JP6983039B2 - Gas barrier film and flexible electronic device - Google Patents

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Description

本発明は、ガスバリア性フィルム及び該ガスバリア性フィルムを有するフレキシブル電子デバイスに関する。 The present invention relates to a gas barrier film and a flexible electronic device having the gas barrier film.

ガスバリア性フィルムは、食品、工業用品、医薬品などの包装用途において広く使用されている。近年、太陽電池及び有機ELディスプレイ等の電子デバイスのフレキシブル基板等において、上記食品用途等と比較してさらに向上したガスバリア性を有するフィルムが求められている。ガスバリア性フィルムのガスバリア性を高めるために、ガスバリア性フィルムの構成やその製造方法等の検討が種々なされている。 Gas barrier films are widely used in packaging applications such as foods, industrial products and pharmaceuticals. In recent years, in flexible substrates and the like of electronic devices such as solar cells and organic EL displays, films having further improved gas barrier properties as compared with the above-mentioned food applications and the like have been required. In order to improve the gas barrier property of the gas barrier film, various studies have been made on the composition of the gas barrier film and the method for producing the same.

例えば特許文献1には、特定の厚みを有する基材と、該基材の少なくとも一方の面に特定の元素を含有する塗布液を塗布し塗膜層を得た後、該塗膜層に改質処理を施すことにより形成される第1のガスバリア層と、該第1のガスバリア層に隣接する特定の方法で形成された第2のガスバリア層とを有するガスバリア性フィルムが開示されている。 For example, in Patent Document 1, a base material having a specific thickness and a coating liquid containing a specific element are applied to at least one surface of the base material to obtain a coating film layer, and then the coating film layer is modified. A gas barrier film having a first gas barrier layer formed by subjecting a quality treatment and a second gas barrier layer formed by a specific method adjacent to the first gas barrier layer is disclosed.

特許文献2には、基材の表面側にバリア層とアルミ蒸着PET層とを備えるOLED基材をアルミ蒸着PET層側からカットする際に、バリア層に割れが発生するおそれがあることに着目してなされた、OLED基材カット装置が開示されている。 Patent Document 2 focuses on the possibility that the barrier layer may be cracked when the OLED substrate provided with the barrier layer and the aluminum-deposited PET layer on the surface side of the substrate is cut from the aluminum-deposited PET layer side. The OLED base material cutting device made in the above is disclosed.

特開2016−22593号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-22593 国際公開第2015/152395号International Publication No. 2015/152395

ガスバリア性を向上するために種々の試みがなされているものの、ガスバリア性のさらなる向上に対する要求はなお存在する。特に、ガスバリア性フィルムは通常、所望の形状に切り出され、ディスプレイ等の電子デバイスに組み込まれて使用されるが、切り出されたガスバリア性フィルムを含むデバイスを特に高温高湿条件下で使用すると、切断端面に起因して剥離やひびが生じ、経時的にガスバリア性が低下する場合があった。 Although various attempts have been made to improve the gas barrier property, there is still a demand for further improvement of the gas barrier property. In particular, the gas barrier film is usually cut into a desired shape and incorporated into an electronic device such as a display for use, but when the device containing the cut gas barrier film is used particularly under high temperature and high humidity conditions, it is cut. Peeling or cracking may occur due to the end face, and the gas barrier property may deteriorate over time.

そこで、本発明は、特に高温高湿下での経時的なガスバリア性の低下が抑制されたガスバリア性フィルムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a gas barrier film in which a decrease in gas barrier property with time is suppressed, particularly under high temperature and high humidity.

本発明者らは、上記課題を解決するために、ガスバリア性フィルムの構成について詳細に検討を重ね、本発明を完成させるに至った。 In order to solve the above problems, the present inventors have repeated detailed studies on the composition of the gas barrier film, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は、以下の好適な態様を包含する。
〔1〕可撓性基材を少なくとも含む基材層と、無機薄膜層とを少なくとも有するガスバリア性フィルムであって、該基材層と該無機薄膜層との間の密着性はASTM D3359に従い測定して2B以上であり、該無機薄膜層は少なくとも1つの切断端面を有し、剥離及びひび割れからなる群から選択される少なくとも1つの欠陥を有するか、又は、該欠陥を有さず、ここで、該無機薄膜層が該欠陥を有する場合、その存在領域は、該切断端面から法線方向に120μm以下の範囲内である、ガスバリア性フィルム。
〔2〕前記基材層は有機層Aをさらに含む、前記〔1〕に記載のガスバリア性フィルム。
〔3〕前記基材層が両面に有機層Aを含む、前記〔1〕又は〔2〕に記載のガスバリア性フィルム。
〔4〕前記無機薄膜層は、珪素原子、酸素原子及び炭素原子を少なくとも含有する、前記〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載のガスバリア性フィルム。
〔5〕前記無機薄膜層に含まれる珪素原子、酸素原子及び炭素原子の合計数に対する炭素原子の原子数比が、無機薄膜層の膜厚方向において連続的に変化する、前記〔4〕に記載のガスバリア性フィルム。
〔6〕前記無機薄膜層は、無機薄膜層中の珪素原子(Si)に対する炭素原子(C)の平均原子数比が式(1)の範囲にある、前記〔4〕又は〔5〕に記載のガスバリア性フィルム。
0.10<C/Si<0.50 (1)
〔7〕前記無機薄膜層の膜厚方向における、該無機薄膜層の表面からの距離と、各距離における該無機薄膜層に含まれる珪素原子、酸素原子及び炭素原子の合計数に対する珪素の原子数比、酸素の原子数比及び炭素の原子数比との関係をそれぞれ示す珪素分布曲線、酸素分布曲線及び炭素分布曲線において、条件(i)及び(ii):
(i)珪素の原子数比、酸素の原子数比及び炭素の原子数比が、該無機薄膜層の膜厚方向における90%以上の領域において、式(5):
酸素の原子数比>珪素の原子数比>炭素の原子数比 (5)
を満たす、および
(ii)該炭素分布曲線が少なくとも1つの極値を有する
を満たす、前記〔4〕〜〔6〕のいずれかに記載のガスバリア性フィルム。
〔8〕前記基材層の両面に前記無機薄膜層を有する、前記〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載のガスバリア性フィルム。
〔9〕前記〔1〕〜〔8〕のいずれかに記載のガスバリア性フィルムを有するフレキシブル電子デバイス。
〔10〕前記無機薄膜層の表面を赤外分光測定のATR法で測定したとき、950〜1050cm−1に存在するピーク強度(I)と、1240〜1290cm−1に存在するピーク強度(I)との強度比が式(2)の範囲にある、前記〔1〕〜〔8〕のいずれかに記載のガスバリア性フィルム。
0.01≦I/I<0.05 (2)
〔11〕前記無機薄膜層表面を赤外分光測定のATR法で測定したとき、950〜1050cm−1に存在するピーク強度(I)と、770〜830cm−1に存在するピーク強度(I)との強度比が式(3)の範囲にある、〔1〕〜〔8〕及び〔10〕のいずれかに記載のガスバリア性フィルム。
0.25≦I/I≦0.50 (3)
〔12〕前記無機薄膜層表面を赤外分光測定のATR法で測定したとき、770〜830cm−1に存在するピーク強度(I)と、870〜910cm−1に存在するピーク強度(I)との強度比が式(4)の範囲にある、〔1〕〜〔8〕、〔10〕及び〔11〕のいずれかに記載のガスバリア性フィルム。
0.70≦I/I<1.00 (4)
That is, the present invention includes the following preferred embodiments.
[1] A gas barrier film having at least a base material layer containing at least a flexible base material and an inorganic thin film layer, and the adhesion between the base material layer and the inorganic thin film layer is measured according to ASTM D3359. The inorganic thin film layer has at least one cut end face and has at least one defect selected from the group consisting of peeling and cracking, or does not have the defect, and here. When the inorganic thin film layer has the defect, the region where the inorganic thin film layer is present is within a range of 120 μm or less in the normal direction from the cut end face, which is a gas barrier film.
[2] The gas barrier film according to the above [1], wherein the base material layer further contains an organic layer A.
[3] The gas barrier film according to the above [1] or [2], wherein the base material layer contains an organic layer A on both sides.
[4] The gas barrier film according to any one of [1] to [3] above, wherein the inorganic thin film layer contains at least silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms.
[5] The above-mentioned [4], wherein the atomic number ratio of carbon atoms to the total number of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms contained in the inorganic thin film layer changes continuously in the film thickness direction of the inorganic thin film layer. Gas barrier film.
[6] The inorganic thin film layer according to the above [4] or [5], wherein the average atomic number ratio of the carbon atom (C) to the silicon atom (Si) in the inorganic thin film layer is in the range of the formula (1). Gas barrier film.
0.10 <C / Si <0.50 (1)
[7] The number of silicon atoms relative to the distance from the surface of the inorganic thin film layer in the film thickness direction of the inorganic thin film layer and the total number of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms contained in the inorganic thin film layer at each distance. In the silicon distribution curve, oxygen distribution curve and carbon distribution curve showing the relationship between the ratio, the atomic number ratio of oxygen and the atomic number ratio of carbon, respectively, the conditions (i) and (ii):
(I) In the region where the atomic number ratio of silicon, the atomic number ratio of oxygen and the atomic number ratio of carbon are 90% or more in the film thickness direction of the inorganic thin film layer, the formula (5):
Atomic number ratio of oxygen> Atomic number ratio of silicon> Atomic number ratio of carbon (5)
The gas barrier film according to any one of [4] to [6] above, wherein (ii) the carbon distribution curve satisfies at least one extremum.
[8] The gas barrier film according to any one of [1] to [7], which has the inorganic thin film layers on both sides of the base material layer.
[9] A flexible electronic device having the gas barrier film according to any one of the above [1] to [8].
[10] When the surface of the inorganic thin film layer is measured by the ATR method of infrared spectroscopy, the peak intensity (I 1 ) existing at 950 to 950 cm -1 and the peak intensity (I 1) existing at 1240 to 1290 cm -1. intensity ratio between 2) is in the range of formula (2), gas barrier film according to any one of [1] to [8].
0.01 ≤ I 2 / I 1 <0.05 (2)
[11] wherein, when the inorganic thin film layer surface was measured by ATR method infrared spectroscopy, a peak exists in 950~1050Cm -1 intensity (I 1), the peak intensity (I 3 present in 770~830Cm -1 The gas barrier film according to any one of [1] to [8] and [10], wherein the strength ratio with) is in the range of the formula (3).
0.25 ≤ I 3 / I 1 ≤ 0.50 (3)
[12] wherein, when the inorganic thin film layer surface was measured by ATR method infrared spectroscopy, a peak exists in 770~830Cm -1 intensity (I 3), the peak intensity (I 4 present in 870~910Cm -1 The gas barrier film according to any one of [1] to [8], [10] and [11], wherein the strength ratio with) is in the range of the formula (4).
0.70 ≤ I 4 / I 3 <1.00 (4)

本発明によれば、ガスバリア性フィルムの特に高温高湿下での経時的なガスバリア性の低下を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the deterioration of the gas barrier property of the gas barrier film over time, particularly under high temperature and high humidity.

本発明のガスバリア性フィルムの一例を示す断面模式図である。It is sectional drawing which shows an example of the gas barrier film of this invention. 本発明のガスバリア性フィルムの他の一例を示す断面模式図である。It is sectional drawing which shows the other example of the gas barrier film of this invention. 本発明のガスバリア性フィルムのさらなる他の一例を示す断面模式図である。It is sectional drawing which shows the further other example of the gas barrier film of this invention. 欠陥の存在領域を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the existence area of a defect. 実施例及び比較例で使用したガスバリア性フィルムの製造装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the manufacturing apparatus of the gas barrier film used in an Example and a comparative example.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本発明の範囲はここで説明する実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更をすることができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The scope of the present invention is not limited to the embodiments described here, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

本発明のガスバリア性フィルムは、可撓性基材を少なくとも含む基材層と、無機薄膜層とを少なくとも有し、該基材層と該無機薄膜層との間の、ASTM D3359による密着性は2B以上であり、該無機薄膜層は少なくとも1つの切断端面を有し、剥離及びひび割れからなる群から選択される少なくとも1つの欠陥を有するか、又は、該欠陥を有さず、ここで、該無機薄膜層が該欠陥を有する場合、その存在領域は、該切断端面から法線方向に120μm以下の範囲内である。本発明のガスバリア性フィルムにおいては、基材層と無機薄膜層との間の密着性が高く、無機薄膜層が剥離及びひび割れからなる群から選択される欠陥を有するとしても、該欠陥の存在領域が所定の範囲内であることにより、特に高温高湿下での経時的なガスバリア性の低下が抑制される。切断されたガスバリア性フィルムにひび割れ等の欠陥が生じている場合、基材層と無機薄膜層との密着性が低いと、例えば高温高湿条件下において該欠陥が面内に伝播し、バリア性を著しく低下させる場合がある。本発明によれば、ガスバリア性フィルムが所定の密着性を有する基材層と無機薄膜層とを有することにより、切断時のガスバリア性フィルムにかかる応力により欠陥が生じるとしても、最小限に抑制され、さらに経時的なガスバリア性の低下を抑制することができる。 The gas barrier film of the present invention has at least a base material layer containing at least a flexible base material and an inorganic thin film layer, and the adhesion between the base material layer and the inorganic thin film layer by ASTM D3359 is high. 2B or more, the inorganic thin film layer has at least one cut end face and has at least one defect selected from the group consisting of peeling and cracking, or has no such defect, where the said. When the inorganic thin film layer has the defect, the region where the inorganic thin film layer exists is within a range of 120 μm or less in the normal direction from the cut end face. In the gas barrier film of the present invention, the adhesion between the base material layer and the inorganic thin film layer is high, and even if the inorganic thin film layer has a defect selected from the group consisting of peeling and cracking, the region where the defect exists. When is within a predetermined range, deterioration of the gas barrier property over time is suppressed, especially under high temperature and high humidity. When defects such as cracks occur in the cut gas barrier film, if the adhesion between the base material layer and the inorganic thin film layer is low, the defects propagate in the plane under high temperature and high humidity conditions, for example, and have barrier properties. May be significantly reduced. According to the present invention, since the gas barrier film has a base material layer having a predetermined adhesiveness and an inorganic thin film layer, even if defects are generated due to stress applied to the gas barrier film at the time of cutting, it is suppressed to a minimum. Furthermore, it is possible to suppress a decrease in gas barrier property over time.

本発明のガスバリア性フィルムは、可撓性基材を少なくとも含む基材層と、無機薄膜層とを少なくとも有し、該基材層と該無機薄膜層との間のASTM D3359による密着性は2B以上である。基材層と無機薄膜層との間の密着性が2Bより低いと、ガスバリア性フィルムを切断する際、無機薄膜層にひびや剥離などの欠陥が生じやすく、所望のガスバリア性が得られない。また、切断されたガスバリアフィルムに生じた欠陥が特に高温高湿下で経時的に伝播しやすくなり、経時的なガスバリア性の低下を抑制することができない。基材層と無機薄膜層との間の密着性は、好ましくは3B以上であり、より好ましくは4B以上であり、さらに好ましくは5B以上である。 The gas barrier film of the present invention has at least a base material layer containing at least a flexible base material and an inorganic thin film layer, and the adhesion between the base material layer and the inorganic thin film layer by ASTM D3359 is 2B. That is all. If the adhesion between the base material layer and the inorganic thin film layer is lower than 2B, defects such as cracks and peeling are likely to occur in the inorganic thin film layer when the gas barrier film is cut, and the desired gas barrier property cannot be obtained. In addition, defects generated in the cut gas barrier film are likely to propagate over time, especially under high temperature and high humidity, and it is not possible to suppress a decrease in gas barrier property over time. The adhesion between the base material layer and the inorganic thin film layer is preferably 3B or more, more preferably 4B or more, and further preferably 5B or more.

基材層と無機薄膜層との間の密着性は、無機薄膜層と、該無機薄膜層に隣接する基材層に含まれる層との間の密着性を意味する。例えば本発明の一態様において、基材層に含まれる可撓性基材が無機薄膜層と隣接する場合、基材層と無機薄膜層との間の密着性は、言い換えると、可撓性基材と無機薄膜層との間の密着性である。この態様は例えば図1に示され、ガスバリア性フィルム1において、基材層2に含まれる可撓性基材20が無機薄膜層3と隣接し密着している。また、本発明の別の一態様において、基材層が可撓性基材及び後述する有機層Aを含み、基材層に含まれる有機層Aと無機薄膜層とが隣接する場合、基材層と無機薄膜層との間の密着性は、言い換えると、有機層Aと無機薄膜層との間の密着性である。この態様は例えば図2に示され、ガスバリア性フィルム1において、基材層2は可撓性基材層20及び有機層A21を有し、有機層A21が無機薄膜層3と隣接し密着している。ここで、密着性の測定は、ASTM D3359に従い行われる。 The adhesion between the base material layer and the inorganic thin film layer means the adhesion between the inorganic thin film layer and the layer contained in the base material layer adjacent to the inorganic thin film layer. For example, in one aspect of the present invention, when the flexible base material contained in the base material layer is adjacent to the inorganic thin film layer, the adhesion between the base material layer and the inorganic thin film layer is, in other words, the flexible group. Adhesion between the material and the inorganic thin film layer. This embodiment is shown in FIG. 1, for example, in which the flexible base material 20 contained in the base material layer 2 is adjacent to and in close contact with the inorganic thin film layer 3 in the gas barrier film 1. Further, in another aspect of the present invention, when the base material layer contains a flexible base material and an organic layer A described later, and the organic layer A contained in the base material layer and the inorganic thin film layer are adjacent to each other, the base material is used. The adhesion between the layer and the inorganic thin film layer is, in other words, the adhesion between the organic layer A and the inorganic thin film layer. This embodiment is shown in FIG. 2, for example, in the gas barrier film 1, the base material layer 2 has a flexible base material layer 20 and an organic layer A21, and the organic layer A21 is adjacent to and in close contact with the inorganic thin film layer 3. There is. Here, the adhesion measurement is performed according to ASTM D3359.

本発明のバリア性フィルムにおいて、無機薄膜層は少なくとも1つの切断端面を有する。例えば本発明のバリア性フィルムが、少なくとも無機薄膜層において、少なくとも1回の切断工程を経て得られたものである場合、無機薄膜層が少なくとも1つの切断端面を有する。 In the barrier film of the present invention, the inorganic thin film layer has at least one cut end face. For example, when the barrier film of the present invention is obtained through at least one cutting step in at least an inorganic thin film layer, the inorganic thin film layer has at least one cut end face.

本発明のバリア性フィルムにおいて、無機薄膜層は、剥離及びひび割れからなる群から選択される少なくとも1つの欠陥を有するか、又は、該欠陥を有さず、ここで、該無機薄膜層が該欠陥を有する場合、その存在領域は、切断端面から法線方向に120μm以下の範囲内である。本発明のバリア性フィルムは基材層と無機薄膜層との間の密着性が高いため、例えばガスバリア性フィルムに切断工程を施しても無機薄膜層に剥離及びひび割れなどの欠陥が生じにくい。さらに、無機薄膜層が剥離及びひび割れからなる群から選択される欠陥を有する場合であっても、その存在領域が上記の範囲内であれば、特に高温高湿下で経時的に上記欠陥が伝播することを防止し、ガスバリア性の低下を抑制することができる。切断端面から法線方向に120μmを超える範囲に剥離及びひび割れからなる群から選択される欠陥があると、十分なガスバリア性を得られず、さらに高温高湿下での経時的なガスバリア性の低下を十分に抑制することができない。上記欠陥の存在領域は、ガスバリア性を高めやすい観点から、該切断端面から法線方向に100μm以下の範囲内であることが好ましく、50μm以下の範囲内であることがより好ましく、30μm以下の範囲内であることがさらにより好ましく、10μm以下の範囲内であることが特に好ましく、5μm以下の範囲内であることが最も好ましい。 In the barrier film of the present invention, the inorganic thin film layer has at least one defect selected from the group consisting of peeling and cracking, or does not have the defect, wherein the inorganic thin film layer has the defect. When, the existing region is within a range of 120 μm or less in the normal direction from the cut end face. Since the barrier film of the present invention has high adhesion between the base material layer and the inorganic thin film layer, defects such as peeling and cracking are unlikely to occur in the inorganic thin film layer even if the gas barrier film is cut, for example. Further, even when the inorganic thin film layer has a defect selected from the group consisting of exfoliation and cracking, the defect propagates over time, especially under high temperature and high humidity, as long as the region where the inorganic thin film layer exists is within the above range. It is possible to prevent this from happening and suppress the deterioration of the gas barrier property. If there is a defect selected from the group consisting of peeling and cracking in the range exceeding 120 μm in the normal direction from the cut end face, sufficient gas barrier property cannot be obtained, and the gas barrier property deteriorates over time under high temperature and high humidity. Cannot be sufficiently suppressed. From the viewpoint of easily enhancing the gas barrier property, the region where the defect exists is preferably in the range of 100 μm or less in the normal direction from the cut end face, more preferably in the range of 50 μm or less, and more preferably in the range of 30 μm or less. It is even more preferably within the range of 10 μm or less, and most preferably within the range of 5 μm or less.

