JP2003231198A

JP2003231198A - 透明ガスバリア性フィルム、及びそれを用いた透明導電性電極基材、表示素子、太陽電池又は面状発光体

Info

Publication number: JP2003231198A
Application number: JP2002033894A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Higuchi; 浩之樋口; Masahiro Yoshioka; 昌宏吉岡
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2002-02-12
Filing date: 2002-02-12
Publication date: 2003-08-19

Abstract

(57)【要約】【課題】透明かつガスバリア性に優れるとともに生産
性の良い、透明ガスバリア性フィルム及び透明導電性電
極基材、並びにそれを用いた液晶表示素子、有機ＥＬ素
子、面状発光体、太陽電池及び光デバイスを提供する。【解決手段】透明プラスチック基材の少なくとも片面
に、少なくとも一層の導電性高分子含有表面平滑層と、
少なくとも一層の無機バリア層とが積層されてなる透明
ガスバリア性フィルム。導電性高分子含有表面平滑層
は、透明プラスチック基材と無機バリア層との間に形成
され、かつ該導電性高分子含有表面平滑層と無機バリア
層が隣接して積層されてなることが好ましい。また、フ
ィルムの少なくとも片面の最外層に、表面保護層を形成
することにより、フィルムの透湿性がさらに向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子、有
機ＥＬ素子、面状発光体、太陽電池、光デバイス等の基
板又は上側封止材料等として有用な透明ガスバリア性フ
ィルム及び透明導電性電極基材、並びにそれを用いた液
晶表示素子、有機ＥＬ素子等の表示素子、面状発光体、
太陽電池及び光デバイスに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、液晶表示素子、有機ＥＬ素
子、太陽電池等の基材としては、ガラスが用いられてき
た。しかし近年、これら表示素子の携帯機器への搭載、
軽薄化、ガラスに比べて割れ難いこと、などの理由から
プラスチック基材を用いようとする動きがある。ところ
が、酸素ガスや水蒸気は、これら素子には有害で劣化を
引き起こすため、水蒸気や酸素に対するバリア性が低い
プラスチック基材は、素子寿命を長く保てない問題があ
る。これら透明なプラスチック基材のガスバリア性を向
上させる目的で、珪素酸化物や酸化アルミニウムを、プ
ラスチックフィルム表面に蒸着させることが知られてい
る（特公昭５３−１２９５３号公報等）。

【０００３】更に、無機バリア層の組成や製法を改善し
て、バリア層に保護層を設けたプラスチック基材にした
り、接着剤を用いて他のフィルムとラミネートすること
なども提案されている。例えば特開平９−１６１９６７
号公報には、透明なプラスチック支持基板を、少なくと
も一つの透明なプラスチックフィルム層と、少なくとも
一つの透明な誘電材料層とが交互にくる層によってオー
バーコートした後、有機ＥＬ素子を形成し、更にこの素
子を封止する工程からなる有機デバイスの不活性化方法
が開示されている。

【０００４】また、Ｊ．Ｄ．Ａｆｆｉｎｉｔｏらは、Ｔ
ｈｉｎＳｏｌｉｄＦｉｌｍｓ，２９０−２９１（１
９９６）６３−６７において、ポリエステル基材上に、
真空中でのモノマーのフラッシュ蒸着によりフィルム上
に膜形成し、形成された液膜の硬化によりポリマー層を
形成し、更に金属酸化物などのスパッタ蒸着による製膜
と再度のポリマー層形成の合計３層の積層を行う事で、
非常に低いガス透過性を有するバリアフィルムが得られ
ることを開示している。

【０００５】また、特許第２５５０９８８号公報には、
プラスチックフィルムの少なくとも片面に、金属の酸化
物層が形成された透明ガスバリア性フィルムが、２枚以
上接着剤を介して積層されたガスバリア性包装用積層フ
ィルムが開示され、特に、金属酸化物層が互いに向き合
うように接着積層されることが望ましいことが記載され
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、基材フ
ィルムに真空蒸着やスパッタ蒸着で金属酸化物、金属窒
化物、金属炭化物やこれらの混合物を形成したフィルム
や、この上に保護層を形成したり、押出しラミネーショ
ンやドライラミネーションによってホットメルト層を積
層したフィルムでは、水蒸気や酸素などに対するガスバ
リア性が未だ十分ではない。また、特開平９−１６１９
６７号公報では、少なくとも一つの透明なプラスチック
フィルム層と、少なくとも一つの透明な誘電材料層と
が、交互にくる層によってオーバーコートする有機デバ
イスの封止方法が示されているが、具体的な効果や材
料、方法などについては何ら開示されていない。さら
に、Ｊ．Ｄ．Ａｆｆｉｎｉｔｏらの方法では、特性的に
はかなり良好なバリアフィルムが得られるものの、装置
が非常に複雑になってしまうと言う問題を有している。
また、特許第２５５０９８８号公報に開示された技術で
は、４０℃９０％ＲＨでの透湿度がせいぜい０．１ｇ／
ｍ²／ｄａｙ程度であり、未だ十分とは言えない。

