、通常、無機材料が用いられる。
【０００３】
特許文献１には、ガスバリア性積層体を基材上に形成したガスバリア性フィルムについて記載されている。実際に、同文献では、ガスバリア性積層体が、珪素酸窒化物層、有機中間層、珪素酸窒化物層の順に互いに隣接して配置された３層からなるユニットを少なくとも１つ有する、としている。そして、珪素酸窒化物層については、４０℃・相対湿度９０％における水蒸気透過率が０．０１ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下であるハイバリア性のガスバリア性フィルムを作製するには、誘導結合プラズマＣＶＤ法による形成方法を採用するのが最も好ましい、とのことである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２５３５９０号公報（請求項１、第００２０段落）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献１に紹介されている、珪素酸窒化物層の最も好ましい形成方法たる誘導結合プラズマＣＶＤ法では、良好なガスバリア性フィルムを得にくいという課題があることが判明した。
【０００６】
すなわち、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法では、ヘキサメチルジシラザン等の有機金属化合物を原料に用い、それをプラズマ分解して珪素酸窒化物層を形成するために、珪素酸窒化物層への炭素の混入が避けられない。この点につき、特許文献１には明記はないものの、誘導結合プラズマＣＶＤ法を採用する限りは、３原子％以上の炭素が珪素酸窒化物層に含まれることになると推測される。そして、炭素の混入は、珪素酸窒化物層の密度の低下を招くとともに、珪素酸窒化物層が熱や紫外線により劣化しやすくなり耐環境特性の低下をも招くこととなる。その結果、ディスプレイ用途、照明用途、及び車載用途等の高い耐環境特性が要求される分野には、使用しにくいガスバリア性フィルムとなる。
【０００７】
上記のような炭素の混入の低減を考慮すると、珪素酸窒化物（以下、酸窒化珪素という場合がある。）から形成されるガスバリア層は、ＣＶＤ法ではなく、気相中で物理的手法により目的とする物質の薄膜を形成するＰＶＤ法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）で成膜される方が好ましいといえる。そして、ＰＶＤ法のうち、例えば、イオン化した蒸着物質を電界で加速して基材表面に衝突させるイオンプレーティング法は、真空蒸着法やスパッタリング法に比べて蒸着物質の運動エネルギーが大きいため、基材と蒸着物質との密着性が強いという特徴を有する。このため、イオンプレーティング法は、良好なガスバリア層ひいてはガスバリア性フィルムを得るための有望な成膜方法である。
【０００８】
しかしながら、本発明者が酸窒化珪素から形成されるガスバリア層をイオンプレーティング法で形成することを検討したところ、ガスバリア性は確保されるものの透明性が不十分となる課題があることが判明した。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その第１の目的は、ガスバリア性及び透明性に優れるガスバリア性フィルムの製造方法を提供することにある。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その第２の目的は、ガスバリア性及び透明性に優れるガスバリア性フィルムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、酸窒化珪素から形成されるガスバリア層をイオンプレーティング法で形成することを検討していく過程で、透明性を下げる要因が、イオンプレーティングの際に用いる昇華ガスの種類にあることを見出した。すなわち、イオンプレーティング法では、昇華ガスとして通常アルゴンガスが用いられるが、このアルゴンガスがガスバリア層の透明性を低下させる原因となることが判明した。そして、本発明者がさらに鋭意検討をした結果、アルゴンガスの代わりにキセノンガスを用いることにより、ガスバリア層の透明性が向上することを見出し、本発明を完成させた。
【００１２】
上記課題を解決するためのガスバリア性フィルムの製造方法は、基材を準備する基材準備工程と、前記基材の上に酸窒化珪素を含有するガスバリア層を形成するガスバリア層形成工程とを有し、前記ガスバリア層形成工程における前記ガスバリア層の形成が、キセノンガスを含む昇華ガスを用いたイオンプレーティング法を用いて行われることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、ガスバリア層形成工程におけるガスバリア層の形成が、キセノンガスを含む昇華ガスを用いたイオンプレーティング法を用いて行われるので、蒸着材料である窒化珪素を蒸発させる際に発生する、窒素の離脱による窒化珪素の分解反応を抑制しやすくなり、ガスバリア層中で遊離する珪素の量を少なくすることができる。その結果、ガスバリア層における金属珪素特有の色味の発生を抑えることができるようになり、ガスバリア性及び透明性に優れるガスバリア性フィルムの製造方法を提供することができる。
【００１４】
本発明のガスバリア性フィルムの製造方法の好ましい態様においては、前記基材準備工程と、前記ガスバリア層形成工程との間に、基材上に平坦化層を設ける平坦化層形成工程をさらに有する。
【００１５】
この発明によれば、基材準備工程と、ガスバリア層形成工程との間に、基材上に平坦化層を設ける平坦化層形成工程をさらに有するので、平坦化層が基材表面を覆うことによって平坦化が行われ、この平坦化された平坦化層の上にガスバリア層が設けられることになり、その結果、よりガスバリア性が確保しやすくなる。
【００１６】
上記課題を解決するための本発明のガスバリア性フィルムは、基材上にガスバリア層を有するガスバリア性フィルムであって、前記ガスバリア層の組成が、Ｓｉを４２原子％以下、Ｎを３１原子％以上、Ｏを２７原子％以下、Ｃを２原子％以下となる（但し、Ｓｉ、Ｎ、Ｏ、Ｃそれぞれの含有率を合計すると１００原子％となる）ことを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、ガスバリア層の組成を、Ｓｉを４２原子％以下、Ｎを３１原子％以上、Ｏを２７原子％以下、Ｃを２原子％以下とする（但し、Ｓｉ、Ｎ、Ｏ、Ｃそれぞれの含有率を合計すると１００原子％となる）ことができるので、窒素を増加させた状態で珪素の含有量を低減することができ、ガスバリア層中で遊離する珪素の量を少なくすることができる。その結果、ガスバリア層における金属珪素特有の色味の発生を抑えることができるようになり、ガスバリア性及び透明性に優れるガスバリア性フィルムを提供することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ガスバリア性及び透明性に優れるガスバリア性フィルムの製造方法を提供することができる。
【００１９】
本発明によれば、ガスバリア性及び透明性に優れるガスバリア性フィルムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ガスバリア層形成工程に用いるイオンプレーティング装置の一例を示す模式的断面図である。
【図２】ガスバリア性フィルムの一例を示す模式的断面図である。
【図３】ガスバリア性フィルムの他の一例を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
【００２２】
