JP2003342735A

JP2003342735A - ガスバリア性フィルム

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Publication number: JP2003342735A
Application number: JP2002150744A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Kishimoto; 好弘岸本; Minoru Komada; 実駒田
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2002-05-24
Filing date: 2002-05-24
Publication date: 2003-12-03
Anticipated expiration: 2022-05-24
Also published as: JP4046155B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、有機素材からなる基材に形成され
た、透明性に優れ、かつガスバリア性の向上したガスバ
リア性フィルムを提供することを主目的とする。【解決手段】本発明は、有機材料で形成された基材
と、前記基材の片面または両面に積層された酸素透過阻
止層または水蒸気透過阻止層とを有することを特徴とす
るガスバリア性フィルムを提供することにより、上記目
的を達成するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に食品や医薬品
等の包装材料や電子デバイス等のパッケージ、または有
機ＥＬ素子や液晶等のプラスチック基板といったディス
プレイ材料に用いられるガスバリア性フィルムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ガスバリア性を有する膜は、主に、内容
物の品質を変化させる原因となる酸素や水蒸気等の影響
を防ぐために、食品や医薬品等の包装材料として用いら
れたり、液晶表示パネルやＥＬ表示パネル等に形成され
ている素子が、酸素や水蒸気に触れて性能劣化するのを
避けるために、電子デバイス等のパッケージ材料として
用いられている。

【０００３】このようなフィルムとしては、従来よりア
ルミ箔が知られているが、使用後の廃棄処理が問題にな
っている他に、基本的に不透明であり、内容物を外から
見ることができない問題がある。

【０００４】その他、ポリ塩化ビニリデン樹脂や塩化ビ
ニリデンと他のポリマーとの共重合体樹脂からなる基
材、あるいはこれらの塩化ビニリデン系樹脂をポリプロ
ピレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂にコー
ティングしてガスバリア性を付与したものが、特に包装
材料として広く使用されているが、焼却処理で塩素系ガ
スが発生するため、環境保護の点で現在、問題となって
おり、さらに、ガスバリア性が必ずしも充分でなく、高
度なバリア性が要求される内容物には使用できない。

【０００５】また、近年においては、従来ガラス等を用
いていた部分にフレキシブル性や耐衝撃性を持たせる等
の理由から、ガスバリア性を有する樹脂性のフィルムが
用いられる場合もある。例えば、特開平２−２５１４２
９号公報や特開平６−１２４７８５号公報では、有機エ
レクトロルミネッセンス素子の基板として、高分子フィ
ルムが用いられている。

【０００６】しかし、高分子材料はガラス等の無機材料
と比較した場合、ガスの透過性が著しく大きいという問
題を有している。このため、高分子材料が有機ＥＬ素子
の基板として用いられた場合、酸素や水蒸気が基板であ
る高分子フィルムを透過してしまうため、酸素や水蒸気
により有機膜が劣化し、発光特性または耐久性等に問題
があった。また、電子デバイス用基板として高分子基板
を用いた場合には、酸素が高分子基板を透過して電子デ
バイス内に侵入、拡散し、デバイスを劣化してしまうこ
とや、電子デバイス内の必要な真空度を維持できない等
の問題があった。

【０００７】そこで、これらの欠点を克服するための包
装材料として、米国特許第３４４２８６号明細書、特公
昭６３−２８０１７号公報等に記載されているような酸
化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等の無機
酸化物を高分子フィルム上に真空蒸着法や、スパッタリ
ング法等の形成手段により蒸着膜を形成したフィルムが
開発されている。これらの蒸着フィルムは、透明性およ
び酸素、水蒸気等のガス遮断性を有していることが知ら
れ、金属箔等では得ることのできない透明性、ガスバリ
ア性の両者を有する包装材料として好適とされている。

【０００８】しかし、これらの場合であっても、従来の
ガスバリアフィルムは、２ｃｃ／ｍ ^２／ｄａｙ程度の酸
素透過率（ＯＴＲ）や、２ｇ／ｍ^２／ｄａｙ程度の水蒸
気透過率（ＷＶＴＲ）を有するにすぎず、より高いガス
バリア性を必要とする用途に使用される場合には、未だ
不十分なものであった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】そこで、有機素材から
なる基材に形成された、透明性に優れ、かつガスバリア
性の向上したガスバリア性フィルムの提供が望まれてい
る。

【００１０】

【課題が解決するための手段】本発明は、請求項１に記
載するように、有機材料で形成された基材と、前記基材
の片面または両面に積層された酸素透過阻止層または水
蒸気透過阻止層とを有することを特徴とするガスバリア
性フィルムを提供する。

