(57)【要約】【課題】高いガスバリア性能を有するガスバリアフィルムを形成するための成膜方法、およびこれらの成膜方法を用いて形成されたガスバリアフィルムを提供する。【解決手段】成膜方法は、長尺の基板をドラムの表面の所定の領域に巻き掛け、所定の搬送方向に搬送しつつ、所定の真空度のチャンバ内で基板の表面に無機膜を形成する方法であり、チャンバ内に基板の表面に無機膜を形成する成膜部と、水分を吸着する機能を有する金属を基板以外のものに蒸着する蒸着部とが設けられており、成膜部により基板の表面に無機膜を形成する前、および無機膜の形成中の少なくとも一方のタイミングで蒸着部による蒸着を行う。【選択図】図１
2011195850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺の基板をドラムの表面の所定の領域に巻き掛け、所定の搬送方向に搬送しつつ、所定の真空度のチャンバ内で前記基板の表面に無機膜を形成する成膜方法であって、
前記チャンバ内に前記基板の表面に無機膜を形成する成膜部と、水分を吸着する機能を有する金属を前記基板以外のものに蒸着する蒸着部とが設けられており、
前記成膜部により前記基板の表面に前記無機膜を形成する前、および前記無機膜の形成中の少なくとも一方のタイミングで、前記蒸着部による蒸着を行うことを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記成膜部により前記基板の表面に前記無機膜を形成する前に、前記基板の表面に有機膜を形成する工程を備え、前記有機膜上に前記無機膜が形成される請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記無機膜は、真空蒸着法またはＣＶＤ法で形成される請求項１または２に記載の成膜方法。
【請求項４】
前記無機膜の形成前の前記チャンバ内の圧力は１×１０−３Ｐａ以下であり、かつ水分圧が６×１０−４Ｐａ以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の成膜方法。
【請求項５】
前記無機膜の形成中の前記チャンバ内の圧力は１×１０−２Ｐａ以下であり、かつ水分圧が３×１０−３Ｐａ以下である請求項１〜４のいずれか１項に記載の成膜方法。
【請求項６】
前記無機膜は、酸化珪素を用いて形成される請求項１〜５のいずれか１項に記載の成膜方法。
【請求項７】
前記蒸着される金属は、チタンまたはアルミニウムである請求項１〜６のいずれか１項に記載の成膜方法。
【請求項８】
基板と、前記基板の表面にガスバリア膜として形成された無機膜とを有し、
前記ガスバリア膜は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の成膜方法を用いて製造されたものであることを特徴とするガスバリアフィルム。
【請求項９】
前記基板の表面と前記ガスバリア膜と間に有機膜が形成されている請求項８に記載のガスバリアフィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等に利用されるガスバリアフィルム、ならびにこのガスバリアフィルムの製造に利用される成膜方法に関し、特に、高いガスバリア性能を有するガスバリアフィルムを形成するための成膜方法、およびこれらの成膜方法を用いて形成されたガスバリアフィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
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、半導体装置、薄膜太陽電池等の各種の装置における防湿性を要求される部位や部品、食品、衣料品、電子部品等の包装に用いられる包装材料に、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（基板フィルム）に、ガスバリア性を発現する膜（以下、ガスバリア膜ともいう）を成膜してなる、ガスバリアフィルムが利用されている。
このようなガスバリアフィルムに成膜されるガスバリア膜としては、窒化シリコン、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、酸化アルミニウム等の各種の無機物（無機化合物）からなる膜が知られている。酸化ケイ素膜（ＳｉＯｘ膜）については、酸化度が異なると、酸素透過率、水蒸気透過率等のガスバリア性能が変わることが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、高分子フィルム上の片面または両面に高周波マグネトロンスパッタ法によりＳｉＯｘ層をガスバリア膜として形成し、ガスおよび湿気バリアー膜を製造することが開示されている。なお、ｘは酸化度を示すものであり、特許文献１においては、このｘは１．０〜１．８である。特許文献１のガスおよび湿気バリアー膜では、酸素透過度が２ｃｍ３／ｍ２／ｄａｙ以下であり、水蒸気透過率が１ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３１９２２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ガスバリアフィルムを製造するために、ロール・ツー・ロール方式を用いて、酸化ケイ素膜をガスバリア膜として、長尺の基板をチャンバ内を搬送しつつ、種々の成膜方法で形成する場合、チャンバ内に残留する気体成分等により、形成する酸化ケイ素（ＳｉＯｘ膜）の酸化度を必ずしも制御することができないという問題がある。このように、上述のように酸化度を変えることにより、ガスバリア性能を向上することが知られており、特許文献１にはＳｉＯｘ層の酸化度を調整したガスおよび湿気バリアー膜が開示されているものの、所定の性能を有するガスバリア膜を得ることができない。
【０００６】
本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点を解消し、高いガスバリア性能を有するガスバリアフィルムを形成するための成膜方法、およびこれらの成膜方法を用いて形成されたガスバリア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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、長尺の基板をドラムの表面の所定の領域に巻き掛け、所定の搬送方向に搬送しつつ、所定の真空度のチャンバ内で前記基板の表面に無機膜を形成する成膜方法であって、前記チャンバ内に前記基板の表面に無機膜を形成する成膜部と、水分を吸着する機能を有する金属を前記基板以外のものに蒸着する蒸着部とが設けられており、前記成膜部により前記基板の表面に前記無機膜を形成する前、および前記無機膜の形成中の少なくとも一方のタイミングで、前記蒸着部による蒸着を行うことを特徴とする成膜方法を提供するものである。
【０００８】