【０００７】本発明は、前記課題を解決するためなされ
たもので、透明かつガスバリア性に優れるとともに生産
性の良い、透明ガスバリア性フィルム及び透明導電性電
極基材、並びにそれを用いた液晶表示素子、有機ＥＬ素
子、面状発光体、太陽電池及び光デバイスを提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明者らは鋭意検討を行った結果、プラスチック
基材上に無機バリア層を有するガスバリア性フィルムに
おいて、無機バリア層形成前に、導電性高分子を含有す
る高分子平滑層を少なくとも一層形成することにより、
ガスバリア性が著しく改善されることを見出し、本発明
を完成するに至った。また、導電性高分子含有表面平滑
層を、無機バリア層の基材側に形成することにより、ガ
スバリア性が向上すること、及び、無機バリア層の基材
と反対側の面に保護層を設けることで、更なるガスバリ
ア性の向上が達成できることを見出し、本発明を完成す
るに至った。

【０００９】すなわち、本発明の透明ガスバリア性フィ
ルムは、透明プラスチック基材の少なくとも片面に、少
なくとも一層の導電性高分子含有表面平滑層と、少なく
とも一層の無機バリア層とが積層されてなることを特徴
とする。

【００１０】前記透明ガスバリア性フィルムにおいて
は、導電性高分子含有表面平滑層が、透明プラスチック
基材と無機バリア層との間に形成され、かつ該導電性高
分子含有表面平滑層と無機バリア層が隣接して積層され
てなることが好ましい。これにより、高いガスバリア性
と透明性を兼ね備えたフィルムが得られる。

【００１１】また、本発明の透明ガスバリア性フィルム
は、前記透明ガスバリア性フィルムの少なくとも片面の
最外層に、表面保護層を有することを特徴とする。表面
保護層を形成することにより、フィルムのガスバリア性
がさらに向上する。

【００１２】前記本発明の透明ガスバリア性フィルムに
おいては、導電性高分子含有表面平滑層と無機バリア層
とからなる積層構造が、該導電性高分子含有表面平滑層
が透明プラスチック基材側となるように、透明プラスチ
ック基材の片面に複数形成されてなるものであってもよ
い。この構成の積層構造は、透明プラスチック基材の両
面に形成されていてもよい。導電性高分子含有表面平滑
層と無機バリア層を、各二層以上積層することにより、
ガスバリア性がより一層向上する。

【００１３】次に、本発明の透明導電性電極基材は、前
記透明ガスバリア性フィルムの最外層に、透明導電性電
極層を形成してなることを特徴とする。

【００１４】さらに、本発明は、前記透明ガスバリア性
フィルム又は前記透明導電性電極基材を有することを特
徴とする表示素子、面状発光体、太陽電池又は光デバイ
スを提供するものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の透明ガスバリア性フィル
ムは、透明プラスチック基材の少なくとも片面に、少な
くとも一層の導電性高分子含有表面平滑層と、少なくと
も一層の無機バリア層とが積層されてなる。最外層には
表面保護層を有することもある。

【００１６】本発明で用いる透明プラスチック基材とし
ては、透明性が高く、加熱製膜時の軟化を防止するため
ガラス転移温度が高く、かつ吸湿性の低い高分子フィル
ムが好ましい。透明性の目安としては、波長５５０ｎｍ
の光線透過率が８０％以上であることが望ましいが、基
材が偏光フィルムである場合にはこの限りではない。ガ
ラス転移温度は、７０℃以上であるのが好ましく、より
好ましくは１００℃以上、更に一層好ましくは１５０℃
以上である。フィルムの吸湿性は、重量法による測定値
が５重量％以下であるのが好ましく、より好ましくは１
重量％以下、更に好ましくは０．５重量％以下であるの
がよく、特に吸湿による寸法変化が小さいものが好まし
い。

【００１７】また、本発明のフィルムを表示デバイス用
に用いる場合は、透明プラスチック基材として、複屈折
率の小さいものを用いるのがよく、複屈折としては２０
ｎｍ以下が好ましい。

【００１８】前記透明プラスチック基材としては、例え
ば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタ
レート、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポ
リアリーレート、環状オレフィンポリマー、ノルボルネ
ン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
透明プラスチック基材の厚みは、５０μｍ〜５００μｍ
程度であるが、ある程度の強度を有しかつ薄型化に対応
するためには、１００μｍ〜３００μｍ程度が望まし
い。

