(57)【要約】  分離された領域を形成することで、高いガスバリア性を発現できる機能性フィルムおよび有機ＥＬデバイスを提供する。酸素に対する不透過性を有し、離散的に配置された複数の凹部が形成された樹脂層を有し、樹脂層は、弾性率が０．５ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下であり、樹脂層の酸素透過度が１０ｃｃ／（ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ）以下である。
2018084287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素に対する不透過性を有し、離散的に配置された複数の凹部が形成された樹脂層を有し、樹脂層は、弾性率が０．５ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下であり、樹脂層の酸素透過度が１０ｃｃ／（ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ）以下である機能性フィルム。
【請求項２】
複数の凹部が形成された面とは反対側に基材フィルムを有する請求項１に記載の機能性フィルム。
【請求項３】
基材フィルムの酸素透過度が１ｃｃ／（ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ）以下である請求項２に記載の機能性フィルム。
【請求項４】
樹脂層の凹部側の面に、少なくとも無機層が形成された請求項１〜３のいずれか一項に記載の機能性フィルム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の機能性フィルムを使用した有機ＥＬ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能性フィルムおよびこれを用いた有機ＥＬ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＴＦＴを用いたＰＥ（Printable Electronics）センサーや電子デバイス素子、有機太陽電池、光学素子、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイなどの表示装置、各種の半導体装置等の各種装置において、防湿性が必要な部位や部品、食品や電子部品、医療用部品等を包装する包装材料などガスバリアフィルムが利用されている。【０００３】
近年、有機デバイス（有機ＴＦＴデバイス、有機太陽電池デバイス、有機ＥＬデバイス等）の分野においては、ガラス基板に代わって、透明ガスバリアフィルムに対するニーズが高まっている。透明ガスバリアフィルムは軽量であり、ロールトゥロール（Ｒｏｌｌｔｏ Ｒｏｌｌ）方式に適用可能であることから、コストの点で有利である。しかし、透明ガスバリアフィルムはガラス基板と比較して水蒸気バリア性に劣るという問題がある。
ガスバリアフィルムは、一般的に、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を支持体として、その上に、ガスバリア性を発現するガスバリア層を形成してなる構成を有する。また、ガスバリアフィルムに用いられるガスバリア層としては、例えば、窒化ケイ素、酸化珪素、酸化アルミニウム等の各種の無機化合物からなる層が知られている。
これらの無機化合物からなる無機層の形成には、スパッタリングやプラズマＣＶＤ（chemical vapor deposition）等の真空成膜法による薄膜形成が成膜に利用されている。【０００４】
また、ガスバリアフィルムには、優れたガスバリア性のみならず、高い透過性（高い可視光透過率）や高い耐酸化性など、用途に応じて、各種の特性が要求される。
特に、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイあるいは太陽電池等のように光を透過させる必要がある装置に用いられる場合には、高い透明性を有することが求められる。【０００５】
このようなガスバリアフィルムにおいて、より高いガスバリア性能が得られる構成として、支持体の上に、有機化合物からなる有機層と、無機化合物からなる無機層とを交互に積層した積層構造を有する、有機無機積層型のガスバリアフィルム（以下、積層型のガスバリアフィルムとも言う）が知られている。
積層型のガスバリアフィルムでは、下地となる有機層の上に無機層を形成することにより、有機層によって無機層の形成面を平滑化して、良好な平滑性を有する有機層の上に無機層を形成する。これにより、ヒビや割れ等のない均一な無機層を形成して、優れたガスバリア性能を得ている。また、この有機層と無機層との積層構造を、複数、繰り返し有することにより、より優れたガスバリア性能を得ることができる。【０００６】
例えば、特許文献１には、支持体と、この支持体の上に形成された有機層と、有機層の上に形成される無機層とを有する機能性フィルムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−３１７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、フラットなガスバリアフィルムを有機デバイスに使用した場合に、有機デバイスとデバイスを配置する基材に追従する（密着する）ようにガスバリアフィルムを曲げながら貼り合わせるため、ヒビや割れ等が生じ、バリア性能が不十分になるという問題が生じる。【０００９】
本発明の課題は、上記事情に鑑みてなされたものであって、分離された領域を形成することで、高いガスバリア性を発現できる機能性フィルムおよびこれを用いた有機ＥＬ素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、酸素に対する不透過性を有し、離散的に配置された複数の凹部が形成された樹脂層を有し、樹脂層は、弾性率が０．５ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下であり、樹脂層の酸素透過度が１０ｃｃ／（ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、以下の構成により上記課題を達成することができることを見出した。【００１１】
（１）  酸素に対する不透過性を有し、離散的に配置された複数の凹部が形成された樹脂層を有し、樹脂層は、弾性率が０．５ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下であり、樹脂層の酸素透過度が１０ｃｃ／（ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ）以下である機能性フィルム。
酸素透過度はＭＯＣＯＮ社製、ＯＸ−ＴＲＡＮ  ２／２０を用いて測定できる。
（２）  複数の凹部が形成された面とは反対側に基材フィルムを有する（１）に記載の機能性フィルム。
（３）  基材フィルムの酸素透過度が１ｃｃ／（ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ）以下である（２）に記載の機能性フィルム。
（４）  樹脂層の凹部側の面に、少なくとも無機層が形成された（１）〜（３）のいずれかに記載の機能性フィルム。
（５）  （１）〜（４）のいずれかに記載の機能性フィルムを使用した有機ＥＬ素子。
（６）  樹脂層の凹部の側面と底面との接続部分、ならびに、樹脂層の表面と凹部の側面との接続部分の曲率半径が５μｍ以上２００μｍ以下である（１）〜（４）に記載の機能性フィルム。
（７）  樹脂層の凹部の深さｈが１μｍ以上１００μｍ以下であり、
隣接する凹部の間の幅ｔが５μｍ以上３００μｍ以下であり、
隣接する凹部の間の幅ｔと凹部の深さｈとのアスペクト比ｈ／ｔが３．０未満である（１）〜（４）、および、（６）のいずれかに記載の機能性フィルム。
（８）  樹脂層は、散乱粒子を含む（１）〜（４）、（６）および（７）のいずれかに記載の機能性フィルム。