［ガスバリア性フィルムの製造方法］
本発明のガスバリア性フィルムの製造方法は、基材を準備する基材準備工程と、基材の上に酸窒化珪素を含有するガスバリア層を形成するガスバリア層形成工程とを有し、ガスバリア層形成工程におけるガスバリア層の形成が、キセノンガスを含む昇華ガスを用いたイオンプレーティング法を用いて行われる。これにより、イオンプレーティング法において蒸着材料である窒化珪素を蒸発させる際に発生する、窒素の離脱による窒化珪素の分解反応を抑制しやすくなり、ガスバリア層中で遊離する珪素の量を少なくすることができる。その結果、ガスバリア層における金属珪素特有の色味の発生を抑えることができるようになり、ガスバリア性及び透明性に優れるガスバリア性フィルムの製造方法を提供することができる。なお、本発明のガスバリア性フィルムの製造方法における「基材の上に酸窒化珪素を含有するガスバリア層を形成する」とは、基材に接してガスバリア層を形成する場合だけでなく、基材上に設けた他の層（例えば平坦化層）を介してガスバリア層を形成する場合も含むものである。
【００２３】
すなわち、蒸着法、ＥＢ蒸着法、スパッタ法、アルゴンガスを昇華ガスとして用いるイオンプレーティング法等の従来のＰＶＤ法では、蒸着材料である窒化珪素を蒸発させる際に、分解反応（窒素の脱離現象）が発生しやすくなる。このため、成膜されるガスバリア層中には未結合部位の多いＳｉが多く存在する傾向となる。これはＳｉとＮとの原子間のネットワークが切れた状態となることを意味し、膜欠陥が多くバリア性劣化を引き起こす原因となるとともに、金属シリコン特有の色味も生じるため透明性の低下の原因ともなる。これを避けるために、蒸着中に酸素ガスを導入して、酸化反応を促進することも試みられているが、この方法では、透明性は向上するが、成膜圧力が上昇するため蒸気の運動エネルギーが減少しガスバリア層の緻密性が損なわれることになり、別の要因でガスバリア性が低下する傾向となる。また、成膜速度も遅くなり生産性が低下する傾向となる。この他、ＣＶＤ法の採用も検討されているが、ＣＶＤ法では原料に有機金属化合物を用い、それをプラズマ分解してガスバリア層を形成する原理から、ガスバリア層中への炭素の混入は避けられない。炭素の混入は、ガスバリア層の密度の低下や耐環境特性の低下（熱や紫外線による劣化）を導くため、ディスプレイや照明、車載用途等、環境特性基準の厳しい用途に使用しにくいものとなる。
【００２４】
これら方法に対して、キセノンガスを含む昇華ガスを用いたイオンプレーティング法で酸窒化珪素を含有するガスバリア層を形成する場合には、上記分解反応が抑制されるため、窒化珪素が窒化珪素としてガスバリア層中に存在しやすくなり、金属シリコン特有の色味の発生が抑制されるとともに、ガスバリア性も良好になりやすい。
【００２５】
キセノンガスを昇華ガスとして用いるメリットはもう一つある。すなわち、昇華ガスにキセノンガスを含有させることにより、プラズマガンに放電電力を投入する際の電気抵抗値を低下させやすくなる。このため、真空チャンバの真空度が高い場合であっても、異常放電が生じない範囲内の放電電圧において、大きな放電電流を得やすくなる。このことにより、高い生産性を保ちながら、緻密なガスバリア層を基材上に形成しやすくなる。その結果、ガスバリア性をより良好にしやすくなる。
【００２６】
本発明のガスバリア性フィルムの製造方法につき、以下、各工程の説明を行う。
【００２７】
（基材準備工程）
基材準備工程は、基材を準備する工程である。基材準備工程は、より具体的には、基材を製造して準備するか、他の製造業者で製造された基材を購入して準備すること等によって行われる。基材の製造は、基材に用いられる材料によって適宜選択すればよい。基材は、主にはシート状やフィルム状のものが用いられるが、具体的な用途や目的等に応じて、非フレキシブル基板やフレキシブル基板を用いることもできる。例えば、ガラス基板、硬質樹脂基板、ウエハ、プリント基板、様々なカード、樹脂シート等の非フレキシブル基板を用いてもよい。
【００２８】
基材準備工程において準備する基材は、汎用性、生産性、コスト等を考慮し、樹脂フィルムとすることが好ましい。基材に樹脂フィルムを用いる場合には、基材準備工程は、例えば、樹脂材料のペレットを溶融成形し、必要に応じて延伸を行いフィルム状に形成することによって行えばよい。この場合、基材の材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリウレタンアクリレート、ポリエーテルサルフオン、ポリイミド、ポリシルセスキオキサン、ポリノルボルネン、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、環状ポリオレフィン等を用いることができる。また、ガラスクロスに樹脂を含浸させたものを用いてもよい。この場合、好ましくは１００℃以上、さらに好ましくは１５０℃以上の耐熱性を有する樹脂が使用される。
【００２９】
基材準備工程において、基材を樹脂フィルムとする場合には、酸化防止剤等の所定の添加剤が基材中に含有されるようにしてもよい。こうした添加剤や添加剤を含有させる方法は従来公知のものを適宜用いることができる。
【００３０】
基材準備工程において形成する基材の厚さは、特に制限はないが、可とう性及び形態保持性の観点から、通常６μｍ以上、好ましくは１２μｍ以上、また、通常４００μｍ以下、好ましくは２５０μｍ以下とする。
【００３１】
基材準備工程において形成する基材を、透明性が必要とされる有機ＥＬディスプレイ等の発光素子の基板として用いる場合には、基材は無色透明であることが好ましい。より具体的には、例えば４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲内での基材の平均光透過度が８０％以上の透明性を有するように構成することが好ましい。こうした光透過度は基材の材質と厚さに影響されるので両者を考慮して構成される。
【００３２】
基材準備工程において形成する基材が樹脂製である場合には、延伸フィルムを用いてもよい。延伸の方法も従来公知の一般的な方法を用いればよい。延伸倍率は、基材の原料となる樹脂に合わせて適宜選択することできるが、縦軸方向及び横軸方向にそれぞれ２〜１０倍とすることが好ましい。
【００３３】
基材準備工程において形成する基材の表面は、コロナ処理、火炎処理、プラズマ処理、グロー放電処理、粗面化処理、加熱処理、薬品処理、ＵＶ照射処理、大気圧プラズマ処理、易接着化処理等の表面処理を行ってもよい。こうした表面処理の具体的な方法は従来公知のものを適宜用いることができる。
【００３４】
（ガスバリア層形成工程）
ガスバリア層形成工程は、基材の上に酸窒化珪素を含有するガスバリア層を形成するに際して、ガスバリア層の形成を、キセノンガスを含む昇華ガスを用いたイオンプレーティング法を用いて行う工程である。
【００３５】
ガスバリア層形成工程のイオンプレーティング法は、通常のイオンプレーティング装置を用いて行えばよい。こうしたイオンプレーティング法については、例えば、特願２００９−１３２１２５号明細書に記載されるとおりとすればよい。以下、具体例を用いつつ説明する。
【００３６】
図１は、ガスバリア層形成工程に用いるイオンプレーティング装置の一例を示す模式的断面図である。
【００３７】
