JP2005254795A - Gas barrier film and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas barrier film which enables the exhibition of a superior gas barrier performance when it is applied to a picture image displaying element such as a liquid crystal displaying element or an organic EL element or the like, its manufacturing method and the organic EL element formed by using the gas barrier film. <P>SOLUTION: The gas barrier film has at least one inorganic layer and at least one organic layer alternatively formed on a substrate with a glass transition temperature of ≥250°C and the said organic layer is formed by applying a liquid containing a polymer with a hydrogen boding group and a metal alkoxide and then by drying at a temperature of 150-350°C. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、優れたガスバリア性能を有するガスバリアフィルム及びその製造方法、並びに該フィルムを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子(以下「有機EL素子」という。)に関する。より詳しくは、本発明は、各種のデバイス用の基板として最適なガスバリアフィルム及びその製造方法、並びに前記ガスバリアフィルムを用いたフレキシブルな有機EL素子に関する。   The present invention relates to a gas barrier film having excellent gas barrier performance, a method for producing the same, and an organic electroluminescence element (hereinafter referred to as “organic EL element”) using the film. More specifically, the present invention relates to a gas barrier film optimum as a substrate for various devices, a method for producing the same, and a flexible organic EL element using the gas barrier film.

従来より、プラスチック基板やフィルムの表面に酸化アルミニウム、酸化マグネシウム酸化ケイ素等の金属酸化物の薄膜を形成したガスバリアフィルムは、水蒸気や酸素等の各種ガスの遮断を必要とする物品の包装、食品、工業用品及び医薬品等の変質を防止するための包装用途において広く用いられている。ガスバリアフィルムは、最近では包装用途以外に、液晶表示素子、太陽電池、エレクトロルミネッセンス(以下「EL」という)などにおいても利用されつつある。   Conventionally, a gas barrier film in which a metal oxide thin film such as aluminum oxide or magnesium oxide silicon oxide is formed on the surface of a plastic substrate or film is used for packaging of goods, food, Widely used in packaging applications to prevent alteration of industrial products and pharmaceuticals. In addition to packaging applications, gas barrier films have recently been used in liquid crystal display elements, solar cells, electroluminescence (hereinafter referred to as “EL”), and the like.

近年の液晶表示素子やEL素子等の画像表示素子の開発過程において、これらの素子を形成する透明基材に対しては、軽量化、大型化という条件に加え、長期信頼性や形状の自由度が高いこと、曲面表示が可能であること等の高度な条件も要求されている。このような高度な条件を満たす透明基材として、プラスチック基材が従来の重くて割れやすく、大面積化が困難であったガラス基板に代替する新たな基材として採用され始めている。プラスチック基材の場合、上記条件を満たすだけでなく、ロールトゥロール方式が可能であることからガラス基板よりも生産性がよく、コストダウンの点でも有利である。   In the development process of image display elements such as liquid crystal display elements and EL elements in recent years, long-term reliability and flexibility of shape are required for transparent base materials forming these elements in addition to the conditions of weight reduction and size increase. Advanced conditions such as high image quality and the ability to display curved surfaces are also required. As a transparent base material satisfying such advanced conditions, a plastic base material is beginning to be adopted as a new base material that replaces a conventional glass substrate that is heavy, fragile and difficult to increase in area. In the case of a plastic substrate, not only the above conditions are satisfied, but also a roll-to-roll method is possible, so that the productivity is better than a glass substrate and it is advantageous in terms of cost reduction.

しかしながら、プラスチック基材は、ガラス基材よりもガスバリア性が劣るという問題がある。ガスバリア性が劣る基材を用いると、水蒸気や空気が浸透し、例えば液晶セル内の液晶を劣化させ、表示欠陥となって表示品位を劣化させてしまう。このような問題を解決するため、プラスチックフィルム上に金属酸化物薄膜を形成したプラスチックフィルムがこれまでに開発されている。そのようなプラスチックフィルムの例としては、プラスチックフィルム上に酸化珪素を蒸着したもの(特公昭53−12953号公報)や酸化アルミニウムを蒸着したもの(特開昭58−217344号公報)などが知られており、いずれも1g/m2・day程度の水蒸気バリア性を有する。 However, the plastic substrate has a problem that the gas barrier property is inferior to that of the glass substrate. If a base material with inferior gas barrier properties is used, water vapor or air will permeate, causing deterioration of the liquid crystal in the liquid crystal cell, for example, resulting in display defects and deterioration of display quality. In order to solve such problems, plastic films in which a metal oxide thin film is formed on a plastic film have been developed so far. Examples of such plastic films include those obtained by vapor-depositing silicon oxide on a plastic film (Japanese Patent Publication No. 53-12953) and those obtained by vapor-depositing aluminum oxide (Japanese Patent Laid-Open No. 58-217344). Both have a water vapor barrier property of about 1 g / m 2 · day.

近年開発されている大型液晶ディスプレイ、高精細ディスプレイ等では、プラスチックフィルム基板に要求されるガスバリア性能は、水蒸気バリア性で0.1g/m2・day程度である。さらに、最近では有機ELディスプレイや高精彩カラー液晶ディスプレイ等の開発が進み、これらで使用可能な、透明性を維持しつつ、さらに高バリア性能、特に水蒸気バリアで0.1g/m2・day未満の性能をもつ透明基材が要求されている。このような要求に応えるために、最近ではより高いバリア性能が期待できる手段として、低圧条件下でグロー放電させて生じるプラズマを用いて薄膜を形成させるスパッタリング法やCVD法による成膜検討が行われている。また、有機層/無機層の交互積層構造を有するバリア膜を真空蒸着法により作製した有機発光デバイスが提案されている(例えば、特許文献1)。 In large-sized liquid crystal displays and high-definition displays that have been developed in recent years, the gas barrier performance required for plastic film substrates is about 0.1 g / m 2 · day for water vapor barrier properties. Furthermore, recently, the development of organic EL displays and high-definition color liquid crystal displays has progressed, and while maintaining the transparency that can be used in these, even higher barrier performance, especially less than 0.1 g / m 2 · day for water vapor barriers There is a demand for transparent substrates having the following performance. In order to meet these demands, recently, as a means for expecting higher barrier performance, film formation by sputtering method or CVD method in which a thin film is formed using plasma generated by glow discharge under low pressure conditions has been studied. ing. In addition, an organic light emitting device in which a barrier film having an alternately laminated structure of organic layers / inorganic layers is produced by a vacuum deposition method has been proposed (for example, Patent Document 1).

しかし、これらの薄膜形成法では、高温の蒸気として噴出した有機物がフィルム上で凝集し、薄膜を形成するため、一時的にフィルムが加熱され、部分的に変形を起こし、その結果、その後の積層工程が不均一となり、充分なバリア能が得られないという問題があった。また、これらの薄膜形成法では積層回数が多くなり、コスト高となるという問題があった。さらに吸水率の高いプラスチック基板の表面処理を行う場合、吸水した水分が気化するため、真空化するのに長時間を要し、処理コストが高くなるという問題点もあった。   However, in these thin film formation methods, the organic matter ejected as high-temperature vapor aggregates on the film and forms a thin film, so that the film is temporarily heated and partially deformed. There was a problem that the process became non-uniform and sufficient barrier ability could not be obtained. In addition, these thin film forming methods have a problem in that the number of laminations increases and the cost increases. Furthermore, when surface treatment of a plastic substrate having a high water absorption rate is performed, the absorbed water vaporizes, so that it takes a long time to evacuate and the processing cost increases.