（９）  凹部は、平面視において正多角形である（１）〜（４）、および、（６）〜（８）のいずれかに記載の機能性フィルム。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、分離された領域を形成することで、高いガスバリア性を発現でき、また、高い透明性を有する機能性フィルムおよび有機ＥＬ素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の機能性フィルムの一例を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１の機能性フィルムの断面図である。
【図３】本発明の機能性フィルムの他の一例を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の機能性フィルムの他の一例を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の機能性フィルムの他の一例を模式的に示す断面図である。
【図６】凹部の角部の曲率半径を説明するための概略断面図である。
【図７】本発明の有機ＥＬ素子の一例を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明に係る機能性フィルムおよび有機ＥＬ素子の実施の形態について説明する。本明細書の図面において、視認しやすくするために各部の縮尺を適宜変更して示している。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
また、本明細書において、『（メタ）アクリレート』とは、アクリレートとメタクリレートとの少なくとも一方、または、いずれかの意味で用いるものとする。『（メタ）アクリロイル』等も同様である。
【００１５】
＜機能性フィルム＞
本発明の機能性フィルムは、
酸素に対する不透過性を有し、離散的に配置された複数の凹部が形成された樹脂層を有し、樹脂層は、弾性率が０．５ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下であり、樹脂層の酸素透過度が１０ｃｃ／（ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ）以下である機能性フィルムである。
【００１６】
図１は、本発明に係る機能性フィルムの一例を模式的に示す斜視図であり、図２は図１の断面図である。
図１および図２に示す機能性フィルム１ａは、樹脂層３を有し、樹脂層３の一方の面に、凹部２が複数、離散的に形成されている。
樹脂層３は、弾性率が０．５ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下であり、酸素透過度が１０ｃｃ／（ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ）以下である。
凹部２には機能性の素材、例えば有機デバイスを配置することができ、図示しない別のガラス基板やガスバリアフィルムで封止することで、機能性の素材を水分や酸素から保護することができる。
【００１７】
本明細書において、「フィルム上において、・・・凹部が複数、離散的に配置され」とは、図１に示すように、機能性フィルムのフィルム面に垂直な方向から観察（平面視）した際に、樹脂層３のフィルム面に沿った二次元方向において複数の凹部２が互いに接触しないで孤立して配置されていることを意味する。図１に示す例においては、凹部２は四角柱状であり、機能性フィルム１ａのフィルム面に沿った二次元方向において酸素に対する不透過性を有する樹脂層３に囲まれて個々孤立しており、個々の凹部２への機能性フィルム１ａのフィルム面に沿った二次元方向からの酸素の侵入が遮断されている。
【００１８】
本明細書において「酸素に対する不透過性を有する」とは、酸素透過度が１０ｃｃ／（ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であることを意味する。酸素に対する不透過性を有する樹脂層の酸素透過度は１ｃｃ／（ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であることがより好ましく、さらに好ましくは、１０-1ｃｃ／（ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ）以下である。なお、本明細書において「不透過性を有する」と「バリア性を有する」とは同義で用いている。すなわち、本明細書において、ガスバリアとは、ガス（気体）に対して不透過性を有することを意味し、水蒸気バリアとは、水蒸気に対して不透過性を有することを意味する。また、酸素および水蒸気の両者に対して不透過性を有する層については、「バリア層」と称する。
【００１９】
前述のとおり、本発明者の検討によれば、フラットなガスバリアフィルムを有機デバイスの封止に使用した場合に、有機デバイスとデバイスを配置する基材に追従する（密着する）ようにガスバリアフィルムを曲げながら貼り合わせるため、ヒビや割れ等が生じ、バリア性能が不十分になるという問題が生じることがわかった。
【００２０】
これに対して、本発明の機能性フィルムは、酸素に対する不透過性を有し、離散的に配置された複数の凹部が形成された樹脂層を有し、樹脂層は、弾性率が０．５ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下であり、樹脂層の酸素透過度が１０ｃｃ／（ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ）以下である。
【００２１】
離散的に配置された複数の凹部が形成され、バリア性を有する樹脂層を有する機能性フィルムを、凹部内に有機デバイスが配置されるように設置することで（図７参照）、ガスバリアフィルムを曲げながら貼り合わせる必要がなくなり、ヒビや割れ等の発生を抑制できる。
【００２２】
以上のとおり、本発明の機能性フィルムは、酸素に対する不透過性を有し、離散的に配置された複数の凹部が形成された樹脂層を有し、樹脂層は、弾性率が０．５ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下であり、樹脂層の酸素透過度が１０ｃｃ／（ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ）以下である構成とすることで、ガスバリアフィルムを曲げながら貼り合わせる必要がなくなり、ヒビや割れ等の発生を抑制でき、高いガスバリア性を発現できる。
【００２３】
ここで、本発明の機能性フィルムにおいては、凹部２が配置される樹脂層３の凹部２の深さをｈとし、隣接する凹部２間の幅、すなわち、樹脂層３の厚みをｔとすると、樹脂層３の凹部２の深さｈが１μｍ以上１００μｍ以下であるのが好ましく、隣接する凹部２の間の幅ｔが５μｍ以上３００μｍ以下であるのが好ましく、隣接する凹部２間の幅ｔと深さｈとのアスペクト比ｈ／ｔが３．０未満であるのが好ましい。
【００２４】
なお、樹脂層３に形成される凹部の深さｈは、機能性フィルムの凹部の部分をミクロトームで切断して断面を形成し、この断面を光学顕微鏡を用いて観察し、凹部を１０個抽出して深さを測定して平均値として求める。
【００２５】
また、隣接する凹部２間の幅ｔ（樹脂層３部分の厚みｔ）は、隣接する凹部２間の最短距離であり、機能性フィルムの一方の面から、光学顕微鏡を用いて表面を観察し、隣接する凹部２の間の樹脂層３部分を少なくとも２０個抽出し、その幅を読み取って、これらの平均値を幅ｔとして算出する。
【００２６】
また、平面視における、機能性フィルム全体の面積に対する凹部２の面積の比率は、顕微鏡を用いて機能性フィルムの表面を真上から観察し、３０ｍｍ×３０ｍｍの視野（５箇所）について、凹部の面積の合計と視野の面積（幾何学的面積）とから、比率（凹部の面積／幾何学的面積）から算出し、各視野（５箇所）における平均値を面積の比率として算出した。
【００２７】
また、樹脂層３に形成される凹部２の角部の曲率半径が５μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。ここで、凹部２の角部の曲率半径とは、樹脂層３の凹部２の側面と底面との接続部分（図６中、符号７で示す）の曲率半径、ならびに、樹脂層３の表面と凹部２の側面との接続部分（図６中、符号８で示す）の曲率半径である。
