JP2006327098A

JP2006327098A - 透明フィルムおよびその製造方法

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Publication number: JP2006327098A
Application number: JP2005155898A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Sasa; 和明佐々; Kazunori Kawamura; 和典河村; Tomotake Nashiki; 智剛梨木
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2005-05-27
Filing date: 2005-05-27
Publication date: 2006-12-07

Abstract

【課題】ガスバリア性に優れ、かつ生産効率の向上も可能な透明フィルムおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】表面に透明ガスバリア層２を形成した第１の透明プラスチックフィルム基材１と、第２の透明プラスチックフィルム基材４と、透明粘着剤３とを準備する。ついで、前記透明ガスバリア層２を内側に挟み込んだ状態で、前記透明粘着剤３により、前記第１の透明プラスチックフィルム基材１と第２のプラスチックフィルム基材４とを貼着する。
【選択図】図１

Description

本発明は、透明フィルムおよびその製造方法に関する。

従来より、液晶ディスプレイパネル、有機ＥＬ（ＯＬＥＤ）パネル、エレクトロクロミックパネル、電子ペーパー素子などにおいては、透明電極つきガラス基材を用いた素子が用いられてきた。しかしながら、近年、軽量性、屈曲性、耐衝撃性などに優れ、大面積化が容易であることから、前記透明電極つきガラス基材を用いた素子から透明プラスチックフィルム上に透明電極を設けてなるフィルム基材を用いた素子へと需要が変化しつつある。しかしながら、前記透明プラスチックフィルム基材には、前記ガラス基材と比較して、水蒸気や酸素に対するガスバリア性が劣り、これを用いた素子の表示性能などに支障を及ぼすことがあるという問題があった。

このような透明プラスチックフィルム基材の欠点を補う為に、透明プラスチックフィルム基材上に透明ガスバリア層を形成することが提案されている。この透明ガスバリア層には、透明性を維持する為に、ＳｉまたはＡｌの酸化物薄膜（ＳｉＯ₂薄膜またはＡｌ₂Ｏ₃薄膜）が用いられている。また、前記透明ガスバリア層の形成には、真空蒸着法、スパッタ成膜法、イオンプレーティング法などの真空成膜プロセスが採用されている。しかしながら、これらの透明ガスバリア層を形成した透明フィルムのみでは、曲げにより前記酸化物薄膜からなる前記透明ガスバリア層に割れやピンホールが発生し、ガスバリア性が維持できなかった。また、前記透明ガスバリア層上にＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ（ＩＴＯ）膜などの透明導電膜を形成する場合、前記透明導電膜の形成工程の熱や歪みなどにより、ガスバリア性が低下するという問題もあった。さらに、前記透明導電膜をパターン加工して使用する場合には、酸・アルカリによる加工工程を経るが、この加工工程によっても、ガスバリア性が低下するという問題があった。

これらの問題点に関し、いくつかの提案がなされている。例えば、透明プラスチックフィルム基材上に透明ガスバリア層を真空成膜プロセスで形成した後、その上に有機系塗膜を形成し、この有機系塗膜を多層膜化することや、その組成を工夫することが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。しかしながら、これらの方法では、真空成膜プロセス工程と大気中での塗工工程との両工程が必要であり、製造工程が煩雑である為、生産性が悪い。また、前記透明ガスバリア層の上に有機系塗膜を形成した透明フィルムにおいても、電子ペーパー素子用途などのように、透明フィルムの表側と裏側の両側へと屈曲される用途においては、ガスバリア性の低下が生じるという問題があった。
特開２００５−１９２８６号公報特開２００５−５９５３７号公報特開２００４−２４４６０６号公報

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ガスバリア性に優れ、かつ生産効率の向上も可能な透明フィルムおよびその製造方法の提供を、その目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の透明フィルムは、第１の透明プラスチックフィルム基材の上に透明ガスバリア層が形成され、前記透明ガスバリア層の上に透明粘着剤層を介して、第２の透明プラスチックフィルム基材が配置されている透明フィルムである。

また、本発明の透明フィルムの製造方法は、表面に透明ガスバリア層を形成した第１の透明プラスチックフィルム基材と、第２の透明プラスチックフィルム基材と、透明粘着剤とを準備し、前記透明ガスバリア層を内側に挟みこんだ状態で、前記透明粘着剤により、前記第１の透明プラスチック基材と前記第２の透明プラスチックフィルム基材とを貼着するという製造方法である。

このように、本発明の透明フィルムでは、前記透明ガスバリア層が内部に位置している。このため、本発明の透明フィルムにおいて、例えば、透明導電膜を形成する場合であっても、その形成工程における熱、酸若しくはアルカリの影響を直接受けることがないため、これらに起因するガスバリア性の低下が抑制でき、優れたガスバリア性を維持できる。また、本発明の透明フィルムでは、前記透明ガスバリア層が内部に位置していることに加え、前記第１および前記第２の透明プラスチックフィルム基材の２つの基材を使用しており、かつ前記透明粘着剤層は、クッション層としての機能をも有するため、例えば、透明導電膜の形成工程における歪および表側および裏側等に屈曲した際に発生する応力が、前記透明ガスバリア層に影響を与えることを防止可能であり、これらに起因するガスバリア性の低下を抑制でき、優れたガスバリア性を維持できる。

