JP2003251733A

JP2003251733A - 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

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Publication number: JP2003251733A
Application number: JP2002061510A
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: 2002-03-07
Filing date: 2002-03-07
Publication date: 2003-09-09

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。高分子平滑層は、前記透明プラスチック基材
と前記無機バリア層との間に形成され、かつ該高分子平
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、さらに高分子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、高分子平滑層が、前記透明プラスチック基材と前記
無機バリア層との間に形成され、かつ該高分子平滑層と
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、高分子平滑層と無機バリア層とからなる積層
構造が、該高分子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。高
分子平滑層と無機バリア層を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、加熱時のバリア層のクラック発生
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】本発明の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。

【００２０】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。これらの樹脂のモノマー、溶液、エマル
ション等を、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。

【００２１】高分子平滑層の厚みは、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。

【００２２】高分子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、ＤｉｇｉｔａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎ
ｔｓ社製ＮａｎｏｓｃｏｐｅIIIａＤｉｍｅｎｓｉ
ｏｎ３０００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ＪＩＳＢ０６０１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。

【００２３】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Ｃ
ＶＤ（Chemical vapor Deposition）法が好ましい。

【００２４】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
〜３０００ｎｍであり、より好ましくは４０〜３００ｎ
ｍ程度である。

【００２５】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。

【００２６】ここで、使用される導電性高分子層は、有
機溶剤や水等の液体中で溶解した状態、若しくは微小な
粒子として懸濁状態にあるものを、既存の塗膜形成法で
薄膜に塗布し、乾燥することで得られる。導電性高分子
としては、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の誘導体重合物等を挙
げることができる。中でも、ポリピロールやポリチオフ
ェンの誘導体重合物が好ましい。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
難くなり帯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。

【００２７】また、本発明の導電性高分子層には、基材
との密着性を高めるため、若干のバインダー樹脂が含ま
れていても構わない。バインダー樹脂の含有量は、バイ
ンダー樹脂と導電性高分子の合計量に対し、０〜６０ｗ
ｔ％の範囲であることが好ましい。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。

【００２８】本発明において、導電性高分子層は、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。導電性高分子層の厚みは、特に
制限されないが、通常０．０１μｍ〜１μｍの範囲であ
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
分子層と、無機バリア層とを必須構成要素とする。更
に、上記高分子平滑層を無機バリア層と基材との間に積
層し、高分子平滑層を無機バリア層に接するように形成
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、高分子平滑層と無機バリア層とからな
る積層体を、高分子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。この高分子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、無機
バリア層と表面保護層の接着性を向上させるために、こ
の２層間に粘（接）着剤層を設けてもよい。

【００３２】前記粘（接）着剤層を形成する粘（接）着
剤としては、特に限定はなく、例えばアクリル系、シリ
コン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリエーテ
ル系、ゴム系等の透明な感圧接着剤などを用いることが
できる。フィルム特性の変化を防止する点より、硬化や
乾燥の際に高温のプロセスを要しないものが好ましく、
長時間の硬化処理や乾燥時間を要しないものが望まし
い。また加熱や加湿条件下に剥離等を生じないものが好
ましく用いられる。

【００３３】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。

【００３４】例えば、より具体的な構成としては、基
材：Ｓ、導電性高分子層：Ｃ、高分子平滑層：Ｐ、無機
バリア層：ＭＯ、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／Ｃ／ＭＯ２）Ｃ／Ｓ／ＭＯ３）Ｓ／Ｃ／Ｐ／ＭＯ４）Ｃ／Ｓ／Ｐ／ＭＯ５）Ｓ／Ｃ／Ｐ／ＭＯ／ＨＣ６）Ｃ／Ｓ／Ｐ／ＭＯ／ＨＣ７）Ｓ／Ｃ／Ｐ／ＭＯ／Ｐ／ＭＯ／ＨＣ８）Ｓ／Ｃ／Ｐ／ＭＯ／Ｃ／Ｐ／ＭＯ／ＨＣ９）Ｓ／Ｃ／Ｐ／ＭＯ／Ｐ／ＭＯ／Ｐ／ＭＯ／ＨＣ１０）Ｓ／Ｃ／Ｐ／ＭＯ／Ｃ／Ｐ／ＭＯ／Ｃ／Ｐ／ＭＯ
／ＨＣ１１）ＨＣ／ＭＯ／Ｐ／Ｃ／Ｓ／Ｃ／Ｐ／ＭＯ／ＨＣ１２）ＨＣ／ＭＯ／Ｐ／ＭＯ／Ｐ／Ｃ／Ｓ／Ｃ／Ｐ／Ｍ
Ｏ／Ｐ／ＭＯ／ＨＣ１３）Ｓ／Ｃ／ＭＯ／ＨＣ１４）Ｃ／Ｓ／ＭＯ／ＨＣ１５）ＨＣ／Ｃ／Ｓ／ＭＯ／ＨＣ１６）ＨＣ／Ｃ／Ｓ／Ｃ／ＭＯ／ＨＣ１７）ＨＣ／Ｃ／Ｓ／Ｃ／Ｐ／ＭＯ／ＨＣ１８）Ｓ／Ｃ／ＭＯ／Ｐ／ＭＯ／ＨＣ１９）Ｓ／Ｃ／ＭＯ／Ｐ／ＭＯ／Ｐ／ＭＯ／ＨＣ２０）ＨＣ／ＭＯ／Ｃ／Ｓ／Ｃ／ＭＯ／ＨＣ２１）ＨＣ／ＭＯ／Ｐ／ＭＯ／Ｃ／Ｓ／Ｃ／ＭＯ／Ｐ／
ＭＯ／ＨＣ