樹脂層３に形成される凹部の角部の曲率半径を５μｍ以上２００μｍ以下とすることにより、樹脂層表面に無機バリア層等を設ける場合に欠陥なく作製することができ、バリア性の低下を抑制できる。
なお、凹部の角部の曲率半径は、機能性フィルムの凹部の部分をミクロトームで切断して断面を形成し、この断面を光学顕微鏡を用いて観察し、凹部を１０個抽出して測定し、平均値として求める。
【００２８】
また、図１および図２に示す機能性フィルム１ａは、樹脂層３からなる構成としたが、これに限定はされず、図３に示す機能性フィルム１ｂのように、樹脂層３を基材フィルム４の上に形成したものでもよい。
図３に示すように、基材フィルム４は、樹脂層３の凹部２が形成された面とは反対側の面に積層される。
基材フィルム４の存在により、機能性フィルムの強度が向上され、且つ、容易に製膜を実施することが可能となる。
【００２９】
基材フィルム４は酸素に対して不透過性を有するものであることが好ましく、酸素透過度が１ｃｃ／（ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であることが好ましい。
これにより、機能性フィルムのガスバリア性がより向上する。
【００３０】
なお、図３では、基材フィルム４は単層のフィルムからなる構成を例示したが、これに限定はされず、複数の層が積層された積層フィルムであってもよい。例えば、図４に示す機能性フィルム１ｃのように、支持フィルム９の一面にバリア層５を備える基材フィルム４を用いる構成としてもよい。
すなわち、樹脂層と支持フィルムとの間に、酸素に対する不透過性を有するバリア層が積層された構造としてもよい。
【００３１】
さらに、図５に示す機能性フィルム１ｄのように樹脂層３の凹部２側の表面に少なくとも無機層を含む凹凸部バリア層６を形成したものであってもよい。
【００３２】
また、凹部２の大きさや配置パターンは特に限定されず、所望の条件によって適宜設計すればよい。設計においては、凹部を平面視において互いに離間して配置するための幾何学的制約を考慮する。また、例えば、凹部の形成方法の１つとして印刷法を用いる場合、個々の占有面積（平面視において）がある程度の大きさ以上でないと印刷ができないという制約もある。さらには、隣接する凹部の最短距離は、酸素透過度１０ｃｃ／（ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ）以下を実現できる距離とする必要がある。これらを鑑みて所望の形状、大きさおよび配置パターンを設計すればよい。
【００３３】
上記実施形態においては、図１に示すように凹部２は四角柱状であり、平面視において四角形であるが、凹部２の形状は特に制限はない。凹部２は多角柱や円柱であってもよい。また、上述の例においては円柱あるいは多角柱の底面が基材フィルム面に平行に配置されているが、必ずしも底面が基材フィルム面に平行に配置されていなくても構わない。また、各凹部２の形状は不定形であっても構わない。
【００３４】
また、上記実施形態においては、凹部２は周期的にパターン配置されているが、複数の凹部２が離散的に配置されていれば所望の性能が損なわれない限りにおいて、非周期的であってもよい。
また、凹部２の配置および形状は、組み合わされる有機デバイスの配置および大きさ等に応じて、設定されてもよい。
【００３５】
以下に、本発明の機能性フィルムの各構成要素について説明する。
【００３６】
＜＜酸素に対して不透過性を有する樹脂層＞＞
酸素に対して不透過性を有する樹脂層を形成する硬化性化合物としては、（メタ）アクリレート系化合物、エポキシ系化合物などのガスバリア性の高い樹脂層を形成できるものが特に好ましい。
【００３７】
上述した硬化性化合物の中でも、（メタ）アクリレート化合物が、組成物粘度、光硬化性の観点から好ましく、アクリレートがより好ましい。また、本発明では、重合性官能基を２つ以上有する多官能重合性化合物が好ましい。本発明では特に、単官能（メタ）アクリレート化合物と多官能（メタ）アクリレート化合物の配合比が、重量比で８０／２０〜０／１００が好ましく、７０／３０〜０／１００がより好ましく、４０／６０〜０／１００であることが好ましい。適切な比率を選択することで、十分な硬化性を有し、且つ組成物を低粘度とすることができる。
【００３８】
上記多官能（メタ）アクリレート化合物において、上記２官能（メタ）アクリレートと上記３官能以上の（メタ）アクリレートの比率は、質量比で１００／０〜２０／８０が好ましく、より好ましくは１００／０〜５０／５０、さらに好ましくは１００／０〜７０／３０である。上記３官能以上の（メタ）アクリレートは上記２官能（メタ）アクリレートよりも粘度が高いため、上記２官能（メタ）アクリレートが多い方が本発明における酸素に対して不透過性を有する樹脂層用硬化性化合物の粘度を下げられるため好ましい。
【００３９】
重合性化合物としては芳香族構造および／または脂環炭化水素構造を有する置換基を含有している化合物を含むことが酸素に対する不透過性を高める観点から好ましく、芳香族構造および／または脂環炭化水素構造を有する重合性化合物を成分中５０質量％以上含有していることがより好ましく、８０質量％以上含有していることがさらに好ましい。芳香族構造を有する重合性化合物としては、芳香族構造を有する（メタ）アクリレート化合物が好ましい。芳香族構造を有する（メタ）アクリレート化合物としては、ナフタレン構造を有する単官能（メタ）アクリレート化合物、例えば１−または２−ナフチル（メタ）アクリレート、１−または２−ナフチルメチル（メタ）アクリレート、１−または２−ナフチルエチル（メタ）アクリレート、芳香環上に置換基を有するベンジルアクリレートなどの単官能アクリレート、カテコールジアクリレート、キシリレングリコールジアクリレートなどの２官能アクリレートが特に好ましい。脂環炭化水素構造を有する重合性化合物としてはイソボロニル（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オキシエチル（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、アダマンチル（メタ）アクリレート、トリシクロデカニル（メタ）アクリレート、テトラシクロドデカニル（メタ）アクリレートなどが好ましい。
また、重合性化合物として、（メタ）アクリレートを用いる場合、硬化性に優れる観点からメタアクリレートよりも、アクリレートの方が好ましい。
【００４０】
樹脂層３は、樹脂層３を挟んで隣接する凹部２間の最短距離における酸素透過度が１０ｃｃ／（ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ）以下を満たすことが好ましい。樹脂層３８の、隣接する凹部２間の最短距離における酸素透過度は１ｃｃ／（ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であることがより好ましく、１０-1ｃｃ／（ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であることがさらに好ましい。樹脂層３の組成により、凹部２間の必要最短距離は異なる。
【００４１】
酸素透過度は、ＳＩ単位として、ｆｍ／（ｓ・Ｐａ）を用いることができる。１ｆｍ／（ｓ・Ｐａ）＝８．７５２ｃｃ／（ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ）で換算することが可能である。ｆｍはフェムトメートルと読み、１ｆｍ＝１０-15ｍを表わす。
【００４２】
樹脂層３の組成により、凹部２間の必要最短距離は異なる。なお、樹脂層３の隣接する凹部２間の最短距離とは、機能性フィルム主面より観察した場合の隣接する凹部２間のフィルム面内における最短距離のことを意味する。また、以下では隣接する凹部２間の最短距離を樹脂層の幅と記載することもある。
【００４３】