イオンプレーティング装置１０は、真空チャンバ１２と、真空チャンバ１２内に設置され、蒸着材料２０を収納するるつぼ１９と、真空チャンバ１２に取り付けられ、真空チャンバ１２内に昇華ガスを導入する昇華ガス導入管２５ａを有するガス導入部２４と、ガス導入部２４に接続され、投入された放電電力によって昇華ガス２５をプラズマ化させる圧力勾配型のプラズマガン１１と、プラズマガン１１によってプラズマ化された昇華ガス２５がるつぼ１９内の蒸着材料２０に照射されるよう磁場を発生させる磁場機構５とを備えている。そして、図１に示すように、真空チャンバ１２内に設置された被イオンプレーティング用基材１３に対して蒸着材料２０を蒸着するようになっている。ここで、被イオンプレーティング用基材１３としては、例えば、基材準備工程で準備された基材や、後述する平坦化層形成工程で形成された平坦化層を基材上に設けたものを用いることができる。
【００３８】
ガス導入部２４は、昇華ガス導入管２５ａを有する。そして、昇華ガス導入管２５ａには、キセノン導入管２６ａ及びアルゴン導入管２７ａが接続されている。このため、昇華ガス導入管２５ａを介して真空チャンバ１２内に導入される昇華ガス２５は、キセノン導入管２６ａを介して供給されるキセノンガス２６の他、アルゴン導入管２７ａを介して供給されるアルゴンガス２７を含むことができるようになっている。真空チャンバ１２内に導入される昇華ガス２５中のキセノンガス２６及びアルゴンガス２７の導入量（流量）は、それぞれキセノン導入バルブ２６ｂ及びアルゴン導入バルブ２７ｂにより調整される。なお、昇華ガス２５とは、プラズマガン１１によりプラズマ化され、その後、蒸着材料２０に向けて照射された際、蒸着材料２０を昇華させるとともに、昇華した蒸着材料２０をイオン化させるという２つの役割を果たすガスのことである。
【００３９】
プラズマガン１１は、放電電源１４のマイナス側に接続された環状の陰極１５と、放電電源１４のプラス側に抵抗を介して接続された環状の第１中間電極１６及び第２中間電極１７とを有している。陰極１５側からプラズマガン１１に昇華ガス２５が供給されると、プラズマガン１１に所定の放電電力を投入することにより放電が発生させられ、これによって昇華ガス２５がプラズマ化される。プラズマ化された昇華ガス２５は、プラズマ化昇華ガス流２２として第２中間電極１７から真空チャンバ１２内に向けて流出させられる。
【００４０】
プラズマガン１１には、プラズマガン１１に投入された放電電力により生じる放電電圧と放電電流を計測するとともに、放電電圧と放電電流とに基づき電気抵抗を算出する検出機構６１が接続されている。検出機構６１は、プラズマガン１１における放電電圧を計測する放電電圧計４６と、プラズマガン１１における放電電流を計測する放電電流計４５と、計測された放電電圧を計測された放電電流によって除することにより電気抵抗値を算出する演算部５１とからなる。
【００４１】
磁場機構５は、真空チャンバ１２と第２中間電極１７との間に設けられている。磁場機構５は、真空チャンバ１２と第２中間電極１７との間の短管部１２Ａの外側において、短管部１２Ａを包囲するよう設けられた収束コイル１８と、るつぼ１９の内部に設けられたるつぼ用磁石２１とからなる。この場合、収束コイル１８に発生させる磁場を制御することにより、真空チャンバ１２におけるプラズマ化昇華ガス流２２の行程、プラズマ化昇華ガス流２２の収束などを制御することができる。本実施の形態において、真空チャンバ１２内に向けて流出したプラズマ化昇華ガス流２２が蒸着材料２０に照射されるよう、後述する制御装置６０により収束コイル１８に発生させる磁場が制御される。なお、イオンプレーティング装置１０においては、磁石２１は、るつぼ１９の中に設置されているが、磁石は蒸着材料の下部に設けられていればよく、必ずしもるつぼの中になくともよい。
【００４２】
真空チャンバ１２には、真空チャンバ１２内を減圧する排気ポンプ５０が排気管４９を介して接続されている。
【００４３】
真空チャンバ１２には、短管部１２Ａが連結されている。そして、短管部１２Ａ内には、絶縁管１が突設されている。絶縁管１は、プラズマ化昇華ガス流２２の周囲を取囲むよう配置されており、また絶縁管１はプラズマガン１１から電気的に浮遊状態となっている。絶縁管１としては、例えば、セラミック製短管が採用される。また、短管部１２Ａ内に、絶縁管１の外周側を取巻く電子帰還電極２が設けられている。電子帰還電極２は、放電電源１４のプラス側に接続されており、このため電子帰還電極２の電位はプラズマガン１１の真空チャンバ１２側における電位よりも高い。電子帰還電極２には、電子帰還電極電流を測定する電子帰還電極電流計４７が接続されている。
【００４４】
真空チャンバ１２の内面には、防着板４０が真空チャンバ１２から電気的に浮遊状態となるように設けられている。防着板４０はＳＵＳ板からなり、後述するように、プラズマ化した昇華ガス２５が蒸着材料２０に照射された際に生じる反射電子流３が真空チャンバ１２へ帰還して接地されるのを防止するために設けられている。なお、防着板４０を設ける代わりに、真空チャンバ１２内面に、反射電子流３が真空チャンバ１２へ帰還することを防止するための絶縁コーティング膜を設けてもよい。
【００４５】
真空チャンバ１２内における、被イオンプレーティング用基材１３の近傍に、成膜速度計４１が設置される。成膜速度計４１は、被イオンプレーティング用基材１３上に形成されるガスバリア層の形成速度を測定するためのものである。そして、成膜速度計４１の下方に、真空チャンバ１２内の真空度及び成膜真空度を各々測定する真空計４２が設けられている。さらに、真空チャンバ１２内の圧力を調整するため、真空チャンバ１２内のるつぼ１９近傍に、圧力調整ガス２８を導入する圧力調整ガス導入管２８ａが設けられている。圧力調整ガス２８の流量は、圧力調整ガス導入管２８ａに設けられた圧力調整ガス導入バルブ２８ｂにより調整される。なお圧力調整ガス２８としては、キセノンガス２６、アルゴンガス２７等を用いることができる。
【００４６】
真空チャンバ１２において、真空チャンバ１２とアース５５との間には、真空チャンバ１２からの接地電流を測定する接地電流計４８が設けられている。
【００４７】
制御装置６０は、イオンプレーティング法によるガスバリア層の成膜が良好に行われるために制御動作を行うものである。こうした制御を行うため、検出機構６１を構成する放電電圧計４６、放電電流計４５、演算部５１で測定・演算される各情報、短管部１２Ａ内の電子帰還電極２に接続された電子帰還電極電流計４７で測定される情報、真空チャンバ１２に接続された接地電流計４８で測定される情報と、真空チャンバ１２内の成膜速度計４１、真空計４２で測定される各情報は、全て制御装置６０に収集されるようになっている。
【００４８】
イオンプレーティング装置１０においては、昇華ガス２５がキセノンガス２６を含むので、プラズマガン１１における電気抵抗値が小さくなる傾向にある。このため、プラズマガン１１に所定の放電電圧が印加されたとき、プラズマガン１１における放電電流は、昇華ガス２５がキセノンガス２６を含まない場合と比較して大きくなる。その結果、プラズマガン１１の異常放電を発生させない放電電圧の範囲内でより大きな放電電流を安定して発生させることが可能となる。また、放電電流が大きくなるほど、昇華ガス２５のプラズマ化も促進される。このように、昇華ガス２５がキセノンガス２６を含み、これによってプラズマガン１１における電気抵抗値を低下させることにより、プラズマ化した昇華ガス２５を多量に発生させやすくなる。
【００４９】