【００１１】本発明によれば、有機材料で形成された基
材上に、酸素透過阻止層が積層された場合には、酸素に
対するバリア性を向上させた膜とすることが可能とな
り、上記基材上に水蒸気透過阻止層が積層された場合に
は、水蒸気に対するバリア性を向上させた膜とすること
が可能となる。

【００１２】また、本発明は請求項２に記載するよう
に、有機材料で形成された基材と、前記基材の片面また
は両面に、酸素透過阻止層および水蒸気透過阻止層の両
者が積層されてなるガスバリア層とを有することを特徴
とするガスバリア性フィルムを提供する。

【００１３】本発明によれば、有機材料で形成された基
材上に、酸素透過阻止層および水蒸気透過阻止層の両者
が積層されてなるガスバリア層を有することから、酸素
および水蒸気に対して、高いガスバリア性を有するフィ
ルムとすることが可能となるのである。

【００１４】また、請求項１または請求項２に記載のガ
スバリア性フィルムにおいては、請求項３に記載するよ
うに、前記酸素透過阻止層が、厚さ５〜８００ｎｍの範
囲内であることが好ましい。酸素透過阻止層の厚さが、
上記の範囲より薄い場合には、膜が均一とならず、酸素
に対するバリア性を得ることが困難である。また、酸素
透過阻止層の厚さが上記の範囲より厚い場合には、ガス
バリア性フィルムにフレキシビリティを保持させること
が困難であり、成膜後に折り曲げ、引っ張り等の外的要
因により、ガスバリア性フィルムに亀裂が生じる等のお
それがあるからである。

【００１５】また、請求項１から請求項３までのいずれ
かの請求項に記載のガスバリア性フィルムにおいては、
請求項４に記載するように、上記酸素透過阻止層が、真
空蒸着法で形成されることが好ましい。上記酸素透過阻
止膜が、真空蒸着法で形成されることにより、酸素透過
率が低く、かつ均一な層を形成することが可能となるか
らである。

【００１６】また、請求項１から請求項４までのいずれ
かの請求項に記載のガスバリア性フィルムにおいては、
請求項５に記載するように、上記酸素透過阻止層が、無
機酸化物で構成されることが好ましい。上記酸素透過阻
止層が、無機酸化物であることにより、透明でかつ酸素
透過率の低い層とすることができ、例えば有機ＥＬ素子
等の電子デバイス等にも用いることが可能となるからで
ある。

【００１７】また、請求項５に記載のガスバリア性フィ
ルムにおいては、請求項６に記載するように、上記酸素
透過阻止層が、ＳｉＯ_ｘＣ_ｙ（ここで、ｘの値は１.７
〜２.４の範囲内であり、ｙの値は０〜０.４の範囲内で
ある。）で示される化合物で構成されることが好まし
い。上記酸素透過阻止層が、上記の化合物から構成され
ることにより、酸素に対する高いバリア性を付与するこ
とが可能となるからである。

【００１８】請求項１から請求項６までのいずれかの請
求項に記載のガスバリア性フィルムにおいては、請求項
７に記載するように、上記水蒸気透過阻止層が、厚さ１
〜５００ｎｍの範囲内であることが好ましい。上記水蒸
気透過阻止層の厚さが、上記の範囲より薄い場合には、
水蒸気に対するバリア性を得ることが困難であり、上記
水蒸気透過阻止層の厚さが、上記の範囲より厚い場合に
は、ガスバリア性フィルムにフレキシビリティを保持さ
せることが困難であり、成膜後に折り曲げ、引っ張り等
の外的要因により、ガスバリア性フィルムに亀裂が生じ
る等のおそれがあるからである。

【００１９】請求項１から請求項７までのいずれかの請
求項に記載のガスバリア性フィルムにおいては、請求項
８に記載するように、上記水蒸気透過阻止層が、真空蒸
着法で形成されたことが好ましい。上記水蒸気透過阻止
層が、真空蒸着法で形成されることにより、水蒸気透過
率が低く、かつ均一な層を形成することが可能となるか
らである。

【００２０】請求項１から請求項８までのいずれかの請
求項に記載のガスバリア性フィルムにおいては、請求項
９に記載するように、上記水蒸気透過阻止層が、無機酸
化物で形成されることが好ましい。上記水蒸気透過阻止
層が、無機酸化物であることにより、ガスバリア性フィ
ルムが透明とであるとともに、高い水蒸気バリア性得る
ことができ、例えば有機ＥＬ素子等の電子デバイス等に
も用いることが可能となるからである。