上述のように樹脂層３の組成により凹部２間の必要最短距離は異なるが、一例として隣接する凹部２間の最短距離、すなわち樹脂層の幅としては５μｍ以上３００μｍ以下が好ましく、１０μｍ以上２００μｍ以下がより好ましく、１５μｍ以上１００μｍ以下がさらに好ましい。樹脂層の幅が短すぎると必要な酸素透過度を確保することが難しく、樹脂層の幅が長すぎると機能性素材の単位面積あたりの割合が少なくなり、十分な機能を発揮できなくなる。
【００４４】
樹脂層３は、弾性率が０．５ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下であり、１ＧＰａ以上７ＧＰａ以下であることがより好ましく、３ＧＰａ以上６ＧＰａ以下であることが特に好ましい。樹脂層の弾性率をこの範囲にすることで、酸素透過度を維持しつつ、樹脂層を形成する際の欠損を防ぐことができ、好ましい。
樹脂層の弾性率は、ＪＩＳ  Ｋ７１６１等に例示される方法で測定される。
【００４５】
樹脂層３の形成材料として、２官能以上の光重合性架橋基を有する化合物が好ましく、例えば、ウレタン（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）アクリレート等の脂環式（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート等のヒドロキシル基を有する（メタ）アクリレート、変性ビスフェノールａジ（メタ）アクリレート等の芳香族（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル（メタ）アクリレート、3',4'-エポキシシクロヘキシルメチル3,4-エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、ビスフェノールa型エポキシ等が挙げられる。中でも酸素に対する不透過性を高める観点からウレタン（メタ）アクリレート、エポキシ化合物を少なくとも含むことが好ましい。ウレタン結合やヒドロキシル基、カルボキシル基などの極性官能基有する化合物を用いることで分子間の相互作用を高め、酸素に対する不透過性が高い樹脂層が得られる。
【００４６】
（添加剤）
樹脂層の形成材料には必要に応じて、光重合開始剤、無機層状化合物、光散乱粒子、酸化防止剤、剥離促進剤、溶剤等が含まれていても良い。
【００４７】
（光重合開始剤）
樹脂層３を形成する硬化性化合物は、光重合開始剤を含むことが好ましい。光重合開始剤としては、光照射により上述の重合性化合物を重合する活性種を発生する化合物であればいずれのものでも用いることができる。光重合開始剤としては、カチオン重合開始剤、ラジカル重合開始剤が挙げられ、樹脂層の形成材料に応じて適切に選ばれる。
【００４８】
（無機層状化合物）
樹脂層３を形成する硬化性化合物は無機層状化合物等の、樹脂層中で気体分子の拡散長を伸ばし、ガスバリア性を向上させる、いわゆる迷路効果を付与する化合物を含んでいても良い。そのような無機層状化合物としては例えば、タルク、雲母、長石、カオリナイト（カオリンクレー）、パイロフィライト（ろう石クレー）、セリサイト（絹雲母）、ベントナイト、スメクタイト・バーミキュライト類（モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイトなど）、有機ベントナイト、有機スメクタイト、平板アルミナなどの平板無機酸化物などが挙げられる。また、無機層状化合物は樹脂形成材料への分散性を高めるために表面処理が施されていても良い。さらに上述の迷路効果に優れる観点から、無機層状化合物のアスペクト比が１０〜１０００であるものが好ましい。アスペクト比が１０以下であると迷路効果によるガスバリア性向上効果が低く、アスペクト比が１０００以上であると脆いため作製プロセス中に粉砕される可能性がある。
【００４９】
これらを単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。市販されている層状化合物としては、例えば、無機化合物としては、白石カルシウム(株)製のＳＴ−５０１、ＳＴ−５０９、片倉コープアグリ（株）製のソマシフシリーズ、ミクロマイカシリーズ、キンセイマティック（株）製のセラフシリーズが挙げられる。中でも、本発明の機能性フィルムにおいては透明性の高いセラフシリーズが好適に用いることができる。
【００５０】
＜＜基材フィルム＞＞
基材フィルム４は、酸素の透過を抑制する機能を有するフィルムであることが好ましい。図４に示す実施形態では、支持フィルム９の一面にバリア層５を備えた構成を有している。かかる態様では、支持フィルム９の存在により、機能性フィルムの強度が向上され、且つ、容易に製膜を実施することが可能となる。なお、図４に示す実施形態では支持フィルム９の一面にバリア層５を備える構成であるが、図３に示すようにバリア性を充分有する支持体のみにより基材フィルムが構成されていてもよい。
【００５１】
基材フィルム４は、可視光に対して透明である可撓性を有する帯状の支持体が好ましい。ここで可視光に対して透明とは、可視光領域における線透過率が、８０％以上、好ましくは８５％以上であることをいう。透明の尺度として用いられる光線透過率は、ＪＩＳ−Ｋ７１０５に記載された方法、すなわち積分球式光線透過率測定装置を用いて全光線透過率および散乱光量を測定し、全光線透過率から拡散透過率を引いて算出することができる。可撓性を有する支持体については、特開２００７−２９０３６９号公報段落００４６〜００５２、特開２００５−０９６１０８号公報段落００４０〜００５５を参照できる。
【００５２】
また、基材フィルム４に形成されるバリア層５は、可視光領域における全光線透過率が８０％以上であることが好ましく、８５％以上であることがより好ましい。可視光領域とは、３８０〜７８０ｎｍの波長領域をいうものとし、全光線透過率とは、可視光領域にわたる光透過率の平均値を示す。
【００５３】
基材フィルム４は、酸素透過度が１．００ｃｃ／（ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であることが好ましい。酸素透過度は、より好ましくは０．１ｃｃ／（ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ）以下、さらに、好ましくは０．０１ｃｃ／（ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であり、特に好ましいのは０．００１ｃｃ／（ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ）以下である。ここで、酸素透過度は、測定温度２３℃、相対湿度９０％の条件下で、酸素ガス透過率測定装置（ＭＯＣＯＮ社製、ＯＸ−ＴＲＡＮ  ２／２０：商品名）を用いて測定した値である。
【００５４】
基材フィルム４は、酸素を遮断するガスバリア機能に加え、水分（水蒸気）を遮断する機能を有していることが好ましい。基材フィルム４は、透湿度（水蒸気透過度）は０．１０ｇ／（ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であることが好ましく、０．０１ｇ／（ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であることがより好ましい。
【００５５】
基材フィルム４の平均膜厚は、機能性フィルムの耐衝撃性等の観点から、１０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以上４００μｍ以下であることがより好ましく、３０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。デバイスの薄型化の観点から、基材フィルム４の平均膜厚は、４０μｍ以下であることが好ましく、２５μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００５６】
また、基材フィルム４は、波長５８９ｎｍにおける面内リターデーションＲｅ（５８９）が１０００ｎｍ以下であることが好ましい。５００ｎｍ以下であることがより好ましく、２００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
