CN109963711A - 气体阻隔性膜及柔性电子器件 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供尤其是高温高湿下的气体阻隔性的经时性下降被抑制的气体阻隔性膜。本发明涉及气体阻隔性膜,其是至少具有基材层和无机薄膜层的气体阻隔性膜,所述基材层至少包含挠性基材,该基材层与该无机薄膜层之间的密合性按照ASTM D3359测定为2B以上,该无机薄膜层具有至少1个切断端面,并且具有选自由剥离及裂缝组成的组中的至少1种缺陷、或者不具有该缺陷,此处,该无机薄膜层具有该缺陷的情况下,其存在区域为从该切断端面起沿着法线方向的120μm以下的范围内。
Description
技术领域
本发明涉及气体阻隔性膜及具有该气体阻隔性膜的柔性电子器件。
背景技术
气体阻隔性膜已被广泛用于食品、工业用品、医药品等的包装用途。近年来,在太阳能电池及有机EL显示器等电子器件的柔性基板等中,要求具有与上述食品用途等相比进一步提高的气体阻隔性的膜。为了提高气体阻隔性膜的气体阻隔性,已对气体阻隔性膜的结构、其制造方法等进行了各种研究。
例如,专利文献1中,公开了一种气体阻隔性膜,其具有:具有特定厚度的基材;通过在该基材的至少一个面上涂布含有特定元素的涂布液而得到涂膜层后、对该涂膜层实施改性处理而形成的第1气体阻隔层;以及,与该第1气体阻隔层相邻的利用特定方法形成的第2气体阻隔层。
专利文献2中,公开了一种OLED基材切割装置,所述OLED基材切割装置是着眼于将在基材的表面侧具备阻隔层和铝蒸镀PET层的OLED基材从铝蒸镀PET层侧进行切割时、可能在阻隔层上产生裂纹而完成的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-22593号公报
专利文献2:国际公开第2015/152395号
发明内容
发明所要解决的课题
为了提高气体阻隔性而进行了各种尝试,但针对气体阻隔性进一步的提高的要求仍然存在。尤其是,气体阻隔性膜通常被切割成所期望的形状,被组装至显示器等电子器件而使用,但尤其是在高温高湿条件下使用包含经切割的气体阻隔性膜的器件时,由于切断端面而导致产生剥离、裂口,有时气体阻隔性经时性地下降。
因此,本发明的目的在于提供尤其是高温高湿下的气体阻隔性的经时性下降被抑制的气体阻隔性膜。
用于解决课题的手段
本申请的发明人为了解决上述课题而对气体阻隔性膜的结构详细地反复进行了研究,从而完成了本发明。
即,本发明包含以下的优选方式。
〔1〕气体阻隔性膜,其是至少具有基材层和无机薄膜层的气体阻隔性膜,所述基材层至少包含挠性基材,该基材层与该无机薄膜层之间的密合性按照ASTM D3359测定为2B以上,该无机薄膜层具有至少1个切断端面,并且具有选自由剥离及裂缝组成的组中的至少1种缺陷、或者不具有该缺陷,此处,该无机薄膜层具有该缺陷的情况下,其存在区域为从该切断端面起沿着法线方向的120μm以下的范围内。
〔2〕如前述〔1〕所述的气体阻隔性膜,其中,前述基材层还包含有机层A。
〔3〕如前述〔1〕或〔2〕所述的气体阻隔性膜,其中,前述基材层在两面包含有机层A。
〔4〕如前述〔1〕~〔3〕中任一项所述的气体阻隔性膜,其中,前述无机薄膜层至少含有硅原子、氧原子及碳原子。
〔5〕如前述〔4〕所述的气体阻隔性膜,其中,前述无机薄膜层中包含的相对于硅原子、氧原子及碳原子的总数而言的碳原子的原子数比在无机薄膜层的膜厚方向上连续地变化。
〔6〕如前述〔4〕或〔5〕所述的气体阻隔性膜,其中,对于前述无机薄膜层而言,无机薄膜层中的相对于硅原子(Si)而言的碳原子(C)的平均原子数比在式(1)的范围内。
0.10<C/Si<0.50 (1)
〔7〕如前述〔4〕~〔6〕中任一项所述的气体阻隔性膜,其中,在分别表示前述无机薄膜层的膜厚方向的距该无机薄膜层表面的距离、与各距离处的该无机薄膜层中包含的相对于硅原子、氧原子及碳原子的总数而言的硅的原子数比、氧的原子数比及碳的原子数比之间的关系的硅分布曲线、氧分布曲线及碳分布曲线中,满足条件(i)及(ii):
(i)硅的原子数比、氧的原子数比及碳的原子数比在该无机薄膜层的膜厚方向的90%以上的区域中满足式(5),
氧的原子数比>硅的原子数比>碳的原子数比(5)
(ii)该碳分布曲线具有至少1个极值。
〔8〕如前述〔1〕~〔7〕中任一项所述的气体阻隔性膜,其中,在前述基材层的两面具有前述无机薄膜层。
〔9〕柔性电子器件,其具有前述〔1〕~〔8〕中任一项所述的气体阻隔性膜。
〔10〕如前述〔1〕~〔8〕中任一项所述的气体阻隔性膜,其中,利用红外光谱测定的ATR法对前述无机薄膜层的表面进行测定时,在950~1050cm-1处存在的峰强度(I1)、与在1240~1290cm-1处存在的峰强度(I2)的强度比在式(2)的范围内。
0.01≤I2/I1<0.05 (2)
〔11〕如〔1〕~〔8〕及〔10〕中任一项所述的气体阻隔性膜,其中,利用红外光谱测定的ATR法对前述无机薄膜层表面进行测定时,在950~1050cm-1处存在的峰强度(I1)、与在770~830cm-1处存在的峰强度(I3)的强度比在式(3)的范围内。
0.25≤I3/I1≤0.50 (3)
〔12〕如〔1〕~〔8〕、〔10〕及〔11〕中任一项所述的气体阻隔性膜,其中,利用红外光谱测定的ATR法对前述无机薄膜层表面进行测定时,在770~830cm-1处存在的峰强度(I3)、与在870~910cm-1处存在的峰强度(I4)的强度比在式(4)的范围内。
0.70≤I4/I3<1.00 (4)
发明的效果
通过本发明,能抑制气体阻隔性膜的尤其是高温高湿下的气体阻隔性的经时性下降。
附图说明
[图1]为表示本发明的气体阻隔性膜的一例的截面示意图。
[图2]为表示本发明的气体阻隔性膜的另一例的截面示意图。
[图3]为表示本发明的气体阻隔性膜的又一例的截面示意图。
[图4]为用于说明缺陷的存在区域的示意图。
[图5]为表示实施例及比较例中使用的气体阻隔性膜的制造装置的示意图。
具体实施方式
以下,详细说明本发明的实施方式。需要说明的是,本发明的范围不限于此处说明的实施方式,可在不超出本发明的主旨的范围内进行各种变更。
本发明的气体阻隔性膜至少具有基材层和无机薄膜层,所述基材层至少包含挠性基材,该基材层与该无机薄膜层之间的基于ASTM D3359的密合性为2B以上,该无机薄膜层具有至少1个切断端面,并且具有选自由剥离及裂缝组成的组中的至少1种缺陷、或者不具有该缺陷,此处,该无机薄膜层具有该缺陷的情况下,其存在区域为从该切断端面起沿着法线方向的120μm以下的范围内。本发明的气体阻隔性膜中,基材层与无机薄膜层之间的密合性高,即使无机薄膜层具有选自由剥离及裂缝组成的组中的缺陷,该缺陷的存在区域也在规定的范围内,由此,能抑制尤其是高温高湿下的气体阻隔性的经时性下降。在已被切断的气体阻隔性膜上产生裂缝等缺陷的情况下,若基材层与无机薄膜层的密合性低,则例如在高温高湿条件下,有时该缺陷在面内传播,使阻隔性显著降低。根据本发明,通过使气体阻隔性膜具备具有规定的密合性的基材层和无机薄膜层,从而即使由于所施加的应力而在切断时的气体阻隔性膜上产生缺陷,所述缺陷也能被抑制在最低限度,进而能抑制气体阻隔性的经时性下降。
本发明的气体阻隔性膜至少具有基材层和无机薄膜层,所述基材层至少包含挠性基材,该基材层与该无机薄膜层之间的基于ASTM D3359的密合性为2B以上。若基材层与无机薄膜层之间的密合性低于2B,则在将气体阻隔性膜切断时,容易在无机薄膜层上产生裂口、剥离等缺陷,得不到所期望的气体阻隔性。另外,在已被切断的气体阻隔膜上产生的缺陷尤其是在高温高湿下变得容易随时间经过而传播,不能抑制气体阻隔性的经时性下降。基材层与无机薄膜层之间的密合性优选为3B以上,更优选为4B以上,进一步优选为5B以上。
基材层与无机薄膜层之间的密合性是指无机薄膜层与同该无机薄膜层相邻的基材层中包含的层之间的密合性。例如,在本发明的一个方式中,基材层中包含的挠性基材与无机薄膜层相邻时,基材层与无机薄膜层之间的密合性也可以说是挠性基材与无机薄膜层之间的密合性。该方式例如如图1所示,气体阻隔性膜1中,基材层2中包含的挠性基材20与无机薄膜层3相邻且密合。另外,本发明的另一个方式中,基材层包含挠性基材及后述的有机层A,基材层中包含的有机层A与无机薄膜层相邻时,基材层与无机薄膜层之间的密合性也可以说是有机层A与无机薄膜层之间的密合性。该方式例如如图2所示,气体阻隔性膜1中,基材层2具有挠性基材层20及有机层A21,有机层A21与无机薄膜层3相邻且密合。此处,密合性的测定按照ASTM D3359进行。