【００２１】請求項９に記載のガスバリア性フィルムに
おいては、請求項１０に記載するように、上記水蒸気透
過阻止層が、ＳｉＯ_ｘＣ_ｙ（ここで、ｘの値は１.４か
ら１.８の範囲内であり、ｙの値は０.５から０.９の範
囲内である。）で示される化合物で構成されることが好
ましい。上記水蒸気透過阻止層が、上記の化合物から構
成されることにより、水蒸気に対する高いバリア性を付
与することが可能となるからである。

【００２２】

【発明の実施の形態】従来、電子デバイス用基板とし
て、Ｓｉウエハやガラス等の無機材料が広く用いられて
きた。しかしながら、近年、製品の軽量化や、基板のフ
レキシブル化、低コスト化、ハンドリング特性等の面か
ら、高分子を電子デバイス用基板の材料として使用する
ことが望まれているが、高分子基板は、無機材料を使用
した基板と比較して、ガスの透過性が著しく大きいとい
う問題がある。また、ＥＬ素子の透明基板等に使用され
るガスバリア性フィルムには、酸素透過および水蒸気透
過において、従来より高いガスバリア性が要求される。
そのため、酸素透過および水蒸気透過を抑制するため
に、ガスバリア性フィルムとして、さまざまな材料の形
状、純度、組成や成膜方法等が検討されてきた。しか
し、酸素透過阻止、および水蒸気透過阻止の両方の性能
を有した薄膜を形成する方法には、それぞれの透過のメ
カニズムが異なることから、限界があった。

【００２３】本発明者等は、上記酸素および水蒸気の透
過のメカニズムが相違する点に着目し、酸素透過に対す
る酸素透過阻止層と、水蒸気に対する水蒸気透過阻止層
とをそれぞれ分けて形成することにより、それぞれにお
ける酸素透過率および水蒸気透過率を低減させることが
でき、そしてそれらを積層することにより、従来より高
いガスバリア性を有するフィルムを得ることができる点
を見出し、本発明を完成させるに至ったものである。

【００２４】本発明は、有機材料で形成された基材と、
前記基材の片面または両面に積層された酸素透過阻止層
または水蒸気透過阻止層とを有することを特徴とするガ
スバリア性フィルム、および有機材料で形成された基材
と、前記基材の片面または両面に、酸素透過阻止層およ
び水蒸気透過阻止層の両者が積層されてなるガスバリア
層とを有することを特徴とするガスバリア性フィルムを
提供する。

【００２５】本発明は、酸素および水蒸気に対するガス
バリア性が必要な場合には、上記の基材上に、それぞれ
メカニズムが異なる酸素透過阻止層および水蒸気透過阻
止層の両者を積層してガスバリア層を形成することか
ら、酸素透過および水蒸気透過の両者に対して、高いガ
スバリア性を有するガスバリア性フィルムとすることが
可能となるのである。なおこの場合、酸素透過阻止層お
よび水蒸気透過阻止層の形成する順序は特に限定される
ものではない。

【００２６】さらに、酸素に対するバリア性のみ必要な
場合には、上記の基材上に、上記の酸素透過阻止層を形
成することによりガスバリア性フィルムとすることが可
能であり、水蒸気に対するバリア性のみ必要な場合に
は、上記の基材上に、上記の水蒸気透過阻止層を形成す
ることによりガスバリア性フィルムとすることが可能で
ある。

【００２７】以下、これらのガスバリア性フィルムを構
成するそれぞれについて、説明をする。

【００２８】（酸素透過阻止層）本発明における酸素透
過阻止層について説明をする。本発明における酸素透過
阻止層とは、酸素の透過を阻止する層であれば、その組
成等は特に限定されるものではない。本発明の酸素透過
阻止層を構成する材料として具体的には、無機酸化物が
好ましく、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化窒化珪
素、酸化窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜
鉛、酸化インジウム、酸化スズ等を挙げることができ
る。

【００２９】また、本発明における酸素透過阻止層の厚
さは、用いられる材料の種類、構成により最適条件が異
なり、適宜選択されるが、５〜８００ｎｍ、中でも５〜
５００ｎｍの範囲内であることが好ましい。酸素透過阻
止層の厚さが、上記の範囲より薄い場合には、均一な膜
が得られず、酸素に対するバリア性を得ることが困難で
あるからである。また、酸素透過阻止層の厚さが上記の
範囲より厚い場合には、ガスバリア性フィルムにフレキ
シビリティを保持させることが困難であり、成膜後に折
り曲げ、引っ張り等の外的要因により、ガスバリア性フ
ィルムに亀裂が生じる等のおそれがあるからである。