本発明において、ガスバリア性とは、防湿性を含む概念である。

本発明の透明フィルムにおいて、前記透明ガスバリア層は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｎｂ、ＣｅおよびＺｒからなる群から選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物、窒化物および酸化窒化物の少なくとも一つの化合物から形成された透明ガスバリア層であることが好ましい。なお、前記透明ガスバリア層は、前記化合物単独で形成されていてもよいし、それ以外の成分を含んでもよい。

本発明の透明フィルムにおいて、前記透明ガスバリア層は、２層以上の積層構造であってもよい。

本発明の透明フィルムにおいて、前記透明ガスバリア層は、ＳｉＯ₂層、ＳｉＯＮ層およびＳｉＮ層の少なくとも一つの層を含み、前記ＳｉＯ₂層、前記ＳｉＯＮ層および前記ＳｉＮ層の少なくとも一つの層がＨを含むことが好ましい。なお、前記ＳｉＯ₂層、前記ＳｉＯＮ層および前記ＳｉＮ層は、それぞれ、ＳｉＯ₂、ＳｉＯＮおよびＳｉＮ単独で形成されていてもよいし、それ以外の成分を含んでもよい。

本発明の透明フィルムにおいて、前記透明ガスバリア層は、ＳｉＯ₂層の上にＳｉＮ層が形成された積層構造を含み、前記ＳｉＯ₂層がＨを含むことが好ましい。なお、前記ＳｉＯ₂層および前記ＳｉＮ層は、それぞれ、ＳｉＯ₂およびＳｉＮ単独で形成されていてもよいし、それ以外の成分を含んでもよい。

本発明の透明フィルムにおいて、前記透明ガスバリア層全体の厚みは、特に制限されないが、例えば、１０〜３００ｎｍの範囲であり、好ましくは、５０〜２００ｎｍの範囲である。

本発明の透明フィルムにおいて、前記第１の透明プラスチックフィルム基材の前記透明ガスバリア層が形成されている側の表面の平均面粗さ（Ｒ_a）は、０．８ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは、０．５ｎｍ以下であり、さらに好ましくは、０．３ｎｍ以下であり、最も好ましくは、０ｎｍである。

本発明の透明フィルムでは、前記透明粘着剤層において、その厚みが５〜１００μｍの範囲であり、その弾性係数が０．０１〜１ＭＰａの範囲であることが好ましく、その厚みが１０〜６０μｍの範囲であり、その弾性係数が０．０３〜０．５ＭＰａの範囲であることがより好ましく、その厚みが２０〜４０μｍの範囲であり、その弾性係数が０．０５〜０．３ＭＰａの範囲であることがさらに好ましい。

本発明の透明フィルムにおいて、前記第１の透明プラスチックフィルム基材の前記透明ガスバリア層側と反対側の表面および前記第２の透明プラスチックフィルム基材の前記透明粘着剤層側と反対側の表面の少なくとも一方の表面に、さらに、透明導電膜が形成されていてもよい。

本発明の透明フィルムにおいて、前記透明導電膜は、反射防止膜を介して前記第１の透明プラスチックフィルム基材の前記透明ガスバリア層側と反対側の表面および前記第２の透明プラスチックフィルム基材の前記透明粘着剤層側と反対側の表面の少なくとも一方の表面に形成されていてもよい。前記反射防止膜としては、例えば、１層の低屈折率膜（例えば、ＳｉＯ₂膜など）や、前記透明導電膜側から低屈折率膜（例えば、ＳｉＯ₂膜など）、高屈折率膜（例えば、ＴｉＯ₂膜、Ｎｂ₂Ｏ₅など）の順に積層された多層構成の反射防止膜などが挙げられる。

本発明の透明フィルムにおいて、前記透明導電膜は、ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ（ＩＴＯ）膜であることが好ましい。

本発明の製造方法において、前記透明ガスバリア層の形成は、真空成膜プロセスで実施されることが好ましい。

前記真空成膜プロセスにおいて、前記第１の透明プラスチックフィルム基材の温度を、８０〜１８０℃の範囲に制御することが好ましく、９０〜１５０℃の範囲に制御することがより好ましく、１００〜１２０℃の範囲に制御することがさらに好ましい。