本发明的阻隔性膜中,无机薄膜层具有至少1个切断端面。例如,本发明的阻隔性膜是至少无机薄膜层中经过至少1次切断工序而得到的膜的情况下,无机薄膜层具有至少1个切断端面。
本发明的阻隔性膜中,无机薄膜层具有选自由剥离及裂缝组成的组中的至少1种缺陷、或者不具有该缺陷,此处,该无机薄膜层具有该缺陷的情况下,其存在区域为从切断端面起沿着法线方向的120μm以下的范围内。本发明的阻隔性膜的基材层与无机薄膜层之间的密合性高,因而例如即使对气体阻隔性膜实施切断工序,也不易在无机薄膜层上产生剥离及裂缝等缺陷。此外,即使在无机薄膜层具有选自由剥离及裂缝组成的组中的缺陷的情况下,若其存在区域为上述的范围内,则也能防止尤其是在高温高湿下上述缺陷随时间经过而进行传播,能抑制气体阻隔性的下降。在从切断端面起沿着法线方向的大于120μm的范围内具有选自由剥离及裂缝组成的组中的缺陷时,得不到充分的气体阻隔性,而且不能充分抑制高温高湿下的气体阻隔性的经时性下降。从容易提高气体阻隔性的观点考虑,上述缺陷的存在区域优选为从该切断端面起沿着法线方向的100μm以下的范围内,更优选为50μm以下的范围内,进一步更优选为30μm以下的范围内,特别优选为10μm以下的范围内,最优选为5μm以下的范围内。
选自由剥离及裂缝组成的组中的缺陷的存在区域可通过使用显微镜(例如,HIROXCo.,Ltd.制“DIGITAL MICROSCOPE KH7700”),以适当的倍率(例如210倍)对无机薄膜层的切断端面进行观察来进行评价。具体而言,对于从切断端面产生的剥离及裂缝,测定从切断端面起的法线方向(与截面垂直的方向)的最大长度,将该长度作为缺陷的存在区域。无机薄膜层具有2个以上切断端面时,对所有切断端面进行上述的观察。
关于选自由剥离及裂缝组成的组中的缺陷的存在区域的评价,参照图4进一步进行说明。图4中记载了作为本发明的层叠膜的一个方式的具有由挠性基材20形成的基材层2和无机薄膜层3的气体阻隔性膜的示意图。图4所示的气体阻隔性膜中的无机薄膜层3具有4个切断端面(4个侧面部分)。这种情况下,使用显微镜对从切断端面产生的缺陷的大小进行观察,测定其最大长度的距离a(图4中的5)。本发明的气体阻隔性膜中,图4中的距离a为120μm以下。
本发明的气体阻隔性膜至少具有基材层和无机薄膜层,所述基材层至少包含挠性基材。无机薄膜层被层叠在基材层的至少一个面上即可,也可被层叠在基材层的两面。无机薄膜层没有特别限制,只要是具有气体阻隔性的无机材料的层即可,可适当利用已知的具有气体阻隔性的无机材料的层。作为无机材料的例子,可举出金属氧化物、金属氮化物、金属氮氧化物、金属碳氧化物及包含它们中的至少2种的混合物。无机薄膜层可以为单层膜,也可以为至少包含上述无机薄膜层的2层以上层叠而成的多层膜。
从容易发挥更高的气体阻隔性(尤其是防止水蒸气透过的性能)的观点、以及耐弯曲性、制造的容易性及低制造成本这样的观点考虑,无机薄膜层优选至少含有硅原子(Si)、氧原子(O)及碳原子(C)。无机薄膜层可以为1层,也可以为多层。另外,形成无机薄膜层的工序可以进行1次,也可以进行多次。进行多次的情况下,可在相同条件下进行,也可在不同条件下进行。
这种情况下,对于无机薄膜层而言,可以以通式SiOαCβ[式中,α及β相互独立地表示小于2的正数。]表示的化合物为主成分。此处,所谓“为主成分”,是指相对于构成无机薄膜层的全部成分的质量而言,该成分的含量为50质量%以上、优选70质量%以上、更优选90质量%以上。无机薄膜层可以含有通式SiOαCβ表示的1种化合物,也可含有通式SiOαCβ表示的2种以上化合物。前述通式中的α及β中的一个以上在无机薄膜层的膜厚方向上可以为固定的值,也可以发生变化。
此外,无机薄膜层可含有除硅原子、氧原子及碳原子以外的元素、例如氢原子、氮原子、硼原子、铝原子、磷原子、硫原子、氟原子及氯原子中的一种以上原子。
对于无机薄膜层而言,由C/Si表示无机薄膜层中的相对于硅原子(Si)而言的碳原子(C)的平均原子数比时,从提高致密性、减少微细的空隙、裂纹等缺陷的观点考虑,C/Si的范围优选满足式(1)。
0.02<C/Si<0.50 (1)
从同样的观点考虑,C/Si更优选在0.03<C/Si<0.45的范围内,进一步优选在0.04<C/Si<0.40的范围内,特别优选在0.05<C/Si<0.35的范围内。
另外,对于无机薄膜层而言,由O/Si表示无机薄膜层中的相对于硅原子(Si)而言的氧原子(O)的平均原子数比时,从提高致密性、减少微细的空隙、裂纹等缺陷的观点考虑,优选在1.50<O/Si<1.98的范围内,更优选在1.55<O/Si<1.97的范围内,进一步优选在1.60<O/Si<1.96的范围内,特别优选在1.65<O/Si<1.95的范围内。
需要说明的是,对于平均原子数比C/Si及O/Si而言,可在下述条件下进行XPS深度剖析测定,由得到的硅原子、氧原子及碳原子的分布曲线,求出各原子在厚度方向上的平均原子浓度,然后算出平均原子数比C/Si及O/Si。
<XPS深度剖析测定>
蚀刻离子种类:氩(Ar+)
蚀刻速率(SiO2热氧化膜换算值):0.027nm/sec
溅射时间:0.5min
X射线光电子能谱装置:ULVAC-PHI,Inc.制,机型名称“QuanteraSXM”
照射X射线:单晶分光AlKα(1486.6eV)
X射线的光斑及其尺寸:100μm
检测器:通能(Pass Energy)为69eV,步长(Step size)为0.125eV
带电修正:中和电子枪(1eV)、低速Ar离子枪(10V)
在对无机薄膜层的表面进行红外光谱测定(ATR法)时,优选在950~1050cm-1处存在的峰强度(I1)、与在1240~1290cm-1处存在的峰强度(I2)的强度比(I2/I1)满足式(2)。
0.01≤I2/I1<0.05 (2)
认为由红外光谱测定(ATR法)算出的峰强度比I2/I1表示无机薄膜层中的相对于Si-O-Si而言的Si-CH3的相对比例。认为对于满足式(2)表示的关系的无机薄膜层而言,由于致密性高,容易减少微细的空隙、裂纹等缺陷,因此,容易提高气体阻隔性及耐冲击性。关于峰强度比I2/I1,从容易较高地保持无机薄膜层的致密性的观点考虑,更优选为0.02≤I2/I1<0.04的范围。
无机薄膜层满足上述峰强度比I2/I1的范围的情况下,本发明的气体阻隔性膜适度地变得容易滑动,容易减少粘连。上述峰强度比I2/I1过大时,表示Si-C过多,这种情况下,存在弯曲性差、并且变得不易滑动的倾向。另外,上述峰强度比I2/I1过小时,Si-C过少,由此,存在弯曲性下降的倾向。
无机薄膜层的表面的红外光谱测定可通过具备使用了锗结晶作为棱镜的ATR附件(PIKE MIRacle)的傅里叶变换型红外分光光度计(日本分光(株)制,FT/IR-460Plus)来测定。
对无机薄膜层的表面进行红外光谱测定(ATR法)时,在950~1050cm-1处存在的峰强度(I1)、与在770~830cm-1处存在的峰强度(I3)的强度比(I3/I1)优选满足式(3)。
0.25≤I3/I1≤0.50 (3)
认为由红外光谱测定(ATR法)算出的峰强度比I3/I1表示无机薄膜层中的相对于Si-O-Si而言的Si-C、Si-O等的相对比例。认为对于满足式(3)表示的关系的无机薄膜层而言,不仅保持高致密性,而且由于导入碳,因此容易提高耐弯曲性,并且还容易提高耐冲击性。关于峰强度比I3/I1,从保持无机薄膜层的致密性与耐弯曲性的均衡性的观点考虑,优选为0.25≤I3/I1≤0.50的范围,更优选为0.30≤I3/I1≤0.45的范围。
对于前述薄膜层而言,对无机薄膜层表面进行红外光谱测定(ATR法)时,在770~830cm-1处存在的峰强度(I3)、与在870~910cm-1处存在的峰强度(I4)的强度比优选满足式(4)。
0.70≤I4/I3<1.00 (4)
认为由红外光谱测定(ATR法)算出的峰强度比I4/I3表示无机薄膜层中的与Si-C相关的峰彼此的比率。认为对于满足式(4)表示的关系的无机薄膜层而言,不仅保持高致密性,而且由于导入碳,因此容易提高耐弯曲性,并且还容易提高耐冲击性。关于峰强度比I4/I3的范围,从保持无机薄膜层的致密性与耐弯曲性的均衡性的观点考虑,优选为0.70≤I4/I3<1.00的范围,更优选为0.80≤I4/I3<0.95的范围。
从在将无机薄膜层弯曲时不易破裂这样的观点考虑,无机薄膜层的厚度优选为5~3000nm。此外,如后文所述,在使用辉光放电等离子体、利用等离子体CVD法形成无机薄膜层的情况下,在通过基材放电的同时形成前述无机薄膜层,因此,更优选为10~2000nm,进一步优选为100~1000nm。