【００３５】これらのうちでも、５）、７）、１１）、
１２）に示すような導電性高分子層、高分子平滑層及び
無機バリア層を有する構成が、ガスバリア製確保の点か
ら特に好ましい。更に、基材を中間に挟んだ１１）、１
２）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。

【００３６】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。

【００３７】

【実施例】以下、実施例及び比較例を用いて本発明を更
に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限
定されるものではない。なお、測定は以下の方法で行っ
た。

【００３８】（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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】（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１１
０℃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。

【００４２】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２０ｇ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。

【００４３】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。

【００４４】（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。

【００４５】（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。

【００４６】（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。このポリアニリン溶
液を、厚み１２５μｍのポリエステル（ＰＥＴ）フィル
ム（平均面粗さＲａ２．７ｎｍ）基材の片面に、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、１００℃の熱
風循環乾燥機中で１５分間乾燥した。得られたポリアニ
リン薄膜の厚みは０．１μｍ、フィルムの表面抵抗は４
×１０⁹Ω／□であった。

【００４７】次いでこのフィルム上に、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。

【００４８】得られたバリアフィルムの透湿度（４５
℃、９０％ＲＨ）は０．１８ｇ／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／ｄａ
ｙであった。フィルムの構成を図１に示した。

【００４９】（比較例１）ポリアニリン層を除いた構成
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／ｄａｙ、光線透
過率は８６％であった。

【００５０】（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層を形成した。この上
に、ＧＥ東芝シリコーン製ＳＩコート９００（有機シラ
ン縮合物、メラミン樹脂、アルキド樹脂の混合物）を固
形分濃度１０ｗｔ％に溶解したメチルエチルケトン溶液
を、スピンコーターを用いて塗布（５００ｒｐｍで５
秒、１５００ｒｐｍで１５秒、合計２０秒）し、風乾し
た後、１６０℃で５分間硬化させた。この高分子平滑層
の厚みは０．６μｍ、平均面粗さは１．２ｎｍであっ
た。この状態での表面抵抗は３×１０⁹Ω／□であっ
た。

【００５１】次いでこの上に、実施例１と同様にして、
珪素酸化窒化物の薄膜を形成した。

【００５２】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−１２−４１４を、スピンコー
ターを用いて５００ｒｐｍ５秒、６０００ｒｐｍ１５秒
塗布後、１２０℃で１０分間乾燥した。次いで表面保護
層として、大日本インキ製コート剤Ｃ７−１５７（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）を、スピンコーターを用いて
５００ｒｐｍ５秒、６０００ｒｐｍ１５秒塗布後、１２
０℃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５μｍであった。

【００５３】得られたフィルムの透湿度（４５℃、９０
％ＲＨ）は０．０８ｇ／ｍ²／ｄａｙ、光線透過率は８
７％であった。フィルムの構成を図２に示した。

【００５４】（比較例２）ポリアニリン層を除いた構成
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。

【００５５】（実施例３）実施例２において、ポリアニ
リンの代わりに、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
るデナトロン＃５００２ＲＧ（長瀬産業製、固形物濃度
４％）を、蒸留水とイソプロピルアルコールの１：１混
合物で２倍に希釈したものを用いた。この溶液を、混合
後直ちに、実施例１で用いたＰＥＴ基材上に塗布し、実
施例１と同様に乾燥して導電性高分子層を形成した。こ
れ以降の、高分子平滑層、無機バリア層の形成、表面保
護層の形成は実施例２と同様に行った。このバリアフィ
ルムの透湿度（４５℃、９０％ＲＨ）は０．０５ｇ／ｍ
²／ｄａｙ、光線透過率は８６％であった。

【００５６】（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と同様にして高分子平
滑層と無機バリア層の形成を順次行った。その後に、Ｇ
Ｅ東芝シリコーン製ＳＩコート９００（有機シラン縮合
物、メラミン樹脂、アルキド樹脂の混合物）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
布し、風乾した後に１６０℃で５分間硬化させて、厚さ
０．６μｍの高分子平滑層を形成し、透明バリアフィル
ムを得た。

【００５７】得られたフィルムの透湿度（４０℃、９０
％ＲＨ）は０．０１ｇ／ｍ²／ｄａｙ、５５０ｎｍの光
線透過率は８５％であった。フィルムの構成を図３に示
した。

【００５８】（比較例３）導電性高分子層を形成しない
構成とした以外は、実施例４と同様にしてバリアフィル
ムを作製した。このフィルムの透湿度（４０℃９０％Ｒ
Ｈ）は０．２ｇ／ｍ²／ｄａｙ、５５０ｎｍの光線透過
率は８５％であった。

【００５９】（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。

【００６０】

【発明の効果】以上のように、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：導電性高分子層３：表面平滑層４：無機バリア層５：表面保護層

フロントページの続きＦターム(参考） 2H090 JB03 JB06 JC07 JD11 LA01 4F100 AA01C AK01A AK01B AK01E AR00D AR00E AT00A BA03 BA04 BA05 BA07 BA10C BA10D GB41 JD01C JD04 JG01B JN01A 5G307 FA02 FB03 FC09 FC10 5H032 AA06 AS06 AS16 CC11 EE01 EE04 EE07 EE18

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】高分子平滑層が、前記透明プラスチック
基材と前記無機バリア層との間に形成され、かつ該高分
子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】高分子平滑層と無機バリア層とからなる
積層構造が、該高分子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】高分子平滑層と無機バリア層とからなる
積層構造が、該高分子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。