【００３０】本発明における酸素透過阻止層の製造方法
は、特に限定されるものではなく、例えば湿式法を用い
て形成されたものであってもよい。しかしながら、スプ
レー法やスピンコ−ト法等の湿式法では、分子レベル
（ｎｍレベル）の平滑性を得ることが難しく、また溶剤
を使用するため、後述する基材が有機材料であることか
ら、使用可能な基材または溶剤が限定される、という欠
点がある。そこで、本発明においては、例えばプラズマ
ＣＶＤ法等の真空蒸着法で形成されたものであることが
好ましい。上記酸素透過阻止層を真空蒸着法で形成する
ことにより、均一かつ表面の平滑性を有する膜を比較的
容易に形成することが可能となるからである。

【００３１】また、本発明においては、上記酸素透過阻
止層が、透明であることが好ましい。上記酸素透過阻止
層が透明であることにより、ガスバリア性フィルムを透
明なものとすることが可能となり、ＥＬ素子の透明基板
等の用途にも使用することが可能となるからである。

【００３２】本発明において、酸素透過阻止層を構成す
る物質として、ＳｉＯ_ｘＣ_ｙ（ここで、ｘの値は１.７
〜２.４、好ましくは１．７５〜２．４の範囲内であ
り、ｙの値は０〜０.４、好ましくは０〜０．３の範囲
内である。）で示される化合物で構成されることが好ま
しい。一般的に酸化珪素膜に、炭素原子等の不純物質が
混入した場合に、成膜された酸化珪素膜が粗となり、酸
素透過率が大きくなる。このことから、酸素透過阻止層
が上記の化合物で構成されることにより、酸素透過阻止
層中の含有炭素比率が低いことから、酸素−珪素間の結
合が妨げられず、酸素に対する高いバリア性を付与する
ことが可能となるからである。

【００３３】このような化合物はプラズマＣＶＤ法によ
り形成することが可能である。

【００３４】ここで、組成比はＥＳＣＡ（英国、ＶＧ、
Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製、ＥＳＣＡＬＡＢ２２０ｉ
−ＸＬ）を用い、Ｘ線源としては、Ａｇ−３ｄ−５／２
ピーク強度、３００Ｋ〜１ＭｃｐｓとなるモノクロＡｌ
Ｘ線源、および１ｍｍφのスリットを使用し測定した値
である。測定は、測定に供した試料面に対して法線上に
検出器をセットした状態で行い、適正な帯電補正を行
い、測定後の解析は、上述のＥＳＣＡ装置に付属された
ソフトウェアＥｃｌｉｐｓｅバージョン２．１（英国、
ＶＧ、Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製）を使用し、Ｓｉ：２
ｐ、Ｃ：１ｓ、Ｏ：１ｓのバインディングエネルギー
（ＢｉｎｄｉｎｇＥｎｅｒｇｙ）に相当するピークを
用いて行う。このとき、各ピークに対し、シャーリーの
バックグラウンド除去を行い、ピーク面積に各元素の感
度係数補正（Ｃ＝１に対してＳｉ＝０．８１７、Ｏ＝
２．９３０）を行い、原子数比を求める。得られた原子
数比について、Ｓｉ原子数を１とし、他の成分であるＯ
とＣの原子数を算出し、ｘ、ｙの値とした値である。

【００３５】（水蒸気透過阻止層）次に、本発明におけ
る水蒸気透過阻止層について説明をする。本発明におけ
る水蒸気透過阻止層は、水蒸気の透過を阻止する層であ
れば、その組成等は特に限定されるものではない。

【００３６】本発明における水蒸気透過阻止層を構成す
る材料として、具体的には無機酸化物が好ましく、酸化
炭化珪素、酸化フッ化珪素、酸化炭化アルミニウム、酸
化フッ化アルミニウム、酸化炭化亜鉛、酸化フッ化イン
ジウム、酸化フッ化亜鉛、酸化炭化インジウム等を挙げ
ることができる。

【００３７】また、本発明における水蒸気透過阻止層の
厚さは、用いられる材料の種類、構成により最適条件が
異なり、適宜選択されるが、１〜５００ｎｍ、中でも１
〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましい。水蒸気透
過阻止層の厚さが、上記の範囲より薄い場合には、均一
な膜が得られず、水蒸気に対するバリア性を得ることが
困難であるからである。また、水蒸気透過阻止層の厚さ
が上記の範囲より厚い場合には、ガスバリア性フィルム
にフレキシビリティを付与することが困難となるからで
ある。

【００３８】本発明における水蒸気透過阻止層の製造方
法は、特に限定されるものではなく、例えば湿式法を用
いて形成されたものであってもよい。しかしながら、酸
素透過阻止層の場合と同様に、均一かつ表面の平滑性を
有する膜を比較的容易に形成することが可能となるとい
う点から、上記水蒸気透過阻止層は、例えばプラズマＣ
ＶＤ法等の真空蒸着法で形成されたものであることが好
ましい。