剥離及びひび割れからなる群から選択される欠陥の存在領域は、無機薄膜層の切断端面を、顕微鏡(例えば、(株)ハイロックス製「DIGITAL MICROSCOPE KH7700」)を用いて、適当な倍率(例えば210倍)で観察することにより評価することができる。具体的には、切断端面から生じる剥離及びひび割れについて、切断端面から法線方向(断面に垂直方向)の最大長さを測定し、その長さを欠陥の存在領域とする。無機薄膜層が2つ以上の切断端面を有する場合、全ての切断端面について、上記の観察を行う。 The region where the defect is selected from the group consisting of peeling and cracking is the cut end face of the inorganic thin film layer, using a microscope (for example, "DIGITAL MICROSCOPE KH7700" manufactured by Hirox Co., Ltd.) at an appropriate magnification (for example, 210). It can be evaluated by observing at double). Specifically, for peeling and cracking generated from the cut end face, the maximum length in the normal direction (perpendicular to the cross section) is measured from the cut end face, and the length is set as the region where the defect exists. When the inorganic thin film layer has two or more cut end faces, the above observation is performed for all the cut end faces.

剥離及びひび割れからなる群から選択される欠陥の存在領域の評価について、図4を参照しさらに説明する。図4には、本発明の積層フィルムの一態様である可撓性基材20からなる基材層2と無機薄膜層3とを有するガスバリア性フィルムの模式図が記載されている。図4に示されるガスバリア性フィルムにおける無機薄膜層3は、4つの切断端面(4つの側面部分)を有する。この場合、切断端面から生じる欠陥の大きさを、顕微鏡を用いて観察し、その最大長さの距離a(図4中の5)を測定する。本発明のガスバリア性フィルムにおいては、図4中の距離aが120μm以下である。 The evaluation of the region of existence of the defect selected from the group consisting of exfoliation and cracking will be further described with reference to FIG. FIG. 4 shows a schematic diagram of a gas barrier film having a base material layer 2 made of a flexible base material 20 and an inorganic thin film layer 3, which is one aspect of the laminated film of the present invention. The inorganic thin film layer 3 in the gas barrier film shown in FIG. 4 has four cut end faces (four side surface portions). In this case, the size of the defect generated from the cut end face is observed using a microscope, and the distance a (5 in FIG. 4) of the maximum length is measured. In the gas barrier film of the present invention, the distance a in FIG. 4 is 120 μm or less.

本発明のガスバリア性フィルムは、可撓性基材を少なくとも含む基材層と、無機薄膜層とを少なくとも有する。無機薄膜層は、基材層の少なくとも一方の面に積層されていればよく、基材層の両面に積層されていてもよい。無機薄膜層は、ガスバリア性を有する無機材料の層であれば特に限定されず、公知のガスバリア性を有する無機材料の層を適宜利用することができる。無機材料の例としては、金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物、金属酸炭化物及びこれらのうちの少なくとも2種を含む混合物が挙げられる。無機薄膜層は単層膜であってもよいし、上記無機薄膜層を少なくとも含む2層以上が積層された多層膜であってもよい。 The gas barrier film of the present invention has at least a base material layer containing at least a flexible base material and an inorganic thin film layer. The inorganic thin film layer may be laminated on at least one surface of the base material layer, and may be laminated on both sides of the base material layer. The inorganic thin film layer is not particularly limited as long as it is a layer of an inorganic material having a gas barrier property, and a known layer of an inorganic material having a gas barrier property can be appropriately used. Examples of inorganic materials include metal oxides, metal nitrides, metal oxynitrides, metal acid carbides and mixtures containing at least two of them. The inorganic thin film layer may be a single-layer film, or may be a multilayer film in which two or more layers including at least the above-mentioned inorganic thin film layer are laminated.

無機薄膜層は、より高度なガスバリア性(特に水蒸気透過防止性)を発揮しやすい観点、ならびに、耐屈曲性、製造の容易性及び低製造コストといった観点から、少なくとも珪素原子(Si)、酸素原子(O)及び炭素原子(C)を含有することが好ましい。無機薄膜層は、1層であってもよいし、複数層であってもよい。また、無機薄膜層を形成する工程は、1回でもよいし、複数回行われてもよい。複数回行う場合は、同一条件下で行われてもよいし、異なる条件下で行われてもよい。 The inorganic thin film layer has at least silicon atoms (Si) and oxygen atoms from the viewpoint of easily exhibiting higher gas barrier properties (particularly water vapor permeation prevention property), bending resistance, ease of manufacturing, and low manufacturing cost. It preferably contains (O) and a carbon atom (C). The inorganic thin film layer may be one layer or a plurality of layers. Further, the step of forming the inorganic thin film layer may be performed once or may be performed a plurality of times. When it is performed a plurality of times, it may be performed under the same conditions or under different conditions.

この場合、無機薄膜層は、一般式がSiOαβ[式中、α及びβは、互いに独立に、2未満の正の数を表す。]で表される化合物が主成分であることができる。ここで、「主成分である」とは、無機薄膜層を構成する全成分の質量に対してその成分の含有量が50質量%以上、好ましくは70質量%以上、より好ましくは90質量%以上であることをいう。無機薄膜層は一般式SiOαβで表される1種類の化合物を含有してもよいし、一般式SiOαβで表される2種以上の化合物を含有してもよい。前記一般式におけるα及びβの一以上は、無機薄膜層の膜厚方向において一定の値でもよいし、変化していてもよい。 In this case, the inorganic thin film layer has a general formula of SiO α C β [in the formula, α and β represent positive numbers less than 2 independently of each other. ] Can be the main component. Here, "the main component" means that the content of the component is 50% by mass or more, preferably 70% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more with respect to the mass of all the components constituting the inorganic thin film layer. It means that it is. Inorganic thin layer may contain one kind of compound represented by the general formula SiO α C β, may contain a general formula SiO alpha C beta in two or more compounds represented. One or more of α and β in the above general formula may be a constant value or may change in the film thickness direction of the inorganic thin film layer.

さらに無機薄膜層は珪素原子、酸素原子及び炭素原子以外の元素、例えば、水素原子、窒素原子、ホウ素原子、アルミニウム原子、リン原子、イオウ原子、フッ素原子及び塩素原子のうちの一以上の原子を含有していてもよい。 Further, the inorganic thin film layer contains elements other than silicon atom, oxygen atom and carbon atom, for example, one or more atoms of hydrogen atom, nitrogen atom, boron atom, aluminum atom, phosphorus atom, sulfur atom, fluorine atom and chlorine atom. It may be contained.

無機薄膜層は、無機薄膜層中の珪素原子(Si)に対する炭素原子(C)の平均原子数比をC/Siで表した場合に、緻密性を高くし、微細な空隙やクラック等の欠陥を少なくする観点から、C/Siの範囲は式(1)を満たすことが好ましい。
0.02<C/Si<0.50 (1)
C/Siは、同様の観点から、0.03<C/Si<0.45の範囲にあるとより好ましく、0.04<C/Si<0.40の範囲にあるとさらに好ましく、0.05<C/Si<0.35の範囲にあると特に好ましい。
When the average atomic number ratio of carbon atoms (C) to silicon atoms (Si) in the inorganic thin film layer is expressed by C / Si, the inorganic thin film layer has high density and defects such as fine voids and cracks. From the viewpoint of reducing the amount of C / Si, it is preferable that the range of C / Si satisfies the formula (1).
0.02 <C / Si <0.50 (1)
From the same viewpoint, C / Si is more preferably in the range of 0.03 <C / Si <0.45, further preferably in the range of 0.04 <C / Si <0.40, and 0. It is particularly preferable that the range is 05 <C / Si <0.35.

また、無機薄膜層は、無機薄膜層中の珪素原子(Si)に対する酸素原子(O)の平均原子数比をO/Siで表した場合に、緻密性を高くし、微細な空隙やクラック等の欠陥を少なくする観点から、1.50<O/Si<1.98の範囲にあると好ましく、1.55<O/Si<1.97の範囲にあるとより好ましく、1.60<O/Si<1.96の範囲にあるとさらに好ましく、1.65<O/Si<1.95の範囲にあると特に好ましい。 Further, the inorganic thin film layer has high density when the average atomic number ratio of oxygen atoms (O) to silicon atoms (Si) in the inorganic thin film layer is expressed by O / Si, and fine voids, cracks, etc. From the viewpoint of reducing the number of defects, it is preferably in the range of 1.50 <O / Si <1.98, more preferably in the range of 1.55 <O / Si <1.97, and 1.60 <O. It is more preferably in the range of /Si <1.96, and particularly preferably in the range of 1.65 <O / Si <1.95.

なお、平均原子数比C/Si及びO/Siは、下記条件にてXPSデプスプロファイル測定を行い、得られた珪素原子、酸素原子及び炭素原子の分布曲線から、それぞれの原子の厚み方向における平均原子濃度を求めた後、平均原子数比C/Si及びO/Siを算出できる。
<XPSデプスプロファイル測定>
エッチングイオン種:アルゴン(Ar
エッチングレート(SiO熱酸化膜換算値):0.027nm/sec
スパッタ時間:0.5min
X線光電子分光装置:アルバック・ファイ(株)製、機種名「Quantera SXM」
照射X線:単結晶分光AlKα(1486.6eV)
X線のスポット及びそのサイズ:100μm
検出器:Pass Energy 69eV,Step size 0.125eV
帯電補正:中和電子銃(1eV)、低速Arイオン銃(10V)
The average atomic number ratios C / Si and O / Si were measured in XPS depth profile under the following conditions, and from the obtained distribution curves of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms, the averages in the thickness direction of each atom were obtained. After determining the atomic concentration, the average atomic number ratios C / Si and O / Si can be calculated.
<XPS depth profile measurement>
Etching ion species: Argon (Ar + )
Etching rate (SiO 2 thermal oxide film equivalent value): 0.027 nm / sec
Spatter time: 0.5 min
X-ray photoelectron spectrometer: ULVAC-PHI Co., Ltd., model name "Quantera SXM"
Irradiated X-rays: Single crystal spectroscopy AlKα (1486.6 eV)
X-ray spot and its size: 100 μm
Detector: Pass Energy 69eV, Step size 0.125eV
Charge correction: Neutralizing electron gun (1eV), low-speed Ar ion gun (10V)

無機薄膜層の表面に対して赤外分光測定(ATR法)を行った場合、950〜1050cm−1に存在するピーク強度(I)と、1240〜1290cm−1に存在するピーク強度(I)との強度比(I/I)が式(2)を満たすことが好ましい。
0.01≦I/I<0.05 (2)
When performing infrared spectroscopy with respect to the surface of the inorganic thin film layer (ATR method), a peak exists in 950~1050Cm -1 intensity (I 1), the peak intensity existing in 1240~1290cm -1 (I 2 ) And the intensity ratio (I 2 / I 1 ) preferably satisfy the formula (2).
0.01 ≤ I 2 / I 1 <0.05 (2)

赤外分光測定(ATR法)から算出したピーク強度比I/Iは、無機薄膜層中のSi−O−Siに対するSi−CHの相対的な割合を表すと考えられる。式(2)で表される関係を満たす無機薄膜層は、緻密性が高く、微細な空隙やクラック等の欠陥を低減しやすいため、ガスバリア性及び耐衝撃性を高めやすいと考えられる。ピーク強度比I/Iは、無機薄膜層の緻密性を高く保持しやすい観点から、0.02≦I/I<0.04の範囲がより好ましい。 The peak intensity ratio I 2 / I 1 calculated from infrared spectroscopy (ATR method) is considered to represent the relative ratio of Si-CH 3 to Si-O-Si in the inorganic thin film layer. It is considered that the inorganic thin film layer satisfying the relationship represented by the formula (2) has high denseness and easily reduces defects such as fine voids and cracks, so that it is easy to improve the gas barrier property and the impact resistance. The peak intensity ratio I 2 / I 1 is more preferably in the range of 0.02 ≦ I 2 / I 1 <0.04 from the viewpoint of easily maintaining the high density of the inorganic thin film layer.

無機薄膜層が上記ピーク強度比I/Iの範囲を満たす場合、本発明のガスバリア性フィルムが適度に滑りやすくなり、ブロッキングを低減しやすい。上記ピーク強度比I/Iが大きすぎると、Si−Cが多すぎることを意味し、この場合、屈曲性が悪く、かつ滑りにくくなる傾向がある。また、上記ピーク強度比I/Iが小さすぎると、Si−Cが少なすぎることにより屈曲性が低下する傾向がある。 When the inorganic thin film layer satisfies the peak intensity ratio I 2 / I 1 , the gas barrier film of the present invention becomes moderately slippery and blocking is easily reduced. If the peak intensity ratio I 2 / I 1 is too large, it means that there is too much Si—C, and in this case, the flexibility tends to be poor and slipperiness tends to occur. Further, if the peak intensity ratio I 2 / I 1 is too small, the flexibility tends to decrease due to the excessive amount of Si—C.

無機薄膜層の表面の赤外分光測定は、プリズムにゲルマニウム結晶を用いたATRアタッチメント(PIKE MIRacle)を備えたフーリエ変換型赤外分光光度計(日本分光(株)製、FT/IR−460Plus)によって測定できる。 Infrared spectroscopy of the surface of the inorganic thin film layer is performed by a Fourier transform infrared spectrophotometer (FT / IR-460Plus, manufactured by Nippon Spectroscopy Co., Ltd.) equipped with an ATR attachment (PIKE MIRacle) using a germanium crystal for the prism. Can be measured by.

無機薄膜層の表面に対して赤外分光測定(ATR法)を行った場合、950〜1050cm−1に存在するピーク強度(I)と、770〜830cm−1に存在するピーク強度(I)との強度比(I/I)が式(3)を満たすことが好ましい。
0.25≦I/I≦0.50 (3)
When performing infrared spectroscopy with respect to the surface of the inorganic thin film layer (ATR method), a peak exists in 950~1050Cm -1 intensity (I 1), the peak intensity (I 3 present in 770~830Cm -1 ) And the intensity ratio (I 3 / I 1 ) preferably satisfy the formula (3).
0.25 ≤ I 3 / I 1 ≤ 0.50 (3)

赤外分光測定(ATR法)から算出したピーク強度比I/Iは、無機薄膜層中のSi−O−Siに対するSi−CやSi−O等の相対的な割合を表すと考えられる。式(3)で表される関係を満たす無機薄膜層は、高い緻密性を保持しつつ、炭素が導入されることから耐屈曲性を高めやすく、かつ耐衝撃性も高めやすいと考えられる。ピーク強度比I/Iは、無機薄膜層の緻密性と耐屈曲性のバランスを保つ観点から、0.25≦I/I≦0.50の範囲が好ましく、0.30≦I/I≦0.45の範囲がより好ましい。 The peak intensity ratio I 3 / I 1 calculated from infrared spectroscopy (ATR method) is considered to represent the relative ratio of Si—C, Si—O, etc. to Si—O—Si in the inorganic thin film layer. .. It is considered that the inorganic thin film layer satisfying the relationship represented by the formula (3) is easy to improve the bending resistance and the impact resistance because carbon is introduced while maintaining high denseness. The peak intensity ratio I 3 / I 1 is preferably in the range of 0.25 ≤ I 3 / I 1 ≤ 0.50, preferably 0.30 ≤ I, from the viewpoint of maintaining a balance between the compactness and the bending resistance of the inorganic thin film layer. The range of 3 / I 1 ≤ 0.45 is more preferable.

前記薄膜層は、無機薄膜層表面に対して赤外分光測定(ATR法)を行った場合、770〜830cm−1に存在するピーク強度(I)と、870〜910cm−1に存在するピーク強度(I)との強度比が式(4)を満たすことが好ましい。
0.70≦I/I<1.00 (4)
The thin film layer, when subjected infrared spectrometry the inorganic thin film layer surface (ATR method), a peak exists in 770~830Cm -1 intensity (I 3), peaks present in 870~910Cm -1 It is preferable that the strength ratio with the strength (I 4) satisfies the formula (4).
0.70 ≤ I 4 / I 3 <1.00 (4)

赤外分光測定(ATR法)から算出したピーク強度比I/Iは、無機薄膜層中のSi−Cに関連するピーク同士の比率を表すと考えられる。式(4)で表される関係を満たす無機薄膜層は、高い緻密性を保持しつつ、炭素が導入されることから耐屈曲性を高めやすく、かつ耐衝撃性も高めやすいと考えられる。ピーク強度比I/Iの範囲について、無機薄膜層の緻密性と耐屈曲性のバランスを保つ観点から、0.70≦I/I<1.00の範囲が好ましく、0.80≦I/I<0.95の範囲がより好ましい。 The peak intensity ratio I 4 / I 3 calculated from infrared spectroscopy (ATR method) is considered to represent the ratio of peaks related to Si—C in the inorganic thin film layer. It is considered that the inorganic thin film layer satisfying the relationship represented by the formula (4) is easy to improve the bending resistance and the impact resistance because carbon is introduced while maintaining high denseness. Regarding the range of the peak intensity ratio I 4 / I 3 , the range of 0.70 ≦ I 4 / I 3 <1.00 is preferable, and 0.80 from the viewpoint of maintaining the balance between the compactness and the bending resistance of the inorganic thin film layer. The range of ≦ I 4 / I 3 <0.95 is more preferable.

無機薄膜層の厚さは、無機薄膜層を曲げた時に割れ難くするという観点から、5〜3000nmであることが好ましい。さらに、後述するように、グロー放電プラズマを用いて、プラズマCVD法により無機薄膜層を形成する場合には、基材を通して放電しつつ前記無機薄膜層を形成することから、10〜2000nmであることがより好ましく、100〜1000nmであることがさらに好ましい。 The thickness of the inorganic thin film layer is preferably 5 to 3000 nm from the viewpoint of making it difficult to crack when the inorganic thin film layer is bent. Further, as will be described later, when the inorganic thin film layer is formed by the plasma CVD method using glow discharge plasma, the inorganic thin film layer is formed while being discharged through the substrate, so that the thickness is 10 to 2000 nm. Is more preferable, and 100 to 1000 nm is even more preferable.

無機薄膜層は、好ましくは1.8g/cm以上の高い平均密度を有し得る。ここで、無機薄膜層の「平均密度」は、ラザフォード後方散乱法(Rutherford Backscattering Spectrometry:RBS)で求めた珪素の原子数、炭素の原子数、酸素の原子数と、水素前方散乱法(Hydrogen Forward scattering Spectrometry:HFS)で求めた水素の原子数とから測定範囲の無機薄膜層の重さを計算し、測定範囲の無機薄膜層の体積(イオンビームの照射面積と膜厚との積)で除することで求められる。無機薄膜層の平均密度が上記下限以上であると、緻密性が高く、微細な空隙やクラック等の欠陥を低減しやすい構造となるため好ましい。無機薄膜層が珪素原子、酸素原子、炭素原子及び水素原子からなる本発明の好ましい一態様において、無機薄膜層の平均密度が2.22g/cm未満であることが好ましい。 The inorganic thin film layer can preferably have a high average density of 1.8 g / cm 3 or more. Here, the "average density" of the inorganic thin film layer is the number of atoms of silicon, the number of atoms of carbon, the number of atoms of oxygen obtained by the Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS), and the hydrogen forward scattering method (Hydrogen Forward). The weight of the inorganic thin film layer in the measurement range is calculated from the number of atoms of hydrogen obtained by scattering spectroscopy (HFS), and divided by the volume of the inorganic thin film layer in the measurement range (the product of the ion beam irradiation area and the film thickness). It is required by doing. When the average density of the inorganic thin film layer is at least the above lower limit, the density is high and the structure is preferable because it is easy to reduce defects such as fine voids and cracks. In a preferred embodiment of the present invention in which the inorganic thin film layer is composed of a silicon atom, an oxygen atom, a carbon atom and a hydrogen atom, the average density of the inorganic thin film layer is preferably less than 2.22 g / cm 3.

無機薄膜層が少なくとも珪素原子(Si)、酸素原子(O)及び炭素原子(C)を含有する本発明の好ましい一態様において、該無機薄膜層の膜厚方向における該無機薄膜層表面からの距離と、各距離における珪素原子の原子比との関係を示す曲線を珪素分布曲線という。ここで、無機薄膜層表面とは、本発明のガスバリア性フィルムの表面となる面を指す。同様に、膜厚方向における該無機薄膜層表面からの距離と、各距離における酸素原子の原子比との関係を示す曲線を酸素分布曲線という。また、膜厚方向における該無機薄膜層表面からの距離と、各距離における炭素原子の原子比との関係を示す曲線を炭素分布曲線という。珪素原子の原子比、酸素原子の原子比及び炭素原子の原子比とは、無機薄膜層に含まれる珪素原子、酸素原子及び炭素原子の合計数に対するそれぞれの原子数の比率を意味する。 In a preferred embodiment of the present invention in which the inorganic thin film layer contains at least a silicon atom (Si), an oxygen atom (O) and a carbon atom (C), the distance from the surface of the inorganic thin film layer in the film thickness direction of the inorganic thin film layer. And the curve showing the relationship with the atomic ratio of silicon atoms at each distance is called a silicon distribution curve. Here, the surface of the inorganic thin film layer refers to the surface of the gas barrier film of the present invention. Similarly, a curve showing the relationship between the distance from the surface of the inorganic thin film layer in the film thickness direction and the atomic ratio of oxygen atoms at each distance is called an oxygen distribution curve. Further, a curve showing the relationship between the distance from the surface of the inorganic thin film layer in the film thickness direction and the atomic ratio of carbon atoms at each distance is called a carbon distribution curve. The atomic ratio of silicon atom, the atomic ratio of oxygen atom, and the atomic ratio of carbon atom mean the ratio of the number of atoms to the total number of silicon atom, oxygen atom, and carbon atom contained in the inorganic thin film layer.