本発明の製造方法において、前記真空成膜プロセスは、スパッタ成膜法であることが好ましい。

本発明の製造方法において、前記スパッタ成膜法による前記透明ガスバリア層の形成工程は、水を導入しながら、ＳｉＯ₂層、ＳｉＯＮ層およびＳｉＮ層の少なくとも一つの層を形成する工程であることが好ましい。なお、前記ＳｉＯ₂層、前記ＳｉＯＮ層および前記ＳｉＮ層は、それぞれ、ＳｉＯ₂、ＳｉＯＮおよびＳｉＮ単独で形成されていてもよいし、それ以外の成分を含んでもよい。水を導入することで、透明ガスバリア層内部にＨが取り込まれることで内部応力が緩和され、これにより、割れやピンホール等の欠陥が少なく、より緻密な透明ガスバリア層が得られ、ガスバリア性をより向上させることができるからである。また、導入する水の圧力（水分圧）は、例えば、１．０×１０^-4〜１．０〜１０^-2Ｐａの範囲であり、前記範囲とすることで、より高い内部応力緩和の効果を得ることができ、かつ、スパッタ成膜をより制御しやすくなる。なお、前記水分圧の範囲は、より好ましくは、５．０×１０^-4〜５．０〜１０^-3Ｐａの範囲であり、さらに好ましくは、８．０×１０^-4〜３．０〜１０^-3Ｐａの範囲である。

本発明の製造方法において、前記スパッタ成膜法による前記透明ガスバリア層の形成工程は、前記第１の透明プラスチックフィルム基材上に水を導入しながらＳｉＯ₂層を形成し、前記ＳｉＯ₂層の上に水を導入すること無しでＳｉＮ層を形成する工程であることが好ましい。なお、前記ＳｉＯ₂層および前記ＳｉＮ層は、それぞれ、ＳｉＯ₂およびＳｉＮ単独で形成されていてもよいし、それ以外の成分を含んでもよい。前記ＳｉＮ層は、前記透明粘着剤層に微量に含まれる溶剤に対するバリア層として機能し、これにより、前記ＳｉＯ₂層の優れた緻密性が維持可能である。また、前記水の導入圧力（水分圧）は、前述と同様に、例えば、１．０×１０^-4〜１．０〜１０^-2Ｐａの範囲であり、より好ましくは、５．０×１０^-4〜５．０〜１０^-3Ｐａの範囲であり、さらに好ましくは、８．０×１０^-4〜３．０〜１０^-3Ｐａの範囲である。前記ＳｉＮ層の厚みは、例えば、５〜５０ｎｍの範囲であり、好ましくは、８〜４０ｎｍの範囲であり、より好ましくは、１０〜２５ｎｍの範囲である。また、前記ＳｉＯ₂層の厚みは、例えば、５０〜２００ｎｍの範囲であり、好ましくは、６０〜１５０ｎｍの範囲であり、より好ましくは、７０〜１３０ｎｍの範囲である。

次に、本発明の透明フィルムおよびその製造方法の例について、図面を参照して説明する。

図１の断面図に、本発明の透明フィルムの構成の一例を示す。図示のとおり、この透明フィルムは、第１の透明プラスチックフィルム基材１の上に透明ガスバリア層２が形成され、前記透明ガスバリア層２の上に透明粘着剤層３を介して、第２の透明プラスチックフィルム基材４が配置された構成である。

前記第１の透明プラスチックフィルム基材１としては、透明性、耐熱性、表面平滑性に優れたものが好ましく、その材料としては、例えば、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などのポリエステル系高分子、ポリオレフィン系高分子、ポリカーボネート、ポリエーテルスルフォン、ポリアリレート、ポリイミド、ノルボルネン、エポキシ系高分子などを用いることができる。また、前記第１の透明プラスチックフィルム基材１は、前記材料の単一成分のフィルムであってもよいし、前記材料の共重合高分子のフィルムであってもよい。さらに、前記第１の透明プラスチックフィルム基材１として、アンダーコートや背面コートを施したフィルムを使用してもよい。

前記第１の透明プラスチックフィルム基材１の前記透明ガスバリア層２が形成される側の表面は、凹凸が少ないことが好ましい。ここで、前記表面の表面粗さは、例えば、触針式の表面粗さ計や原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で測定することができる。前記触針式の表面粗さ計を用いた測定としては、例えば、ＤｉｇｉｔａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製の商品名ＮａｎｏｓｃｏｐｅＩＩＩａＤｉｍｅｎｓｉｏｎ３０００を用い、窒化珪素製探針を用いたコンタクトモードにより測定できる。この際、あまり微小な部分の表面粗さを測定せずに、一辺２０μｍ以上のある程度広い範囲で測定する必要があることから、この観点からは、表面粗さの測定にはＡＦＭがより適している。表面粗さの指標にはいくつかの指標があるが、例えば、ＪＩＳＢ０６０１で定義されている中心線平均粗さＲ_a75を、測定面に対して適用できるように３次元に拡張した「平均面粗さ：Ｒ_a」を用いることができる。前記第１の透明プラスチックフィルム基材１の前記透明ガスバリア層２が形成される側の表面の平均面粗さ（Ｒ_a）は、前述のとおり、０．８ｎｍ以下であることが好ましい。この範囲とすることで、この上に形成される透明ガスバリア層２が均一となり、割れなどの欠陥の発生を防止でき、より高いガスバリア性を得ることができる。なお、前記平均面粗さ（Ｒ_a）は、より好ましくは、０．５ｎｍ以下であり、さらに好ましくは、０．３ｎｍ以下であり、最も好ましくは、０ｎｍである。