また、近年、基材フィルムの耐熱性は、アクティブマトリクス型画像素子作製時のTFTを設置する際には、さらに高いレベルまで要求されている。例えば、特許文献2には、SiH4を含むガスをプラズマ分解することにより300℃以下の温度で多結晶シリコン膜を形成する方法が記載されている。また、特許文献3には、エネルギービームを照射して300℃以下の温度で高分子基板上にアモルファスシリコンと多結晶シリコンが混合された半導体層を形成する方法が記載されている。また、特許文献4には、熱的バッファ層を設け、パルスレーザビームを照射して300℃以下の温度でプラスチック基板上に多結晶シリコン半導体層を形成する方法が記載されている。 Further, in recent years, the heat resistance of the base film has been required to a higher level when installing TFTs for producing an active matrix image element. For example, Patent Document 2 describes a method of forming a polycrystalline silicon film at a temperature of 300 ° C. or lower by plasma decomposition of a gas containing SiH 4 . Patent Document 3 describes a method for forming a semiconductor layer in which amorphous silicon and polycrystalline silicon are mixed on a polymer substrate at a temperature of 300 ° C. or less by irradiation with an energy beam. Patent Document 4 describes a method of providing a thermal buffer layer and irradiating a pulse laser beam to form a polycrystalline silicon semiconductor layer on a plastic substrate at a temperature of 300 ° C. or lower.

このように、300℃以下でTFT用多結晶シリコン膜を形成する方法は、種々提案されており、基材として250℃以上の耐熱性を有することは有用である。その一方で、上記のような半導体層形成方法は、構成や装置が複雑であり、かつ高コストとなるため、300℃ないし350℃以上の耐熱性がプラスチック基板に求められている。
また、耐熱性の基板に、ガスバリア層として有機層と無機層の積層体を形成させる方法も知られているが、耐熱性は十分ではなかった(特許文献5)。
特表2002−532850号公報(請求項1、図1) 特開平7−81919号公報(請求項3、[0016]〜[0020]) 特表平10−512104号公報(第14〜22頁、図1、図7) 特開平11−102867号公報(請求項1〜10、[0036]) 米国特許第6,492,026号明細書(請求項1、実施例)
As described above, various methods for forming a polycrystalline silicon film for TFT at 300 ° C. or lower have been proposed, and it is useful to have a heat resistance of 250 ° C. or higher as a base material. On the other hand, the semiconductor layer forming method as described above has a complicated structure and apparatus and is expensive, and thus heat resistance of 300 ° C. to 350 ° C. or higher is required for the plastic substrate.
Moreover, although the method of forming the laminated body of an organic layer and an inorganic layer as a gas barrier layer on a heat resistant board | substrate is also known, heat resistance was not enough (patent document 5).
JP 2002-532850 A (Claim 1, FIG. 1) JP-A-7-81919 (Claim 3, [0016] to [0020]) JP 10-512104 A (pages 14-22, FIGS. 1 and 7) JP-A-11-102867 (Claims 1 to 10, [0036]) US Pat. No. 6,492,026 (Claim 1, Example)

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、液晶表示素子や有機EL素子等の画像表示素子に適用した場合に、優れたガスバリア性能を発揮し得るガスバリアフィルム及びその製造方法を提供することにある。さらに本発明の別の目的は、前記ガスバリアフィルムを用いた有機EL素子を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a gas barrier film capable of exhibiting excellent gas barrier performance when applied to an image display element such as a liquid crystal display element or an organic EL element. It is in providing the manufacturing method. Still another object of the present invention is to provide an organic EL device using the gas barrier film.

本発明者は、鋭意検討の結果、下記に示されるガスバリアフィルムにより本発明の目的を達成できることを見出した。
すなわち、本発明の目的は、ガラス転移温度が250℃以上である樹脂基材上に、少なくとも1層の無機層と少なくとも1層の有機層とを交互に有することを特徴とするガスバリアフィルムにより達成される。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the object of the present invention can be achieved by the gas barrier film shown below.
That is, the object of the present invention is achieved by a gas barrier film characterized by having at least one inorganic layer and at least one organic layer alternately on a resin substrate having a glass transition temperature of 250 ° C. or higher. Is done.

本発明のガスバリアフィルムで用いられる樹脂としては、下記一般式(1)で表されるスピロ構造を有する樹脂または下記一般式(2)で表されるカルド構造を有する樹脂を用いることができる。

Figure 2005254795
As the resin used in the gas barrier film of the present invention, a resin having a spiro structure represented by the following general formula (1) or a resin having a cardo structure represented by the following general formula (2) can be used.
Figure 2005254795

但し、一般式(1)中、環αは単環式または多環式の環を表し、2つの環はスピロ結合によって結合されている。

Figure 2005254795
However, in general formula (1), ring α represents a monocyclic or polycyclic ring, and the two rings are connected by a spiro bond.
Figure 2005254795

但し、一般式(2)中、環βおよび環γは単環式または多環式の環を表し、2つの環γはそれぞれ同じであっても異なっていてもよく、環β上の1つの4級炭素に連結されている。   However, in general formula (2), ring β and ring γ represent a monocyclic or polycyclic ring, and two rings γ may be the same or different, and one ring on ring β Linked to quaternary carbon.

本発明のガスバリアフィルムは、前記Tgが250℃以上の樹脂基材上に、無機層、有機層の順に形成されることが好ましい。   The gas barrier film of the present invention is preferably formed in the order of an inorganic layer and an organic layer on a resin substrate having a Tg of 250 ° C. or higher.

本発明のガスバリアフィルムでは、有機層はアクリロイル基またはメタクリロイル基を有する多官能モノマーを重合させて得られる架橋高分子化合物を主成分として含有することが好ましい。   In the gas barrier film of the present invention, the organic layer preferably contains as a main component a cross-linked polymer compound obtained by polymerizing a polyfunctional monomer having an acryloyl group or a methacryloyl group.

前記有機層は、水素結合性基を有するポリマーと金属アルコキシドとを含有する液を塗布し、乾燥することによって得られたものであることが好ましい。   The organic layer is preferably obtained by applying a liquid containing a polymer having a hydrogen bonding group and a metal alkoxide and drying.

本発明のガスバリアフィルムは、23℃、相対湿度90%における酸素透過率が0.02ml/m2・day・atm以下であり、かつ23℃、相対湿度100%における水蒸気透過率が0.02g/m2・day以下であることが好ましい。 The gas barrier film of the present invention has an oxygen permeability of 0.02 ml / m 2 · day · atm or less at 23 ° C. and a relative humidity of 90%, and a water vapor permeability of 0.02 g / at 23 ° C. and a relative humidity of 100%. m 2 · day or less is preferable.

また、本発明のガスバリアフィルムは、ガラス転移温度が250℃以上である樹脂基材上に少なくとも1層の無機層を形成する工程と、少なくとも1層の有機層を形成する工程とを有する製造方法により製造することができる。   In addition, the gas barrier film of the present invention includes a step of forming at least one inorganic layer on a resin substrate having a glass transition temperature of 250 ° C. or higher and a step of forming at least one organic layer. Can be manufactured.

前記製造方法において、樹脂基材としては、下記一般式(1)で表されるスピロ構造を有する樹脂または下記一般式(2)で表されるカルド構造を有する樹脂からなる基材を用いることができる。   In the manufacturing method, as the resin base material, a base material made of a resin having a spiro structure represented by the following general formula (1) or a resin having a cardo structure represented by the following general formula (2) may be used. it can.

Figure 2005254795
Figure 2005254795

一般式(1)中、環αは単環式または多環式の環を表し、2つの環はスピロ結合によって結合されている。   In general formula (1), ring α represents a monocyclic or polycyclic ring, and the two rings are connected by a spiro bond.

Figure 2005254795
Figure 2005254795

一般式(2)中、環βおよび環γは単環式または多環式の環を表し、2つの環γはそれぞれ同じであっても異なっていてもよく、環β上の1つの4級炭素に連結されている。   In general formula (2), ring β and ring γ represent a monocyclic or polycyclic ring, and two rings γ may be the same or different, and one quaternary ring on ring β. Linked to carbon.

前記製造方法では、前記有機層は、水素結合性基を有するポリマーと金属アルコキシドとを含有する組成物を塗布した後、150〜350℃で乾燥することにより形成されることが好ましい。   In the said manufacturing method, it is preferable that the said organic layer is formed by apply | coating the composition containing the polymer and metal alkoxide which have a hydrogen bond group, and drying at 150-350 degreeC.

また、本発明のもう一つの目的は、前記のガスバリアフィルムを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子により達成される。   Another object of the present invention is achieved by an organic electroluminescence device using the gas barrier film.