【００３９】また、本発明においては、上記水蒸気透過
阻止層が、透明であることが好ましい。上記水蒸気透過
阻止層が透明であることにより、ガスバリア性フィルム
を透明なものとすることが可能となり、ＥＬ素子の透明
基板等の用途にも使用することが可能となるからであ
る。

【００４０】本発明においては、特に上記水蒸気透過阻
止層が、ＳｉＯ_ｘＣ_ｙ（ここで、ｘの値は１.４〜１.８
であり、好ましくは１．４５〜１．７５の範囲内であ
り、ｙの値は０.５〜０.９であり、好ましくは０．４〜
０．９の範囲内である。）で示される化合物により構成
されることが好ましい。上記水蒸気透過阻止層が、上記
の化合物により構成されることにより、水蒸気透過阻止
層中の炭素含有濃度が低いため酸素−珪素結合が妨げら
れず、水蒸気透過阻止層が密な層となることから、水蒸
気に対する高いバリア性を付与することが可能となるか
らである。

【００４１】このような化合物は、プラズマＣＶＤ法に
より形成することが可能である。

【００４２】（基材）次に、本発明のガスバリア性フィ
ルムを構成する基材について説明する。本発明のガスバ
リア性フィルムにおける基材は、上述したバリア性を有
する膜を保持することができる有機材料で形成された膜
であれば特に限定されるものではない。

【００４３】具体的には、・エチレン、ポリプロピレン、ブテン等の単独重合体ま
たは共重合体または共重合体等のポリオレフィン（Ｐ
Ｏ）樹脂、・環状ポリオレフィン等の非晶質ポリオレフィン樹脂
（ＡＰＯ）、・ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレ
ン２，６−ナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル系
樹脂、・ナイロン６、ナイロン１２、共重合ナイロン等のポリ
アミド系（ＰＡ）樹脂、ポリビニルアルコール（ＰＶ
Ａ）樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶ
ＯＨ）等のポリビニルアルコール系樹脂、・ポリイミド（ＰＩ）樹脂、・ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂、・ポリサルホン（ＰＳ）樹脂、・ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）樹脂、・ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、・ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、・ポリビニルブチラート（ＰＶＢ）樹脂、・ポリアリレート（ＰＡＲ）樹脂、・エチレン−四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、
三フッ化塩化エチレン（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン−
パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＦＥ
Ｐ）、フッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、フッ化ビニル
（ＰＶＦ）、パーフルオロエチレン−パーフロロプロピ
レン−パーフロロビニルエーテル−共重合体（ＥＰＡ）
等のフッ素系樹脂、等を用いることができる。

【００４４】また、上記に挙げた樹脂以外にも、ラジカ
ル反応性不飽和化合物を有するアクリレート化合物によ
りなる樹脂組成物や、上記アクリルレート化合物とチオ
ール基を有するメルカプト化合物よりなる樹脂組成物、
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、ポリエーテルアクリレート等のオ
リゴマーを多官能アクリレートモノマーに溶解せしめた
樹脂組成物等の光硬化性樹脂およびこれらの混合物等を
用いることも可能である。さらに、これらの樹脂の１ま
たは２種以上をラミネート、コーティング等の手段によ
って積層させたものを基材フィルムとして用いることも
可能である。

【００４５】また、基材は透明であることが好ましい。
基材が透明であり、基材上に形成する層も透明であるこ
とにより、透明なガスバリア性フィルムとすることが可
能となるため、有機ＥＬ素子等の透明基板とすることも
可能となるからである。

【００４６】また、上記に挙げた樹脂等を用いた本発明
の基材は、未延伸フィルムでもよく、延伸フィルムでも
よい。

【００４７】本発明の基材は、従来公知の一般的な方法
により製造することが可能である。例えば、材料となる
樹脂を押し出し機により溶融し、環状ダイやＴダイによ
り押し出して急冷することにより、実質的に無定形で配
向していない未延伸の基材を製造することができる。ま
た、未延伸の基材を一軸延伸、テンター式逐次二軸延
伸、テンター式同時二軸延伸、チューブラー式同時二軸
延伸などの公知の方法により、基材の流れ（縦軸）方
向、または基材の流れ方向と直角（横軸）方向に延伸す
ることにより延伸基材を製造することができる。この場
合の延伸倍率は、基材の原料となる樹脂に合わせて適宜
選択することできるが、縦軸方向および横軸方向にそれ
ぞれ２〜１０倍が好ましい。

【００４８】また、本発明の基材においては、蒸着膜を
形成する前にコロナ処理、火炎処理、プラズマ処理、グ
ロー放電処理、粗面化処理、薬品処理などの表面処理を
行ってもよい。