イオンプレーティング装置１０において、昇華ガス２５がキセノンガス２６を含む場合、昇華ガス２５がキセノンガス２６を含まない場合に比べてプラズマガン１１における電気抵抗値が低下する理由は、例えば以下のように説明することができる。すなわち、一般にアルゴンやキセノン等の希ガスは、最外殻電子が閉殻構造をとるため、反応性はほとんど見られない。しかしキセノンは、その最外殻（５ｓ２５ｐ６）電子と原子核との間の距離がアルゴンに比べて大きいため、原子核と最外殻電子の間にある電子の遮蔽効果によって、原子核が最外殻電子を束縛する力がアルゴンの場合よりも小さくなる。したがって、キセノンはアルゴンよりもイオン化しやすいと言える。このため、真空放電において抵抗の低いプラズマ状態を作り出すことが可能となる。ここで、抵抗の低いプラズマ状態を作り出すことが可能というのは、高電流・低電圧のプラズマを安定的に発生させることが可能ということを意味する。
【００５０】
ガスバリア層形成工程で行うイオンプレーティング法の一例について、イオンプレーティング装置１０を用いて次に説明する。
【００５１】
真空チャンバ１２内に、被イオンプレーティング用基材１３を設置する。被イオンプレーティング用基材１３の構成は特に制限されず、例えば、基材のみであってもよいし、基材の表面に所定の膜をコートする等、処理したものであってもよい。また、被イオンプレーティング用基材１３は、基材上に平坦化層を設けたものであってもよい。次に、蒸着材料２０を真空チャンバ１２のるつぼ１９内に収納する。蒸着材料２０は、被イオンプレーティング用基材１３上に形成されるガスバリア層が酸窒化珪素を含有するように、その材料が選択されるが、例えば、窒化珪素を用いることができる。その後、真空チャンバ１２を所定の真空度とする。
【００５２】
真空チャンバ１２内の成膜中の真空度は、通常０．００５〜０．５Ｐａの範囲とするが、０．０３〜０．１Ｐａの範囲とすることが好ましく、とりわけ０．０３〜０．０５Ｐａの範囲内であることが好ましい。これによって、蒸着材料２０にプラズマ化した昇華ガス２５を照射し、るつぼ１９内の蒸着材料２０を昇華させる際、蒸着材料２０の昇華を安定化することができる。一方、真空チャンバ１２内の真空度が低い、例えば大気に近い場合、異常放電が発生することが考えられる。また、真空チャンバ１２内の真空度が非常に高い、例えば超高真空の場合、放電電力を大きくしても放電が発生しないことが考えられる。
【００５３】
真空チャンバ１２を所定の真空度とした後、ガス導入部２４に設けられたプラズマガン１１に、キセノンガス２６を含む昇華ガス２５を導入する。
【００５４】
昇華ガス２５のキセノンガス２６の導入量は、１０ｓｃｃｍ以上、３０ｓｃｃｍ以下とすることが好ましい。これによって、キセノンガス２６を安定にプラズマ化することができる。より具体的には、キセノンガス２６の導入量を１０ｓｃｃｍ以上とすれば、キセノンガス２６のプラズマ化が安定化しやすくなり、異常放電が抑制され、プラズマガン１１の破壊を防止しやすくなる。また、キセノンガス２６の導入量を３０ｓｃｃｍ以下とすることにより、プラズマ化したキセノンガス２６が蒸着材料２０を昇華させるエネルギーを大きくしやすくなり、昇華した蒸着材料２０の蒸気圧を大きくしやすくなる。また、キセノンガス２６の導入量を３０ｓｃｃｍ以下とすることにより、昇華した蒸着材料２０のイオン化が良好となりやすく、形成されるガスバリア層のガスバリア特性を確保しやすくなる。
【００５５】
次に、プラズマガン１１に放電電力を投入し、これによって放電を生じさせる。このことにより、昇華ガス２５がプラズマ化し、この結果、プラズマガン１１の第２中間電極１７から真空チャンバ１２内に向うプラズマ化昇華ガス流２２が形成される。形成されたプラズマ化昇華ガス流２２は、磁場機構５により生成される磁場に導かれて蒸着材料２０に照射される。このとき磁場機構５の収束コイル１８は、プラズマ化昇華ガス流２２の横断面を収縮させる作用を行ない、また磁場機構５のるつぼ用磁石２１は、プラズマ化昇華ガス流２２の焦点合わせおよびプラズマ化昇華ガス流２２を曲げる作用を行なっている。
【００５６】
プラズマガン１１は、圧力勾配型のプラズマガン１１を用いている。これにより、放電電圧が低い場合であっても昇華ガス２５を十分にプラズマ化することができ、これによって、形成されるガスバリア層のガスバリア特性を向上させやすくなる。
【００５７】
蒸着材料２０にプラズマ化した昇華ガス２５が照射されると、るつぼ１９内の蒸着材料２０が昇華し、同時に、昇華した蒸着材料２０がプラズマ化した昇華ガス２５によりイオン化される。イオン化した蒸着材料２０は電界（図示せず）により加速されて被イオンプレーティング用基材１３の下面に衝突する。このようにして、被イオンプレーティング用基材１３の下面にガスバリア層（図示せず）が形成される。ここで、蒸着材料２０が被イオンプレーティング用基材１３の下面に衝突する際の運動エネルギーは、真空蒸着又はスパッタリングにより蒸着材料２０が被イオンプレーティング用基材１３の下面に蒸着する際の運動エネルギーよりも大きい。このため、被イオンプレーティング用基材１３との密着性が強く緻密なガスバリア層を形成することができる。
【００５８】
この間、プラズマガン１１に導入された昇華ガス２５には、キセノンガス２６が含まれている。このため前述のとおり、プラズマガン１１により昇華ガス２５をプラズマ化させる際のプラズマガン１１における電気抵抗値を低くしやすくなる。これにより、高電流・低電圧でプラズマ化した昇華ガス２５を安定的に発生させることができる。このようなプラズマ化した昇華ガス２５を真空チャンバ１２内で蒸着材料２０に照射することにより、昇華ガス２５がキセノンガス２６を含まない場合に比べて、高い速度で蒸着材料２０を昇華させることができる。その結果、ガスバリア層を、被イオンプレーティング用基材１３上により大きな成膜速度で形成することができる。
【００５９】
また、プラズマ化した昇華ガス２５による電流が大きいため、すなわちプラズマ化昇華ガス流２２の電子密度が高いため、昇華した後の蒸着材料２０とプラズマ化した昇華ガス２５との衝突頻度が、昇華ガス２５がキセノンガス２６を含まない場合に比べて高くなる。このため、蒸着材料２０のイオン化やラジカル化（活性化）がより促進される。その結果、単位時間あたりより多くの蒸着材料２０が被イオンプレーティング用基材１３の下面に到達する。このことにより、ガスバリア層の成膜速度をより大きくしやすくなるとともに、より緻密なガスバリア層を被イオンプレーティング用基材１３上に形成しやすくなる。
【００６０】
ここで、キセノンの原子量はアルゴンの原子量の約３．３倍である。このため、キセノンガス２６はアルゴンガス２７に比較して重いガスとなるから、キセノンガス２６の方がアルゴンガス２７よりも拡散しにくいと考えられる。したがって、プラズマ化したキセノンガス２６またはアルゴンガス２７が真空チャンバ１２内の磁場によりるつぼ１９に収納された蒸着材料２０に導かれるとき、キセノンガス２６の方がアルゴンガス２７よりもよりるつぼ１９近傍に滞留すると考えられる。この場合、昇華した蒸着材料２０が、るつぼ１９近傍に滞留するプラズマ化したキセノンガス２６により容易にイオン化される傾向となる。このことにより、昇華ガス２５がキセノンガス２６を含む場合、蒸着材料２０のイオン化やラジカル化（活性化）がさらに促進されると考えられる。
【００６１】
そして、上述のように、蒸着材料２０がよりるつぼ１９近傍においてイオン化されるため、イオン化した蒸着材料２０が被イオンプレーティング用基材１３の下面に衝突する際の蒸着材料２０の運動エネルギーがより大きくなると考えられる。このため、蒸着材料２０と被イオンプレーティング用基材１３との密着力が向上し、かつ被イオンプレーティング用基材１３上における蒸着材料２０のマイグレーションも促進されると考えられる。従って、蒸着材料２０と被イオンプレーティング用基材１３との間の密着が強固であるだけでなく、蒸着材料２０同士の結合も強固となる。このことにより、被イオンプレーティング用基材１３上に、緻密かつ平坦であって、異常粒成長による欠陥のないガスバリア層を形成しやすくなる。