【００１９】本発明において、導電性高分子含有表面平
滑層を形成することがバリア性向上に寄与する原因につ
いては明らかではないが、導電性高分子による帯電防止
効果のために、帯電による異物付着を最小限に抑えるこ
とができることから、ピンホールの少ない無機バリア層
の形成が可能となり、バリア性が向上するものと考えら
れる。この導電性高分子含有表面平滑層は、導電性高分
子と高分子平滑層を形成する樹脂との混合物を、塗布等
の方法で薄膜状に形成することによって得られる。

【００２０】ここで、上記導電性高分子としては、有機
溶剤や水等の液体に溶解可能なもの、若しくは微小な粒
子として懸濁状態に分散可能なものを用いる必要があ
る。導電性高分子は、π電子が共役した構造の重合体
で、電子又は正孔の伝導によって導電性を示すものであ
って、有機溶剤や水に溶解又は分散が可能であれば、特
に制限なく、一種又は二種以上を組み合せて使用でき
る。その具体例としては、例えば、ポリアニリン、ポリ
チオフェン、ポリピロール、ポリパラフェニレン、ポリ
パラフェニレンビニレン、ポリフルオレン及びそれらの
誘導体重合物等を挙げることができる。中でも、チオフ
ェン、ピロール誘導体の重合物が好ましい。一般にこれ
らの導電性高分子は、カチオンやアニオンでドーピング
されて導電性が発現する為、カチオンやアニオンがドー
パントとして必要であるが、これらがポリカチオン、ポ
リアニオンのような重合体として取り込まれていると、
脱ドープし難くなり導電性が保持されるため望ましい。
なお、従来用いられてきた界面活性剤による帯電防止剤
は、その帯電防止性能が雰囲気の湿度に依存し、スパッ
タなど高真空下で薄膜形成がなされる場合には、雰囲気
の湿度がほぼ０％であるためその帯電防止機能は殆んど
働かない。

【００２１】また、高分子平滑層を形成するための樹脂
材料としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬
化樹脂等の各種樹脂を主成分とするものが用いられる。
高分子平滑層の密着性を向上させるため、シランカップ
リング剤等によるプライマー処理を施しても良い。特
に、塗膜形成後の表面平滑性に優れ、酸素や水蒸気に対
するガス透過性が低く、基材樹脂や無機バリア層との密
着性に優れたものが望ましい。

【００２２】高分子平滑層形成用樹脂の具体例として
は、例えば、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、フェノキ
シエーテル樹脂、フェノキシエステル樹脂、アクリル樹
脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、ア
ルキド樹脂、シリコーン樹脂及びこれらの混合物、ポリ
エステル、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリド
ン、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニ
リデン、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフロロ
エチレン、テトラフロロエチレン、テトラフロロエチレ
ン・エチレン共重合体、テトラフロロエチレン・ヘキサ
フロロプロピレン共重合体、テトラフロロエチレン・パ
ーフロロアルコキシエチレン共重合体等を挙げることが
できる。これらの樹脂は、一種又は二種以上を組み合せ
て使用できる。なお、導電性高分子を含有しない高分子
平滑層を形成する場合には、上記樹脂のモノマー、溶
液、エマルション等を単独で、既存の塗膜形成法によっ
て塗布後、乾燥又は硬化することによって、高分子平滑
層が形成される。

【００２３】導電性高分子含有表面平滑層を形成する場
合において、上記導電性高分子と高分子平滑層形成用樹
脂の混合比率は、固形分比率で、導電性高分子１〜９９
質量％、高分子平滑層形成用樹脂１〜９９質量％の範
囲、好ましくは導電性高分子５〜６０質量％、高分子平
滑層形成用樹脂４０〜９５質量％の範囲とするのがよ
い。なお、ドーパントを用いる場合は、前記導電性高分
子の割合は、導電性高分子とドーパントの合計量であ
る。また、導電性高分子と高分子平滑層材料を混合する
際には、両者が相分離を起こし平滑な層を形成すること
が困難になったり、帯電防止性能が低下したりし易いの
で注意を要するが、前記混合比率の範囲で混合すること
により、相分離が起こりにくく平滑な層を形成すること
ができる。この導電性高分子が、平滑層を形成する樹脂
中で連続層を形成することが、表面抵抗を低下させ良好
な帯電防止性能を得る点より望ましい。導電性高分子が
有機溶剤に溶解している場合は、その溶媒に可溶な平滑
層形成用樹脂材料を使用するのが望ましい。また、導電
性高分子が微粒子として懸濁した水懸濁液である場合に
は、水や水混和性の有機溶剤との混合液に溶解し得る樹
脂材料を用いる必要がある。また、このような場合に、
テトラメトキシシラン、テトラエチキシシラン等のアル
コキシシランの加水分解・縮合物、シランカップリング
剤等を含有させることにより、導電性高分子と平滑層を
形成する高分子の密着性を上げる事ができる。これら樹
脂の溶液状又は懸濁液状の混合物を、既存の塗膜形成法
によって塗布後、乾燥及び／又は硬化することによっ
て、導電性高分子含有表面平滑層が形成される。