【００４９】さらに、本発明の基材の表面には、蒸着膜
との密着性の向上を目的としてアンカーコート剤層を形
成してもよい。このアンカーコート剤層に用いられるア
ンカーコート剤としては、ポリエステル樹脂、イソシア
ネート樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エチレンビ
ニルアルコール樹脂、ビニル変性樹脂、エポキシ樹脂、
変性スチレン樹脂、変性シリコン樹脂、およびアルキル
チタネート等を、１または２種以上併せて使用すること
ができる。これらのアンカーコート剤には、従来公知の
添加剤を加えることもできる。そして、上記のアンカー
コート剤は、ロールコート、グラビアコート、ナイフコ
ート、ディップコート、スプレーコート等の公知の方法
により基材上にコーティングし、溶剤、希釈剤等を乾燥
除去することによりアンカーコーティングすることがで
きる。上記のアンカーコート剤の塗布量としては、０．
１〜５ｇ／ｍ^２（乾燥状態）程度が好ましい。

【００５０】基材は、ロール状に巻き上げられた長尺品
が便利である。基材の厚さは、得られるガスバリア性フ
ィルムの用途によって異なるので一概には規定できない
が、ガスバリア性フィルムを包装用途とする場合には、
特に制限を受けるものではなく、包装材料としての適性
から、３〜４００μｍ、中でも６〜３０μｍの範囲内と
することが好ましい。

【００５１】また、ガスバリア性フィルムを電子デバイ
ス用に使用する場合には、現在の状況下においてはガラ
ス基板の代替ということから、ガラス基板仕様で作成さ
れた後工程機器に合わせるため、基材の厚さは１００〜
８００μｍの範囲内であることが好ましいが、将来的に
は、基板の軽量化フレキシブル化、低コスト化の面から
９〜４００μｍの範囲内になると考えられる。

【００５２】（ガスバリア性フィルム）次に、本発明に
おけるガスバリア性フィルムについて説明をする。本発
明におけるガスバリア性フィルムは、有機材料で形成さ
れた基材と、前記基材の片面または両面に積層された酸
素透過阻止層または水蒸気透過阻止層とを有することを
特徴とするガスバリア性フィルム、および有機材料で形
成された基材と、前記基材の片面または両面に、酸素透
過阻止層および水蒸気透過阻止層の両者が積層されてな
るガスバリア層とを有することを特徴とするガスバリア
性フィルムである。

【００５３】本発明のガスバリア性フィルムは、例えば
図１に示すように、上記の基材１２上に上記酸素透過阻
止層１３および上記水蒸気透過阻止層１４からなるガス
バリア層１５を形成することにより、ガスバリア性フィ
ルム１１とすることが可能である。上記酸素透過阻止層
および上記水蒸気透過阻止層の両者からなるガスバリア
層を積層することにより、酸素透過および水蒸気透過の
両者に対して高いガスバリア性を有するガスバリア性フ
ィルムとすることが可能となるからである。この場合、
酸素透過阻止層１３および水蒸気透過阻止層１４の形成
する順序は特に限定されるものではなく、基材１２上
に、水蒸気透過阻止層１４を形成し、その水蒸気透過阻
止層１４の上に酸素透過阻止層１３を形成したガスバリ
ア性フィルムであってもよい。

【００５４】また、酸素に対するバリア性のみ必要な場
合には、例えば図２に示すように上記の基材２２上に、
上記の酸素透過阻止層２３を形成することによりガスバ
リア性フィルム２１とすることが可能であり、水蒸気に
対するバリア性のみ必要な場合には、例えば図３に示す
ように、上記の基材３２上に、上記の水蒸気透過阻止層
３４を形成することによりガスバリア性フィルム３１と
することが可能である。

【００５５】また、本発明におけるガスバリア性フィル
ムは、例えば図４に示すように、上記基材４２上に、上
記の酸素透過阻止層４３および上記の水蒸気透過阻止層
４４を交互に積層したガスバリア性フィルム４１として
もよい。上記酸素透過阻止層および上記水蒸気透過阻止
層を積層することにより、より高いガスバリア性を有す
るガスバリア性フィルムとすることが可能となるからで
ある。ここで、ガスバリア性フィルム４１の酸素透過阻
止層および水蒸気透過阻止層の積層する順序は特に限定
されるものではなく、基材４２上に水蒸気透過阻止層４
４を形成し、その上に酸素透過阻止層４３を形成、さら
に交互に積層していったものであってもよい。

【００５６】また、酸素透過阻止層のみの高いガスバリ
ア性が要求される場合には、酸素透過阻止層のみの積層
が可能であり、同様に水蒸気透過阻止層のみの高いガス
バリア性が要求される場合には、水蒸気透過阻止層のみ
を積層することも可能である。