屈曲によるガスバリア性の低下を抑制しやすい観点からは、前記無機薄膜層に含まれる珪素原子、酸素原子及び炭素原子の合計数に対する炭素原子の原子数比が、無機薄膜層の膜厚方向において連続的に変化することが好ましい。ここで、上記炭素原子の原子数比が、無機薄膜層の膜厚方向において連続的に変化するとは、例えば上記の炭素分布曲線において、炭素の原子比が不連続に変化する部分を含まないことを表す。 From the viewpoint of easily suppressing the deterioration of the gas barrier property due to bending, the atomic number ratio of carbon atoms to the total number of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms contained in the inorganic thin film layer is continuous in the film thickness direction of the inorganic thin film layer. It is preferable to change the target. Here, the fact that the atomic number ratio of carbon atoms changes continuously in the film thickness direction of the inorganic thin film layer does not include, for example, a portion of the carbon distribution curve in which the atomic ratio of carbon changes discontinuously. Represents.

前記無機薄膜層の珪素分布曲線、酸素分布曲線及び炭素分布曲線が、下記の条件(i)及び(ii)を満たすことが、フィルムの屈曲性及びバリア性の観点から好ましい。
(i)珪素の原子数比、酸素の原子数比及び炭素の原子数比が、前記無機薄膜層の膜厚方向における90%以上の領域において、式(5)で表される条件を満たす。
(酸素の原子数比)>(珪素の原子数比)>(炭素の原子数比) (5)(ii)前記炭素分布曲線が少なくとも1つの極値を有する。
It is preferable that the silicon distribution curve, oxygen distribution curve and carbon distribution curve of the inorganic thin film layer satisfy the following conditions (i) and (ii) from the viewpoint of film flexibility and barrier property.
(I) The condition represented by the formula (5) is satisfied in the region where the atomic number ratio of silicon, the atomic number ratio of oxygen and the atomic number ratio of carbon are 90% or more in the film thickness direction of the inorganic thin film layer.
(Atom ratio of oxygen)> (Atom ratio of silicon)> (Atom ratio of carbon) (5) (ii) The carbon distribution curve has at least one extreme value.

無機薄膜層の炭素分布曲線は、実質的に連続であることが好ましい。炭素分布曲線が実質的に連続とは、炭素分布曲線における炭素の原子比が不連続に変化する部分を含まないことである。具体的には、膜厚方向における前記薄膜層表面からの距離をx[nm]、炭素の原子比をCとしたときに、式(6)を満たすことが好ましい。
|dC/dx|≦0.01 (6)
The carbon distribution curve of the inorganic thin film layer is preferably substantially continuous. The fact that the carbon distribution curve is substantially continuous means that the carbon distribution curve does not include a portion where the atomic ratio of carbon changes discontinuously. Specifically, it is preferable to satisfy the formula (6) when the distance from the surface of the thin film layer in the film thickness direction is x [nm] and the atomic ratio of carbon is C.
| DC / dx | ≤0.01 (6)

また、無機薄膜層の炭素分布曲線は少なくとも1つの極値を有することが好ましい。ここでいう極値は、膜厚方向における無機薄膜層表面からの距離に対する各元素の原子比の極大値又は極小値である。極値は、膜厚方向における無機薄膜層表面からの距離を変化させたときに、元素の原子比が増加から減少に転じる点、又は元素の原子比が減少から増加に転じる点での原子比の値である。極値は、例えば、膜厚方向において複数の測定位置において、測定された原子比に基づいて求めることができる。原子比の測定位置は、膜厚方向の間隔が、例えば20nm以下に設定される。膜厚方向において極値を示す位置は、各測定位置での測定結果を含んだ離散的なデータ群について、例えば互いに異なる3以上の測定位置での測定結果を比較し、測定結果が増加から減少に転じる位置又は減少から増加に転じる位置を求めることによって得ることができる。極値を示す位置は、例えば、前記の離散的なデータ群から求めた近似曲線を微分することによって、得ることもできる。極値を示す位置から、原子比が単調増加又は単調減少する区間が例えば20nm以上である場合に、極値を示す位置から膜厚方向に20nmだけ移動した位置での原子比と、極値との差の絶対値は例えば0.03以上である。 Further, the carbon distribution curve of the inorganic thin film layer preferably has at least one extremum. The extreme value here is a maximum value or a minimum value of the atomic ratio of each element with respect to the distance from the surface of the inorganic thin film layer in the film thickness direction. The extreme value is the atomic ratio at the point where the atomic ratio of the element changes from increasing to decreasing or the atomic ratio of the element changes from decreasing to increasing when the distance from the surface of the inorganic thin film layer in the film thickness direction is changed. Is the value of. The extreme value can be obtained, for example, based on the measured atomic ratio at a plurality of measurement positions in the film thickness direction. The atomic ratio measurement position is set so that the interval in the film thickness direction is, for example, 20 nm or less. For the positions showing extreme values in the film thickness direction, for discrete data groups including the measurement results at each measurement position, for example, the measurement results at three or more different measurement positions are compared, and the measurement results increase or decrease. It can be obtained by finding the position where it turns to or the position where it turns from decrease to increase. The position showing the extremum can also be obtained, for example, by differentiating the approximate curve obtained from the above-mentioned discrete data group. When the section where the atomic ratio increases or decreases monotonically from the position showing the extreme value is, for example, 20 nm or more, the atomic ratio and the extreme value at the position moved by 20 nm in the film thickness direction from the position showing the extreme value. The absolute value of the difference is, for example, 0.03 or more.

前記のように炭素分布曲線が少なくとも1つの極値を有する条件を満たすように形成された無機薄膜層は、屈曲前のガス透過率に対する屈曲後のガス透過率の増加量が、前記条件を満たさない場合と比較して少なくなる。すなわち、前記条件を満たすことにより、屈曲によるガスバリア性の低下を抑制する効果が得られる。炭素分布曲線の極値の数が2つ以上になるように前記無機薄膜層を形成すると、炭素分布曲線の極値の数が1つである場合と比較して、前記の増加量が少なくなる。また、炭素分布曲線の極値の数が3つ以上になるように前記無機薄膜層を形成すると、炭素分布曲線の極値の数が2つである場合と比較して、前記の増加量が少なくなる。炭素分布曲線が2つ以上の極値を有する場合に、第1の極値を示す位置の膜厚方向における前記無機薄膜層表面からの距離と、第1の極値と隣接する第2の極値を示す位置の膜厚方向における前記無機薄膜層表面からの距離との差の絶対値が、1nm以上200nm以下の範囲内であることが好ましく、1nm以上100nm以下の範囲内であることがさらに好ましい。 In the inorganic thin film layer formed so as to satisfy the condition that the carbon distribution curve has at least one extremum as described above, the amount of increase in the gas permeability after bending with respect to the gas permeability before bending satisfies the above condition. It will be less than when it is not. That is, by satisfying the above conditions, the effect of suppressing the deterioration of the gas barrier property due to bending can be obtained. When the inorganic thin film layer is formed so that the number of extreme values of the carbon distribution curve is two or more, the amount of increase is smaller than that of the case where the number of extreme values of the carbon distribution curve is one. .. Further, when the inorganic thin film layer is formed so that the number of extreme values of the carbon distribution curve is three or more, the amount of increase is larger than that of the case where the number of extreme values of the carbon distribution curve is two. Less. When the carbon distribution curve has two or more extrema, the distance from the surface of the inorganic thin film layer in the film thickness direction at the position showing the first extremum and the second extremum adjacent to the first extremum. The absolute value of the difference from the distance from the surface of the inorganic thin film layer in the film thickness direction at the position indicating the value is preferably in the range of 1 nm or more and 200 nm or less, and further preferably in the range of 1 nm or more and 100 nm or less. preferable.

また、前記無機薄膜層の炭素分布曲線における炭素の原子比の最大値及び最小値の差の絶対値が0.01より大きいことが好ましい。前記条件を満たすように形成された無機薄膜層は、屈曲前のガス透過率に対する屈曲後のガス透過率の増加量が、前記条件を満たさない場合と比較して少なくなる。すなわち、前記条件を満たすことにより、屈曲によるガスバリア性の低下を抑制する効果が得られる。炭素の原子比の最大値及び最小値の差の絶対値が0.02以上であると前記の効果が高くなり、0.03以上であると前記の効果がさらに高くなる。 Further, it is preferable that the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the atomic ratio of carbon in the carbon distribution curve of the inorganic thin film layer is larger than 0.01. In the inorganic thin film layer formed so as to satisfy the above conditions, the amount of increase in the gas permeability after bending with respect to the gas permeability before bending is smaller than that in the case where the conditions are not satisfied. That is, by satisfying the above conditions, the effect of suppressing the deterioration of the gas barrier property due to bending can be obtained. When the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the atomic ratio of carbon is 0.02 or more, the above effect is high, and when it is 0.03 or more, the above effect is further high.

珪素分布曲線における珪素の原子比の最大値及び最小値の差の絶対値が低くなるほど、無機薄膜層のガスバリア性が向上する傾向がある。このような観点で、前記の絶対値は、0.05未満(5at%未満)であることが好ましく、0.04未満(4at%未満)であることがより好ましく、0.03未満(3at%未満)であることが特に好ましい。 The lower the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the atomic ratio of silicon in the silicon distribution curve, the better the gas barrier property of the inorganic thin film layer tends to be. From this point of view, the absolute value is preferably less than 0.05 (less than 5 at%), more preferably less than 0.04 (less than 4 at%), and less than 0.03 (3 at%). Less than) is particularly preferred.

また、酸素炭素分布曲線において、各距離における酸素原子の原子比及び炭素原子の原子比の合計を「合計原子比」としたときに、合計原子比の最大値及び最小値の差の絶対値が低くなるほど、前記無機薄膜層のガスバリア性が向上する傾向がある。このような観点で、前記の合計原子比は、0.05未満であることが好ましく、0.04未満であることがより好ましく、0.03未満であることが特に好ましい。 In addition, in the oxygen carbon distribution curve, when the sum of the atomic ratios of oxygen atoms and the atomic ratios of carbon atoms at each distance is taken as the "total atomic ratio", the absolute value of the difference between the maximum and minimum values of the total atomic ratio is The lower the value, the better the gas barrier property of the inorganic thin film layer tends to be. From this point of view, the total atomic ratio is preferably less than 0.05, more preferably less than 0.04, and particularly preferably less than 0.03.

前記無機薄膜層表面方向において、無機薄膜層を実質的に一様な組成にすると、無機薄膜層のガスバリア性を均一にするとともに向上させることができる。実質的に一様な組成であるとは、酸素分布曲線、炭素分布曲線及び酸素炭素分布曲線において、前記無機薄膜層表面の任意の2点で、それぞれの膜厚方向に存在する極値の数が同じであり、それぞれの炭素分布曲線における炭素の原子比の最大値及び最小値の差の絶対値が、互いに同じであるかもしくは0.05以内の差であることをいう。 When the inorganic thin film layer has a substantially uniform composition in the surface direction of the inorganic thin film layer, the gas barrier property of the inorganic thin film layer can be made uniform and improved. The substantially uniform composition means the number of extreme values existing in the film thickness direction at any two points on the surface of the inorganic thin film layer in the oxygen distribution curve, the carbon distribution curve, and the oxygen carbon distribution curve. Is the same, and the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the atomic ratio of carbon in each carbon distribution curve is the same as each other or the difference is within 0.05.

前記条件を満たすように形成された無機薄膜層は、例えば有機EL素子を用いたフレキシブル電子デバイスなどに要求されるガスバリア性を発現することができる。 The inorganic thin film layer formed so as to satisfy the above conditions can exhibit the gas barrier property required for, for example, a flexible electronic device using an organic EL element.

本発明のガスバリア性フィルムの加工方法としては、有機物からなる基材層と比較して硬い無機薄膜層にクラックを生じさせないように加工するという観点から、トムソン型打ち抜き機、スーパーカッター、クロスカッター、ギロチン切断、シアーカッター、ロータリーダイカッター、プレスカッターなどでの切断加工や各種レーザーを用いたアブレーションによる加工などが好ましい。さらに、加工した端面を切削加工することもできる。加工端面を切削加工するための方法としては、例えば、前記特許文献3(特開2001−54845号公報)に開示されるような、偏光板の外周端部を回転刃で切削する方法や、前記特許文献4(特開2003−220512号公報)に開示されるような、フライカット法にて連続的に偏光板の外周端部を切削する方法などが、本発明のガスバリア性フィルムの加工方法においても好ましく採用される。外周端面をこのような方法で切削加工することにより、切断端面に生じる、剥離及びひび割れからなる群から選択される少なくとも1つの欠陥の発生を抑制することができる。 The method for processing the gas barrier film of the present invention includes a Thomson type punching machine, a super cutter, and a cross cutter from the viewpoint of processing the inorganic thin film layer, which is harder than the base material layer made of an organic substance, so as not to cause cracks. Cutting with a guillotine cutting, shear cutter, rotary die cutter, press cutter, etc., or processing by ablation using various lasers is preferable. Further, the machined end face can be machined. Examples of the method for cutting the machined end face include a method of cutting the outer peripheral end portion of the polarizing plate with a rotary blade as disclosed in Patent Document 3 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-54445), and the above-mentioned method. In the method for processing a gas barrier film of the present invention, a method for continuously cutting the outer peripheral end portion of a polarizing plate by a fly-cut method as disclosed in Patent Document 4 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-220512) is used. Is also preferably adopted. By cutting the outer peripheral end face by such a method, it is possible to suppress the occurrence of at least one defect selected from the group consisting of peeling and cracking that occurs on the cut end face.

本発明のガスバリア性フィルムの加工時には、有機物からなる基材層と比較して硬い無機薄膜層にクラックを生じさせないように加工するという観点から、保護フィルムやOCAなどの粘着剤付きカバーフィルムが貼合されていても良い。特に、保護フィルムやOCAなどの粘着剤付きカバーフィルムとしては、フィルムの剛性の観点から、PETフィルムが好ましい。 When processing the gas barrier film of the present invention, a protective film or a cover film with an adhesive such as OCA is attached from the viewpoint of processing the inorganic thin film layer, which is harder than the base material layer made of an organic substance, so as not to cause cracks. It may be combined. In particular, as a protective film or a cover film with an adhesive such as OCA, a PET film is preferable from the viewpoint of film rigidity.

無機薄膜層が少なくとも珪素原子、酸素原子及び炭素原子を含有する本発明の好ましい一態様において、このような原子を含む無機材料の層は、緻密性を高めやすく、微細な空隙やクラック等の欠陥を低減しやすい観点から、化学気相成長法(CVD法)で形成されることが好ましく、中でも、グロー放電プラズマなどを用いたプラズマ化学気相成長法(PECVD法)で形成されることがより好ましい。 In a preferred embodiment of the present invention in which the inorganic thin film layer contains at least silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms, the layer of the inorganic material containing such atoms tends to increase the denseness and has defects such as fine voids and cracks. From the viewpoint of easy reduction, it is preferable to form the film by the chemical vapor deposition method (CVD method), and above all, it is more preferable to form the plasma by the plasma chemical vapor deposition method (PECVD method) using glow discharge plasma or the like. preferable.

化学気相成長法において使用する原料ガスの例は、珪素原子及び炭素原子を含有する有機ケイ素化合物である。このような有機ケイ素化合物の例は、ヘキサメチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、ビニルトリメチルシラン、メチルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラン、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、ジエチルシラン、プロピルシラン、フェニルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサンである。これらの有機ケイ素化合物の中でも、化合物の取り扱い性及び得られる無機薄膜層のガスバリア性等の特性の観点から、ヘキサメチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンが好ましい。原料ガスとして、これらの有機ケイ素化合物の1種を単独で使用してもよいし、2種以上を組合せて使用してもよい。 An example of a raw material gas used in the chemical vapor deposition method is an organosilicon compound containing a silicon atom and a carbon atom. Examples of such organic silicon compounds are hexamethyldisiloxane, 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, vinyltrimethylsilane, methyltrimethylsilane, hexamethyldisilane, methylsilane, dimethylsilane, trimethylsilane, diethylsilane. , Ppropylsilane, phenylsilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, octamethylcyclotetrasiloxane. Among these organosilicon compounds, hexamethyldisiloxane and 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane are preferable from the viewpoint of the handleability of the compound and the gas barrier property of the obtained inorganic thin film layer. As the raw material gas, one of these organosilicon compounds may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

また、上記原料ガスに対して、上記原料ガスと反応して酸化物、窒化物等の無機化合物を形成可能とする反応ガスを適宜選択して混合することができる。酸化物を形成するための反応ガスとしては、例えば、酸素、オゾンを用いることができる。また、窒化物を形成するための反応ガスとしては、例えば、窒素、アンモニアを用いることができる。これらの反応ガスは、1種を単独で又は2種以上を組合せて使用することができ、例えば酸窒化物を形成する場合には、酸化物を形成するための反応ガスと窒化物を形成するための反応ガスとを組合せて使用することができる。原料ガスと反応ガスの流量比は、成膜する無機材料の原子比に応じて適宜調節できる。
原料ガス及び反応ガスの流量比を調節することにより、前記C/Siの値を制御することができる。例えば、原料ガスとしてヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)を、反応ガスとして酸素をそれぞれ用いる場合は、HMDSO流量に対する酸素流量の比O/HMDSOを5〜25の範囲にすると、C/Siの値を前記した範囲に制御することができる。
Further, a reaction gas capable of reacting with the raw material gas to form an inorganic compound such as an oxide or a nitride can be appropriately selected and mixed with the raw material gas. As the reaction gas for forming the oxide, for example, oxygen or ozone can be used. Further, as the reaction gas for forming the nitride, for example, nitrogen or ammonia can be used. These reaction gases can be used alone or in combination of two or more. For example, in the case of forming an oxynitride, the reaction gas for forming an oxide and the nitride are formed. Can be used in combination with a reaction gas for. The flow rate ratio of the raw material gas and the reaction gas can be appropriately adjusted according to the atomic ratio of the inorganic material to be formed.
The C / Si value can be controlled by adjusting the flow rate ratio of the raw material gas and the reaction gas. For example, when hexamethyldisiloxane (HMDSO) is used as the raw material gas and oxygen is used as the reaction gas, the ratio of oxygen flow rate to HMDSO flow rate O 2 / HMDSO is set to the range of 5 to 25, and the C / Si value is set. It can be controlled within the above range.

上記原料ガスを真空チャンバー内に供給するために、必要に応じて、キャリアガスを用いてもよい。さらに、プラズマ放電を発生させるために、必要に応じて、放電用ガスを用いてもよい。このようなキャリアガス及び放電用ガスとしては、適宜公知のものを使用することができ、例えば、ヘリウム、アルゴン、ネオン、キセノン等の希ガス;水素を用いることができる。 If necessary, a carrier gas may be used to supply the raw material gas into the vacuum chamber. Further, in order to generate plasma discharge, a discharge gas may be used, if necessary. As such a carrier gas and a gas for discharge, known ones can be used as appropriate, and for example, a rare gas such as helium, argon, neon, or xenon; hydrogen can be used.

また、真空チャンバー内の圧力(真空度)は、原料ガスの種類等に応じて適宜調整することができるが、0.5〜50Paの範囲とすることが好ましい。 The pressure (degree of vacuum) in the vacuum chamber can be appropriately adjusted according to the type of raw material gas and the like, but is preferably in the range of 0.5 to 50 Pa.

図5は、ガスバリア性フィルムに含まれる無機薄膜層の製造に用いられる製造装置の一例を示す模式図であり、プラズマ化学気相成長法により無機薄膜層を形成する装置の模式図である。図5は、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。図5に示す製造装置は、送り出しロール6、巻き取りロール13、搬送ロール7、ガス供給管10、プラズマ発生用電源11、成膜ロール8及び9の内部にそれぞれ設置された磁場形成装置11及び12を有している。図5の装置において、成膜ロール11及び12は、電極も兼ねており、後述のロール状電極となっている。 FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a manufacturing apparatus used for manufacturing an inorganic thin film layer contained in a gas barrier film, and is a schematic diagram of an apparatus for forming an inorganic thin film layer by a plasma chemical vapor deposition method. In FIG. 5, the dimensions and ratios of the components are appropriately different in order to make the drawings easier to see. The manufacturing apparatus shown in FIG. 5 includes a delivery roll 6, a take-up roll 13, a transfer roll 7, a gas supply pipe 10, a plasma generation power supply 11, a magnetic field forming apparatus 11 installed inside the film forming rolls 8 and 9, respectively. Has twelve. In the apparatus of FIG. 5, the film-forming rolls 11 and 12 also serve as electrodes, and are roll-shaped electrodes described later.