本発明のガスバリアフィルムは、基材としてTgが250℃以上の樹脂を用い、かつ該基材上に少なくとも一層の無機層と少なくとも一層の有機層とを交互に有する。このため、本発明のガスバリアフィルムは、耐熱性とガスバリア性に優れている。また、本発明のガスバリアフィルムの製造方法によれば、優れた耐熱性とガスバリア機能を併有するガスバリアフィルムを得ることができる。   The gas barrier film of the present invention uses a resin having a Tg of 250 ° C. or more as a substrate, and alternately has at least one inorganic layer and at least one organic layer on the substrate. For this reason, the gas barrier film of this invention is excellent in heat resistance and gas barrier property. Moreover, according to the method for producing a gas barrier film of the present invention, a gas barrier film having both excellent heat resistance and a gas barrier function can be obtained.

また、本発明の有機EL素子は、基板又は保護フィルムとして本発明のガスバリアフィルムを用いる。これにより本発明の有機EL素子は、フレキシブルな基板を有する、高精細及び耐久性に優れた有機EL素子である。   Moreover, the organic EL element of this invention uses the gas barrier film of this invention as a board | substrate or a protective film. Thus, the organic EL element of the present invention is an organic EL element having a flexible substrate and excellent in high definition and durability.

以下に本発明のガスバリアフィルム、該フィルムの製造方法、及び該フィルムを用いた有機EL素子について詳細に説明する。   The gas barrier film of the present invention, the method for producing the film, and the organic EL device using the film will be described in detail below.

なお、本明細書において「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味として使用される。   In the present specification, “to” is used as a meaning including numerical values described before and after the lower limit value and the upper limit value.

[ガスバリアフィルム]
<基材>
本発明のガスバリアフィルムで用いられる樹脂基材は、ガラス転移温度(Tg)が250℃以上であれば特に制限はなく、熱可塑性樹脂または硬化性樹脂であってもよい。好ましくは250〜600℃、より好ましくは300〜550℃であり、さらに好ましくは350〜500℃である。実質的にガラス転移温度が観測されない(例えば、400℃以下の測定範囲で)樹脂も本発明では好ましく使用できる。
[Gas barrier film]
<Base material>
The resin substrate used in the gas barrier film of the present invention is not particularly limited as long as the glass transition temperature (Tg) is 250 ° C. or higher, and may be a thermoplastic resin or a curable resin. Preferably it is 250-600 degreeC, More preferably, it is 300-550 degreeC, More preferably, it is 350-500 degreeC. Resins in which the glass transition temperature is not substantially observed (for example, in a measurement range of 400 ° C. or lower) can also be preferably used in the present invention.

Tgが250℃以上の樹脂としては、ポリイミド樹脂(例えば、Kapton(商品名:DuPont製:400℃以上)、Upilex−R(商品名:宇部興産製:285℃)、Upilex−S(商品名:宇部興産製:400℃以上))、フッ素化ポリイミド樹脂(例えば、Flupi―01(商品名:NTT製:335℃))、アクリロイル樹脂(特開2002−80616号公報の実施例−1の化合物:300℃以上)などが挙げられる(括弧内の温度はTgを表わす)。   Examples of the resin having a Tg of 250 ° C. or higher include polyimide resins (for example, Kapton (trade name: manufactured by DuPont: 400 ° C. or higher), Upilex-R (trade name: manufactured by Ube Industries: 285 ° C.), Upilex-S (trade name: Ube Industries, Ltd .: 400 ° C. or higher)), fluorinated polyimide resin (for example, Flupi-01 (trade name: manufactured by NTT: 335 ° C.)), acryloyl resin (compound of Example-1 of JP-A-2002-80616): (The temperature in parentheses represents Tg).

上記樹脂は、Tgが高いか、あるいは実質的に無色透明であるものが好ましい。具体的には、ポリイミド樹脂(例えば、Kapton(商品名:DuPont製:400℃以上)、Upilex−R(商品名:宇部興産製:285℃)、Upilex−S(商品名:宇部興産製:400℃以上))、フッ素化ポリイミド樹脂(例えばFlupi―01(商品名:NTT製:335℃))、アクリロイル樹脂(特開2002−80616号公報の実施例−1の化合物:300℃以上)などを好ましく用いることができる(括弧内の温度はTgを表わす)。   The resin preferably has a high Tg or is substantially colorless and transparent. Specifically, polyimide resin (for example, Kapton (trade name: manufactured by DuPont: 400 ° C. or higher), Upilex-R (trade name: manufactured by Ube Industries: 285 ° C.), Upilex-S (trade name: manufactured by Ube Industries: 400) Fluorinated polyimide resin (for example, Flupi-01 (trade name: manufactured by NTT: 335 ° C.)), acryloyl resin (compound of Example-1 of JP-A-2002-80616: 300 ° C. or higher), etc. It can be preferably used (the temperature in parentheses represents Tg).

また、上記基材で用いられるTgが250℃以上の樹脂の特に好ましい例として一般式(1)で表されるスピロ構造を有する樹脂または一般式(2)で表されるカルド構造を有する樹脂を挙げることができる。これらのポリマーは、高耐熱性、高弾性率かつ高い引張り破壊応力を有する化合物であり、さらには光学透明性、光学等方性にも優れ、製造プロセスにおいて種々の加熱操作が要求され、かつ屈曲させても破壊しにくい性能が要求される有機EL素子等のディスプレイ用基板材料として好適である。   In addition, as a particularly preferable example of a resin having a Tg of 250 ° C. or higher used for the substrate, a resin having a spiro structure represented by the general formula (1) or a resin having a cardo structure represented by the general formula (2) is used. Can be mentioned. These polymers are compounds having high heat resistance, high elastic modulus, and high tensile fracture stress, and are excellent in optical transparency and optical isotropy, requiring various heating operations in the manufacturing process, and bending. It is suitable as a substrate material for a display such as an organic EL element that is required to have a performance that is difficult to be destroyed.

Figure 2005254795
Figure 2005254795

一般式(1)中、環αは、単環式または多環式の環を表し、2つの環はスピロ結合によって結合する。 In general formula (1), ring α represents a monocyclic or polycyclic ring, and the two rings are connected by a spiro bond.

Figure 2005254795
Figure 2005254795

一般式(2)中、環βおよび環γは単環式または多環式の環を表し、2つの環γはそれぞれ同じであっても異なっていても良く、環β上の1つの4級炭素に連結されている。   In general formula (2), ring β and ring γ represent a monocyclic or polycyclic ring, and two rings γ may be the same or different, and one quaternary ring on ring β. Linked to carbon.

一般式(1)で表されるスピロ構造を有する樹脂の好ましい例として、下記一般式(3)で表されるスピロビインダン構造を繰り返し単位中に含むポリマー、下記一般式(4)で表されるスピロビクロマン構造を繰り返し単位中に含むポリマー、下記一般式(5)で表されるスピロビベンゾフラン構造を繰り返し単位中に含むポリマーが挙げられる。   Preferred examples of the resin having a spiro structure represented by the general formula (1) include a polymer having a spirobiindane structure represented by the following general formula (3) in a repeating unit, and a spiro represented by the following general formula (4). Examples thereof include a polymer containing a bichroman structure in the repeating unit and a polymer containing a spirobibenzofuran structure represented by the following general formula (5) in the repeating unit.

Figure 2005254795
Figure 2005254795

一般式(3)中、R31、R32、R33は、それぞれ独立に水素原子または置換基を表す。また、それぞれが連結して環を形成してもよい。mおよびnは1〜3の整数を表す。好ましい置換基の例は、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基である。R31、R32のより好ましい例は水素原子、メチル基、フェニル基であり、R33のより好ましい例は水素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基、イソプロピル基、t−ブチル基またはフェニル基である。 In the general formula (3), R 31 , R 32 and R 33 each independently represent a hydrogen atom or a substituent. In addition, each may be linked to form a ring. m and n represent an integer of 1 to 3. Examples of preferred substituents are a halogen atom, an alkyl group or an aryl group. More preferred examples of R 31 and R 32 are hydrogen atom, methyl group, and phenyl group, and more preferred examples of R 33 are hydrogen atom, chlorine atom, bromine atom, methyl group, isopropyl group, t-butyl group, and phenyl group. It is.