【００６２】
また、昇華ガス２５がキセノンガス２６を含むことによりプラズマガン１１における電気抵抗値が低くなるため、より高い真空度においてプラズマ化昇華ガス流２２を安定して発生させることが可能となる。このことによっても、形成されるガスバリア層をより緻密にすることができる。加えて、昇華ガス２５がキセノンガス２６を含むことによって、蒸着材料２０に用いる窒化珪素の分解が抑制され、成膜されるガスバリア層中で遊離する金属シリコンの量が低減される。これによって、ガスバリア層の透明性を確保しやすくなる。
【００６３】
上述の理由により、昇華ガス２５がキセノンガス２６を含む場合、被イオンプレーティング用基材１３上とガスバリア層との間の密着性、及びガスバリア層の緻密性を向上させ、かつガスバリア層中の欠陥を低減することができ、さらにはガスバリア層の透明性を向上させやすくなる。これらのことにより、ガスバリア層の品質を向上させることができる。
【００６４】
なお、プラズマ化した昇華ガス２５がるつぼ１９内の蒸着材料２０に照射されると、るつぼ１９は真空チャンバ１２及びアース５５に対して電気的に浮遊状態となる。このため、プラズマ化した昇華ガス２５が蒸着材料２０から反射して反射電子流３が生じる。反射電子流３は、真空チャンバ１２内面に設けられた防着板４０によって真空チャンバ１２側への帰還が妨げられるので、プラズマ化昇華ガス流２２の外側を通して電子帰還電極２側へ帰還させやすくなる。より具体的には、防着板４０は、真空チャンバ１２から電気的に浮遊しているので、防着板４０により反射電子流３の真空チャンバ１２側への帰還を妨げることができる。その結果、大部分の反射電子流３をプラズマ化昇華ガス流２２の外側を通して電子帰還電極２側へ確実に帰還させやすくなる。
【００６５】
反射電子流３の流れについてさらに詳述する。図１に示すように、電子帰還電極２はるつぼ１９から離れた位置に設けられているので、るつぼ１９上から昇華した蒸着材料２０が電子帰還電極２に付着することはほとんどない。また、プラズマガン１１から出たプラズマ化昇華ガス流２２と電子帰還電極２との間には、両者を遮る絶縁管１が設けられているので、プラズマ化昇華ガス流２２が電子帰還電極２に入射し、これによって陰極１５と電子帰還電極２との間で異常放電が発生するのを防止することができる。この場合、反射電子流３は、プラズマ化昇華ガス流２２の外側であって、プラズマ化昇華ガス流２２とは分離した経路に沿って電子帰還電極２まで延びるよう形成される。このことにより、プラズマ化昇華ガス流２２を連続的かつ安定に持続させることができる。
【００６６】
プラズマ化昇華ガス流２２の持続時間は、絶縁管１及び電子帰還電極２を設けない場合に比べて倍以上となり、飛躍的に向上することが確認されている。また、絶縁管１を設けることにより異常放電の発生を防止し、これによってプラズマ化昇華ガス流２２の電子帰還電極２への流れ込みによる電力ロスを減少させることができる。このため、絶縁管１および電子帰還電極２を設けない場合に比べて、ガスバリア層の成膜速度（材料昇華量）が約２０％向上することが確認されている。また、電子帰還電極２を収束コイル１８に近い位置に設けることにより、イオンプレーティング装置１０全体が小型化されている。なお、るつぼ１９が真空チヤンバ１２およびアース５５に対して電気的に浮遊状態となっているが、蒸着材料２０として絶縁性の窒化珪素等を用いた場合、成膜過程においてるつぼ１９自体が絶縁性となるため、真空チャンバ１２及びアース５５に対して電気的に浮遊状態にしておかなくても結果として電気的に浮遊状態となり得る。
【００６７】
なお、イオンプレーティング装置１０を用いたイオンプレーティング法によるガスバリア層の成膜の際に、制御装置６０を用いて、プラズマガン１１における電気抵抗値が０．５〜１．３Ωとなるようキセノン導入バルブ２６ｂを制御してキセノンガス２６の導入量を調整してもよい。これにより、形成されるガスバリア層のガスバリア特性を良好に保ちやすくなる。
【００６８】
また、イオンプレーティング装置１０においては、昇華ガス２５にキセノンガス２６及びアルゴンガス２７を用いることができるようになっているが、昇華ガスは上記２種類に限定されるものではなく、その他のガスを含んでいてもよい。また、昇華ガス２５は、キセノンガス２６のみとしてもよい。昇華ガス２５がキセノンガス２６とアルゴンガス２７との混合ガスとなる場合には、昇華ガス２５中のキセノンガス２６の比率が大きいほど、形成されるガスバリア層のガスバリア特性が向上する傾向になる。昇華ガス２５中のキセノンガス２６の比率は、所望のガスバリア特性、コスト及びプラズマガン１１における電気抵抗値などを考慮して設定されるが、ガスバリア特性を考慮すると、昇華ガス２５中のキセノンガス２６の比率が５０％以上であることが好ましい。
【００６９】
さらに、イオンプレーティング装置１０においては、圧力調整ガス２８が、圧力調整ガス導入管２８ａを介して真空チャンバ１２内に導入される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、プラズマガン１１からプラズマ化昇華ガス流２２が安定して発生されている場合、圧力調整ガス２８を真空チャンバ１２内に導入しなくてもよい。また圧力調整ガス２８としてアルゴンガス、キセノンガス、これらガスの混合ガスを加えてもよい。
【００７０】
以上説明したように、イオンプレーティング装置１０によれば、イオンプレーティング方法で被イオンプレーティング用基材１３に対して、酸窒化珪素を含有するガスバリア層を蒸着する際に、真空チャンバ１２のガス導入部２４に設けられたプラズマガン１１に昇華ガス導入管２５ａを介して昇華ガス２５を導入した後、プラズマガン１１に放電電力を投入し、放電を生じさせ、当該放電により昇華ガス２５をプラズマ化させる。このとき、プラズマガン１１に導入される昇華ガス２５は、キセノンガス２６を含んでいる。このため、昇華ガス２５にキセノンガス２６が含まれていない場合に比べて、プラズマガン１１に放電電力を投入する際の電気抵抗値を低下させることができる。従って、真空チャンバ１２の真空度が高い場合であっても、異常放電が生じない範囲内の放電電圧において、大きな放電電流を得ることができる。また、蒸着材料２０の分解も抑制される傾向となる。このことにより、高い生産性を保ちながら、緻密でガスバリア性が高く、かつ透明性の高いガスバリア層を被イオンプレーティング用基材１３上に形成することができる。
【００７１】
ガスバリア層形成工程で形成されるガスバリア層は、酸窒化珪素を含有する。ガスバリア性を確実に確保する見地から、ガスバリア層は酸窒化珪素からなることが好ましい。ここで、酸窒化珪素とは、珪素（Ｓｉ）、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）から形成される材料をいい、その原子数比は所定のガスバリア性を発揮できる範囲であればよく、特に制限はない。また、所望の性能を得る等の見地から、珪素、酸素、窒素以外の元素を所定量含有してもよいが、ガスバリア性を確保する見地から、珪素、酸素、窒素以外の元素の含有量は、通常１０原子％以下、好ましくは５原子％以下、より好ましくは２原子％以下とする。また、珪素、酸素、窒素以外の元素としては、炭素、亜鉛、錫、インジウム等を挙げることができる。
【００７２】