機能性フィルムを作製した後、異物や欠陥の有無を検査する際、２枚の偏光板を消光位に配置し、その間に機能性フィルムを差し込んで観察することで、異物や欠陥を見つけやすい。支持体のＲｅ（５８９）が上記範囲であると、偏光板を用いた検査の際に、異物や欠陥をより見つけやすくなるため、好ましい。
ここで、Ｒｅ（５８９）は、ＡｘｏＳｃａｎ  ＯＰＭＦ−１（オプトサイエンス社製）を用いて、入力波長５８９ｎｍの光をフィルム法線方向に入射させることにより測定することができる。
【００５７】
（支持フィルム）
支持フィルム９は、酸素および水分に対するバリア性を有することが好ましい。かかる支持フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートフィルム、環状オレフィン構造を有するポリマーからなるフィルム、およびポリスチレンフィルム等が、好ましい例として挙げられる。
【００５８】
（バリア層）
基材フィルム４が有する、樹脂層３に接して形成されてなるバリア層５、および、凹部２上に形成される凹凸部バリア層６は、少なくとも一層の無機層を含む。
なお、バリア層５と凹凸部バリア層６とは、形成される位置および形状が異なる以外は同様の構成を有するので、以下の説明においてバリア層５と凹凸部バリア層６とを区別する必要が無い場合には、両者をまとめてバリア層として説明を行う。
バリア層としては、少なくとも無機層１層と少なくとも１層の有機層を含むものであってもよい。このように複数の層を積層することは、より一層バリア性を高めることができるため、耐光性向上の観点からは好ましい。他方、積層する層の数が増えるほど、基材フィルムの光透過率は低下する傾向があるため、良好な光透過率を維持し得る範囲で、積層数を増やすことが望ましい。
【００５９】
バリア層は、可視光領域における全光線透過率が好ましくは８０％以上であり、かつ、酸素透過度が１．００ｃｃ／（ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であることが好ましい。
【００６０】
バリア層の酸素透過度は、より好ましくは０．１ｃｃ／（ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ）以下、特に好ましくは０．０１ｃｃ／（ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であり、より特に好ましいのは０．００１ｃｃ／（ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ）以下である。
酸素透過度は低いほど好ましく、可視光領域における全光線透過率は高いほど好ましい。
【００６１】
−無機層−
無機層とは、無機材料を主成分とする層であり、無機材料が５０質量％以上、さらには８０質量％以上、特に９０質量％以上を占める層が好ましく、好ましくは無機材料のみから形成される層である。
【００６２】
無機層は酸素を遮断するガスバリア機能を有する層であることが好ましい。具体的には、無機層の酸素透過度は、１．００ｃｃ／（ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ）以下であることが好ましい。無機層の酸素透過度はオービスフェアラボラトリー社製型酸素濃度計の検出部に波長変換層を、シリコングリスを介して貼付し、平衡酸素濃度値から酸素透過度を換算して求めることができる。無機層は、水蒸気を遮断する機能を有することも好ましい。
【００６３】
無機層は、バリア層中に２つまたは３つ以上含まれていてもよい。
【００６４】
無機層の厚さは、１〜５００ｎｍであればよく、５〜３００ｎｍであることが好ましく、特に１０〜１５０ｎｍのであることが好ましい。無機層の膜厚が、上述した範囲内であることにより、良好なバリア性を実現しつつ、無機層における反射を抑制することができ、光透過率がより高い機能性フィルムを提供できるからである。
【００６５】
無機層を構成する無機材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、金属、または無機酸化物、窒化物、酸化窒化物等の各種無機化合物を用いることができる。無機材料を構成する元素としては、ケイ素、アルミニウム、マグネシウム、チタン、スズ、インジウムおよびセリウムが好ましく、これらを一種または二種以上含んでいてもよい。無機化合物の具体例としては、酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化スズ、酸化インジウム合金、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、および窒化チタンを挙げることができる。また、無機層として、金属膜、例えば、アルミニウム膜、銀膜、錫膜、クロム膜、ニッケル膜あるいはチタン膜を設けてもよい。
【００６６】
上記の材料の中でも、上記バリア性を有する無機層が窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素、酸化ケイ素および酸化アルミニウムから選ばれる少なくとも一種の化合物を含む無機層であることが特に好ましい。これらの材料からなる無機層は、有機層との密着性が良好であることから、無機層にピンホールがある場合でも、有機層がピンホールを効果的に埋めることができ、破断を抑制できるとともに、さらに無機層を積層したケースにおいても極めて良好な無機層膜形成ができ、バリア性をより一層高くすることができるからである。また、バリア層における光の吸収を抑制する観点からは、窒化ケイ素がもっとも好ましい。
【００６７】
無機層の形成方法としては、特に限定されず、例えば製膜材料を蒸発ないし飛散させ被蒸着面に堆積させることができる各種製膜方法を用いることができる。
【００６８】
無機層の形成方法の例としては、無機酸化物、無機窒化物、無機酸化窒化物、金属等の無機材料を、加熱して蒸着させる真空蒸着法；無機材料を原料として用い、酸素ガスを導入することにより酸化させて蒸着させる酸化反応蒸着法；無機材料をターゲット原料として用い、アルゴンガス、酸素ガスを導入して、スパッタリングすることにより蒸着させるスパッタリング法；無機材料にプラズマガンで発生させたプラズマビームにより加熱させて蒸着させるイオンプレーティング法等の物理気相成長法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法、ＰＶＤ法）、酸化ケイ素の蒸着膜を製膜させる場合は、有機ケイ素化合物を原料とするプラズマ化学気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法、ＣＶＤ法）等が挙げられる。
あるいは、無機層の形成方法として、塗布法、印刷法、転写法等を適用することもできる。
【００６９】
−有機層−
有機層とは、有機材料を主成分とする層であって、好ましくは有機材料が５０質量％以上、さらには８０質量％以上、特に９０質量％以上を占める層を言うものとする。
【００７０】
有機層としては、特開２００７−２９０３６９号公報段落００２０〜００４２、特開２００５−０９６１０８号公報段落００７４〜０１０５を参照できる。なお有機層は、上記の密着力条件を満足する範囲内でカルドポリマーを含むことが好ましい。これにより、有機層と隣接する層との密着性、特に、無機層とも密着性が良好になり、より一層優れたガスバリア性を実現することができるからである。カルドポリマーの詳細については、上述の特開２００５−０９６１０８号公報段落００８５〜００９５を参照できる。
有機層の膜厚は、０．０５〜１０μｍの範囲内であることが好ましく、中でも０．５〜１０μｍの範囲内であることが好ましい。有機層がウェットコーティング法により形成される場合には、有機層の膜厚は、０．５〜１０μｍの範囲内、中でも１〜５μｍの範囲内であることが好ましい。また、ドライコーティング法により形成される場合には、０．０５〜５μｍの範囲内、中でも０．０５〜１μｍの範囲内であることが好ましい。ウェットコーティング法またはドライコーティング法により形成される有機層の膜厚が上述した範囲内であることにより、無機層との密着性をより良好なものとすることができるからである。
【００７１】