Figure 2005254795
Figure 2005254795

一般式(4)中、R41、R42はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。また、それぞれが連結して環を形成してもよい。mおよびnは1〜3の整数を表す。好ましい置換基の例は、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基である。R41のより好ましい例は、水素原子、メチル基またはフェニル基であり、R42のより好ましい例は、水素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基、イソプロピル基、t−ブチル基またはフェニル基である。 In the general formula (4), R 41 and R 42 each independently represents a hydrogen atom or a substituent. In addition, each may be linked to form a ring. m and n represent an integer of 1 to 3. Examples of preferred substituents are a halogen atom, an alkyl group or an aryl group. More preferred examples of R 41 are hydrogen atom, methyl group or phenyl group, and more preferred examples of R 42 are hydrogen atom, chlorine atom, bromine atom, methyl group, isopropyl group, t-butyl group or phenyl group. is there.

Figure 2005254795
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一般式(5)中、R51、R52は、それぞれ独立に水素原子または置換基を表す。また、それぞれが連結して環を形成してもよい。mおよびnは1〜3の整数を表す。好ましい置換基の例は、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基である。R51のより好ましい例は、水素原子、メチル基またはフェニル基であり、R52のより好ましい例は、水素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基、イソプロピル基、t−ブチル基またはフェニル基である。 In the general formula (5), R 51 and R 52 each independently represents a hydrogen atom or a substituent. In addition, each may be linked to form a ring. m and n represent an integer of 1 to 3. Examples of preferred substituents are a halogen atom, an alkyl group or an aryl group. More preferred examples of R 51 are hydrogen atom, methyl group or phenyl group, and more preferred examples of R 52 are hydrogen atom, chlorine atom, bromine atom, methyl group, isopropyl group, t-butyl group or phenyl group. is there.

また、一般式(2)で表されるカルド構造を有する樹脂の好ましい例として、下記一般式(6)で表されるフルオレン構造を繰り返し単位中に含むポリマーが挙げられる。   Moreover, the polymer which contains the fluorene structure represented by following General formula (6) in a repeating unit as a preferable example of resin which has a cardo structure represented by General formula (2) is mentioned.

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一般式(6)中、R61、R62はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す。また、それぞれが連結して環を形成してもよい。jおよびkは1〜4の整数を表す。好ましい置換基の例は、ハロゲン原子、アルキル基またはアリール基である。R61およびR62のより好ましい例は、水素原子、塩素原子、臭素原子、メチル基、イソプロピル基、t−ブチル基またはフェニル基である。 In General Formula (6), R 61 and R 62 each independently represent a hydrogen atom or a substituent. In addition, each may be linked to form a ring. j and k represent an integer of 1 to 4. Examples of preferred substituents are a halogen atom, an alkyl group or an aryl group. More preferred examples of R 61 and R 62 are a hydrogen atom, a chlorine atom, a bromine atom, a methyl group, an isopropyl group, a t-butyl group, or a phenyl group.

一般式(3)〜(6)で表される構造を繰り返し単位中に含むポリマーは、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタンなど種々の結合方式で連結されたポリマーであってもよいが、一般式(3)〜(6)で表される構造を有するビスフェノール化合物から誘導されるポリカーボネート、ポリエステル、ポリウレタンが光学透明性の観点で好ましい。さらにこの中でも、耐熱性の観点では特に芳香族ポリエステルが好ましい。   The polymer containing the structure represented by the general formulas (3) to (6) in the repeating unit may be a polymer linked by various bonding methods such as polycarbonate, polyester, polyamide, polyimide, polyurethane, etc. Polycarbonates, polyesters, and polyurethanes derived from bisphenol compounds having structures represented by formulas (3) to (6) are preferred from the viewpoint of optical transparency. Among these, aromatic polyesters are particularly preferable from the viewpoint of heat resistance.

以下に一般式(1)および一般式(2)で表される構造を有するポリマーの好ましい具体例を挙げるが、本発明はこれに限定されるものではない。   Preferred specific examples of the polymer having a structure represented by the general formula (1) and the general formula (2) are given below, but the present invention is not limited thereto.

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本発明で用いられる上記一般式(1)および一般式(2)で表される構造を有するポリマーは、単独で用いてもよく、複数種混合して用いてもよい。また、ホモポリマーであってもよく、複数種構造を組み合わせたコポリマーであってもよい。コポリマーとする場合、一般式(1)または(2)で表される構造を繰り返し単位中に含まない公知の繰り返し単位を本発明の効果を損ねない範囲で共重合してもよい。なお、ホモポリマーとして用いるよりもコポリマーとした方が溶解性、透明性の観点で改良される場合が多く、好ましく用いることができる。   The polymer having the structure represented by the general formula (1) and the general formula (2) used in the present invention may be used singly or as a mixture of plural kinds. Moreover, a homopolymer may be sufficient and the copolymer which combined multiple types of structure may be sufficient. When the copolymer is used, a known repeating unit that does not contain the structure represented by the general formula (1) or (2) in the repeating unit may be copolymerized within a range that does not impair the effects of the present invention. In addition, the copolymer is more improved than the homopolymer in terms of solubility and transparency, and can be preferably used.

本発明で用いられる一般式(1)および一般式(2)で表される構造を有するポリマーの好ましい分子量は、重量平均分子量で1〜50万、より好ましくは2〜30万、特に好ましくは、3〜20万である。分子量が1万以上であるとフィルム成形が容易になり、分子量が50万以下であると合成上分子量が容易にコントロールができ、かつ溶液の粘度が低く、取扱いやすい。なお、分子量は対応する粘度を目安にすることもできる。   The preferred molecular weight of the polymer having the structure represented by the general formula (1) and the general formula (2) used in the present invention is 1 to 500,000, more preferably 2 to 300,000, particularly preferably in terms of weight average molecular weight. 3 to 200,000. When the molecular weight is 10,000 or more, film formation becomes easy, and when the molecular weight is 500,000 or less, the molecular weight can be easily controlled in terms of synthesis, and the solution has a low viscosity and is easy to handle. The molecular weight can be based on the corresponding viscosity.

本発明において、基材で用いられる樹脂は、Tgが250℃以上であれば熱可塑性樹脂のほかに、耐溶剤性、耐熱性などに優れた硬化性樹脂(架橋樹脂)を用いることができる。硬化性樹脂は、熱硬化性樹脂及び放射線硬化樹脂のいずれも用いることができ、それらは公知のものを特に制限なく用いることができる。熱硬化性樹脂の例としては、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フラン樹脂、ビスマレイミド樹脂、シアネート樹脂などが挙げられる。   In the present invention, as the resin used for the base material, a curable resin (crosslinked resin) excellent in solvent resistance, heat resistance, etc. can be used in addition to the thermoplastic resin as long as Tg is 250 ° C. or higher. As the curable resin, both a thermosetting resin and a radiation curable resin can be used, and those known in the art can be used without particular limitation. Examples of the thermosetting resin include phenol resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, epoxy resin, silicon resin, diallyl phthalate resin, furan resin, bismaleimide resin, cyanate resin and the like.

その他、上記硬化性樹脂の架橋方法は、共有結合を形成する反応であれば特に制限なく用いることができ、ポリアルコール化合物とポリイソシアネート化合物とを用いて、ウレタン結合を形成するような室温で反応が進行する系も特に制限なく使用できる。但し、このような系は製膜前のポットライフが問題になる場合が多く、通常、製膜直前にポリイソシアネート化合物を添加するような2液混合型として用いられる。一方で1液型として用いる場合、架橋反応に携わる官能基を保護しておくことが有効であり、ブロックタイプ硬化剤として市販もされている。   In addition, the crosslinking method of the curable resin can be used without particular limitation as long as it is a reaction that forms a covalent bond. The reaction is performed at room temperature that forms a urethane bond using a polyalcohol compound and a polyisocyanate compound. A system in which the process proceeds can also be used without particular limitation. However, such a system often has a problem of pot life before film formation, and is usually used as a two-component mixed type in which a polyisocyanate compound is added immediately before film formation. On the other hand, when used as a one-component type, it is effective to protect the functional group involved in the crosslinking reaction, and it is also commercially available as a block type curing agent.