前記第１の透明プラスチックフィルム基材１の厚みは、特に制限されず、例えば、２５〜２００μｍの範囲であり、５０〜１７５μｍの範囲であることが好ましく、７５〜１２５μｍの範囲であることがより好ましい。

前記透明ガスバリア層２は、前述のとおり、Ｓｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｎｂ、ＣｅおよびＺｒからなる群から選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物、窒化物および酸化窒化物の少なくとも一つの化合物から形成されていることが好ましい。なお、前記透明ガスバリア層２は、前述のとおり、前記化合物単独で形成されていてもよいし、それ以外の成分を含んでもよい。また、前記透明ガスバリア層２は、成膜速度、光学特性、割れなどのガスバリア耐及性などの観点から、より好ましくは、ＳｉＯ₂層、ＳｉＯＮ層、Ａｌ₂Ｏ₃層、ＳｉＮ層である。なお、前記ＳｉＯ₂層、前記ＳｉＯＮ層、前記Ａｌ₂Ｏ₃層および前記ＳｉＮ層は、それぞれ、ＳｉＯ₂、ＳｉＯＮ、Ａｌ₂Ｏ₃およびＳｉＮ単独で形成されていてもよいし、その他の成分を含んでもよい。

前述のとおり、前記透明ガスバリア層２の厚みは、特に制限されないが、例えば、１０〜３００ｎｍの範囲である。前記範囲とすることで、より安定した構造の透明ガスバリア層を得ることができ、かつ、より高い耐屈曲性、ガスバリア性を有する透明ガスバリア層を得ることができる。なお、前記透明ガスバリア層２の厚みは、好ましくは、５０〜２００ｎｍの範囲である。

前記透明ガスバリア層２の形成は、例えば、真空成膜プロセスで行うことができる。前記真空成膜プロセスとしては、例えば、スパッタ成膜法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、プラズマＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｅｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などの各種の薄膜形成方法が使用できる。これらの中でも、さらにガスバリア性を向上させることができる等の理由から、スパッタ成膜法を使用することがより好ましい。特に、デュアルマグネトロンスパッタ方式やパルス波形を使用したシングルマグネトロンスパッタ方式のスパッタ成膜法が、自由に膜質を制御でき、成膜速度も高いので好適である。

前述のとおり、前記真空成膜プロセスにおいては、前記第１の透明プラスチックフィルム基材１の温度を、８０〜１８０℃の範囲に制御することが好ましい。前記範囲とすることで、透明ガスバリア層がより緻密となり、より高いガスバリア性を得ることができ、かつ、熱による第１の透明プラスチックフィルム基材への影響をより少なくすることができる。なお、前記真空成膜プロセスにおいては、前記第１の透明プラスチックフィルム基材１の温度を、９０〜１５０℃の範囲に制御することがより好ましく、１００〜１２０℃の範囲に制御することがさらに好ましい。

前記スパッタ成膜法によりＳｉＯ₂層、ＳｉＯＮ層およびＳｉＮ層の少なくとも一つの透明ガスバリア層２を形成する場合においては、前述のように、ＡｒなどのスパッタガスやＯ₂ガス、Ｎ₂ガスなどの反応ガス以外に、１．０×１０^-4〜１．０×１０^-2Ｐａの範囲の圧力で水を導入しながら透明ガスバリア層２を形成することが好ましい。

また、図１においては、前記透明ガスバリア層を１層としたが、本発明はこれに制限されず、前記透明ガスバリア層を２層以上の積層構造としてもよい。前記透明ガスバリア層の層数は、特に制限されない。前記透明ガスバリア層を２層以上の積層構造とする場合においては、透明ガスバリア層全体の厚みを、３００ｎｍ以下とすることが好ましく、２００ｎｍ以下とすることがより好ましい。

また、前記透明ガスバリア層を２層以上の積層構造とする場合においては、前記透明粘着剤層３の直下の層を、前記透明粘着剤層３の残存溶剤に対するバリア効果があるものとしてもよい。この場合には、前述のように、前記透明ガスバリア層の形成を、前記第１の透明プラスチックフィルム基材１上に水を導入しながらスパッタ成膜法でＳｉＯ₂層を形成し、前記ＳｉＯ₂層の上に、水を導入すること無しでＳｉＮ層を形成する工程で行うことが特に好ましい。これによれば、より優れた耐屈曲性、ガスバリア性、光学特性、耐残存溶剤性を持つ透明ガスバリア層を得ることができる。なお、この場合において、水の導入圧力、ＳｉＮ層およびＳｉＯ₂層の厚みは、前述のとおりである。

前記透明粘着剤層３を形成する透明粘着剤としては、例えば、アクリル系、ゴム系、ポリエステル系などの透明粘着剤があげられ、これらの中でもアクリル系粘着剤が好ましい。前記アクリル系粘着剤としては、透明粘着剤に適度な濡れ性、柔軟性を付与するための主単量体であるアクリルポリマーとして、そのガラス転移点（Ｔｇ）が−１０℃以下であるようなアクリル酸アルキルエステル若しくはメタクリル酸アルキルエステルを１種、あるいは２種以上と、必要により、官能基含有単量体およびその他の共重合性単量体とを、適宜の重合触媒を用い、溶液重合法、乳化重合法、塊状重合法（特に好ましくは紫外線照射による塊状重合法）、懸濁重合法などの方法で重合させて得られる、アクリル系共重合体を用い、これに適宜公知の各種添加剤を含ませたものが好ましく用いられる。