ガスバリア層形成工程で形成されるガスバリア層の組成（酸窒化珪素の組成）は、Ｓｉを４２原子％以下、Ｎを３１原子％以上、Ｏを２７原子％以下、Ｃを２原子％以下となることが特に好ましい。但し、Ｓｉ、Ｎ、Ｏ、Ｃそれぞれの含有率を合計すると１００原子％となる。なお、原子％とは、全元素の原子数に対する該当原子数の割合である。上記組成の採用により、窒素を増加させた状態で珪素の含有量を低減することができ、ガスバリア層中で遊離する珪素の量が少なくすることができる。その結果、ガスバリア層における金属珪素特有の色味の発生を抑えることができるようになり、ガスバリア性及び透明性に優れるガスバリア性フィルムを提供することができる。本発明においては、ガスバリア層形成工程で、キセノンガスを含む昇華ガスを用いたイオンプレーティング法を用いてガスバリア層の形成を行うので、上記組成を得やすくなる。より具体的には、キセノンガスを用いたイオンプレーティング成膜では、蒸着材料である窒化珪素を蒸発させる際の分解反応を極力低下させることが可能であるため、ＳｉやＮの調整は、蒸着材料の組成調整で行うことが可能となり、上記組成を得やすくなる。
【００７３】
上記酸窒化珪素の特に好ましい組成において、Ｓｉは４２原子％以下とし、Ｎは、３１原子％以上、より好ましくは３５原子％以上とする。ＳｉとＮとを上記バランスとなるように保つことにより、Ｓｉの未結合部位がガスバリア層中に存在しにくくなり、ガスバリア層が金属色を帯びにくく透明となりやすい。そして、Ｓｉ含有量を少なくした状態でバリア性を向上させやすくなる。また、Ｎを上記範囲とすれば透明性を確保しつつガスバリア性（水蒸気バリア性）を良好としやすくなる。一方、Ｓｉは、３５原子％以上が好ましく、４０原子％以上がより好ましい。Ｓｉを上記範囲とすれば、酸化度、窒化度を抑え、ガスバリア層の密度を確保しやすくなる。また、Ｎは、４５原子％以下が好ましく、４０原子％以下がより好ましい。Ｎを上記範囲とすれば、窒化物の含有量を抑制して透明性が確保しやすくなる。もっとも、透明性を必要としない用途に関しては、Ｎに上記のような上限を設ける必要はない。
【００７４】
上記酸窒化珪素の好ましい組成において、Ｏは、２７原子％以下、より好ましくは２５原子％以下、さらに好ましくは２０原子％以下とする。Ｏを上記範囲とすれば、ガスバリア性（水蒸気バリア性）を確保しやすくなる。一方、Ｏは、１０原子％以上が好ましく、１５原子％以上がより好ましい。Ｏを上記範囲とすれば、酸化物の含有量を確保して、透明性を確保しやすくなる。もっとも、透明性を必要としない用途に関しては、Ｏに上記のような下限を設ける必要はない。さらに、上記酸窒化珪素の好ましい組成において、Ｃは、２原子％以下とするが、含まれない（検出されない）ことがより好ましい。Ｃを上記範囲とすれば、ガスバリア性（水蒸気バリア性）を確保しやすくなる。
【００７５】
ガスバリア層形成工程で形成されるガスバリア層の組成は、従来公知の分析法を用いて分析することができる。こうした分析法としては、例えば、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分析装置）法を挙げることができる。本発明においては、ＸＰＳの測定は、ＸＰＳ（ＶＧ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製ＥＳＣＡ  ＬＡＢ２２０ｉ−ＸＬ装置）により測定している。Ｘ線源としては、Ａｇ−３ｄ−５／２ピーク強度が３００Ｋｃｐｓ〜１ＭｃｐｓとなるＸ線源であるＭｇＫα線を用い、直径約１ｍｍのスリットを使用している。測定は、測定に供した試料面の法線上に検出器をセットした状態で行い、適正な帯電補正を行っている。測定後の解析は、上述のＸＰＳ装置に付属されたソフトウエアＥｃｌｉｐｓｅバージョン２．１を使用し、Ｓｉ：２ｐ、Ｃ：１ｓ、Ｎ：１ｓ、Ｏ：１ｓのバインディングエネルギーに相当するピークを用いて行っている。このとき、Ｃ：１ｓのピークのうち、炭化水素に該当するピークを基準として、各ピークシフトを修正し、ピークの結合状態を帰属させる。そして、各ピークに対して、シャーリーのバックグラウンド除去を行い、ピーク面積に各元素の感度係数補正（Ｃ＝１．０に対して、Ｓｉ＝０．８７、Ｎ＝１．７７、Ｏ＝２．８５）を行い、原子数比を求めている。
【００７６】
ガスバリア層形成工程で形成されるガスバリア層の厚さは、通常１０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下とする。この範囲とすれば、ガスバリア性、フレキシビリティを確保しつつ、色味の調整もしやすくなり、生産性も確保しやすい。
【００７７】
（その他の工程）
本発明のガスバリア性フィルムの製造方法においては、上記説明した基材準備工程、ガスバリア層形成工程以外にも適宜他の工程を行ってもよい。こうしたその他の工程は特に制限はなく、例えば、アンカーコート層形成工程、オーバーコート層形成工程、平坦化層形成工程等を挙げることができる。これら各種工程のうち、平坦化層形成工程を行うことが好ましい。すなわち、本発明のガスバリア性フィルムの製造方法は、基材準備工程と、ガスバリア層形成工程との間に、基材上に平坦化層を設ける平坦化層形成工程をさらに有するようにすることが好ましい。これにより、平坦化層が基材表面を覆うことによって平坦化が行われ、この平坦化された平坦化層の上にガスバリア層が設けられることになり、その結果、よりガスバリア性が確保しやすくなる。
【００７８】
平坦化層形成工程で形成される平坦化層の材料としては、例えば、ゾル−ゲル材料、硬化性樹脂（紫外線硬化性樹脂、熱硬化型樹脂）、及びフォトレジスト材料等を挙げることができる。こうした材料のうち、工業生産性の見地から、平坦化層が硬化性樹脂より形成されることが好ましい。こうした硬化性樹脂としては、例えば、シロキサン系ゾルゲル材料、カルドポリマー含有材料、アリレート樹脂、透明ポリイミド樹脂、及び環状骨格を有したアクリレート系樹脂、エポキシ基をもつ反応性のプレポリマー、オリゴマー、及び／又は単量体を適宜混合したものである電離放射線硬化型樹脂や、電離放射線硬化型樹脂に必要に応じてウレタン系、ポリエステル系、アクリル系、ブチラール系、ビニル系等の熱可塑性樹脂を混合して液状となした液状組成物のような、分子中に重合性不飽和結合を有し、紫外線（ＵＶ）や電子線（ＥＢ）を照射することにより、架橋重合反応を起こして３次元の高分子構造に変化する樹脂等を挙げることができる。
【００７９】
平坦化層形成工程で形成される平坦化層の材料としては、ゾルーゲル法を用いたゾル−ゲル材料を用いることも好ましい。ゾル−ゲル法とは、有機官能基と加水分解基を有するシランカップリング剤と、このシランカップリング剤が有する有機官能基と反応する有機官能基を有する架橋性化合物とを少なくとも原料として構成された塗料組成物の塗工方法、及び塗膜のことをいう。有機官能基と加水分解基を有するシランカップリング剤としては、従来公知のものを適宜用いることができ、例えば、特開２００１−２０７１３０号公報に開示されるアミノアルキルジアルコキシシランやアミノアルキルトリアルコキシシランを用いればよい。また、シランカップリング剤が有する有機官能基と反応する有機官能基を有する架橋性化合物としては、例えば、グリシジル基、カルボキシル基、イソシアネート基、及びオキサゾリン基等のアミノ基と反応しうる官能基を有するものを挙げることができる。こうした材料も従来公知のものを適宜用いることができる。さらに、上記の塗料組成物には、例えば、溶媒、硬化触媒、濡れ性改良剤、可塑剤、消泡剤、増粘剤等の無機・有機系の各種添加剤を必要に応じて添加することができる。さらに、平坦化層の材料としては、従来公知のカルドポリマーを含有させることも好ましい。
【００８０】