市販されているブロックタイプ硬化剤として、三井武田ケミカル(株)製B−882N、日本ポリウレタン工業(株)製コロネート2513(以上ブロックポリイソシアネート)、三井サイテック(株)製サイメル303(メチル化メラミン樹脂)などが知られている。また、エポキシ樹脂の硬化剤として用いることのできるポリカルボン酸を保護した下記B−1のようなブロック化カルボン酸も知られている。   As commercially available block type curing agents, B-882N manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd., Coronate 2513 manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd. (above block polyisocyanate), Cymel 303 manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd. (methylated melamine resin) ) Etc. are known. Further, a blocked carboxylic acid such as the following B-1 that protects a polycarboxylic acid that can be used as a curing agent for an epoxy resin is also known.

Figure 2005254795
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放射線硬化樹脂としては、ラジカル硬化性樹脂とカチオン硬化性樹脂とに大別される。ラジカル硬化性樹脂の硬化性成分としては分子内に複数個のラジカル重合性基を有する化合物が用いられ、代表的な例として分子内に2〜6個のアクリル酸エステル基を有する多官能アクリレートモノマーと称される化合物やウレタンアクリレート、ポリエステルアリレート、エポキシアクリレートと称される分子内に複数個のアクリル酸エステル基を有する化合物が用いられる。   Radiation curable resins are roughly classified into radical curable resins and cationic curable resins. As the curable component of the radical curable resin, a compound having a plurality of radical polymerizable groups in the molecule is used. As a typical example, a polyfunctional acrylate monomer having 2 to 6 acrylate groups in the molecule Or a compound having a plurality of acrylate groups in the molecule called urethane acrylate, polyester arylate, or epoxy acrylate.

ラジカル硬化性樹脂の代表的な硬化方法として、電子線を照射する方法、紫外線を照射する方法が挙げられる。通常、紫外線を照射する方法においては紫外線照射によりラジカルを発生する重合開始剤を添加する。なお、加熱によりラジカルを発生する重合開始剤を添加すれば、熱硬化性樹脂として用いることもできる。   As a typical curing method of the radical curable resin, there are a method of irradiating an electron beam and a method of irradiating ultraviolet rays. Usually, in the method of irradiating with ultraviolet rays, a polymerization initiator that generates radicals upon irradiation with ultraviolet rays is added. In addition, if the polymerization initiator which generate | occur | produces a radical by heating is added, it can also be used as a thermosetting resin.

カチオン硬化性樹脂の硬化性成分としては、分子内に複数個のカチオン重合性基を有する化合物が用いられ、代表的な硬化方法として紫外線の照射により酸を発生する光酸発生剤を添加し、紫外線を照射して硬化する方法が挙げられる。カチオン重合性化合物の例としては、エポキシ基などの開環重合性基を含む化合物やビニルエーテル基を含む化合物を挙げることができる。   As the curable component of the cationic curable resin, a compound having a plurality of cationic polymerizable groups in the molecule is used, and as a typical curing method, a photoacid generator that generates an acid by irradiation with ultraviolet rays is added, A method of curing by irradiating with ultraviolet rays is mentioned. Examples of the cationically polymerizable compound include a compound containing a ring-opening polymerizable group such as an epoxy group and a compound containing a vinyl ether group.

本発明で用いられる樹脂基材において、上述の熱硬化性樹脂又は放射線硬化樹脂のそれぞれの中から種類の異なる樹脂を選択して混合して用いてもよく、熱硬化性樹脂と放射線硬化樹脂とを併用してもよい。また、硬化性樹脂(架橋性樹脂)と架橋性基を有さないポリマーと混合して用いてもよい。   In the resin base material used in the present invention, different types of resins may be selected and mixed from each of the above-described thermosetting resins or radiation curable resins, and a thermosetting resin and a radiation curable resin may be used. May be used in combination. Moreover, you may mix and use curable resin (crosslinkable resin) and the polymer which does not have a crosslinkable group.

本発明で用いられる基材において、上記硬化性樹脂(架橋性樹脂)を混合した場合、基材の耐溶剤性、耐熱性、光学特性及び強靭性が得られるため好ましい。また、基材で用いられる樹脂には架橋性基を導入することも可能であり、ポリマー主鎖末端、ポリマー側鎖、ポリマー主鎖中のいずれの部位に架橋性基を有していてもよい。この場合、上記の汎用の架橋性樹脂を併用せずに基材を作製してもよい。   In the base material used in the present invention, it is preferable to mix the curable resin (crosslinkable resin) because the solvent resistance, heat resistance, optical properties and toughness of the base material are obtained. Moreover, it is also possible to introduce a crosslinkable group into the resin used in the base material, and it may have a crosslinkable group at any position in the polymer main chain terminal, the polymer side chain, or the polymer main chain. . In this case, you may produce a base material, without using said general purpose crosslinkable resin together.

本発明のガスバリアフィルムを液晶表示用途などで使用する場合、光学的均一性を達成するために、用いられる樹脂は非晶性ポリマーであることが好ましい。さらに、レタデーション(Re)及びその波長分散を制御する目的で、樹脂の固有複屈折の符号が異なる樹脂を組み合わせたり、波長分散の大きい(あるいは小さい)樹脂を組み合わせたりすることもできる。   When the gas barrier film of the present invention is used for liquid crystal display or the like, the resin used is preferably an amorphous polymer in order to achieve optical uniformity. Furthermore, for the purpose of controlling the retardation (Re) and its wavelength dispersion, it is possible to combine resins having different signs of intrinsic birefringence of the resins, or to combine resins having large (or small) wavelength dispersion.

本発明において、上記樹脂基材は、レターデーション(Re)の制御を行ったり、ガス透過性や力学特性の改良を行ったりする目的で異種樹脂の積層等を好適に用いることができる。異種樹脂の好ましい組み合わせは、特に制限はなく、前述したいずれの樹脂も併用可能である。   In the present invention, the resin base material can be suitably used for the purpose of controlling retardation (Re) or improving gas permeability and mechanical properties, etc. A preferred combination of different resins is not particularly limited, and any of the above-described resins can be used in combination.

本発明で用いられる樹脂基材は、延伸されていてもよい。延伸により耐折強度など機械的強度が改善され、取扱性が向上する利点がある。特に延伸方向のオリエンテーションリリースストレス(ASTM D1504、以下「ORS」と略記する)が0.3〜3GPaであるものは機械的強度が改善されているため好ましい。ORSは、延伸フィルム又は延伸シートに内在する、延伸により生じた内部応力である。   The resin base material used in the present invention may be stretched. By stretching, mechanical strength such as folding strength is improved, and there is an advantage that handling property is improved. In particular, those having an orientation release stress in the stretching direction (ASTM D1504, hereinafter abbreviated as “ORS”) of 0.3 to 3 GPa are preferable because the mechanical strength is improved. ORS is an internal stress generated by stretching inherent in a stretched film or stretched sheet.

延伸方法は、公知の方法を用いることができ、例えば樹脂のTgより10℃高い温度から、50℃高い温度の間の温度で、ロール一軸延伸法、テンター一軸延伸法、同時二軸延伸法、逐次二軸延伸法、インフレーション法により延伸できる。延伸倍率は1.1〜3.5倍であることが好ましい。   As the stretching method, a known method can be used. For example, a roll uniaxial stretching method, a tenter uniaxial stretching method, a simultaneous biaxial stretching method, at a temperature between 10 ° C. and 50 ° C. higher than the Tg of the resin, The film can be stretched by a sequential biaxial stretching method or an inflation method. The draw ratio is preferably 1.1 to 3.5 times.