この場合、前記成膜部により前記基板の表面に前記無機膜を形成する前に、前記基板の表面に有機膜を形成する工程を備え、前記有機膜上に前記無機膜が形成されることが好ましい。
また、前記無機膜は、真空蒸着法またはＣＶＤ法で形成されることが好ましい。
また、前記無機膜の形成前の前記チャンバ内の圧力は１×１０−３Ｐａ以下であり、かつ水分圧が６×１０−４Ｐａ以下であることが好ましい。この水分圧（６×１０−４Ｐａ）はチャンバ内の全圧の６０％以下に相当するものである。
また、前記無機膜の形成中の前記チャンバ内の圧力は１×１０−２Ｐａ以下であり、かつ水分圧が３×１０−３Ｐａ以下であることが好ましい。この水分圧（３×１０−３Ｐａ）はチャンバ内の全圧の３０％以下に相当するものである。
また、前記無機膜は、酸化珪素を用いて形成されることが好ましい。
また、前記蒸着される金属は、チタンまたはアルミニウムであることが好ましい。
【０００９】
本発明の第２の態様は、基板と、前記基板の表面にガスバリア膜として形成された無機膜とを有し、前記ガスバリア膜は、本発明の第１の態様の成膜方法を用いて製造されたものであることを特徴とするガスバリアフィルムを提供するものである。
この場合、前記基板の表面と前記ガスバリア膜と間に有機膜が形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、基板の表面に無機膜を形成する前、および無機膜を形成中の少なくとも一方のタイミングで、蒸着部により、水分を吸着する機能を有する金属を基板以外のものに蒸着することにより、チャンバ内の水分の量を減らすことができる。これにより、形成する無機膜の酸化度を制御でき、優れたガスバリア性能を有する無機膜が得られ、したがって、優れたガスバリア性能を有するガスバリアフィルムを得ることができる。
また、本発明によれば、基板の表面に無機膜を形成する前に蒸着することにより、チャンバ内の水分の量を減らすことができるため、チャンバ内を所定の真空度にするまでの真空排気時間を短時間にすることができ、無機膜の成膜の際のコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る成膜方法に用いられる成膜装置の一例を示す模式的断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る成膜方法に用いられる有機膜成膜装置を示す模式図である。
【図３】（ａ）は、本発明の実施形態に係る成膜方法により得られるガスバリアフィルムの一例を示す模式的断面図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態に係る成膜装置により得られるガスバリアフィルム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】
【００１２】
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の成膜方法およびガスバリアフィルムを詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る成膜方法に用いられる成膜装置の一例を示す模式的断面図である。
【００１３】
図１に示す成膜装置１０は、ロール・ツー・ロール(Roll to Roll)タイプの成膜装置であり、供給室１２から成膜室１４を経て巻取り室１６に至る所定の経路で、供給室１２から巻取り室１６まで長尺な基板Ｚを通して搬送しつつ、例えば、長尺の基板Ｚ（以下、基板Ｚという）の表面Ｚｆ（図３（ａ）参照）に連続に、ガスバリア機能を有するガスバリア膜として無機膜１０２を形成し、ガスバリアフィルム１００（図３（ａ）参照）を製造するものである。この無機膜１０２は、例えば、酸化珪素により構成されるＳｉＯｘ膜である。
【００１４】
成膜装置１０は、基本的に、基板Ｚを供給する供給室１２と、基板Ｚに無機膜１０２（図３（ａ）参照）を形成する成膜室（チャンバ）１４と、無機膜１０２（図３（ａ）参照）が形成された基板Ｚ、すなわち、ガスバリアフィルム１００を巻き取る巻取り室１６と、真空排気部３２と、制御部３６とを有する。この制御部３６により、成膜装置１０における各要素の動作が制御される。
また、成膜装置１０においては、供給室１２と成膜室１４とを区画する壁１５ａには、基板Ｚが通過するスリット状の開口１５ｃが形成されており、成膜室１４と巻取り室１６とを区画する壁１５ｂには、無機膜１０２が形成された基板Ｚ（ガスバリアフィルム１００）が通過するスリット状の開口１５ｃが形成されている。
【００１５】
成膜装置１０においては、供給室１２、成膜室１４および巻取り室１６には、真空排気部３２が配管３４を介して接続されている。この真空排気部３２により、供給室１２、成膜室１４および巻取り室１６の内部が所定の真空度（圧力）にされる。配管３４には、供給室１２、成膜室１４、巻取り室１６の近傍の部分にバルブ（図示せず）を設け、真空排気部３２による各室の排気量を調整可能としてもよい。
【００１６】
真空排気部３２は、供給室１２、成膜室１４および巻取り室１６を排気して、所定の真空度（所定の圧力）に保つものであり、ドライポンプおよびターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有するものである。また、供給室１２、成膜室１４および巻取り室１６には、それぞれ内部の圧力を測定する圧力センサ（図示せず）が設けられている。また、成膜室１４には、内部の水分圧（Ｈ２Ｏ分圧）を測定するために、例えば、真空分圧計（図示せず）が設けられている。
なお、真空排気部３２による供給室１２および巻取り室１６の到達真空度には、特に限定はなく、成膜室１４については、後述するように無機膜１０２の成膜条件等に応じた十分な真空度を保てればよい。この真空排気部３２は、制御部３６により制御される。また、各圧力センサおよび真空分圧計も制御部３６に接続されており、各圧力センサおよび真空分圧計で得られた圧力、水分圧（Ｈ２Ｏ分圧）は、制御部３６で記憶される。
【００１７】
供給室１２は、基板Ｚを供給する部位であり、回転軸２０、およびガイドローラ２１が設けられている。
回転軸２０は、基板Ｚを連続的に送り出すものである。基板Ｚが反時計回りに巻回されてなる基板ロール２０ａが回転軸２０に装填される。
回転軸２０は、例えば、駆動源としてモータ（図示せず）が接続されている。このモータによって回転軸２０が基板Ｚを巻き戻す方向ｒ１に回転されて、本実施形態では、時計回りに回転されて、基板Ｚが基板ロール２０ａから連続的に送り出される。
【００１８】
ガイドローラ２１は、基板Ｚを所定の搬送経路で成膜室１４に案内するものである。このガイドローラ２１は、公知のガイドローラにより構成される。
本実施形態の成膜装置１０においては、ガイドローラ２１は、駆動ローラまたは従動ローラでもよい。また、ガイドローラ２１は、基板Ｚの搬送時における張力を調整するテンションローラとして作用するローラであってもよい。
【００１９】
