(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に有機層を成膜し、この有機層の上に、原料ガスとしてアンモニアガスを含むプラズマＣＶＤによって、少なくとも珪素と窒素とを含む無機化合物からなる無機層を成膜すると共に、
前記無機層の成膜を、前記有機層の表面粗さＲａが１ｎｍ以上となるように、プラズマによる前記有機層のエッチングを制御し、かつ、前記無機層の表面粗さＲａが３ｎｍ以下となるように行うことを特徴とする機能性フィルムの製造方法。
【請求項２】
長尺な基板を用い、この基板を長手方向に搬送しつつ、前記無機層の成膜を行う請求項１に記載の機能性フィルムの製造方法。
【請求項３】
前記有機層のエッチングの制御を、前記無機層の成膜領域における前記基板搬送方向上流部で行う請求項２に記載の機能性フィルムの製造方法。
【請求項４】
前記無機層の成膜が安定した後に、前記基板の搬送および成膜を停止し、成膜領域における前記基板の表面を分析し、前記基板の幅方向の全域に前記無機層が成膜されている基板搬送方向の最上流位置を検出し、この最上流位置の表面粗さＲａを測定した際における測定結果が１ｎｍ以上となるように、前記有機層のエッチングを制御する請求項２または３に記載の機能性フィルムの製造方法。
【請求項５】
前記有機層のエッチングの制御を、前記無機層の成膜領域の上流に配置した排気手段によって行う請求項２〜４のいずれかに記載の機能性フィルムの製造方法。
【請求項６】
前記有機層のエッチングの制御を、
プラズマＣＶＤによる成膜を行うための電極対の電極間ギャップを、前記基板の搬送方向において部分的に調節する方法、
前記無機層の成膜領域における圧力を、前記基板の搬送方向において部分的に調節する方法、
前記無機層の成膜領域における前記アンモニアガスの供給量および供給比率の少なくとも一方を、前記基板の搬送方向において部分的に調節する方法、
プラズマＣＶＤによる成膜を行うためのプラズマ励起電力の強度およびバイアス電力の強度の少なくとも一方を、前記基板の搬送方向において部分的に調節する方法、
前記無機層の成膜領域で、前記基板を、前記基板の搬送方向において局所的に加熱する方法、および、
前記無機層の成膜領域で、前記原料ガスを、前記基板の搬送方向において局所的に加熱する方法の、１以上の方法で行う請求項２〜５のいずれかに記載の機能性フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の上に有機層および無機層を形成してなる、有機／無機積層型の機能性フィルム、および、この機能性フィルムの製造方法に関する。
【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、薄膜太陽電池など、各種の装置に、ガスバリアフィルム、保護フィルム、光学フィルタや反射防止フィルム等の光学フィルムなど、各種の機能性フィルム（機能性シート）が利用されている。
このような機能性フィルムは、一例として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等のプラスチックフィルムを基板として、その上に、目的とする機能を発現する無機層（無機化合物からなる層）を成膜してなる構成を有する。
【０００３】
例えば、ガスバリアフィルムであれば、プラスチックフィルムの表面に、ガスバリア性を発現する窒化珪素や酸化窒化珪素炭から成る層（膜）を成膜してなるガスバリアフィルムが知られている。
また、より高いガスバリア性が得られる構成として、基板の表面に有機化合物からなる有機層を下地層（アンダーコート層）として有し、この有機層の上に、ガスバリア性を発現する無機化合物からなる無機層を有する有機／無機積層型のガスバリアフィルムが知られている。さらに、有機層と無機層との積層構造を、複数、有することにより、より高いガスバリア性が得られることも、知られている。
【０００４】
このような有機／無機積層型（以下、単に積層型とも言う）の機能性フィルムにおいて、最上層の無機層に、フィルムやデバイスなどの別の部材を貼り合わせる場合には、無機層の表面が、ある程度の表面粗さを有するのが好ましい。
例えば、有機ＥＬ素子や太陽電池などでは、表面に保護層としてガスバリアフィルムを貼着する場合が有る。ここで、これらの用途では、装置の特性上、接着剤を使用できない場合も多い。このような用途に、積層型のガスバリアフィルムを用いる場合には、有機ＥＬ素子等の部材の貼着面との物理的な密着性能を得るために、ガスバリアフィルムの無機層の表面が、一定以上の表面粗さを有する必要がある。
【０００５】
また、積層型の機能性フィルムにおいて、最上層の無機層に別の部材を貼り合わせる際に接着剤が使える場合や、最上層の無機層の上に有機層のような密着性に優れる層を成膜する場合も有る。
しかしながら、このような用途であっても、やはり、無機層の表面が、ある程度の表面粗さを有する方が、高い密着性を得ることができ、好ましい。
【０００６】
そのため、積層型の機能性フィルムにおいては、無機層を形成した後に、無機層の表面を粗面化処理して、他の部材との密着性を確保することが知られている。
例えば、特許文献１には、積層型のガスバリアフィルムにおいて、無機層の上に保護層として有機層を成膜する際に、有機層の密着性を確保するために、有機層の成膜に先立って、無機層の表面を粗面化処理して、表面粗さＲａを１０〜１００ｎｍとすることが記載されている。
また、無機層の粗面化処理の方法としては、逆スパッタリング、ドライエッチング、ウエットエッチングなどが例示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２４７３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に示されるように、積層型の機能性フィルムにおいて、最上層の無機層を粗面化処理して、ある程度の表面粗さを持たせることにより、他の部材と貼着する際や、無機層の上に何らかの層を成膜する際に、密着性を向上することはできる。
【０００９】
しかしながら、無機層表面の粗面化とは、すなわち、無機層を損傷する処理である。そのため、無機層の粗面化処理を行うと、無機層の性能が低下してしまい、目的とする性能を得られなくなってしまう場合が有る。
また、粗面化の程度によっては、無機層の厚さが、薄くなってしまう場合が有る。この場合にも、当然、成膜した無機層に比して、無機層の性能が低下し、目的とする性能が得られなくなってしまう。
【００１０】
加えて、積層型の機能性フィルムにおいて、無機層の粗面化処理を行うと、無機層の表面粗さが大きく成り過ぎてしまう場合も有る。
このように、無機層の表面粗さが大きくなり過ぎると、無機層の表面粗さに起因して、機能性フィルムの性能が低下してしまう場合も有る。
【００１１】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、基板の上に、下地層としての有機層を有し、その上に目的とする機能を発現する無機層を形成してなる、有機／無機積層型の機能性フィルムにおいて、無機層と他の部材とを貼着する場合などに、高い密着性が得られ、かつ、目的とする性能を安定して得ることができる機能性フィルム、および、この機能性フィルムの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の機能性フィルムは、基板の上に、有機層と、有機層の上に形成された、少なくとも珪素と窒素とを含む無機化合物からなる無機層との組み合わせを、１以上有し、かつ、最も上の無機層の表面粗さＲａが３ｎｍ以下であり、最も上の無機層の下層の有機層の表面粗さＲａが１ｎｍ以上であることを特徴とする機能性フィルムを提供する。
【００１３】
このような本発明の機能性フィルムにおいて、最も上の無機層の表面粗さＲａが１ｎｍ以上であるのが好ましい。
また、最も上の無機層の下層の有機層の表面粗さＲａが２ｎｍ以下であるのが好ましい。
また、表面が無機層であるのが好ましい。
また、無機層の厚さが１５〜２００ｎｍであるのが好ましい。
さらに、有機層の厚さが０．５〜５μｍであるのが好ましい。
【００１４】
また、本発明の機能性フィルムの製造方法は、基板の表面に有機層を成膜し、有機層の上に、原料ガスとしてアンモニアガスを含むプラズマＣＶＤによって、少なくとも珪素と窒素とを含む無機化合物からなる無機層を成膜すると共に、無機層の成膜を、有機層の表面粗さＲａが１ｎｍ以上となるように、プラズマによる有機層のエッチングを制御しつつ行うことを特徴とする機能性フィルムの製造方法を提供する。
