CN105899361A - 气体阻隔性膜及含有其的电子器件 - Google Patents

气体阻隔性膜及含有其的电子器件 Download PDF

Info

Publication number
CN105899361A
CN105899361A CN201580003895.7A CN201580003895A CN105899361A CN 105899361 A CN105899361 A CN 105899361A CN 201580003895 A CN201580003895 A CN 201580003895A CN 105899361 A CN105899361 A CN 105899361A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
base material
barrier layer
film
mentioned
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201580003895.7A
Other languages
English (en)
Inventor
小渊礼子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Konica Minolta Opto Inc
Original Assignee
Konica Minolta Opto Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Opto Inc filed Critical Konica Minolta Opto Inc
Publication of CN105899361A publication Critical patent/CN105899361A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/28Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42
    • B32B27/281Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42 comprising polyimides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/12Chemical modification
    • C08J7/123Treatment by wave energy or particle radiation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04Interconnection of layers
    • B32B7/12Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/1003Preparatory processes
    • C08G73/1007Preparatory processes from tetracarboxylic acids or derivatives and diamines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04Coating
    • C08J7/0427Coating with only one layer of a composition containing a polymer binder
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04Coating
    • C08J7/043Improving the adhesiveness of the coatings per se, e.g. forming primers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04Coating
    • C08J7/048Forming gas barrier coatings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L79/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
    • C08L79/04Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08L79/08Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/724Permeability to gases, adsorption
    • B32B2307/7242Non-permeable
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2310/00Treatment by energy or chemical effects
    • B32B2310/04Treatment by energy or chemical effects using liquids, gas or steam
    • B32B2310/0445Treatment by energy or chemical effects using liquids, gas or steam using gas or flames
    • B32B2310/0463Treatment by energy or chemical effects using liquids, gas or steam using gas or flames other than air
    • B32B2310/0481Ozone
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2310/00Treatment by energy or chemical effects
    • B32B2310/08Treatment by energy or chemical effects by wave energy or particle radiation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2310/00Treatment by energy or chemical effects
    • B32B2310/08Treatment by energy or chemical effects by wave energy or particle radiation
    • B32B2310/0806Treatment by energy or chemical effects by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
    • B32B2310/0831Treatment by energy or chemical effects by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation using UV radiation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2379/00Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2361/00 - C08J2377/00
    • C08J2379/04Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08J2379/08Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2483/00Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Derivatives of such polymers
    • C08J2483/16Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Derivatives of such polymers in which all the silicon atoms are connected by linkages other than oxygen atoms

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本发明提供可以适合应用于器件形成工序的气体阻隔性膜。气体阻隔性膜,其具有聚酰亚胺基材、和含有聚硅氮烷改性物质的气体阻隔层,上述聚酰亚胺基材及上述气体阻隔层的粘接强度为1.3N/cm以上。