製造装置の構成要素のうち、少なくとも成膜ロール、ガス供給管、磁場形成装置は、無機薄膜層を形成するときに、真空チャンバー(図示せず)内に配置される。この真空チャンバーは、真空ポンプ(図示せず)に接続される。真空チャンバーの内部の圧力は、真空ポンプの動作により調整される。 Among the components of the manufacturing apparatus, at least the film forming roll, the gas supply pipe, and the magnetic field forming apparatus are arranged in a vacuum chamber (not shown) when forming the inorganic thin film layer. This vacuum chamber is connected to a vacuum pump (not shown). The pressure inside the vacuum chamber is adjusted by the operation of the vacuum pump.

この装置を用いると、プラズマ発生用電源を制御することにより、2つの成膜ロールの間の空間に、ガス供給管から供給される成膜ガスの放電プラズマを発生させることができ、発生する放電プラズマを用いて連続的な成膜プロセスでプラズマCVD成膜を行うことができる。 By using this device, by controlling the power supply for plasma generation, it is possible to generate the discharge plasma of the film-forming gas supplied from the gas supply pipe in the space between the two film-forming rolls, and the generated discharge. Plasma CVD film formation can be performed by a continuous film formation process using plasma.

送り出しロールには、成膜前のフィルム14が巻き取られた状態で設置され、フィルムを長尺方向に巻き出しながら送り出しする。また、フィルムの端部側には巻取りロールが設けられ、成膜が行われた後のフィルムを牽引しながら巻き取り、ロール状に収容する。 The film 14 before film formation is installed on the delivery roll in a wound state, and the film is fed while being unwound in the long direction. Further, a take-up roll is provided on the end side of the film, and after the film is formed, the film is taken up while being towed and stored in a roll shape.

前記2つの成膜ロールは、平行に延在して対向配置されていることが好ましい。両ロールは導電性材料で形成され、それぞれ回転しながらフィルムを搬送する。2つの成膜ロールは、直径が同じものを用いることが好ましく、例えば、5cm以上100cm以下のものを用いることが好ましい。 It is preferable that the two film forming rolls extend in parallel and are arranged to face each other. Both rolls are made of a conductive material and carry the film while rotating. It is preferable to use two film forming rolls having the same diameter, and for example, it is preferable to use one having a diameter of 5 cm or more and 100 cm or less.

無機薄膜層は、形成する際に一対のロール状電極の表面にそれぞれ基材層を密接させながら搬送し、一対の電極間でプラズマを発生させて、原料をプラズマ中で分解させて可撓性基材上に無機薄膜層を形成させることが好ましい。前記の一対の電極は、磁束密度が電極及び可撓性基材表面で高くなるように電極内部に磁石が配置されることが好ましい。これにより、プラズマ発生時に電極及び可撓性基材上でプラズマが高密度に拘束される傾向にある。 When the inorganic thin film layer is formed, the base material layer is conveyed to the surface of the pair of roll-shaped electrodes while being in close contact with each other, plasma is generated between the pair of electrodes, and the raw material is decomposed in the plasma to be flexible. It is preferable to form an inorganic thin film layer on the substrate. In the pair of electrodes, magnets are preferably arranged inside the electrodes so that the magnetic flux density is high on the surfaces of the electrodes and the flexible base material. As a result, the plasma tends to be constrained at high density on the electrodes and the flexible substrate when the plasma is generated.

本発明のガスバリア性フィルムは、可撓性基材を少なくとも含む基材層を有する。可撓性基材は、無機薄膜槽を保持することができる可撓性の基材である。可撓性基材としては、樹脂成分として少なくとも1種の樹脂を含む樹脂フィルムを用いることができる。可撓性基材は透明な樹脂基材であることが好ましい。 The gas barrier film of the present invention has a base material layer containing at least a flexible base material. The flexible base material is a flexible base material capable of holding an inorganic thin film tank. As the flexible base material, a resin film containing at least one kind of resin as a resin component can be used. The flexible base material is preferably a transparent resin base material.

樹脂フィルムに用い得る樹脂としては、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(PEN)等のポリエステル樹脂;ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、環状ポリオレフィン等のポリオレフィン樹脂;ポリアミド樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリスチレン樹脂;ポリビニルアルコール樹脂;エチレン−酢酸ビニル共重合体のケン化物;ポリアクリロニトリル樹脂;アセタール樹脂;ポリイミド樹脂;ポリエーテルサルファイド(PES)が挙げられる。可撓性基材として、上記樹脂の1種を使用してもよいし、2種以上の樹脂を組み合せて使用してもよい。これらの中でも、透明性、耐熱性、線膨張性等の特性を高めやすい観点から、ポリエステル樹脂及びポリオレフィン樹脂からなる群から選択される樹脂を用いることが好ましく、PET、PEN及び環状ポリオレフィンからなる群から選択される樹脂を用いることがより好ましい。 Examples of the resin that can be used for the resin film include polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN); polyolefin resins such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), and cyclic polyolefins; polyamide resins; polycarbonate resins. Examples thereof include a polystyrene resin; a polyvinyl alcohol resin; a saponified product of an ethylene-vinyl acetate copolymer; a polyacrylonitrile resin; an acetal resin; a polyimide resin; and a polyether sulfide (PES). As the flexible base material, one of the above resins may be used, or two or more kinds of resins may be used in combination. Among these, from the viewpoint of easily enhancing properties such as transparency, heat resistance, and linear expandability, it is preferable to use a resin selected from the group consisting of polyester resin and polyolefin resin, and the group consisting of PET, PEN, and cyclic polyolefin. It is more preferable to use a resin selected from.

可撓性基材は、未延伸の樹脂基材であってもよいし、未延伸の樹脂基材を一軸延伸、テンター式逐次二軸延伸、テンター式同時二軸延伸、チューブラー式同時二軸延伸などの公知の方法により、樹脂基材の流れ方向(MD方向)、及び/又は、樹脂基材の流れ方向と直角方向(TD方向)に延伸した延伸樹脂基材であってもよい。可撓性基材は、上述した樹脂の層を2層以上積層した積層体であってもよい。 The flexible base material may be an unstretched resin base material, or the unstretched resin base material may be uniaxially stretched, tenter-type sequential biaxial stretching, tenter-type simultaneous biaxial stretching, or tubular simultaneous biaxial stretching. The stretched resin base material may be stretched in the flow direction (MD direction) of the resin base material and / or in the direction perpendicular to the flow direction of the resin base material (TD direction) by a known method such as stretching. The flexible base material may be a laminate in which two or more layers of the above-mentioned resin are laminated.

可撓性基材の厚みは、ガスバリア性フィルムを製造する際の安定性等を考慮して適宜設定してよいが、真空中における可撓性基材の搬送を容易にし易い観点から、5〜500μmであることが好ましい。さらに、上記プラズマCVD法により無機薄膜層を形成する場合、可撓性基材の厚みは10〜200μmであることがより好ましく、15〜100μmであることがさらに好ましい。ここで、可撓性基材の厚みは、ダイヤルゲージや干渉式厚み計により測定される。 The thickness of the flexible base material may be appropriately set in consideration of stability in manufacturing a gas barrier film, etc., but from the viewpoint of facilitating the transfer of the flexible base material in vacuum, 5 to 5 It is preferably 500 μm. Further, when the inorganic thin film layer is formed by the plasma CVD method, the thickness of the flexible substrate is more preferably 10 to 200 μm, further preferably 15 to 100 μm. Here, the thickness of the flexible base material is measured by a dial gauge or an interferometric thickness gauge.

可撓性基材は、λ/4位相差フィルム、λ/2位相差フィルムなどの、面内における直交2成分の屈折率が互いに異なる位相差フィルムであってもよい。位相差フィルムの材料としては、セルロース系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリサルフォン系樹脂、ポリエーテルサルフォン系樹脂、環状オレフィン系樹脂、液晶化合物の配向固化層などを例示することができる。中でもポリカーボネート系樹脂フィルムが、コスト的に安価で均一なフィルムが入手可能であるため好ましく用いられる。製膜方法としては、溶剤キャスト法やフィルムの残留応力を小さくできる精密押出法などを用いることができるが、均一性の点で溶剤キャスト法が好ましく用いられる。延伸方法は、特に制限なく、均一な光学特性が得られるロール間縦一軸延伸、テンター横一軸延伸などを適用できる。 The flexible substrate may be a retardation film such as a λ / 4 retardation film or a λ / 2 retardation film, in which the refractive indexes of the two orthogonal components in the plane are different from each other. As the material of the retardation film, orientation solidification of cellulose-based resin, polycarbonate-based resin, polyarylate-based resin, polyester-based resin, acrylic resin, polysulfone-based resin, polyether sulfone-based resin, cyclic olefin-based resin, and liquid crystal compound. An example can be a layer or the like. Among them, a polycarbonate-based resin film is preferably used because a uniform film can be obtained at a low cost. As the film forming method, a solvent casting method or a precision extrusion method capable of reducing the residual stress of the film can be used, but the solvent casting method is preferably used from the viewpoint of uniformity. The stretching method is not particularly limited, and vertical uniaxial stretching between rolls, tenter horizontal uniaxial stretching, etc., which can obtain uniform optical characteristics, can be applied.

可撓性基材がλ/4位相差フィルムである場合の波長550nmでの面内位相差Re(550)は、100〜180nmであることができ、好ましくは110〜170nmであり、さらに好ましくは120〜160nmである。 When the flexible substrate is a λ / 4 retardation film, the in-plane retardation Re (550) at a wavelength of 550 nm can be 100 to 180 nm, preferably 110 to 170 nm, and more preferably 110 to 170 nm. It is 120 to 160 nm.

可撓性基材がλ/2位相差フィルムである場合の波長550nmでの面内位相差Re(550)は、220〜320nmであることができ、好ましくは240〜300nmであり、さらに好ましくは250〜280nmである。 When the flexible substrate is a λ / 2 retardation film, the in-plane retardation Re (550) at a wavelength of 550 nm can be 220 to 320 nm, preferably 240 to 300 nm, and more preferably 240 nm. It is 250 to 280 nm.

可撓性基材が位相差フィルムである場合に、位相差値が測定光の波長に応じて大きくなる逆波長分散性を示してもよく、位相差値が測定光の波長に応じて小さくなる正の波長分散特性を示してもよく、位相差値が測定光の波長によってもほとんど変化しないフラットな波長分散特性を示してもよい。 When the flexible substrate is a retardation film, the retardation value may exhibit a reverse wavelength dispersibility that increases with the wavelength of the measurement light, and the retardation value decreases with the wavelength of the measurement light. It may show a positive wavelength dispersion characteristic, or may show a flat wavelength dispersion characteristic in which the phase difference value hardly changes depending on the wavelength of the measured light.

可撓性基材が逆波長分散性を示す位相差フィルムである場合、可撓性基材の波長λでの位相差をRe(λ)と表記したときに、可撓性基材は、Re(450)/Re(550)<1及びRe(650)/Re(550)>1を満たすことができる。 When the flexible base material is a retardation film exhibiting reverse wavelength dispersibility, the flexible base material is Re (λ) when the phase difference at the wavelength λ of the flexible base material is expressed as Re (λ). (450) / Re (550) <1 and Re (650) / Re (550)> 1 can be satisfied.

可撓性基材は、光を透過させたり吸収させたりすることができるという観点から、無色透明であることが好ましい。より具体的には、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。また、曇価(ヘイズ)が5%以下であることが好ましく、3%以下であることがより好ましく、1%以下であることがさらに好ましい。 The flexible substrate is preferably colorless and transparent from the viewpoint of being able to transmit and absorb light. More specifically, the total light transmittance is preferably 80% or more, and more preferably 85% or more. Further, the haze value is preferably 5% or less, more preferably 3% or less, and further preferably 1% or less.

可撓性基材は、有機デバイスやエネルギーデバイスの基材に使用することかできるという観点から、絶縁性であることが好ましく、電気抵抗率が10Ωcm以上であることが好ましい。 Flexible base material, from the viewpoint that it either be used on the substrate of the organic devices and energy devices, it is preferable that an insulating, electrical resistivity is preferably 10 6 [Omega] cm or more.

可撓性基材の表面には、無機薄膜層等との密着性の観点から、その表面を清浄するための表面活性処理を施してもよい。このような表面活性処理としては、例えば、コロナ処理、プラズマ処理、フレーム処理が挙げられる。 The surface of the flexible base material may be subjected to a surface activation treatment for cleaning the surface from the viewpoint of adhesion to the inorganic thin film layer or the like. Examples of such surface activation treatment include corona treatment, plasma treatment, and frame treatment.

本発明のガスバリア性フィルムにおいて、基材層は、無機薄膜層との密着性及び/又は平坦性を向上させること等を目的として、上記可撓性基材に加えて他の層を含んでいてもよい。また、本発明のガスバリア性フィルムは、基材層以外の部分に他の層を含んでいてもよい。上記他の層としては、易滑層、平坦化層、アンチブロッキング層等の有機層が挙げられる。上記有機層を以下において「有機層A」とも称する。有機層Aは基材層に含まれる可撓性基材の無機薄膜層側の表面に積層されていてもよいし、無機薄膜層側とは反対側の表面に積層されていてもよいし、可撓性基材の両面に積層されていてもよい。密着性及び水蒸気バリア性の観点から、基材層は、可撓性基材の無機薄膜層側の表面に積層された有機層Aを有することが好ましい。ここで、有機層Aは、平坦化層であることが好ましい。 In the gas barrier film of the present invention, the base material layer contains another layer in addition to the above-mentioned flexible base material for the purpose of improving adhesion and / or flatness with the inorganic thin film layer. May be good. Further, the gas barrier film of the present invention may contain a layer other than the base material layer. Examples of the other layers include organic layers such as an easy-slip layer, a flattening layer, and an anti-blocking layer. The organic layer is also referred to as "organic layer A" below. The organic layer A may be laminated on the surface of the flexible base material contained in the base material layer on the inorganic thin film layer side, or may be laminated on the surface opposite to the inorganic thin film layer side. It may be laminated on both sides of the flexible substrate. From the viewpoint of adhesion and water vapor barrier property, the base material layer preferably has an organic layer A laminated on the surface of the flexible base material on the side of the inorganic thin film layer. Here, the organic layer A is preferably a flattening layer.

有機層Aは、紫外線もしくは電子線硬化性樹脂等の光硬化性樹脂のモノマー及び/又はオリゴマーを含む樹脂組成物を可撓性基材上に塗布し、必要に応じて乾燥後、紫外線もしくは電子線の照射により硬化させて形成することができる。樹脂組成物は、必要に応じて、溶剤、光重合開始剤、熱重合開始剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤等の添加剤を含んでもよい。 For the organic layer A, a resin composition containing a monomer and / or an oligomer of a photocurable resin such as an ultraviolet ray or an electron beam curable resin is applied onto a flexible substrate, dried as necessary, and then ultraviolet rays or electrons. It can be formed by curing by irradiation with a line. The resin composition may contain additives such as a solvent, a photopolymerization initiator, a thermal polymerization initiator, an antioxidant, an ultraviolet absorber, and a plasticizer, if necessary.

塗布による方法の例としては、従来用いられる種々の塗布方法、例えば、スプレー塗布、スピン塗布、バーコート、カーテンコート、浸漬法、エアーナイフ法、スライド塗布、ホッパー塗布、リバースロール塗布、グラビア塗布、エクストリュージョン塗布等の方法が挙げられる。 Examples of coating methods include various conventionally used coating methods such as spray coating, spin coating, bar coating, curtain coating, dipping method, air knife method, slide coating, hopper coating, reverse roll coating, and gravure coating. Examples include methods such as extraction application.

平坦化層には、例えばアクリレート樹脂を用いることができる。前記アクリレート樹脂は、光硬化性樹脂であることが好ましい。光硬化性樹脂は、紫外線や電子線等により重合が開始し、硬化が進行する樹脂である。さらに、効果を損なわない程度に、アクリレート樹脂以外の樹脂を含んでもよい。具体的には、ポリエステル樹脂、イソシアネート樹脂、エチレンビニルアルコール樹脂、ビニル変性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素メラミン樹脂、スチレン樹脂及びアルキルチタネート等が挙げられ、これらを1又は2種以上併せて含んでもよい。また、平坦化層の乾燥条件や硬化条件を変更することで、表面の平坦性を改良し、易滑層やアンチブロッキング層として用いることもできる。 For the flattening layer, for example, an acrylate resin can be used. The acrylate resin is preferably a photocurable resin. The photocurable resin is a resin in which polymerization is started by ultraviolet rays, electron beams, or the like, and curing proceeds. Further, a resin other than the acrylate resin may be contained to the extent that the effect is not impaired. Specific examples thereof include polyester resin, isocyanate resin, ethylene vinyl alcohol resin, vinyl modified resin, epoxy resin, phenol resin, urea melamine resin, styrene resin, alkyl titanate and the like, and one or more of these are included together. But it may be. Further, by changing the drying conditions and the curing conditions of the flattening layer, the flatness of the surface can be improved and the flattening layer can be used as an easy-slip layer or an anti-blocking layer.

平坦化層としては、剛体振り子型物性試験機(例えばエー・アンド・デイ(株)製 RPT−3000W等)により前記平坦化層表面の弾性率の温度変化を評価した場合、前記平坦化層表面の弾性率が50%以上低下する温度が150℃以上であるものが好ましい。 As the flattening layer, when the temperature change of the elastic modulus of the flattening layer surface is evaluated by a rigid pendulum type physical property tester (for example, RPT-3000W manufactured by A & D Co., Ltd.), the flattening layer surface. It is preferable that the temperature at which the elastic modulus of the pendulum decreases by 50% or more is 150 ° C. or higher.

易滑層には、例えば無機粒子を含有する樹脂組成物を用いることができる。無機粒子としては、例えばシリカ、アルミナ、タルク、クレイ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化ジルコニウム等が挙げられる。 For the slippery layer, for example, a resin composition containing inorganic particles can be used. Examples of the inorganic particles include silica, alumina, talc, clay, calcium carbonate, magnesium carbonate, barium sulfate, aluminum hydroxide, titanium dioxide, zirconium oxide and the like.

アンチブロッキング層には、例えば無機粒子を含有する樹脂組成物を用いることができる。無機粒子としては、例えばシリカ、アルミナ、タルク、クレイ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化ジルコニウム等が挙げられる。 For the anti-blocking layer, for example, a resin composition containing inorganic particles can be used. Examples of the inorganic particles include silica, alumina, talc, clay, calcium carbonate, magnesium carbonate, barium sulfate, aluminum hydroxide, titanium dioxide, zirconium oxide and the like.

本発明のガスバリア性フィルムは、上記基材層及び無機薄膜層の他に、他の層を含んでいてもよい。他の層としては、例えば上記有機層Aが挙げられる。本発明のガスバリア性フィルムの基材層以外の部分に含まれ得る有機層Aを、以下において「有機層B」とも称する。有機層Bとしては、易滑層、平坦化層、アンチブロッキング層、マット剤層、保護層、帯電防止層、平滑化層、密着改良層、遮光層、反射防止層、ハードコート層、応力緩和層、防曇層、防汚層、被印刷層及び易接着層等が挙げられる。層の具体的な構成については、上記有機層Aについて記載した事項が有機層Bに同様にあてはまる。有機層Bは、例えば無機薄膜層の基材層とは反対側の表面に積層されていてよいし、無機薄膜層上に積層されていてもよい。本発明のガスバリア性フィルムは、水蒸気バリア性の観点から、無機薄膜層の基材層とは反対側の表面に有機層Bをさらに有することが好ましい。 The gas barrier film of the present invention may contain other layers in addition to the above-mentioned base material layer and inorganic thin film layer. Examples of the other layer include the organic layer A. The organic layer A that can be contained in a portion other than the base material layer of the gas barrier film of the present invention is also referred to as "organic layer B" below. Examples of the organic layer B include an easy-to-slip layer, a flattening layer, an anti-blocking layer, a matting agent layer, a protective layer, an antistatic layer, a smoothing layer, an adhesion improving layer, a light-shielding layer, an antireflection layer, a hard coat layer, and stress relaxation. Examples thereof include a layer, an antifogging layer, an antifouling layer, a layer to be printed, and an easy-adhesion layer. Regarding the specific structure of the layer, the matters described for the organic layer A also apply to the organic layer B. The organic layer B may be laminated on the surface of the inorganic thin film layer opposite to the base material layer, or may be laminated on the inorganic thin film layer, for example. From the viewpoint of water vapor barrier property, the gas barrier film of the present invention preferably further has an organic layer B on the surface of the inorganic thin film layer opposite to the base material layer.

有機層Bとしては、例えば上記において有機層Aについて記載した樹脂から構成される層や有機層Aについて記載した樹脂にそれぞれの機能を出すための添加剤が含有された層等が挙げられ、ガスバリア性フィルムの用途や用いられ方により適宜選択される。 Examples of the organic layer B include a layer composed of the resin described for the organic layer A and a layer containing an additive for exerting each function in the resin described for the organic layer A, and examples thereof include a gas barrier. It is appropriately selected depending on the intended use and usage of the sex film.

有機層Bを積層させる方法としては、例えば上記において有機層Aについて記載した方法が挙げられる。 Examples of the method for laminating the organic layer B include the method described for the organic layer A above.