前記透明粘着剤は、例えば、熱や光で架橋させずとも粘着性を有するものであってもよいし、熱架橋タイプ、光（紫外線、電子線）架橋タイプのものであってもよい。

前述のとおり、前記透明粘着剤層３において、その厚みが５〜１００μｍの範囲であり、その弾性係数が０．０１〜１ＭＰａの範囲であることが好ましく、その厚みが１０〜６０μｍの範囲であり、その弾性係数が０．０３〜０．５ＭＰａの範囲であることがより好ましく、その厚みが２０〜４０μｍの範囲であり、その弾性係数が０．０５〜０．３ＭＰａの範囲であることがさらに好ましい。また、前記透明粘着剤層３の弾性係数は、例えば、次のようにして測定できる。前記透明粘着剤を断面積２ｍｍ²、長さ３０ｍｍの形状になるように成形し、引張り試験機（島津製作所社製の商品名オートグラフＡＧＳ−５０Ｄ型）を用い、試験サンプル長１０ｍｍ部を５０ｍｍ／分の引張り速度で引張試験を行い、そのときの応力−ひずみ曲線を得る。その曲線の最初の直線部の傾きから、弾性係数を求めることができる。

前記透明粘着剤層３は、前述のように、前記透明ガスバリア層２と前記第２の透明プラスチックフィルム基材４とを貼着する機能を有するとともに、前記透明ガスバリア層２を屈曲から保護するためのクッション層としても機能する。

前記透明粘着剤層３は、例えば、前記透明ガスバリア層２の上に前記透明粘着剤を塗工機で直接塗工することで形成することができる。なお、前記透明粘着剤層３の形成は、一旦セパレーターに前記透明粘着剤を塗工した後、それを前記透明ガスバリア層２の上に転写することで行ってもよい。また、前記第２の透明プラスチックフィルム基材４の側に前記透明粘着剤層３を形成し、これを前記透明ガスバリア層２の上に重ねてもよい。

前記第２の透明プラスチックフィルム基材４には、例えば、前記第１の透明プラスチックフィルム基材１と同じ種類の材料が使用できるが、異なる種類の材料であってもよい。前記第２の透明プラスチックフィルム基材４の厚みは、特に制限するものではないが、前記第１の透明プラスチックフィルム基材１の厚みと略同じであることが好ましい。

本発明の透明フィルムは、さらに、透明導電膜を含んでもよい。前記透明導電膜は、例えば、前記第１の透明プラスチックフィルム基材１の前記透明ガスバリア層２側と反対側の表面および前記第２の透明プラスチックフィルム基材４の前記透明粘着剤層３側と反対側の表面の少なくとも一方の表面に形成すればよい。前記透明導電膜には、酸・アルカリなどを使用して、パターン加工を施してもよい。本発明においては、前記透明導電膜が直接前記透明ガスバリア層２上に形成されることがないので、前記透明導電膜の形成や前記透明導電膜に酸・アルカリなどを使用してパターン加工を行う際に、前記透明ガスバリア層２がダメージを受けることがない。なお、前記透明導電膜は、例えば、スパッタ成膜法、イオンプレーティング法、プラズマアシスト蒸着法、ＣＶＤ法、ＰＬＤ（パルスレーザーデポジション）法などで形成することができる。また、本発明の透明フィルムにおいては、前記透明導電膜と、前記第１の透明プラスチックフィルム基材１若しくは前記第２の透明プラスチックフィルム基材４との間に、光学特性の向上を目的として、反射防止層やアンダーコート層を設けてもよい。また、前記第１の透明プラスチックフィルム基材１および前記第２の透明プラスチックフィルム基材４の透明導電膜を形成する側の表面には、接着力向上の為にプラズマ処理などを施してもよい。

なお、図１においては、前記第１の透明プラスチックフィルム基材１の片面のみに前記透明ガスバリア層２が形成されているが、本発明はこれに制限されず、前記第１の透明プラスチックフィルム基材１の両面に透明ガスバリア層を設けてもよい。

次に、本発明の透明フィルムの製造方法の一例を示す。すなわち、まず、第１の透明プラスチックフィルム基材の片面若しくは両面に透明ガスバリア層を真空成膜プロセスにて形成する。ここで、前記第１の透明プラスチックフィルム基材の両面に透明ガスバリア層を形成する場合には、一方の透明ガスバリア層の上に透明導電膜を形成してもよい。次に、第２の透明プラスチックフィルム基材４を準備する。この第２の透明プラスチックフィルム基材４の片面には透明導電膜を形成してもよい。次に、前記透明導電膜の形成がされていない前記透明ガスバリア層の上、若しくは前記第２の透明プラスチックフィルム基材の前記透明導電膜の形成がされていない側の表面のいずれか一方に透明粘着剤層を形成する。前記透明粘着剤層は、透明粘着剤を塗工機で直接塗ることで形成してもよいし、一旦セパレーターに透明粘着剤を塗工した後、それを転写して形成してもよい。その後、前記透明ガスバリア層を内側に挟みこんだ状態で、前記透明粘着剤層により、前記第１の透明プラスチックフィルム基材と前記第２の透明プラスチックフィルム基材とを、例えば、ラミネーターを用いて貼着することで、本発明の透明フィルムを得ることができる。