Description

气体阻隔性膜及含有其的电子器件
技术领域
本发明涉及气体阻隔性膜及含有其的电子器件。
背景技术
以往,在塑料基板、膜的表面形成了含有氧化铝、氧化镁、氧化硅等的金属氧化物的薄膜(气体阻隔层)的气体阻隔性膜在食品、医药品等的领域中在包装物品的用途中使用。通过使用气体阻隔性膜,能够防止水蒸气、氧等的气体引起的物品的变质。
近年来,对于防止这样的水蒸气、氧等的透过的气体阻隔性膜,希望向有机电致发光(EL)元件、液晶显示(LCD)元件等的电子器件中展开,进行了许多的研究。在将气体阻隔性膜在电子器件中使用的情况下,要求高的气体阻隔性、例如与玻璃基材匹敌的气体阻隔性。
作为具有这样的高气体阻隔性的气体阻隔性膜,例如,已知在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等的基材上涂布含有聚硅氮烷的涂布液、对得到的聚硅氮烷的涂膜进行改性而形成了含有得到的聚硅氮烷改性物质的气体阻隔层的气体阻隔性膜(例如,参照专利文献1)。该气体阻隔性膜通过所谓的湿式成膜法形成,由于得到均匀的涂膜,因此一般具有高气体阻隔性。
但是,在制造电子器件的情况下,通过将膜与载体玻璃等贴合、通过辊对辊等依次在膜上形成功能层等而形成器件、最后从载体玻璃等将器件分离的、所谓器件形成工序,因为生产率优异而适合采用。此时,在器件形成工序中,有时在该工序中暴露于300℃以上的高温的环境,使用的膜需要具备耐热性。作为具备这样的耐热性的膜,可列举聚酰亚胺基材。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-86436号公报
发明内容
发明要解决的课题
以往的气体阻隔性膜主要使用PET等的热塑性树脂,因此不能应用于暴露于高温环境的器件形成工序。
另外判明:如果在聚酰亚胺基材上通过干式或湿式成膜法等形成气体阻隔层,则在高温环境下聚酰亚胺基材与气体阻隔层的密合性变得不充分。其结果,在器件形成工序中,在该工序中、器件形成工序后的从载体玻璃等将器件分离时,有时气体阻隔层从聚酰亚胺基材剥离,应用于器件形成工序变得困难。
因此,本发明的目的在于提供能够适合应用于器件形成工序的气体阻隔性膜。
用于解决课题的手段
本发明人进行了深入研究,结果发现:通过使用聚酰亚胺基材作为基材、作为气体阻隔层应用含有对聚硅氮烷进行了改性的聚硅氮烷改性物质的气体阻隔层、且使聚酰亚胺基材和气体阻隔层的粘接强度为一定以上,可以解决上述课题;完成了本发明。
即,本发明的上述课题通过以下的手段实现。
(1)气体阻隔性膜,其具有聚酰亚胺基材、和含有聚硅氮烷改性物质的气体阻隔层,上述聚酰亚胺基材和上述气体阻隔层的粘接强度为1.3N/cm以上;
(2)(1)所述的气体阻隔性膜,其中,上述聚酰亚胺基材和上述气体阻隔层的粘接强度为4N/cm以上;
(3)(1)或(2)所述的气体阻隔性膜,其中,上述聚酰亚胺为含有联苯四羧酸二酐及对苯二胺作为单体的聚合物;
(4)(1)~(3)的任一项所述的气体阻隔性膜,其中,在上述聚酰亚胺基材和上述气体阻隔层之间具有粘接层;
(5)(1)~(4)的任一项所述的气体阻隔性膜,其中,将上述聚酰亚胺基材的表面进行了等离子体处理、UV臭氧处理、或受激准分子处理;
(6)(1)~(5)的任一项所述的气体阻隔性膜,其中,上述聚硅氮烷改性物质是用真空紫外光改性处理了的;
(7)电子器件,其含有电子器件主体和(1)~(6)的任一项所述的气体阻隔性膜。
发明的效果
根据本发明,能够提供可以适合在器件形成工序中应用的气体阻隔性膜。
附图说明
图1为表示在利用等离子体CVD法的气体阻隔层的形成中使用的制造装置的一例的示意图。
具体实施方式
以下对用于实施本发明的方式进行详细说明。
<气体阻隔性膜>
本方式涉及的气体阻隔性膜具有:聚酰亚胺基材、和含有聚硅氮烷改性物质的气体阻隔层。此时,聚酰亚胺基材和气体阻隔层的粘接强度为1.3N/cm以上,优选为2.7N/cm以上,更优选为4N/cm以上,进一步优选为5N/cm以上。通过聚酰亚胺基材和气体阻隔层的粘接强度为1.3N/cm以上,在阻隔表面所形成的绝缘膜的形成变得容易,作为具有阻隔性的耐热基材的价值得以认可。另外,聚酰亚胺基材和阻隔层的粘接强度为50N/cm以下,更优选为40N/cm以下。如果比50N/cm大,在各种制造线输送时顺利地进行输送变得困难,导致制造装置的不利情形、生产率的降低。
就聚酰亚胺基材而言,由于一般具有优异的耐热性,因此即使在器件形成工序的高温暴露下也能够耐受,能够在器件形成工序中使用。但是判明:聚酰亚胺基材在高温环境下的与含有聚硅氮烷改性物质的气体阻隔层的密合性非常低。因此,如果将含有聚酰亚胺基材和上述气体阻隔层的气体阻隔性膜应用于器件形成工序,该工序中、器件形成后的从载体玻璃将器件分离时,聚酰亚胺基材与气体阻隔层可剥离。其结果,不能形成所期望的器件。
与此相对,就本方式涉及的气体阻隔性膜而言,由于聚酰亚胺基材及含有聚硅氮烷改性物质的气体阻隔层在高温环境下也具有高的粘接强度,因此能够防止器件形成工序中的聚酰亚胺基材及气体阻隔层的剥离。其结果,可以适合在器件形成工序中应用。
在此,本说明书中,“聚酰亚胺基材和气体阻隔层的粘接强度”意思是指聚酰亚胺基材与气体阻隔层间的粘接强度。因此,即使在聚酰亚胺基材和气体阻隔层间介有其他层(例如,粘接层),即使在气体阻隔层的配置聚酰亚胺基材的面的相反面存在其他层(例如,其他气体阻隔层),也将上述聚酰亚胺基材和气体阻隔层间的粘接力称为“聚酰亚胺基材和气体阻隔层的粘接强度”。此时,本说明书中,“聚酰亚胺基材和气体阻隔层的粘接强度”的值为通过实施例中记载的方法所测定了的值。
气体阻隔性膜的水蒸气透过度优选为0.01g/(m2·24h)以下,更优选为0.0001g/(m2·24h)以下。应予说明,本说明书中,“水蒸气透过度”的值为通过根据JIS K 7129-1992的方法所测定的值。另外,测定条件为温度:60±0.5℃、相对湿度(RH):90±2%。
[聚酰亚胺基材]
聚酰亚胺基材一般为将含有四羧酸二酐及二胺的单体聚合而得到的树脂膜。
作为四羧酸二酐,并无特别限制,可列举脂肪族四羧酸二酐、芳香族四羧酸二酐。
作为上述脂肪族四羧酸二酐,可列举双环[2.2.2]辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐、双环[2.2.2]辛烷-2,3,5,6-四羧酸二酐、5-(二氧代四氢呋喃基-3-甲基)-3-环己烯-1,2-二羧酸酐、4-(2,5-二氧代四氢呋喃-3-基)-四氢化萘-1,2-二羧酸酐、四氢呋喃-2,3,4,5-四羧酸二酐、双环-3,3’,4,4’-四羧酸二酐、3c-羧基甲基环戊烷-1r,2c,4c-三羧酸1,4,2,3-二酐、1,2,4,5-环己烷四羧酸二酐、1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酐等。
另外,作为上述芳香族四羧酸二酐,可列举3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐、2,2’,3,3’-联苯四羧酸二酐、2,3’,3,4’-联苯四羧酸二酐、均苯四甲酸二酐、氧联二邻苯二甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基砜四甲酸二酐、间-三联苯-3,3’,4,4’-四甲酸二酐、4,4’-(2,2-六氟亚异丙基)二邻苯二甲酸二酐、2,2’-双(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-双(2,3-二羧基苯基)丙烷二酐、双(3,4-二羧基苯基)醚二酐、双(2,3-二羧基苯基)醚二酐、1,4,5,8-萘四甲酸二酐、2,3,6,7-萘四甲酸二酐、1,2,5,6-萘四甲酸二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷二酐、2,2-双(2,3-二羧基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷二酐、(1,1’:3’,1”-三联苯)-3,3”,4,4”-四甲酸二酐、4,4’-(二甲基亚甲硅烷基(ジメチルシラジイル))二邻苯二甲酸二酐、4,4’-(1,4-亚苯基双(氧))二邻苯二甲酸二酐等。
在上述的四羧酸二酐中,从得到具有优异的化学的和物理的性质的聚酰亚胺基材的观点考虑,优选为芳香族四羧酸二酐,更优选为联苯四羧酸二酐,进一步优选为3,3’,4,4’-联苯四羧酸二酐、2,2’,3,3’-联苯四羧酸二酐、2,3’,3,4’-联苯四羧酸二酐。
另外,上述的四羧酸二酐可以单独使用,也可将2种以上组合使用。
作为二胺,并无特别限制,可列举脂肪族二胺、芳香族二胺。
作为上述脂肪族二胺,可列举二氨基丁烷、二氨基戊烷、二氨基己烷、二氨基庚烷、二氨基辛烷、二氨基壬烷、二氨基癸烷、二氨基十一烷、二氨基十二烷、1,4-二氨基环己烷、1,3-二氨基环己烷、1,2-二氨基环己烷、3-甲基-1,4-二氨基环己烷、3-甲基-、3-氨基甲基-、5,5-二甲基环己胺、1,3-双氨基甲基环己烷、双(4,4’-氨基环己基)甲烷、双(3,3’-甲基-4,4’-氨基环己基)甲烷、双(氨基甲基)降冰片烷、双(氨基甲基)-三环[5,2,1,0]癸烷、异佛尔酮二胺、1,3-二氨基金刚烷等。
另外,作为上述芳香族二胺,可列举对苯二胺、间苯二胺、2,4-二氨基甲苯、2,6-二氨基甲苯、4,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯基醚、3,4’-二氨基二苯基醚、3,3’-二甲基-4,4’-二氨基联苯、2,2’-二甲基-4,4’-二氨基联苯、2,2’-双(三氟甲基)-4,4’-二氨基联苯、4,4’-二氨基二苯甲酮、3,3’-二氨基二苯甲酮、4,4’-双(4-氨基苯基)硫醚、4,4’-二氨基二苯基砜、4,4’-二氨基-N-苯甲酰苯胺、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯、1,3-双(3-氨基苯氧基)苯、4,4’-双(4-氨基苯氧基)联苯、4,4’-双(3-氨基苯氧基)联苯、2,2-双(4-氨基苯氧基苯基)丙烷、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜、双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]砜、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷。
上述的二胺中,从得到具有优异的化学的及物理的性质的聚酰亚胺基材的观点考虑,优选为芳香族二胺,更优选为对苯二胺。
另外,上述的二胺可单独地使用,也可将2种以上组合使用。
这些中,就聚酰亚胺基材而言,由于不具有在将膜暴露于高温的情况下对阻隔膜给予损伤的挥发成分,因此优选为含有联苯四羧酸二酐及对苯二胺作为单体的聚合物。
如上所述,聚酰亚胺基材能够通过将含有四羧酸二酐及二胺的单体聚合而得到。更详细地,通过(1)使四羧酸二酐及二胺在有机溶剂中反应而合成聚酰胺酸,(2)对得到的聚酰胺酸进行酰亚胺化,由此能够制造聚酰亚胺基材。
(1)聚酰胺酸的合成
聚酰胺酸可以通过在有机溶剂中使四羧酸二酐及二胺反应而合成。该反应优选通过将二胺溶解于有机溶剂中、一边搅拌得到的二胺溶液一边缓缓地添加四羧酸二酐而进行。
作为可使用的有机溶剂,并无特别限制,可列举N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基乙酰胺等的酰胺溶剂;γ-丁内酯、γ-戊内酯、δ-戊内酯、γ-己内酯、ε-己内酯、α-甲基-γ-丁内酯等的环状酯溶剂;碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等的碳酸酯溶剂;三甘醇等的二醇系溶剂;间甲酚、对甲酚、3-氯苯酚、4-氯苯酚等的酚系溶剂;苯乙酮;1,3-二甲基-2-咪唑啉酮;环丁砜;二甲基亚砜等。另外,也可使用苯酚、邻甲酚、醋酸丁酯、醋酸乙酯、醋酸异丁酯、丙二醇甲基乙酸酯、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、2-甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、丁基溶纤剂乙酸酯、四氢呋喃、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、二丁基醚、二甘醇二甲基醚、甲基异丁基酮、二异丁基酮、环戊酮、环己酮、甲基乙基酮、丙酮、丁醇、乙醇、二甲苯、甲苯、氯苯、松节油(ターペン)、矿油精、石脑油系溶剂等的一般的有机溶剂。这些中,优选使用酰胺系溶剂。应予说明,上述的有机溶剂可单独使用,也可将2种以上组合使用。