【００５７】また、ガスバリア性フィルムに、酸素透過
阻止層を用いた場合には、ガスバリア性のフィルムの酸
素透過率が１．０ｃｃ／ｍ^２／ｄａｙ以下であることが
好ましい。

【００５８】また、ガスバリア性フィルムに、水蒸気透
過阻止層を用いた場合には、ガスバリア性フィルムの水
蒸気透過率が、１．０ｇ／ｍ^２／ｄａｙ以下であること
が好ましい。ここで、本発明における酸素透過率は、酸
素ガス透過率測定装置（ＭＯＣＯＮ社製、ＯＸ−ＴＲＡ
Ｎ２／２０）を用い、２３℃、９０％Ｒｈの条件で測
定したものである。また、水蒸気透過率は、水蒸気透過
率測定装置（ＭＯＣＯＮ社製、ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ−Ｗ
３／３１）を用い、３７．８℃、１００％Ｒｈの条件
で測定したものである。

【００５９】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明
の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同
一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いか
なるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

【００６０】

【実施例】以下に実施例および比較例を示して、本発明
をさらに具体的に説明する。

【００６１】（実施例１）基材として、厚さ１００μｍ
の２軸ポリエチレンテレフタレート（東洋紡績ＰＥＴ
Ａ−４１００）フィルムを用意した。ＣＶＤチャンバー
内の真空度を４.０×１０^−３Ｐａに減圧し、電極に９
０ｋＨｚの周波数を有する電力（投入電力３００Ｗ）を
印加した。ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）、
酸素ガス、ヘリウムガスをそれぞれ所定量導入した。そ
の際の真空度を３０ＭＰａに制御した。

【００６２】これにより、プラズマ気相成長法（ＣＶＤ
法）により酸素透過阻止用酸化珪素の薄膜を１００ｎｍ
形成し、本発明のガスバリア性フィルムを得た。ここ
で、酸化珪素膜形成時の導入ガス比は、ヘキサメチルジ
シロキサン：酸素ガス：ヘリウム＝１０：１００：３０
（ｓｃｃｍ）である。

【００６３】得られたガスバリア性フィルムの組成比、
酸素透過度、および水蒸気透過度を測定した値を表１に
示す。

【００６４】（実施例２）実施例１と同様の手法を用
い、水蒸気透過阻止用酸化珪素膜の薄膜を１００ｎｍ形
成し、本発明のガスバリア性フィルムを得た。ここで、
酸化珪素膜形成時の導入ガス比は、ヘキサメチルジシロ
キサン：酸素ガス：ヘリウム＝１０：０：３０（ｓｃｃ
ｍ）である。

【００６５】得られたガスバリア性フィルムの組成比、
酸素透過度、および水蒸気透過度を測定した値を表１に
示す。

【００６６】（実施例３）実施例１と同様の手法を用
い、酸素透過阻止用酸化珪素の薄膜を９０ｎｍ形成し
た。ついで、実施例２と同様の手法を用いて水蒸気透過
阻止用酸化珪素の薄膜を１０ｎｍ形成し、本発明のガス
バリア性フィルムを得た。

【００６７】得られたガスバリア性フィルムの酸素透過
度および水蒸気透過度を測定した値を表１に示す。

【００６８】（比較例１）基材として、厚さ１００μｍ
の２軸ポリエチレンテレフタレート（東洋紡績ＰＥＴ
Ａ−４１００）フィルムを用意した。その上に、プラズ
マ気相成長法（ＣＶＤ法）により酸素および水蒸気両方
の透過阻止を目的とした酸化珪素の薄膜を１００ｎｍ形
成した。