无机薄膜层优选可具有1.8g/cm3以上的高的平均密度。此处,无机薄膜层的“平均密度”可通过以下方式求出:由利用卢瑟福背散射法(Rutherford BackscatteringSpectrometry:RBS)求出的硅的原子数、碳的原子数、氧的原子数、和利用氢前向散射法(Hydrogen Forward scattering Spectrometry:HFS)求出的氢的原子数计算测定范围的无机薄膜层的重量,除以测定范围的无机薄膜层的体积(离子束的照射面积与膜厚的积)。无机薄膜层的平均密度为上述下限以上时,成为致密性高、容易减少微细的空隙和裂纹等缺陷的结构,因而优选。无机薄膜层由硅原子、氧原子、碳原子及氢原子形成的本发明的一个优选方式中,无机薄膜层的平均密度优选小于2.22g/cm3。
无机薄膜层至少含有硅原子(Si)、氧原子(O)及碳原子(C)的本发明的一个优选方式中,将表示该无机薄膜层的膜厚方向的距该无机薄膜层表面的距离、与各距离处的硅原子的原子比之间的关系的曲线称为硅分布曲线。此处,所谓无机薄膜层表面,是指成为本发明的气体阻隔性膜的表面的面。同样地,将表示膜厚方向的距该无机薄膜层表面的距离、与各距离处的氧原子的原子比之间的关系的曲线称为氧分布曲线。另外,将表示膜厚方向的距该无机薄膜层表面的距离、与各距离处的碳原子的原子比之间的关系的曲线称为碳分布曲线。所谓硅原子的原子比、氧原子的原子比及碳原子的原子比,是指无机薄膜层中包含的相对于硅原子、氧原子及碳原子的总数而言的各原子数的比率。
从容易抑制因弯曲而导致的气体阻隔性的下降的观点考虑,优选前述无机薄膜层中包含的相对于硅原子、氧原子及碳原子的总数而言的碳原子的原子数比在无机薄膜层的膜厚方向上连续地变化。此处,上述碳原子的原子数比在无机薄膜层的膜厚方向上连续地变化,表示例如在上述的碳分布曲线中,不包含碳的原子比不连续地变化的部分。
从膜的弯曲性及阻隔性的观点考虑,优选前述无机薄膜层的硅分布曲线、氧分布曲线及碳分布曲线满足下述的条件(i)及(ii)。
(i)硅的原子数比、氧的原子数比及碳的原子数比在前述无机薄膜层的膜厚方向的90%以上的区域中满足式(5)表示的条件。
氧的原子数比>硅的原子数比>碳的原子数比(5)
(ii)前述碳分布曲线具有至少1个极值。
无机薄膜层的碳分布曲线优选实质上连续。所谓碳分布曲线实质上连续,是指碳分布曲线中不包含碳的原子比不连续地变化的部分。具体而言,将膜厚方向的距前述薄膜层表面的距离记为x[nm],将碳的原子比记为C时,优选满足式(6)。
|dC/dx|≤0.01(6)
另外,无机薄膜层的碳分布曲线优选具有至少1个极值。此处所谓极值,是指相对于膜厚方向的距无机薄膜层表面的距离而言的各元素的原子比的极大值或极小值。极值是在改变膜厚方向的距无机薄膜层表面的距离时、元素的原子比从增加转为减少的点或元素的原子比从减少转为增加的点处的原子比的值。极值例如可基于在膜厚方向上的多个测定位置测得的原子比求出。对于原子比的测定位置而言,膜厚方向的间隔例如被设定为20nm以下。在膜厚方向上显示极值的位置可通过以下方式得到:针对包含各测定位置的测定结果的离散的数据组,例如对相互不同的3个以上测定位置的测定结果进行比较,求出测定结果从增加转为减少的位置或从减少转为增加的位置。显示极值的位置例如也可通过对由前述的离散的数据组求出的近似曲线进行微分而得到。从显示极值的位置起原子比单调增加或单调减少的区间例如为20nm以上时,从显示极值的位置起沿膜厚方向仅移动20nm的位置处的原子比与极值之差的绝对值例如为0.03以上。
对于如上所述以满足碳分布曲线具有至少1个极值的条件的方式形成的无机薄膜层而言,相对于弯曲前的气体透过率而言的弯曲后的气体透过率的增加量与不满足前述条件的情况相比变少。即,通过满足前述条件,能得到抑制因弯曲而导致的气体阻隔性的下降的效果。以碳分布曲线的极值的数目成为2个以上的方式形成前述无机薄膜层时,与碳分布曲线的极值的数目为1个的情况相比,前述的增加量变少。另外,以碳分布曲线的极值的数目成为3个以上的方式形成前述无机薄膜层时,与碳分布曲线的极值的数目为2个的情况相比,前述的增加量变少。碳分布曲线具有2个以上的极值时,显示第1极值的位置在膜厚方向上距前述无机薄膜层表面的距离、与显示与第1极值相邻的第2极值的位置在膜厚方向上距前述无机薄膜层表面的距离之差的绝对值优选在1nm以上且200nm以下的范围内,进一步优选在1nm以上且100nm以下的范围内。
另外,前述无机薄膜层的碳分布曲线中的碳的原子比的最大值与最小值之差的绝对值优选大于0.01。对于以满足前述条件的方式形成的无机薄膜层而言,与不满足前述条件的情况相比,相对于弯曲前的气体透过率而言的弯曲后的气体透过率的增加量变少。即,通过满足前述条件,能得到抑制因弯曲而导致的气体阻隔性的下降的效果。碳的原子比的最大值与最小值之差的绝对值为0.02以上时,前述的效果提高,为0.03以上时,前述的效果进一步提高。
存在硅分布曲线中的硅的原子比的最大值与最小值之差的绝对值越低、则无机薄膜层的气体阻隔性越提高的倾向。从这样的观点考虑,前述的绝对值优选小于0.05(小于5at%),更优选小于0.04(小于4at%),特别优选小于0.03(小于3at%)。
另外,在氧碳分布曲线中,将各距离处的氧原子的原子比及碳原子的原子比的合计记为“合计原子比”时,存在合计原子比的最大值与最小值之差的绝对值越低、则前述无机薄膜层的气体阻隔性越提高的倾向。从这样的观点考虑,前述的合计原子比优选小于0.05,更优选小于0.04,特别优选小于0.03。
若在前述无机薄膜层表面方向上使无机薄膜层为实质相同的组成,则能使无机薄膜层的气体阻隔性均匀并且有所提高。所谓实质相同的组成,是指:在氧分布曲线、碳分布曲线及氧碳分布曲线中,在前述无机薄膜层表面的任意2点处,各自的在膜厚方向上存在的极值的数目相同,各自的碳分布曲线中的碳的原子比的最大值与最小值之差的绝对值彼此相同或者差值在0.05以内。
以满足前述条件的方式形成的无机薄膜层例如能表现出使用了有机EL元件的柔性电子器件等所要求的气体阻隔性。
作为本发明的气体阻隔性膜的加工方法,从以不使比由有机物形成的基材层硬的无机薄膜层上产生裂纹的方式进行加工这样的观点考虑,优选利用汤姆森型冲裁机、超级切割器(super cutter)、横裁裁断机(cross cutter)、裁切机(guillotine)切割、剪断机(shear cutter)、旋转模切机(rotary die cutter)、压切机(press cutter)等的切断加工、基于利用各种激光的烧蚀的加工等。此外,也可对加工后的端面进行切削加工。作为用于对加工端面进行切削加工的方法,在本发明的气体阻隔性膜的加工方法中,也可优选采用例如前述专利文献3(日本特开2001-54845号公报)中公开的那样的用旋转刀(rotaryblade)切削偏光板的外周端部的方法、前述专利文献4(日本特开2003-220512号公报)中公开的那样的利用快速切削(fly cut)法连续地切削偏光板的外周端部的方法等。通过利用这样的方法对外周端面进行切削加工,能抑制在切断端面产生的选自由剥离及裂缝组成的组中的至少1种缺陷的发生。
在进行本发明的气体阻隔性膜的加工时,从以不使比由有机物形成的基材层硬的无机薄膜层上产生裂纹的方式进行加工这样的观点考虑,可以贴合保护膜、OCA等带有粘合剂的覆盖膜。尤其是,作为保护膜、OCA等带有粘合剂的覆盖膜,从膜的刚性的观点考虑,优选PET膜。
在无机薄膜层至少含有硅原子、氧原子及碳原子的本发明的一个优选方式中,对于包含这样的原子的无机材料的层而言,从容易提高致密性、容易减少微细的空隙和裂纹等缺陷的观点考虑,优选利用化学气相沉积法(CVD法)形成,其中,更优选利用使用了辉光放电等离子体等的等离子体化学气相沉积法(PECVD法)形成。
化学气相沉积法中使用的原料气体的例子为含有硅原子及碳原子的有机硅化合物。这样的有机硅化合物的例子为六甲基二硅氧烷、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、六甲基二硅烷、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、四乙氧基硅烷、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,从化合物的处理性及得到的无机薄膜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。作为原料气体,可以单独使用这些有机硅化合物中的1种,也可组合使用2种以上。