なお、基板Ｚとしては、特に限定されるものではなく、ガスバリアフィルムの製造に利用される各種の長尺なシート状の基板が、各種、利用可能である。
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、ポリプロピレン、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などの有機物からなるシート状のプラスチックフィルム（樹脂フィルム）が、好適に例示される。
【００２０】
基板Ｚの厚さは、特に限定されないが、例えば、１０〜３００μｍである。ガスバリアフィルムを有機ＥＬディスプレイおよび液晶ディスプレイ等に用いる場合、機械的強度および透明性の観点から厚さが１０〜１５０μｍの基板Ｚを用いることが好ましい。
また、ガスバリアフィルムを太陽電池のバックシートに用いる場合、耐電圧性の観点から、基板Ｚの厚さは３００μｍ程度あることが好ましい。
なお、基板Ｚの厚さが１０μｍ未満では、基板Ｚの種類によっては、ガスバリアフィルムの機械的強度が不十分になってしまう場合が有る。
【００２１】
また、本発明においては、例えば、基板Ｚとしても用いることができるプラスチックフィルム等を基材として、その上に、保護層、接着層、光反射層、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）が成膜されている物を基板として用いてもよい。後述するように、基板Ｚの表面Ｚｆに有機層１０４が形成されたものを基板１０６（図３（ｂ）参照）として用いてもよい。また、基材の上に複数層の膜が成膜されたものを基板として用いてもよい。
【００２２】
巻取り室１６は、後述するように、成膜室１４で、表面Ｚｆに無機膜１０２が形成された基板Ｚを巻き取る部位であり、巻取り軸３０、および２つのガイドローラ３１ａ、３１ｂが設けられている。
【００２３】
巻取り軸３０は、ガスバリアフィルム１００である無機膜１０２が形成された基板Ｚをロール状に、例えば、時計回りに巻き取るものである。
この巻取り軸３０は、例えば、駆動源としてモータ（図示せず）が接続されている。このモータにより巻取り軸３０が回転されて、無機膜１０２が形成された基板Ｚが巻き取られる。
巻取り軸３０においては、モータによって無機膜１０２が形成された基板Ｚを巻き取る方向ｒ２に回転されて、本実施形態では、時計回りに回転されて、無機膜１０２が形成された基板Ｚを連続的に、例えば、時計回りに巻き取り、ガスバリアフィルム１００の基板ロール３０ａを得る。
【００２４】
ガイドローラ３１ａ、３１ｂは、成膜室１４から搬送された基板Ｚを、所定の搬送経路で巻取り軸３０に案内するものである。このガイドローラ３１ａ、３１ｂは、公知のガイドローラにより構成される。なお、供給室１２のガイドローラ２１と同様に、ガイドローラ３１ａ、３１ｂも、駆動ローラまたは従動ローラでもよい。また、ガイドローラ３１ａ、３１ｂは、テンションローラとして作用するローラであってもよい。
成膜装置１０においては、基板ロール２０ａからの基板Ｚの送り出しと、巻取り室１６の巻取り軸３６における基板Ｚの巻き取りとを同期して行なって基板Ｚを所定の搬送経路で長手方向に搬送しつつ、成膜室１４において、基板Ｚに無機膜１０２を形成する。
【００２５】
成膜室１４は、真空チャンバとして機能するものであり、例えば、ステンレス、アルミニウムまたはアルミニウム合金など、各種の真空チャンバで利用されている材料を用いて構成されている。この成膜室１４は、基板Ｚを搬送しつつ連続的に、基板Ｚの表面Ｚｆに、例えば、真空蒸着法によって無機膜１０２を形成する部位である。
なお、成膜室１４には、真空度調整用のアルゴンガスの導入などを行うための、ガス導入手段が設けられてもよい。ガス導入手段は、ボンベ等との接続手段またはガス流量の調整手段等を有するか、またはこれらに接続されるものである。ガス導入手段は、真空蒸着装置で用いられる公知のものが用いられる。
【００２６】
成膜室１４内には、６つのガイドローラ２４ａ、２４ｂ、２５、２７、２８ａ、２８ｂと、ドラム２６と、成膜部４０と、蒸着部５０とが設けられている。
搬送方向Ｄの上流側から下流側に向かってガイドローラ２４ａ、２４ｂ、ガイドローラ２５、ドラム２６、ガイドローラ２７、ガイドローラ２８ａ、２８ｂの順で設けられている。すなわち、ドラム２６に対して、ガイドローラ２４ａ、２４ｂ、ガイドローラ２５が上流側に設けられ、ガイドローラ２７、ガイドローラ２８ａ、２８ｂが下流側に設けられている。
【００２７】
ガイドローラ２４ａ、２４ｂとガイドローラ２８ａ、２８ｂとが、所定の間隔を設けて対向して、平行に配置されている。ガイドローラ２４ａ、２４ｂおよびガイドローラ２８ａ、２８ｂは基板Ｚの搬送方向Ｄに対して、その長手方向を直交させて配置されている。
また、ガイドローラ２５とガイドローラ２７とが、ガイドローラ２４とガイドローラ２８との間隔よりも狭い間隔で対向して、平行に配置されている。ガイドローラ２５およびガイドローラ２７は基板Ｚの搬送方向Ｄに対して、その長手方向を直交させて配置されている。
【００２８】
ガイドローラ２４ａ、２４ｂ、ガイドローラ２５は、供給室１２に設けられたガイドローラ２１から搬送された基板Ｚをドラム２６に搬送するものである。このガイドローラ２４ａ、２４ｂ、ガイドローラ２５は、例えば、基板Ｚの搬送方向Ｄと直交する方向（以下、軸方向という）に回転軸を有し回転可能であり、かつガイドローラ２４ａ、２４ｂ、ガイドローラ２５は、軸方向の長さが、基板Ｚの長手方向と直交する幅方向における長さ（以下、基板Ｚの幅という）よりも長い。
なお、回転軸２０、ガイドローラ２１、ガイドローラ２４ａ、２４ｂおよびガイドローラ２５により、本発明の第１の搬送手段が構成される。
【００２９】
ガイドローラ２７、ガイドローラ２８ａ、２８ｂは、ドラム２６に巻き掛けられた基板Ｚを巻取り室１６に設けられたガイドローラ３１ａに搬送するものである。このガイドローラ２７、ガイドローラ２８ａ、２８ｂは、例えば、軸方向に回転軸を有し回転可能であり、かつガイドローラ２７、ガイドローラ２８ａ、２８ｂは、軸方向の長さが基板Ｚの幅よりも長い。
なお、ガイドローラ２７、ガイドローラ２８、ガイドローラ３１ａ、３１ｂ、巻取り軸３０により、本発明の第２の搬送手段が構成される。
また、６つのガイドローラ２４ａ、２４ｂ、２５、２７、２８ａ、２８ｂは、上記構成以外は、供給室１２に設けられたガイドローラ２１と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
【００３０】
ドラム２６は、ガイドローラ２４ｂ、２５と、ガイドローラ２７、２８ａとの間の空間Ｈの下方に設けられている。ドラム２６は、その長手方向を、４つのガイドローラ２４ｂ、２５、２７、２８ａの長手方向に対して平行にして配置されている。このドラム２６は、軸方向（長手方向）における長さが基板Ｚの幅よりも長い。