次に、本発明の実施例について、比較例と併せて説明する。ただし、本発明は、下記の実施例および比較例に制限されない。なお、実施例および比較例で得られた透明フィルムの各特性の測定方法は、次に示すとおりである。

（１）初期透湿度
初期透湿度は、ＭＯＣＯＮ社製の透湿度測定機（商品名ＰＥＲＭＡＴＲＡＮＷ３／３１）を用い、４０℃、９０％ＲＨの条件で測定した。

（２）屈曲後の透湿度
ＪＩＳＫ５４００に準じて、屈曲バー１０φにて、透明フィルムを表側、裏側に各１０回、合計２０回屈曲した後、上記初期透湿度の測定と同様にして、屈曲後の透湿度を測定した。

（３）酸・アルカリ加工後の透湿度
透明フィルムを、５ｗｅｔ％ＨＣｌ、５ｗｅｔ％ＮａＯＨにそれぞれ５分間浸漬した。前記浸漬後の透明フィルムを水洗してから１２０℃で１０分間乾燥した後、上記初期透湿度の測定と同様にして、酸・アルカリ加工後の透湿度を測定した。

第１の透明プラスチックフィルム基材（三菱ポリエステル社製、商品名Ｏ３００Ｅタイプの厚み７５μｍのＰＥＴフィルム、平滑面の平均面粗さＲ_a＝０．８ｎｍ）を、真空成膜装置に装着し、１００℃の加熱ロールを通るように巻き取りながら、前記真空成膜装置内を真空排気した。このときの到達真空度は、９×１０^-6Ｐａであった。次に、前記第１の透明プラスチックフィルム基材の平滑面にＡｒガスを導入したプラズマボンバード処理を行った後に、水を加熱機構付マスフローコントローラー（ＭＦＣ）にて、１×１０^-3Ｐａの圧力になるよう導入し、Ｓｉターゲットからデュアルマグネトロンスパッタ方式のスパッタ成膜法でＨ含有のＳｉＯ₂層を形成した。前記ＳｉＯ₂層を形成は、前記導入ガスにはＡｒを、反応ガスには酸素を用い、プラズマエミッションコントローラー（ＰＥＭ）でインピーダンス制御しながら実施した。前記ＳｉＯ₂層の厚みは、９０ｎｍであった。ついで、前記真空状態を維持したまま、今度は水を導入すること無しに、同じＳｉターゲットからＡｒガス、Ｎ₂ガスを導入しながらデュアルマグネトロンスパッタ方式のスパッタ成膜法でＳｉＮ層を前記ＳｉＯ₂層の上に１２ｎｍ形成し、２層構造の透明ガスバリア層とした。一方で、第２のプラスチックフィルム基材（三菱ポリエステル社製、商品名Ｔ６００Ｅタイプの厚み５０μｍのＰＥＴフィルム）の平滑面に、通常のマグネトロンスパッタ成膜法にてＩＴＯターゲットから、Ａｒガス、酸素ガスを導入しながら、ＩＴＯ膜を形成し、透明導電膜とした。次に、塗工機にてＰＥＴセパレーター上に弾性係数が０．２ＭＰａで厚みが２５μｍのアクリル系粘着剤を塗工したものから転写法で前記ＳｉＮ層上に透明粘着剤層を形成した。次に、前記透明導電膜を形成した前記第２の透明プラスチックフィルム基材を、前記透明導電膜側と反対側の表面が前記透明粘着剤層と接するように、前記透明ガスバリア層を内側に挟みこんだ状態で、前記第１の透明プラスチックフィルム基材と貼着することで透明フィルムを得た。

透明ガスバリア層の形成において、前記ＳｉＯ₂層の形成に代えて、反応ガスとして酸素、窒素を導入しながらＳｉＯＮ層を形成したこと、および前記ＳｉＮ層を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にして透明フィルムを得た。

透明ガスバリア層の形成において、前記ＳｉＯ₂層の形成に代えて、水を導入すること無しに、反応ガスとして窒素を導入しながらＳｉＮ層を形成したこと、および２層目の前記ＳｉＮ層を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にして透明フィルムを得た。

第１の透明プラスチックフィルム基材として、三菱ポリエステル社製、商品名Ｏ３００Ｅタイプの厚み７５μｍのＰＥＴフィルムに代えて、平滑面の平均面粗さ（Ｒ_a）が０．３ｎｍであり、厚みが１００μｍの日本ゼオン社製、商品名ゼオノアフィルムを用いたこと以外は実施例１と同様にして透明フィルムを得た。