さらに、有機層Bは、ポリシラザン等の無機ポリマーを含む組成物を用いて形成される層であってもよい。無機ポリマー層を形成することで、水蒸気の透過を高水準で防止することができるとともに、有機EL素子等の電子デバイスに適用した場合に、ダークスポットの発生を長期間に亘って抑制することができる。 Further, the organic layer B may be a layer formed by using a composition containing an inorganic polymer such as polysilazane. By forming the inorganic polymer layer, the permeation of water vapor can be prevented at a high level, and when applied to an electronic device such as an organic EL element, the generation of dark spots can be suppressed for a long period of time. can.

無機ポリマー層は、一回の塗布で所望の膜厚に調整することもできるし、複数回塗布し所望の膜厚に調整することもできる。複数回塗布する場合には、一回の塗布ごとに硬化処理を実施するほうが、硬化により発生するガスの拡散経路の確保やクラック等の欠陥を補う観点から効果的である。 The inorganic polymer layer can be adjusted to a desired film thickness by one coating, or can be applied multiple times to adjust to a desired film thickness. When the coating is applied a plurality of times, it is more effective to carry out the curing treatment for each coating from the viewpoint of securing the diffusion path of the gas generated by the curing and compensating for defects such as cracks.

無機ポリマー層は、無機薄膜層上に、ポリシラザン等の無機ポリマーを含む塗布液を塗布し、乾燥した後、形成した塗膜を硬化処理することにより形成することができる。塗布液としては、無機ポリマーを溶媒に溶解又は分散させたものを用いることができる。塗布液中の無機ポリマーの濃度は、無機ポリマー層の厚み及び塗布液のポットライフの要求に応じて適宜調整すればよいが、通常、0.2〜35質量%とされる。 The inorganic polymer layer can be formed by applying a coating liquid containing an inorganic polymer such as polysilazane on the inorganic thin film layer, drying the coating film, and then curing the formed coating film. As the coating liquid, one in which an inorganic polymer is dissolved or dispersed in a solvent can be used. The concentration of the inorganic polymer in the coating liquid may be appropriately adjusted according to the thickness of the inorganic polymer layer and the pot life of the coating liquid, but is usually 0.2 to 35% by mass.

無機ポリマーであるポリシラザンとしてより具体的には、パーヒドロポリシラザン(PHPS)、オルガノポリシラザン等が挙げられる。 More specific examples of the inorganic polymer polysilazane include perhydropolysilazane (PHPS) and organopolysilazane.

溶媒としては、使用する無機ポリマーと反応せず、無機ポリマーを溶解又は分散させるのに適切であり、且つ、無機薄膜層に悪影響のない溶媒を適宜選択して用いることができる。溶媒の例としては、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素等の炭化水素溶媒、ハロゲン化炭化水素溶媒、脂肪族エーテル、脂環式エーテル等のエーテル類が挙げられる。溶媒の例としてより具体的には、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン等の炭化水素、塩化メチレン、トリクロロエタン等のハロゲン炭化水素、ジブチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類等が挙げられる。これらの溶媒は、2種以上を混合して用いてもよい。 As the solvent, a solvent that does not react with the inorganic polymer to be used, is suitable for dissolving or dispersing the inorganic polymer, and does not adversely affect the inorganic thin film layer can be appropriately selected and used. Examples of the solvent include hydrocarbon solvents such as aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons, and ethers such as halogenated hydrocarbon solvents, aliphatic ethers and alicyclic ethers. More specific examples of the solvent include hydrocarbons such as pentane, hexane, cyclohexane, toluene and xylene, halogenated hydrocarbons such as methylene chloride and trichloroethane, and ethers such as dibutyl ether, dioxane and tetrahydrofuran. Two or more kinds of these solvents may be mixed and used.

無機ポリマーとしてポリシラザンを用いる場合、酸窒化ケイ素への変性を促進するため、塗布液にアミン触媒、Ptアセチルアセトナート等のPt化合物、プロピオン酸Pd等のPd化合物、Rhアセチルアセトナート等のRh化合物等の金属触媒を添加することもできる。 When polysilazane is used as the inorganic polymer, an amine catalyst, a Pt compound such as Pt acetylacetonate, a Pd compound such as propionic acid Pd, and a Rh compound such as Rh acetylacetonate are used in the coating liquid in order to promote the modification to silicon nitride. It is also possible to add a metal catalyst such as.

ポリシラザンに対する触媒の添加量は、塗布液全量を基準として0.1〜10質量%であることが好ましく、0.2〜5質量%であることがより好ましく、0.5〜2質量%であることが更に好ましい。触媒添加量を上記範囲内とすることにより、反応の急激な進行よる過剰なシラノール形成、膜密度の低下、膜欠陥の増大などを抑制することができる。 The amount of the catalyst added to polysilazane is preferably 0.1 to 10% by mass, more preferably 0.2 to 5% by mass, and 0.5 to 2% by mass based on the total amount of the coating liquid. Is even more preferable. By setting the amount of the catalyst added within the above range, it is possible to suppress excessive silanol formation, a decrease in film density, an increase in film defects, etc. due to the rapid progress of the reaction.

乾燥は、塗布液中の溶媒を除去できる条件で行えばよい。また、例えば、加熱したホットプレート上で塗布液の塗布及び乾燥を同時に行ってもよい。 Drying may be performed under conditions where the solvent in the coating liquid can be removed. Further, for example, the coating liquid may be applied and dried at the same time on a heated hot plate.

形成した塗膜の硬化処理方法としては、例えば、プラズマCVD法、イオン注入処理法、紫外線照射法、真空紫外線照射法、酸素プラズマ照射法、加熱処理法等、塗膜中の無機ポリマーを硬化することができる方法を用いることができる。これらの中でも、硬化処理方法としては、波長200nm以下の真空紫外光(VUV光)を塗膜に照射する方法を用いることが好ましい。また、真空紫外光を塗膜に照射する方法は、無機ポリマーとしてポリシラザンを用いた場合により好ましい。 Examples of the curing treatment method for the formed coating film include a plasma CVD method, an ion implantation treatment method, an ultraviolet irradiation method, a vacuum ultraviolet irradiation method, an oxygen plasma irradiation method, and a heat treatment method, in which an inorganic polymer in the coating film is cured. Any method that can be used can be used. Among these, as the curing treatment method, it is preferable to use a method of irradiating the coating film with vacuum ultraviolet light (VUV light) having a wavelength of 200 nm or less. Further, the method of irradiating the coating film with vacuum ultraviolet light is more preferable when polysilazane is used as the inorganic polymer.

ポリシラザンを含む塗膜の硬化処理方法として真空紫外線照射法を用いた場合、塗膜に真空紫外線を照射すると、ポリシラザンの少なくとも一部がSiOで表される酸窒化ケイ素へと改質される。ここで、ポリシラザンとして−(SiH−NH−)−で表される構造を有するパーヒドロポリシラザンを用いた場合、SiOへの改質の際にx>0となるためには酸素源が必要となるが、製造過程において塗膜中に取り込まれた酸素及び水分等が酸素源となる。 By utilizing vacuum ultraviolet irradiation method as hardening method of the coating film containing polysilazane, it is irradiated with vacuum ultraviolet rays to the coating film, at least a portion of the polysilazane is reformed into silicon oxynitride that denoted by SiO x N y To. Here, when perhydropolysilazane having a structure represented by − (SiH 2- NH-) n − is used as polysilazane, oxygen is required for x> 0 when reforming to SiO x N y. A source is required, but oxygen and water taken into the coating film during the manufacturing process serve as the oxygen source.

SiOの組成において、Si、O、Nの結合手の関係から、基本的には、x及びyは、2x+3y=4の範囲内となる。酸化が完全に進んだy=0の状態においては、塗膜中にシラノール基を含有するようになり、2<x<2.5の範囲となる場合もある。
なお、Siの酸化よりも窒化が進行することは通常考えにくいことから、yは基本的には1以下である。
In the composition of SiO x N y , x and y are basically in the range of 2x + 3y = 4 due to the relationship between the bonds of Si, O, and N. In the state of y = 0 where the oxidation is completely advanced, the silanol group is contained in the coating film, and the range may be in the range of 2 <x <2.5.
Since it is usually unlikely that nitriding will proceed more than the oxidation of Si, y is basically 1 or less.

真空紫外線の照射により、パーヒドロポリシラザンから酸窒化ケイ素が生じ、さらには酸化ケイ素が生じる反応機構は、以下のように考えられる。 The reaction mechanism in which silicon nitride is generated from perhydropolysilazane and silicon oxide is generated by irradiation with vacuum ultraviolet rays is considered as follows.

(1)脱水素、それに伴うSi−N結合の形成
パーヒドロポリシラザン中のSi−H結合及びN−H結合は、真空紫外線照射による励起等で比較的容易に切断され、不活性雰囲気下ではSi−Nとして再結合すると考えられる(Siの未結合手が形成される場合もある)。すなわち、パーヒドロポリシラザンは、酸化することなくSiN組成として硬化する。この場合は、ポリマー主鎖の切断は生じない。Si−H結合やN−H結合の切断は、触媒の存在や加熱によって促進される。切断されたHは、Hとして膜外に放出される。
(1) Dehydrogenation and accompanying formation of Si—N bonds The Si—H bonds and N—H bonds in perhydropolysilazane are relatively easily cleaved by excitation by vacuum ultraviolet irradiation or the like, and Si under an inert atmosphere. It is considered to recombine as −N (unbonded hands of Si may be formed). That is, perhydropolysilazane is cured as SiN y composition without oxidizing. In this case, cleavage of the polymer backbone does not occur. Cleavage of Si—H bonds and NH bonds is promoted by the presence of a catalyst and heating. Cut H is released into the epidural as H 2.

(2)加水分解及び脱水縮合によるSi−O−Si結合の形成
パーヒドロポリシラザン中のSi−N結合は水により加水分解され、ポリマー主鎖が切断されてSi−OHを形成する。二つのSi−OHが脱水縮合してSi−O−Si結合を形成して硬化する。これは大気中でも生じる反応であるが、不活性雰囲気下での真空紫外線照射中では、照射の熱によって樹脂基材からアウトガスとして生じる水蒸気が主な水分源となると考えられる。水分が過剰になると、脱水縮合しきれないSi−OHが残存し、SiO2.1〜SiO2.3の組成で示されるガスバリア性の低い硬化膜となる。
(2) Formation of Si—O—Si bond by hydrolysis and dehydration condensation The Si—N bond in perhydropolysilazane is hydrolyzed by water, and the polymer main chain is cleaved to form Si—OH. The two Si-OH are dehydrated and condensed to form a Si—O—Si bond and are cured. This is a reaction that occurs even in the atmosphere, but it is considered that water vapor generated as outgas from the resin substrate due to the heat of irradiation is the main water source during the irradiation of vacuum ultraviolet rays in an inert atmosphere. When the water content becomes excessive, Si—OH that cannot be completely dehydrated and condensed remains, resulting in a cured film having a low gas barrier property represented by the compositions of SiO 2.1 to SiO 2.3.

(3)一重項酸素による直接酸化、Si−O−Si結合の形成
真空紫外線照射中、雰囲気下に適当量の酸素が存在すると、酸化力の非常に強い一重項酸素が形成される。パーヒドロポリシラザン中のH及びNは、Oと置き換わってSi−O−Si結合を形成して硬化する。ポリマー主鎖の切断により結合の組み換えが生じる場合もあると考えられる。
(3) Direct oxidation by singlet oxygen, formation of Si—O—Si bond When an appropriate amount of oxygen is present in the atmosphere during vacuum ultraviolet irradiation, singlet oxygen with extremely strong oxidizing power is formed. H and N in perhydropolysilazane replace O to form Si—O—Si bonds and cure. Cleavage of the polymer backbone may result in bond recombination.

(4)真空紫外線照射及び励起によるSi−N結合切断を伴う酸化
真空紫外線のエネルギーは、パーヒドロポリシラザン中のSi−Nの結合エネルギーよりも高いため、Si−N結合は切断され、周囲に酸素、オゾン、水等の酸素源が存在すると、酸化されてSi−O−Si結合又はSi−O−N結合が生じると考えられる。ポリマー主鎖の切断により、結合の組み換えが生じる場合もあると考えられる。
(4) Oxidation with Si-N bond cleavage by vacuum ultraviolet irradiation and excitation Since the energy of vacuum ultraviolet is higher than the binding energy of Si-N in perhydropolysilazane, the Si-N bond is cleaved and oxygen is generated in the surroundings. In the presence of an oxygen source such as ozone or water, it is considered that it is oxidized to form a Si—O—Si bond or a Si—ON bond. Cleavage of the polymer backbone may result in bond recombination.

ポリシラザンを含有する塗膜に真空紫外線照射を施して得られた層の酸窒化ケイ素の組成の調整は、上述の(1)〜(4)の酸化機構を適宜組合せて酸化状態を制御することで行うことができる。 The composition of the silicon nitride in the layer obtained by irradiating the coating film containing polysilazane with vacuum ultraviolet rays is adjusted by appropriately combining the oxidation mechanisms of (1) to (4) described above to control the oxidation state. It can be carried out.

真空紫外線照射において、ポリシラザンを含有する塗膜が受ける塗膜面での真空紫外線の照度は、1〜100000mW/cmの範囲内であることが好ましく、30〜200mW/cmの範囲内であることがより好ましい。この照度が1mW/cm以上であれば、改質効率の低下の懸念がなく、100000mW/cm以下であれば、塗膜にアブレーションを生じることがなく、可撓性基材にダメージを与えないため好ましい。 In vacuum ultraviolet radiation, intensity of the vacuum ultraviolet rays in the coated surface of the coating film is subjected containing polysilazane is preferably in the range of 1~100000mW / cm 2, in the range of from 30~200mW / cm 2 Is more preferable. If the illuminance is 1 mW / cm 2 or more, there is no concern that the reforming efficiency will decrease, and if it is 100,000 mW / cm 2 or less, the coating film will not be ablated and the flexible substrate will be damaged. It is preferable because it does not exist.

真空紫外線照射において、ポリシラザンを含有する塗膜に照射される真空紫外線の積算光量(積算照射エネルギー量)は、無機ポリマー層の膜厚で規格化された以下の式において、1.0〜100mJ/cm/nmの範囲内であることが好ましく、1.5〜30mJ/cm/nmの範囲内であることがより好ましく、2.0〜20mJ/cm/nmの範囲であることがさらに好ましく、5.0〜20mJ/cm/nmの範囲であることがとりわけ好ましい。この規格化積算光量が1.0mJ/cm/nm以上であると、改質を充分に行うことができる。一方、この規格化積算光量が100mJ/cm/nm以下であると、過剰改質条件とはならず、無機ポリマー層へのクラック発生を防止することができる。所望の膜厚にするに当たり、複数回にわたって無機ポリマー層を硬化させる場合にも、各層に対して、上記規格化積算光量の範囲となることが好ましい。

Figure 0006983039
In vacuum ultraviolet irradiation, the integrated light amount (integrated irradiation energy amount) of the vacuum ultraviolet emitted to the coating film containing polysilazane is 1.0 to 100 mJ / in the following formula standardized by the film thickness of the inorganic polymer layer. preferably cm in the range of 2 / nm, more preferably in the range of 1.5~30mJ / cm 2 / nm, still in the range of 2.0~20mJ / cm 2 / nm It is preferably in the range of 5.0 to 20 mJ / cm 2 / nm, particularly preferably. When the standardized integrated light amount is 1.0 mJ / cm 2 / nm or more, the modification can be sufficiently performed. On the other hand, when the standardized integrated light amount is 100 mJ / cm 2 / nm or less, the over-modification condition does not occur and the generation of cracks in the inorganic polymer layer can be prevented. Even when the inorganic polymer layer is cured a plurality of times in order to obtain a desired film thickness, it is preferable that the amount of light is within the standardized integrated light amount for each layer.
Figure 0006983039

真空紫外光源としては、希ガスエキシマランプが好ましく用いられる。Xe、Kr、Ar、Neなどの希ガスの原子は、化学的に結合して分子を作らないため、不活性ガスと呼ばれる。 A noble gas excimer lamp is preferably used as the vacuum ultraviolet light source. Noble gas atoms such as Xe, Kr, Ar, and Ne are called inert gases because they do not chemically bond to form molecules.

しかし、放電などによりエネルギーを得た希ガスの励起原子は他の原子と結合して分子を作ることができる。希ガスがキセノンの場合には、
e+Xe→Xe
Xe+2Xe→Xe +Xe
Xe →Xe+Xe+hν(172nm)
となり、励起されたエキシマ分子であるXe が基底状態に遷移するときに、波長172nmのエキシマ光を発光する。
However, the excited atoms of the noble gas that gained energy by electric discharge or the like can be combined with other atoms to form molecules. If the noble gas is xenon
e + Xe → Xe *
Xe * + 2Xe → Xe 2 * + Xe
Xe 2 * → Xe + Xe + hν (172nm)
Then, when the excited excimer molecule Xe 2 * transitions to the ground state, it emits excimer light having a wavelength of 172 nm.

エキシマランプの特徴としては、放射が一つの波長に集中し、必要な光以外がほとんど放射されないので効率が高いことが挙げられる。また、余分な光が放射されないので、対象物の温度を低く保つことができる。さらには始動及び再始動に時間を要さないので、瞬時の点灯点滅が可能である。 One of the characteristics of excimer lamps is that they are highly efficient because the radiation is concentrated on one wavelength and almost no light other than the required light is emitted. In addition, since extra light is not emitted, the temperature of the object can be kept low. Furthermore, since it does not take time to start and restart, it is possible to turn on and blink instantly.

エキシマ光を得るには、誘電体バリア放電を用いる方法が知られている。誘電体バリア放電とは、両電極間に透明石英などの誘電体を介してガス空間を配し、電極に数10kHzの高周波高電圧を印加することによりガス空間に生じ、雷に似た非常に細いマイクロ・ディスチャージ(micro discharge)と呼ばれる放電であり、マイクロ・ディスチャージのストリーマが管壁(誘導体)に達すると誘電体表面に電荷が溜まるため、マイクロ・ディスチャージは消滅する。 A method using a dielectric barrier discharge is known to obtain excimer light. Dielectric barrier discharge occurs in the gas space by arranging a gas space between both electrodes via a dielectric such as transparent quartz and applying a high voltage of several tens of kHz to the electrodes, which is very similar to lightning. It is a discharge called a fine micro discharge, and when the streamer of the micro discharge reaches the tube wall (derivative), an electric charge is accumulated on the surface of the dielectric, so that the micro discharge disappears.

このマイクロ・ディスチャージが管壁全体に広がり、生成・消滅を繰り返している放電である。このため、肉眼でも確認できる光のチラツキを生じる。また、非常に温度の高いストリーマが局所的に直接管壁に達するため、管壁の劣化を早める可能性もある。 This micro discharge spreads over the entire tube wall and is a discharge that is repeatedly generated and extinguished. For this reason, light flicker that can be confirmed with the naked eye occurs. In addition, a streamer with a very high temperature reaches the pipe wall directly locally, which may accelerate the deterioration of the pipe wall.

効率よくエキシマ発光を得る方法としては、誘電体バリア放電以外に、無電極電界放電でも可能である。容量性結合による無電極電界放電で、別名RF放電とも呼ばれる。ランプと電極及びその配置は基本的には誘電体バリア放電と同じでよいが、両極間に印加される高周波は数MHzで点灯される。無電極電界放電はこのように空間的にまた時間的に一様な放電が得られるため、チラツキが無い長寿命のランプが得られる。 As a method for efficiently obtaining excimer light emission, an electrodeless electric field discharge is also possible in addition to the dielectric barrier discharge. Electrodeless electric field discharge due to capacitive coupling, also known as RF discharge. The lamp, the electrodes, and their arrangement may be basically the same as the dielectric barrier discharge, but the high frequency applied between the two electrodes is lit at several MHz. Since the electrodeless electric field discharge can obtain a uniform discharge spatially and temporally in this way, a long-life lamp without flicker can be obtained.

誘電体バリア放電の場合は、マイクロ・ディスチャージが電極間のみで生じるため、放電空間全体で放電を行わせるには外側の電極は外表面全体を覆い、且つ外部に光を取り出すために光を透過するものでなければならない。 In the case of dielectric barrier discharge, micro discharge occurs only between the electrodes, so the outer electrode covers the entire outer surface to allow discharge in the entire discharge space, and transmits light to extract light to the outside. Must be something to do.

このため、細い金属線を網状にした電極が用いられる。この電極は、光を遮らないようにできるだけ細い線が用いられるため、酸素雰囲気中では真空紫外光により発生するオゾンなどにより損傷しやすい。これを防ぐためには、ランプの周囲、すなわち照射装置内を窒素などの不活性ガスの雰囲気にし、合成石英の窓を設けて照射光を取り出す必要が生じる。合成石英の窓は高価な消耗品であるばかりでなく、光の損失も生じる。 Therefore, an electrode made of a thin metal wire in a mesh shape is used. Since this electrode uses as thin a wire as possible so as not to block light, it is easily damaged by ozone or the like generated by vacuum ultraviolet light in an oxygen atmosphere. In order to prevent this, it is necessary to create an atmosphere of an inert gas such as nitrogen around the lamp, that is, inside the irradiation device, and to provide a window of synthetic quartz to take out the irradiation light. Synthetic quartz windows are not only an expensive consumable item, but also cause light loss.