另外,可适当选择可与上述原料气体反应而形成氧化物、氮化物等无机化合物的反应气体,与上述原料气体混合。作为用于形成氧化物的反应气体,例如可使用氧、臭氧。另外,作为用于形成氮化物的反应气体,例如可使用氮、氨。这些反应气体可以单独使用1种,或者也可组合2种以上而使用,例如形成氮氧化物的情况下,可将用于形成氧化物的反应气体与用于形成氮化物的反应气体组合使用。原料气体与反应气体的流量比可根据形成膜的无机材料的原子比适当调节。
可通过调节原料气体与反应气体的流量比,来控制前述C/Si的值。例如,分别使用六甲基二硅氧烷(HMDSO)作为原料气体、使用氧作为反应气体的情况下,若使相对于HMDSO流量而言的氧流量之比O2/HMDSO为5~25的范围,则能将C/Si的值控制在前述的范围内。
为了将上述原料气体供给至真空室内,根据需要,可使用载气。此外,为了发生等离子体放电,根据需要,可使用放电用气体。作为这样的载气及放电用气体,可适当使用已知的气体,例如可使用氦、氩、氖、氙等稀有气体;氢。
另外,真空室内的压力(真空度)可根据原料气体的种类等适当调节,优选为0.5~50Pa的范围。
图5为示意性地表示气体阻隔性膜中包含的无机薄膜层的制造中可使用的制造装置的一例的示意图,是利用等离子体化学气相沉积法形成无机薄膜层的装置的示意图。图5中,为了使图容易观察,对各构成要素的尺寸、比率等适当地进行了改变。图5所示的制造装置具有送出辊6、卷绕辊13、传送辊7、气体供给管10、等离子体发生用电源11、在成膜辊8及9的内部分别设置的磁场形成装置11及12。图5的装置中,成膜辊11及12还兼作电极,成为后述的辊状电极。
在制造装置的构成要素中,至少成膜辊、气体供给管、磁场形成装置在形成无机薄膜层时被配置在真空室(未图示)内。该真空室与真空泵(未图示)连接。可通过真空泵的动作来调节真空室的内部压力。
使用该装置时,通过控制等离子体发生用电源,能使2个成膜辊之间的空间产生从气体供给管供给的成膜气体的放电等离子体,使用产生的放电等离子体,能以连续的成膜工艺进行等离子体CVD成膜。
成膜前的膜14以被卷绕于送出辊的状态被设置,一边将膜沿长度方向退卷,一边将膜送出。另外,在膜的端部侧设置卷绕辊,针对进行成膜后得到的膜一边进行牵引一边将其卷绕而收纳成卷状。
前述2个成膜辊优选以平行延伸的方式相对配置。两个辊由导电性材料形成,分别一边旋转一边传送膜。2个成膜辊优选使用直径相同的辊,例如,优选使用5cm以上且100cm以下的辊。
对于无机薄膜层而言,优选的是,在形成时一边使基材层分别贴紧一对辊状电极的表面一边进行传送,在一对电极间产生等离子体,将原料在等离子体中分解,从而在挠性基材上形成无机薄膜层。对于前述的一对电极而言,优选以磁通密度在电极及挠性基材表面提高的方式在电极内部配置磁石。由此,存在以下倾向:在等离子体发生时,等离子体以高密度被束缚在电极及挠性基材上。
本发明的气体阻隔性膜具有至少包含挠性基材的基材层。挠性基材是能保持无机薄膜层的挠性的基材。作为挠性基材,可使用包含至少1种树脂作为树脂成分的树脂膜。挠性基材优选为透明的树脂基材。
作为树脂膜中可使用的树脂,可举出例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯树脂;聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、环状聚烯烃等聚烯烃树脂;聚酰胺树脂;聚碳酸酯树脂;聚苯乙烯树脂;聚乙烯醇树脂;乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的皂化物;聚丙烯腈树脂;缩醛树脂;聚酰亚胺树脂;聚硫醚(PES)。作为挠性基材,可使用上述树脂中的1种,也可将2种以上树脂组合使用。这些中,从容易提高透明性、耐热性、线膨胀性等特性的观点考虑,优选使用选自由聚酯树脂及聚烯烃树脂组成的组中的树脂,更优选使用选自由PET、PEN及环状聚烯烃组成的组中的树脂。
挠性基材可以是未拉伸的树脂基材,也可以是利用已知的方法(单轴拉伸、拉幅式逐次双轴拉伸、拉幅式同时双轴拉伸、管式同时双轴拉伸等)沿树脂基材的行进方向(MD方向)、及/或与树脂基材的行进方向成为直角的方向(TD方向)对未拉伸的树脂基材进行拉伸而得到的拉伸树脂基材。挠性基材可以是层叠2层以上上述树脂的层而成的层叠体。
挠性基材的厚度可以考虑制造气体阻隔性膜时的稳定性等而适当设定,从使真空中的挠性基材的传送容易进行的观点考虑,优选为5~500μm。此外,利用上述等离子体CVD法形成无机薄膜层的情况下,挠性基材的厚度更优选为10~200μm,进一步优选为15~100μm。此处,挠性基材的厚度可利用千分表(dial gauge)、干涉式厚度计测定。
挠性基材可以是λ/4相位差膜、λ/2相位差膜等面内的正交2成分的折射率相互不同的相位差膜。作为相位差膜的材料,可例举纤维素系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚芳酯系树脂、聚酯系树脂、丙烯酸系树脂、聚砜系树脂、聚醚砜系树脂、环状烯烃系树脂、液晶化合物的取向固化层等。其中,聚碳酸酯系树脂膜由于成本廉价且能获得均匀的膜,因而优选使用。作为制膜方法,可利用溶剂流延法、能减小膜的残留应力的精密挤出法等,从均匀性方面考虑,优选利用溶剂流延法。拉伸方法没有特别限制,可应用能得到均匀的光学特性的辊间纵向单轴拉伸、拉幅机横向单轴拉伸等。
挠性基材为λ/4相位差膜时的波长550nm处的面内相位差Re(550)可以为100~180nm,优选为110~170nm,进一步优选为120~160nm。
挠性基材为λ/2相位差膜时的波长550nm处的面内相位差Re(550)可以为220~320nm,优选为240~300nm,进一步优选为250~280nm。
挠性基材为相位差膜时,可以显示相位差值随着测定光的波长而变大的逆波长分散性,也可显示相位差值随着测定光的波长而变小的正波长分散特性,也可显示相位差值几乎不随着测定光的波长而发生变化的平坦波长分散特性。
挠性基材为显示逆波长分散性的相位差膜时,将挠性基材的波长λ处的相位差表示为Re(λ)时,挠性基材可以满足Re(450)/Re(550)<1及Re(650)/Re(550)>1。
从能使光透过或能将光吸收这样的观点考虑,挠性基材优选为无色透明。更具体而言,全光线透过率优选为80%以上,更优选为85%以上。另外,雾度值(雾度)优选为5%以下,更优选为3%以下,进一步优选为1%以下。
从能用于有机器件、能量器件的基材这样的观点考虑,挠性基材优选为绝缘性,优选电阻率为106Ωcm以上。
对于挠性基材的表面,从与无机薄膜层等的密合性的观点考虑,可以实施用于清洁该表面的表面活性处理。作为这样的表面活性处理,可举出例如电晕处理、等离子体处理、火焰处理。
本发明的气体阻隔性膜中,对于基材层而言,出于提高与无机薄膜层的密合性及/或平坦性等目的,除了上述挠性基材之外,还可包含其他层。另外,本发明的气体阻隔性膜可在基材层以外的部分包含其他层。作为上述其他层,可举出易滑层、平坦化层、防粘连层等有机层。以下,也将上述有机层称为“有机层A”。有机层A可以被层叠在基材层中包含的挠性基材的无机薄膜层侧的表面,也可被层叠在与无机薄膜层侧呈相反侧的表面,也可被层叠在挠性基材的两面。从密合性及水蒸气阻隔性的观点考虑,基材层优选具有被层叠在挠性基材的无机薄膜层侧的表面的有机层A。此处,有机层A优选为平坦化层。
有机层A可通过以下方式形成:将包含紫外线或电子束固化性树脂等光固化性树脂的单体及/或低聚物的树脂组合物涂布于挠性基材上,根据需要进行干燥,然后通过紫外线或电子束的照射而使其固化。树脂组合物根据需要可包含溶剂、光聚合引发剂、热聚合引发剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、增塑剂等添加剂。
作为基于涂布的方法的例子,可举出以往使用的各种涂布方法,例如喷雾涂布、旋涂、棒涂、帘氏涂布、浸渍法、空气刮刀、滑动涂布、料斗涂布、逆转辊涂布、凹版涂布、挤出涂布等方法。
作为平坦化层,例如可使用丙烯酸酯树脂。前述丙烯酸酯树脂优选为光固化性树脂。光固化性树脂是通过紫外线、电子束等而引发聚合、使固化进行的树脂。此外,可以以不损害效果的程度,包含丙烯酸酯树脂以外的树脂。具体而言,可举出聚酯树脂、异氰酸酯树脂、乙烯乙烯醇树脂、乙烯基改性树脂、环氧树脂、酚醛树脂、尿素三聚氰胺树脂、苯乙烯树脂及烷基钛酸酯等,可包含它们中1种,或同时包含2种以上。另外,通过变更平坦化层的干燥条件、固化条件,也能改良表面的平坦性,从而将其作为易滑层、防粘连层使用。
作为平坦化层,利用刚体摆型物性试验机(例如A&D Company,Limited制RPT-3000W等)对前述平坦化层表面的弹性模量的温度变化进行评价时,前述平坦化层表面的弹性模量降低50%以上的温度为150℃以上是优选的。