【００１５】
このような本発明の機能性フィルムの製造方法において、長尺な基板を用い、この基板を長手方向に搬送しつつ、無機層の成膜を行うのが好ましい。
また、有機層のエッチングの制御を、無機層の成膜領域における基板搬送方向上流部で行うのが好ましい。
さらに、無機層の成膜が安定した後に、基板の搬送および成膜を停止し、成膜領域における基板の表面を分析し、基板の幅方向の全域に無機層が成膜されている基板搬送方向の最上流位置を検出し、この最上流位置の表面粗さＲａを測定した際における測定結果が１ｎｍ以上となるように、有機層のエッチングを制御するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、有機層と無機層とを交互に積層してなる有機／無機積層型の機能性フィルムにおいて、最も上の無機層が適度な表面粗さを有するので、この無機層と他の部材とを貼着する場合や、無機層の上に他の層を成膜する場合に、高い密着性を得ることができる。しかも、この無機層の表面粗さは、無機層表面の粗面化処理ではなく、下層の有機層が適度な表面粗さを有することによって形成するので、無機層が、目的とする性能を十分に発現できる、高性能な機能性フィルムが得られる。
また、本発明の機能性フィルムの製造方法によれば、このような高性能な機能性フィルムを、安定して製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の機能性フィルムを利用するガスバリアフィルムの一例を概念的に示す図である。
【図２】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の機能性フィルムの製造方法を実施する製造装置の一例を概念的に示す図で、（Ａ）は有機層の成膜装置、（Ｂ）は無機層の成膜装置である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の機能性フィルムおよび機能性フィルムの製造方法について、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。
【００１９】
図１（Ａ）に、本発明の機能性フィルムを利用するガスバリアフィルムの一例を概念的に示す。
図１（Ａ）に示すガスバリアフィルム１０ａは、基本的に、後述するプラスチックフィルム等の支持体Ｚを基板として、支持体Ｚの上（表面）に有機層１２を有し、この有機層１２の上に、窒化珪素や酸化窒化珪素などの珪素と窒素とを含有する無機化合物からなる無機層１４を有する。
【００２０】
なお、本発明の機能性フィルムは、有機層と、その上の珪素と窒素とを含有する無機化合物からなる無機層との組み合わせを（無機層と、その下層の有機層との積層構成を）、１以上、有するものであれば、図１（Ａ）に示される構成に限定はされず、各種の層構成が利用可能である。
例えば、より高いガスバリア性能が得られる構成として、図１（Ｂ）に示すガスバリアフィルム１０ｂのように、支持体Ｚの上に中間有機層１２ａを有し、その上に中間無機層１４ａを有し、その上に有機層１２を有し、その上に無機層１４を有する、４層構成であってもよい。あるいは、図１（Ｃ）に示すガスバリアフィルム１０ｃのように、支持体Ｚの上に、第１の中間有機層１２ａを有し、その上に第１の中間無機層１４ａを有し、その上に第２の中間有機層１２ａを有し、その上に第２の中間無機層１４ａを有し、その上に、有機層１２を有し、その上に無機層１４を有する６層構成、あるいは、それ以上の有機層／無機層の積層構成の繰り返しを有する構成であってもよい。
また、必要に応じて、最上層の無機層１４の上に、無機層１４を保護するための保護有機層を有する構成であってもよい。
【００２１】
後に詳述するが、本発明のガスバリアフィルム（機能性フィルム）は、最も上の無機層である無機層１４が３ｎｍ以下の表面粗さＲａ（算術平均粗さＲａ）を有し、この無機層１４の下層の有機層１２の表面粗さＲａが１ｎｍ以上である。また、この無機層１４の表面粗さは、無機層１４の粗面化処理によって得るのではなく、その下層の有機層１２が１ｎｍ以上という適度な表面粗さＲａを有することで実現している。
本発明のガスバリアフィルムは、このような構成を有することにより、無機層１４の表面の他の部材等との密着性と、無機層１４が有する性能を十分に発現する優れたガスバリア性（性能）との両立を実現している。
【００２２】
なお、本発明のガスバリアフィルムにおいては、最も上の無機層１４およびその下層の有機層１２以外の各層でも、上記表面粗さの条件を満たしてもよい。
すなわち、図１（Ｂ）や図１（Ｃ）に示すガスバリアフィルムにおいて、前記中間有機層１２ａの１層以上あるいは全層の表面粗さＲａが１ｎｍ以上であってもよく、また、中間無機層１４ａの１層以上あるいは全層が、３ｎｍ以下の表面粗さＲａを有してもよい。
また、各層間の密着性および中間無機層１４ａのガスバリア性能を考慮すると、中間有機層１２ａおよび中間無機層１４ａが、共に、全ての層が上記表面粗さの条件を満たすのが好ましい。
【００２３】
また、このガスバリアフィルム１０ａ（１０ｂおよび１０ｃ）は、本発明の機能性フィルムの製造方法によって製造できる。
後に詳述するが、本発明の機能性フィルムの製造方法は、基本的に、基板の表面に有機層１２を成膜し、その上に、アンモニアガスを含む原料ガスを用いるプラズマＣＶＤによって、プラズマによる有機層１２のエッチングを制御しつつ無機層１４を成膜するものである。
【００２４】
すなわち、本発明の製造方法では、一例として、プラスチックフィルム等の支持体Ｚを基板として、その表面に有機層１２を成膜し、その上にプラズマＣＶＤによって無機層１４を成膜して、図１（Ａ）に示すような、有機層１２および無機層１４を有する本発明のガスバリアフィルム１０ａ（機能性フィルム）を製造する。
また、別の例として、本発明の製造方法では、支持体Ｚの上に、中間有機層１２ａおよび中間無機層１４ａの組み合わせが、１以上、形成された物を基板として、その上に有機層１２を成膜し、その上にプラズマＣＶＤによって無機層１４を成膜してもよい。例えば、本発明の製造方法では、支持体Ｚの上に中間有機層１２ａおよび中間無機層１４ａが成膜された物を基板として、その上に有機層１２を成膜し、その上に無機層１４を成膜して、図１（Ｃ）に示すガスバリアフィルム１０ｃのような４層構成のガスバリアフィルムを製造してもよい。
【００２５】
また、本発明においては、中間有機層１２ａおよび中間無機層１４ａも、本発明の製造方法で成膜してもよい。
すなわち、本発明の製造方法は、本発明の機能性フィルムを基板として、本発明の機能性フィルムを製造してもよい。
【００２６】
また、本発明の機能性フィルムは、ガスバリアフィルムに限定はされない。
すなわち、本発明は、光学フィルタや光反射防止フィルムなどの各種の光学フィルム等、公知の機能性フィルムに、各種、利用可能である。しかしながら、後述するが、本発明によれば、無機層１４の粗面化処理を行うことなく、無機層１４が高い密着力を確保できる適度な表面粗さを有する機能性フィルムを作製できる。そのため、本発明は、無機層１４の損傷等に起因する性能劣化が大きい、ガスバリアフィルムには、好適に利用される。
【００２７】
本発明のガスバリアフィルムにおいて、支持体（基板（基材））Ｚには、特に限定はなく、ガスバリアフィルム等の機能性フィルムの支持体として利用されている、公知のシート状物が、各種、利用可能である。
好ましくは、後述するロール・ツー・ロールでの有機層１２および無機層１４の成膜が可能なように、長尺で、かつ、可撓性を有するシート状の支持体Ｚ（可撓性を有するウエブ状の支持体Ｚ）が利用される。
【００２８】
支持体Ｚとしては、具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレン、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、各種のプラスチック（高分子材料）からなるプラスチックフィルムが、好適に例示される。
また、本発明においては、このようなプラスチックフィルムの表面に、保護層、接着層、光反射層、反射防止層、遮光層、平坦化層、緩衝層、応力緩和層等の、各種の機能を得るための層（膜）が形成されているものを、支持体Ｚ（基板）として用いてもよい。
【００２９】
ガスバリアフィルム１０ａは、支持体Ｚの上に、有機層１２を有する。