【００２４】導電性高分子含有表面平滑層は、本発明の
フィルム中に少なくとも一層形成することにより、基材
全体の帯電は防止されるが、より完全な帯電防止効果を
期するために、複数層の導電性高分子含有表面平滑層を
形成しても構わない。

【００２５】導電性高分子含有表面平滑層の厚みは、特
に制限されないが、０．０２μｍ〜５０μｍであり、よ
り好ましくは０．１μｍ〜１０μｍ程度である。また、
透明性としては基材と同様、５５０ｎｍの光線透過率が
８０％以上であるのがよい。

【００２６】導電性高分子含有表面平滑層の表面平滑性
は、触針式の表面粗さ計や原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で
測定することができる。例えば、ＤｉｇｉｔａｌＩｎ
ｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製ＮａｎｏｓｃｏｐｅIIIａ
Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ３０００を用い、窒化珪素製探針を
用いたコンタクトモードによる測定で、測定範囲を一辺
５０μｍの正方形の範囲として測定できる。この際、余
り微小な部分の表面粗さを測定せずに、一辺２０μｍ以
上程度のある程度広い範囲で測定する必要があり、この
観点より、測定にはＡＦＭが適している。表面粗さの指
標にはいくつかの方法があるが、例えばＪＩＳＢ０６
０１で定義されている中心線平均粗さＲａを、測定面に
対して適用できるように３次元に拡張した「平均面粗
さ：Ｒａ」を使うことができる。Ｒａは２ｎｍ未満が好
ましく、より好ましくは１ｎｍ未満である。この表面の
凹凸の激しい部分は、平滑層の上に無機バリア層を形成
する際にバリア層の欠陥を生成する原因になると考えら
れることから、高いバリア性を有する無機バリア薄膜を
形成するには、高分子平滑層の平均面粗さが低いものほ
ど好ましい。

【００２７】本発明において、無機バリア層の形成に
は、公知の種々の方法を用いることができる。例えば、
蒸着法、イオンプレーティング法、スッパッタ法、気相
成長法等が挙げられる。このうち特に、多少の凹凸や異
物などの段差があってもピンホールなどの欠点の少ない
薄膜が得られると言う点から、イオンプレーティング
法、スパッタ法、気相成長法が好ましく、特に気相成長
法としては、低温での製膜性が優れる点から、プラズマ
ＣＶＤ（Chemical vapor Deposition）法が好ましい。

【００２８】形成される無機バリア層の材質、組成は特
に限定されない。代表的なものとしては、珪素酸化物、
珪素窒化物、珪素酸化窒化物、珪素炭化物、酸化アルミ
ニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化スズ、酸
化インジウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム等の金属酸
化物、又はこれらの金属窒化物、炭化物、及びこれらの
混合物が挙げられる。無機バリア層と表現したが、ＤＬ
Ｃ（Diamond Like Carbon）、アモルファスカーボン
等の炭素系の薄膜も、バリア層として用いることができ
る。無機バリア層の厚みは。特に制限されないが、２０
〜３，０００ｎｍであり、より好ましくは４０〜３００
ｎｍ程度である。

【００２９】また、表面保護層としては、高分子平滑層
と同様の材料が使用できる。また、これらの高分子材料
とシリカ等の無機微粒子との複合体、その他各種のハー
ドコート材を使うことができる。表面保護層の厚みは、
特に制限されないが、０．１μｍ〜１００μｍであり、
より好ましくは１μｍ〜３０μｍ程度である。