作为易滑层,例如可使用含有无机粒子的树脂组合物。作为无机粒子,可举出例如二氧化硅、氧化铝、滑石、粘土、碳酸钙、碳酸镁、硫酸钡、氢氧化铝、二氧化钛、氧化锆等。
作为防粘连层,例如可使用含有无机粒子的树脂组合物。作为无机粒子,可举出例如二氧化硅、氧化铝、滑石、粘土、碳酸钙、碳酸镁、硫酸钡、氢氧化铝、二氧化钛、氧化锆等。
对于本发明的气体阻隔性膜而言,除了上述基材层及无机薄膜层之外,还可包含其他层。作为其他层,可举出例如上述有机层A。以下,将可在本发明的气体阻隔性膜的基材层以外的部分包含的有机层A亦称为“有机层B”。作为有机层B,可举出易滑层、平坦化层、防粘连层、消光剂层、保护层、防静电层、平滑化层、密合改良层、遮光层、防反射层、硬涂层、应力缓和层、防雾层、防污层、被印刷层及易粘接层等。关于层的具体的结构,针对上述有机层A而记载的事项同样适用于有机层B。有机层B例如可被层叠在无机薄膜层的与基材层呈相反侧的表面,也可被层叠在无机薄膜层上。从水蒸气阻隔性的观点考虑,本发明的气体阻隔性膜优选在无机薄膜层的与基材层呈相反侧的表面进一步具有有机层B。
作为有机层B,可举出例如由上文中针对有机层A记载的树脂构成的层、在针对有机层A记载的树脂中含有用于呈现各种功能的添加剂的层等,可根据气体阻隔性膜的用途、使用方法而适当选择。
作为层叠有机层B的方法,可举出例如上文中针对有机层A记载的方法。
此外,有机层B可以是使用包含聚硅氮烷等无机聚合物的组合物形成的层。通过形成无机聚合物层,能以高水准防止水蒸气的透过,而且在应用于有机EL元件等电子器件的情况下,能长期抑制暗点(dark spot)的产生。
无机聚合物层可以通过一次涂布调节至所期望的膜厚,也可进行多次涂布而调节至所期望的膜厚。进行多次涂布的情况下,从确保因固化而产生的气体的扩散路径、修补裂纹等缺陷的观点考虑,在每次涂布时分别实施固化处理是有效的。
无机聚合物层可通过将包含聚硅氮烷等无机聚合物的涂布液涂布于无机薄膜层上并进行干燥、然后对形成的涂膜进行固化处理而形成。作为涂布液,可使用将无机聚合物溶解或分散于溶剂中而成的液体。涂布液中的无机聚合物的浓度根据无机聚合物层的厚度及涂布液的适用期的要求适当调整即可,通常可以为0.2~35质量%。
关于作为无机聚合物的聚硅氮烷,更具体而言,可举出全氢聚硅氮烷(PHPS)、有机聚硅氮烷等。
作为溶剂,可适当选择不与使用的无机聚合物反应、适合于将无机聚合物溶解或分散、并且不对无机薄膜层造成不良影响的溶剂而使用。作为溶剂的例子,可举出脂肪族烃、脂环式烃、芳香族烃等烃溶剂、卤代烃溶剂、脂肪族醚、脂环式醚等醚类。作为溶剂的例子,更具体而言,可举出戊烷、己烷、环己烷、甲苯、二甲苯等烃、二氯甲烷、三氯乙烷等卤代烃、二丁基醚、二氧杂环己烷、四氢呋喃等醚类等。这些溶剂可以混合2种以上而使用。
使用聚硅氮烷作为无机聚合物时,为了促进向氮氧化硅的改性,也可向涂布液中添加胺催化剂、乙酰丙酮Pt等Pt化合物、丙酸Pd等Pd化合物、乙酰丙酮Rh等Rh化合物等金属催化剂。
相对于聚硅氮烷而言的催化剂的添加量以涂布液总量为基准优选为0.1~10质量%,更优选为0.2~5质量%,进一步优选为0.5~2质量%。通过使催化剂添加量在上述范围内,能抑制因反应的急剧进行而导致的过量的硅烷醇形成、膜密度的下降、膜缺陷的增大等。
干燥只要在能将涂布液中的溶剂除去的条件下进行即可。另外,例如,可以在经加热的加热板上同时进行涂布液的涂布及干燥。
作为形成的涂膜的固化处理方法,例如可使用等离子体CVD法、离子注入处理法、紫外线照射法、真空紫外线照射法、氧等离子体照射法、加热处理法等能将涂膜中的无机聚合物固化的方法。这些中,作为固化处理方法,优选使用向涂膜照射波长为200nm以下的真空紫外光(VUV光)的方法。另外,向涂膜照射真空紫外光的方法更优选用于使用聚硅氮烷作为无机聚合物的情况。
利用真空紫外线照射法作为包含聚硅氮烷的涂膜的固化处理方法的情况下,若向涂膜照射真空紫外线,则聚硅氮烷的至少一部分被改性为SiOxNy表示的氮氧化硅。此处,使用具有-(SiH2-NH-)n-表示的结构的全氢聚硅氮烷作为聚硅氮烷的情况下,为了使得改性为SiOxNy时x>0,氧源变得必要,而在制造过程中被吸收至涂膜中的氧及水分等成为氧源。
SiOxNy的组成中,根据Si、O、N的化学键的关系,x及y基本在2x+3y=4的范围内。在氧化进行完全的y=0的状态下,涂膜中将会含有硅烷醇基,有时也成为2<x<2.5的范围。
需要说明的是,通常认为,与Si的氧化相比,氮化不易进行,因此,y基本为1以下。
通过真空紫外线的照射而由全氢聚硅氮烷生成氮氧化硅并进一步生成氧化硅的反应机制可以考虑如下。
(1)脱氢、与此相伴的Si-N键的形成
认为全氢聚硅氮烷中的Si-H键及N-H键较容易被因真空紫外线照射导致的激发等切断,在非活性气氛下,以Si-N形式再次键合(还存在形成Si的悬挂键的情况)。即,全氢聚硅氮烷不发生氧化、以SiNy组成进行固化。这种情况下,不发生聚合物主链的切断。可通过催化剂的存在、加热来促进Si-H键、N-H键的切断。被切断的H以H2形式被释放至膜外。
(2)基于水解及脱水缩合的Si-O-Si键的形成
全氢聚硅氮烷中的Si-N键通过水而被水解,聚合物主链被切断,形成Si-OH。两个Si-OH进行脱水缩合,形成Si-O-Si键,发生固化。这是在大气中也能发生的反应,但认为在非活性气氛下的真空紫外线照射中,通过照射的热而从树脂基材作为逸气产生的水蒸气成为主要的水分源。水分过量时,未完全脱水缩合的Si-OH残留,成为以SiO2.1~SiO2.3的组成表示的气体阻隔性低的固化膜。
(3)基于单线态氧的直接氧化、Si-O-Si键的形成
在真空紫外线照射中,若在气氛下存在适当量的氧,则能形成氧化力非常强的单线态氧。全氢聚硅氮烷中的H及N与O置换,形成Si-O-Si键,发生固化。认为还存在通过聚合物主链的切断而发生键的重组的情况。
(4)因真空紫外线照射及激发而导致的伴随Si-N键切断的氧化
真空紫外线的能量高于全氢聚硅氮烷中的Si-N的键能,因此,认为Si-N键被切断,在周围存在氧、臭氧、水等氧源时,被氧化而产生Si-O-Si键或Si-O-N键。认为还存在通过聚合物主链的切断而发生键的重组的情况。
向含有聚硅氮烷的涂膜实施真空紫外线照射而得到的层的氮氧化硅的组成的调整可通过适当组合上述的(1)~(4)的氧化机制来控制氧化状态从而进行。
真空紫外线照射中,含有聚硅氮烷的涂膜所受到的涂膜面上的真空紫外线的照度优选在1~100000mW/cm2的范围内,更优选在30~200mW/cm2的范围内。该照度为1mW/cm2以上时,不存在改性效率下降的担忧,为100000mW/cm2以下时,涂膜不发生烧蚀,不会对挠性基材造成损伤,因而优选。
真空紫外线照射中,对于被照射至含有聚硅氮烷的涂膜的真空紫外线的累积光量(累积照射能量量)而言,在用无机聚合物层的膜厚进行了标准化的下式中,优选在1.0~100mJ/cm2/nm的范围内,更优选在1.5~30mJ/cm2/nm的范围内,进一步优选为2.0~20mJ/cm2/nm的范围,尤其优选为5.0~20mJ/cm2/nm的范围。该标准化累积光量为1.0mJ/cm2/nm以上时,能充分进行改性。另一方面,该标准化累积光量为100mJ/cm2/nm以下时,并非是过度改性条件,能防止在无机聚合物层上产生裂纹。在形成所期望的膜厚时,经多次而使无机聚合物层固化的情况下,对于各层而言,也优选成为上述标准化累积光量的范围。
[数学式1]
作为真空紫外光源,优选使用稀有气体准分子灯。Xe、Kr、Ar、Ne等稀有气体的原子不进行化学键合而形成分子,因而被称为非活性气体。
然而,通过放电等而得到了能量的稀有气体的激发原子可与其他原子键合而形成分子。稀有气体为氙的情况下,
e+Xe→Xe*
Xe*+2Xe→Xe2 *+Xe
Xe2 *→Xe+Xe+hν(172nm)
作为激发而成的受激准分子的Xe2 *跃迁至基态时,发出波长为172nm的准分子光。
作为准分子灯的特征,可举出:发射光线集中于一个波长,几乎不发出必要的光以外的光,因此效率高。另外,由于不发出多余的光,因此,能将对象物的温度保持得较低。而且,起动及再起动不需要时间,因此,能进行瞬间的点亮灭灯。
为了得到准分子光,利用介质阻挡放电的方法是已知的。所谓介质阻挡放电,是指:在两电极间夹入透明石英等介质,设置气体空间,向电极施加数10kHz的高频高电压从而在气体空间中产生的与雷电相似的非常细微的被称为微放电(micro discharge)的放电,微放电的光柱(streamer)到达管壁(介质)时,电荷在介质表面积存,因而微放电消灭。