有機層１２は、有機化合物からなる層（有機化合物を主成分とする層（膜））で、基本的に、モノマーおよび／またはオリゴマーを、架橋（重合）したものである。この有機層１２は、後述する、ガスバリア性等の目的とする機能を発現する無機層１４を適正に形成するための、下地層として機能する。
このような有機層１２を有することにより、支持体Ｚの表面の凹凸や、支持体Ｚの表面に付着している異物等を包埋して、有機層１２の表面を平坦化できる。この有機層表面の平坦化によって、支持体Ｚの表面の凹凸や異物の影のような、無機層１４となる無機化合物が着膜し難い領域を無くし、有機層１２の表面全面に、適正に無機層１４を成膜することが可能になる。
【００３０】
有機層１２の厚さには限定は無いが、０．５〜５μｍとするのが好ましい。
有機層１２の厚さを０．５μｍ以上とすることにより、支持体Ｚの表面の凹凸や、支持体Ｚの表面に付着した異物を好適に包埋して、有機層１２の表面を平坦化できる。
また、有機層１２の厚さを５μｍ以下とすることにより、有機層１２が厚すぎることに起因する、有機層１２のクラックや、ガスバリアフィルム１０ａのカール等の問題の発生を、好適に抑制することができる。
以上の点を考慮すると、有機層１２の厚さは、１〜３μｍとするのが、より好ましい。
【００３１】
本発明のガスバリアフィルム１０において、有機層１２の形成材料には、限定はなく、公知の有機化合物（樹脂／高分子化合物）が、各種、利用可能である。
具体的には、ポリエステル、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、メタクリル酸−マレイン酸共重合体、ポリスチレン、透明フッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、セルロースアシレート、ポリウレタン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、脂環式ポリオレフィン、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、フルオレン環変性ポリカーボネート、脂環変性ポリカーボネート、フルオレン環変性ポリエステル、アクリロイル化合物、などの熱可塑性樹脂、あるいはポリシロキサン、その他の有機珪素化合物が好適に例示される。
【００３２】
中でも、Ｔｇや強度に優れる等の点で、ラジカル重合性化合物および／またはエーテル基を官能基に有するカチオン重合性化合物の重合物から構成された有機層１２は、好適である。
中でも特に、上記Ｔｇや強度に加え、屈折率が低い、光学特性に優れる等の点で、アクリレートおよび/またはメタクリレートのモノマーやオリゴマーの重合体を主成分とするアクリル樹脂やメタクリル樹脂は、有機層１２として好適に例示される。
その中でも特に、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート（ＤＰＧＤＡ）、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート（ＴＭＰＴＡ）、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート（ＤＰＨＡ）などの、２官能以上、特に３官能以上のアクリレートおよび/またはメタクリレートのモノマーやオリゴマーの重合体を主成分とするアクリル樹脂やメタクリル樹脂は、好適に例示される。
【００３３】
このような有機層１２は、公知の方法で成膜（形成）すればよい。
例えば、有機溶剤、有機層１２となる有機化合物、界面活性剤などを含む塗料を調製して、この塗料を塗布、乾燥した後、架橋する、いわゆる塗布法によって成膜すればよい。
【００３４】
なお、以上の有機層１２に関する記載は、図１（Ｂ）および（Ｃ）に示す中間有機層１２ａ（さらには、無機層１４の上の保護有機層）に関しても、同様である。
また、本発明のガスバリアフィルムにおいて、中間有機層１２ａを有する場合や、最上層の無機層１４の上に保護有機層を有する場合には、有機層１２、中間有機層１２ａおよび保護有機層の厚さは、同じでも異なってもよい。また、複数の中間有機層１２ａを有する場合には、それぞれの厚さが同じでも異なってもよい。
【００３５】
ここで、本発明のガスバリアフィルム１０ａにおいて、有機層１２は、表面粗さＲａが１ｎｍ以上である。
この点に関しては、後に詳述する。
【００３６】
ガスバリアフィルム１０ａは、有機層１２の上に、無機層１４を有する。
無機層１４は、珪素と窒素とを含有する無機化合物からなる層（珪素と窒素とを含有する無機化合物を主成分とする層（膜））である。
【００３７】
後に詳述するが、本発明の製造方法では、この無機層１４を、アンモニアガスを含む原料ガスを用いるプラズマＣＶＤによって、成膜する。この無機層１４の成膜の際に、プラズマ（主にアンモニアプラズマ）によって有機層１２がエッチングされる。
本発明においては、この無機層１４の成膜時における有機層１２のエッチングを制御することにより、有機層１２の表面粗さＲａを１ｎｍ以上とする。また、下層の有機層１２が有する表面粗さＲａで１ｎｍ以上の凹凸を利用して、無機層１４に３ｎｍ以下の適度な表面粗さＲａを付与する。
【００３８】
ガスバリアフィルム１０ａにおいて、無機層１４は、ガスバリア性を、主に発現するものである。すなわち、本発明の機能性フィルムにおいて、無機層１４は、ガスバリア性など、目的とする機能を主に発現するものである。
【００３９】
無機層１４の形成材料には、特に限定はなく、珪素と窒素とを含有する無機化合物が、各種、利用可能である。
具体的には、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化炭化珪素、酸化窒化炭化珪素等が例示される。中でも、緻密で高いガスバリア性などの高性能な無機層１４が得られる、低温で成膜可能である、組織制御によって光学特性も制御可能である等の点で、窒化珪素は好適に例示される。
【００４０】
本発明において、無機層１４の厚さは、１５〜２００ｎｍであるのが好ましい。
無機層１４の厚さを１５ｎｍ以下では、安定して目的とするガスバリア性を得ることが困難になる場合がある。また、珪素と窒素とを含有する無機化合物は、硬く、かつ、脆い。そのため、無機層１４の厚さが２００ｎｍを超えると、自然に割れやヒビ、剥がれ等を生じ易く、やはり、安定して目的とするガスバリア性（目的性能）を得ることが困難になる場合が有る。
また、このような点を考慮すると、無機層１４の厚さは、１５〜１００ｎｍにするのがより好ましく、特に、２０〜７５ｎｍとするのが好ましい。
【００４１】
なお、以上の無機層１４に関する記載は、図１（Ｂ）および（Ｃ）に示す中間無機層１４ａに関しても、同様である。
また、本発明のガスバリアフィルムにおいて、中間無機層１４ａを有する場合には、無機層１４および中間無機層１４ａの厚さは、同じでも異なってもよい。さらに、複数の中間無機層１４ａを有する場合には、それぞれの厚さが同じでも異なってもよい。加えて、中間有機層１２に挟まれる層は、窒素および／または珪素を含有しない無機化合物からなる層であってもよい。
【００４２】
ここで、本発明のガスバリアフィルム１０ａにおいては、最も上の無機層である無機層１４は、３ｎｍ以下の表面粗さＲａを有する。また、無機層１４の下層の有機層１２は、１ｎｍ以上の表面粗さＲａを有する。
本発明は、このような構成を有することにより、無機層１４の表面の密着性と、無機層１４による高いガスバリア性との両立を実現している。
【００４３】
前述のように、有機層と無機層とを交互に積層してなる積層型のガスバリアフィルムを、例えば保護層として有機ＥＬ素子に貼着する場合などに、十分な密着性を得るためには、貼着面となる無機層の表面が、適度な表面粗さを有する必要が有る。
このような用途の場合、従来は、無機層に表面粗さを付与するために、逆スパッタリングなどの無機層（無機層表面）の粗面化処理が行われている。しかしながら、無機層の粗面化処理を行うと、無機層の性能が低下して、目的とするガスバリアフィルム性が得られなくなってしまう。また、表面粗さが大きく成り過ぎて、これに起因して、無機層の性能が低下する場合も有る。
【００４４】
これに対し、本発明においては、無機層１４の粗面化処理ではなく、有機層１２の表面粗さＲａを１ｎｍ以上にすることにより、有機層１２の表面の凹凸によって、無機層１４の表面に、表面粗さＲａで３ｎｍ以下の表面粗さを付与する構成とする。