本発明で用いられる樹脂基材の厚みは特に限定されないが、30〜700μmであることが好ましく、40〜200μmであることがより好ましく、50〜150μmであることがさらに好ましい。またヘイズは3%以下であることが好ましく、2%以下であることがより好ましく、1%以下であることがさらに好ましい。また、全光透過率は70%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましい。   Although the thickness of the resin base material used by this invention is not specifically limited, It is preferable that it is 30-700 micrometers, It is more preferable that it is 40-200 micrometers, It is further more preferable that it is 50-150 micrometers. The haze is preferably 3% or less, more preferably 2% or less, and further preferably 1% or less. Further, the total light transmittance is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and further preferably 90% or more.

本発明で用いられる樹脂基材は、必要により本発明の効果を損なわない範囲で、可塑剤、染顔料、帯電防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、無機微粒子、剥離促進剤、レベリング剤、無機層状珪酸塩化合物及び潤滑剤などの樹脂改質剤を添加してもよい。   The resin substrate used in the present invention is a plasticizer, a dye / pigment, an antistatic agent, an ultraviolet absorber, an antioxidant, an inorganic fine particle, a peeling accelerator, a leveling agent, as long as the effect of the present invention is not impaired as necessary. Resin modifiers such as inorganic layered silicate compounds and lubricants may be added.

<無機層>
本発明において無機層は、その種類及び製膜方法は特に限定されず、公知の無機層及びその製膜方法を適用することができる。無機層には、無機酸化物層や透明導電性層が含まれる。無機層の製膜方法は、目的の薄膜を形成できる方法であれば、いかなる方法でもよいが、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、プラズマCVD法などが適しており、例えば、特許第3400324号明細書、特開2002−322561号公報、特開2002−361774号公報に記載の方法で製膜することができる。
<Inorganic layer>
In the present invention, the type and film forming method of the inorganic layer are not particularly limited, and a known inorganic layer and film forming method can be applied. The inorganic layer includes an inorganic oxide layer and a transparent conductive layer. The inorganic layer may be formed by any method as long as the target thin film can be formed. Sputtering, vacuum deposition, ion plating, plasma CVD, and the like are suitable. Films can be formed by the methods described in Japanese Patent No. 3400324, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-322561, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-361774.

無機層の構成成分は特に限定されないが、例えばSi、Al、In、Sn、Zn、Ti、Cu、Ce、Ta等の1種以上を含む酸化物又は窒化物又は酸化窒化物などを用いることができる。無機層の厚みに関しても特に限定されないが、無機層の1層当りの厚みは5〜1000nmの範囲であることが好ましく、10〜1000nmであることがさらに好ましく、10〜200nmであることが最も好ましい。厚みがこの範囲にあると、曲げ応力によるクラックを起こさず、膜が島状にならず均一に分布して水蒸気バリア性が良くなる。   There are no particular limitations on the constituent components of the inorganic layer, but for example, an oxide or nitride or oxynitride containing one or more of Si, Al, In, Sn, Zn, Ti, Cu, Ce, Ta, and the like may be used. it can. The thickness of the inorganic layer is not particularly limited, but the thickness per layer of the inorganic layer is preferably in the range of 5 to 1000 nm, more preferably 10 to 1000 nm, and most preferably 10 to 200 nm. . When the thickness is within this range, cracks due to bending stress do not occur, the film does not form islands, and is uniformly distributed, and the water vapor barrier property is improved.

また、無機層を2層以上有する場合、各々が同じ組成でも別の組成でもあってもよく、特に制限はない。水蒸気バリア性と高透明性を両立させるためには、無機層の組成として珪素酸化物や珪素酸化窒化物を使うことが好ましい。珪素酸化物は、SiOxと表記され、例えば、無機物層としてSiOxを用いる場合、良好な水蒸気バリア性と高い光線透過率を両立させるためには1.6<x<1.9であることが望ましい。珪素酸化窒化物はSiOxyと表記されるが、このxとyとの比率は密着性向上を重視する場合、酸素リッチの膜とし、1<x<2、0<y<1であることが好ましく、水蒸気バリア性向上を重視する場合、窒素リッチの膜とし、0<x<0.8、0.8<y<1.3であることが好ましい。 Moreover, when it has two or more inorganic layers, each may be the same composition or another composition, and there is no restriction | limiting in particular. In order to achieve both water vapor barrier properties and high transparency, it is preferable to use silicon oxide or silicon oxynitride as the composition of the inorganic layer. Silicon oxide is expressed as SiO x . For example, when SiO x is used as the inorganic layer, 1.6 <x <1.9 in order to achieve both good water vapor barrier properties and high light transmittance. Is desirable. Although silicon oxynitride is expressed as SiO x N y , the ratio of x and y is an oxygen-rich film when importance is placed on improving adhesion, and 1 <x <2, 0 <y <1. Preferably, when importance is placed on improving the water vapor barrier property, a nitrogen-rich film is preferable, and 0 <x <0.8 and 0.8 <y <1.3.

<有機層>
本発明のガスバリアフィルムは、無機層のバリア性能を向上させるために、無機層と隣接する有機層を設ける。
なお、本明細書における「有機層」とは、無機層の欠陥を補償する機能を有する層(欠陥補償層)を意味し、ゾルゲル法により形成される無機酸化物層や有機無機ハイブリッド層も含まれる。
<Organic layer>
The gas barrier film of the present invention is provided with an organic layer adjacent to the inorganic layer in order to improve the barrier performance of the inorganic layer.
The “organic layer” in this specification means a layer having a function of compensating for defects in the inorganic layer (defect compensation layer), and includes an inorganic oxide layer and an organic-inorganic hybrid layer formed by a sol-gel method. It is.

本発明において有機層の形成方法は、欠陥補償層として機能し得るものであれば特に限定されないが、(1)ゾルゲル法を用いて作製した無機酸化物層を利用する方法と、(2)有機物を塗布又は蒸着して層を形成した後、紫外線又は電子線で硬化させる方法を好適に用いることができる。また、有機層の形成において(1)及び(2)の方法を組み合わせて使用してもよく、例えば、基材フィルム上に(1)の方法で有機層を形成した後、無機層を形成し、その後(2)の方法で有機層を形成してもよい。   In the present invention, a method for forming an organic layer is not particularly limited as long as it can function as a defect compensation layer. (1) A method using an inorganic oxide layer produced by a sol-gel method, and (2) an organic substance A method of forming a layer by applying or vapor-depositing and then curing with ultraviolet rays or an electron beam can be suitably used. Moreover, in the formation of the organic layer, the methods (1) and (2) may be used in combination. For example, after the organic layer is formed on the base film by the method (1), an inorganic layer is formed. Then, the organic layer may be formed by the method (2).

(1)ゾル−ゲル法を用いて作製した無機酸化物層を利用する方法
本発明におけるゾル−ゲル法では、好ましくは溶液中又は塗膜中で金属アルコキシドを加水分解、縮重合させて、緻密な薄膜を得る。またこの時、樹脂を併用して、有機−無機ハイブリッド材料にしてもよい。
なお、本明細書における「有機−無機ハイブリッド」とは、無機材料と有機材料とが分子レベル及びナノーオーダーで混ざり合った状態を示し、例えば、Adv.Polym.Sci.,100,11(1992)、Poly.Mater.Encyclopedia,6,4793(1996)、Current Opinion in Solid State & Materials Science,1,806(1996)に記載されたゾル−ゲル法により得られた有機材料と無機材料との複合材料を示す。
(1) Method using an inorganic oxide layer prepared by using a sol-gel method In the sol-gel method of the present invention, a metal alkoxide is preferably hydrolyzed and polycondensed in a solution or in a coating film to obtain a dense solution. A thin film. At this time, an organic-inorganic hybrid material may be used in combination with a resin.
As used herein, “organic-inorganic hybrid” refers to a state in which an inorganic material and an organic material are mixed at the molecular level and nano-order, for example, Adv. Polym. Sci., 100, 11 (1992). , Poly.Mater.Encyclopedia, 6,4793 (1996), Current Opinion in Solid State & Materials Science, 1,806 (1996), showing a composite material of an organic material and an inorganic material obtained by a sol-gel method .