【００３０】次に、本発明による透明ガスバリア性フィ
ルムの構成について説明する。

【００３１】まず、透明プラスチック基材と、導電性高
分子含有表面平滑層と、無機バリア層とを必須構成要素
とする。更に、上記導電性高分子含有表面平滑層を無機
バリア層の基材側に形成することで、バリア性が向上す
る。また、フィルムの少なくとも片面の最外層に、特に
無機バリア層と隣り合わせの面に表面保護層を設けるこ
とで、バリア性を更に向上できる。また、導電性高分子
含有表面平滑層と無機バリア層とからなる積層体を、導
電性高分子含有表面平滑層が基材層側となるように複数
積層することで、より一層のバリア性の向上が期待でき
る。この導電性高分子含有表面平滑層と無機バリア層か
らなる積層構造は、基材の片面に複数層形成されていて
もよいし、両面に積層体が一組ずつあるいは複数設けら
れていてもよい。基材層を挟んで両面に積層体がある場
合は、積層体の個数は基材を挟んで異なっていてもよ
い。また、導電性高分子含有表面平滑層は、本発明の透
明ガスバリア性フィルム中に少なくとも一層形成されて
いればよいので、前記の導電性高分子含有表面平滑層と
無機バリア層とからなる積層体を複数積層する場合に
は、導電性高分子含有表面平滑層の替わりに、導電性高
分子を含有しない高分子平滑層とすることもできる。

【００３２】前述した本発明の透明ガスバリア性フィル
ムは、その最外層に、透明導電性電極層を設けることに
より、透明導電性電極基材として、液晶や有機・無機の
エレクトロルミネッセンス素子、エレクトロクロミズム
を利用した素子等の表示素子、液晶バックライトや照明
に適した面状発光体、太陽電池、光電変換素子、エレク
トロルミネッセンス光を利用した光デバイス等の各種用
途に好適に用いることができる。

【００３３】例えば、より具体的な構成としては、基
材：Ｓ、導電性高分子含有表面平滑層：ＣＰ、導電性高
分子を含有しない高分子平滑層：Ｐ、無機バリア層：Ｍ
Ｏ、表面保護層：ＨＣ、としたとき、以下の構成例を挙
げることができる。１）Ｓ／ＣＰ／ＭＯ２）ＣＰ／Ｓ／ＭＯ３）ＣＰ／Ｓ／ＣＰ／ＭＯ４）Ｓ／ＣＰ／ＭＯ／ＨＣ５）ＣＰ／Ｓ／ＭＯ／ＨＣ６）ＣＰ／Ｓ／ＣＰ／ＭＯ／ＨＣ７）Ｓ／ＣＰ／ＭＯ／Ｐ／ＭＯ／ＨＣ８）Ｓ／ＣＰ／ＭＯ／ＣＰ／ＭＯ／ＨＣ９）Ｓ／ＣＰ／ＭＯ／Ｐ／ＭＯ／Ｐ／ＭＯ／ＨＣ１０）Ｓ／ＣＰ／ＭＯ／ＣＰ／ＭＯ／ＣＰ／ＭＯ／ＨＣ１１）ＨＣ／ＭＯ／ＣＰ／Ｓ／ＣＰ／ＭＯ／ＨＣ１２）ＨＣ／ＭＯ／Ｐ／ＭＯ／ＣＰ／Ｓ／ＣＰ／ＭＯ／
Ｐ／ＭＯ／ＨＣ１３）ＨＣ／ＭＯ／ＣＰ／ＭＯ／ＣＰ／Ｓ／ＣＰ／ＭＯ
／ＣＰ／ＭＯ／ＨＣ１４）ＨＣ／ＣＰ／Ｓ／ＭＯ／ＨＣ１５）ＨＣ／ＣＰ／Ｓ／ＣＰ／ＭＯ／ＨＣこれらのうちでも、４）、６）、８）、１０）、１
１）、１３）、１５）に示すような、導電性高分子含有
表面平滑層と隣接して無機バリア層及び表面保護層を有
する構成が、ガスバリア性確保の点から特に好ましい。
更に、基材を中間に挟んだ１１）、１３）の構成が、収
縮や膨張応力による基材の反りの発生を防ぐ点から好ま
しい。また、透明導電性電極基材の場合は、これらの構
成のいずれかの面の最外層に、透明導電性電極を形成す
ればよい。

【００３４】透明導電性金属酸化物電極は、既存のイン
ジウム酸化物、スズ酸化物、酸化亜鉛、酸化チタン、及
びこれらの混合物を用いて形成することができる。製膜
方法は、一般的なスパッタ法を用いることができ、ター
ゲット材料の組成は、酸化インジウムに酸化スズを５〜
１５ｗｔ％混合したものが適している。この他、金属の
インジウム・スズ合金をターゲットにし、スパッタの際
にアルゴンガスとともに酸素ガスを導入して酸化物被膜
を得る方法によっても良い。

【００３５】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるもので
はない。なお、測定は以下の方法で行った。

【００３６】（１）厚み：基材及び数μｍ以上の高分子
薄膜の厚み測定には、精度１／１０００ｍｍのデジマチ
ックマイクロメーターＮｏ．２９３（(株)ミツトヨ製）
を用い、薄膜形成前後の厚みの差から高分子薄膜の厚み
を求めた。