そのため、本発明によれば、無機層１４の表面が、適度な表面粗さを有するので、無機層１４の表面に、フィルムや有機ＥＬ素子などの何らかの部材を貼着する際や、有機層１２の上に保護有機層などの何らかの層を成膜する場合にも、無機層１４と、これらとの間で、十分な密着性を得ることができる。また、無機層１４を粗面化処理して、表面粗さを付与するのではないので、無機層１４表面の密着性を確保した上で、成膜した無機層１４が本来有する性能を適正に発揮して、高いガスバリアフィルム性が得られる。
【００４５】
本発明のガスバリアフィルム１０ａにおいて、無機層１４の表面粗さＲａは、３ｎｍ以下である。
無機層１４の表面粗さＲａが３ｎｍを超えると、表面粗さが大き過ぎて無機層１４が十分なガスバリア性を発揮できない等の不都合を生じる。
以上の点を考慮すると、無機層１４の表面粗さＲａは、２ｎｍ以下が好ましい。
【００４６】
また、無機層１４の表面粗さＲａは、１ｎｍ以上、特に、１．５ｎｍ以上であるのが好ましい。
無機層１４の表面粗さＲａを１ｎｍ以上とすることにより、無機層１４の表面の密着性を安定して十分に確保できる等の点で好ましい結果を得ることができる。
【００４７】
他方、本発明のガスバリアフィルム１０ａにおいて、無機層１４の下層（下地層）となる有機層１２の表面粗さＲａ（無機層１４の成膜面の表面粗さＲａ）は、１ｎｍ以上である。
有機層１２の表面粗さＲａが１ｎｍ未満では、無機層１４の表面に、十分な大きさの表面粗さを付与することができない、無機層１４と有機層１２との十分な密着性を得られない等の不都合を生じる。
以上の点を考慮すると、有機層１２の表面粗さＲａは、１．２ｎｍ以上が好ましい。
【００４８】
有機層１２の表面粗さＲａの上限には、特に限定は無い。
しかしながら、有機層１２の表面粗さが大きすぎると、無機層１４の表面粗さが大きくなり過ぎて無機層１４が有機層１２の全面を適正に覆うことができず、ガスバリア性が悪化してしまう可能性が高くなる等の不都合を生じる可能性が高くなる。
そのため、有機層１２の表面粗さＲａは、２ｎｍ以下、特に、１．５ｎｍ以下が好ましい。
【００４９】
ここで、本発明のガスバリアフィルム１０ａにおいて、有機層１２の表面粗さＲａは、直接的に測定するのが困難である場合が多い。
本発明においては、有機層の表面粗さＲａの直接的な測定が困難な場合には、以下のようにして、有機層１２の表面粗さＲａを測定（知見）すればよい。
【００５０】
本発明の製造方法では、アンモニアガスを含む原料ガスを用いるプラズマＣＶＤによって、有機層１２の表面に珪素と窒素とを含む無機化合物からなる無機層１４を成膜する。
また、本発明の製造方法においては、好ましくは、後述する図２に示すような、ロール・ツー・ロール(Roll to Roll  以下、ＲｔｏＲとも言う)を利用して、有機層１２の上に無機層１４を成膜する。ＲｔｏＲとは、具体的には、可撓性を有する長尺な支持体Ｚなど、可撓性を有する長尺な基板（可撓性を有するウエブ状の基板）を巻回してなるロールから、基板を送り出し、基板を長手方向に搬送しつつ成膜を行い、成膜済の基板を、再度、ロール状に巻回する、成膜方法である。
【００５１】
プラズマＣＶＤによって、有機層１２の上に無機層１４を成膜すると、無機層１４の成膜（無機化合物の着膜）と共に、プラズマによって有機層１２がエッチングされ、その結果、有機層１２の表面が、粗面化する。
アンモニアガスを含む原料ガスを用いる本発明の製造方法においては、このエッチングは、主にアンモニアプラズマによって行われる。後に詳述するが、本発明では、このプラズマによるエッチングを利用して、無機層１４を成膜する際の有機層１２のエッチングを制御することで、有機層１２の表面粗さＲａを１ｎｍ以上とする。
従って、前述のように、本発明の製造方法では、有機層１２の表面粗さＲａを１ｎｍ以上とすることを目的として、有機層１２のエッチング処理やブラスト処理などの粗面化処理を行うことはしない。
【００５２】
このような有機層１２の表面への無機層１４の成膜では、当初は、プラズマによる有機層１２のエッチングが多く発生し、次第に、無機化合物の着膜量が増えてエッチングが減少し、ある程度の成膜時間が経過すると、全面を無機化合物が覆う無機層１４の成膜が開始される。
従って、基板を搬送しつつ成膜を行うＲｔｏＲでは、成膜領域（図２に示す例であれば、シャワー電極８０とドラム６８（支持体Ｚｏ）との対面領域）においては、基板の搬送方向の上流側では有機層１２のエッチングが多く発生し、下流に向かうにしたがって次第に無機化合物の着膜量が増加してエッチングが減少し、搬送方向の或る位置で、全面を無機化合物が覆う無機層１４の成膜が開始される。
なお、この有機層１２のエッチングによって、不可避的に、無機層１４の下に、有機層１２の形成材料と無機層１４の形成材料とが混合された領域（有機／無機の混合領域）が形成される場合も有る。本発明においては、この混合領域も有機層１２と見なす。
【００５３】
これを利用して、ＲｔｏＲによって有機層１２の表面に無機層１４を成膜する際に、無機層１４の成膜が十分に安定した後に、基板の搬送および成膜を停止して、成膜領域に位置する基板の表面を分析することで、有機層１２の表面粗さを測定できる。
すなわち、基板の搬送および成膜を停止すると、成膜領域に位置する基板の表面は、上流側では有機層１２のエッチングが多く発生して無機化合物の着膜量が少なく、下流に向かうにしたがって、次第に無機化合物の着膜量が増加してエッチングが減少していき、搬送方向の或る位置から下流側は、全面を無機化合物が覆う無機層１４となる。
従って、無機層１４の成膜が安定した後に、基板の搬送および成膜を停止し、成膜領域に位置する基板の表面をＥＳＣＡやＳＩＭＳ等の分析手段を用いて分析し、基板の幅方向（搬送方向と直交する方向）の全域が無機層１４となる、搬送方向の最上流位置を検出し、この位置において、表面粗さＲａを測定する。これにより、有機層１２の表面すなわち無機層１４の成膜面の表面粗さＲａを測定できる（この位置の表面粗さＲａを、有機層１２の表面粗さＲａとする）。
【００５４】
ここで、基板の幅方向の全域が無機層１４となる位置とは、言い換えれば、基板の幅方向全域が、全て無機層１４に由来する成分のみとなった位置である。
さらに言い換えれば、基板の幅方向の全域が無機層１４となる位置とは、基板の幅方向全域で、有機層１２にのみ由来する成分が無くなった位置である。
【００５５】
また、この方法を利用することにより、基板を搬送しないバッチ式の成膜方法で、有機層１２の上に無機層１４の成膜を行う際にも、有機層１２の表面粗さＲａを測定できる。
すなわち、本発明のガスバリアフィルム１０ａの無機層１４を、ＥＳＣＡ等を用いて深さ方向に分析し、無機層１４の全面に対応して、有機層１２にのみ由来する成分が検出される最も浅い位置（基板から最も遠い位置）を検出する。その位置の深さと、この無機層１４の成膜レートとから、無機層１４の成膜を開始してから、この深さの位置に至るまでの成膜時間を算出する。
次いで、分析を行ったガスバリアフィルム１０ａにおける無機層１４の成膜と全く同様にして、算出した成膜時間まで無機層１４の成膜を行う。この表面の表面粗さＲａを測定することで、有機層１２の表面の表面粗さＲａを測定できる。
【００５６】
図２に、本発明の機能性フィルムの製造方法によって、前述のガスバリアフィルム１０ａを製造する製造装置の一例を、概念的に示す。
この製造装置は、有機層１２を成膜する有機成膜装置３０と、本発明の製造方法を実施する、無機層１４を成膜する無機成膜装置３２とを有する。
なお、図２において、（Ａ）は、有機成膜装置３０であり、（Ｂ）は、無機成膜装置３２である。また、図２においては、支持体Ｚの上に有機層１２を有し、その上に無機層１４を有する、図１（Ａ）に示すガスバリアフィルム１０ａの製造を例示している。
【００５７】
図２に示す有機成膜装置３０および無機成膜装置３２は、共に、前述のＲｔｏＲによって、成膜を行なう装置である。
このようなＲｔｏＲは、高い生産性で、効率の良いガスバリアフィルム１０ａ（機能性フィルム）の製造が可能である。
【００５８】
なお、本発明の製造方法は、長尺な支持体Ｚを用いてＲｔｏＲでガスバリアフィルム等の機能性フィルムを製造するのに限定はされず、カットシート状の基板を用いて、いわゆる枚葉式（バッチ式）の成膜方法を用いて、機能性フィルムを製造してもよい。