ゾルゲル法で用いられる金属アルコキシドは、アルコキシシラン及び/又はアルコキシシラン以外の金属アルコキシドを使用することができる。アルコキシシラン以外の金属アルコキシドは、ジルコニウムアルコキシド、チタンアルコキシド、アルミニウムアルコキシド等が好ましい。   As the metal alkoxide used in the sol-gel method, alkoxysilane and / or metal alkoxide other than alkoxysilane can be used. The metal alkoxide other than alkoxysilane is preferably zirconium alkoxide, titanium alkoxide, aluminum alkoxide or the like.

本発明に好ましく用いられるアルコキシシラン類についてさらに説明する。
4官能型としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラn−プロポキシシラン、テトラ−i−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン、テトラ−アセトキシシランなどを挙げることができる。
The alkoxysilanes preferably used in the present invention will be further described.
Examples of the tetrafunctional type include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra n-propoxysilane, tetra-i-propoxysilane, tetra-n-butoxysilane, and tetra-acetoxysilane.

3官能型のものとしては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、i−プロピルトリメトキシシラン、i−プロピルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3,4−エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン、3,4−エポキシシクロヘキシルエチルトリエトキシシラン、等を挙げることができる。   Examples of the trifunctional type include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, i-propyltrimethoxysilane, i -Propyltriethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, γ-chloropropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane Γ-mercaptopropyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 3,4-epoxycyclohexylethyltrimethoxysilane, 3,4-epoxycyclohexylethyltriethoxy Silane, and the like.

2官能型のものとしては、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジ−n−プロピルジメトキシシラン、ジ−n−プロピルジエトキシシラン、ジ−i−プロピルジメトキシシラン、ジ−i−プロピルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジビニルジエトキシシランなどを挙げることができる。   Examples of the bifunctional type include dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, methylphenyldimethoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, di-n-propyldimethoxysilane, di-n-propyldiethoxysilane, di- Examples include i-propyldimethoxysilane, di-i-propyldiethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, and divinyldiethoxysilane.

ゾル−ゲル反応時に併用するポリマーとしては、水素結合性基を有していることが好ましい。水素結合性基を有する樹脂の例としては、ヒドロキシル基を有するポリマーとその誘導体(ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、エチレン−ビニルアルコール共重合体、フェノール樹脂、メチロールメラミン等とその誘導体);カルボキシル基を有するポリマーとその誘導体(ポリ(メタ)アクリル酸、無水マレイン酸、イタコン酸等の重合性不飽和酸の単位を含む単独又は共重合体と、これらのポリマーのエステル化物(酢酸ビニル等のビニルエステル、メタクリル酸メチル等の(メタ)アクリル酸エステル等の単位を含む単独又は共重合体)等);エーテル結合を有するポリマー(ポリアルキレンオキサイド、ポリオキシアルキレングリコール、ポリビニルエーテル、珪素樹脂等);アミド結合を有するポリマー(>N(COR)−結合(式中、Rは水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基を示す)を有するポリオキサゾリンやポリアルキレンイミンのN−アシル化物);>NC(O)−結合を有するポリビニルピロリドンとその誘導体;ウレタン結合を有するポリウレタン;尿素結合を有するポリマー等を挙げることができる。また、シリル基含有ポリマーを用いてもよい。シリル基含有ポリマーとして特に好ましいのは、主鎖がビニルポリマーからなるシリル基含有ビニルポリマーである。   The polymer used in combination during the sol-gel reaction preferably has a hydrogen bonding group. Examples of the resin having a hydrogen bonding group include a polymer having a hydroxyl group and a derivative thereof (polyvinyl alcohol, polyvinyl acetal, ethylene-vinyl alcohol copolymer, phenol resin, methylol melamine and the like and derivatives thereof); a carboxyl group Polymers and derivatives thereof (single or copolymer containing units of polymerizable unsaturated acid such as poly (meth) acrylic acid, maleic anhydride, itaconic acid, and esterified products of these polymers (vinyl esters such as vinyl acetate, Homo- or copolymers containing units such as (meth) acrylic acid esters such as methyl methacrylate)); polymers having an ether bond (polyalkylene oxide, polyoxyalkylene glycol, polyvinyl ether, silicon resin, etc.); amide bond (> N (CO ) -Bond (wherein R represents a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent) N-acyl of polyoxazoline or polyalkyleneimine And polyvinylpyrrolidone and derivatives thereof having> NC (O) -bond; polyurethane having urethane bond; polymer having urea bond, and the like. A silyl group-containing polymer may also be used. Particularly preferred as the silyl group-containing polymer is a silyl group-containing vinyl polymer whose main chain is a vinyl polymer.

シリル基含有ポリマーのゾルゲル反応組成物(ゾルゲル液)中の含有率は、用いる総アルコキシシランに対して1〜200質量%、好ましくは3〜100質量%、さらに好ましくは5〜50質量%である。また、ゾル−ゲル反応時にモノマーを併用し、ゾル−ゲル反応時、又はその後に重合させて有機−無機ハイブリッド材料を作製することもできる。   The content of the silyl group-containing polymer in the sol-gel reaction composition (sol-gel solution) is 1 to 200% by mass, preferably 3 to 100% by mass, more preferably 5 to 50% by mass, based on the total alkoxysilane used. . In addition, an organic-inorganic hybrid material can be produced by using a monomer in combination during the sol-gel reaction and polymerizing during or after the sol-gel reaction.

ゾル−ゲル反応時には、水及び有機溶媒中で金属アルコキシドを加水分解及び縮重合させるが、この時、触媒を用いることが好ましい。加水分解の触媒としては、一般に酸が用いられる。酸は、無機酸又は有機酸が用いられる。無機酸としては、塩酸、臭化水素、ヨウ化水素、硫酸、亜硫酸、硝酸、亜硝酸、燐酸、亜燐酸など、有機酸化合物としてはカルボン酸類(蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、コハク酸、シクロヘキサンカルボン酸、オクタン酸、マレイン酸、2−クロロプロピオン酸、シアノ酢酸、トリフルオロ酢酸、パーフルオロオクタン酸、安息香酸、ペンタフルオロ安息香酸、フタル酸など)、スルホン酸類(メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸)、p−トルエンスルホン酸、ペンタフルオロベンゼンスルホン酸など)、燐酸・ホスホン酸類(燐酸ジメチルエステル、フェニルホスホン酸など)、ルイス酸類(三フッ化ホウ素エーテラート、スカンジウムトリフレート、アルキルチタン酸、アルミン酸など)、ヘテロポリ酸(燐モリブデン酸、燐タングステン酸など)を挙げることができる。   During the sol-gel reaction, the metal alkoxide is hydrolyzed and polycondensed in water and an organic solvent. At this time, it is preferable to use a catalyst. As a catalyst for hydrolysis, an acid is generally used. As the acid, an inorganic acid or an organic acid is used. Inorganic acids include hydrochloric acid, hydrogen bromide, hydrogen iodide, sulfuric acid, sulfurous acid, nitric acid, nitrous acid, phosphoric acid, phosphorous acid, etc., and organic acid compounds include carboxylic acids (formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, succinic acid, Cyclohexanecarboxylic acid, octanoic acid, maleic acid, 2-chloropropionic acid, cyanoacetic acid, trifluoroacetic acid, perfluorooctanoic acid, benzoic acid, pentafluorobenzoic acid, phthalic acid, etc.), sulfonic acids (methanesulfonic acid, ethanesulfone) Acid, trifluoromethanesulfonic acid), p-toluenesulfonic acid, pentafluorobenzenesulfonic acid, etc.), phosphoric acid / phosphonic acids (phosphoric acid dimethyl ester, phenylphosphonic acid, etc.), Lewis acids (boron trifluoride etherate, scandium triflate, Alkyl titanic acid, aluminate, etc.), hetero It can be mentioned Li acid (phosphomolybdic acid, phosphotungstic acid).