【００３７】これよりも薄い高分子薄膜の厚み測定は、
試料をエポキシ樹脂で包埋し、超薄切片法により試料断
面を透過型電子顕微鏡（Ｈｉｔａｃｈｉ、Ｈ−８００、
加速電圧２００ｋＶ）、若しくは走査型電子顕微鏡（Ｈ
ｉｔａｃｈｉ、Ｓ−５０００、加速電圧１ｋＶ）で観察
して求めた。

【００３８】また、無機バリア薄膜の厚みは、別に試料
薄膜をポリイミド粘着テープ（日東電工製Ｎｏ．３６０
ＵＬ）を貼ったシリコン基板上に形成し、粘着テープを
剥離した後のシリコン基板上で製膜された部分と製膜さ
れていない部分との段差を、日本真空技術(株)製表面形
状測定機ＤＥＫＴＡＫ３ＳＴにて測定して求めた。

【００３９】（２）透湿度：測定は小袋法に拠った。住
友化学工業(株)製コポリエステル組成物ＶＣ−４０を厚
み５０μｍに製膜したフィルムを、ホットメルトフィル
ムとして用いた。最初に、測定する試料とホットメルト
フィルムを、無機バリア層を形成した面にホットメルト
が接着されるようにロール式ラミネータにて貼り合わせ
た。貼り合わせ条件は、基材側ロールのみ温度１１０℃
に加熱（ホットメルト側のロールは加熱せず）し、線圧
約１．１ｋｇ／ｃｍ、速度０．３５ｍ／分とした。

【００４０】この貼り合わせフィルムを一辺１２ｃｍの
正方形に切り出し、２枚をホットメルト面が向かい合う
ようにして３辺をヒートシールした。ヒートシールに
は、富士インパルスシーラー(株)製ＦＩ−２００−１０
Ｗを用い、シール幅は１０ｍｍとした。この中に十分に
乾燥したシリカゲルを約１０ｇ充填し、内部に空気がな
るべく入らないように残る１辺もヒートシールして測定
用小袋を作製した。ヒートシールの時間は、ホットメル
ト層が溶融接着するのに必要な最低限の時間とした。有
効な測定面積は１０ｃｍ×１０ｃｍ×両面で２００ｃｍ
²となる。

【００４１】この小袋を各測定につき最低２つ準備し、
４５℃９０％ＲＨに保った恒温恒湿器中に保存し、２４
時間から４８時間毎に小袋の質量を測定した。初期には
基材への吸湿が起こる為、５日から１０日程度のコンデ
ィショニング期間を取り、それ以降の質量変化の傾きか
ら１ｍ²、１日当たりの透湿度（ｇ／ｍ²／ｄａｙ）を計
算した。

【００４２】（３）可視光透過率：日本分光(株)製の紫
外可視分光光度計Ｖ−５６０−ＤＳを使用して透過率を
測定し、５５０ｎｍでの透過率で表した。

【００４３】（４）表面抵抗：表面抵抗の測定は、三菱
油化製抵抗率測定装置Ｈｉｒｅｓｔａ−ＩＰＭＣＰ−
ＨＪ２６０を用いて測定した。比較的高い表面抵抗を測
定する場合は、同心円状のリング電極を、低い表面抵抗
を測定する場合は、４端子の電極を用いた。

【００４４】（実施例１）可溶性ポリアニリン（還元脱
ドープ状態）２．５ｗｔ％含有のＮ−メチル−２ピロリ
ドン（ＮＭＰ）溶液と、ドーパントとして芳香族スルホ
ン酸を２．６ｗｔ％含有するＮＭＰ溶液を同質量混合し
て、ポリアニリン溶液を調製した。次いで、ポリアニリ
ン溶液を、有機シラン縮合物、メラミン樹脂及びアルキ
ド樹脂混合物（ＧＥ東芝シリコーン製ＳＩ９００）を固
形分濃度１０ｗｔ％に溶解したメチルエチルケトン溶液
と混合した。混合比は、ポリアニリンと芳香族スルホン
酸の合計質量が、全固形分質量の２０質量％となるよう
にした。次いで、厚み１２５μｍのポリエステル（ＰＥ
Ｔ）フィルム（平均面粗さＲａ２．７ｎｍ）基材の片面
に、上記ポリアニリン含有高分子平滑層形成用塗布液
を、アプリケータ（ヨシミツ精機製ＹＢＡ型べーカーア
プリケータ）を用いてギャップ１０μｍで塗布し、１０
０℃の熱風循環乾燥機中で１０分間、次いで１５０℃で
１０分間乾燥した。得られたポリアニリン含有高分子平
滑層の厚みは０．７μｍ、フィルムの表面抵抗は６×１
０⁸Ω／□、表面粗さＲａは２．５ｎｍであった。