就反应中使用的四羧酸二酐及二胺的摩尔比(四羧酸二酐/二胺)而言,可根据聚酰胺酸的粘度来适当地设定,优选为0.90~1.10,更优选为0.95~1.05。
反应温度优选为0~100℃。另外,反应时间优选为1~72小时。
(2)聚酰亚胺基材的制造
通过将上述(1)中得到的聚酰胺酸进行酰亚胺化,能够制造聚酰亚胺基材。
在一实施方式中,聚酰亚胺基材的制造能够通过将含有聚酰胺酸的溶液在支承体上流延、进行加热而进行。
上述含有聚酰胺酸的溶液含有聚酰胺酸、有机溶剂。也可以根据需要进一步含有酰亚胺化催化剂、有机含磷化合物、无机微粒等。
上述聚酰胺酸使用在上述(1)中得到的聚酰胺酸。此时,聚酰胺酸可单独地使用,也可将2种以上组合使用。另外,聚酰胺酸的含量相对于含有聚酰胺酸的溶液总量,优选为10~30质量%。
上述溶剂可使用上述的溶剂。
上述酰亚胺化催化剂具有提高聚酰亚胺膜的物性(伸长率、耐端裂等)的功能。
作为酰亚胺化催化剂,并无特别限制,可列举取代或未取代的含氮杂环化合物及其N-氧化物化合物;取代或未取代的氨基酸化合物;具有羟基的芳香族烃化合物;芳香族杂环状化合物。
作为具体的酰亚胺化催化剂,可列举1,2-二甲基咪唑、N-甲基咪唑、N-苄基-2-甲基咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、5-甲基苯并咪唑、N-苄基-2-甲基咪唑、异喹啉、3,5-二甲基吡啶、3,4-二甲基吡啶、2,5-二甲基吡啶、2,4-二甲基吡啶、4-正丙基吡啶等。
就酰亚胺化催化剂的使用量而言,相对于聚酰胺酸的酰胺酸单元,优选为0.01~2当量,更优选为0.02~1当量。
作为上述有机含磷化合物,并无特别限制,可使用单己酰基磷酸酯、单辛基磷酸酯、单月桂基磷酸酯、单肉豆蔻基磷酸酯、单鲸蜡基磷酸酯、单硬脂基磷酸酯、三甘醇单十三烷基醚的单磷酸酯、四甘醇单月桂基醚的单磷酸酯、二甘醇单硬脂基醚的单磷酸酯、二己酰基磷酸酯、二辛基磷酸酯、二癸基磷酸酯、二月桂基磷酸酯、二肉豆蔻基磷酸酯、二鲸蜡基磷酸酯、二硬脂基磷酸酯、四甘醇单新戊基醚的二磷酸酯、三甘醇单十三烷基醚的二磷酸酯、四甘醇单月桂基醚的二磷酸酯、二甘醇单硬脂基醚的二磷酸酯等磷酸酯、这些磷酸酯的胺盐。作为胺盐,可列举氨、一甲胺、一乙胺、一丙胺、一丁胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等的胺盐。这些有机含磷化合物可单独使用,也可将2种以上组合使用。
作为上述无机微粒,并无特别限制,可以列举微粒状的二氧化钛粉末、二氧化硅(silica)粉末、氧化镁粉末、氧化铝(alumina)粉末、氧化锌粉末等的无机氧化物粉末;微粒状的氮化硅粉末、氮化钛粉末等的无机氮化物粉末;碳化硅粉末等的无机碳化物粉末;微粒状的碳酸钙粉末、硫酸钙粉末、硫酸钡粉末等的无机盐粉末。这些无机微粒可单独使用,也可将2种以上组合使用。应予说明,为了使无机微粒均匀地分散于含有聚酰胺酸的溶液中,可以应用其自身公知的手段。
作为用于将含有聚酰胺酸的溶液进行流延的支承体,并无特别限制,可使用不锈钢基板、不锈钢带等的公知的支承体。此时,支承体优选为平滑的。另外,就支承体而言,从可以连续生产的观点考虑,优选为环形带等的环形的支承体。
作为含有聚酰胺酸的溶液的流延方法,并无特别限制,优选为挤出涂布、熔融涂布。
如果将含有聚酰胺酸的溶液流延于支承体,则可以得到具有自支承性的涂膜。
此时,在得到的具有自支承性的涂膜的单面或两面,根据需要可涂布含有表面处理剂的溶液。应予说明,本说明书中,利用上述表面处理剂的聚酰亚胺基材的处理不包含在后述的“聚酰亚胺基材的表面处理”中。
含有表面处理剂的溶液包含表面处理剂及有机溶剂。
作为上述表面处理剂,并无特别限制,可列举硅烷偶联剂、硼烷偶联剂、铝系偶联剂、铝系螯合剂、钛酸酯系偶联剂、铁偶联剂、铜偶联剂等。这些中,优选使用硅烷偶联剂、钛酸酯系偶联剂。
作为上述硅烷偶联剂,并无特别限制,可列举γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基二乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷等的环氧硅烷系偶联剂;乙烯基三氯硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷等的乙烯基硅烷系偶联剂;γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等的丙烯酰基硅烷系偶联剂;N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷等的氨基硅烷系偶联剂;γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷等。
另外,作为上述钛酸酯系偶联剂,并无特别限制,可列举异丙基三异硬脂酰基钛酸酯、异丙基十三烷基苯磺酰基钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酯)钛酸酯、四异丙基双(二辛基亚磷酸酯)钛酸酯、四(2,2-二烯丙氧基甲基-1-丁基)双(二-十三烷基)亚磷酸酯钛酸酯、双(二辛基焦磷酸酯)氧乙酸酯钛酸酯、双(二辛基焦磷酸酯)亚乙基钛酸酯、异丙基三辛酰基钛酸酯、异丙基三枯基苯基钛酸酯等。
上述的表面处理剂中,优选使用氨基硅烷偶联剂,更优选使用γ-氨基丙基-三乙氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基-三乙氧基硅烷、N-(氨基羰基)-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-[β-(苯基氨基)-乙基]-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷,进一步优选使用N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷。
上述的表面处理剂可单独地使用,也可将2种以上组合使用。
就含有表面处理剂的溶液中的表面处理剂的含量而言,并无特别限制,相对于含有表面处理剂的溶液总量,优选为0.5质量%以上,更优选为1~100质量%,进一步优选为3~60质量%,特别优选为5~55质量%。
上述有机溶剂可使用与在上述的聚酰胺酸的合成中所使用的有机溶剂同样的有机溶剂。
作为将含有表面处理剂的溶液向具有自支承性的涂膜的涂布方法,例如可列举凹版涂布法、旋涂法、丝网法、浸涂法、喷涂法、棒涂法、刮刀涂布法、辊涂法、刮板涂布法、口模式涂布法等的公知的涂布方法。
作为含有表面处理剂的溶液向具有自支承性的涂膜的涂布量,并无特别限制,优选为1~50g/m2,更优选为2~30g/m2,特别优选为3~20g/m2
在本方式中,通过将得到的具有自支承性的涂膜、或者具有自支承性的涂膜及将含有表面处理剂的溶液涂布而得到的涂膜加热,发生聚酰胺酸的酰亚胺化,能够制造聚酰亚胺基材。
就酰亚胺化的加热温度而言,只要是酰亚胺化进行的温度,则并无特别限制,优选为100~550℃,更优选为100~400℃。此时,加热优选阶段地进行,例如,作为第一次加热处理,可以在100~170℃下加热,作为第二次加热处理,可以在170~220℃下加热,作为第三次加热处理,可以在220~400℃下加热,作为第四次加热处理,可以在400~550℃下加热。
加热时,可根据需要将膜拉伸。由此,可以适当地控制聚酰亚胺基材的热膨胀系数等的物性。此时,拉伸方法可以是逐次双轴拉伸、同时双轴拉伸等的双轴拉伸,也可以是单轴拉伸。拉伸倍率优选在纵轴方向及横轴方向分别为2~10倍。应予说明,从提高聚酰亚胺基材的尺寸稳定性的观点考虑,可在拉伸后进行缓和处理。
在一实施方式中,就聚酰胺酸的酰亚胺化而言,也可代替上述加热,或者与加热一起,通过化学酰亚胺化来进行。
对化学酰亚胺化的具体的方法并无特别限制,例如,可以通过将在上述的含有聚酰胺酸的溶液中进一步添加脱水剂、催化剂而得到的溶液在支承体上流延、进行加热而进行。
作为上述脱水剂,并无特别限制,可列举脂肪族酸酐、芳香族酸酐、脂环式酸酐、杂环式酸酐等。具体地,可列举醋酸酐、丙酸酐、丁酸酐、甲酸酐、琥珀酸酐、马来酸酐、邻苯二甲酸酐、苯甲酸酐、皮考啉酸酐等。这些中,优选使用醋酸酐。应予说明,该脱水剂可单独地使用,也可将2种以上组合使用。
就脱水剂的添加量而言,相对于聚酰胺酸的酰胺酸键1摩尔,优选为0.5摩尔以上。
作为上述催化剂,并无特别限制,可列举脂肪族叔胺、芳香族叔胺、杂环式叔胺等。具体地,可列举三甲胺、三乙胺、二甲基苯胺、吡啶、β-皮考啉、异喹啉、喹啉等。这些中,优选使用异喹啉。
就催化剂的添加量而言,相对于聚酰胺酸的酰胺酸键1摩尔,优选为0.1摩尔以上。
对于向支承体的流延及加热,可以用与上述同样的方法进行,由此制造聚酰亚胺基材。
应予说明,作为聚酰亚胺基材,除了上述的基材以外,例如也可使用使四羧酸二酐与二异氰酸酯反应而制造的公知的聚酰亚胺基材。
聚酰亚胺基材的膜厚优选为5~500μm,更优选为25~250μm。
另外,就聚酰亚胺基材的线膨胀系数而言,优选为20ppm/K以下,更优选为10ppm/K以下。如果聚酰亚胺基材的线膨胀系数为20ppm/K以下,将气体阻隔性膜应用于液晶显示装置(LCD面板)等的电子器件的情况下,可抑制对于环境温度变化等的颜色偏差的产生、聚酰亚胺基材的变形,因此优选。应予说明,本说明书中“线膨胀系数”为采用通过下述的方法所测定的值。具体地,使用EXSTAR TMA/SS6000型热应力应变测定装置(セイコーインスツル株式会社制造),将测定的聚酰亚胺基材在氮气氛下以5℃/分钟加热到30~50℃后,暂时(一時)维持温度。然后,再次以5℃/分钟加热到30~150℃,此时,以拉伸模式(载荷5g)测定聚酰亚胺基材的尺寸变化。由该值求出线膨胀系数。
就聚酰亚胺基材而言,优选可见光(400~700nm)的透光率为80%以上,更优选为90%以上。如果透光率为80%以上,在将气体阻隔性膜应用于液晶显示装置(LCD面板)等的电子器件的情况下,可获得高的亮度,因此优选。应予说明,本说明书中,“透光率”意思是指使用分光光度计(可见紫外线分光光度计UV-2500PC:株式会社岛津制作所制造)、按照ASTM D-1003标准测定相对于可见光线的入射光量的全透过光量而算出的、可见光区域中的平均透过率。
聚酰亚胺基材的JIS B 0601(2001)中规定的10点平均表面粗糙度Rz优选为1~1500nm,更优选为5~400nm,进一步优选为300~350nm。另外,聚酰亚胺基材的JIS B 0601(2001)中规定的中心线平均粗糙度Ra优选为0.5~12nm,更优选为1~8nm。如果Rz、Ra在上述范围内,则涂布液的涂布性提高,因此优选。就聚酰亚胺基材而言,根据需要可对单面或两面进行研磨而提高平滑性。
聚酰亚胺基材的弹性模量优选为1GPa以上,更优选为2~10GPa。如果聚酰亚胺基材的弹性模量为1GPa以上,具有高的尺寸稳定性,可以适合在器件形成工序中应用,因此优选。应予说明,本说明书中,“弹性模量”的值为采用按照ASTMD882-97测定的值。
[气体阻隔层]
气体阻隔层含有聚硅氮烷改性物质。此外,根据需要可包含胺催化剂及金属催化剂等添加剂。
气体阻隔层的膜厚优选为10~500nm,更优选为20~300nm。如果气体阻隔层的膜厚为10nm以上,能够使膜厚均匀,另外,可获得高的气体阻隔性,因此优选。另一方面,如果气体阻隔层的膜厚为500nm以下,能够抑制裂纹,因此优选。
气体阻隔层的水蒸气透过度优选为1×10-3g/(m2·24h)以下,更优选为1×10-4g/(m2·24h)以下。
(聚硅氮烷改性物质)
聚硅氮烷改性物质意思是指通过对聚硅氮烷进行改性而得到的改性物质。
聚硅氮烷改性物质含有对聚硅氮烷进行改性而得到的氧化硅。此外,可含有对聚硅氮烷进行改性而得到的氮化硅及/或氧化氮化硅。
聚硅氮烷
聚硅氮烷为在其结构内具有Si-N、Si-H、N-H等的键的聚合物。
作为上述聚硅氮烷,并无特别限制,如果考虑进行改性处理,优选为在比较低的温度下进行陶瓷化而改性为二氧化硅的化合物,例如,优选为日本特开平8-112879号公报中记载的具有由下述的通式表示的单元组成的主骨架的化合物。
[化1]
上述通式中,R1、R2、和R3各自独立地表示氢原子、烷基、烯基、环烷基、芳基、烷基甲硅烷基、烷基氨基、或烷氧基。
就聚硅氮烷而言,从得到的气体阻隔层的致密性的观点考虑,特别优选R1、R2、和R3全部为氢原子的全氢聚硅氮烷(以下也称为“PHPS”)。
全氢聚硅氮烷推定为直链结构和以6元环和8元环为中心的环结构存在的结构。其分子量以数均分子量(Mn)计,为约600~2000左右(聚苯乙烯换算),因分子量不同,可为液体或固体的物质。该全氢聚硅氮烷可使用市售品,作为市售品,可列举NN120、NN110、NAX120、NAX110、NL120A、NL110A、NL150A、NP110、NP140(AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社制造)等。