该微放电是蔓延至整个管壁、反复进行着生成·消灭的放电。因此,发生即使用肉眼也能确认的光的闪烁。另外,温度非常高的光柱局部地直接到达管壁,因此,也存在加速管壁的劣化的可能性。
作为高效地得到准分子发光的方法,除了介质阻挡放电以外,也可利用无电极电场放电。其是基于容量性结合的无电极电场放电,别名又叫作RF放电。灯和电极及其配置基本与介质阻挡放电相同即可,但被施加至两极间的高频以数MHz点亮。无电极电场放电如上所述能得到空间、时间上一致的放电,因此,能得到不发生闪烁的长寿命的灯。
介质阻挡放电的情况下,微放电仅在电极间发生,因此,为了在整个放电空间进行放电,外侧的电极需要被覆整个外表面、并且能使光透过以将光提取至外部。
因此,可使用将细金属线形成为网状而成的电极。关于该电极,为了不遮挡光而使用尽可能细的线,因此,在氧气气氛中,容易受到通过真空紫外光而产生的臭氧等的损伤。为了防止上述情况,有必要使灯的周围、即照射装置内成为氮气等非活性气体的气氛,设置合成石英的窗来将照射光取出。合成石英的窗不仅是昂贵的消耗品,而且产生光的损失。
双层圆筒型灯由于外径为25mm左右,因此,在灯轴的正下方和灯侧面,至照射面为止的距离的差异不能忽略,照度产生较大差异。因此,即使假设将灯贴紧地排列,也得不到一致的照度分布。若为设置了合成石英的窗的照射装置,则能使氧气气氛中的距离一致,能得到一致的照度分布。
在使用了无电极电场放电的情况下,不需要使外部电极成为网状。仅通过在灯外表面的一部分设置外部电极,就能使辉光放电在整个放电空间蔓延。作为外部电极,通常,在灯背面使用由铝块制得的兼作光的反射板的电极。然而,由于灯的外径与介质阻挡放电的情况同样大,因此,为了成为一致的照度分布,合成石英变得必要。
细管准分子灯的最大的特征在于结构简单。将石英管的两端闭合,仅在内部封入用于进行准分子发光的气体。
细管灯的管的外径为6~12mm左右,若太粗,则起动需要高电压。
关于放电的方式,可使用介质阻挡放电及无电极电场放电中的任一种。关于电极的形状,与灯接触的面可以为平面,但通过制成与灯的曲面相适应的形状,从而不仅能将灯牢固地固定,而且由于电极与灯密合,因而放电更稳定。另外,若用铝将曲面形成为镜面,则也成为光的反射板。
对于Xe准分子灯而言,由于以单一波长发射172nm的短波长紫外线,因而发光效率优异。对于该准分子光而言,由于氧的吸收系数大,因而能利用微量的氧以高浓度产生自由基的氧原子种、臭氧。
另外,对于172nm的短波长光的能量而言,已知其使有机物的键解离的能力高。由于该活性氧、臭氧、和紫外线放射所具有的高能量,使得能在短时间内实现聚硅氮烷层的改性。
因此,与发出波长为185nm、254nm的光的低压水银灯、等离子体洗涤相比,能够实现伴随高处理能力的工艺时间的缩短、设备面积的缩小、向容易受到因热导致的损伤的有机材料、塑料基板等的照射。
准分子灯的光的产生效率高,因此,能用低电力的投入进行点亮。另外,具有下述特征:不发出成为因光照射导致的温度上升的主要原因的长波长的光,在紫外线区域、即短波长范围内照射能量,因此,能抑制照射对象物的表面温度的上升。因此,适合于具有被认为容易受到热的影响的PET等挠性膜的材料的改性处理。
对于真空紫外线而言,若存在氧,则存在基于氧的吸收,因此紫外线照射工序中的效率容易下降,因此,在进行真空紫外线照射时,优选尽可能在氧浓度低的状态下进行。即,真空紫外线照射时的氧浓度优选为10~100000体积ppm的范围内,更优选为50~50000体积ppm的范围内,进一步优选为100~10000体积ppm的范围内。
在进行真空紫外线照射时,作为满足照射环境的气体,优选使用经干燥的非活性气体,其中,从成本的观点考虑,优选使用干燥氮气。对于氧浓度的调节而言,可通过测量向照射环境内导入的氧气、非活性气体的流量、改变流量比来进行调节。
本发明的气体阻隔性膜中,气体阻隔性膜的一个表面与另一个表面之间的静摩擦系数优选为0.30以上且2.0以下。
静摩擦系数可按照下述方式测定:将具有上表面及下表面的气体阻隔性膜分割成2片,以使第1片气体阻隔性膜的上表面与第2片气体阻隔性膜的下表面接触的方式测定。静摩擦系数可按照JIS P 8147的倾斜法、在温度为23℃、湿度为50RH%的环境下进行测定。
为了调节静摩擦系数,调节气体阻隔性膜的两面的表面粗糙度即可。例如,无机薄膜层被设置在基材层的仅一个面的情况下,调节无机薄膜层的露出面的表面粗糙度、和基材层的露出面的表面粗糙度即可。无机薄膜层被设置在基材层的两个面的情况下,调节一方的无机薄膜层的露出面的表面粗糙度、和另一方的无机薄膜层的露出面的表面粗糙度即可。若增大气体阻隔性膜的至少一个面的表面粗糙度,则存在表面背面间的静摩擦系数减小的倾向。
无机薄膜层的表面粗糙度例如可根据无机薄膜层的成膜条件下的真空室内的压力(真空度)、成膜厚度等条件、无机成膜层的组成而进行变更。另外,无机薄膜层的表面粗糙度也可通过调节成为基底的挠性基材的表面粗糙度、被配置在无机薄膜层与挠性基材之间的中间层的表面粗糙度来调节。
为了调节挠性基材的表面粗糙度,进行电晕处理等处理即可。
无机薄膜层的表面的算术平均粗糙度Ra可以为3nm以下。算术平均粗糙度Ra可通过以下方式得到:将气体阻隔性膜贴合于带有粘合剂的环氧基板,然后用白色干涉显微镜对其表面进行观察。所谓算术平均粗糙度Ra,是指基于JIS B 0601:2001的算术平均粗糙度。
另外,本实施方式涉及的气体阻隔性膜中,将从气体阻隔性膜切出的50mm见方的部分以该部分的中央部与水平面相切的方式载置时,水平面至上翘的四角的距离的平均值为2mm以下。
该平均值可按照以下方式测定。首先,在温度为23℃、湿度为50RH%的条件下保持气体阻隔性膜48小时。接下来,从该气体阻隔性膜切出50mm见方的部分,得到样品。以样品的中央部与水平面相切的方式,将样品载置于水平面上,得到合计4个的水平面至四角的距离。最后,得到上述4个距离的平均值。
为了减小气体阻隔性膜的翘曲从而提高平面性,可以使表面背面的各无机薄膜层的应力平衡,或者使一个面的无机薄膜层与其下方的涂覆层的应力平衡,或者减小无机薄膜层本身的残留应力,或者将它们组合、使两面的应力平衡。应力可通过无机薄膜层形成时的成膜压力、膜厚、涂覆层形成时的固化收缩程度等来调整。
本发明的气体阻隔性膜在40℃、90%RH条件下的水蒸气透过度可以为0.1g/m2/天以下,可以为0.001g/m2/天以下。水蒸气透过度可按照ISO/WD 15106-7(Annex C)、利用Ca腐蚀试验法来测定。
本发明的气体阻隔性膜的层结构没有特别限制,只要包含上述基材层及无机薄膜层即可。本发明的气体阻隔性膜具有有机层A及/或有机层B时,可以具有1层有机层A及/或1层有机层B,也可具有2层以上有机层A及/或2层以上有机层B。具有2层以上有机层A时,可以具有2层以上相同的有机层A,也可具有2层以上的2种以上有机层A。关于有机层B也同样。另外,有机层A与有机层B可以为相同的层,也可以为相互不同的层。作为层结构的例子,具体而言,可以为挠性基材/无机薄膜层(图1所示的结构)的2层结构,也可以为挠性基材/有机层A/无机薄膜层(图2所示的结构)、无机薄膜层/挠性基材/无机薄膜层等三层结构,也可以为挠性基材/有机层A/无机薄膜层/有机层B(图3所示的结构)、无机薄膜层/挠性基材/有机层A/无机薄膜层等4层结构,也可以为无机薄膜层/有机层A/挠性基材/有机层A/无机薄膜层、有机层B/无机薄膜层/挠性基材/有机层A/无机薄膜层/有机层B、有机层B/无机薄膜层/有机层A/挠性基材/有机层A/无机薄膜层/有机层B等5层以上的结构。除了上文记载的层以外,还可以具有另外的层C。作为这样的层C,可举出例如透明导电膜层、滤色片层等。
本发明的气体阻隔性膜可利用分别制造基材层及无机薄膜层并进行贴合的方法、在基材层上形成无机薄膜层的方法等制造。从容易提高无机薄膜层的致密性、容易减少微细的空隙和裂纹等缺陷的观点考虑,如上所述,优选通过使用辉光放电等离子体,利用CVD法等已知的真空成膜方法,在挠性基材或被层叠在挠性基材的表面的有机层A上形成前述薄膜层来制造。也可利用已知的方法,在如上所述地得到的层叠膜上形成另外的有机层B。无机薄膜层优选利用连续的成膜工艺形成,例如更优选一边连续地传送长条的基材,一边在其上连续地形成无机薄膜层。具体而言,可以一边将挠性基材从送出辊向卷绕辊传送,一边形成无机薄膜层。然后,可以使送出辊及卷绕辊反转,反向传送基材,由此,进一步从上方形成无机薄膜层。