しかしながら、有機層１２の表面粗さＲａを直接測定できない場合でも、前述のように、ＲｔｏＲでの製造方法を利用する場合には、容易に有機層１２の表面粗さを測定することができる。すなわち、ＲｔｏＲを利用することで、本発明の特徴を十分に発揮したガスバリアフィルム１０ａの製造が可能となる。従って、本発明においては、ＲｔｏＲによって、ガスバリアフィルム１０ａ等を製造するのが好ましい。
【００５９】
なお、カットシート状の基板を用いた場合でも、有機層１２および無機層１４、ならびに、中間有機層１２ａおよび保護有機層、中間無機層１４ａの成膜方法は、基本的に、以下に説明するＲｔｏＲによる製造方法と、同様である。
【００６０】
図２（Ａ）に示す有機成膜装置３０は、長尺な支持体Ｚ（基板）を長手方向に搬送しつつ、有機層１２となる塗料を塗布し、乾燥した後、光照射によって塗膜に含まれる有機化合物を架橋して硬化し、有機層１２を成膜する装置である。
有機成膜装置３０は、一例として、塗布手段３６と、乾燥手段３８と、光照射手段４０と、回転軸４２と、巻取り軸４６と、搬送ローラ対４８および５０とを有する。
なお、有機成膜装置３０は、図示した部材以外にも、搬送ローラ対、支持体Ｚ等のガイド部材、各種のセンサなど、長尺な被成膜材料を搬送しつつ塗布による成膜を行なう公知の装置に設けられる各種の部材を有してもよい。
【００６１】
有機成膜装置３０において、長尺な支持体Ｚを巻回してなる支持体ロールＺＲは、回転軸４２に装填される。
回転軸４２に支持体ロールＺＲが装填されると、支持体Ｚは、支持体ロールＺＲから引き出され、搬送ローラ対４８を経て、塗布手段３６、乾燥手段３８および光照射手段４０の下部を通過して、搬送ローラ対５０を経て、巻取り軸４６に至る、所定の搬送経路を通される（通紙される）。
【００６２】
有機成膜装置３０では、支持体ロールＺＲからの支持体Ｚの送り出しと、巻取り軸４６における有機層１２を成膜した支持体Ｚｏの巻き取りとを同期して行なう。これにより、長尺な支持体Ｚを所定の搬送経路で長手方向に搬送しつつ、塗布手段３６によって有機層１２となる塗料を塗布し、乾燥手段３８によって塗料を乾燥し、光照射手段４０によって硬化することによって、有機層１２を形成する。
前述のように、有機層１２は、支持体Ｚの表面の凹凸や、支持体Ｚの表面に付着した異物等を埋没して、有機層１２の表面を平坦化して、無機層１４が着膜し難い部分を無くすために設けられる。
【００６３】
塗布手段３６は、支持体Ｚの表面に、予め調製した、有機層１２を形成する塗料を塗布するものである。
この塗料は、架橋して重合することによって有機層１２となる有機化合物（モノマー／オリゴマー）を、有機溶剤に溶解あるいは分散してなるものである。また、この塗料には、界面活性剤（表面調節剤）、シランカップリング剤、重合開始剤（架橋剤）等、有機層１２を形成するのに必要な各種の添加剤が、適宜、添加される。
【００６４】
架橋（重合）して有機層１２となる有機化合物は、各種の物が利用可能である。
中でも、前記有機層１２の形成材料の説明で述べたように、ラジカル重合性化合物および／またはエーテル基を官能基に有するカチオン重合性化合物は、好適であり、中でも特にアクリレートおよび/またはメタクリレートのモノマーやオリゴマーは、好適であり、その中でも特に、２官能以上、特に３官能以上のアクリレートおよび/またはメタクリレートのモノマーやオリゴマーは、好適に例示される。
【００６５】
有機層１２を形成する塗料は、このような有機層１２となる有機化合物や界面活性剤等を、公知の方法で有機溶剤に溶解（分散）して、公知の方法で調製すればよい。
塗料の調製に用いる有機溶剤には、特に限定はなく、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、シクロヘキサノン、イソプロピルアルコール、アセトン等、有機／無機積層型の機能性フィルムにおける有機層の形成に用いられている有機溶剤が、各種、利用可能である。
【００６６】
塗料の粘度には、限定はなく、塗料が含有する成分や塗布方法等に応じて、適宜、支持体Ｚの表面の全面に塗料を塗布できる粘度とすればよい。すなわち、塗料の粘度は、異物や凹凸を含んで、支持体Ｚの表面全面を塗料で濡らせる粘度とすればよい。
【００６７】
塗布手段３６において、支持体Ｚへの塗料の塗布方法には、特に限定は無い。
従って、塗料の塗布は、ダイコート法、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、スライドコート法等の公知の塗料の塗布方法が、全て利用可能である。
中でも、非接触で塗料を塗布できるので塗布面（特に、複数の有機層１２を形成する場合の無機層表面）を損傷しない、ビード（液溜まり）の形成により支持体Ｚの表面の凹凸や異物等の包埋性に優れる、等の理由で、ダイコート法は、好適に利用される。
【００６８】
なお、塗料の塗布量にも限定はなく、塗料の粘度、塗料中における有機化合物の含有量、および、塗布方法等に応じて、支持体Ｚの表面の全面に塗料を塗布でき、かつ、目的とする有機層１２の厚さに応じた塗布量を、適宜、設定すればよい。
【００６９】
前述のように、支持体Ｚは、次いで、乾燥手段３８に搬送され、塗布手段３６が塗布した塗料を乾燥される。
乾燥手段３８により塗料の乾燥方法には、限定はなく、支持体Ｚが光照射手段４０に至る前に、塗料を乾燥（有機溶剤を除去）して、架橋が可能な状態にできるものであれば、公知の乾燥手段が全て利用可能である。一例として、ヒータによる加熱乾燥、温風による加熱乾燥等が例示される。
【００７０】
支持体Ｚは、次いで、光照射手段４０に搬送される。光照射手段４０は、塗布手段３６が塗布し乾燥手段３８が乾燥した塗料に紫外線（ＵＶ光）や可視光などを照射して、塗料に含まれる有機化合物（有機化合物のモノマーやオリゴマー）を架橋（重合）して硬化し、有機層１２とするものである。
ここで、光照射手段４０による塗膜の硬化時には、必要に応じて、支持体Ｚにおける光照射手段４０による光照射領域を、窒素置換等による不活性雰囲気（無酸素雰囲気）とするようにしてもよい。また、必要に応じて、裏面に当接するバックアップローラ等を用いて、硬化時に支持体Ｚすなわち塗膜の温度を調節するようにしてもよい。
【００７１】
なお、本発明において、有機層１２となる有機化合物の架橋は、光重合に限定はされない。すなわち、有機化合物の架橋は、加熱重合、電子ビーム重合、プラズマ重合等、有機層１２となる有機化合物に応じた、各種の方法が利用可能である。
本発明においては、前述のように、有機層１２としてアクリル樹脂やメタクリル樹脂などのアクリル系樹脂が好適に利用されるので、光重合が好適に利用される。
【００７２】
このようにして有機層１２を形成された支持体Ｚ（以下、有機層１２を形成された支持体Ｚを、『支持体Ｚｏ』とする）は、搬送ローラ対５０に挟持搬送されて巻取り軸４６に至り、巻取り軸４６によって、再度、ロール状に巻き取られ、支持体Ｚｏを巻回してなるロールＺｏＲとされる。
【００７３】
このロールＺｏＲは、図２（Ｂ）に示す無機成膜装置３２に供給される。
すなわち、図２に示す例では、無機成膜装置３２は、支持体Ｚの上に有機層１２が成膜された支持体Ｚｏの上に無機層１４を成膜して、図１（Ａ）に示す本発明の機能性フィルムの一例であるガスバリアフィルム１０ａを製造する。
前述のように、無機成膜装置３２は、アンモニアガスを原料ガスとして用いるプラズマＣＶＤによって、有機層１２の表面に珪素と窒素を含有する無機化合物からなる無機層１４を成膜する。また、無機成膜装置３２は、プラズマによる有機層１２のエッチングを制御しつつ、無機層１４の成膜を行う。
【００７４】
図２（Ｂ）に示す無機成膜装置３２は、基本的に、真空チャンバ６０と、この真空チャンバ６０内の、巻出し室６２および成膜室６４と、ドラム６８とを有して構成される。
なお、図２（Ｂ）においては、成膜室６４に配置されるシャワー電極８０の一部を断面で示している。また、無機成膜装置３２は、図示した部材以外にも、搬送ローラ対やガイド部材、各種のセンサなど、長尺な被成膜材料を搬送しつつ気相堆積法による成膜を行なう公知の装置に設けられる各種の部材を有してもよい。
【００７５】
無機成膜装置３２において、支持体Ｚｏを巻回してなるロールＺｏＲは、巻出し室６２に装填される。
支持体Ｚｏは、巻出し室６２でロールＺｏＲから引き出され、ドラム６８に巻き掛けられた状態で長手方向に搬送されつつ、成膜室６４で無機層１４を成膜され、その後、再度、巻出し室６２に搬送されて、巻き取られる（ロール状に巻回される）。
【００７６】
ドラム６８は、中心線を中心に図中反時計方向に回転する円筒状の部材である。