作为低温下进行陶瓷化的聚硅氮烷的另外的例子,可列举使硅的醇盐与由上述通式表示的聚硅氮烷反应而得到的硅的醇盐加成聚硅氮烷(例如,日本特开平5-238827号公报)、使缩水甘油与由上述通式表示的聚硅氮烷反应而得到的缩水甘油加成聚硅氮烷(例如,日本特开平6-122852号公报)、使醇与由上述通式表示的聚硅氮烷反应而得到的醇加成聚硅氮烷(例如,日本特开平6-240208号公报)、使金属羧酸盐与由上述通式表示的聚硅氮烷反应而得到的金属羧酸盐加成聚硅氮烷(例如,日本特开平6-299118号公报)、使含有金属的乙酰丙酮络合物与由上述通式表示的聚硅氮烷反应而得到的乙酰丙酮络合物加成聚硅氮烷(例如,日本特开平6-306329号公报)、在由上述通式表示的聚硅氮烷中添加金属微粒而得到的金属微粒添加聚硅氮烷(例如,日本特开平7-196986号公报)等。
改性
聚硅氮烷通过改性而转化,生成氧化硅。
作为聚硅氮烷向氧化硅的改性机理,可列举聚硅氮烷的利用水的水解的改性。具体地,通过水使聚硅氮烷的Si-N键水解,由此将聚合物主链切断,由此形成Si-OH。而且,在改性条件下2个Si-OH脱水缩合,则形成Si-O-Si键,通过进行固化,而生成氧化硅。
另外,特别是通过真空紫外光的照射进行聚硅氮烷的改性的情况下,与向上述氧化硅的改性机理一起,或者取而代之,可发生聚硅氮烷的利用直接氧化的向氧化硅的改性。具体地,如果对聚硅氮烷照射真空紫外光,利用真空紫外光、被真空紫外光活化了的臭氧和活性氧等,将聚硅氮烷中的H、N直接置换为O(即,没有经由硅烷醇),形成Si-O-Si键,通过进行固化而生成氧化硅(称为光量子工艺的光子的作用)。
此时,在利用真空紫外光的照射的聚硅氮烷的改性中,与上述聚硅氮烷的利用直接氧化的向氧化硅的改性一起,或者取而代之,可发生向氮化硅和/或氧化氮化硅的改性。具体地,如果对聚硅氮烷照射真空紫外光,通过激发等,比较容易地将聚硅氮烷中的Si-H键、N-H键切断,在非活性气氛下复合为Si-N。由此,可生成氮化硅、氧化氮化硅。
应予说明,在通过真空紫外光的照射来进行聚硅氮烷的改性的情况下,由于将聚硅氮烷直接氧化,因此能够形成高密度、缺陷少的改性膜,可形成具有高的气体阻隔性的气体阻隔层。应予说明,本说明书中,所谓“真空紫外光(VUV光)”,意思是指波长200nm以下的具有高能量的紫外光。
上述改性机理终归为推测,即使在聚硅氮烷通过与上述机理不同的机理生成氧化硅、氮化硅、氧化氮化硅的情况下,也包含在本发明的技术范围内。
(胺催化剂及金属催化剂)
气体阻隔层可含有胺催化剂和/或金属催化剂。
作为上述胺催化剂,并无特别限制,可列举N,N-二甲基乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、三乙醇胺、三乙胺、3-吗啉代丙胺、N,N,N’,N’-四甲基-1,3-二氨基丙烷、N,N,N’,N’-四甲基-1,6-二氨基己烷。
作为上述金属催化剂,并无特别限制,可列举乙酰丙酮铂等的铂化合物、丙酸钯等的钯化合物、乙酰丙酮铑等的铑化合物。
通过添加上述胺催化剂和上述金属催化剂,能够促进聚硅氮烷的改性。
(气体阻隔层的形态)
将含有聚硅氮烷改性物质的气体阻隔层配置在聚酰亚胺基材上。此时,可层叠2层以上的气体阻隔层(即,基材-气体阻隔层-气体阻隔层等)。另外,可在气体阻隔层的表面进一步形成其他气体阻隔层(即,基材-气体阻隔层-其他气体阻隔层)。此时,其他气体阻隔层可进一步层叠2层以上(即,基材-气体阻隔层-其他气体阻隔层-其他气体阻隔层等)。
作为上述的其他气体阻隔层,并无特别限制,可列举公知的气体阻隔层,例如采用干式成膜法形成的气体阻隔层。
通过该干式成膜法所形成的气体阻隔层可含有二硫化锌、氧化铝、氧化铟、氧化锡、氧化镓、氧化铟锡(ITO)、添加铝的锌氧化物(AZO)、锌锡复合氧化物(ZTO)、氮化铝、碳化硅等的无机物。
采用干式成膜法所形成的气体阻隔层的膜厚优选为10~500nm,更优选为20~300nm。
另外,采用干式成膜法所形成的气体阻隔层的水蒸气透过度优选为0.1g/(m2·24h)以下,更优选为0.0001~0.01g/(m2·24h)。
[粘接手段]
就本方式涉及的含有聚硅氮烷改性物质的气体阻隔层而言,为了在与聚酰亚胺基材之间实现高的粘接强度,优选设置粘接手段。
作为该粘接手段,只要粘接强度提高,则并无特别限制,可列举粘接层的配置、聚酰亚胺基材的表面处理等。这些粘接手段可单独地使用,也可将2种以上组合使用。
(粘接层的配置)
就粘接层而言,通常配置在聚酰亚胺基材和气体阻隔层之间。通过该粘接层,聚酰亚胺基材与气体阻隔层的粘接强度可提高。
上述粘接层含有粘接剂。此时,作为上述粘接剂,可列举金属氧化物、化学反应型粘接剂等。
作为上述金属氧化物,可列举氧化铝(Al2O3)等的铝氧化物;氧化钛(TiO2)等的钛氧化物;氧化锡(SnO2)等的锡氧化物;氧化铈(CeO2)等的铈氧化物;氧化锌(ZnO)等的锌氧化物;氧化硅(SiO2)等的硅氧化物等。这些金属氧化物可单独使用,也可将2种以上组合使用。
应予说明,在使用金属氧化物形成粘接层的情况下,通常,可通过物理气相生长法、化学气相生长法、或这些的组合来进行。
作为上述物理气相生长法,可列举电阻加热法、电子束蒸镀法、分子束外延法等的蒸镀法;离子镀法;溅射法等。
作为上述化学气相生长法,可列举热CVD法、催化化学气相生长法、光CVD法、等离子体CVD法等。
另外,上述化学反应型粘接剂含有骨料(骨剤)、结合剂、硬化剂,主要大致分为硅酸盐系粘接剂、磷酸盐系粘接剂、胶体二氧化硅系粘接剂。
在上述硅酸盐系粘接剂中,作为骨料,可使用氧化铝、二氧化硅、氧化锆、尖晶石等的耐火度高的氧化物、氮化物或碳化物。另外,作为结合剂,可使用碱金属硅酸盐。而且,作为硬化剂,可使用ZnO、MgO等的金属氧化物、氢氧化物、磷酸盐、硼酸盐、硅氟化物等。
在上述磷酸盐系粘接剂中,作为骨料,可使用与上述硅酸盐系粘接剂同样的骨料。另外,作为结合剂,可使用磷酸铝、磷酸镁等的磷酸金属盐。进而,作为硬化剂,可使用金属氧化物、硅酸镁、钛酸锶等。
在上述胶体二氧化硅系粘接剂中,作为骨料,可使用与上述硅酸盐系粘接剂同样的骨料。另外,作为结合剂,可使用胶体二氧化硅(粒径10~100μm)。进而,作为硬化剂,可使用金属氧化物等。
应予说明,在使用化学反应型粘接剂形成粘接层的情况下,通常,可通过将化学反应型粘接剂涂布,进行干燥、加热等而进行。
上述的粘接剂中,优选使用金属氧化物,更优选使用铝氧化物、钛氧化物、锡氧化物、铈氧化物、锌氧化物。
粘接层的膜厚优选为50nm以下,更优选为5~30nm。应予说明,因为粘接层的膜厚优选为薄膜,因此不显示气体阻隔性,或者几乎不显示气体阻隔性。
(聚酰亚胺基材的表面处理)
优选对聚酰亚胺基材的表面进行表面处理。作为具体的表面处理,可列举电晕处理、等离子体处理、UV臭氧处理、受激准分子处理,优选地,可列举等离子体处理、UV臭氧处理、受激准分子处理等。
通过对聚酰亚胺基材进行表面处理,能够进行改性、清洗等。通过上述改性,能够将羟基、羧基、氨基等的活性基团导入聚酰亚胺基材表面。另外,通过上述清洗,能够提高涂布性。其结果,能够提高与在聚酰亚胺基材上配置的气体阻隔层的结合力、密合性,聚酰亚胺基材和气体阻隔层的粘接强度可提高。进而,通过进行表面处理,使表面粗糙度增大,由此通过锚固效果等,聚酰亚胺基材和气体阻隔间的粘接强度可提高。
电晕处理
电晕处理是利用在大气压状态下对一对电极施加交流的高电压而激发的电晕放电来进行表面改性的方法。
等离子体处理
等离子体处理是通过电弧放电使氧气或者氧气和非活性气体的混合气体电离、利用由此产生的等离子体气体进行表面改性的方法。
作为可使用的非活性气体,可列举氮气、氩气、氦气等。
作为使等离子体产生的方法,例如,可以利用直流辉光放电、高频放电、微波放电等的装置进行。
另外,作为氧气的供给量,优选为1~50sccm(0℃、1气压基准),更优选为10~30sccm。
作为真空室的真空度,优选为0.5~50Pa,更优选为1~10Pa。
作为来自等离子体产生用电源的施加电力,优选为50~500W。
作为等离子体产生用电源的频率,优选为5~50kHz,更优选为10~20kHz。
UV臭氧处理
UV臭氧处理是照射紫外线(UV)、将空气中的氧变换为臭氧、利用臭氧和紫外线而进行表面改性的方法。
UV臭氧处理中使用的光源可列举低压汞灯(185nm、254nm)。
照射时间优选为0.5~30分钟,更优选为0.5~10分钟。
受激准分子处理
受激准分子处理是照射受激准分子光、将空气中的氧变换为臭氧、利用臭氧和受激准分子光而进行表面改性的方法。
受激准分子处理中所使用的光源可列举Xe受激准分子灯(172nm)、氪灯(146nm)、氩灯(126nm)等。这些中,优选使用Xe受激准分子灯。
照度优选为1mW/cm2~100kW/cm2,更优选为100mW/cm2~10W/cm2
曝光累积量优选为10~1000mJ/cm2,更优选为50~500mJ/cm2
照射时间优选为0.1~500秒,更优选为0.1~60秒。
<气体阻隔性膜的制造方法>
气体阻隔性膜的制造方法包含在聚酰亚胺基材上形成气体阻隔层的工序。此外,根据需要,包含准备基材的工序、形成粘接层的工序、形成其他气体阻隔层的工序等。
在优选的一实施方式中,气体阻隔性膜的制造方法依次包含准备基材的工序、形成粘接层的工序、形成气体阻隔层的工序、及形成其他气体阻隔层的工序。
[准备聚酰亚胺基材的工序]
本工序包含准备聚酰亚胺基材。根据需要,可包含聚酰亚胺基材的表面处理。
(聚酰亚胺基材的准备)
聚酰亚胺基材的准备可通过亲自制造聚酰亚胺基材而进行。另外,也可购入市售的聚酰亚胺。
对于该聚酰亚胺基材的制造方法,并无特别限制,可适当参照上述的记载。
(聚酰亚胺基材的表面处理)
为了控制聚酰亚胺基材和气体阻隔层间的粘接强度,可进行聚酰亚胺基材的表面处理。作为该表面处理,如上述那样,可列举等离子体处理、UV臭氧处理、或受激准分子处理等。作为具体的表面处理方法,能够无特别限制地使用公知的技术,例如,可适当参照上述的记载。
[形成粘接层的工序]
本工序包含在聚酰亚胺基材上形成粘接层。
对于粘接层的形成方法,可根据使用的粘接剂而适当地采用公知的手法。
例如,如上述那样使用金属氧化物作为粘接剂的情况下,可采用物理气相生长法、化学气相生长法形成粘接层。
另外,在使用化学反应型粘接剂作为粘接剂的情况下,通过在聚酰亚胺基材上涂布化学反应型粘接剂,进行干燥、加热,形成粘接层。
[形成气体阻隔层的工序]
本工序包含将含有聚硅氮烷的涂布液涂布于聚酰亚胺基材(在聚酰亚胺基材上形成了粘接层的情况下,粘接层上),对上述聚硅氮烷进行改性。由此,形成含有聚硅氮烷改性物质的气体阻隔层。
(含有聚硅氮烷的涂布液)
含有聚硅氮烷的涂布液(以下也简称为“涂布液”)含有聚硅氮烷及溶剂。此外,根据需要可含有胺催化剂及金属催化剂等添加剂。
聚硅氮烷
就聚硅氮烷而言,由于可使用与上述同样的聚硅氮烷,因此在此省略说明。
涂布液中的聚硅氮烷的含量也因所期望的气体阻隔层的膜厚、涂布液的适用期等而异,相对于涂布液的总量,优选为0.2~35质量%。
溶剂
作为溶剂,只要不与聚硅氮烷反应,则并无特别限制,可使用公知的溶剂。具体地,可列举脂肪族烃、脂环式烃、芳香族烃、卤代烃等的烃系溶剂;脂肪族醚、脂环式醚等的醚系溶剂。更详细地,作为烃溶剂,可列举戊烷、己烷、环己烷、甲苯、二甲苯、Solvesso、松节油(ターベン)、二氯甲烷、三氯乙烷等。另外,作为醚系溶剂,可列举二丁基醚、二噁烷、四氢呋喃等。这些溶剂可单独使用,或者将2种以上混合使用。
胺催化剂及金属催化剂
作为胺催化剂及金属催化剂,由于可使用与上述同样的胺催化剂及金属催化剂,因此在此省略说明。
其中,在涂布液含有胺催化剂和/或金属催化剂的情况下,该胺催化剂和/或金属催化剂相对于聚硅氮烷,优选含有0.1~10质量%。特别地,对于胺催化剂,从涂布性的提高和反应的时间的缩短的观点考虑,相对于聚硅氮烷,更优选含有0.5~5质量%。
另外,在一实施方式中,就胺催化剂的含量而言,相对于聚硅氮烷,优选为不到2质量%。如果胺催化剂的含量为不到2质量%,使气体阻隔层中无助于气体阻隔性自身的成分减少,获得高的气体阻隔性,因此优选。另外,在后述的聚硅氮烷的改性方法中包含加热的情况下,将涂膜全体改性。因此,这样的情况下,通过使胺催化剂的含量不到2质量%,使聚硅氮烷的改性速度降低,由此一边追随基材一边改性进行,且得到的气体阻隔层容易呈热力学上稳定的形态,因此聚酰亚胺基材和气体阻隔层间的密合性提高,能够防止气体阻隔层的裂纹的产生。
(涂布)
在涂布中,将涂布液涂布到基材上,形成涂膜。应予说明,在基材具有粘接层的情况下,可将涂布液涂布到粘接层上。
作为涂布液的涂布方法,可适当地采用公知的方法。具体地,可列举旋涂法、辊涂法、流涂法、喷墨法、喷涂法、印刷法、浸涂法、流延成膜法、棒涂法、凹版印刷法等。