（比較例１）
第１の透明プラスチックフィルム基材（三菱ポリエステル社製、商品名Ｏ３００Ｅタイプの厚み１２５μｍのＰＥＴフィルム、平滑面の平均面粗さＲ_a＝０．８ｎｍ）を真空成膜装置に装着し、１００℃の加熱ロールを通るように巻き取りながら、前記真空成膜装置内を真空排気した。このときの到達真空度は、９×１０^-6Ｐａであった。次に、前記第１の透明プラスチックフィルム基材の平滑面にＡｒガスを導入したプラズマボンバード処理を行った後に、水を加熱機構付マスフローコントローラー（ＭＦＣ）にて、１×１０^-3Ｐａの圧力になるよう導入し、Ｓｉターゲットからデュアルマグネトロンスパッタ方式のスパッタ成膜法でＳｉＯ₂層を形成し、透明ガスバリア層とした。前記ＳｉＯ₂層の形成は、導入ガスにはＡｒを、反応ガスには酸素を用い、プラズマエミッションコントローラー（ＰＥＭ）でインピーダンス制御しながら実施した。前記ＳｉＯ₂層の厚みは、９０ｎｍであった。この第１の透明プラスチックフィルム基材の上に透明ガスバリア層を形成したものを、この例の透明フィルムとした。

（比較例２）
透明ガスバリア層の形成において、前記ＳｉＯ₂層を形成した後、真空状態を維持したまま、前記ＳｉＯ₂層の上に実施例１と同様にしてＳｉＮ層を１２ｎｍ形成し、透明ガスバリア層を２層構造としたこと以外は、比較例１と同様にして、透明フィルムを得た。

（比較例３）
第１の透明プラスチックフィルム基材（三菱ポリエステル社製、商品名Ｏ３００Ｅタイプの厚み１２５μｍのＰＥＴフィルム、平滑面の平均面粗さＲ_a＝０．８ｎｍ）を真空成膜装置に装着し、１００℃の加熱ロールを通るように巻き取りながら、前記真空成膜装置内を真空排気した。このときの到達真空度は、９×１０^-6Ｐａであった。次に、前記第１の透明プラスチックフィルム基材の平滑面にＡｒガスを導入したプラズマボンバード処理を行った後に、Ａｌターゲットからデュアルマグネトロンスパッタ方式のスパッタ成膜法でＡｌ₂Ｏ₃層を形成し、透明ガスバリア層とした。前記Ａｌ₂Ｏ₃層の形成は、導入ガスにはＡｒを、反応ガスには酸素を用い、プラズマエミッションコントローラー（ＰＥＭ）でインピーダンス制御しながら実施した。前記Ａｌ₂Ｏ₃層の厚みは、９０ｎｍであった。この第１の透明プラスチックフィルム基材の上に透明ガスバリア層を形成したものを、この例の透明フィルムとした。

（比較例４）
第１の透明プラスチックフィルム基材（三菱ポリエステル社製、商品名Ｏ３００Ｅタイプの厚み１２５μｍのＰＥＴフィルム、平滑面の平均面粗さＲ_a＝０．８ｎｍ）を真空成膜装置に装着し、２５℃の室温ロールを通るように巻き取りながら、前記真空成膜装置内を真空排気した。このときの到達真空度は、１．５×１０^-5Ｐａであった。次に、ロール温度はそのままで、前記第１の透明プラスチックフィルム基材の平滑面にＡｒガスを導入したプラズマボンバード処理を行った後に、Ｓｉターゲットからデュアルマグネトロンスパッタ方式のスパッタ成膜法でＳｉＮ層を形成し、透明ガスバリア層とした。前記ＳｉＮ層の形成は、導入ガスにはＡｒを、反応ガスには窒素ガスを用い、プラズマエミッションコントローラー（ＰＥＭ）でインピーダンス制御しながら実施した。前記ＳｉＮ層の厚みは、９０ｎｍであった。この第１の透明プラスチックフィルム基材の上に透明ガスバリア層を形成したものを、この例の透明フィルムとした。

（比較例５）
ロール温度を１００℃とし、到達真空度を９×１０^-6Ｐａとしたこと以外は比較例４と同様にして透明フィルムを得た。

実施例１〜４および比較例１〜５で得られた各透明フィルムを、上記の測定方法により評価した。その結果を、下記表１に示す。

（表１）
初期透湿度屈曲後酸・アルカリ加工後
４０℃、９０％ＲＨ４０℃、９０％ＲＨ４０℃、９０％ＲＨ
（ｍｇ／ｍ ² ・ｄａｙ）（ｍｇ／ｍ ² ・ｄａｙ）（ｍｇ／ｍ ² ・ｄａｙ）
実施例１８０８０８０
実施例２１００１００１００
実施例３６０１００６０
実施例４１０１０１０
比較例１９０１００２０００
比較例２８０５００９０
比較例３７０２０００１０００
比較例４２００５０００４００
比較例５６０３０００７０