ドラム６８は、後述する巻出し室６２のガイドローラ７６ａよって所定の経路で案内された支持体Ｚｏを、周面の所定領域に掛け回して、所定位置に保持しつつ長手方向に搬送して、成膜室６４内に搬送して、再度、巻出し室６２のガイドローラ７６ｂに送る。
【００７７】
ここで、ドラム６８は、後述する成膜室６４のシャワー電極８０（成膜電極）の対向電極としても作用する。すなわち、図示例の無機成膜装置３２においては、ドラム６８とシャワー電極８０とで、電極対を構成する。
そのため、図示例においては、ドラム６８は、アース（接地）されている。しかしながら、本発明は、これに限定はされず、必要に応じて、ドラム６８には、ドラム６８にバイアスを印加するためのバイアス電源を接続してもよい。あるいは、アースとバイアス電源との接続を、切り替え可能に接続してもよい。
なお、バイアス電源は、各種の成膜装置で利用されている、バイアスを印加するための高周波電源やパルス電源等の公知の電源が、全て利用可能である。
【００７８】
また、ドラム６８は、成膜中の支持体Ｚｏ（すなわち成膜温度）の温度調節手段を兼ねてもよい。そのため、ドラム６８は、温度調節手段を内蔵するのが好ましい。
ドラム６８の温度調節手段には、特に限定はなく、冷媒等を循環する温度調節手段、ペルチェ素子等を用いる冷却手段等、各種の温度調節手段が、全て利用可能である。
【００７９】
前述のように、真空チャンバ６０内には、巻出し室６２と、成膜室６４とを有する。図示例において、巻出し室６２と成膜室６４とは、巻出し室６２を上にして、上下方向（天地方向）に配列される。
巻出し室６２と成膜室６４とは、ドラム６８と、真空チャンバ６０の側面側の内壁面６０ａからドラム６８の周面近傍まで延在する隔壁７０ａおよび７０ｂとによって、（略）気密に分離される。
なお、巻出し室６２と成膜室６４とを好適に分離するためには、隔壁７０ａおよび７０ｂの先端（真空チャンバ６０の内壁面と逆端）は、搬送される支持体Ｚｏに接触しない可能な位置まで、ドラム６８の周面に近接するのが好ましい。
【００８０】
巻出し室６２は、回転軸７２と、巻取り軸７４と、ガイドローラ７６ａおよび７６ｂと、真空排気手段７８とを有する。
【００８１】
回転軸７２は、ロールＺｏＲを軸支して回転する、公知の物である。また、巻取り軸７４は、成膜済みの支持体Ｚｏを巻き取る、公知の長尺物の巻取り軸である。
さらに、ガイドローラ７６ａおよび７６ｂは、支持体Ｚｏを所定の搬送経路で案内する通常のガイドローラである。
【００８２】
ロールＺｏＲは、回転軸７２に装着される。
ロールＺｏＲが、回転軸７２に装着されると、支持体Ｚｏは、ガイドローラ７６ａ、ドラム６８、および、ガイドローラ７６ｂを経て、巻取り軸７４に至る、所定の経路を通される（挿通される）。
無機成膜装置３２においては、ロールＺｏＲからの支持体Ｚｏの送り出しと、巻取り軸７４における成膜済み支持体Ｚｏの巻き取りとを同期して行なって、長尺な支持体Ｚｏを所定の搬送経路で長手方向に搬送しつつ、成膜室６４における成膜を行なう。
【００８３】
真空排気手段７８は、巻出し室６２内を所定の真空度に減圧するためのものである。
無機成膜装置３２においては、巻出し室６２にも真空排気手段７８を設け、巻出し室６２内を所定の真空度に保つことにより、巻出し室６２の圧力が成膜室６４での無機層１４の成膜に影響を与えることを防止している。
【００８４】
本発明において、真空排気手段７８には、特に限定はなく、ターボポンプ、メカニカルブースターポンプ、ロータリーポンプ、ドライポンプなどの真空ポンプ、さらには、クライオコイル等の補助手段、到達真空度や排気量の調節手段等を利用する、真空成膜装置に用いられている公知の（真空）排気手段が、各種、利用可能である。
この点に関しては、後述する真空排気手段９２も同様である。
【００８５】
前述のように、無機成膜装置３２において、巻出し室６２の下（隔壁７０ａおよび７０ｂの下）は、成膜室６４になっている。
成膜室６４は、シャワー電極８０と、原料ガス供給部８６と、高周波電源８４と、真空排気手段９０とを有する。また、シャワー電極８０の直上流には、排気手段８２が配置される。この成膜室６４は、一例として、ＣＣＰ−ＣＶＤ（Capacitively Coupled Plasma  容量結合プラズマＣＶＤ）によって、支持体Ｚｏの表面すなわち有機層１２の上に無機層１４を成膜するものである。
【００８６】
シャワー電極８０は、成膜電極であり、前述のドラム６８（対向電極）と共にＣＣＰ−ＣＶＤにおける電極対を構成する。
図示例において、シャワー電極８０は、一例として、アルミニウム製で、最大面をドラム６８の周面に対面して配置される、略直方体状の形状を有する。また、シャワー電極８０は、好ましい態様として、ドラム６８との対向面が、ドラム６８の周面と一定間隔離間した平行面となるように、曲面状となっている。
【００８７】
シャワー電極８０の内部には、中空部８０ａが形成される。
この中空部８０ａからドラム６８（支持体Ｚｏ）との対向面まで連通して、原料ガスを供給するためのガス供給孔８０ｂが、多数、形成される。シャワー電極８０において、このガス供給孔８０ｂは、ドラム６８との対向面に全面的に形成される。
【００８８】
本発明において、シャワー電極８０は、プラズマＣＶＤによる成膜等を行う装置に用いられる、公知のシャワー電極（シャワープレート）が利用可能である。
また、シャワー電極８０のドラム６８との対向面は、堆積した成膜物の剥離を防止するために、溶射膜の形成やブラスト処理等によって粗面化されていてもよい。
【００８９】
原料ガス供給部８６は、原料ガス（プロセスガス／成膜ガス）を供給する、プラズマＣＶＤ装置に利用される公知のガス供給手段である。本発明においては、アンモニアガスを含む原料ガスを用いて、有機層１２の表面に、窒化珪素などの珪素と窒素とを含む無機化合物からなる無機層１４を成膜する。
原料ガス供給部８６は、原料ガスをシャワー電極８０の中空部８０ａに供給する。従って、原料ガスは、中空部８０ａからガス供給孔８０ｂに流入し、ガス供給孔８０ｂから、シャワー電極８０とドラム６８（支持体Ｚｏ）との間、すなわちＣＣＰ−ＣＶＤにおける電極対間に供給される。
【００９０】
高周波電源９０も、プラズマＣＶＤ装置に利用される公知の高周波電源である。
高周波電源９０は、プラズマ励起電力（成膜電力）を、成膜電極であるシャワー電極８０（電極本体８２）に供給する。
【００９１】
なお、本発明の製造方法は、このようなシャワー電極を用いるのに限定はされない。
すなわち、原料ガスの供給機能を有さない成膜電極と、成膜電極と支持体Ｚｏとの間に原料ガスを供給するためのノズルとを用いて、ＣＣＰ−ＣＶＤによって無機層１４を成膜してもよい。
【００９２】
成膜室６４においては、原料ガス供給部８６から原料ガスをシャワー電極８０の中空部８０ａに供給し、中空部８０ａに連通するガス供給孔８０ｂから原料ガスを排出することにより、シャワー電極８０とドラム６８（支持体Ｚｏ）との間に原料ガスを供給し、さらに、高周波電源８４からシャワー電極８０にプラズマ励起電力を供給することにより、ＣＣＰ−ＣＶＤによって支持体Ｚｏ（有機層１２）の表面に無機層１４を成膜する。
【００９３】
ここで、図示例の無機成膜装置３２においては、成膜室６４のシャワー電極８０の直上流に、排気手段８２が配置されている。排気手段８２は、好ましい態様として、排気量の調節機能を有する。
排気手段８２は、成膜領域すなわちシャワー電極８０とドラム６８（支持体Ｚｏ）とが対向している領域から、原料ガスを排気するものである。図示例の装置においては、上流側から成膜領域の原料ガスを排気する排気手段８２を有することより、成膜領域の上流側において、プラズマ中の滞在時間が長く、ラジカル濃度が濃いプラズマを有機層１２の表面に接触させて、プラズマ（主にアンモニアプラズマ）による有機層１２のエッチングを促進させる。また、排気手段８２による排気量を調節することにより、プラズマによるエッチングの強度を制御できる。
【００９４】
本発明においては、このようにプラズマによるエッチングを利用して、このエッチングを制御しつつ、有機層１２の表面に無機層１４を成膜することで、有機層１２の表面粗さＲａを１μｍ以上として、かつ、この有機層１２の表面に、無機層１４を成膜して、本発明のガスバリアフィルム１０ａを作製する。
前述のように、ＲｔｏＲを用いる無機層１４の成膜では、無機層１４の成膜が安定した後に、基板の搬送および成膜を停止し、成膜領域の基板表面を分析して、幅方向の全域が無機層１４となっている最上流位置を検出して、この最上流位置の表面粗さＲａを測定することで、有機層１２の表面粗さＲａを測定できる。