对涂布液的涂布量并无特别限制,可适当调节以使得成为上述所期望的气体阻隔层的厚度。
(聚硅氮烷的改性)
对聚硅氮烷的改性方法并无特别限制,可应用公知的方法。作为具体的聚硅氮烷的改性方法,可列举紫外光的照射、等离子体照射、加热、以及它们的组合等。
上述紫外光的照射可通过采用公知的方法照射紫外光而进行。通过照射紫外光,可将聚硅氮烷改性。应予说明,“紫外光的照射”中包含为对通过涂布液的涂布而得到了的涂膜照射紫外光的环境。因此,“紫外光的照射”中也包含在荧光灯、黄色灯等的环境下将上述涂膜静置。这些中,紫外光的照射优选在氧化性气体气氛下和低湿度环境进行。
就进行照射的紫外光的波长而言,并无特别限定,优选为10~450nm,更优选为100~300nm,进一步优选为100~200nm,特别优选为100~180nm。这些中,从以更低温度且更短时间进行转化反应的观点考虑,进行照射的紫外光优选为真空紫外光(波长200nm以下的紫外光)。
如上述,通过真空紫外光的照射,聚硅氮烷没有经由硅烷醇而直接被氧化(称为光量子工艺的光子的作用),因此该氧化过程中体积变化小,可得到高密度、缺陷少的含有氧化硅、氮化硅、和氧化氮化硅等的膜。另外,在真空紫外光的情况下,由反应气氛中存在的氧等生成具有高氧化能力的臭氧、活性氧,通过该臭氧、活性氧也可以进行聚硅氮烷的改性处理。其结果,可得到更为致密的氧化硅、氮化硅、和氧化氮化硅等的膜。因此,通过真空紫外光的照射将聚硅氮烷改性而得到的气体阻隔层可具有高阻隔性。应予说明,真空紫外光照射只要在涂膜形成后,则可以在任何时刻实施。
作为紫外光的光源,并无特别限制,可使用低压汞灯、重氢灯、氙受激准分子灯、金属卤化物灯、受激准分子激光器等。另外,如上述那样,可以是荧光灯、黄色灯等。这些中,优选使用氙受激准分子灯等的稀有气体受激准分子灯。
真空紫外光照射时的氧浓度优选为0.5体积%以下,更优选为0.1体积%以下。如果氧浓度为0.5体积%以下,可缩短大气与氧的置换时间,因此优选。
作为氧浓度和水蒸气浓度的调节方法,并无特别限制,可列举使装置内成为减压的方法、气体流动的方法等。这些中,优选采用使装置内成为减压的方法调节氧浓度和水蒸气浓度。使该装置内成为减压的方法使用真空泵从大气压减压到优选地100Pa以下、更优选地20Pa以下。
氧浓度和水蒸气浓度的调节后,导入规定的气体,为规定的压力,由此可以为用等离子体来进行激发的环境。
进而,也可通过上述加热将聚硅氮烷改性。
作为加热的方法,并无特别限制,可列举使基材与加热块等的放热体接触、通过热传导将涂膜加热的方法、通过利用电阻丝等的外部加热器将气氛加热的方法、使用了如IR加热器那样的红外区域的光的方法等。另外,可为器件形成工序中的高温环境。即,可制造气体阻隔层的至少一部分的聚硅氮烷未改性的膜、将其应用于器件形成工序而在该过程中将未改性的聚硅氮烷的至少一部分改性。从涂膜的平滑性等的观点考虑,可适当选择这些方法。
作为加热处理的温度,并无特别限制,优选为50~200℃,更优选为80~150℃。另外,作为加热时间,优选为1秒~10小时,更优选为10秒~1小时。
聚硅氮烷的改性优选将紫外光照射或等离子体照射与加热处理组合。通过将紫外光照射或等离子体照射与加热处理组合,可促进改性。
就通过上述的改性处理所得到的气体阻隔层的膜厚、密度等而言,可以通过适当选择涂布条件、紫外光的强度、照射时间、波长(光的能量密度)、和照射方法、等离子体照射的方法、气体种、压力、电源的频率、和投入电力密度、以及加热温度等来进行控制。例如,通过从连续照射、分为多次的照射、多次的照射为短时间的、所谓脉冲照射等中适当选择紫外光的照射方法,可控制气体阻隔层的膜厚、密度等。
对于改性处理的程度,可以通过对形成了的气体阻隔层进行XPS表面分析,求出硅(Si)原子、氮(N)原子、氧(O)原子等的各原子组成比,由此来确认。
应予说明,聚硅氮烷的改性并非只在上述加热、紫外光的照射时、等离子体照射时发生,可从将涂布液涂布于聚酰亚胺基材上后发生。
如上述,通过紫外光的照射、等离子体照射、加热、及它们的组合等的方法将聚硅氮烷进行改性,由此可以得到含有氧化硅的聚硅氮烷改性物质。另外,特别是在上述改性包含真空紫外光的照射的情况下,可得到与氧化硅一起含有氮化硅和/或氧化氮化硅的聚硅氮烷改性物质。
[形成其他的气体阻隔层的工序]
形成其他的气体阻隔层的工序包含在含有聚硅氮烷改性物质的气体阻隔层等上形成其他的气体阻隔层。
(其他的气体阻隔层)
作为其他的气体阻隔层,如上述那样,并无特别限制,可列举公知的气体阻隔层,例如,通过干式成膜法形成的气体阻隔层。在以下对通过干式成膜法形成其他的气体阻隔层的方法进行说明。
(干式成膜法)
作为干式制膜法,可列举物理气相生长法及化学气相生长法。所谓物理气相生长法,是指在气相中在物质的表面通过物理的手法使目标物质的薄膜堆积的方法,可列举蒸镀法(电阻加热法、电子束蒸镀法、分子束外延法)、离子镀法、溅射法等。另一方面,所谓化学气相生长法(化学蒸镀法、CVD法),是指在基材等上供给含有目标薄膜的成分的原料气体、通过基板表面或气相中的化学反应使膜堆积的方法,可列举热CVD法、催化化学气相生长法、光CVD法、等离子体CVD法等。这些中,优选使用溅射法、等离子体CVD法,更优选使用等离子体CVD法。
以下,以等离子体CVD法为例进行说明。
在等离子体CVD法中使等离子体产生时,优选在多个成膜辊之间的空间中使等离子体放电产生,更优选使用一对成膜辊,在这一对成膜辊分别配置膜,在一对成膜辊间进行放电等而使离子体产生。这样,通过使用一对成膜辊,在这一对成膜辊上配置膜,在该一对成膜辊间进行放电,由此可以在成膜时将在一个成膜辊上存在的膜进行成膜,且在另一个成膜辊上存在的基材的表面部分也同时进行成膜,不仅可以高效率地制造薄膜,而且与通常的不使用辊的等离子体CVD法相比,能够使成膜速率翻倍,并且可以将大致同一结构的膜进行成膜。
另外,这样在一对成膜辊间进行放电时,优选使上述一对成膜辊的极性交替地反转。进而,作为在这样的等离子体CVD法中使用的成膜气体,优选含有有机硅化合物和氧的成膜气体,该成膜气体中的氧的含量优选为不到上述成膜气体中的上述有机硅化合物的全部量完全氧化所需的理论氧量。另外,通过干式成膜法形成了的其他的气体阻隔层优选为通过连续的成膜工艺形成了的层。
另外,从生产率的观点考虑,优选用辊对辊方式在膜、例如上述气体阻隔层上形成其他的气体阻隔层。另外,作为通过这样的等离子体CVD法形成其他的气体阻隔层时可使用的装置,并无特别限制,优选为具备至少一对成膜辊、和等离子体电源并且形成为在上述一对成膜辊间可进行放电的构成的装置,例如,在使用了图1中所示的制造装置的情况下,也可以一边利用等离子体CVD法一边用辊对辊方式来制造。
以下,一边参照图1,一边对于在使用了基材的情况下利用将基材配置在一对成膜辊上、在上述一对成膜辊间进行放电而使等离子体产生的等离子体CVD法的气体阻隔层的形成方法,更详细地说明。应予说明,图1为表示为了通过本方法形成气体阻隔层可适合利用的制造装置的一例的示意图。另外,以下的说明和附图中,对同一或相当的要素标记同一符号,省略重复的说明。
图1中所示的制造装置31具备送出辊32、输送辊33、34、35、36、成膜辊39、40、气体供给管41、等离子体产生用电源42、设置在成膜辊39及40的内部的磁场产生装置43、44、和卷取辊45。另外,在这样的制造装置中,至少将成膜辊39、40、气体供给管41、等离子体产生用电源42、和磁场产生装置43、44配置在省略了图示的真空室内。进而,在这样的制造装置31中将上述真空室与省略了图示的真空泵连接,可以通过该真空泵对真空室内的压力适当地调节。
通过使用这样的图1中所示的制造装置31,例如,适当调节原料气体的种类、等离子体产生装置的电极鼓的电力、真空室内的压力、成膜辊的直径、以及膜(基材)的输送速度,可以形成气体阻隔层。即,通过使用图1中所示的制造装置31,将成膜气体(原料气体等)供给到真空室内,同时在一对成膜辊(成膜辊39和40)间使放电发生,从而上述成膜气体(原料气体等)被等离子体分解,在成膜辊39上的基材等的表面上和成膜辊40上的基材等的表面上采用等离子体CVD法形成气体阻隔层。应予说明,在这样的成膜时,通过送出辊32、成膜辊39等分别将基材等输送,由此通过辊对辊方式的连续的成膜工艺,在基材等的表面上形成气体阻隔层。
作为从上述气体供给管41向对置空间供给的成膜气体(原料气体等),可以将原料气体、反应气体、载气、放电气体单独使用或者将2种以上混合使用。作为其他气体阻隔层的形成中使用的上述成膜气体中的原料气体,可以根据形成的其他气体阻隔层的材质适当地选择使用。作为这样的原料气体,例如可以使用含有硅的有机硅化合物、含有碳的有机化合物气体。作为这样的有机硅化合物,例如可列举六甲基二硅氧烷(HMDSO)、六甲基二硅烷(HMDS)、1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、乙烯基三甲基硅烷、甲基三甲基硅烷、六甲基乙硅烷、甲基硅烷、二甲基硅烷、三甲基硅烷、二乙基硅烷、丙基硅烷、苯基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、四甲氧基硅烷(TMOS)、四乙氧基硅烷(TEOS)、苯基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、八甲基环四硅氧烷。这些有机硅化合物中,从化合物的处理性和得到的其他气体阻隔层的气体阻隔性等特性的观点考虑,优选六甲基二硅氧烷、1,1,3,3-四甲基二硅氧烷。这些有机硅化合物可以单独使用或者将2种以上组合使用。另外,作为含有碳的有机化合物气体,例如可以例示甲烷、乙烷、乙烯、乙炔。就这些有机硅化合物气体、有机化合物气体而言,可根据气体阻隔层的种类来选择适当的原料气体。
另外,作为上述成膜气体,除了上述原料气体以外,可使用反应气体。作为这样的反应气体,可以适当地选择与上述原料气体反应而成为氧化物、氮化物等的无机化合物的气体而使用。作为用于形成氧化物的反应气体,例如可以使用氧、臭氧。另外,作为用于形成氮化物的反应气体,例如可以使用氮、氨。这些反应气体可以单独使用或者将2种以上组合使用,在例如形成氧氮化物的情况下,可以将用于形成氧化物的反应气体和用于形成氮化物的反应气体组合使用。
作为上述成膜气体,为了将上述原料气体供给到真空室内,根据需要,可以使用载气。进而,作为上述成膜气体,为了使等离子体放电发生,根据需要,可以使用放电用气体。作为这样的载气和放电用气体,可以适当地使用公知的气体,例如可以使用氦、氩、氖、氙等的稀有气体;氢。
在这样的成膜气体含有原料气体和反应气体的情况下,作为原料气体与反应气体的比率,优选与为了使原料气体与反应气体完全反应理论上所需的反应气体的量的比率相比,不过度使反应气体的比率过剩。通过不过度使反应气体的比率过剩而在以下方面优异:通过所形成的其他气体阻隔层,可以获得优异的阻隔性、耐弯曲性。另外,在上述成膜气体含有上述有机硅化合物和氧的情况下,优选为上述成膜气体中的上述有机硅化合物的全部量完全氧化所需的理论氧量以下。
另外,真空室内的压力(真空度)可以根据原料气体的种类等适当地调节,优选为0.5Pa~50Pa的范围。
另外,这样的等离子体CVD法中,为了在成膜辊39与成膜辊40之间进行放电,对与等离子体产生用电源42连接了的电极鼓(在本实施方式中,设置于成膜辊39及40)施加的电力可以根据原料气体的种类、真空室内的压力等来适当地调节,不能一概而论,但优选为0.1~10kW的范围。如果这样的施加电力为100W以上,则可以充分地抑制粒子的产生,另一方面,如果为10kW以下,可以控制成膜时产生的热量,可以抑制成膜时的膜表面的温度上升。因此,在膜不会经受不住热、可以防止成膜时产生褶皱的这点上优异。
如上述,作为本实施方式的更优选的方式,通过使用了图1中所示的具有对置辊电极的等离子体CVD装置(辊对辊方式)的等离子体CVD法将其他气体阻隔层成膜。这是因为,在使用具有对置辊电极的等离子体CVD装置(辊对辊方式)大量生产的情况下,可以高效率地制造可挠性(弯曲性)优异、兼具机械强度、特别是以辊对辊输送时的耐久性和阻隔性能的其他气体阻隔层。这样的制造装置在可以价格低且容易地大量生产太阳能电池、电子部件等中使用的要求对于温度变化的耐久性的气体阻隔性膜的方面也优异。
<电子器件>
根据本发明的一方式,提供含有电子器件主体、和上述的气体阻隔性膜的电子器件。
[电子器件主体]
作为电子器件主体,并无特别限制,可列举可应用气体阻隔性膜的公知的电子器件主体。例如,可列举太阳能电池(PV)、液晶显示元件(LCD)、有机电致发光(EL)元件等。对于这些电子器件主体的构成,也并无特别限制,可具有公知的构成。例如,有机EL元件可具有基板、阴电极、电子注入层、电子传输层、发光层、空穴传输层、空穴注入层、阳电极等。
[气体阻隔性膜]