【００４５】次いで上記フィルム上に、日本真空技術
(株)製のスパッタ装置（１３．５６ＭＨｚのＲＦ電源使
用）を用いて、無機バリア層を形成した。ターゲット
に、Ｓｉ ₃Ｎ₄８０ｗｔ％、ＳｉＯ₂２０ｗｔ％の混合物
を使用して、圧力０．４Ｐａ、アルゴンガス流量３０ｓ
ｃｃｍ、投入電力１．７Ｗ／ｃｍ²、処理時間２０分で
製膜し、厚み約８０ｎｍの珪素酸化窒化物の薄膜を得
た。ＥＳＣＡによる組成分析を行ったところ、この無機
薄膜の元素組成は、Ｓｉ：Ｎ：Ｏ＝１：０．３２：０．
７６であった。

【００４６】得られたバリアフィルムの透湿度（４５℃
９０％ＲＨ）は０．１９ｇ／ｍ²／ｄａｙ、光線透過率
は８５％であった。なお、基材として用いたポリエステ
ルフィルム自身の透湿度は、６．７ｇ／ｍ²／ｄａｙで
あった。フィルムの構成を図１に示した。

【００４７】（比較例１）ポリアニリン含有高分子平滑
層を除いた構成とした以外は、実施例１と同様にしてバ
リアフィルムを作製した。バリア層形成前の表面抵抗は
１×１０¹³Ω／□以上であった。また、バリアフィルム
の透湿度（４５℃９０％ＲＨ）は０．４３ｇ／ｍ²／ｄ
ａｙ、光線透過率は８６％であった。

【００４８】（実施例２）実施例１と同様にして、ポリ
エステル基材上にポリアニリン含有高分子平滑層と珪素
酸化窒化物の薄膜を形成した。更にこの上に、信越化学
製のメルカプト系シランカップリング剤Ｘ−１２−４１
４を、スピンコーターを用いて５００ｒｐｍ５秒、６０
００ｒｐｍ１５秒塗布後、１２０℃で１０分間乾燥し
た。次いで、表面保護層として、エポキシアクリレー
ト、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート
の混合物（大日本インキ製、コート剤Ｃ７−１５７）
を、スピンコーターを用いて５００ｒｐｍ５秒、６００
０ｒｐｍ１５秒塗布後、１２０℃で１０分間乾燥した。
さらに照射量が１０００ｍＪ／ｃｍ²になるよう紫外線
を照射し、バリア性フィルムを得た。保護層の厚みは５
μｍであった。

【００４９】得られたフィルムの透湿度（４５℃９０％
ＲＨ）は０．１０ｇ／ｍ²／ｄａｙ、光線透過率は８７
％であった。フィルムの構成を図２に示した。

【００５０】（比較例２）ポリアニリン含有高分子平滑
層を除いた構成とした以外は、実施例２と同様にしてバ
リアフィルムを作製した。バリア層形成前の表面抵抗は
１×１０¹³Ω／□以上であった。また、バリアフィルム
の透湿度（４５℃９０％ＲＨ）は、０．３５ｇ／ｍ²／
ｄａｙ、光線透過率は８８％であった。

【００５１】（実施例３）ポリエチレンジオキシチオフ
ェンとポリスチレンスルホン酸塩及びポリエステルの混
合物である、長瀬産業製：デナトロン＃５００２ＲＧ
（固形物濃度４％）２５ｇと、ポリビニルアルコール
（ＰＶＡ）（質量平均分子量：８５０００〜１４６００
０）を５ｗｔ％溶解した蒸留水とイソプロピルアルコー
ルを１：１の割合で混合物した溶液１００ｇとを混合
し、全固形分中にＰＶＡが占める割合が７１質量％の溶
液を得た。

【００５２】この溶液を、混合後直ちに、実施例１で用
いたＰＥＴ基材にＵＶオゾン処理を施した面上に、アプ
リケーターを用いてギャップ３０μｍで塗布し、１００
℃の熱風循環乾燥機中で１０分間、次いで１５０℃で５
分間乾燥した。得られたポリエチレンジオキシチオフェ
ン含有高分子平滑層の厚みは０．８μｍ、フィルムの表
面抵抗は５×１０⁸Ω／□、表面粗さＲａは、１．０ｎ
ｍであった。

【００５３】続いて、実施例２と同様にして、無機バリ
ア層の形成、表面保護層の形成を行い、透明バリア性フ
ィルムを得た。このバリアフィルムの透湿度（４５℃９
０％ＲＨ）は０．０８ｇ／ｍ²／ｄａｙ、光線透過率は
８４％であった。