上記表１に示すとおり、実施例１〜４の透明フィルムでは、屈曲後、酸・アルカリ加工後の双方で透湿度の上昇が抑制されており、透明フィルムのガスバリア性の低下が抑制されて、優れたガスバリア性が維持されていることが分かった。一方、透明粘着剤層および第２の透明プラスチックフィルム基材を有しない比較例１〜５の透明フィルムにおいては、屈曲後、酸・アルカリ加工後のいずれかまたは双方で透湿度が上昇し、ガスバリア性の低下が見られた。

本発明の透明フィルムは、優れたガスバリア性を有し、かつ、その生産効率も向上させることが可能である。本発明の透明フィルムは、例えば、液晶ディスプレイパネル、有機ＥＬ（ＯＬＥＤ）パネル、エレクトロクロミックパネル、電子ペーパー素子などに利用できるが、その用途は制限されず、広い分野に適用可能である。

本発明の透明フィルムの構成の一例を示す断面図である。

符号の説明

１第１の透明プラスチックフィルム基材
２透明ガスバリア層
３透明粘着剤層
４第２の透明プラスチックフィルム基材

Claims

第１の透明プラスチックフィルム基材の上に透明ガスバリア層が形成され、前記透明ガスバリア層の上に透明粘着剤層を介して、第２の透明プラスチックフィルム基材が配置されている透明フィルム。
前記透明ガスバリア層が、Ｓｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｎｂ、ＣｅおよびＺｒからなる群から選ばれる少なくとも一つの元素の酸化物、窒化物および酸化窒化物の少なくとも一つの化合物から形成された透明ガスバリア層である請求項１記載の透明フィルム。
前記透明ガスバリア層が、２層以上の積層構造である請求項１または２記載の透明フィルム。
前記透明ガスバリア層が、ＳｉＯ₂層、ＳｉＯＮ層およびＳｉＮ層の少なくとも一つの層を含み、前記ＳｉＯ₂層、前記ＳｉＯＮ層および前記ＳｉＮ層の少なくとも一つの層がＨを含む請求項１から３のいずれか一項に記載の透明フィルム。
前記透明ガスバリア層が、ＳｉＯ₂層の上にＳｉＮ層が形成された積層構造を含み、前記ＳｉＯ₂層がＨを含む請求項１から４のいずれか一項に記載の透明フィルム。
前記透明ガスバリア層全体の厚みが、５０〜２００ｎｍの範囲である請求項１から５のいずれか一項に記載の透明フィルム。
前記第１の透明プラスチックフィルム基材の前記透明ガスバリア層が形成されている側の表面の平均面粗さ（Ｒ_a）が、０．８ｎｍ以下である請求項１から６のいずれか一項に記載の透明フィルム。
前記透明粘着剤層において、その厚みが５〜１００μｍの範囲であり、その弾性係数が０．０１〜１ＭＰａの範囲である請求項１から７のいずれか一項に記載の透明フィルム。
前記第１の透明プラスチックフィルム基材の前記透明ガスバリア層側と反対側の表面および前記第２のプラスチックフィルム基材の前記透明粘着剤層側と反対側の表面の少なくとも一方の表面に、さらに、透明導電膜が形成されている請求項１から８のいずれか一項に記載の透明フィルム。
前記透明導電膜が、反射防止膜を介して前記第１の透明プラスチックフィルム基材の前記透明ガスバリア層側と反対側の表面および前記第２のプラスチックフィルム基材の前記透明粘着剤層側と反対側の表面の少なくとも一方の表面に形成されている請求項９記載の透明フィルム。
前記透明導電膜が、ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ（ＩＴＯ）膜である請求項９または１０記載の透明フィルム。
表面に透明ガスバリア層を形成した第１の透明プラスチックフィルム基材と、第２の透明プラスチックフィルム基材と、透明粘着剤とを準備し、前記透明ガスバリア層を内側に挟みこんだ状態で、前記透明粘着剤により、前記第１の透明プラスチックフィルム基材と前記第２の透明プラスチックフィルム基材とを貼着する透明フィルムの製造方法。
前記透明ガスバリア層の形成が、真空成膜プロセスにより実施される請求項１２記載の透明フィルムの製造方法。
前記真空成膜プロセスにおいて、前記第１の透明プラスチックフィルム基材の温度を、８０〜１８０℃の範囲に制御する請求項１３記載の透明フィルムの製造方法。
前記真空成膜プロセスが、スパッタ成膜法である請求項１３または１４記載の透明フィルムの製造方法。
前記スパッタ成膜法による前記透明ガスバリア層の形成工程は、水を導入しながら、ＳｉＯ₂層、ＳｉＯＮ層およびＳｉＮ層の少なくとも一つの層を形成する工程である請求項１５記載の透明フィルムの製造方法。
前記スパッタ成膜法による前記透明ガスバリア層の形成工程は、前記第１の透明プラスチックフィルム基材上に水を導入しながらＳｉＯ₂層を形成し、前記ＳｉＯ₂層の上に、水を導入すること無しでＳｉＮ層を形成する工程である請求項１５記載の透明フィルムの製造方法。