二重円筒型ランプは外径が25mm程度であるため、ランプ軸の直下とランプ側面では照射面までの距離の差が無視できず、照度に大きな差を生じる。したがって、仮にランプを密着して並べても、一様な照度分布が得られない。合成石英の窓を設けた照射装置にすれば、酸素雰囲気中の距離を一様にでき、一様な照度分布が得られる。 Since the double cylindrical lamp has an outer diameter of about 25 mm, the difference in the distance to the irradiation surface cannot be ignored between the area directly under the lamp shaft and the side surface of the lamp, which causes a large difference in illuminance. Therefore, even if the lamps are arranged in close contact with each other, a uniform illuminance distribution cannot be obtained. If the irradiation device is provided with a synthetic quartz window, the distance in the oxygen atmosphere can be made uniform, and a uniform illuminance distribution can be obtained.

無電極電界放電を用いた場合には、外部電極を網状にする必要は無い。ランプ外面の一部に外部電極を設けるだけでグロー放電は放電空間全体に広がる。外部電極には通常アルミのブロックで作られた光の反射板を兼ねた電極がランプ背面に使用される。しかし、ランプの外径は誘電体バリア放電の場合と同様に大きいため一様な照度分布にするためには合成石英が必要となる。 When electrodeless electric field discharge is used, it is not necessary to make the external electrodes into a mesh. Glow discharge spreads over the entire discharge space simply by providing an external electrode on a part of the outer surface of the lamp. As the external electrode, an electrode that also serves as a light reflector made of an aluminum block is usually used on the back of the lamp. However, since the outer diameter of the lamp is large as in the case of dielectric barrier discharge, synthetic quartz is required to obtain a uniform illuminance distribution.

細管エキシマランプの最大の特徴は、構造がシンプルなことにある。石英管の両端を閉じ、内部にエキシマ発光を行うためのガスを封入しているだけである。 The biggest feature of the thin tube excimer lamp is its simple structure. Both ends of the quartz tube are closed, and a gas for excimer emission is enclosed inside.

細管ランプの管の外径は6〜12mm程度で、あまり太いと始動に高い電圧が必要になる。 The outer diameter of the tube of the thin tube lamp is about 6 to 12 mm, and if it is too thick, a high voltage is required for starting.

放電の形態は、誘電体バリア放電及び無電極電界放電のいずれも使用できる。電極の形状は、ランプに接する面が平面であってもよいが、ランプの曲面に合わせた形状とすることにより、ランプをしっかり固定できるとともに、電極がランプに密着することで放電がより安定する。また、アルミで曲面を鏡面にすれば、光の反射板にもなる。 As the discharge form, either a dielectric barrier discharge or an electrodeless electric field discharge can be used. The shape of the electrode may be a flat surface in contact with the lamp, but by making the shape match the curved surface of the lamp, the lamp can be firmly fixed, and the electrode is in close contact with the lamp, so that the discharge is more stable. .. Moreover, if the curved surface is made a mirror surface with aluminum, it can also be used as a light reflector.

Xeエキシマランプは、波長の短い172nmの紫外線を単一波長で放射することから、発光効率に優れている。このエキシマ光は、酸素の吸収係数が大きいため、微量な酸素でラジカルな酸素原子種やオゾンを、高濃度で発生することができる。 The Xe excimer lamp has excellent luminous efficiency because it emits ultraviolet rays having a short wavelength of 172 nm at a single wavelength. Since this excimer light has a large oxygen absorption coefficient, it is possible to generate radical oxygen atom species and ozone at a high concentration with a small amount of oxygen.

また、波長の短い172nmの光のエネルギーは、有機物の結合を解離させる能力が高いことが知られている。この活性酸素やオゾンと、紫外線放射が持つ高いエネルギーによって、短時間でポリシラザン層の改質を実現することができる。 It is also known that the energy of light having a short wavelength of 172 nm has a high ability to dissociate the bonds of organic substances. The high energy of active oxygen, ozone, and ultraviolet radiation can be used to modify the polysilazane layer in a short time.

したがって、波長185nm、254nmの発する低圧水銀ランプやプラズマ洗浄と比べ、高スループットに伴うプロセス時間の短縮や設備面積の縮小、熱によるダメージを受けやすい有機材料やプラスチック基板などへの照射を可能としている。 Therefore, compared to low-pressure mercury lamps and plasma cleaning with wavelengths of 185 nm and 254 nm, it is possible to shorten the process time due to high throughput, reduce the equipment area, and irradiate organic materials and plastic substrates that are susceptible to heat damage. ..

エキシマランプは光の発生効率が高いため、低い電力の投入で点灯させることが可能である。また、光照射による温度上昇の要因となる長い波長の光は発せず、紫外線領域、すなわち、短い波長範囲でエネルギーを照射するため、照射対象物の表面温度の上昇が抑えられる特徴を持っている。このため、熱の影響を受けやすいとされるPETなどの可とう性フィルムを有する材料の改質処理に適している。 Since excimer lamps have high light generation efficiency, they can be turned on with low power input. In addition, it does not emit light with a long wavelength that causes the temperature to rise due to light irradiation, and irradiates energy in the ultraviolet region, that is, in a short wavelength range, so it has the characteristic that the rise in the surface temperature of the object to be irradiated is suppressed. .. Therefore, it is suitable for reforming a material having a flexible film such as PET, which is considered to be easily affected by heat.

真空紫外線は、酸素が存在すると、酸素による吸収があるため、紫外線照射工程での効率が低下しやすいことから、真空紫外線照射時は、可能な限り酸素濃度の低い状態で行うことが好ましい。すなわち、真空紫外線照射時の酸素濃度は、10〜100000体積ppmの範囲内とすることが好ましく、より好ましくは50〜50000体積ppmの範囲内であり、更に好ましくは100〜10000体積ppmの範囲内である。 Since vacuum ultraviolet rays are absorbed by oxygen in the presence of oxygen, the efficiency in the ultraviolet irradiation step tends to decrease. Therefore, it is preferable to perform vacuum ultraviolet irradiation in a state where the oxygen concentration is as low as possible. That is, the oxygen concentration during vacuum ultraviolet irradiation is preferably in the range of 10 to 100,000 volume ppm, more preferably in the range of 50 to 50,000 volume ppm, and further preferably in the range of 100 to 10,000 volume ppm. Is.

真空紫外線照射時に、照射環境を満たすガスとしては、乾燥した不活性ガスを用いることが好ましく、中でも、コストの観点から乾燥窒素ガスを用いることが好ましい。酸素濃度の調整は、照射環境内へ導入する酸素ガス、不活性ガスの流量を計測し、流量比を変えることで調整可能である。 When irradiating with vacuum ultraviolet rays, it is preferable to use a dry inert gas as the gas that satisfies the irradiation environment, and above all, it is preferable to use dry nitrogen gas from the viewpoint of cost. The oxygen concentration can be adjusted by measuring the flow rates of the oxygen gas and the inert gas introduced into the irradiation environment and changing the flow rate ratio.

本発明のガスバリア性フィルムにおいて、ガスバリア性フィルムの一方の表面と他方の表面との間の静止摩擦係数は、好ましくは0.30以上2.0以下である。 In the gas barrier film of the present invention, the coefficient of static friction between one surface of the gas barrier film and the other surface is preferably 0.30 or more and 2.0 or less.

静止摩擦係数は、上面及び下面を有するガスバリア性フィルムを2枚に分割し、1枚目のガスバリア性フィルムの上面と、2枚目のガスバリア性フィルムの下面とを接触させるようにして測定することができる。静止摩擦係数は、JIS P 8147の傾斜法に準拠し、温度23℃、湿度50RH%の環境下にて測定することができる。 The coefficient of static friction is measured by dividing a gas barrier film having an upper surface and a lower surface into two sheets and bringing the upper surface of the first gas barrier film into contact with the lower surface of the second gas barrier film. Can be done. The coefficient of static friction conforms to the inclination method of JIS P 8147 and can be measured in an environment of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50 RH%.

静止摩擦係数を調整するには、ガスバリア性フィルムの両面の表面粗さを調節すればよい。たとえば、無機薄膜層が基材層の一方面のみに設けられている場合には、無機薄膜層の露出面の表面粗さと、基材層の露出面の表面粗さとを調節すればよい。無機薄膜層が基材層の両方面に設けられている場合には、一方の無機薄膜層の露出面の表面粗さと、他方の無機薄膜層の露出面の表面粗さとを調節すればよい。ガスバリア性フィルムの少なくとも一方の面の表面粗さを大きくすると、表裏面間の静止摩擦係数は小さくなる傾向がある。 To adjust the coefficient of static friction, the surface roughness of both sides of the gas barrier film may be adjusted. For example, when the inorganic thin film layer is provided on only one surface of the base material layer, the surface roughness of the exposed surface of the inorganic thin film layer and the surface roughness of the exposed surface of the base material layer may be adjusted. When the inorganic thin film layer is provided on both surfaces of the base material layer, the surface roughness of the exposed surface of one inorganic thin film layer and the surface roughness of the exposed surface of the other inorganic thin film layer may be adjusted. Increasing the surface roughness of at least one surface of the gas barrier film tends to reduce the coefficient of static friction between the front and back surfaces.

無機薄膜層の表面粗さは、たとえば、無機薄膜層の成膜条件における真空チャンバー内の圧力(真空度)や成膜厚み等の条件や、無機成膜層の組成に応じて変更できる。また、無機薄膜層の表面粗さは、下地となる可撓性基材の表面粗さや、無機薄膜層と可撓性基材との間に配置される中間層の表面粗さを調節することによっても調節できる。 The surface roughness of the inorganic thin film layer can be changed, for example, according to the conditions such as the pressure (vacuum degree) in the vacuum chamber and the film thickness in the film forming conditions of the inorganic thin film layer, and the composition of the inorganic thin film layer. Further, the surface roughness of the inorganic thin film layer adjusts the surface roughness of the underlying flexible base material and the surface roughness of the intermediate layer arranged between the inorganic thin film layer and the flexible base material. Can also be adjusted by.

可撓性基材の表面粗さを調節するには、コロナ処理等の処理をすればよい。 In order to adjust the surface roughness of the flexible substrate, a treatment such as a corona treatment may be performed.

無機薄膜層の表面の算術平均粗さRaは、3nm以下であることができる。算術平均粗さRaは、ガスバリア性フィルムを粘着剤付きエポキシ板に貼りつけた後、その表面を白色干渉顕微鏡で観察することにより得ることができる。算術平均粗さRaとは、JIS B 0601:2001による算術平均粗さである。 The arithmetic average roughness Ra of the surface of the inorganic thin film layer can be 3 nm or less. The arithmetic mean roughness Ra can be obtained by attaching a gas barrier film to an epoxy plate with an adhesive and then observing the surface thereof with a white interference microscope. The arithmetic mean roughness Ra is the arithmetic average roughness according to JIS B 0601: 2001.

また、本実施形態にかかるガスバリア性フィルムにおいて、ガスバリア性フィルムから切り出した50mm四方の部分を当該部分の中央部が水平面に接するように載置したとき、水平面から反り上がった四隅までの距離の平均値が2mm以下である。 Further, in the gas barrier film according to the present embodiment, when a 50 mm square portion cut out from the gas barrier film is placed so that the central portion of the portion is in contact with the horizontal plane, the average distance from the horizontal plane to the four corners warped is average. The value is 2 mm or less.

この平均値は以下のようにして測定できる。まず、ガスバリア性フィルムを温度23℃、湿度50RH%の条件に48時間保持する。次に、当該ガスバリア性フィルムから50mm四方の部分を切り出してサンプルを得る。サンプルの中央部が水平面に接するようにサンプルを水平面上に載置して、水平面から4隅までの距離を合計4点得る。最後に、これら4点の平均値を得る。 This average value can be measured as follows. First, the gas barrier film is held at a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50 RH% for 48 hours. Next, a 50 mm square portion is cut out from the gas barrier film to obtain a sample. The sample is placed on the horizontal plane so that the central portion of the sample is in contact with the horizontal plane, and a total of 4 points are obtained from the horizontal plane to the four corners. Finally, the average value of these four points is obtained.

ガスバリア性フィルムの反りを低減して平面性を向上させるには、表裏面の各無機薄膜層の応力をバランスさせたり、片方の面の無機薄膜層とその下のコーティング層との応力をバランスさせたり、無機薄膜層自体の残留応力を低減したり、またこれらを組み合わせて両面の応力をバランスさせればよい。応力は、無機薄膜層形成時の成膜圧力、膜厚、コーティング層形成時の硬化収縮度合等により調整することができる。 In order to reduce the warp of the gas barrier film and improve the flatness, balance the stress of each inorganic thin film layer on the front and back surfaces, or balance the stress of the inorganic thin film layer on one side and the coating layer under it. Alternatively, the residual stress of the inorganic thin film layer itself may be reduced, or these may be combined to balance the stresses on both sides. The stress can be adjusted by the film forming pressure at the time of forming the inorganic thin film layer, the film thickness, the degree of curing shrinkage at the time of forming the coating layer, and the like.

本発明のガスバリア性フィルムの40℃90%RHにおける水蒸気透過度は、0.1g/m/day以下であることができ、0.001g/m/day以下であってもよい。水蒸気透過度は、ISO/WD 15106−7(Annex C)に準拠してCa腐食試験法で測定することができる。 The water vapor transmission rate of the gas barrier film of the present invention at 40 ° C. and 90% RH can be 0.1 g / m 2 / day or less, and may be 0.001 g / m 2 / day or less. Moisture vapor transmission rate can be measured by the Ca corrosion test method according to ISO / WD 15106-7 (Annex C).

本発明のガスバリア性フィルムの層構成は、上記基材層及び無機薄膜層を含む限り特に限定されない。本発明のガスバリア性フィルムが、有機層A及び/又は有機層Bを有する場合、1層の有機層A及び/又は1層の有機層Bを有してもよいし、2層以上の有機層A及び/又は2層以上の有機層Bを有してもよい。有機層Aを2層以上有する場合、同一の有機層Aを2層以上有してもよいし、2種以上の有機層Aを2層以上有してもよい。有機層Bについても同様である。また、有機層Aと有機層Bとが同一の層であってもよいし、互いに異なる層であってもよい。層構成の例としては、具体的には、可撓性基材/無機薄膜層(図1に示される構成)の2層構成であってもよいし、可撓性基材/有機層A/無機薄膜層(図2に示される構成)、無機薄膜層/可撓性基材/無機薄膜層などの3層構成であってもよいし、可撓性基材/有機層A/無機薄膜層/有機層B(図3に示される構成)、無機薄膜層/可撓性基材/有機層A/無機薄膜層などの4層構成であってもよいし、無機薄膜層/有機層A/可撓性基材/有機層A/無機薄膜層、有機層B/無機薄膜層/可撓性基材/有機層A/無機薄膜層/有機層B、有機層B/無機薄膜層/有機層A/可撓性基材/有機層A/無機薄膜層/有機層Bなどの5層以上の構成であってもよい。上記に記載した層以外に、さらなる層Cを有していてもよい。このような層Cとしては、例えば透明導電膜層やカラーフィルター層などが挙げられる。 The layer structure of the gas barrier film of the present invention is not particularly limited as long as it includes the base material layer and the inorganic thin film layer. When the gas barrier film of the present invention has an organic layer A and / or an organic layer B, it may have one organic layer A and / or one organic layer B, or two or more organic layers. It may have A and / or two or more organic layers B. When having two or more organic layers A, the same organic layer A may be provided in two or more layers, or two or more types of organic layers A may be provided in two or more layers. The same applies to the organic layer B. Further, the organic layer A and the organic layer B may be the same layer or may be different layers from each other. As an example of the layer structure, specifically, it may be a two-layer structure of a flexible base material / an inorganic thin film layer (a structure shown in FIG. 1), or a flexible base material / organic layer A /. It may have a three-layer structure such as an inorganic thin film layer (configuration shown in FIG. 2), an inorganic thin film layer / a flexible substrate / an inorganic thin film layer, or a flexible substrate / organic layer A / an inorganic thin film layer. It may have a four-layer structure such as / organic layer B (configuration shown in FIG. 3), inorganic thin film layer / flexible substrate / organic layer A / inorganic thin film layer, or inorganic thin film layer / organic layer A /. Flexible substrate / Organic layer A / Inorganic thin film layer, Organic layer B / Inorganic thin film layer / Flexible substrate / Organic layer A / Inorganic thin film layer / Organic layer B, Organic layer B / Inorganic thin film layer / Organic layer It may be composed of five or more layers such as A / flexible substrate / organic layer A / inorganic thin film layer / organic layer B. In addition to the layers described above, an additional layer C may be provided. Examples of such a layer C include a transparent conductive film layer and a color filter layer.

本発明のガスバリア性フィルムは、基材層及び無機薄膜層を別々に製造し貼り合わせる方法や、基材層上に無機薄膜層を形成させる方法などにより製造することができる。無機薄膜層の緻密性を高めやすく、微細な空隙やクラック等の欠陥を低減しやすい観点からは、上記のように、可撓性基材又は可撓性基材の表面に積層された有機層A上に、グロー放電プラズマを用いて、CVD法等の公知の真空成膜手法で前記薄膜層を形成させて製造することが好ましい。このようにして得た積層フィルムに、公知の方法でさらなる有機層Bを形成させてもよい。無機薄膜層は、連続的な成膜プロセスで形成させることが好ましく、例えば、長尺の基材を連続的に搬送しながら、その上に連続的に無機薄膜層を形成させることがより好ましい。具体的には、可撓性基材を送り出しロールから巻き取りロールへ搬送しながら無機薄膜層を形成させてよい。その後、送り出しロール及び巻き取りロールを反転させて、逆向きに基材を搬送させることで、さらに上から無機薄膜層を形成させてもよい。 The gas barrier film of the present invention can be produced by a method of separately producing and bonding a base material layer and an inorganic thin film layer, a method of forming an inorganic thin film layer on the base material layer, or the like. From the viewpoint of easily increasing the denseness of the inorganic thin film layer and easily reducing defects such as fine voids and cracks, the organic layer laminated on the surface of the flexible base material or the flexible base material as described above. It is preferable to form the thin film layer on A by a known vacuum film forming method such as a CVD method using a glow discharge plasma. A further organic layer B may be formed on the laminated film thus obtained by a known method. The inorganic thin film layer is preferably formed by a continuous film forming process, and more preferably, for example, the inorganic thin film layer is continuously formed on the long base material while being continuously conveyed. Specifically, the inorganic thin film layer may be formed while transporting the flexible base material from the delivery roll to the take-up roll. After that, the feed-out roll and the take-up roll may be inverted and the base material may be conveyed in the opposite direction to form an inorganic thin film layer from above.

本発明のガスバリア性フィルムは、特に高温高湿下での経時的なガスバリア性の低下が抑制された、ガスバリア性に優れたフィルムである。本発明のガスバリア性フィルムは、ガスバリア性を必要とする、食品、工業用品、医薬品などの包装用途として用いることができる。また、本発明は、本発明のガスバリア性フィルムを有するフレキシブル電子デバイスも提供する。本発明のガスバリア性フィルムは、より高いガスバリア性が要求される液晶表示素子、太陽電池及び有機ELディスプレイ等のフレキシブル電子デバイス(例えばフレキシブルディスプレイ)のフレキシブル基板としても用いることができる。本発明のガスバリア性フィルムを電子デバイスのフレキシブル基板として用いる場合、本発明のガスバリア性フィルム上に直接素子を形成してもよいし、また別の基板上に素子を形成させた後で、本発明のガスバリア性フィルムを上から重ね合せてもよい。 The gas barrier film of the present invention is a film having excellent gas barrier properties, in which deterioration of gas barrier properties over time is suppressed, especially under high temperature and high humidity. The gas barrier film of the present invention can be used for packaging foods, industrial products, pharmaceuticals and the like, which require gas barrier properties. The present invention also provides a flexible electronic device having the gas barrier film of the present invention. The gas barrier film of the present invention can also be used as a flexible substrate for a flexible electronic device (for example, a flexible display) such as a liquid crystal display element, a solar cell, and an organic EL display, which require higher gas barrier properties. When the gas barrier film of the present invention is used as a flexible substrate for an electronic device, the element may be formed directly on the gas barrier film of the present invention, or after the element is formed on another substrate, the present invention may be formed. The gas barrier film of the above may be overlapped from above.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

〔膜厚〕
可撓性基材上に無機薄膜層、有機層Aを形成し、(株)小坂研究所製サーフコーダET200を用いて、無成膜部と成膜部の段差測定を行い、各層の膜厚(T)を求めた。
[Film thickness]
An inorganic thin film layer and an organic layer A are formed on a flexible substrate, and a step difference between a non-deposited portion and a film-formed portion is measured using a surf coder ET200 manufactured by Kosaka Laboratory Co., Ltd., and the film thickness of each layer is measured. (T) was requested.