無機層、有機層のその他詳細については、上述の特開２００７−２９０３６９号公報、特開２００５−０９６１０８号公報、さらにＵＳ２０１２／０１１３６７２Ａ１の記載を参照できる。
【００７２】
機能性フィルムにおいて、有機層は、無機層の下地層として形成されていてもよく、無機層の保護層として形成されていてもよい。また、２層以上の無機層を有する場合には、有機層は無機層の間に積層されていてもよい。
【００７３】
＜機能性フィルムの製造方法＞
次に、上記の如く構成された本発明の実施形態の機能性フィルムの製造工程の一例について説明する。
【００７４】
（塗布液調製工程）
塗布液調製工程では樹脂層用塗布液を調製する。具体的には、有機溶媒中に分散された硬化性化合物、および、重合開始剤などの各成分をタンクなどにより混合し、塗布液を調製する。なお、塗布液には有機溶媒を含んでいなくても構わない。
【００７５】
（樹脂層形成工程）
基材フィルム４上に樹脂層用塗布液を塗布し、塗布した樹脂層用塗布液に凹凸パターンを有する型（モールド）を圧接して凹部を有する所定パターンを形成して、樹脂層用塗布液を硬化させて、基材フィルム４上に、複数の凹部を有する樹脂層３が積層された機能性フィルム１を作製する。
【００７６】
樹脂層形成工程における硬化処理は、塗布液に応じて熱硬化あるいは紫外線による光硬化など適宜選択すればよい。
紫外線による光硬化により樹脂層３を硬化させる場合には、紫外線の照射量は、１００〜１００００ｍＪ／ｃｍ2とするのが好ましい。
熱硬化により樹脂層３を硬化させる場合には、２０〜１００℃に加熱するのが好ましい。
【００７７】
なお、機能性フィルムの作製方法は、いわゆるロール・トゥ・ロール（ＲｔｏＲ）により上述の各工程を連続的に行ってもよいし、カットシート状の基材フィルムを用いて、いわゆる枚葉式で各工程の処理を施すものであってもよい。
【００７８】
ここで、基材フィルム４に塗布された樹脂層用塗布液に複数の凹部（凹凸パターン）を形成する方法について具体的に説明する。
パターンの形成としては、上述のとおり、基材フィルム上に塗布した樹脂層用塗布液に凹凸パターンを有する型（モールド）を圧接して微細な凹凸パターンを形成する方法を用いることができる。
また、インクジェット法、ディスペンサー法でパターン形成をすることもできる。
【００７９】
ここで、モールドとしては、転写されるべきパターンを有するモールドが使われる。モールド上のパターンは、例えば、フォトリソグラフィや電子線描画法等によって、所望する加工精度に応じて形成できるが、モールドパターン形成方法は特に制限されない。
光透過性のモールド材は、特に限定されないが、所定の強度、耐久性を有するものであればよい。具体的には、ガラス、石英、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート樹脂などの光透明性樹脂、透明金属蒸着膜、ポリジメチルシロキサンなどの柔軟膜、光硬化膜、ＳＵＳ等の金属膜が例示される。
【００８０】
一方、非光透過型モールド材としては、特に限定されないが、所定の強度を有するものであればよい。具体的には、セラミック材料、蒸着膜、磁性膜、反射膜、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅなどの金属基板、ＳｉＣ、シリコン、窒化シリコン、ポリシリコン、酸化シリコン、アモルファスシリコンなどの基板などが例示される。また、モールドの形状も特に制約されるものではなく、板状モールド、ロール状モールドのどちらでもよい。ロール状モールドは、特に転写の連続生産性が必要な場合に適用される。
【００８１】
モールドは、硬化性化合物とモールド表面との剥離性を向上させるために離型処理を行ったものを用いてもよい。このようなモールドとしては、撥水撥油性に優れた素材をコーティングすることが挙げられ、具体的にはポリテトラフルオロエチレン（PTFE）、ダイヤモンドライクカーボン（DLC）を物理蒸着（PVD）または化学蒸着（CVD）したもの、および、シリコン系、フッ素系などのシランカップリング剤による処理を行ったもの、例えば、ダイキン工業（株）製のオプツールＤＳＸや、住友スリーエム（株）製のNovec EGC−1720等、市販の離型剤も好適に用いることができる。
【００８２】
上記モールドを用いた凹凸パターンを形成する方法として具体的に、基材フィルム上に塗布・硬化した樹脂層にモールドを、樹脂層またはモールドを加熱した状態で圧接して微細な凹凸パターンを形成する熱インプリント法や、基材フィルム上に塗布した樹脂層用塗布液に凹凸パターンを有する型（モールド）を圧接した後、樹脂層を光で硬化し、微細な凹凸パターンを形成する光インプリント法や、微細な凹凸パターンを形成する溶融成型法等が挙げられる。中でも、生産速度に優れ、設備投資が少ない観点から光インプリント法が好ましい。
【００８３】
光インプリントリソグラフィを行なう場合、通常、モールド圧力を１０気圧以下で行なうのが好ましい。モールド圧力を１０気圧以下とすることにより、モールドや基板が変形しにくくパターン精度が向上する傾向にある。また、加圧が低いため装置を縮小できる傾向にある点からも好ましい。モールド圧力は、モールド凸部の硬化性化合物の残膜が少なくなる範囲で、モールド転写の均一性が確保できる領域を選択することが好ましい。
【００８４】
硬化部における光照射の照射量は、硬化に必要な照射量よりも十分大きければよい。硬化に必要な照射量は、硬化性組成物の不飽和結合の消費量や硬化膜のタッキネスを調べて適宜決定される。
また、光インプリントリソグラフィにおいては、光照射の際の基板温度は、通常、室温で行われるが、反応性を高めるために加熱をしながら光照射してもよい。光照射の前段階として、真空状態にしておくと、気泡混入防止、酸素混入による反応性低下の抑制、モールドと硬化性組成物との密着性向上に効果があるため、真空状態で光照射してもよい。また、パターン形成方法中、光照射時における好ましい真空度は、１０-1Ｐａから１気圧の範囲である。
【００８５】
硬化性化合物を硬化させるために用いられる光は特に限定されず、例えば、高エネルギー電離放射線、近紫外、遠紫外、可視、赤外等の領域の波長の光または放射線が挙げられる。高エネルギー電離放射線源としては、例えば、コッククロフト型加速器、ハンデグラーフ型加速器、リニヤーアクセレーター、ベータトロン、サイクロトロン等の加速器によって加速された電子線が工業的に最も便利且つ経済的に使用されるが、その他に放射性同位元素や原子炉等から放射されるγ線、Ｘ線、α線、中性子線、陽子線等の放射線も使用できる。紫外線源としては、例えば、紫外線螢光灯、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノン灯、炭素アーク灯、太陽灯、ＬＥＤ（light emitting diode）等が挙げられる。放射線には、例えばマイクロ波、ＥＵＶ（extreme ultraviolet）が含まれる。また、ＬＥＤ、半導体レーザー光、あるいは２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザー光や１９３ｎｍＡｒＦエキシマレーザーなどの半導体の微細加工で用いられているレーザー光も本発明に好適に用いることができる。これらの光は、モノクロ光を用いてもよいし、複数の波長の異なる光(ミックス光)でもよい。
【００８６】
露光に際しては、露光照度を１ｍＷ／ｃｍ2〜１０００ｍＷ／ｃｍ2の範囲にすることが好ましい。１ｍＷ／ｃｍ2以上とすることにより、露光時間を短縮することができるため生産性が向上し、１０００ｍＷ／ｃｍ2以下とすることにより、副反応が生じることによる永久膜の特性の劣化を抑止できる傾向にあり好ましい。露光量は５ｍＪ／ｃｍ2〜１００００ｍＪ／ｃｍ2の範囲にすることが望ましい。５ｍＪ／ｃｍ2未満では、露光マージンが狭くなり、光硬化が不十分となりモールドへの未反応物の付着などの問題が発生しやすくなる。一方、１００００ｍＪ／ｃｍ2を超えると組成物の分解による永久膜の劣化の恐れが生じる。さらに、露光に際しては、酸素によるラジカル重合の阻害を防ぐため、窒素やアルゴンなどの不活性ガスを流して、酸素濃度を１００ｍｇ／Ｌ未満に制御してもよい。