ドラム２６は、例えば、円筒状を呈し、その両端面に、それぞれ円筒状の支持部２９が設けられている。この支持部２９が成膜室１４の壁面（図示せず）に設けられた、例えば、ベアリング（図示せず）により回転可能に支持される。これにより、回転軸Ｃを中心として、ドラム２６は回転方向ωに回転する。
ドラム２６の表面２６ａ（周面）に基板Ｚが巻き掛けられて、ドラム２６が回転方向ωに回転することにより、基板Ｚを所定の成膜位置に保持しつつ、搬送方向Ｄに基板Ｚを搬送するものである。
【００３１】
なお、ドラム２６については、基板Ｚの厚さが薄い場合、成膜時の熱で基板Ｚが切断されることを防ぐために冷却することが好ましい。しかしながら、ドラム２６の温度は、無機膜１０２の膜質に影響があるため、基板Ｚの厚さ、形成する無機膜１０２の膜質等に応じて、ドラム２６の温度は適宜決定されるものである。
【００３２】
図１に示すように、成膜部４０は、ドラム２６の下方に対向して設けられており、基板Ｚがドラム２６に巻き掛けられた状態で、ドラム２６が回転して、基板Ｚが搬送方向Ｄに搬送されつつ、基板Ｚの表面Ｚｆに、ガスバリア膜として機能する無機膜１０２を形成するものである。
【００３３】
成膜部４０は、例えば、真空蒸着法により無機膜１０２を形成するものである。この成膜部４０は、加熱容器４２と、ヒータ４４と、温度センサ４５と、第１の温度調節部４６と、一対の仕切板４８と、シャッタ４９とを有する。
仕切板４８は、加熱容器４２を成膜室１４内において区画するものであり、一対の仕切板４８が加熱容器４２を挟むようにして配置されている。
【００３４】
加熱容器４２は、上面が開放する中空の容器であり、例えば、矩形状の筐体を有するものである。この加熱容器４２は、ドラム２６の軸方向（長手方向）に沿って複数設けられている。
各加熱容器４２は、内部に無機膜１０２を形成するための成膜材料Ｍが、例えば、ペレットの形態で充填される。本実施形態において、成膜材料Ｍは、例えば、ＳｉＯ（酸化珪素）である。
【００３５】
各加熱容器４２は、一般的な真空蒸着用のルツボと同様に、成膜材料Ｍと反応せず、かつ十分な耐熱性を有し、かつ熱伝導性の良好な材料で形成されており、例えば、各種の金属もしくは合金または各種のセラミックスで形成される。なお、加熱容器４２は、成膜材料Ｍの組成、融点などに応じて適宜材質が選択されるものである。
【００３６】
また、加熱容器４２の形状に、特に限定はなく、各種の形状の容器が利用可能である。
加熱容器４２は、円筒状、四角筒状などの角筒状のように、筒の上下方向と直交する方向の断面の変動が無い形状であることが好ましい。加熱容器４２を、このような筒状とすることにより、充填する成膜材料が蒸発して液面（蒸発面）が下降しても、蒸発面の面積が変化しないので、成膜材料の蒸発量すなわち成膜レートの安定化、および成膜材料蒸気の指向性の安定化等の点で好ましい。
【００３７】
ヒータ４４は、加熱容器４２を所定の温度に加熱し、加熱容器４２の内部の成膜材料Ｍを溶融させるものである。加熱容器４２の壁面の周囲を囲むようにしてヒータ４４が設けられている。ヒータ４４は、第１の温度調節部４６に接続されている。
【００３８】
なお、ヒータ４４は、その構成は、特に限定されるものではない。電熱線、導体などの抵抗体ヒータ、シースヒータなど各種のものが利用可能であり、成膜材料Ｍの融点などに応じて適宜選択されるものである。
【００３９】
第１の温度調節部４６は、加熱容器４２を加熱する温度、すなわち、成膜材料Ｍを蒸発させるに十分な温度である設定温度に応じて、各ヒータ４４に印加する電圧、電流または電力などを調節するためのものである。この第１の温度調節部４６は制御部３６に接続されている。
【００４０】
温度センサ４５は、例えば、各加熱容器４２の上部に設けられており、熱電対により構成される。また、各温度センサ４５は、図示はしないが制御部３６に接続されている。制御部３６により、設定温度と、温度センサ４５による測定温度とに応じて、例えば、フィードバック制御により加熱容器４２内の温度が設定温度となるように、第１の温度調節部４６から各ヒータ４４に供給される電圧、電流または電力が制御される。
【００４１】
成膜部４０には、加熱容器４２の開口部からの成膜材料Ｍの蒸気を遮るシャッタ４９が設けられている。このシャッタ４９は、加熱容器４２の開口部からの成膜材料Ｍの蒸気を遮る板状部材で構成されており、加熱容器４２の開口部の全域を覆う大きさを有する。また、シャッタ４９には、図示はしないが、回転支持軸が接続されており、この回転支持軸にモータ（図示せず）が接続されている。このモータにより、回転支持軸を介してシャッタ４９が回転し、加熱容器４２の開口部の上方を開放し、成膜材料Ｍの蒸気を基板Ｚの表面Ｚｆに到達させる。
なお、モータも制御部３６に接続されており、制御部３６により、その回転、すなわち、シャッタ４９による加熱容器４２の開口部からの成膜材料Ｍの蒸気の遮断が制御される。
【００４２】
蒸着部５０は、水分を吸着する機能を有する金属ｍを、真空蒸着法により、基板Ｚ以外のものに蒸着するものである。本実施形態において、蒸着部５０は、例えば、マスク５９に、水分を吸着する機能を有する金属ｍを蒸着する。この水分を吸着する機能を有する金属ｍは、例えば、Ａｌ、Ｔｉである。
この蒸着部５０は、加熱容器５２と、ヒータ５４と、温度センサ５５と、第２の温度調節部５６と、一対の仕切板５８と、マスク５９とを有し、基本的に成膜部４０と同様の構成である。しかし、蒸着部５０においては、加熱容器５２は、少なくとも１つあればよいものである点が成膜部４０とは異なる。
仕切板５８は、加熱容器５２を成膜室１４内において区画するものであり、一対の仕切板５８が加熱容器５２を挟むようにして配置されている。
【００４３】
蒸着部５０の加熱容器５２、ヒータ５４および温度センサ５５は、成膜部４０の加熱容器４２、ヒータ４４と、温度センサ４５と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。蒸着部５０においては、加熱容器５２には、水分を吸着する機能を有する金属ｍとして、例えば、ＡｌまたはＴｉが、ペレットの形態で充填される。また、ヒータ５４は、第２の温度調節部５６に接続されている。このヒータ５４も、成膜部４０のヒータ４４と同様に、金属ｍの融点などに応じて適宜選択されるものである。
【００４４】
第２の温度調節部５６は、加熱容器５２を加熱する温度、すなわち、金属ｍを蒸発させるに十分な温度である設定温度に応じて、ヒータ５４に印加する電圧、電流または電力などを調節するためのものである。この第２の温度調節部５６も制御部３６に接続されており、温度センサ５５も、図示はしないが制御部３６に接続されている。
制御部３６により、設定温度と、温度センサ５５による測定温度とに応じて、例えば、フィードバック制御により加熱容器５２内の温度が設定温度となるように、第２の温度調整部５６から、ヒータ５４に供給される電圧、電流または電力が制御される。
【００４５】