〔無機薄膜層表面のX線光電子分光測定〕
ガスバリア性フィルムの無機薄膜層表面の原子数比は、X線光電子分光法(アルバック・ファイ(株)製、QuanteraSXM)によって測定した。X線源としてはAlKα線(1486.6eV、X線スポット100μm)を用い、また、測定時の帯電補正のために、中和電子銃(1eV)、低速Arイオン銃(10V)を使用した。測定後の解析は、MultiPak V6.1A(アルバック・ファイ(株))を用いてスペクトル解析を行い、測定したワイドスキャンスペクトルから得られるSiの2p、Oの1s、Nの1s及びCの1sそれぞれのバインディングエネルギーに相当するピークを用いて、Siに対するCの表面原子数比を算出した。表面原子数比としては、5回測定した値の平均値を採用した。
[X-ray photoelectron spectroscopy measurement of the surface of the inorganic thin film layer]
The atomic number ratio of the surface of the inorganic thin film layer of the gas barrier film was measured by X-ray photoelectron spectroscopy (QuantaraSXM, manufactured by ULVAC-PHI, Inc.). An AlKα ray (1486.6 eV, X-ray spot 100 μm) was used as the X-ray source, and a neutralizing electron gun (1 eV) and a low-speed Ar ion gun (10 V) were used for charge correction at the time of measurement. For post-measurement analysis, spectral analysis was performed using MultiPak V6.1A (ULVAC-PHI, Inc.), and Si 2p, O 1s, N 1s and C 1s obtained from the measured wide scan spectrum, respectively. The surface atomic number ratio of C to Si was calculated using the peak corresponding to the binding energy of. As the surface atomic number ratio, the average value of the values measured five times was adopted.

〔無機薄膜層表面の赤外分光測定(ATR法)〕
ガスバリア性フィルムの無機薄膜層表面の赤外分光測定は、プリズムにゲルマニウム結晶を用いたATRアタッチメント(PIKE MIRacle)を備えたフーリエ変換型赤外分光光度計(日本分光(株)製、FT/IR−460Plus)によって測定した。
[Infrared spectroscopy of the surface of the inorganic thin film layer (ATR method)]
Infrared spectroscopy of the surface of the inorganic thin film layer of the gas barrier film is performed by a Fourier transform infrared spectrophotometer (FT / IR, manufactured by Nippon Spectroscopy Co., Ltd.) equipped with an ATR attachment (PIKE MIRacle) that uses germanium crystals for the prism. -Measured by 460Plus).

〔ガスバリア性フィルムの光学特性〕
ガスバリア性フィルムの全光線透過率は、スガ試験機(株)製の直読ヘーズコンピュータ(型式HGM−2DP)によって測定した。サンプルがない状態でバックグランド測定を行った後、ガスバリア性フィルムをサンプルホルダーにセットして測定を行い、全光線透過率を求めた。
[Optical characteristics of gas barrier film]
The total light transmittance of the gas barrier film was measured by a direct reading haze computer (model HGM-2DP) manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd. After performing background measurement without a sample, a gas barrier film was set in the sample holder and measurement was performed to determine the total light transmittance.

〔ガスバリア性〕
ガスバリア性は、温度40℃、湿度90%RHの条件において、ISO/WD 15106−7(Annex C)に準拠してCa腐食試験法で測定し、ガスバリア性フィルムの水蒸気透過度を求めた。
[Gas barrier property]
The gas barrier property was measured by the Ca corrosion test method in accordance with ISO / WD 15106-7 (Annex C) under the conditions of a temperature of 40 ° C. and a humidity of 90% RH, and the water vapor transmission rate of the gas barrier property film was determined.

〔無機薄膜層の製造方法〕
図5に示す製造装置を用いて基材層に無機薄膜層を積層させた。具体的には、図5に示すように、場合により有機層Aを有する樹脂フィルム基材を送り出しロ−ル6に装着し、成膜ロール8と成膜ロール9との間に磁場を印加すると共に、成膜ロール8と成膜ロール9にそれぞれ電力を供給して、成膜ロール8と成膜ロール9との間で放電によりプラズマを発生させ、このような放電領域に、成膜ガス(原料ガスとしてのヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)と反応ガスとしての酸素ガス(放電ガスとしても機能する)の混合ガス)を供給して、下記成膜条件にてプラズマCVD法による薄膜形成を行い、基材層に無機薄膜層を積層させた。
〈成膜条件1〉
原料ガスの供給量:50sccm(Standard Cubic Centimeter per Minute)
酸素ガスの供給量:500sccm
真空チャンバー内の真空度:1Pa
プラズマ発生用電源からの印加電力:0.4kW
プラズマ発生用電源の周波数:70kHz
フィルムの搬送速度;3.0m/min
パス回数:28回
[Manufacturing method of inorganic thin film layer]
An inorganic thin film layer was laminated on the base material layer using the manufacturing apparatus shown in FIG. Specifically, as shown in FIG. 5, in some cases, a resin film base material having an organic layer A is attached to a delivery roll 6, and a magnetic field is applied between the film forming roll 8 and the film forming roll 9. At the same time, power is supplied to the film forming roll 8 and the film forming roll 9, respectively, and plasma is generated by discharge between the film forming roll 8 and the film forming roll 9, and the film forming gas (deposition gas) is generated in such a discharge region. A mixed gas of hexamethyldisiloxane (HMDSO) as a raw material gas and oxygen gas (which also functions as a discharge gas) as a reaction gas) is supplied, and a thin film is formed by the plasma CVD method under the following film forming conditions. An inorganic thin film layer was laminated on the base material layer.
<Film formation condition 1>
Supply amount of raw material gas: 50 sccm (Standard Cubic Centimeter per Minute)
Oxygen gas supply: 500 sccm
Vacuum degree in vacuum chamber: 1Pa
Power applied from the plasma generation power supply: 0.4 kW
Frequency of power supply for plasma generation: 70kHz
Film transport speed; 3.0 m / min
Number of passes: 28 times

〔基材層と無機薄膜層との密着性〕
密着性の測定は、ASTM D3359に従い行った。具体的には、清浄なガラス基板上に無機薄膜層がガラス基板とは反対面側となる様にガスバリア性フィルムを設置し、カッターガイドとカッターナイフを用いて、無機薄膜層に基材に達する6本×6本(25マス)の切り傷をつける。切り傷による格子部(クロスカット部)にテープ(ニチバン(株)製、セロテープ、CT−12M)を格子部+20mmの範囲にわたり気泡等が入らない様、平らに貼り付ける。貼り付けたテープを60°の角度で0.5〜1秒の間に剥がし、格子部の状態を顕微鏡(例えば、(株)ハイロックス製、DIGITAL MICROSCOPE KH7700)を用いて観察し、密着性の度合いを次の評価基準に従い評価した。
(密着性の評価基準)
0B:クロスカット部に剥離が生じた面積率 65%以上
1B:クロスカット部に剥離が生じた面積率 35%〜65%
2B:クロスカット部に剥離が生じた面積率 15%〜35%
3B:クロスカット部に剥離が生じた面積率 5%〜15%
4B:クロスカット部に剥離が生じた面積率 5%以下
5B:クロスカット部に剥離が生じた面積率 0%
[Adhesion between the base material layer and the inorganic thin film layer]
Adhesion was measured according to ASTM D3359. Specifically, a gas barrier film is placed on a clean glass substrate so that the inorganic thin film layer is on the opposite side of the glass substrate, and a cutter guide and a cutter knife are used to reach the base material on the inorganic thin film layer. Make 6 x 6 (25 squares) cuts. A tape (manufactured by Nichiban Co., Ltd., cellophane tape, CT-12M) is attached flatly to the grid portion (cross cut portion) due to the cut so that air bubbles do not enter over the grid portion + 20 mm. The attached tape is peeled off at an angle of 60 ° in 0.5 to 1 second, and the state of the grid portion is observed using a microscope (for example, DIGITAL MICROSCOPE KH7700 manufactured by Hirox Co., Ltd.) to obtain adhesion. The degree was evaluated according to the following evaluation criteria.
(Evaluation criteria for adhesion)
0B: Area ratio where peeling occurred in the cross-cut part 65% or more 1B: Area ratio where peeling occurred in the cross-cut part 35% to 65%
2B: Area ratio where peeling occurred in the cross-cut part 15% to 35%
3B: Area ratio where peeling occurred in the cross-cut part 5% to 15%
4B: Area ratio where peeling occurred in the cross-cut part 5% or less 5B: Area ratio where peeling occurred in the cross-cut part 0%

〔湿熱耐久時間〕
恒温恒湿器(東京理科機械(株)製、KCL−2000W型)を用いて85℃、85%RHの条件で耐久性評価を実施した。測定は、24時間、48時間、72時間、96時間、192時間、312時間、504時間、768時間、1008時間の頻度で行い、断面観察において200μm以上の剥離・ひび割れが観察された時間を湿熱耐久の限界時間と定め、その直前の観察時間を湿熱耐久時間とした。上記200μm以上の剥離・ひび割れが観察されるまでの時間が長いほど、高温高湿条件下での経時的な耐久性が高く、経時的なガスバリア性の低下の抑制効果が高いといえる。
[Moist heat endurance time]
Durability was evaluated using a constant temperature and humidity controller (KCL-2000W type manufactured by Tokyo University of Science, Inc.) under the conditions of 85 ° C. and 85% RH. The measurement was performed at a frequency of 24 hours, 48 hours, 72 hours, 96 hours, 192 hours, 312 hours, 504 hours, 768 hours, and 1008 hours, and the time when peeling / cracking of 200 μm or more was observed in the cross-sectional observation was moist heat. The endurance limit time was set, and the observation time immediately before that was set as the moist heat endurance time. It can be said that the longer it takes for the peeling / cracking of 200 μm or more to be observed, the higher the durability over time under high temperature and high humidity conditions, and the higher the effect of suppressing the deterioration of the gas barrier property over time.

〔欠陥の評価〕
無機薄膜層における剥離・ひび割れの存在領域、及び、高温高湿条件下で保管後の無機薄膜層における剥離・ひび割れの存在領域を観察・測定するために、顕微鏡((株)ハイロックス製、DIGITAL MICROSCOPE KH7700)を用いて210倍の倍率で切断端面を観察した。剥離・ひび割れの長さは、切断した試料の全切断端面について、切断端面から法線方向(断面に垂直)に最大距離となる剥離・ひび割れの長さを欠陥の存在領域の長さとして用いた。
[Evaluation of defects]
In order to observe and measure the region where peeling / cracks exist in the inorganic thin film layer and the region where peeling / cracks exist in the inorganic thin film layer after storage under high temperature and high humidity conditions, a microscope (manufactured by Hirox Co., Ltd., DIGITAL) The cut end face was observed at a magnification of 210 times using MICROSCOPE KH7700). For the length of peeling / cracking, the length of peeling / cracking, which is the maximum distance from the cut end face in the normal direction (perpendicular to the cross section), was used as the length of the region where the defect exists for all the cut end faces of the cut sample. ..

〔実施例1〕
可撓性基材であるシクロオレフィンポリマーフィルム(COPフィルム、厚み:50μm、幅:350mm、日本ゼオン(株)製、商品名「ゼオノア(登録商標)フィルム、ZF−16」)の片面にコロナ処理を施した後、コーティング剤1(トーヨーケム(株)製、リオデュラス(登録商標) TYAB500LC3NS、粒子入り)をグラビアコーティング法にて塗布し、100℃で3分乾燥させた後、高圧水銀ランプを用いて、積算光量500mJ/cmの条件で紫外線照射し、厚み1.5μmの有機層A1(易滑層)を積層させた。次いで、COPフィルムのもう一方の面にコロナ処理を施した後、コーティング剤2(東亜合成(株)製、アロニックス(登録商標) UV3701)をグラビアコーティング法にて塗布し、100℃で3分乾燥させた後、高圧水銀ランプを用いて、積算光量500mJ/cmの条件で紫外線照射し、厚み1.8μmの有機層A2(平坦化層)を積層させて、基材層となる積層フィルムを得た。このようにして得た積層フィルムの有機層A2側の表面に、上記無機薄膜層の製造方法に従い、無機薄膜層を積層させた。次いで、無機薄膜層を積層させたフィルムに保護フィルム((株)サンエー化研製、NSA−35H、PET50μm)を両面に貼合後、(株)ダンベル製、スーパーストレートカッターを用いて50mm×50mm□の大きさに打ち抜き加工し、ガスバリア性フィルム1を得た。得られた試験片について湿熱耐久時間の測定を行ったところ、保管後768時間の断面観察において、200μm以上の剥離・ひび割れが観察された。
[Example 1]
One side of a cycloolefin polymer film (COP film, thickness: 50 μm, width: 350 mm, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., trade name “Zeonoa (registered trademark) film, ZF-16”), which is a flexible substrate, is treated with corona. Then, coating agent 1 (manufactured by Toyochem Co., Ltd., Rio Duras (registered trademark) TYAB500LC3NS, containing particles) was applied by a gravure coating method, dried at 100 ° C. for 3 minutes, and then used with a high-pressure mercury lamp. The organic layer A1 (easy-slip layer) having a thickness of 1.5 μm was laminated by irradiating with ultraviolet rays under the condition of an integrated light amount of 500 mJ / cm 2. Next, after corona treatment is applied to the other surface of the COP film, coating agent 2 (Aronix (registered trademark) UV3701 manufactured by Toagosei Co., Ltd.) is applied by a gravure coating method and dried at 100 ° C. for 3 minutes. Then, using a high-pressure mercury lamp , ultraviolet rays are irradiated under the condition of an integrated light amount of 500 mJ / cm 2 , and an organic layer A2 (flattening layer) having a thickness of 1.8 μm is laminated to form a laminated film as a base material layer. Obtained. An inorganic thin film layer was laminated on the surface of the laminated film thus obtained on the organic layer A2 side according to the above-mentioned method for producing an inorganic thin film layer. Next, a protective film (manufactured by Sanei Kaken Co., Ltd., NSA-35H, PET 50 μm) was attached to both sides of the film on which the inorganic thin film layer was laminated, and then 50 mm × 50 mm □ manufactured by Danberu Co., Ltd. using a super straight cutter. The gas barrier film 1 was obtained by punching to the size of. When the wet and heat endurance time was measured for the obtained test piece, peeling and cracking of 200 μm or more were observed in the cross-sectional observation for 768 hours after storage.

得られたガスバリア性フィルムは、無機薄膜層の膜厚方向における90%以上の領域において、原子数比が大きい方から酸素、珪素及び炭素の順となっており、また膜厚方向の炭素分布曲線の極値を100以上有し、さらに炭素分布曲線における炭素の原子数比の最大値及び最小値の差の絶対値が5%以上であった。 The obtained gas barrier film has oxygen, silicon, and carbon in the order of oxygen, silicon, and carbon in the region of 90% or more in the film thickness direction of the inorganic thin film layer from the one having the largest atomic number ratio, and the carbon distribution curve in the film thickness direction. The absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the atomic number ratio of carbon in the carbon distribution curve was 5% or more.

また、XPSデプスプロファイル測定を行い、得られた珪素原子、酸素原子及び炭素原子の分布曲線から、それぞれの原子の厚み方向における平均原子濃度を求めた後、平均原子数比C/Si及びO/Siを算出した結果、平均原子数比C/Si=0.30、O/Si=1.73であった。また、無機薄膜層に含まれる珪素原子、酸素原子及び炭素原子の合計数に対する炭素原子の原子数比は、無機薄膜層の膜厚方向において連続的に変化していた。
<XPSデプスプロファイル測定>
エッチングイオン種:アルゴン(Ar
エッチングレート(SiO熱酸化膜換算値):0.027nm/sec
スパッタ時間:0.5min
X線光電子分光装置:アルバック・ファイ(株)製、機種名「Quantera SXM」
照射X線:単結晶分光AlKα(1486.6eV)
X線のスポット及びそのサイズ:100μm
検出器:Pass Energy 69eV,Step size 0.125eV
帯電補正:中和電子銃(1eV)、低速Arイオン銃(10V)
In addition, XPS depth profile measurement is performed, and the average atomic concentration in the thickness direction of each atom is obtained from the obtained distribution curves of silicon atom, oxygen atom and carbon atom, and then the average atomic number ratio C / Si and O / As a result of calculating Si, the average atomic number ratio was C / Si = 0.30 and O / Si = 1.73. Further, the atomic number ratio of carbon atoms to the total number of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms contained in the inorganic thin film layer changed continuously in the film thickness direction of the inorganic thin film layer.
<XPS depth profile measurement>
Etching ion species: Argon (Ar + )
Etching rate (SiO 2 thermal oxide film equivalent value): 0.027 nm / sec
Spatter time: 0.5 min
X-ray photoelectron spectrometer: ULVAC-PHI Co., Ltd., model name "Quantera SXM"
Irradiated X-rays: Single crystal spectroscopy AlKα (1486.6 eV)
X-ray spot and its size: 100 μm
Detector: Pass Energy 69eV, Step size 0.125eV
Charge correction: Neutralizing electron gun (1eV), low-speed Ar ion gun (10V)

得られたガスバリア性フィルムの無機薄膜層について、前記条件にて赤外分光測定を行った。得られた赤外吸収スペクトルから、950〜1050cm−1に存在するピーク強度(I)と、1240〜1290cm−1に存在するピーク強度(I)との吸収強度比(I/I)を求めると、I/I=0.03であった。また、950〜1050cm−1に存在するピーク強度(I)と、770〜830cm−1に存在するピーク強度(I)との吸収強度比(I/I)を求めると、I/I=0.36であった。
また、770〜830cm−1に存在するピーク強度(I)と、870〜910cm−1に存在するピーク強度(I)との吸収強度比(I/I)を求めると、I/I=0.84であった。
The inorganic thin film layer of the obtained gas barrier film was subjected to infrared spectroscopic measurement under the above conditions. From the obtained infrared absorption spectrum, a peak exists in 950~1050Cm -1 intensity (I 1), the peak intensity existing in 1240~1290cm -1 (I 2) and the absorption intensity ratio of (I 2 / I 1 ) Was obtained, and it was I 2 / I 1 = 0.03. Further, a peak exists in 950~1050Cm -1 intensity (I 1), the determined peak intensities present in 770~830cm -1 (I 3) and the absorption intensity ratio of the (I 3 / I 1), I 3 / I 1 = 0.36.
Also, a peak intensity existing in 770~830cm -1 (I 3), the determined absorption intensity ratio of the peak intensity (I 4) that exists in 870~910Cm -1 to (I 4 / I 3), I 4 / I 3 = 0.84.

得られたガスバリア性フィルムの無機薄膜層の厚みは0.7μmであった。また、得られたガスバリア性フィルムの、温度40℃、湿度90%RHの条件における水蒸気透過度は5.0×10−5g/(m・day)であった。 The thickness of the inorganic thin film layer of the obtained gas barrier film was 0.7 μm. The water vapor transmission rate of the obtained gas barrier film under the conditions of a temperature of 40 ° C. and a humidity of 90% RH was 5.0 × 10 −5 g / (m 2 · day).

〔実施例2〕
実施例1と同様にして得た無機薄膜層を積層させたフィルムを、レーザー加工(エムレイズ社製、小型エキシマレーザー、出力6mJ/cm、周波数500Hz、加工速度2mm/sec)により、50mm×50mm□の大きさに切り出し、ガスバリア性フィルム2を得た。得られた試験片について湿熱耐久時間の測定を行ったところ、保管後768時間の断面観察において、200μm以上の剥離・ひび割れが観察された。
[Example 2]
A film on which an inorganic thin film layer obtained in the same manner as in Example 1 was laminated was subjected to laser processing (manufactured by M-Rays, small excimer laser, output 6 mJ / cm 2 , frequency 500 Hz, processing speed 2 mm / sec) to 50 mm × 50 mm. A gas barrier film 2 was obtained by cutting into a size of □. When the wet and heat endurance time was measured for the obtained test piece, peeling and cracking of 200 μm or more were observed in the cross-sectional observation for 768 hours after storage.