従って、無機成膜装置３２の成膜室６４においては、この幅方向の全域が無機層１４となっている最上流位置において、支持体Ｚｏの表面粗さＲａが１ｎｍ以上となるように、排気手段８２による排気量を設定して、無機層１４の成膜を行う。これにより、プラズマによるエッチングを制御して、表面粗さＲａが１ｎｍ以上の有機層１２の上に、有機層１２表面の凹凸による、適正な表面粗さを有する無機層１４を成膜することができる。
【００９５】
排気手段８２には、限定はなく、強度調節可能なファン、真空ポンプ９２（７８）の排気管から分岐した流量調節可能な排気口等、減圧下でのガスの吸引が可能な公知の物が、各種、利用可能である。
【００９６】
本発明において、無機層１４を成膜する際における有機層１２のエッチングの制御方法は、図示例のような、上流側から成膜領域の原料ガスを排気する排気手段８２に限定はされず、成膜領域においてプラズマの強度を部分的に調節する、各種の方法が利用可能である。
一例として、搬送方向において、一部だけプラズマ放電のための絶縁性破壊電圧を下げ、効率的に電力が入る電極構成にするため、電極間ギャップを部分的に広く、もしくは、狭くする方法が例示される。同じく、搬送方向において、一部だけプラズマ放電のための絶縁性破壊電圧を下げ、効率的に電力が入る電極構成にするため、圧力を部分的に高く、もしくは、低くする方法も例示される。
また、搬送方向において、原料ガス（主にエッチングに供与するアンモニアガス）の供給量および／または供給比率を、部分的に調節する方法も例示される。さらに、搬送方向において、プラズマ励起電力および／またはバイアス電力の強度を部分的に強く、もしくは、弱くする方法も例示される。
これ以外にも、化学エッチングの作用を強化するために、フィルムを搬送方向で局所的に加熱しながら無機層１４の成膜を行う（プラズマに当てる）方法や、原料ガスを搬送方向で局所的に加熱する方法等も、例示される。
このようなエッチングの制御は、成膜領域の上流部（搬送方向の中央よりも上流側）で行うのが好ましく、特に、成膜領域の最上流部で行うのが好ましい。
【００９７】
また、有機層１２の上にプラズマＣＶＤによって無機層１４の成膜を行う際には、一般的に、エッチングレートが高いほど、有機層１２の表面粗さは大きくなる。同様に、有機層１２の上にプラズマＣＶＤによって無機層１４の成膜を行う際には、一般的に、エッチングされる時間が長いほど（無機層１４の成膜まで時間がかかるほど）、有機層１２の表面粗さは大きくなる。
従って、エッチングレートや、エッチング時間を制御することによって、無機層１４を成膜する際における有機層１２のエッチングの制御を行ってもよい。
エッチングレートやエッチング時間によるエッチングの制御は、例えば、シミュレーションや実験によって、エッチングレートやエッチング時間と、有機層１２の表面粗さＲａとの関係を知見して、両者の関係を示す検量線を作成しておき、この検量線を利用して行えばよい。
【００９８】
本発明の製造方法において、原料ガスの供給量、プラズマ励起電力、成膜圧力など、無機層１４の成膜条件には、限定はない。すなわち、成膜条件は、無機層１４の厚さ、成膜する無機層１４の種類、目的とする成膜速度、無機層１４の膜厚、使用する原料ガス等に応じて、適宜、設定すればよい。
また、使用する原料ガスにも限定はなく、アンモニアガスを含めば、成膜する無機層１４の種類に応じて、公知の原料ガスを用いればよい。例えば、無機層１４として窒化珪素を成膜する場合には、原料ガスとして、シランガスと、アンモニアガスと、水素ガスとの組み合わせ、シランガスと、アンモニアガスと、窒素ガス（不活性ガス）との組み合わせ、シランガスと、アンモニアガスと、水素ガスと、窒素ガスとの組み合わせ等の公知の原料ガスを用いればよい。
【００９９】
また、本発明の製造方法において、無機層１４の表面粗さＲａの制御は、プラズマ例起電力の調節、原料ガス量の調節、成膜圧力の調節、原料ガス組成の調節等の公知の方法によって行えばよい。
なお、本発明の製造方法において、無機層１４の表面粗さＲａの制御は、有機層１２の表面粗さ等に応じて、必要に応じて行えばよい。
【０１００】
成膜室６４で無機層１４を成膜された支持体Ｚｏすなわちガスバリアフィルム１０ａは、再度、巻出し室６２に搬送され、ガイドローラ７６ｂに案内されて巻取り軸７４に搬送され、ロール状に巻回されて、ガスバリアフィルム１０ａを巻回してなるロール１０ａＲとして、次工程に供給される。
【０１０１】
なお、本発明の機能性フィルムの製造方法において、無機層１４の成膜方法は、図示例のＣＣＰ−ＣＶＤに限定はされない。
すなわち、無機層１４の成膜方法は、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma  誘導結合型プラズマ）−ＣＶＤやマイクロ波ＣＶＤなど、公知のプラズマＣＶＤが、各種、利用可能である。
【０１０２】
以下、無機成膜装置３２の作用を説明する。
前述のように、支持体Ｚの上に有機層１２を成膜してなる支持体Ｚｏを巻回してなるロールロールＺｏＲが、回転軸７２に装填されると、ロールＺｏＲから支持体Ｚｏが引き出され、ガイドローラ７６ａ、ドラム６８、およびガイドローラ７６ｂを経て、巻取り軸７４に至る所定の搬送経路を挿通される。
【０１０３】
支持体Ｚｏが挿通されたら、真空チャンバ６０を閉塞して、真空排気手段７８および６２を駆動して、各室の排気を開始する。
巻出し室６２、および、成膜室６４が、所定の真空度以下まで排気されたら、次いで、原料ガス供給部８６を駆動して、成膜室６４に原料ガスを供給する。
【０１０４】
全ての室の圧力が所定圧力で安定したら、ドラム６８等の回転を開始して、支持体Ｚｏの搬送を開始し、さらに、高周波電源８４とを駆動して、支持体Ｚｏを長手方向に搬送しつつ、成膜室６４における支持体Ｚｏへの無機層１４の成膜を開始し、長尺な支持体Ｚｏに連続的に無機層１４を成膜する。
【０１０５】
この無機層１４の成膜の際に、有機層１２がエッチングされて、有機層１２が粗面化される。ここで、成膜室６４においては、前述の成膜領域で幅方向の全域が無機層１４となる最上流位置で、有機層１２の表面粗さＲａが１ｎｍ以上となるように、排気手段８２による排気量を調節して、有機層１２のエッチングを制御する。
また、必要に応じて、無機層１４の表面粗さＲａが３ｎｍ以下で、かつ、好ましくは１ｎｍ以上となるように、無機層１４の成膜条件を調節する。
従って、表面粗さＲａが１ｎｍ以上の有機層１２の上に、表面粗さが２ｎｍ以下の無機層１４を成膜してなる、無機層１４表面が密着性に優れ、かつ、無機層１４が目的とするガスバリア性を発揮する高性能なガスバリアフィルム１０ａを、好適に製造できる。
【０１０６】
なお、図１（Ｂ）に示すように、４層構成のガスバリアフィルム１０ｂを製造する場合には、同様の有機層および無機層の成膜を２回行って、支持体Ｚの上に、中間有機層１２ａを成膜し、その上に中間無機層１４ａを成膜し、その上に、有機層１２を成膜し、その上に無機層１４を成膜すればよい。なお、この際において、中間無機層１４ａの成膜時には、排気手段８２等による中間有機層１２ａのエッチングの制御は、行っても、行わなくてもよい。
さらに、図１（Ｃ）に示すような、６層構成のガスバリアフィルム１０ｃや、それ以上の層数を有するガスバリアフィルムも、同様の有機層および無機層の成膜を、層数（有機／無機の積層の繰り返し数）に応じて繰り返し行うことにより、製造できる。
また、最上層に保護有機層を成膜する場合には、最も上の無機層１４を成膜した後、ロールを、再度、有機成膜装置３０に装填して、保護有機層を成膜すればよい。
【０１０７】
以上、本発明の機能性フィルムおよび機能性フィルムの製造方法について詳細に説明したが、本発明は、上記実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行なってもよいのは、もちろんである。
【実施例】
【０１０８】
以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明を、より詳細に説明する。
【０１０９】
＜実施例１＞
機能性フィルムとして、図１（Ａ）に示すような、支持体Ｚの表面に有機層１２および無機層１４を有するガスバリアフィルム１０ａを作成した。
【０１１０】
支持体Ｚは、幅が１０００ｍｍで厚さが１００μｍの長尺なＰＥＴフィルム（東洋紡績社製  コスモシャインＡ４３００）を用いた。