蒸着部５０には、加熱容器５２の開口部の上方にマスク５９が設けられている。このマスク５９にＡｌまたはＴｉが蒸着される。このＡｌまたはＴｉの蒸気に成膜室１４内の水分が吸着されて成膜室１４内の水分圧を、例えば、６×１０−４Ｐａ以下にすることができる。成膜室１４内の水分圧は、例えば、無機膜１０２の形成前では６×１０−４Ｐａ以下であることが好ましい。この水分圧（６×１０−４Ｐａ）は、成膜室１４内の全圧の６０％以下に相当するものである。
また、成膜室１４内の水分圧は、例えば、無機膜１０２の形成中では３×１０−３Ｐａ以下であることが好ましい。この水分圧（３×１０−３Ｐａ）は、成膜室１４内の全圧の３０％以下に相当するものである。
【００４６】
このように水分圧を調整することにより、無機膜１０２として、ＳｉＯｘ膜を、成膜部４０でＳｉＯを用いて真空蒸着法により形成する場合、酸化度を小さくすることができる。このため、水蒸気透過度、酸素透過度等が小さい、すなわち、ガスバリア性能が優れた無機膜１０２を得ることができる。しかも、水分を吸着するためのＡｌまたはＴｉは、基板Ｚ以外のマスク５９に蒸着されるため、成膜室１４内にＡｌまたはＴｉの蒸気が飛散することがなく、基板Ｚに異物として付着することもない。
なお、蒸着部５０による蒸着は、マスク５９に限定されるものではなく、基板Ｚの表面Ｚｆ以外の場所で、無機膜１０２の形成に悪影響を与えることがなければ、その蒸着位置は特に限定されるものではない。
【００４７】
本実施形態においては、蒸着部５０は、成膜室１４内のドラム２６の上流側の領域αに設けたが、これに限定されるものではなく、同じ成膜室１４内であれば、ドラム２６の下流側の領域βに設けてもよい。成膜前に蒸着を行う場合には、基板Ｚが搬送される上流側の領域αに設けることが好ましく、成膜開始後以降成膜中に蒸着を行う場合には、成膜後の基板Ｚが搬送される下流側の領域βに設けることが好ましい。
更には、膜室１４内のドラム２６の上流側の領域αおよび下流側の領域βの両方に配置してもよい。この場合、両方同時に蒸着してもよく、成膜前は上流側の領域αのものを蒸着し、成膜開始後以降成膜中は、下流側の領域βのものを蒸着する等、蒸着するものを切り替えてもよい。
また、蒸着部５０の加熱容器５２の数も、特に限定されるものではなく、成膜室１４の容積、基板の厚さおよび種類、有機膜の厚さおよび種類、水分圧に応じて、適宜選択されるものである。
【００４８】
また、成膜部４０の加熱容器４２の加熱をヒータによる加熱方式としたが、成膜材料Ｍ（例えば、ＳｉＯ）を蒸発させて無機膜１０２を成膜することができれば、加熱方式は、特に限定されるものではない。加熱方式としては、成膜材料Ｍに電流を印加して発熱させる抵抗加熱方式、電磁誘導加熱方式、電子線ビーム加熱方式、レーザ加熱方式等を用いることができる。
また、蒸発部５０においても、水分を吸着する機能を有する金属ｍ、例えば、Ａｌ、Ｔｉを蒸発させることができれば、その加熱方式は、成膜部４０と同様にヒータによる加熱方式に限定されるものはなく、成膜部４０と同様の上述した種々の加熱方式を用いることができる。
【００４９】
次に、本実施形態の成膜装置１０の動作について説明する。
成膜装置１０においては、例えば、基板Ｚが反時計回り巻回された基板ロール２０からガイドローラ２１を経て、成膜室１４に搬送される。成膜室１４においては、ガイドローラ２４ａ、２４ｂ、ガイドローラ２５、ドラム２６、ガイドローラ２７、ガイドローラ２８ａ、２８ｂを経て、巻取り室１６に搬送される。巻取り室１６においては、ガイドローラ３１ａ、３１ｂを経て、巻取り軸３０に基板Ｚが巻き取られる。このように、基板Ｚを、この搬送経路に通した後、供給室１２、成膜室１４および巻取り室１６の内部を真空排気部３２により、所定の真空度にする。
【００５０】
その後、制御部３６により温度センサ５５で加熱容器５２の温度をモニタリングしながら、第２の温度調節部５６からヒータ５４に印加する電圧、電流等を調整しつつ加熱容器５２を所定の温度に加熱し、蒸着部５０において、ＡｌまたはＴｉを溶融させて蒸発させ、マスク５９にＡｌまたはＴｉを蒸着させる。このとき、ＡｌまたはＴｉの蒸気が、成膜室１４内の水分を吸着しながらマスク５９に蒸着される。これにより、成膜室１４内の水分圧を、例えば、６×１０−４Ｐａ以下に下げることができる。
成膜室１４内は、例えば、無機膜１０２の形成前では、成膜室１４内の水分圧は６×１０−４Ｐａ以下であることが好ましい。このとき、成膜室１４内の圧力は１×１０−３Ｐａ以下であることが好ましい。
成膜室１４内の圧力、水分圧が上述の圧力になった後、制御部３６により第２の温度調節部５６によるヒータ５４の加熱を停止させて、蒸着部５０によるＡｌまたはＴｉの蒸着を停止させる。
【００５１】
次に、制御部３６により温度センサ４５で加熱容器４２の温度をモニタリングしながら、第１の温度調節部４６からヒータ４４に印加する電圧、電流等を調整しながら加熱容器４２を所定の温度に加熱し、成膜部４０において、成膜材料ＭであるＳｉＯを溶融させて蒸発させる。
【００５２】
次に、制御部３６によりシャッタ４９を回転させて加熱容器４２の開口部を開放し、ＳｉＯの蒸気を基板Ｚの表面Ｚｆに到達させる。このような状態で、ドラム２６で基板ＺをＳｉＯの蒸気が到達する位置に保持しつつ、基板Ｚが所定の搬送速度で巻き取られて、基板Ｚの表面ＺｆにＳｉＯを蒸着させる。これにより、無機膜１０２としてＳｉＯｘ膜が形成される。
【００５３】
蒸着部５０による蒸着により、成膜室１４内が水分圧が小さくなり、ＳｉＯの蒸着を水分圧が小さい雰囲気ですることができる。このような雰囲気でＳｉＯを蒸着させているため、ＳｉＯの酸化が抑制され、無機膜１０２として形成されるＳｉＯｘ膜は、酸化度が、例えば、ｘが１．０〜１．４と小さいものとなる。これにより、ガスバリア性能が優れた無機膜１０２が得られる。この結果、高いガスバリア性能を有するガスバリアフィルム１００を得ることができる。
【００５４】
そして、順次、回転軸２０をモータにより時計回りに回転させて、基板Ｚを連続的に送り出し、ドラム２６で基板ＺをＳｉＯの蒸気が到達する位置に保持しつつ、ドラム２６を所定の速度で回転させて、成膜部４０により基板Ｚの表面Ｚｆに連続的に無機膜１０２を所定の膜厚となるように形成する。そして、表面Ｚｆに所定の膜が形成された基板Ｚが、ガイドローラ２８ａ、２８ｂ、およびガイドローラ３１ａ、３１ｂを経て、巻取り軸３０に巻き取られてガスバリアフィルム１００が得られる。
【００５５】
本実施形態においては、蒸着部５０を設け、成膜部４０による成膜前に、蒸着部５０で蒸着を行い、成膜室１４内の水分圧を小さくすることにより、酸化度が小さいＳｉＯｘ膜を形成することができ、ガスバリア性能が優れたガスバリアフィルム１００を得ることができる。
【００５６】
なお、本実施形態において、蒸着部５０による蒸着は、無機膜１０２の成膜前に限定されるものではない。例えば、無機膜１０２の成膜開始後以降に蒸着部５０による蒸着を行ってもよく、更には、無機膜１０２の成膜前から無機膜１０２の成膜開始した後も蒸着部５０による蒸着を行ってもよい。