【００５４】（実施例４）実施例３において、無機バリ
ア層を形成した後、再度実施例３と同様にして導電性高
分子含有表面平滑層と無機バリア層の形成を順次行っ
た。その後に、実施例１で使用した樹脂Ａのメチルエチ
ルケトン溶液（固形物濃度１０％）を、スピンコーター
を用いて５００ｒｐｍ５秒、１５００ｒｐｍ１５秒塗布
後、１５０℃で５分間乾燥し、厚さ０．６μｍの表面保
護層を形成し、透明バリアフィルムを得た。

【００５５】得られたフィルムの透湿度（４０℃９０％
ＲＨ）は０．０２ｇ／ｍ²／ｄａｙ、５５０ｎｍの光線
透過率は８２％であった。フィルムの構成を図３に示し
た。

【００５６】（実施例５）実施例４で得た透明バリアフ
ィルムの保護層上に透明導電性電極を形成した。ターゲ
ットには酸化スズ含有量５重量％のインジウム・スズ酸
化物を用い、直流マグネトロンスパッタ法により、アル
ゴンガス流量３０ｓｃｃｍ、酸素流量１．０ｓｃｃｍ、
圧力０．４Ｐａ、電力１．７Ｗ／ｃｍ²にて基板を回転
させつつ６分間製膜した。得られた透明導電性電極基板
の表面抵抗は６５Ω／□であった。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明による透明
ガスバリア性フィルムは、ガスバリア性に優れる。その
ため、透明導電性電極基材、液晶表示素子、有機ＥＬ素
子、面状発光体、太陽電池、光デバイス等の基板又は上
側封止材料として有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の透明ガスバリア性フィルムの一例の断
面模式図である。

【図２】本発明の透明ガスバリア性フィルムの他の一例
の断面模式図である。

【図３】本発明の透明ガスバリア性フィルムの他の一例
の断面模式図である。

【符号の説明】

１：基材２：導電性高分子含有表面平滑層３：無機バリア層４：表面保護層

フロントページの続きＦターム(参考） 3K007 AB12 AB13 BA07 CA06 DB03 4F100 AA01C AA03 AA20 AH04 AK01A AK01B AK01D AK25 AK41 AK42 AK46 AK52 BA03 BA04 BA07 BA10C BA10D EH46 EH66 EJ86 JD01C JD04 JG01B JN01 JN01A

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明プラスチック基材の少なくとも片面
に、少なくとも一層の導電性高分子含有表面平滑層と、
少なくとも一層の無機バリア層とが積層されてなること
を特徴とする透明ガスバリア性フィルム。
【請求項２】導電性高分子含有表面平滑層が、透明プ
ラスチック基材と無機バリア層との間に形成され、かつ
該導電性高分子含有表面平滑層と無機バリア層が隣接し
て積層されてなる請求項１に記載の透明ガスバリア性フ
ィルム。
【請求項３】少なくとも片面の最外層に、表面保護層
を有する請求項１又は２に記載の透明ガスバリア性フィ
ルム。
【請求項４】導電性高分子含有表面平滑層と無機バリ
ア層とからなる積層構造が、該導電性高分子含有表面平
滑層が透明プラスチック基材側となるように、透明プラ
スチック基材の片面に複数形成されてなる請求項１〜３
のいずれかに記載の透明ガスバリア性フィルム。
【請求項５】導電性高分子含有表面平滑層と無機バリ
ア層とからなる積層構造が、該導電性高分子含有表面平
滑層が透明プラスチック基材側となるように、透明プラ
スチック基材の両面に複数形成されてなる請求項１〜３
のいずれかに記載の透明ガスバリア性フィルム。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の透明ガ
スバリア性フィルムの最外層に、透明導電性電極層を形
成してなることを特徴とする透明導電性電極基材。
【請求項７】請求項１〜５のいずれかに記載の透明ガ
スバリア性フィルム又は請求項６に記載の透明導電性電
極基材を有することを特徴とする表示素子。
【請求項８】請求項１〜５のいずれかに記載の透明ガ
スバリア性フィルム又は請求項６に記載の透明導電性電
極基材を有することを特徴とする面状発光体。
【請求項９】請求項１〜５のいずれかに記載の透明ガ
スバリア性フィルム又は請求項６に記載の透明導電性電
極基材を有することを特徴とする太陽電池。
【請求項１０】請求項１〜５のいずれかに記載の透明
ガスバリア性フィルム又は請求項６に記載の透明導電性
電極基材を有することを特徴とする光デバイス。