【００６９】ここで、酸化珪素膜形成時の導入ガス比
は、ヘキサメチルジシロキサン：酸素ガス：ヘリウム＝
１０：３０：３０（ｓｃｃｍ）である。

【００７０】得られたガスバリア性フィルムの組成比、
酸素透過度、および水蒸気透過度を測定した値を表１に
示す。

【００７１】

【表１】（評価方法）上記のガスバリア性フィルムの組成比、酸
素透過度、および水蒸気透過度は、下記の測定方法によ
りより評価した。

【００７２】組成比：ＥＳＣＡ（英国、ＶＧ、Ｓｃｉｅ
ｎｔｉｆｉｃ社製、ＥＳＣＡＬＡＢ２２０ｉ−ＸＬ）
を用い、Ｘ線源としては、Ａｇ−３ｄ−５／２ピーク強
度、３００Ｋ〜１ＭｃｐｓとなるモノクロＡｌＸ線源、
および１ｍｍφのスリットを使用し測定した。測定は、
測定に供した試料面に対して法線上に検出器をセットし
た状態で行い、適正な帯電補正を行った。測定後の解析
は、上述のＥＳＣＡ装置に付属されたソフトウェアＥｃ
ｌｉｐｓｅバージョン２．１（英国、ＶＧ、Ｓｃｉｅｎ
ｔｉｆｉｃ社製）を使用し、Ｓｉ：２ｐ、Ｃ：１ｓ、
Ｏ：１ｓのバインディングエネルギー（Ｂｉｎｄｉｎｇ
Ｅｎｅｒｇｙ）に相当するピークを用いて行った。こ
のとき、各ピークに対し、シャーリーのバックグラウン
ド除去を行い、ピーク面積に各元素の感度係数補正（Ｃ
＝１に対してＳｉ＝０．８１７、Ｏ＝２．９３０）を行
い、原子数比を求めた。得られた原子数比について、Ｓ
ｉ原子数を１とし、他の成分であるＯとＣの原子数を算
出し、ｘ、ｙの値とした。

【００７３】酸素透過度：酸素ガス透過率測定装置（Ｍ
ＯＣＯＮ社製：ＯＸ−ＴＲＡＮ２／２０）を用い、２３
℃、９０％Ｒｈの条件で測定した。

【００７４】水蒸気透過度：水蒸気透過率測定装置（Ｍ
ＯＣＯＮ社製：ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ３／３１）を用い、
３７.８℃、１００％Ｒｈの条件で測定した。

【００７５】

【発明の効果】本発明によれば、有機材料で形成された
基材上に、酸素透過阻止層および水蒸気透過阻止層の両
者が積層されてなるガスバリア層を有することから、酸
素および水蒸気に対して、高いガスバリア性を有するフ
ィルムとすることが可能となるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガスバリア性フィルムの一例を示す図
である。

【図２】本発明のガスバリア性フィルムの他の例を示す
図である。

【図３】本発明のガスバリア性フィルムの他の例を示す
図である。

【図４】本発明のガスバリア性フィルムの他の例を示す
図である。

【符号の説明】

１１、２１、３１、４１…ガスバリア性フィルム１２、２２、３２、４２…基材１３、２３、４３…酸素透過阻止層１４、３４、４４…水蒸気透過阻止層

フロントページの続きＦターム(参考） 4F100 AA17B AA17C AA20 AA20B AA20C AK01A AK42 AR00B AR00C BA02 BA03 BA07 BA10A BA10B BA10C EH66B EH66C GB15 JD02 JD03B JD04C JN01 YY00B YY00C 4K030 AA06 AA14 BA44 CA07 CA12 FA01 JA01 LA24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機材料で形成された基材と、前記基材
の片面または両面に積層された酸素透過阻止層または水
蒸気透過阻止層とを有することを特徴とするガスバリア
性フィルム。
【請求項２】有機材料で形成された基材と、前記基材
の片面または両面に、酸素透過阻止層および水蒸気透過
阻止層の両者が積層されてなるガスバリア層とを有する
ことを特徴とするガスバリア性フィルム。
【請求項３】前記酸素透過阻止層が、厚さ５〜８００
ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求項１または請
求項２に記載のガスバリア性フィルム。
【請求項４】前記酸素透過阻止層が、真空蒸着法で形
成されることを特徴とする請求項１から請求項３までの
いずれかの請求項に記載のガスバリア性フィルム。
【請求項５】前記酸素透過阻止層が、無機酸化物で構
成されることを特徴とする請求項１から請求項４までの
いずれかの請求項に記載のガスバリア性フィルム。
【請求項６】前記酸素透過阻止層が、ＳｉＯ_ｘＣ
_ｙ（ここで、ｘの値は１.７〜２.４の範囲内であり、ｙ
の値は０〜０.４の範囲内である。）で示される化合物
で構成されることを特徴とする請求項５に記載のガスバ
リア性フィルム。
【請求項７】前記水蒸気透過阻止層が、厚さ１〜５０
０ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求項１から請
求項６までのいずれかの請求項に記載のガスバリア性フ
ィルム。
【請求項８】前記水蒸気透過阻止層が、真空蒸着法で
形成されたことを特徴とする請求項１から請求項７まで
のいずれかの請求項に記載のガスバリア性フィルム。
【請求項９】前記水蒸気透過阻止層が、無機酸化物で
構成されることを特徴とする請求項１から請求項８まで
のいずれかの請求項に記載のガスバリア性フィルム。
【請求項１０】前記水蒸気透過阻止層が、ＳｉＯ_ｘＣ
_ｙ（ここで、ｘの値は１.４から１.８の範囲内であり、
ｙの値は０.５から０.９の範囲内である。）で示される
化合物で構成されることを特徴とする請求項９に記載の
ガスバリア性フィルム。