無機膜１０２の成膜開始後以降に蒸着部５０で蒸着を行う場合、すなわち、無機膜１０２の形成中に蒸着部５０で蒸着を行う場合、成膜室１４内の水分圧を３×１０−３Ｐａ以下、成膜室１４内の圧力を１×１０−２Ｐａ以下にすることが好ましい。このとき、上述の圧力、水分圧の範囲に入るように制御部３６により第２の温度調節部５６によるヒータ５４の加熱を適宜行い、蒸着部５０によるＡｌまたはＴｉの蒸着を適宜行わせる。このような状態で、上述のように無機膜１０２を形成する。
なお、無機膜１０２の形成中に蒸着部５０で蒸着を行う場合、無機膜１０２の成膜前の成膜室１４内の圧力および水分圧は、特に限定されるものではない。
【００５７】
さらには、無機膜１０２の成膜前から無機膜１０２の成膜中も蒸着部５０で蒸着を行い、無機膜１０２の形成前では成膜室１４内の水分圧を６×１０−４Ｐａ以下、圧力を１×１０−３Ｐａ以下とし、無機膜１０２の形成中では成膜室１４内の水分圧を３×１０−３Ｐａ以下、圧力を１×１０−２Ｐａ以下として、上述のように無機膜１０２を成膜してもよい。
【００５８】
無機膜１０２の成膜開始後以降成膜中での蒸着部５０による蒸着、無機膜１０２の成膜前から無機膜１０２の成膜開始した後の蒸着部５０による蒸着の場合においても、上述のように、蒸着されたＳｉＯの周囲の水分圧を小さくすることができるため、無機膜１０２として形成されるＳｉＯｘ膜は、酸化度がｘ＝１．０〜１．４と小さいものとなる。
【００５９】
成膜部４０による成膜開始後以降成膜中に蒸着部５０で蒸着した場合、成膜室１４内に搬送される基板Ｚから水分が放出されても、また、無機膜１０２の成膜時に発生した熱により成膜室１４の内壁から水分が放出されても、ＡｌまたはＴｉの蒸気に、それらの水分が吸着されるため、成膜中でも水分圧を所定の値以下とすることができる。このため、ＳｉＯが基板Ｚの表面Ｚｆに蒸着された後に生じる酸化を抑制することができる。
特に、無機膜１０２の成膜前から無機膜１０２の成膜開始後も蒸着部５０による蒸着を行った場合、水分圧が小さい雰囲気でＳｉＯｘ膜を形成できるとともに、成膜室１４内の水分圧が低い雰囲気を成膜中であっても維持できるため、ＳｉＯの蒸着後の酸化も抑制され、ＳｉＯｘ膜の酸化度を更に小さくすることができる。これにより、更に高いガスバリア性能を有するガスバリアフィルム１００を得ることができる。
本実施形態においては、無機膜１０２の形成前では成膜室１４内の水分圧が６×１０−４Ｐａ以下で圧力が１×１０−３Ｐａ以下であることにより、無機膜１０２の形成中では成膜室１４内の水分圧が３×１０−３Ｐａ以下で圧力が１×１０−２Ｐａ以下であることにより、ガスバリア性能がより優れた無機膜１０２を得ることができる。
【００６０】
また、基板Ｚの表面Ｚｆに無機膜１０２を形成する前に蒸着部５０で蒸着することにより、成膜室１４内の水分量を減らすことができるため、成膜室１４内を所定の真空度にするまでの真空排気時間を短時間にすることができ、無機膜１０２の成膜コストを低減することができる。
また、本実施形態においては、蒸着部５０で蒸着することにより、成膜室１４内の水分圧を減らしたが、成膜室１４内の水分圧を所定の値よりも下げることができれば、必ずしも蒸着部５０を用いる必要がない。この場合、真空排気部３２で長い時間をかけることにより、成膜室１４内の水分圧を小さく、例えば、６×１０−４Ｐａ以下にできる。
【００６１】
なお、基板Ｚが厚い場合、体積が大きく含水量も多くなり、無機膜１０２を形成する際に放出される水分量も多くなるため、成膜室１４内の水分圧対策は重要になる。本発明では、無機膜１０２の成膜前および無機膜１０２の成膜中の少なくとも一方のタイミングで、成膜室１４内の水分圧を上述のように小さくしている。このため、基板Ｚが厚く、放出される水分量が多い場合でも、酸化度が小さいＳｉＯｘ膜を形成することができ、ガスバリア性能が優れたガスバリアフィルム１００を得ることができる。基板Ｚが厚い場合、無機膜１０２の成膜中での水分圧を小さくすることにより、効果的にガスバリア性能が優れたガスバリアフィルム１００を得ることができる。
【００６２】
なお、無機膜１０２の膜厚には、特に限定はなく、要求されるガスバリア性や生産性等に応じて、適宜、設定すればよい。この無機膜１０２は、薄すぎるとガスバリア性が低く、厚すぎると無機膜が割れやすくなることから、厚さは１０〜３００ｎｍが好ましく、より好ましくは、厚さは８０〜２００ｎｍである。
無機膜１０２の膜厚を上記範囲とすることにより、良好なガスバリア性を得ることができる、良好な可撓性を得ることができる、良好な透明性を得ることができる、十分な耐久性（耐環境性）を得ることができる等の点で好ましい結果を得ることができる。
【００６３】
また、本実施形態においては、図３（ａ）に示すように、ガスバリアフィルム１００として基板Ｚの表面Ｚｆに無機膜１０２を形成した構成としたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図３（ｂ）に示すガスバリアフィルム１００ａのように、基板Ｚと無機膜１０２との間に有機膜１０４が形成されたものであってもよい。
図３（ｂ）に示すガスバリアフィルム１００ａを形成する場合、基板Ｚの表面Ｚｆへの有機膜１０２の形成には、例えば、図２に示す有機膜成膜装置６０が用いられる。
【００６４】
この有機膜形成装置６０は、回転軸６２、巻取り軸６４、塗布手段６６、乾燥手段６８、硬化手段７０、ガイドローラ７２ａおよび７２ｂを有して構成される。塗布手段６６、乾燥手段６８および硬化手段７０は、ガイドローラ７２ａ〜７２ｂ間の基板Ｚの搬送経路に対面して配置されている。
【００６５】
有機膜形成装置６０は、基板Ｚをロール状に巻回してなる基板ロール７４から基板Ｚを送り出し、基板Ｚを長手方向に搬送しつつ、この基板Ｚの表面Ｚｆに、大気圧中で、塗布法によって有機膜１０４を成膜し、この有機膜１０４を成膜した基板Ｚを巻取り軸６４によって、再度ロール状に巻き取る、いわゆるロール・ツー・ロールによる成膜を行なう装置である。
なお、有機膜形成装置６０には、図示した部材以外にも、各種のセンサ、搬送ローラ対や基板Ｚの幅方向の位置を規制するガイド部材など、基板Ｚを所定の経路で搬送するための各種の部材（搬送手段）等、長尺な基板Ｚに、塗布法による成膜を連続的に行なう装置が有する各種の部材を有してもよい。
【００６６】
基板ロール７４から送り出された基板Ｚは、ガイドローラ７２ａに案内されて、塗布手段６６に搬送される。
塗布手段６６は、有機物等を溶媒に溶解（分散）して調製された塗料、有機物モノマー等を溶媒に溶解して調製された塗料、有機物モノマーと重合開始剤等を溶媒に溶解して調製された塗料など、有機膜１０４となる有機物を含有する塗料を、基板Ｚの表面Ｚｆ（ガスバリア積層体の成膜面）に、塗布するものである。
本発明の製造方法において、塗布手段６６における塗布方法には、特に限定はなく、例えば、ロールコート、グラビアコート、ナイフコート、ディップコート、カーテンフローコート、スプレーコート、バーコート、スピンコート等、塗膜の成膜に用いられる公知の方法が、各種、利用可能である。