本发明的气体阻隔性膜是尤其是高温高湿下的气体阻隔性的经时性下降被抑制的、气体阻隔性优异的膜。本发明的气体阻隔性膜可用于需要气体阻隔性的食品、工业用品、医药品等包装用途。另外,本发明还提供具有本发明的气体阻隔性膜的柔性电子器件。本发明的气体阻隔性膜也可作为要求较高的气体阻隔性的液晶显示元件、太阳能电池及有机EL显示器等柔性电子器件(例如柔性显示器)的柔性基板使用。在将本发明的气体阻隔性膜作为电子器件的柔性基板使用时,可在本发明的气体阻隔性膜上直接形成元件,另外也可在其他基板上形成元件,然后从上方叠合本发明的气体阻隔性膜。
实施例
以下,举出实施例及比较例来具体说明本发明,但本发明不限于这些实施例。
〔膜厚〕
在挠性基材上形成无机薄膜层、有机层A,使用(株)小坂研究所制SurfcorderET200,对未成膜部与成膜部的高低差进行测定,求出各层的膜厚(T)。
〔无机薄膜层表面的X射线光电子能谱测定〕
气体阻隔性膜的无机薄膜层表面的原子数比利用X射线光电子能谱法(ULVAC-PHI,Inc.制,QuanteraSXM)测定。作为X射线源,使用AlKα射线(1486.6eV,X射线光斑为100μm),另外,为了进行测定时的带电修正,使用了中和电子枪(1eV)、低速Ar离子枪(10V)。对于测定后的分析而言,使用MultiPak V6.1A(ULVAC-PHI,Inc.)进行谱图分析,使用由测得的宽程扫描谱图得到的与Si的2p、O的1s、N的1s及C的1s各自的键能相当的峰,算出相对于Si而言的C的表面原子数比。作为表面原子数比,采用测定5次而得到的值的平均值。
〔无机薄膜层表面的红外光谱测定(ATR法)〕
气体阻隔性膜的无机薄膜层表面的红外光谱测定中,利用具备使用了锗结晶作为棱镜的ATR附件(PIKE MIRacle)的傅里叶变换型红外分光光度计(日本分光(株)制,FT/IR-460Plus)进行测定。
〔气体阻隔性膜的光学特性〕
气体阻隔性膜的全光线透过率通过Suga Test Instruments Co.,Ltd.制的直读雾度计算机(型号HGM-2DP)进行测定。在无样品的状态下进行背景测定,然后,将气体阻隔性膜设置在样品架上并进行测定,求出全光线透过率。
〔气体阻隔性〕
在温度为40℃、湿度为90%RH的条件下,按照ISO/WD 15106-7(Annex C),利用Ca腐蚀试验法测定气体阻隔性,求出气体阻隔性膜的水蒸气透过度。
〔无机薄膜层的制造方法〕
使用图5所示的制造装置,在基材层上层叠无机薄膜层。具体而言,如图5所示,根据情况,将具有有机层A的树脂膜基材装载于送出辊6,向成膜辊8与成膜辊9之间施加磁场,并且分别向成膜辊8和成膜辊9供给电力,在成膜辊8与成膜辊9之间,通过放电而产生等离子体,向这样的放电区域供给成膜气体(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(也作为放电气体发挥功能)的混合气体),在下述成膜条件下进行基于等离子体CVD法的薄膜形成,在基材层上层叠无机薄膜层。
〈成膜条件1〉
原料气体的供给量:50sccm(Standard Cubic Centimeter perMinute,每分钟标准毫升)
氧气的供给量:500sccm
真空室内的真空度:1Pa
来自等离子体发生用电源的施加电力:0.4kW
等离子体发生用电源的频率:70kHz
膜的传送速度:3.0m/min
通过(pass)次数:28次
〔基材层与无机薄膜层的密合性〕
密合性的测定按照ASTM D3359进行。具体而言,以无机薄膜层与玻璃基板呈相反面侧的方式在洁净的玻璃基板上设置气体阻隔性膜,使用切割导引器和切割刀,在无机薄膜层上形成达到基材的6条×6条(25格)的切割伤痕。以在格子部+20mm的范围内不产生气泡等的方式,将胶带(Nichiban Co.,Ltd.制,CELLOTAPE(注册商标),CT-12M)平坦地贴合于由切割伤痕形成的格子部(交叉切割部)。以60°的角度、在0.5~1秒之间将贴合的胶带剥离,使用显微镜(例如,HIROX Co.,Ltd.制,DIGITAL MICROSCOPE KH7700)观察格子部的状态,按照下述评价基准对密合性的程度进行评价。
(密合性的评价基准)
0B:在交叉切割部发生了剥离的面积率为65%以上
1B:在交叉切割部发生了剥离的面积率为35%~65%
2B:在交叉切割部发生了剥离的面积率为15%~35%
3B:在交叉切割部发生了剥离的面积率为5%~15%
4B:在交叉切割部发生了剥离的面积率为5%以下
5B:在交叉切割部发生了剥离的面积率为0%
〔湿热耐久时间〕
使用恒温恒湿器(东京理科机械(株)制,KCL-2000W型),在85℃、85%RH的条件下实施耐久性评价。以24小时、48小时、72小时、96小时、192小时、312小时、504小时、768小时、1008小时的频率进行测定,在截面观察中,将观察到200μm以上的剥离·裂缝的时间规定为湿热耐久的界限时间,将其近前的观察时间作为湿热耐久时间。上述直至观察到200μm以上的剥离·裂缝为止的时间越长,则高温高湿条件下的经时性耐久性越高,可以说对气体阻隔性的经时性下降的抑制效果越高。
〔缺陷的评价〕
为了对无机薄膜层中的剥离·裂缝的存在区域及在高温高湿条件下保存后的无机薄膜层中的剥离·裂缝的存在区域进行观察·测定,使用显微镜(HIROX Co.,Ltd.制,DIGITAL MICROSCOPEKH7700),以210倍的倍率观察切断端面。关于剥离·裂缝的长度,对于已切断的试样的全部切断端面,将从切断端面起在法线方向(与截面垂直)上成为最大距离的剥离·裂缝的长度作为缺陷的存在区域的长度使用。
〔实施例1〕
对作为挠性基材的环烯烃聚合物膜(COP膜,厚度:50μm,宽度:350mm,日本ZEONCORPORATION制,商品名“Zeonor(注册商标)膜,ZF-16”)的一面实施电晕处理,然后,利用凹版涂布法涂布涂覆剂1(TOYOCHEM CO.,LTD.制,LIODURAS(注册商标)TYAB500LC3NS,含有粒子),于100℃进行3分钟干燥,然后,使用高压水银灯,在累积光量为500mJ/cm2的条件下进行紫外线照射,层叠厚度为1.5μm的有机层A1(易滑层)。接下来,对COP膜的另一个面实施电晕处理,然后利用凹版涂布法涂布涂覆剂2(东亚合成(株)制,ARONIX(注册商标)UV3701),于100℃进行3分钟干燥,然后,使用高压水银灯,在累积光量为500mJ/cm2的条件下进行紫外线照射,层叠厚度为1.8μm的有机层A2(平坦化层),得到作为基材层的层叠膜。在如上所述地得到的层叠膜的有机层A2侧的表面上,按照上述无机薄膜层的制造方法,层叠无机薄膜层。接下来,在层叠有无机薄膜层的膜上,在两面贴合保护膜(Sun A.Kaken Co.,Ltd.制,NSA-35H,PET50μm),然后,使用DUMBBELL CO.,LTD.制超级直线切割器进行冲裁加工,成为50mm×50mm的大小,得到气体阻隔性膜1。对得到的试验片进行湿热耐久时间的测定,结果,在保存后768小时的截面观察中,观察到200μm以上的剥离·裂缝。
对于得到的气体阻隔性膜而言,在无机薄膜层的膜厚方向的90%以上的区域中,从原子数比大的一方起成为氧、硅及碳的顺序,另外,具有100个以上的膜厚方向的碳分布曲线的极值,进而,碳分布曲线中的碳的原子数比的最大值与最小值之差的绝对值为5%以上。
另外,进行XPS深度剖析测定,由得到的硅原子、氧原子及碳原子的分布曲线,求出各原子在厚度方向上的平均原子浓度,然后,算出平均原子数比C/Si及O/Si,结果,平均原子数比C/Si=0.30,O/Si=1.73。另外,无机薄膜层中包含的相对于硅原子、氧原子及碳原子的总数而言的碳原子的原子数比在无机薄膜层的膜厚方向上连续地变化。
<XPS深度剖析测定>
蚀刻离子种类:氩(Ar+)
蚀刻速率(SiO2热氧化膜换算值):0.027nm/sec
溅射时间:0.5min
X射线光电子能谱装置:ULVAC-PHI,Inc.制,机型名称“QuanteraSXM”
照射X射线:单晶分光AlKα(1486.6eV)
X射线的光斑及其尺寸:100μm
检测器:通能为69eV,步长为0.125eV
带电修正:中和电子枪(1eV)、低速Ar离子枪(10V)
针对得到的气体阻隔性膜的无机薄膜层,在前述条件下进行红外光谱测定。由得到的红外吸收光谱求出在950~1050cm-1处存在的峰强度(I1)、与在1240~1290cm-1处存在的峰强度(I2)的吸收强度比(I2/I1)时,I2/I1=0.03。另外,求出在950~1050cm-1处存在的峰强度(I1)、与在770~830cm-1处存在的峰强度(I3)的吸收强度比(I3/I1)时,I3/I1=0.36。
另外,求出在770~830cm-1处存在的峰强度(I3)、与在870~910cm-1处存在的峰强度(I4)的吸收强度比(I4/I3)时,I4/I3=0.84。