上述的气体阻隔性膜可在基材、密封用材料等中使用。作为基材,例如,在太阳能电池中使用的情况下,可以作为在气体阻隔性膜上设置了ITO等透明导电性薄膜作为透明电极的树脂支承体来应用。该情况下,将气体阻隔性膜组装到电子器件主体中。另外,在作为密封用材料来使用的情况下,例如,可得到将液晶显示元件密封了的电子器件。本发明涉及的气体阻隔性膜优选作为密封用材料在电子器件主体的密封中使用。
实施例
以下列举实施例对本发明具体地说明,但本发明并不限定于这些。应予说明,实施例中使用“份”或“%”的表示,只要无特别说明,表示“质量份”或“质量%”。
<气体阻隔性膜的制造>
[实施例1]
(1)基材
使用了10cm×10cm的尺寸、厚50μm的UPILEX-50SGA(聚酰亚胺膜、宇部兴产株式会社制造)作为基材。在以下的实施例中基材使用了同样的大小的基材。
使用UV臭氧处理装置UV-1(サムコ株式会社制造),对于上述基材表面进行3分钟的臭氧处理(基材温度:80℃、供给气体:空气),进行了基材的表面处理。
(2)气体阻隔层(第1层)的形成
如以下那样制备含有聚硅氮烷的涂布液。
即,将无催化剂的全氢聚硅氮烷20重量%二丁基醚溶液(NN120-20、AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社制造)混合到相对于全氢聚硅氮烷含有5重量%的胺催化剂(N,N,N’,N’-四甲基-1,6-二氨基己烷)的全氢聚硅氮烷20重量%二丁基醚溶液(NAX120-20、AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社制造)中。接着,通过用二丁基醚适当地稀释,形成相对于全氢聚硅氮烷含有1重量%的胺催化剂的二丁基醚溶液,制备含有聚硅氮烷的涂布液。
接着,将制备的含有聚硅氮烷的涂布液涂布到表面处理了的聚酰亚胺基材,形成了涂膜。此时,上述涂布在基材的表面处理后即刻进行。
更详细地,在表面处理了的基材上,通过旋涂涂布含有聚硅氮烷的涂布液后,在80℃下干燥1分钟,形成了涂膜。对于得到的涂膜,在以下的条件下照射主峰发光波长为172nm的真空紫外(VUV)光,形成了膜厚250nm的含有聚硅氮烷改性物质的气体阻隔层。应予说明,就膜厚而言,可通过由TEM(TransmissionElectron Microscope:透射电子显微镜)的剖面照片来看到明确的界面来确认。
(真空紫外线(VUV光)照射处理条件)
真空紫外线照射装置:台可动型氙受激准分子照射装置
(MDエキシマ公司制造、
MECL-M-1-200)
照度:140mW/cm2(172nm)
台温度:100℃
处理环境:干燥氮气气氛下
处理环境的氧浓度:0.1体积%
台可动速度和输送次数:以10mm/秒输送15次
受激准分子光曝光累积量:6500mJ/cm2
应予说明,将试样以灯与试样的间隔(Gap)成为3mm的方式设置。另外,通过调节可动台的可动速度来使照射时间变化。对于真空紫外线(VUV光)照射时的氧浓度的调节,通过流量计测定向照射库内导入的氮气、氧气的流量,控制向库内导入的气体的氮气/氧气流量比,由此来调节。
(3)气体阻隔层(第2层)的形成
用与上述(2)同样的方法,在上述气体阻隔层(第1层)上形成了膜厚40nm的气体阻隔层(第2层)。进而,在250℃下进行60分钟热处理,制造将聚酰亚胺基材(臭氧处理)-气体阻隔层-气体阻隔层依次层叠了的气体阻隔性膜。
应予说明,在得到的气体阻隔性膜中,按照JIS Z0237:2009的180度剥离法测定聚酰亚胺基材和气体阻隔性膜(第1层)的剥离强度。
更详细地,在制造的气体阻隔性膜的最表面的气体阻隔层(第2层的气体阻隔层)粘贴规定的粘合带。接着,对于带的端部,使用作为电动式立式测力计台的FGS-50E(日本电产シンポ株式会社制造),以30mm/min的速度对带进行拉伸,确认聚酰亚胺基材与气体阻隔层是否剥离。此时,根据使用的粘合带的种类,测定了剥离强度。
应予说明,使用的粘合带如以下:
(a)密封掩蔽带No.2541(粘合力:1.3N/cm、ニチバン株式会社制造)
(b)セロテープ(注册商标)No.5511(粘合力:2.7N/cm、ニチバン株式会社制造)
(c)セロテープ(注册商标)No.405AP-24(粘合力:4N/cm、ニチバン株式会社制造)
(d)ポリエスパー胶带(5.9N/m、积水化学工业株式会社制造)。
就得到的气体阻隔性膜而言,在(a)的粘合带的情况下,没有发生聚酰亚胺基材和气体阻隔性膜的剥离,在(b)的粘合带的情况下,发生了剥离。因此,粘接强度为超过1.3N/cm且不到2.7N/cm。
[实施例2]
基材
使用厚40μm的ネオプリム(聚酰亚胺膜、由环己烷四羧酸或环己烷四羧酸二酐、和均苯四甲酸或均苯四甲酸二酐形成的聚酰亚胺、三菱瓦斯化学株式会社制造)作为基材。
通过使用台可动型氙受激准分子照射装置(MDエキシマ公司制造、MECL-M-1-200),在氧存在下对上述基材表面进行受激准分子光照射,进行了受激准分子处理。
(真空紫外线(VUV光)照射处理条件)
真空紫外线照射装置:台可动型氙受激准分子照射装置
(MDエキシマ公司制造、
MECL-M-1-200)
照度:140mW/cm2(172nm)
台温度:100℃
处理环境:干燥氮气气氛下
处理环境的氧浓度:0.1体积%
台可动速度与输送次数:以20mm/秒输送2次
受激准分子光曝光累积量:500mJ/cm2
气体阻隔层的形成
在基材的表面处理后即刻,使用与实施例1同样的方法,在聚酰亚胺基材上形成了2层气体阻隔层。
由此,制造了将聚酰亚胺基材(受激准分子处理)-气体阻隔层-气体阻隔层依次层叠了的气体阻隔性膜。
用与实施例1同样的方法测定了得到的气体阻隔性膜中的聚酰亚胺基材和气体阻隔层的粘接强度,结果超过1.3N/cm且不到2.7N/cm。
[实施例3]
用厚50μm的カプトン(作为单体成分,具有均苯四甲酸二酐和4,4’-二氨基二苯基醚的聚酰亚胺膜、东丽·杜邦株式会社制造)作为基材。得到的气体阻隔性膜具有将聚酰亚胺基材(受激准分子处理)-气体阻隔层-气体阻隔层依次层叠的构成。
用与实施例1同样的方法测定了得到的气体阻隔性膜中的聚酰亚胺基材和气体阻隔层的粘接强度,结果超过1.3N/cm且不到2.7N/cm。
[实施例4]
基材
使用了厚40μm的UPILEX25-50S(聚酰亚胺膜、宇部兴产株式会社制造)作为基材。
使用等离子体干燥清洁器PC-300(サムコ株式会社制造),以200W进行了2分钟氧等离子体处理(氧气的供给量:5sccm(0℃、1气压基准)、真空室的真空度:1Pa)。
气体阻隔层的形成
在基材的表面处理后即刻,使用与实施例1同样的方法,在聚酰亚胺基材上形成了2层气体阻隔层。
由此,制造了将聚酰亚胺基材(氧等离子体处理)-气体阻隔层-气体阻隔层依次层叠了的气体阻隔性膜。
用与实施例1同样的方法测定了得到的气体阻隔性膜中的聚酰亚胺基材和气体阻隔层的粘接强度,结果超过2.7N/cm且不到4N/cm。
[实施例5]
使用了厚50μm的カプトン(作为单体成分,具有均苯四甲酸二酐和4,4’-二氨基二苯基醚的聚酰亚胺膜、东丽·杜邦株式会社制造)作为基材。
得到的气体阻隔性膜具有将聚酰亚胺基材(氧等离子体处理)-气体阻隔层-气体阻隔层依次层叠的构成。
用与实施例1同样的方法测定了得到的气体阻隔性膜中的聚酰亚胺基材和气体阻隔层的粘接强度,结果超过2.7N/cm且不到4N/cm。
[实施例6]
基材
使用了厚40μm的UPILEX-505SGA(聚酰亚胺膜、宇部兴产株式会社制造)作为基材。
进行了基材表面的电晕处理。
作为电晕放电装置,使用春日电机株式会社制的AGI-080,将电晕放电处理装置的放电阳电极与膜表面的间隙设定为1mm,在处理输出为600mW/cm2的条件下进行了10秒的表面电晕处理。
气体阻隔层的形成
在基材的表面处理后即刻,使用与实施例1同样的方法,在聚酰亚胺基材上形成了2层气体阻隔层。
由此,制造将聚酰亚胺基材(电晕处理)-气体阻隔层-气体阻隔层依次层叠了的气体阻隔性膜。
用与实施例1同样的方法测定了得到的气体阻隔性膜中的聚酰亚胺基材和气体阻隔层的粘接强度,结果超过4N/cm且不到5.9N/cm。
[实施例7]
(1)基材
使用厚50μm的UPILEX-50SGA(聚酰亚胺膜、宇部兴产株式会社制造)作为基材。
用与实施例2同样的方法,对基材表面进行了受激准分子处理。
(2)粘接层的形成
在基材的表面处理后即刻,使用等离子体CVD装置,形成了30nm的氧化钛(TiO2)膜。
(3)气体阻隔层的形成
用与实施例1同样的方法,在粘接层上形成了2层气体阻隔层。
由此,制造了将聚酰亚胺基材(受激准分子处理)-粘接层(TiO2)-气体阻隔层-气体阻隔层依次层叠了的气体阻隔性膜。
用与实施例1同样的方法测定了得到的气体阻隔性膜中的聚酰亚胺基材和气体阻隔层的粘接强度,结果超过5.9N/cm。
[实施例8]
除了作为粘接层形成了Al2O3膜(厚30nm)以外,用与实施例7同样的方法制造了气体阻隔性膜。
得到的气体阻隔性膜具有将聚酰亚胺基材(受激准分子处理)-粘接层(TiO2)-气体阻隔层-气体阻隔层依次层叠了的构成。
用与实施例1同样的方法测定了得到的气体阻隔性膜中的聚酰亚胺基材和气体阻隔层的粘接强度,结果超过5.9N/cm。
[实施例9]
(1)基材
使用了厚50μm的UPILEX-50SGA(聚酰亚胺膜、宇部兴产株式会社制造)作为基材。
用与实施例2同样的方法,对基材表面进行了受激准分子处理。
(2)气体阻隔层的形成(第1层)
用与实施例1同样的方法,在聚酰亚胺基材上形成了1层膜厚150nm的气体阻隔层。
(3)其他气体阻隔层的形成(第2层)
将上述(2)中得到了的膜安置于图1中所示的制造装置31中,进行输送。接着,在成膜辊39与成膜辊40之间施加磁场,且对成膜辊39和成膜辊40分别供给电力,在成膜辊39与成膜辊40之间进行放电,使等离子体产生。接着,在形成了的放电区域中,供给成膜气体(作为原料气体的六甲基二硅氧烷(HMDSO)和作为反应气体的氧气(也作为放电气体而发挥功能)的混合气体),在气体阻隔层(第1层)上,用等离子体CVD法形成了其他气体阻隔层(第2层)。其他气体阻隔层的膜厚为40nm。成膜条件如以下。
(成膜条件)
原料气体的供给量:50sccm(Standard Cubic Centimeterper Minute、0℃、1气压基准)
氧气的供给量:500sccm(0℃、1气压基准)
真空室内的真空度:3Pa
来自等离子体产生用电源的施加电力:0.8kW
等离子体产生用电源的频率:70kHz
膜的输送速度:1.0m/min。
由此,制造了将聚酰亚胺基材(受激准分子处理)-气体阻隔层-其他气体阻隔层(CVD)依次层叠了的气体阻隔性膜。
用与实施例1同样的方法测定了得到的气体阻隔性膜中的聚酰亚胺基材和气体阻隔层的粘接强度,结果超过5.9N/cm。
[比较例1]
(1)基材
使用厚50μm的カプトン(作为单体成分,具有均苯四甲酸二酐和4,4’-二氨基二苯基醚的聚酰亚胺膜、东丽·杜邦株式会社制造)作为基材。
(2)气体阻隔层的形成
用与实施例1同样的方法,在聚酰亚胺基材上形成了1层气体阻隔层。
由此,制造了将聚酰亚胺基材-气体阻隔层依次层叠的气体阻隔性膜。
用与实施例1同样的方法测定了得到的气体阻隔性膜中的聚酰亚胺基材和气体阻隔层的粘接强度,结果为不到1.3N/cm。
[比较例2]
使用厚50μm的UPILE-50S(聚酰亚胺膜、宇部兴产株式会社制造)作为基材。
(2)气体阻隔层的形成
用与实施例1同样的方法,在聚酰亚胺基材上形成了1层气体阻隔层。
由此,制造了将聚酰亚胺基材-气体阻隔层依次层叠了的气体阻隔性膜。
用与实施例1同样的方法测定了得到的气体阻隔性膜中的聚酰亚胺基材和气体阻隔层的粘接强度,结果为不到1.3N/cm。
<气体阻隔性膜的评价>
使用实施例1~9以及比较例1和2中制造的气体阻隔性膜,对气体阻隔性膜的性能进行了评价。
(密合性)
对于将各气体阻隔性膜在250℃下进行了1小时的高温处理的样品,实施基于JIS K5400的方法的利用交叉切割法的密合性评价。就250℃、1小时的高温处理而言,通过将得到的气体阻隔层在大气气氛下、250℃的恒温槽中保管1小时来进行,将得到的样品冷却到室温(25℃),用于评价。在密合性的评价中,将格子的1/3面积没有粘接的状态判断为剥离(×及△中的剥离)。
×:100/100格子在气体阻隔层与PI基材之间剥离
△:1~99/100格子在气体阻隔层与PI基材之间剥离
○:100/100格子没有剥离(各格子的50面积%~不到90面积%粘接)
◎:100/100格子没有剥离(各格子的90面积%以上粘接)。
将得到的结果示于下述表1中。
由表1的结果得知,实施例涉及的气体阻隔性膜都具有高的粘接强度,即使应用于器件形成工序,气体阻隔层也不从聚酰亚胺基材剥离,能够适宜地应用于器件形成工序。
另外,能够确认实施例1~10的气体阻隔性膜的用Ca腐蚀法算出的水蒸气透过度(WVTR)为0.1g/(m2·24h)以下。
本申请基于2014年1月10日申请的日本专利申请序号2014-003511号,将其公开内容通过参照全部并入本文。