【００６７】
乾燥手段６８は、塗布手段６６が基板Ｚの表面Ｚｆに塗布した塗膜（塗料）から溶媒等を蒸発させて、塗膜を乾燥するものである。塗膜の乾燥手段には、特に限定はなく、ヒータによる乾燥や温風乾燥等、塗膜に応じて、公知の乾燥手段を利用すればよい。
なお、塗膜が十分な粘性や揺変性を有し、下流の硬化手段７０による硬化のみで有機膜１０４が成膜可能である場合には、乾燥手段６８は設けなくてもよい。
【００６８】
硬化手段７０は、乾燥した塗膜を硬化して、有機膜１０４とするものである。ここで、塗料が、前述のように、有機物モノマーを含有するものである場合には、硬化手段７０によってモノマーを重合して、有機膜１０４とする。
硬化手段７０には、特に限定はなく、プラズマ照射手段（プラズマ硬化）、ＵＶ（紫外線）照射手段（ＵＶ硬化）、電子線照射手段（電子線硬化）、光照射手段（光硬化）、加熱手段（熱硬化）等、有機膜１０４となる有機物に応じた硬化手段を、適宜、選択して用いればよい。
なお、乾燥のみで、十分に塗膜を硬化して有機膜１０４を成膜できる場合には、硬化手段７０は、設けなくてもよい。あるいは、乾燥と硬化とを一緒にできる場合には、いずれか一方のみを設け、乾燥／硬化手段としてもよい。
【００６９】
有機膜形成装置６０において、基板ロール７４は、回転軸６２に装填される。基板ロール７４が回転軸６２に装填されると、基板Ｚは、ここから引き出され、ガイドロール７２ａおよび７２ｂに案内され、所定の搬送経路を通されて巻取り軸６４に巻回される。
塗布手段６６、乾燥手段６８、および硬化手段７０による処理の準備が整ったら、基板Ｚの搬送を開始する。基板ロール７４からの基板Ｚの送り出しと、巻取り軸６４における基板Ｚの巻き取りとを同期して行なって基板Ｚを長手方向に搬送しつつ、塗布手段６６が有機膜１０４となる塗料を塗布し、乾燥手段６８が、この塗料を乾燥し、さらに、硬化手段７０が硬化して、基板Ｚの表面Ｚｆに有機膜１０４を形成する。
【００７０】
なお、本発明において、有機膜１０４の成膜方法は、塗布法に限定はされず、シート状に成形した有機膜１０４を転写する転写法等、大気圧下で有機物からなる層（膜）を成膜できる方法であれば、各種の成膜方法が全て利用可能である。しかしながら、膜の成膜速度（成膜レート）、基板表面の凹凸の包埋性等を考慮すると、塗布法が好ましい。
【００７１】
また、本発明において、有機膜１０４は、大気圧中で成膜された１層のものに限定はされるものではなく、有機膜１０４は、複数層構成であってもよい。複数層構成である場合、各層は同じ化合物からなる層であっても、異なる化合物からなる層であってもよい。
【００７２】
本発明において、有機膜１０４の形成材料には、特に限定はなく、塗布法などの大気圧中での成膜（膜形成）が可能な有機物が各種、利用可能である。
一例として、ＴＭＰＴＡ（トリメチロールプロパントリアクリレート）、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリエステル、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、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、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等が例示される。
【００７３】
次に、有機膜１０４を有するガスバリアフィルム１００ａの製造方法について説明する。この場合、まず、例えば、有機層形成装置６０を用いて、基板Ｚの表面Ｚｆに有機膜１０４を形成し、有機膜１０４が形成された基板１０６が巻き取られた基板ロール７６を得る。この基板ロール７６を、上述の成膜装置１０の回転軸２０にセットする。
そして、基板１０６を基板ロール７６からガイドローラ２１を経て、成膜室１４に搬送し、成膜室１４のガイドローラ２４ａ、２４ｂ、ガイドローラ２５、ドラム２６、ガイドローラ２７、ガイドローラ２８ａ、２８ｂを経て、基板１０６を巻取り室１６に搬送する。巻取り室１６においては、ガイドローラ３１ａ、３１ｂを経て、巻取り軸３０に基板１０６を巻き取らせる。このように、基板１０６を、この搬送経路に通した後、上述のように無機膜１０２を基板１０６の表面１０６ａに形成し、図３（ｂ）に示すガスバリアフィルム１００ａを得る。なお、無機膜１０２の形成方法は、基板１０６の表面１０６ａに形成する点以外は、先に説明した基板Ｚの表面Ｚｆに無機膜１０２を形成する方法と同じであるため、その詳細な説明は省略する。
【００７４】
基板１０６の表面１０６ａに無機膜１０２を形成する場合においても、無機膜１０２の形成前に蒸着部５０により、ＡｌまたはＴｉをマスク５９に蒸着し、水分圧を、例えば、６×１０−４Ｐａ以下とし、このとき、成膜室１４内の圧力を１×１０−３Ｐａ以下とする。真空度および水分圧が、所定の値以下になった後、蒸着部５０による蒸着を停止し、成膜部４０によるＳｉＯｘ膜の形成を開始する。有機膜１０４が形成された基板１０６を用いる場合でも、水分圧が低い雰囲気でＳｉＯの蒸気が基板１０６の表面１０６ａに付着するため、無機膜１０２として酸化度が低いＳｉＯｘ膜を形成することができる。
【００７５】
本実施形態においては、無機膜１０２（ガスバリア膜）の下地層として、有機膜１０４を有することにより、基板Ｚの表面Ｚｆに存在する凹凸を埋没させて、無機膜１０２の成膜面を平坦にすることができる。これにより、無機膜１０２のガスバリア膜としての特性を十分に発現することができる。これに加えて、無機膜１０２として、酸化度の低いＳｉＯｘ膜を形成することができるため、ガスバリア膜としての特性を更に優れたものとすることができる。このようなことから、有機膜１０４を設けることにより、ガスバリアフィルム１００に比して、更に高いガスバリア性能が優れたガスバリアフィルム１００ａを得ることができる。
【００７６】
なお、ガスバリアフィルム１００ａを形成する場合においても、ガスバリアフィルム１００を形成する場合と同様に、無機膜１０２の成膜開始後以降成膜中も蒸着部５０による蒸着を行うことにより、成膜室１４内に搬送される基板１０６の有機膜１０４に水分が含まれていて、成膜室１４内にその水分が放出されても吸着されるため、ＳｉＯが基板１０６の表面１０６ａに付着した後に進行する酸化を抑制することができる。これにより、より酸化度の低いＳｉＯｘ膜を形成することができる。更には、無機膜１０２の形成前から形成前中も蒸着部５０による蒸着を行うことにより、成膜室１４内の水分圧が低い雰囲気を成膜中であっても維持できるため、酸化度の更に低いＳｉＯｘ膜を形成することができる。
【００７７】
また、本実施形態においては、有機膜１０４の形成方法は、上述の有機膜形成装置６０を用いたものに限定されるものではなく、種々の形成方法が利用可能であり、例えば、得られる表面の清浄性の高さ、得られる表面平滑性の高さから、有機膜１０４の形成方法としては、フラッシュ蒸着が好適に利用される。このフラッシュ蒸着においても、有機膜形成装置６０で利用可能な上述の有機膜１０４の形成材料を用いることができる。