平坦化層形成工程においては、平坦化層が、基材上に紫外線硬化型樹脂組成物を塗布して、塗膜に紫外線を照射して紫外線硬化型樹脂を硬化させることにより形成されることが好ましい。これにより、平坦化層形成工程における基材への熱負荷が低減されるようになり、その結果基材の材料選択の余地が広くなる。ここで、紫外線硬化型樹脂組成物は、特に制限はないが、アクリルモノマーを主成分とする樹脂を用いることが好ましい。アクリルモノマーを主成分とする樹脂の具体例としては、アクリレート系の官能基を有するもの、例えば、エチル（メタ）アクリレート、エチルヘキシル（メタ）アクリレート等の単官能モノマー並びに多官能モノマー、例えば、ポリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオール（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（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、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート等が挙げることができる。本明細書において「（メタ）アクリレート」とは、アクリレート又はメタクリレートを意味する。
【００８１】
平坦化層形成工程において用いる紫外線硬化型樹脂組成物は、さらに、重合開始剤として、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、α−アミロキシムエステル、テトラメチルチウラムモノサルファイド、チオキサントン類や、光増感剤としてｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリーｎ−ブチルホスフィン等を混合して用いることができる。紫外線硬化型樹脂組成物中の重合開始剤や光増感剤の含有量は、特に制限はなく、良好な硬化が行われる程度の含有量であればよい。また、紫外線硬化型樹脂組成物中には、塗布液の粘度調整の見地から、トルエンやメチルエチルケトン等の溶媒を含有させてもよい。こうした溶媒は、本発明の要旨の範囲内において、任意の割合で混合して用いてもよい。
【００８２】
平坦化層形成工程において、紫外線硬化型樹脂組成物を塗布する方法としては、特に制限はないが、例えば、ロールコート法、グラビアロールコート法、キスロールコート法、リバースロールコート法、ミヤバーコート法、グラビアコート法、スピンコート法、及びダイコート法等の一般的に用いられる塗布方法が挙げられる。
【００８３】
平坦化層形成工程においては、上記紫外線硬化型樹脂組成物を基材上に塗布した後に、必要に応じて乾燥を行い、さらに紫外線硬化を行う。乾燥の温度は、常温であってもよいが、紫外線硬化型樹脂組成物が溶媒を含有する場合には、この溶媒の沸点以上の温度で行うことが好ましい。また、乾燥時間は、工業生産性を考慮しつつ必要に応じて含有させた溶媒を確実に除去する見地から、適宜調整すればよい。紫外線硬化は、紫外線源から紫外線を照射することによって行えばよい。この場合の紫外線源の具体例としては、例えば、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク灯、ブラックライト蛍光灯、メタルハライドランプ灯等の光源が挙げられる。紫外線の波長としては、１９０〜３８０ｎｍの波長域を使用することができる。紫外線を照射する時間は、工業生産性を考慮しつつ有機層の確実な硬化を行う見地から、適宜調整すればよい。
【００８４】
平坦化層形成工程で形成される平坦化層の厚さは、表面の平滑性確保の観点から、通常０．５μｍ以上、通常１０μｍ以下とする。
【００８５】
［ガスバリア性フィルム］
本発明のガスバリア性フィルムは、基材上にガスバリア層を有するガスバリア性フィルムであって、ガスバリア層の組成が、Ｓｉを４２原子％以下、Ｎを３１原子％以上、Ｏを２７原子％以下、Ｃを２原子％以下となる（但し、Ｓｉ、Ｎ、Ｏ、Ｃそれぞれの含有率を合計すると１００原子％となる）。これにより、窒素を増加させた状態で珪素の含有量を低減することができ、ガスバリア層中で遊離する珪素の量が少なくすることができる。その結果、ガスバリア層における金属珪素特有の色味の発生を抑えることができるようになり、ガスバリア性及び透明性に優れるガスバリア性フィルムを提供することができる。なお、本発明のガスバリア性フィルムにおける「基材上にガスバリア層を有する」との表現は、基材に接してガスバリア層が設けられる場合のみでなく、基材上に他の層（例えば、平坦化層）を介してガスバリア層が設けられる場合も含むものである。また、ガスバリア層の好ましい組成については、上記本発明のガスバリア性フィルムの製造方法において説明したとおりであるので、説明の重複を避けるため、ここでの説明は省略する。
【００８６】
図２は、ガスバリア性フィルムの一例を示す模式的断面図である。ガスバリア性フィルム３０ａは、基材３１ａと、基材３１ａ上に形成されたガスバリア層３３ａとを有する。ここで、基材３１ａ、ガスバリア層３３ａの材料や形成方法等については、上記本発明のガスバリア性フィルムの製造方法において説明したとおりであるので、説明の重複を避けるため、ここでの説明は省略する。
【００８７】
図３は、ガスバリア性フィルムの他の一例を示す模式的断面図である。ガスバリア性フィルム３０ｂは、基材３１ｂと、基材３１ｂ上に形成された平坦化層３２と、平坦化層３２上に形成されたガスバリア層３３ｂとを有する。ここで、基材３１ｂ、平坦化層３２、ガスバリア層３３ｂの材料や形成方法等については、上記本発明のガスバリア性フィルムの製造方法において説明したとおりであるので、説明の重複を避けるため、ここでの説明は省略する。
【００８８】
ガスバリア性フィルムの層構成は、ガスバリア性フィルム３０ａ，３０ｂに示すものに限られず、本発明の要旨の範囲内において層構成を自由に選択することができる。例えば、基材とガスバリア層又は平坦化層との間にアンカーコート層を設けたり、ガスバリア性フィルムの表面にオーバーコート層を設けたりしてもよい。
【００８９】
ガスバリア性フィルム３０ａ，３０ｂは、透明でかつガスバリア性が高いので、例えば、食品や医薬品等の包装材料だけでなく、タッチパネル、ディスプレイ用フィルム基板、照明用フィルム基板、太陽電池用フィルム基板、及びサーキットボード用フィルム基板等、従来ガラスを支持基材として利用していたものに代替できる、軽くて割れない、曲げられる電子デバイス用部材に関する材料に用いることができる。
【実施例】
【００９０】
次に、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例の記載に限定されるものではない。
【００９１】
（実施例１）
＜基材準備工程＞
ＰＥＴフィルム（東洋紡績株式会社製：Ａ４１００、厚さ：１００μｍ）を基材として準備した。
【００９２】
＜ガスバリア層形成工程＞
蒸着材料としてＳｉ３Ｎ４焼結体（高純度化学製）を用いた。図１に示すイオンプレーティング装置１０を用い、真空チャンバ１２内に上記基材（被イオンプレーティング用基材１３）を設置し、真空チャンバ１２内のるつぼ１９に蒸着材料２０を収納した後、真空引きを行った。真空度が５×１０−４Ｐａまで到達した後、昇華ガス２５としてキセノンガス２６を１２ｓｃｃｍ導入した。その後、プラズマガン１１に放電電力を投入し、これによって１４２Ａの放電電流、１０６Ｖの放電電圧を発生させ、昇華ガス２５をプラズマ化した。なお、ｓｃｃｍとはｓｔａｎｄａｒｄ  ｃｕｂｉｃ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅの略であり、以下の実施例、比較例においても同様である。