【００８７】
硬化部においては、光照射により硬化性化合物を硬化させた後、必要に応じて熱を加えてさらに硬化させる工程を含んでいてもよい。光照射後に加熱硬化させる熱としては、８０〜２８０℃が好ましく、１００〜２００℃がより好ましい。また、熱を付与する時間としては、５〜６０分間が好ましく、１５〜４５分間がさらに好ましい。
【００８８】
樹脂層に形成される凹凸パターンは任意の形態をとり得ることができ、例えば一例として凹部の開口形状が正四角形または長方形である格子状メッシュパターンや、凹部が正六角形であるハニカムパターンや、凹部が円形である海島パターン、凹部が正五角形／正六角形の組合せ、直径の異なる円形の組合せ等の複合パターン、六角形の大きさに面内分布があるパターン等が挙げられる。
中でも、光インプリント法で、樹脂層を形成する場合はモールドから樹脂層を剥離する際の隔壁の欠損を抑制できる点で、正方形、正六角形等の正多角形、および、円形パターンが好ましい。
【００８９】
また、上記例においては、樹脂層の硬化させる工程は、モールドを付着させた状態で行う構成としたが、モールド剥離後に行ってもよい。モールドを密着させた状態で行なうのが好ましい。
【００９０】
熱インプリント法を行う場合、通常、モールド圧力を０．１〜１００ＭＰａの範囲で行うことが好ましい。また、モールド及び樹脂層の温度を所定の範囲にすることが好ましく、一般的には、モールド温度は樹脂層のガラス転移温度（Ｔｇ）以上に設定すること、基材温度はモールド温度より低く設定することが多い。
【００９１】
溶融成型法を行う場合、成型する樹脂を融点以上の温度に加熱した後、ただちにモールドと基材フィルムの間に溶融状態の樹脂（メルト）を流しこんだ後に圧接・冷却して作製する。溶融成型法を行う場合の、樹脂層３に適した材料として、酸素透過係数が低い高分子が好ましく、具体的にはポリビニアルコール（ＰＶＡ）や、ポリエチレンービニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル系樹脂が挙げられる。中でも透明性、耐熱耐光性に優れる観点から（変性）ポリビニルアルコールが好ましく、ポリエチレンービニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）が特に好ましい。
【００９２】
樹脂層を形成する基材フィルムとの密着性を確保するために、基材フィルムにアンカーコート層を設けても良い。アンカーコート層の素材としては樹脂層および基材フィルムの材質等に応じて適切に選ばれるが、例えば樹脂層がＥＶＯＨ、基材フィルムがＰＥＴの場合、アンカーコート層の素材として、ウレタン系、ポリエチレンイミン系、ポリブタジエン系、（変性）ポリオレフィン系化合物が挙げられ、耐水性及び密着力に優れる観点からウレタン系、（変性）ポリオレフィン系化合物のアンカーコート素材が最も好ましい。具体的な商品として東洋モートン社製ＥＬ−５３０Ａ／Ｂ、三井化学社製タケラックＡ／タケネートＡシリーズ、アドマーシリーズ、ユニストールシリーズが例示される。
【００９３】
＜有機ＥＬ素子＞
本発明の有機ＥＬ素子は、上述した機能性フィルムを使用して有機ＥＬデバイスを封止した構成を有する。
図７に、本発明の有機ＥＬ素子の一例の模式的な断面図を示す。
【００９４】
図７に示す有機ＥＬ素子１０は、有機ＥＬ用基板１１と有機ＥＬ用基板１１上に形成された、複数の有機ＥＬデバイス１２と、本発明の機能性フィルム１とを有する。
図に示すように、機能性フィルム１は凹部２が形成された面を有機ＥＬデバイス１２側に向けて積層されている。また、機能性フィルム１は、その凹部２内に有機ＥＬデバイス１２が配置されるように、凹部２の位置と有機ＥＬデバイス１２の位置とを合わせて積層されている。
【００９５】
機能性フィルム１と有機ＥＬ用基板１１および有機ＥＬデバイス１２とは、有機ＥＬ装置で用いられる従来公知の接着剤で接着されている。
また、機能性フィルム１の凹部２内に有機ＥＬデバイス１２を形成し、有機ＥＬデバイス１２を形成した機能性フィルム１に、有機ＥＬ用基板１１を貼り合わせる構成であってもよい。
【００９６】
有機ＥＬデバイス１２としては限定はなく、従来公知の有機ＥＬデバイスが利用可能である。例えば、有機ＥＬデバイス１２は、有機電界発光層と、有機電界発光層を挾持する電極対である透明電極および反射電極とを有して構成される。
また、有機ＥＬ用基板１１は、ガラス基板等の従来公知の有機ＥＬ用基板が各種利用可能である。
【実施例】
【００９７】
以下に実施例に基づき本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
[実施例１]
＜機能性フィルムの作製＞【００９８】
（基材フィルムの作製）
基材フィルム４として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる支持フィルム９上に、無機層及びその無機層の下地層および保護層として下記組成物を塗工した有機層を有するバリア層５が形成されてなるバリアフィルムを以下のようにして作製した。【００９９】
支持フィルム９としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（東洋紡社製、商品名「コスモシャイン（登録商標）Ａ４３００」、厚さ２３μｍ）を用いて、支持フィルム９の片面側に以下の手順で有機層および無機層を順次形成した。【０１００】
−有機層の形成−
トリメチロールプロパントリアクリレート（製品名「ＴＭＰＴＡ」、ダイセル・オルネクス（株）製）および光重合開始剤（商品名「ＥＳＡＣＵＲＥ（登録商標）  ＫＴＯ４６」、ランベルティ社製）を用意し、質量比率として９５：５となるように秤量し、これらをメチルエチルケトンに溶解させ、固形分濃度１５％の塗布液とした。この塗布液を、ダイコーターを用いてロールトゥロールにてＰＥＴフィルム上に塗布し、５０℃の乾燥ゾーンを３分間通過させた。その後、窒素雰囲気下で紫外線を照射（積算照射量約６００ｍＪ／ｃｍ２）し、紫外線硬化にて硬化させ、巻き取った。支持体上に形成された有機層の厚さは、１μｍであった。【０１０１】
−無機層の形成−
次に、ロールトゥロールのＣＶＤ（chemical vapor deposition）装置を用いて、有機層の表面に無機層（窒化ケイ素層）を形成した。原料ガスとして、シランガス（流量１６０ｓｃｃｍ）、アンモニアガス（流量３７０ｓｃｃｍ）、水素ガス（流量５９０ｓｃｃｍ）、および窒素ガス（流量２４０ｓｃｃｍ）を用いた。電源として、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電源を用いた。製膜圧力は４０Ｐａ、到達膜厚は５０ｎｍであった。このようにして支持体上に形成された有機層の表面に無機層を形成した。【０１０２】
−第二の有機層の形成−
さらに、無機層の表面に、第二の有機層を積層した。第二の有機層には、ウレタン骨格アクリレートポリマー（商品名「アクリット８ＢＲ９３０」、大成ファインケミカル社製）９５．０質量部に対して、光重合開始剤（商品名「ＩＲＧＡＣＵＲＥ１８４」、ＢＡＳＦ社製）５．０質量部を秤量し、これらをメチルエチルケトンに溶解させ、固形分濃度１５％の塗布液とした。【０１０３】
この塗布液を、ダイコーターを用いてロールトゥロールにより上記無機層表面に直接に塗布し、１００℃の乾燥ゾーンを３分間通過させた。その後、６０℃に加熱したヒートロールに抱かせながら、紫外線を照射（積算照射量約６００ｍＪ／ｃｍ2）して硬化させ、巻き取った。支持体上に形成された第二の有機層の厚さは、１μｍであった。このようにして、有機層、無機層および第二の有機層からなるバリア層を有するバリアフィルム（基材フィルム）を作製した。
このバリアフィルムの酸素透過度をＭＯＣＯＮ社製、ＯＸ−ＴＲＡＮ  ２／２０を用いて測定したところ、４．０×１０-3ｃｃ／（ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ）以下の値を示した。【０１０４】
（樹脂層の形成）
樹脂層形成用の塗布液１として、硬化性化合物、重合開始剤、および、シランカップリング剤などの各成分をタンクなどにより混合し、塗布液を調製した。【０１０５】