〔実施例3〕
実施例1において、無機薄膜層の成膜条件を以下の〈成膜条件2〉及び〈成膜条件3〉を連続で実施したこと以外は実施例1と同様にして、ガスバリア性フィルム3を得た。
得られた試験片について湿熱耐久時間の測定を行ったところ、保管後1008時間の断面観察において、200μm以上の剥離・ひび割れが観察された。
〈成膜条件2〉
原料ガスの供給量:50sccm(Standard Cubic Centimeter per Minute)
酸素ガスの供給量:500sccm
真空チャンバー内の真空度:1Pa
プラズマ発生用電源からの印加電力:0.6kW
プラズマ発生用電源の周波数:70kHz
フィルムの搬送速度;3.0m/min
パス回数:4回
〈成膜条件3〉
原料ガスの供給量:50sccm(Standard Cubic Centimeter per Minute)
酸素ガスの供給量:500sccm
真空チャンバー内の真空度:1Pa
プラズマ発生用電源からの印加電力:0.4kW
プラズマ発生用電源の周波数:70kHz
フィルムの搬送速度;3.0m/min
パス回数:24回
[Example 3]
In Example 1, the gas barrier film 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the following <deposition condition 2> and <deposition condition 3> were continuously carried out as the film forming conditions for the inorganic thin film layer. rice field.
When the wet and heat endurance time was measured for the obtained test piece, peeling and cracking of 200 μm or more were observed in the cross-sectional observation for 1008 hours after storage.
<Film formation condition 2>
Supply amount of raw material gas: 50 sccm (Standard Cubic Centimeter per Minute)
Oxygen gas supply: 500 sccm
Vacuum degree in vacuum chamber: 1Pa
Power applied from the plasma generation power supply: 0.6 kW
Frequency of power supply for plasma generation: 70kHz
Film transport speed; 3.0 m / min
Number of passes: 4 times <Film formation condition 3>
Supply amount of raw material gas: 50 sccm (Standard Cubic Centimeter per Minute)
Oxygen gas supply: 500 sccm
Vacuum degree in vacuum chamber: 1Pa
Power applied from the plasma generation power supply: 0.4 kW
Frequency of power supply for plasma generation: 70kHz
Film transport speed; 3.0 m / min
Number of passes: 24 times

得られたガスバリア性フィルムは、無機薄膜層の膜厚方向における90%以上の領域において、原子数比が大きい方から酸素、珪素及び炭素の順となっており、また膜厚方向の炭素分布曲線の極値を100以上有し、さらに炭素分布曲線における炭素の原子数比の最大値及び最小値の差の絶対値が5%以上であった。 The obtained gas barrier film has oxygen, silicon, and carbon in the order of oxygen, silicon, and carbon in the region of 90% or more in the film thickness direction of the inorganic thin film layer from the one having the largest atomic number ratio, and the carbon distribution curve in the film thickness direction. The absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the atomic number ratio of carbon in the carbon distribution curve was 5% or more.

また、XPSデプスプロファイル測定を行い、得られた珪素原子、酸素原子及び炭素原子の分布曲線から、それぞれの原子の厚み方向における平均原子濃度を求めた後、平均原子数比C/Si及びO/Siを算出した結果、平均原子数比C/Si=0.30、O/Si=1.73であった。また、無機薄膜層に含まれる珪素原子、酸素原子及び炭素原子の合計数に対する炭素原子の原子数比は、無機薄膜層の膜厚方向において連続的に変化していた。
<XPSデプスプロファイル測定>
エッチングイオン種:アルゴン(Ar
エッチングレート(SiO熱酸化膜換算値):0.027nm/sec
スパッタ時間:0.5min
X線光電子分光装置:アルバック・ファイ(株)製、機種名「Quantera SXM」
照射X線:単結晶分光AlKα(1486.6eV)
X線のスポット及びそのサイズ:100μm
検出器:Pass Energy 69eV,Step size 0.125eV
帯電補正:中和電子銃(1eV)、低速Arイオン銃(10V)
In addition, XPS depth profile measurement is performed, and the average atomic concentration in the thickness direction of each atom is obtained from the obtained distribution curves of silicon atom, oxygen atom and carbon atom, and then the average atomic number ratio C / Si and O / As a result of calculating Si, the average atomic number ratio was C / Si = 0.30 and O / Si = 1.73. Further, the atomic number ratio of carbon atoms to the total number of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms contained in the inorganic thin film layer changed continuously in the film thickness direction of the inorganic thin film layer.
<XPS depth profile measurement>
Etching ion species: Argon (Ar + )
Etching rate (SiO 2 thermal oxide film equivalent value): 0.027 nm / sec
Spatter time: 0.5 min
X-ray photoelectron spectrometer: ULVAC-PHI Co., Ltd., model name "Quantera SXM"
Irradiated X-rays: Single crystal spectroscopy AlKα (1486.6 eV)
X-ray spot and its size: 100 μm
Detector: Pass Energy 69eV, Step size 0.125eV
Charge correction: Neutralizing electron gun (1eV), low-speed Ar ion gun (10V)

得られたガスバリア性フィルムの無機薄膜層の厚みは0.7μmであった。また、得られたガスバリア性フィルムの、温度40℃、湿度90%RHの条件における水蒸気透過度は5.0×10−5g/(m・day)であった。 The thickness of the inorganic thin film layer of the obtained gas barrier film was 0.7 μm. The water vapor transmission rate of the obtained gas barrier film under the conditions of a temperature of 40 ° C. and a humidity of 90% RH was 5.0 × 10 −5 g / (m 2 · day).

〔比較例1〕
実施例1において、コーティング剤2(東亜合成(株)製、アロニックス(登録商標) UV3701)をグラビアコーティング法にて塗布し、120℃で3分乾燥させたこと以外は実施例1と同様にして、ガスバリア性フィルム4を得た。得られた試験片について湿熱耐久時間の測定を行ったところ、保管後48時間の断面観察において、200μm以上の剥離・ひび割れが観察された。
[Comparative Example 1]
In Example 1, the coating agent 2 (Aronix (registered trademark) UV3701 manufactured by Toagosei Co., Ltd.) was applied by a gravure coating method and dried at 120 ° C. for 3 minutes in the same manner as in Example 1. , A gas barrier film 4 was obtained. When the wet and heat endurance time was measured for the obtained test piece, peeling and cracking of 200 μm or more were observed in the cross-sectional observation 48 hours after storage.

得られたガスバリア性フィルムは、無機薄膜層の膜厚方向における90%以上の領域において、原子数比が大きい方から酸素、珪素及び炭素の順となっており、また膜厚方向の炭素分布曲線の極値を100以上有し、さらに炭素分布曲線における炭素の原子数比の最大値及び最小値の差の絶対値が5%以上であった。 The obtained gas barrier film has oxygen, silicon, and carbon in the order of oxygen, silicon, and carbon in the region of 90% or more in the film thickness direction of the inorganic thin film layer from the one having the largest atomic number ratio, and the carbon distribution curve in the film thickness direction. The absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the atomic number ratio of carbon in the carbon distribution curve was 5% or more.

また、XPSデプスプロファイル測定を行い、得られた珪素原子、酸素原子及び炭素原子の分布曲線から、それぞれの原子の厚み方向における平均原子濃度を求めた後、平均原子数比C/Si及びO/Siを算出した結果、平均原子数比C/Si=0.30、O/Si=1.73であった。また、無機薄膜層に含まれる珪素原子、酸素原子及び炭素原子の合計数に対する炭素原子の原子数比は、無機薄膜層の膜厚方向において連続的に変化していた。
<XPSデプスプロファイル測定>
エッチングイオン種:アルゴン(Ar
エッチングレート(SiO熱酸化膜換算値):0.027nm/sec
スパッタ時間:0.5min
X線光電子分光装置:アルバック・ファイ(株)製、機種名「Quantera SXM」
照射X線:単結晶分光AlKα(1486.6eV)
X線のスポット及びそのサイズ:100μm
検出器:Pass Energy 69eV,Step size 0.125eV
帯電補正:中和電子銃(1eV)、低速Arイオン銃(10V)
In addition, XPS depth profile measurement is performed, and the average atomic concentration in the thickness direction of each atom is obtained from the obtained distribution curves of silicon atom, oxygen atom and carbon atom, and then the average atomic number ratio C / Si and O / As a result of calculating Si, the average atomic number ratio was C / Si = 0.30 and O / Si = 1.73. Further, the atomic number ratio of carbon atoms to the total number of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms contained in the inorganic thin film layer changed continuously in the film thickness direction of the inorganic thin film layer.
<XPS depth profile measurement>
Etching ion species: Argon (Ar + )
Etching rate (SiO 2 thermal oxide film equivalent value): 0.027 nm / sec
Spatter time: 0.5 min
X-ray photoelectron spectrometer: ULVAC-PHI Co., Ltd., model name "Quantera SXM"
Irradiated X-rays: Single crystal spectroscopy AlKα (1486.6 eV)
X-ray spot and its size: 100 μm
Detector: Pass Energy 69eV, Step size 0.125eV
Charge correction: Neutralizing electron gun (1eV), low-speed Ar ion gun (10V)

得られたガスバリア性フィルムの無機薄膜層の厚みは0.7μmであった。また、得られたガスバリア性フィルムの、温度40℃、湿度90%RHの条件における水蒸気透過度は5.0×10−5g/(m・day)であった。
〔比較例2〕
実施例1と同様にして得た無機薄膜層を積層させたフィルムを、カッターナイフ(コクヨ(株)製、カッターナイフ(標準型)、替え刃HA−100B)を用いて、50mm×50mm□の大きさに切り出し、ガスバリア性フィルム5を得た。得られた試験片について湿熱耐久時間の測定を行ったところ、保管後96時間の断面観察において、200μm以上の剥離・ひび割れが観察された。
The thickness of the inorganic thin film layer of the obtained gas barrier film was 0.7 μm. The water vapor transmission rate of the obtained gas barrier film under the conditions of a temperature of 40 ° C. and a humidity of 90% RH was 5.0 × 10 −5 g / (m 2 · day).
[Comparative Example 2]
Using a cutter knife (manufactured by KOKUYO Co., Ltd., cutter knife (standard type), spare blade HA-100B), a film obtained by laminating an inorganic thin film layer obtained in the same manner as in Example 1 was used to form a film having a size of 50 mm × 50 mm □. It was cut into a size to obtain a gas barrier film 5. When the wet and heat endurance time was measured for the obtained test piece, peeling and cracking of 200 μm or more were observed in the cross-sectional observation 96 hours after storage.

上記のようにして得たガスバリア性フィルム1〜5について、上記測定方法に従い、密着性及び湿熱耐久時間の測定、ならびに、欠陥の評価を行った。得られた結果を次の表1に示す。

Figure 0006983039
With respect to the gas barrier films 1 to 5 obtained as described above, the adhesion and the wet heat endurance time were measured and the defects were evaluated according to the above measuring method. The obtained results are shown in Table 1 below.
Figure 0006983039

1 ガスバリア性フィルム
2 基材層
20 可撓性基材
21 有機層A
3 無機薄膜層
4 有機層B
5 距離a
6 送り出しロール
7 搬送ロール
8 成膜ロール
9 成膜ロール
10 ガス供給管
11 プラズマ発生用電源
12 磁場発生装置
13 巻取りロール
14 フィルム
1 Gas barrier film 2 Base material layer 20 Flexible base material 21 Organic layer A
3 Inorganic thin film layer 4 Organic layer B
5 distance a
6 Sending roll 7 Conveying roll 8 Film forming roll 9 Film forming roll 10 Gas supply pipe 11 Plasma generation power supply 12 Magnetic field generator 13 Winding roll 14 Film

Claims (12)

可撓性基材を少なくとも含む基材層と、無機薄膜層とを少なくとも有するガスバリア性フィルムであって、ここで、該基材層は可撓性基材の一方の表面に積層された有機層A1として易滑層を含み、かつ他方の無機薄膜層側の表面に積層された有機層A2として平坦化層を含み、
該基材層と該無機薄膜層との間の密着性はASTM D3359に従い測定して2B以上であり、
該無機薄膜層は少なくとも1つの切断端面を有し、剥離及びひび割れからなる群から選択される少なくとも1つの欠陥を有するか、又は、該欠陥を有さず、ここで、該無機薄膜層が該欠陥を有する場合、その存在領域は、該切断端面から法線方向に120μm以下の範囲内であり、
85℃、85%RHの条件で断面観察において200μm以上の剥離・ひび割れが観察された湿熱耐久の限界時間が96時間以上である、
ガスバリア性フィルム。
A gas barrier film having at least a base material layer containing at least a flexible base material and an inorganic thin film layer, wherein the base material layer is an organic layer laminated on one surface of the flexible base material. A1 includes an easy-slip layer, and the organic layer A2 laminated on the surface of the other inorganic thin film layer includes a flattening layer.
The adhesion between the base material layer and the inorganic thin film layer is 2B or more as measured according to ASTM D3359.
The inorganic thin film layer has at least one cut end face and has at least one defect selected from the group consisting of peeling and cracking, or does not have the defect, where the inorganic thin film layer is said to be said. If having a defect, the existence region state, and are within the range of not less than 120μm in the normal direction from the cut edge,
The limit time of moist heat endurance in which peeling / cracking of 200 μm or more was observed in cross-sectional observation under the conditions of 85 ° C. and 85% RH is 96 hours or more.
Gas barrier film.
前記無機薄膜層は、珪素原子、酸素原子及び炭素原子を少なくとも含有する、請求項1に記載のガスバリア性フィルム。 The gas barrier film according to claim 1, wherein the inorganic thin film layer contains at least a silicon atom, an oxygen atom, and a carbon atom. 前記無機薄膜層に含まれる珪素原子、酸素原子及び炭素原子の合計数に対する炭素原子の原子数比が、無機薄膜層の膜厚方向において連続的に変化する、請求項に記載のガスバリア性フィルム。 The gas barrier film according to claim 2 , wherein the atomic number ratio of carbon atoms to the total number of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms contained in the inorganic thin film layer changes continuously in the film thickness direction of the inorganic thin film layer. .. 前記無機薄膜層は、無機薄膜層中の珪素原子(Si)に対する炭素原子(C)の平均原子数比が式(1)の範囲にある、請求項又はに記載のガスバリア性フィルム。
0.10<C/Si<0.50 (1)
The gas barrier film according to claim 2 or 3 , wherein the inorganic thin film layer has an average atomic number ratio of carbon atoms (C) to silicon atoms (Si) in the inorganic thin film layer in the range of the formula (1).
0.10 <C / Si <0.50 (1)
前記無機薄膜層の膜厚方向における、該無機薄膜層の表面からの距離と、各距離における該無機薄膜層に含まれる珪素原子、酸素原子及び炭素原子の合計数に対する珪素の原子数比、酸素の原子数比及び炭素の原子数比との関係をそれぞれ示す珪素分布曲線、酸素分布曲線及び炭素分布曲線において、条件(i)及び(ii):
(i)珪素の原子数比、酸素の原子数比及び炭素の原子数比が、該無機薄膜層の膜厚方向における90%以上の領域において、式(5):
酸素の原子数比>珪素の原子数比>炭素の原子数比 (5)
を満たす、および
(ii)該炭素分布曲線が少なくとも1つの極値を有する
を満たす、請求項のいずれかに記載のガスバリア性フィルム。
The distance from the surface of the inorganic thin film layer in the film thickness direction of the inorganic thin film layer, the atomic number ratio of silicon to the total number of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms contained in the inorganic thin film layer at each distance, and oxygen. In the silicon distribution curve, oxygen distribution curve, and carbon distribution curve showing the relationship between the atomic number ratio of carbon and the atomic number ratio of carbon, conditions (i) and (ii):
(I) In the region where the atomic number ratio of silicon, the atomic number ratio of oxygen and the atomic number ratio of carbon are 90% or more in the film thickness direction of the inorganic thin film layer, the formula (5):
Atomic number ratio of oxygen> Atomic number ratio of silicon> Atomic number ratio of carbon (5)
The gas barrier film according to any one of claims 2 to 4 , wherein the gas barrier film satisfies, and (ii) the carbon distribution curve has at least one extremum.
前記基材層の両面に前記無機薄膜層を有する、請求項1〜のいずれかに記載のガスバリア性フィルム。 The gas barrier film according to any one of claims 1 to 5 , which has the inorganic thin film layer on both sides of the base material layer. 請求項1〜のいずれかに記載のガスバリア性フィルムを有するフレキシブル電子デバイス。 A flexible electronic device having the gas barrier film according to any one of claims 1 to 6. 前記無機薄膜層の表面を赤外分光測定のATR法で測定したとき、950〜1050cm−1に存在するピーク強度(I)と、1240〜1290cm−1に存在するピーク強度(I)との強度比が式(2)の範囲にある、請求項1〜のいずれかに記載のガスバリア性フィルム。
0.01≦I/I<0.05 (2)
When the surface of the inorganic thin film layer was measured by ATR method infrared spectroscopy, a peak intensity existing in 950~1050cm -1 (I 1), the peak intensity existing in 1240~1290Cm -1 and (I 2) The gas barrier film according to any one of claims 1 to 6 , wherein the strength ratio of the above is in the range of the formula (2).
0.01 ≤ I 2 / I 1 <0.05 (2)
前記無機薄膜層表面を赤外分光測定のATR法で測定したとき、950〜1050cm−1に存在するピーク強度(I)と、770〜830cm−1に存在するピーク強度(I)との強度比が式(3)の範囲にある、請求項1〜及びのいずれかに記載のガスバリア性フィルム。
0.25≦I/I≦0.50 (3)
Wherein when the inorganic thin film layer surface was measured by ATR method infrared spectroscopy, a peak exists in 950~1050Cm -1 intensity (I 1), the peak intensity (I 3) present in 770~830Cm -1 and the The gas barrier film according to any one of claims 1 to 6 and 8 , wherein the strength ratio is in the range of the formula (3).
0.25 ≤ I 3 / I 1 ≤ 0.50 (3)
前記無機薄膜層表面を赤外分光測定のATR法で測定したとき、770〜830cm−1に存在するピーク強度(I)と、870〜910cm−1に存在するピーク強度(I)との強度比が式(4)の範囲にある、請求項1〜及びのいずれかに記載のガスバリア性フィルム。
0.70≦I/I<1.00 (4)
Wherein when the inorganic thin film layer surface was measured by ATR method infrared spectroscopy, a peak exists in 770~830Cm -1 intensity (I 3), the peak intensity (I 4) that exists 870~910Cm -1 and the The gas barrier film according to any one of claims 1 to 6 , 8 and 9 , wherein the strength ratio is in the range of the formula (4).
0.70 ≤ I 4 / I 3 <1.00 (4)
請求項1〜6のいずれかに記載のガスバリア性フィルムの製造方法であって、 The method for producing a gas barrier film according to any one of claims 1 to 6.
可撓性基材を少なくとも含む基材層と、無機薄膜層とを少なくとも有するガスバリア性フィルムに対して、 For a gas barrier film having at least a base material layer containing at least a flexible base material and an inorganic thin film layer.
両面に保護フィルムを貼合後、トムソン型打ち抜き機、スーパーカッター、クロスカッター、ギロチン切断、シアーカッター、ロータリーダイカッター、プレスカッターにより切断加工を施し、または、 After attaching protective films on both sides, cut with a Thomson type punching machine, super cutter, cross cutter, guillotine cutting, shear cutter, rotary die cutter, press cutter, or
レーザーを用いたアブレーションにより加工する、 Processed by ablation using a laser,
ことを含み、ここで、該基材層は可撓性基材の一方の表面に積層された有機層A1として易滑層を含み、かつ他方の無機薄膜層側の表面に積層された有機層A2として平坦化層を含み、該基材層と該無機薄膜層との間の密着性はASTM D3359に従い測定して2B以上である、方法。Here, the base material layer includes an easy-slip layer as the organic layer A1 laminated on one surface of the flexible base material, and is an organic layer laminated on the surface of the other inorganic thin film layer side. A method comprising a flattening layer as A2 and having an adhesion between the substrate layer and the inorganic thin film layer of 2B or greater as measured according to ASTM D3359.
スーパーカッターはスーパーストレートカッターである、請求項11に記載の方法。 The method according to claim 11, wherein the super cutter is a super straight cutter.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116043173A (en) * 2023-03-31 2023-05-02 山东永聚医药科技有限公司 Preparation method and application of vacuum silicon oxide plated ultrathin polyester film material

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010076028A (en) * 2008-09-25 2010-04-08 Fujifilm Corp Laminate film
JP5729385B2 (en) * 2010-06-16 2015-06-03 旭硝子株式会社 CURABLE RESIN COMPOSITION AND METHOD FOR PRODUCING LAMINATE USING THE SAME
JP5562760B2 (en) * 2010-08-16 2014-07-30 富士フイルム株式会社 Method for producing gas barrier film
JP2012051061A (en) * 2010-08-31 2012-03-15 Fujifilm Corp Method for forming functional film
KR101526083B1 (en) * 2010-12-06 2015-06-04 코니카 미놀타 가부시키가이샤 Gas-barrier film, method for producing gas-barrier film, and electronic device
JP2013164935A (en) * 2012-02-09 2013-08-22 Panasonic Corp Laminate cutting method
KR101512881B1 (en) * 2012-05-31 2015-04-16 주식회사 엘지화학 Gas-barrier film and method formanufacturing the same
CN105143509B (en) * 2013-03-21 2018-06-01 柯尼卡美能达株式会社 The scroll of gas barrier film and the manufacturing method of gas barrier film
JP6224918B2 (en) * 2013-05-31 2017-11-01 株式会社ジャパンディスプレイ Display device and manufacturing method thereof
JPWO2015002156A1 (en) * 2013-07-01 2017-02-23 コニカミノルタ株式会社 Gas barrier film, method for producing the same, and electronic device using the same
WO2015060394A1 (en) * 2013-10-24 2015-04-30 コニカミノルタ株式会社 Gas barrier film
JPWO2015105188A1 (en) * 2014-01-10 2017-03-23 コニカミノルタ株式会社 Gas barrier film and electronic device including the same
WO2015152395A1 (en) 2014-04-04 2015-10-08 コニカミノルタ株式会社 Oled substrate cutting device and oled substrate
JP6295864B2 (en) 2014-07-16 2018-03-20 コニカミノルタ株式会社 Gas barrier film, method for producing the same, and electronic device using the same
JP6638182B2 (en) * 2014-09-30 2020-01-29 住友化学株式会社 Laminated films and flexible electronic devices

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