Claims (7)

1.一种气体阻隔性膜,其具有聚酰亚胺基材、和含有聚硅氮烷改性物质的气体阻隔层,
所述聚酰亚胺基材和所述气体阻隔层的粘接强度为1.3N/cm以上。
2.根据权利要求1所述的气体阻隔性膜,其中,所述聚酰亚胺基材和所述气体阻隔层的粘接强度为4N/cm以上。
3.根据权利要求1或2所述的气体阻隔性膜,其中,所述聚酰亚胺为含有联苯四羧酸二酐及对苯二胺作为单体的聚合物。
4.根据权利要求1~3的任一项所述的气体阻隔性膜,其中,在所述聚酰亚胺基材和所述气体阻隔层之间具有粘接层。
5.根据权利要求1~4的任一项所述的气体阻隔性膜,其中,将所述聚酰亚胺基材的表面进行了等离子体处理、UV臭氧处理、或受激准分子处理。
6.根据权利要求1~5的任一项所述的气体阻隔性膜,其中,所述聚硅氮烷改性物质是用真空紫外光改性处理了的。
7.一种电子器件,其含有电子器件主体、和权利要求1~6的任一项所述的气体阻隔性膜。
CN201580003895.7A 2014-01-10 2015-01-09 气体阻隔性膜及含有其的电子器件 Pending CN105899361A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-003511 2014-01-10
JP2014003511 2014-01-10
PCT/JP2015/050535 WO2015105188A1 (ja) 2014-01-10 2015-01-09 ガスバリア性フィルムおよびこれを含む電子デバイス