−樹脂層の塗布液１の組成−
下記の組成の樹脂層用塗布液を調製し、塗布液１とした。
・ウレタン（メタ）アクリレート（Ｕ−４ＨＡ（新中村化学工業（株）製））                                                    ４９．５質量部
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート（Ａ−ＤＣＰ（新中村化学工業（株）製））                                    ４９．５質量部
・光重合開始剤(イルガキュア８１９(ＢＡＳＦ（株）製))    １質量部【０１０６】
−樹脂層の形成−
基材フィルム４上に樹脂層用塗布液を塗布し凹部を転写した後に光硬化させて、複数の凹部を有する樹脂層３を形成した。なお、転写に用いる金型の角部には曲率を付けず、直角のものを使用した。
ここで、凹部は、２５０μｍ×２５０μｍの正方形状で、格子状パターンとし、凹部の深さｈは４０μｍとし、幅ｔは５０μｍとした。すなわち、アスペクト比ｈ／ｔは０．８である。凹部の角部には曲率を付けず、直角とした。
また、光硬化には、２００Ｗ／ｃｍの空冷メタルハライドランプ（アイグラフィックス社製）を用いて、紫外線を第1の基材フィルム側より５００ｍＪ／ｃｍ2照射して樹脂層を硬化させた。
また、硬化後の樹脂層の弾性率を、ＪＩＳ  Ｋ７１６１の基準に従って計測した結果、３．１ＧＰａであった。
また、硬化後の樹脂層の酸素透過度を測定した結果、１×１０−１ｃｃ／（ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ）であった。【０１０７】
[実施例２]
凹形成時に、凹部の角部に曲率半径５０μｍの丸みが付いたものを使用し、凹部の曲率半径を５０μｍとした以外は、実施例１と同様にして機能性フィルムを作製した。【０１０８】
［実施例３］
樹脂層３の凹部２側の面上に無機層からなる凹凸部バリア層６を次のようにしてつけたこと、基材フィルム４にバリア層を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様にして機能性フィルムを作製した。【０１０９】
−無機バリア層の形成−
樹脂層３の凹部２側の面上にアクアミカＮＰ１４０（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ(株)社製）をダイコーターにて塗布し、５０μｍの厚さの塗膜を形成、その後、１００℃の加熱ゾーンを３分間通過させることで乾燥、硬化させ、無機バリア層を１μｍの厚さで製膜した。【０１１０】
［実施例４］
基材フィルムを有さず、樹脂層３の厚みを５０００μｍとした以外は、実施例１と同様にして機能性フィルムを作製した。すなわち、実施例４の機能性フィルムは、凹部２を有する樹脂層３から単層のフィルムである。
なお、樹脂層３は、仮支持体（東洋紡（株）社製  Ａ４１００  １００μｍ）上に塗布液１を塗布し凹部を転写して硬化させて、その後、仮支持体から剥離して形成した。
硬化後の樹脂層の酸素透過度を測定した結果、１×１０−１ｃｃ／（ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ）であった。【０１１１】
［比較例１］
樹脂層を有さない以外は、実施例１と同様にして機能性フィルムを作製した。すなわち、実施例１で使用したバリアフィルムを準備した。【０１１２】
［比較例２］
塗布液１に代えて、以下の樹脂層形成用の塗布液２を用いた以外は、実施例１と同様にして、機能性フィルムを作製した。
硬化後の樹脂層の弾性率を、ＪＩＳ  Ｋ７１６１の基準に従って計測した結果、０．００１５ＧＰａであった。
また、硬化後の樹脂層の酸素透過度を測定した結果、１．３×１０３  ｃｃ／（ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ）であった。【０１１３】
−樹脂層の塗布液２の組成−
下記の組成の樹脂層用塗布液を調製し、塗布液１とした。
・紫外線硬化型液状シリコーンゴム（ＰＤＭＳ（信越化学工業（株））【０１１４】
［比較例３］
塗布液１に代えて、以下の樹脂層形成用の塗布液３を用いた以外は、実施例１と同様にして、機能性フィルムを作製した。
硬化後の樹脂層の弾性率を、ＪＩＳ  Ｋ７１６１の基準に従って計測した結果、１１０ＧＰａであった。
また、硬化後の樹脂層の酸素透過度を測定した結果、５×１０-2cｃ／（ｍ2・ｄａｙ・ａｔｍ）であった。【０１１５】
−樹脂層の塗布液３の組成−
下記の組成の樹脂層用塗布液を調製し、塗布液１とした。
・ウレタン（メタ）アクリレート（Ｕ−４ＨＡ（新中村化学工業（株）製））                                                    ７４．５質量部
・合成板状アルミナ（セラフ、キンセイマテック（株）製）２４．５質量部
・光重合開始剤(イルガキュア８１９(ＢＡＳＦ（株）製))        １質量部【０１１６】
＜評価＞
ガラス基板（有機ＥＬ用基板）上に配置した有機ＥＬデバイス上へ機能性フィルムを設置して、輝度劣化を評価した。
有機ＥＬデバイスは、縦１００μｍ×横１００μｍ×高さ４０μｍとし、格子状に４×４個、間隙２００μｍで、ガラス基板上に配置した。
ガラス基板および有機ＥＬデバイスと機能性フィルムとを、熱硬化型の接着剤（ダイゾーニチモリ（株）製、エポテック３１０）を用いて、貼り合せ、６５℃で３時間加熱して接着剤を硬化させ、封止された有機ＥＬ素子を作製した。
有機ＥＬ素子の輝度劣化の評価は、以下のようにして行った。
まず、作製直後の有機ＥＬ素子をＫｅｉｔｈｌｅｙ社製ＳＭＵ２４００型ソースメジャーユニットを用いて７Ｖの電圧を印加して発光させ、有機ＥＬ素子の発光面に対して垂直方向５２０ｍｍの位置に設置した輝度計（商品名「ＳＲ３」、ＴＯＰＣＯＮ社製）にて初期輝度を測定した。
次に、有機ＥＬ素子を６０℃・相対湿度９０％の暗い室内に５００時間静置した後、上記と同様にして輝度を測定した。
初期輝度に対する５００時間経過後の輝度が９５％以上のものをＡ、９５％未満９０％以上のものをＢ、それ以下をＣとして評価を行った。
実施例と比較例の評価結果を表１に示す。【０１１７】
【表１】
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【０１１８】
表１の結果から明らかなように、本発明の機能性フィルムを用いて封止した有機ＥＬ素子は経時後の輝度劣化が少なく湿熱耐久性に優れていることがわかる。すなわち、機能性フィルムが高いガスバリア性を発現できることがわかる。
また、実施例１と実施例２との対比から、隔壁にＲ形状を設けたものは、輝度劣化が小さく好ましいことがわかる。
さらに、実施例３から、樹脂層の凹部側の面にバリア層を形成したものは、基材フィルムにバリア層が無くても、輝度劣化が小さく好ましいことがわかる。
また、実施例１と実施例４との対比から、基材フィルムを有するのが好ましいことがわかる。
比較例１では輝度低下が大きく早く劣化したことがわかる。これは、バリアフィルムを有機ＥＬデバイスに追従させて曲げたことで、割れが生じてバリア性が低下したためと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明の機能性フィルムは、上述の実施形態においては有機エレクトロルミネッセンス素子における有機エレクトロルミネッセンス層を封止する例について説明したが、種類を適宜選択することにより、有機太陽電池における有機光電変換層の封止などに適用することが可能であり、性能低下を抑制する効果を得ることができる。
【符号の説明】
【０１２０】
１、１ａ〜１ｅ  機能性フィルム
２  凹部
３  樹脂層
４  基材フィルム
５  バリア層
６  凹凸部バリア層
７  接続部分
８  接続部分
９  支持フィルム
１０  有機ＥＬ素子
１１  有機ＥＬ用基板
１２  有機ＥＬデバイス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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