得到的气体阻隔性膜的无机薄膜层的厚度为0.7μm。另外,得到的气体阻隔性膜在温度为40℃、湿度为90%RH的条件下的水蒸气透过度为5.0×10-5g/(m2·天)。
〔实施例2〕
通过激光加工(MLase公司制,小型准分子激光器,输出功率为6mJ/cm2,频率为500Hz,加工速度为2mm/sec),将与实施例1同样地操作而得到的层叠有无机薄膜层的膜切割成50mm×50mm的大小,得到气体阻隔性膜2。对于得到的试验片,进行湿热耐久时间的测定,结果,在保存后768小时的截面观察中,观察到200μm以上的剥离·裂缝。
〔实施例3〕
在实施例1中,对于无机薄膜层的成膜条件,连续地实施以下的〈成膜条件2〉及〈成膜条件3〉,除此之外,与实施例1同样地操作,得到气体阻隔性膜3。
对于得到的试验片,进行湿热耐久时间的测定,结果,在保存后1008小时的截面观察中,观察到200μm以上的剥离·裂缝。
〈成膜条件2〉
原料气体的供给量:50sccm(每分钟标准毫升)
氧气的供给量:500sccm
真空室内的真空度:1Pa
来自等离子体发生用电源的施加电力:0.6kW
等离子体发生用电源的频率:70kHz
膜的传送速度:3.0m/min
通过次数:4次
〈成膜条件3〉
原料气体的供给量:50sccm(每分钟标准毫升)
氧气的供给量:500sccm
真空室内的真空度:1Pa
来自等离子体发生用电源的施加电力:0.4kW
等离子体发生用电源的频率:70kHz
膜的传送速度:3.0m/min
通过次数:24次
对于得到的气体阻隔性膜而言,在无机薄膜层的膜厚方向的90%以上的区域中,从原子数比大的一方起成为氧、硅及碳的顺序,另外,具有100个以上的膜厚方向的碳分布曲线的极值,进而,碳分布曲线中的碳的原子数比的最大值与最小值之差的绝对值为5%以上。
另外,进行XPS深度剖析测定,由得到的硅原子、氧原子及碳原子的分布曲线,求出各原子在厚度方向上的平均原子浓度,然后,算出平均原子数比C/Si及O/Si,结果,平均原子数比C/Si=0.30,O/Si=1.73。另外,无机薄膜层中包含的相对于硅原子、氧原子及碳原子的总数而言的碳原子的原子数比在无机薄膜层的膜厚方向上连续地变化。
<XPS深度剖析测定>
蚀刻离子种类:氩(Ar+)
蚀刻速率(SiO2热氧化膜换算值):0.027nm/sec
溅射时间:0.5min
X射线光电子能谱装置:ULVAC-PHI,Inc.制,机型名称“QuanteraSXM”
照射X射线:单晶分光AlKα(1486.6eV)
X射线的光斑及其尺寸:100μm
检测器:通能为69eV,步长为0.125eV
带电修正:中和电子枪(1eV)、低速Ar离子枪(10V)
得到的气体阻隔性膜的无机薄膜层的厚度为0.7μm。另外,得到的气体阻隔性膜在温度为40℃、湿度为90%RH的条件下的水蒸气透过度为5.0×10-5g/(m2·天)。
〔比较例1〕
在实施例1中,利用凹版涂布法涂布涂覆剂2(东亚合成(株)制,ARONIX(注册商标)UV3701),于120℃进行3分钟干燥,除此之外,与实施例1同样地操作,得到气体阻隔性膜4。对于得到的试验片,进行湿热耐久时间的测定,结果,在保存后48小时的截面观察中,观察到200μm以上的剥离·裂缝。
对于得到的气体阻隔性膜而言,在无机薄膜层的膜厚方向的90%以上的区域中,从原子数比大的一方起成为氧、硅及碳的顺序,另外,具有100个以上的膜厚方向的碳分布曲线的极值,进而,碳分布曲线中的碳的原子数比的最大值与最小值之差的绝对值为5%以上。
另外,进行XPS深度剖析测定,由得到的硅原子、氧原子及碳原子的分布曲线,求出各原子在厚度方向上的平均原子浓度,然后,算出平均原子数比C/Si及O/Si,结果,平均原子数比C/Si=0.30,O/Si=1.73。另外,无机薄膜层中包含的相对于硅原子、氧原子及碳原子的总数而言的碳原子的原子数比在无机薄膜层的膜厚方向上连续地变化。
<XPS深度剖析测定>
蚀刻离子种类:氩(Ar+)
蚀刻速率(SiO2热氧化膜换算值):0.027nm/sec
溅射时间:0.5min
X射线光电子能谱装置:ULVAC-PHI,Inc.制,机型名称“QuanteraSXM”
照射X射线:单晶分光AlKα(1486.6eV)
X射线的光斑及其尺寸:100μm
检测器:通能为69eV,步长为0.125eV
带电修正:中和电子枪(1eV)、低速Ar离子枪(10V)
得到的气体阻隔性膜的无机薄膜层的厚度为0.7μm。另外,得到的气体阻隔性膜在温度为40℃、湿度为90%RH的条件下的水蒸气透过度为5.0×10-5g/(m2·天)。
〔比较例2〕
使用切割刀(KOKUYO Co.,Ltd.制,切割刀(标准型),备用刀片HA-100B),将与实施例1同样地操作而得到的层叠有无机薄膜层的膜切割成50mm×50mm的大小,得到气体阻隔性膜5。对于得到的试验片,进行湿热耐久时间的测定,结果,在保存后96小时的截面观察中,观察到200μm以上的剥离·裂缝。
对于如上所述地操作而得到的气体阻隔性膜1~5,按照上述测定方法,进行密合性及湿热耐久时间的测定以及缺陷的评价。将得到的结果示于下述表1。
[表1]
附图标记说明
1 气体阻隔性膜
2 基材层
20 挠性基材
21 有机层A
3 无机薄膜层
4 有机层B
5 距离a
6 送出辊
7 传送辊
8 成膜辊
9 成膜辊
10 气体供给管
11 等离子体发生用电源
12 磁场发生装置
13 卷绕辊
14 膜
Claims (12)
1.气体阻隔性膜,其是至少具有基材层和无机薄膜层的气体阻隔性膜,所述基材层至少包含挠性基材,所述基材层与所述无机薄膜层之间的密合性按照ASTM D3359测定为2B以上,所述无机薄膜层具有至少1个切断端面,并且具有选自由剥离及裂缝组成的组中的至少1种缺陷、或者不具有所述缺陷,此处,所述无机薄膜层具有所述缺陷的情况下,其存在区域为从所述切断端面起沿着法线方向的120μm以下的范围内。
2.如权利要求1所述的气体阻隔性膜,其中,所述基材层还包含有机层A。
3.如权利要求1或2所述的气体阻隔性膜,其中,所述基材层在两面包含有机层A。
4.如权利要求1~3中任一项所述的气体阻隔性膜,其中,所述无机薄膜层至少含有硅原子、氧原子及碳原子。
5.如权利要求4所述的气体阻隔性膜,其中,所述无机薄膜层中包含的相对于硅原子、氧原子及碳原子的总数而言的碳原子的原子数比在无机薄膜层的膜厚方向上连续地变化。
6.如权利要求4或5所述的气体阻隔性膜,其中,对于所述无机薄膜层而言,无机薄膜层中的相对于硅原子(Si)而言的碳原子(C)的平均原子数比在式(1)的范围内,
0.10<C/Si<0.50 (1)。
7.如权利要求4~6中任一项所述的气体阻隔性膜,其中,在分别表示所述无机薄膜层的膜厚方向的距所述无机薄膜层表面的距离、与各距离处的所述无机薄膜层中包含的相对于硅原子、氧原子及碳原子的总数而言的硅的原子数比、氧的原子数比及碳的原子数比之间的关系的硅分布曲线、氧分布曲线及碳分布曲线中,满足条件(i)及(ii):
(i)硅的原子数比、氧的原子数比及碳的原子数比在所述无机薄膜层的膜厚方向的90%以上的区域中满足式(5),
氧的原子数比>硅的原子数比>碳的原子数比 (5)
(ii)所述碳分布曲线具有至少1个极值。
8.如权利要求1~7中任一项所述的气体阻隔性膜,其中,在所述基材层的两面具有所述无机薄膜层。
9.柔性电子器件,其具有权利要求1~8中任一项所述的气体阻隔性膜。
10.如权利要求1~8中任一项所述的气体阻隔性膜,其中,利用红外光谱测定的ATR法对所述无机薄膜层的表面进行测定时,在950~1050cm-1处存在的峰强度(I1)、与在1240~1290cm-1处存在的峰强度(I2)的强度比在式(2)的范围内,
0.01≤I2/I1<0.05 (2)。
11.如权利要求1~8及10中任一项所述的气体阻隔性膜,其中,利用红外光谱测定的ATR法对所述无机薄膜层表面进行测定时,在950~1050cm-1处存在的峰强度(I1)、与在770~830cm-1处存在的峰强度(I3)的强度比在式(3)的范围内,
0.25≤I3/I1≤0.50 (3)。
12.如权利要求1~8、10及11中任一项所述的气体阻隔性膜,其中,利用红外光谱测定的ATR法对所述无机薄膜层表面进行测定时,在770~830cm-1处存在的峰强度(I3)、与在870~910cm-1处存在的峰强度(I4)的强度比在式(4)的范围内,
0.70≤I4/I3<1.00 (4)。
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