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105899361A true CN105899361A (zh) 2016-08-24

Family

ID=53524010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580003895.7A Pending CN105899361A (zh) 2014-01-10 2015-01-09 气体阻隔性膜及含有其的电子器件

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JPWO2015105188A1 (zh)
KR (1) KR20160096230A (zh)
CN (1) CN105899361A (zh)
WO (1) WO2015105188A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109154081A (zh) * 2016-09-06 2019-01-04 株式会社丽光 透明高屏蔽膜、以及使用了它的高屏蔽层叠体
CN109622344A (zh) * 2018-12-28 2019-04-16 东南大学苏州医疗器械研究院 医用功能涂层的涂装方法及应用
CN109963711A (zh) * 2016-11-29 2019-07-02 住友化学株式会社 气体阻隔性膜及柔性电子器件
CN114685833A (zh) * 2022-04-07 2022-07-01 杭州泽同新材料科技有限公司 具有高阻隔性的可降解包装材料

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005074987A (ja) * 2003-09-04 2005-03-24 Toppan Printing Co Ltd 透明ガスバリア性フィルムとその製造方法
CN101688009A (zh) * 2007-04-13 2010-03-31 宇部兴产株式会社 一面平滑的聚酰亚胺薄膜
JP2011161891A (ja) * 2010-02-15 2011-08-25 Hitachi Chemical Techno Service Co Ltd 耐熱性ガスバリアシート
CN103269851A (zh) * 2010-12-27 2013-08-28 柯尼卡美能达株式会社 气体阻隔性膜及电子器件

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011044466A (ja) * 2009-08-19 2011-03-03 Hitachi Chem Co Ltd 太陽電池モジュール用被覆材及びその製造方法
JP2011222334A (ja) * 2010-04-09 2011-11-04 Dainippon Printing Co Ltd 熱伝導性封止部材および素子
JP2012086436A (ja) 2010-10-19 2012-05-10 Hitachi Chemical Techno Service Co Ltd ガスバリア成形体
JP2013208867A (ja) * 2012-03-30 2013-10-10 Konica Minolta Inc ガスバリア性フィルムおよび電子デバイス
JP5895689B2 (ja) * 2012-04-27 2016-03-30 コニカミノルタ株式会社 電子デバイスおよびその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005074987A (ja) * 2003-09-04 2005-03-24 Toppan Printing Co Ltd 透明ガスバリア性フィルムとその製造方法
CN101688009A (zh) * 2007-04-13 2010-03-31 宇部兴产株式会社 一面平滑的聚酰亚胺薄膜
JP2011161891A (ja) * 2010-02-15 2011-08-25 Hitachi Chemical Techno Service Co Ltd 耐熱性ガスバリアシート
CN103269851A (zh) * 2010-12-27 2013-08-28 柯尼卡美能达株式会社 气体阻隔性膜及电子器件

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张开编: "《高分子界面学》", 30 March 1997 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109154081A (zh) * 2016-09-06 2019-01-04 株式会社丽光 透明高屏蔽膜、以及使用了它的高屏蔽层叠体
CN109154081B (zh) * 2016-09-06 2020-12-08 株式会社丽光 透明高屏蔽膜、以及使用了它的高屏蔽层叠体
CN109963711A (zh) * 2016-11-29 2019-07-02 住友化学株式会社 气体阻隔性膜及柔性电子器件
CN109622344A (zh) * 2018-12-28 2019-04-16 东南大学苏州医疗器械研究院 医用功能涂层的涂装方法及应用
CN114685833A (zh) * 2022-04-07 2022-07-01 杭州泽同新材料科技有限公司 具有高阻隔性的可降解包装材料
CN114685833B (zh) * 2022-04-07 2023-09-19 杭州泽同新材料科技有限公司 具有高阻隔性的可降解包装材料

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015105188A1 (ja) 2015-07-16
JPWO2015105188A1 (ja) 2017-03-23
KR20160096230A (ko) 2016-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104736336B (zh) 气体阻隔性膜的制造方法、气体阻隔性膜和电子设备
KR101430892B1 (ko) 가스 배리어성 필름 및 전자 디바이스
JP5929775B2 (ja) ガスバリア性フィルムおよびその製造方法、ならびに前記ガスバリア性フィルムを含む電子デバイス
KR101495482B1 (ko) 가스 배리어성 필름 및 그의 제조 방법
JP6123672B2 (ja) 積層体の製造方法及び積層体製造装置
CN104903090B (zh) 气体阻隔性膜
CN105873763B (zh) 层叠膜和柔性电子器件
CN105899361A (zh) 气体阻隔性膜及含有其的电子器件
JP2007237588A (ja) ガスバリア性フィルム及びその製造方法
WO2014123201A1 (ja) ガスバリア性フィルム、およびその製造方法
CN107073891A (zh) 硅烷偶联剂层层叠高分子膜
CN105848880B (zh) 层叠膜和柔性电子器件
WO2018221374A1 (ja) ポリイミドフィルムと無機基板の積層体
TW201620712A (zh) 積層膜及可撓性電子裝置
WO2014178332A1 (ja) ガスバリア性フィルムおよびその製造方法
JP2018027660A (ja) 機能性積層体及びその製造方法
TW202108366A (zh) 電子元件之製造方法
CN105813838A (zh) 层叠体及阻气膜
TWI672391B (zh) 積層膜及可撓性電子裝置
JP2018144285A (ja) ガスバリア層付きポリイミド/無機基板積層体およびその製造方法
JP2014141055A (ja) ガスバリア性フィルム
US20210371616A1 (en) Composite film and preparation method thereof
WO2015108086A1 (ja) ガスバリア性フィルムおよびこれを含む電子デバイス
WO2014175023A1 (ja) 機能性フィルムの製造方法
JP2006219721A (ja) 機能性フィルムの製造方法と機能性フィルムと表示素子と表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160824