【００９３】
真空チャンバ１２内を０．１０Ｐａに維持し、収束コイル１８に所定の磁場を発生させることにより、プラズマ化した昇華ガス２５からなるプラズマ化昇華ガス流２２を所定方向に曲げ、これによってプラズマ化した昇華ガス２５を真空チャンバ１２内の蒸着材料２０に向けて照射した。プラズマ化した昇華ガス２５によって、蒸着材料２０は、昇華するとともにイオン化した。イオン化した蒸着材料２０を基材（被イオンプレーティング用基材１３）上に堆積させて、厚さ９１ｎｍのガスバリア層を基材（被イオンプレーティング用基材１３）上に形成した。なお、イオンプレーティングの実施時間は４秒間であった。
【００９４】
得られたガスバリア層の組成をＸＰＳにより分析した。その結果、Ｓｉ：Ｎ：Ｏ：Ｃは、４２原子％：３８原子％：１８原子％：２原子％であった。なお、ＸＰＳの測定は、ＸＰＳ（ＶＧ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製ＥＳＣＡ  ＬＡＢ２２０ｉ−ＸＬ装置）により測定している。Ｘ線源としては、Ａｇ−３ｄ−５／２ピーク強度が３００Ｋｃｐｓ〜１ＭｃｐｓとなるＸ線源であるＭｇＫα線を用い、直径約１ｍｍのスリットを使用した。測定は、測定に供した試料面の法線上に検出器をセットした状態で行い、適正な帯電補正を行った。測定後の解析は、上述のＸＰＳ装置に付属されたソフトウエアＥｃｌｉｐｓｅバージョン２．１を使用し、Ｓｉ：２ｐ、Ｃ：１ｓ、Ｎ：１ｓ、Ｏ：１ｓのバインディングエネルギーに相当するピークを用いて行った。このとき、Ｃ：１ｓのピークのうち、炭化水素に該当するピークを基準として、各ピークシフトを修正し、ピークの結合状態を帰属させた。そして、各ピークに対して、シャーリーのバックグラウンド除去を行い、ピーク面積に各元素の感度係数補正（Ｃ＝１．０に対して、Ｓｉ＝０．８７、Ｎ＝１．７７、Ｏ＝２．８５）を行い、原子数比を求めた。
【００９５】
＜全光線透過率及び水蒸気透過率の測定＞
以上のようにして得られたガスバリア性フィルムにつき、全光線透過率及び水蒸気透過率を測定した。その結果、全光線透過率は９１％、水蒸気透過率は１．６ｇ／ｍ２・ｄａｙであった。得られた結果を表−１に示す。なお、全光線透過率の測定は、ＳＭカラーコンピューターＳＭ−Ｃ（スガ試験機製）を使用して行った。測定は、ＪＩＳ  Ｋ７１０５に準拠して実施した。また、水蒸気透過率の測定は、水蒸気透過率測定装置（ＭＯＣＯＮ社製  ＴＥＲＭＡＴＲＡＮ−Ｗ  ３／３１）を用いて、温度３８度、湿度１００％ＲＨで行った。
【００９６】
（実施例２）
基材準備工程と、ガスバリア層形成工程との間に、基材上に平坦化層を設ける平坦化層形成工程をさらに行ったこと、ガスバリア層形成工程での成膜条件を変更したこと以外は、実施例１と同様にしてガスバリア性フィルムを製造した。以下、相違点である平坦化層形成工程とガスバリア層形成工程の成膜条件とについて説明する。
【００９７】
＜平坦化層形成工程＞
基材上に、ダイコート法を用いて紫外線硬化型樹脂組成物を塗布して乾燥温度１２０℃２分で乾燥しその後、塗膜に紫外線を３００ｍＪ（フュージョンＨバルブ）の強度で照射して紫外線硬化型樹脂を硬化させて、厚さ４μｍの平坦化層を形成した。紫外線硬化型樹脂組成物としては、アクリレート系樹脂としてザ・インクテック株式会社製のＯＥＬＶを用いた。
【００９８】
＜ガスバリア層形成工程＞
成膜の際に発生させる放電電流・放電電圧の条件を、それぞれ１８０Ａ、１１１Ｖとして、昇華ガスをプラズマ化した。その結果、厚さが９０ｎｍである、酸窒化珪素からなるガスバリア層を平坦化層上に形成した。イオンプレーティングの実施時間は３秒間であった。得られたガスバリア層の組成を実施例１と同様にしてＸＰＳにより分析した。その結果、Ｓｉ：Ｎ：Ｏ：Ｃは、４２原子％：３４原子％：２２原子％：２原子％であった。
【００９９】
＜全光線透過率及び水蒸気透過率の測定＞
以上のようにして得られたガスバリア性フィルムにつき、実施例１と同様にして、全光線透過率及び水蒸気透過率を測定した。その結果、全光線透過率は８８％、水蒸気透過率は０．５ｇ／ｍ２・ｄａｙであった。得られた結果を表−１に示す。
【０１００】
（比較例１）
ガスバリア層形成工程において、昇華ガスとしてアルゴンガスを用いたこと、成膜の際に発生させる放電電流・放電電圧の条件をそれぞれ１０９Ａ、１４１Ｖとして昇華ガスをプラズマ化したこと、イオンプレーティングの実施時間は３秒間としたこと、以外は、実施例１と同様にしてガスバリア性フィルムを製造した。その結果、厚さ９２ｎｍのガスバリア層が基材上に形成された。得られたガスバリア層の組成を実施例１と同様にしてＸＰＳにより分析した。その結果、Ｓｉ：Ｎ：Ｏ：Ｃは、４９原子％：１４原子％：３４原子％：２原子％であった。
【０１０１】
＜全光線透過率及び水蒸気透過率の測定＞
以上のようにして得られたガスバリア性フィルムにつき、実施例１と同様にして、全光線透過率及び水蒸気透過率を測定した。その結果、全光線透過率は６５％、水蒸気透過率は２．０ｇ／ｍ２・ｄａｙであった。得られた結果を表−１に示す。
【０１０２】
（比較例２）
ガスバリア層形成工程において、昇華ガスとしてアルゴンガスを用いたこと、成膜の際に発生させる放電電流・放電電圧の条件をそれぞれ１４６Ａ、１４１Ｖとして昇華ガスをプラズマ化したこと、イオンプレーティングの実施時間は３秒間としたこと、以外は、実施例２と同様にしてガスバリア性フィルムを製造した。その結果、厚さ９４ｎｍのガスバリア層が平坦化層上に形成された。得られたガスバリア層の組成を実施例１と同様にしてＸＰＳにより分析した。その結果、Ｓｉ：Ｎ：Ｏ：Ｃは、４４原子％：３０原子％：２４原子％：２原子％であった。
【０１０３】
＜全光線透過率及び水蒸気透過率の測定＞
以上のようにして得られたガスバリア性フィルムにつき、実施例１と同様にして、全光線透過率及び水蒸気透過率を測定した。その結果、全光線透過率は７１％、水蒸気透過率１．６ｇ／ｍ２・ｄａｙであった。得られた結果を表−１に示す。
【０１０４】
【表１】
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【符号の説明】
【０１０５】
１  絶縁管
２  電子帰還電極
３  反射電子流
５  磁場機構
１０  イオンプレーティング装置
１１  プラズマガン
１２  真空チャンバ
１２Ａ  短管部
１３  被イオンプレーティング用基材
１４  放電電源
１５  陰極
１６  第１中間電極
１７  第２中間電極
１８  収束コイル
１９  るつぼ
２０  蒸着材料
２１  るつぼ用磁石
２２  プラズマ化昇華ガス流
２４  ガス導入部
２５  昇華ガス
２５ａ  昇華ガス導入管
２６  キセノンガス
２６ａ  キセノン導入管
２６ｂ  キセノン導入バルブ
２７  アルゴンガス
２７ａ  アルゴン導入管
２７ｂ  アルゴン導入バルブ
２８  圧力調整ガス
２８ａ  圧力調整ガス導入管
２８ｂ  圧力調整ガス導入バルブ
３０ａ，３０ｂ  ガスバリア性フィルム
３１ａ，３１ｂ  基材
３２  平坦化層
３３ａ，３３ｂ  ガスバリア層
４０  防着板
４１  成膜速度計
４２  真空計
４５  放電電流計
４６  放電電圧計
４７  電子帰還電極電流計
４８  接地電流計
４９  排気管
５０  排気ポンプ
５１  演算部
５５  アース
６０  制御装置
６１  検出機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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