【０１１１】
有機溶剤に有機化合物を投入、攪拌して、有機層１２となる塗料を調製した。
有機化合物は、ＴＭＰＴＡ（ダイセル・サイテック社製）を用いた。有機溶剤は、ＭＥＫを用いた。塗料には、界面活性剤（ビックケミージャパン社製  ＢＹＫ３７８）および
光重合開始剤（チバケミカルズ社製  Ｉｒｇ１８４）を添加した。
塗料中における有機溶剤を除く有機化合物の量（固形分における有機化合物の量）は、９７重量％とした。
【０１１２】
支持体Ｚを巻回してなる支持体ロールＺＲを、図２（Ａ）に示す有機成膜装置３０の回転軸４２に装填して、支持体Ｚの表面に、調製した塗料を塗布手段３６で塗布／乾燥し、光照射手段４０によって架橋／硬化して、有機層１２を形成した支持体Ｚ（支持体Ｚｏ）を巻回してなるロールＺｏＲを得た。
塗布手段３６は、ダイコータを用いた。塗料の塗布量は、乾膜での膜厚が２μｍとなるようにした。すなわち、有機層１２の膜厚は略２μｍである。
乾燥手段３８は、温風を用いた。光照射手段４０は、紫外線照射装置を用いた。
【０１１３】
次いで、ロールＺｏＲを図２（Ｂ）に示す無機成膜装置３２に装填して、有機層１２を成膜した支持体Ｚｏの表面に、ＣＣＰ−ＣＶＤによって、無機層１４として膜厚４０ｎｍの窒化珪素膜を形成し、有機層１２の上に無機層１４を形成したガスバリアフィルム１０ａを巻回してなる、ロール１０ａＲを作製した。
【０１１４】
ドラム６８はステンレス製で、直径１０００ｍｍの物を用いた。なお、このドラム６８は、温度調節手段を内蔵している。
高周波電源８６は、周波数１３．５ＭＨｚの高周波電源を用い、シャワー電極８０に供給するプラズマ励起電力は２ｋＷとした。
【０１１５】
成膜ガスは、シランガス(ＳｉＨ4）、アンモニアガス(ＮＨ3）、および水素ガス(Ｈ2）を用いた。供給量は、シランガスが５０sccm、アンモニアガスが１００sccm、水素ガスが１５０sccmとした。また、成膜圧力は１００Ｐａとした。
【０１１６】
なお、実施品となるガスバリアフィルム１０ａの製造に先立ち、無機層１４の成膜と全く同様にして支持体Ｚｏの表面に無機層を成膜し、成膜が安定した後に、支持体Ｚｏの搬送および成膜を停止して、支持体Ｚｏの表面をＥＳＣＡで分析して、幅方向の全域が無機層となる、最上流位置を検出した。
次いで、検出した最上流位置の表面粗さＲａすなわち有機層１２の表面粗さＲａを測定した。表面粗さＲａの測定は、エスアイアイ・ナノテクノロジー社製のＳＰＡ５００を用い、測定範囲１０μｍで行った。
このような測定を、排気手段８２による排気量を、種々、変更して行い、有機層１２の表面粗さＲａが１．１ｎｍとなるように、排気手段８２による排気を調節した。
【０１１７】
作製したガスバリアフィルム１０ａの無機層１４の表面粗さＲａは、１．３ｎｍであった。なお、無機層１４の表面粗さは、先と同様に測定した。
【０１１８】
＜実施例２＞
排気手段８２による排気量を調節して、有機層１２の表面粗さＲａを１．９ｎｍにした以外は、実施例１と同様にしてガスバリアフィルム１０ａを作製した。
また、作製したガスバリアフィルム１０ａの無機層１４の表面粗さＲａを同様に測定したところ、２．５ｎｍであった。
【０１１９】
＜実施例３＞
排気手段８２による排気量を調節し、かつ、支持体Ｚｏの温度を搬送方向で局所的に調節して、有機層１２の表面粗さＲａを１．２ｎｍにした以外は、実施例１と同様にしてガスバリアフィルム１０ａを作製した。
なお、支持体Ｚｏの温度調節は、ドラム６８の温度調節で行った。
また、作製したガスバリアフィルム１０ａの無機層１４の表面粗さＲａを同様に測定したところ、２．７ｎｍであった。
【０１２０】
＜比較例１＞
排気手段８２による排気量を調節し、かつ、支持体Ｚｏの温度を搬送方向で局所的に調節して、有機層１２の表面粗さＲａを０．４ｎｍにした以外は、実施例１と同様にしてガスバリアフィルムを作製した。
なお、支持体Ｚｏの温度調節は、ドラム６８の温度調節で行った。
また、作製したガスバリアフィルムの無機層１４の表面粗さＲａを同様に測定したところ、３．８ｎｍであった。
【０１２１】
＜比較例２＞
排気手段８２による排気量を調節して、有機層１２の表面粗さＲａを２．３ｎｍにした以外は、実施例１と同様にしてガスバリアフィルムを作製した。
また、作製したガスバリアフィルムの無機層１４の表面粗さＲａを同様に測定したところ、３．２ｎｍであった。
【０１２２】
＜比較例３＞
排気手段８２による排気量を調節して、有機層１２の表面粗さＲａを０．１ｎｍにした以外は、実施例１と同様にしてガスバリアフィルムを作製した。
また、同様に作製したガスバリアフィルムの無機層１４の表面粗さＲａを測定したところ、０．５ｎｍであった。
【０１２３】
［密着試験］
５０重量部のＭＥＫ、４９重量部のＤＰＣＡ（日本化薬社製）、１重量部の光重合開始剤（チバガイギー社製  イルカギュア）を混合、攪拌して、塗料を調製した。
この塗料を、作製したガスバリアフィルムの無機層の表面に塗布して、８０℃に設定された乾燥室で乾燥した後、２０００ｍＪ／ｃｍ2の紫外線を照射して、厚さ５０μｍのハードコート層を成膜した。
このハードコート層の表面に、両面粘着テープ（日東電工社製「Ｎｏ．５０２」）の片面を貼り付けて５０ｍｍ×３００ｍｍにカットした後、２３℃、５０％ＲＨの雰囲気下に１時間放置した。
放置後、放置時と同じ雰囲気下で、インストロン型引張試験機を使用し、引張速度３００ｍｍ／分の条件下にて１８０度方向に、両面粘着テープを剥離した。
全面でハードコート層の剥離が生じなかった場合を『優良』、一部でも剥離が認められた場合を『不可』と評価した。
【０１２４】
［ガスバリア性の測定］
作製した各ガスバリアフィルムについて、水蒸気透過率[g/(m2・day)]を、カルシウム腐食法（特開２００５−２８３５６１号公報に記載される方法）によって、測定した。
その結果、
実施例１が１×１０-4[g/(m2・day)]未満、
実施例２が１×１０-4[g/(m2・day)]未満、
実施例３が１×１０-4[g/(m2・day)]未満、
比較例１が５×１０-2[g/(m2・day)]、
比較例２が２×１０-3[g/(m2・day)]、
比較例３が１×１０-4[g/(m2・day)]未満、
であった。
【０１２５】
［総合評価］
水蒸気透過率が１×１０-4[g/(m2・day)]未満で、かつ、密着試験の結果が『優良』のものを『優良』；
水蒸気透過率が１×１０-4[g/(m2・day)]未満で、かつ、密着試験の結果が『不可』のものを『良』；
密着試験の結果に関わらず、水蒸気透過率が１×１０-4[g/(m2・day)]のものを『不可』；  と、評価した。
結果を、下記表に示す。
【表１】
0005788825.tif 000002
【０１２６】
上記表に示すように、有機層の表面粗さＲａが１ｎｍ以上で、かつ、無機層の表面粗さＲａが３ｎｍ以下である本発明のガスバリアフィルムは、いずれも、無機層の表面粗さに起因する高い密着性と、優れたガスバリア性とを両立している。
これに対し、有機層の表面粗さが小さすぎ、かつ、無機層の表面粗さが大きすぎる比較例１、無機層の表面粗さが大きすぎる比較例２は、密着性は良好であるものの、ガスバリア性が低い。さらに、有機層および無機層の表面粗さが、共に小さすぎる比較例３は、高いガスバリア性を有するものの、密着性が不十分である。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
太陽電池や有機ＥＬディスプレイ等に用いられるガスバリアフィルム等の機能性フィルム、および、その製造に、好適に利用可能である。
【符号の説明】
【０１２８】
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ  ガスバリアフィルム
１２  有機層
１４  無機層
１２ａ  中間有機層
１４ｃ  中間無機層
３０  有機成膜装置
３２  無機成膜装置
３６  塗布手段
３８  乾燥手段
４０  光照射手段
４２，７２  回転軸
４６，７４  巻取り軸
４８，５０  搬送ローラ対
６０  真空チャンバ
６２  巻出し室
６４  成膜室
６８  ドラム
７０ａ，７０ｂ  隔壁
７６ａ，７６ｂ  ガイドローラ
７８，９２  真空排気手段
８０  シャワー電極
８２  排気手段
８６  原料ガス供給部
９０  高周波電源
【図１】
0005788825.tif 000003
【図２】
0005788825.tif 000004