【００７８】
フラッシュ蒸着によって有機膜１０４を形成する場合、有機膜１０４は真空中で形成され、更に、上述のように無機膜１０２も真空中で形成されるため、有機膜１０４の成膜から無機膜１０２の成膜を終了するまで、真空中で処理を行なうことができる。従って、第２有機層１４を成膜した後、ゴミや異物等の付着を好適に防止して、フラッシュ蒸着の特徴の１つである清浄な表面を保った状態で、無機膜１０２を成膜することができる。すなわち、無機膜１０２の成膜面にゴミや異物が存在する事に起因する、ガスバリア性の低下を防止することができる。
【００７９】
本実施形態においては、塗布によって有機膜１０４を成膜する有機膜形成装置６０と、真空中での成膜を行なう成膜装置１０とを別々の装置としたが、本発明は、これに限定はされるものではない。有機膜１０４と、無機膜１０２とを同じロール・ツー・ロールによる成膜装置によって成膜して、ガスバリアフィルム１００ａを作製してもよい。
この場合、例えば、図１に示す成膜装置１０において、供給室１２と成膜室１４との間に図２に示す有機膜形成装置６０と同様の構成の有機層成膜室を設ければよい。この場合、無機膜１０２の成膜速度に合わせて有機膜１０４の成膜速度を調整する必要がある。
一方、図１に示す成膜装置１０と図２に示す有機膜形成装置６０とを分けて構成した場合、成膜装置１０における無機膜１０２の成膜速度に合わせて有機膜形成装置６０における有機膜１０４の成膜速度を調整する必要がなく、製造設備の操業条件、設備構成の自由度を高くできる。
【００８０】
また、本実施形態においては、成膜部４０は、真空蒸着法によるものとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、無機膜１０２として、所定の酸化度のＳｉＯｘ膜を形成することができれば、ＣＶＤ法を用いるものであってもよい。
このＣＶＤ法としては、例えば、ＣＣＰ（Capacitively Coupled Plasma  容量結合プラズマ）−ＣＶＤ、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma  誘導結合プラズマ）−ＣＶＤ、マイクロ波ＣＶＤ、ＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）−ＣＶＤ、大気圧バリア放電ＣＶＤなどの各種のプラズマＣＶＤ法を用いることができる。
プラズマＣＶＤ法を用いて無機膜１０２を形成することにより、より高いガスバリア性が得られ、さらに、膜内部の構造に起因する割れを好適に防止し、可撓性を向上することができ、しかも、高い生産性で製造できる。
【００８１】
本発明は、基本的に以上のようなものである。以上、本発明の成膜方法およびガスバリアフィルムについて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。
【実施例】
【００８２】
以下、本発明の具体的実施例を挙げて、本発明について、より詳細に説明する。
本実施例においては、基板上に直接、または基板上の形成された有機膜上に、下記表１に示す成膜条件で、真空蒸着法により、無機膜として、厚さ１００ｎｍのＳｉＯｘ膜を形成し、下記表１に示す構成の実験例１〜６のガスバリアフィルムを作製した。
【００８３】
下記表１に示す成膜条件において、蒸着部の欄が「Ｔｉ蒸着」のものは、マスクにＴｉを成膜速度０．５ｎｍ／秒で３０分間蒸着したことを示す。蒸着部の欄が「使用せず」のものは、マスクにＴｉを蒸着しなかったことを示す。
また、蒸着部のタイミングの欄は、Ｔｉを蒸着したタイミングを示すものである。なお、蒸着部を使用しないものについては、蒸着のタイミングの欄は「−」とする。
下記表１に示す成膜条件の欄の到達真空度および到達Ｈ２Ｏ分圧は、蒸着部のタイミングの欄が「ＳｉＯｘ成膜前」であればＳｉＯｘ膜の成膜前の値を示し、「ＳｉＯｘ成膜中」であればＳｉＯｘ膜の成膜中の値を示す。
【００８４】
なお、基板には、厚さが１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム、東洋紡績社製、商品名：コスモシャインＡ４３００）を用いた。また、有機膜として、厚さ１μｍのＴＭＰＴＡ膜を形成した。
【００８５】
各実験例１〜６のガスバリアフィルムについて、ガスバリア性能を評価した。
ガスバリア性能の指標にはＷＶＴＲ（水蒸気透過率）を用いた。このＷＶＴＲ（水蒸気透過率）は、温度４０℃、相対湿度９０％の測定条件で、ＭＯＣＯＮ社製水蒸気透過率測定装置  ＡＱＵＡＴＲＡＮ（登録商標）を用いて測定した。この結果を下記表１に示す。
【００８６】
【表１】
2011195850.tif 000003
【００８７】
上記表１に示すように、無機膜（ＳｉＯｘ膜）の形成中に蒸着部を動作させた実験例１、２は、ＷＶＴＲ（水蒸気透過率）の値が小さく、ガスバリア性能が優れていた。また、実験例１、２においては、到達真空度および到達Ｈ２Ｏ分圧が低い実験例１の方が、実験例２よりもガスバリア性能が優れていた。
実験例３は、無機膜の形成前に蒸着部を動作させたものであり、到達真空度および到達Ｈ２Ｏ分圧は実験例２と同じである。実験例３は、ガスバリア性能が優れていた。しかしながら、実験例３は、無機膜の形成中に蒸着部を動作させた実験例２よりもガスバリア性能が低い。これは、成膜中にチャンバ内壁が加熱されてＨ２Ｏのデガスが増えるためと考えられる。このように、無機膜の形成中の到達真空度および到達Ｈ２Ｏ分圧が低い方が、優れたガスバリア性能が得られる。
【００８８】
実験例４は、無機膜の形成前に蒸着部を動作させたものであり有機膜がない。実験例４は、構成が同じで蒸着部を動作させることなく無機膜を形成した実験例５よりもガスバリア性能が優れていた。
実験例６は、実験例１〜３と同じ構成であるが、蒸着部を動作させることなく無機膜を形成したものである。実験例６は、実験例１〜３に比してＷＶＴＲの値が１０倍以上であり、優れたガスバリア性能を得ることができなかった。
【符号の説明】
【００８９】
１０  成膜装置
１２  供給室
１４  成膜室
１６  巻取り室
２０  基板ロール
２１、２４ａ、２４ｂ、２５、２７、２８ａ、２８ｂ、３１ａ、３１ｂ  ガイドローラ
２６  ドラム
３０  巻取りロール
３２  真空排気部
３６  制御部
４０  成膜部
４２、５２  加熱容器
４４、５４  ヒータ
４６  第１の温度調節部
５０  蒸着部
５６  第２の温度調節部
５９  マスク
６０  有機膜形成装置
Ｄ  搬送方向
ω  回転方向
Ｚ  基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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