酸の使用量は、金属アルコキシド(アルコキシシラン及び他の金属アルコキシドを含有する場合には、アルコキシシラン+他の金属アルコキシド)1モル当たり、0.0001〜0.05モルであり、好ましくは0.001〜0.01モルである。   The amount of the acid used is 0.0001 to 0.05 mol per 1 mol of metal alkoxide (alkoxysilane and other metal alkoxide in the case of containing alkoxysilane and other metal alkoxide). 001-0.01 mol.

加水分解後、無機塩基やアミンなどの塩基性化合物を添加して溶液のpHを中性付近にし、縮重合を促進してもよい。無機塩基としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、アンモニアなど、有機塩基化合物としてはアミン類(エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、トリエチルアミン、ジブチルアミン、N,N−ジメチルベンジルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、エタノールアミン、ジアザビシクロウンデセン、キヌクリジン、アニリン、ピリジンなど)、ホスフィン類(トリフェニルホスフィン、トリメチルホスフィンなど)を用いることができる。   After hydrolysis, a basic compound such as an inorganic base or an amine may be added to bring the pH of the solution to near neutrality to promote condensation polymerization. Examples of inorganic bases include sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, and ammonia. Examples of organic base compounds include amines (ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, triethylamine, Dibutylamine, N, N-dimethylbenzylamine, tetramethylethylenediamine, piperidine, piperazine, morpholine, ethanolamine, diazabicycloundecene, quinuclidine, aniline, pyridine, etc.), phosphines (triphenylphosphine, trimethylphosphine, etc.) Can be used.

また、酸による加水分解後、特に特願2002−110061号明細書に記載のアミンを用いることも好ましい。この場合、アミンの添加量としては、酸と等モル〜100倍モル、好ましくは等モル〜20倍モルが適当である。   Moreover, it is also preferable to use the amine described in Japanese Patent Application No. 2002-110061 after hydrolysis with an acid. In this case, the amount of amine added is suitably equimolar to 100-fold mol, preferably equimolar to 20-fold mol with respect to the acid.

また、中心金属にAl、Ti、Zrを有する金属キレート化合物、スズの化合物等の有機金属化合物、有機酸のアルカリ金属塩等の金属塩類など、他のゾルゲル触媒も併用することができる。   In addition, other sol-gel catalysts such as metal chelate compounds having Al, Ti, and Zr as a central metal, organometallic compounds such as tin compounds, and metal salts such as alkali metal salts of organic acids can be used in combination.

ゾルゲル触媒化合物のゾルゲル反応組成物中の含有率は、ゾル液の原料であるアルコキシシランの質量に対し、0.01〜50質量%、好ましくは0.1〜50質量%、さらに好ましくは0.5〜10質量%である。   The content of the sol-gel catalyst compound in the sol-gel reaction composition is 0.01 to 50% by mass, preferably 0.1 to 50% by mass, and more preferably 0. 0% by mass with respect to the mass of the alkoxysilane that is the raw material of the sol liquid. 5 to 10% by mass.

次に、ゾル−ゲル反応に用いられる溶媒について述べる。溶媒はゾル液中の各成分を均一に混合させ、本発明の組成物の固形分調製をすると同時に、種々の塗布方法に適用できるようにし、組成物の分散安定性及び保存安定性を向上させるものである。これらの溶媒は上記目的の果たせるものであれば特に限定されない。これらの溶媒の好ましい例として、例えば水、及び水と混和性の高い有機溶媒が挙げられる。   Next, the solvent used for the sol-gel reaction will be described. The solvent uniformly mixes each component in the sol solution, and at the same time prepares the solid content of the composition of the present invention, so that it can be applied to various coating methods to improve the dispersion stability and storage stability of the composition. Is. These solvents are not particularly limited as long as they can fulfill the above purpose. Preferable examples of these solvents include water and organic solvents that are highly miscible with water.

その例としては、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、蟻酸、酢酸、酢酸メチル、アルコール類(メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、t−ブチルアルコール)、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル、アセトン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシドなどを挙げることができる。   Examples include tetrahydrofuran, dimethoxyethane, formic acid, acetic acid, methyl acetate, alcohols (methanol, ethanol, n-propyl alcohol, i-propyl alcohol, t-butyl alcohol), ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, ethylene. Examples include glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, acetone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, and dimethyl sulfoxide.

ゾル−ゲル反応の速度を調節する目的で、多座配位可能な有機化合物を添加して、金属アルコキシドを安定化してもよい。その例としては、β−ジケトン及び/又はβ−ケトエステル類、及びアルカノールアミンが挙げられる。このβ−ジケトン類及び/又はβ−ケトエステル類の具体例としては、アセチルアセトン、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸−n−プロピル、アセト酢酸−i−プロピル、アセト酢酸−n−ブチル、アセト酢酸−sec−ブチル、アセト酢酸−t−ブチル、2,4−ヘキサン−ジオン、2,4−ヘプタン−ジオン、3,5−ヘプタン−ジオン、2,4−オクタン−ジオン、2,4−ノナン−ジオン、5−メチルヘキサン−ジオンなどを挙げることができる。これらのうち、アセト酢酸エチル及びアセチルアセトンが好ましく、特にアセチルアセトンが好ましい。これらのβ−ジケトン類及び/又はβ−ケトエステル類は、1種単独で又は2種以上を混合して使用することもできる。
これらの多座配位可能な化合物は、ゾル−ゲル触媒として前記の金属キレート化合物を用いた場合、その反応速度を調節する目的にも用いることができる。
For the purpose of adjusting the speed of the sol-gel reaction, an organic compound capable of multidentate coordination may be added to stabilize the metal alkoxide. Examples thereof include β-diketones and / or β-ketoesters, and alkanolamines. Specific examples of the β-diketone and / or β-ketoester include acetylacetone, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, acetoacetate-n-propyl, acetoacetate-i-propyl, acetoacetate-n-butyl, acetoacetate Acetic acid-sec-butyl, acetoacetic acid-t-butyl, 2,4-hexane-dione, 2,4-heptane-dione, 3,5-heptane-dione, 2,4-octane-dione, 2,4-nonane -Dione, 5-methylhexane-dione, etc. can be mentioned. Of these, ethyl acetoacetate and acetylacetone are preferred, and acetylacetone is particularly preferred. These β-diketones and / or β-ketoesters may be used alone or in combination of two or more.
These compounds capable of multidentate coordination can also be used for the purpose of adjusting the reaction rate when the metal chelate compound is used as a sol-gel catalyst.

次にゾル−ゲル反応組成物を塗設する方法について述べる。ゾル液はカーテンフローコート、ディップコート、スピンコート、ロールコート等の塗布法によって、透明フィルム上に薄膜を形成できる。この場合、加水分解のタイミングは製造工程中の如何なる時期であっても構わない。例えば、予め必要な組成の液を加水分解部分縮合して目的のゾル液を調製し、それを塗布−乾燥する方法、必要な組成の液を調製し塗布と同時に加水分解部分縮合させながら乾燥する方法、塗布−一次乾燥後、加水分解に必要な水含有液を重ねて塗布し加水分解させる方法等を好適に採用できる。また、塗布方法としては、様々な形態をとることが可能であるが、生産性を重視する場合には多段の吐出口を有するスライドギーサー上で下層塗布液と上層塗布液のそれぞれが必要な塗布量になる様に吐出流量を調整し、形成した多層流を連続的に支持体に乗せ、乾燥させる方法(同時重層法)が好適に用いられる。   Next, a method for coating the sol-gel reaction composition will be described. The sol solution can form a thin film on the transparent film by coating methods such as curtain flow coating, dip coating, spin coating, and roll coating. In this case, the hydrolysis may be performed at any time during the production process. For example, a solution of a required composition is hydrolyzed and partially condensed to prepare a desired sol solution, which is applied and dried, and a solution of the required composition is prepared and dried while hydrolyzing and partially condensing simultaneously. Method, application-After primary drying, a method of applying a water-containing liquid necessary for hydrolysis repeatedly and applying hydrolysis can be suitably employed. In addition, the coating method can take various forms. However, when productivity is important, each of the lower layer coating solution and the upper layer coating solution is required on a slide Geyser having a multistage discharge port. A method (simultaneous multi-layer method) is preferably used in which the discharge flow rate is adjusted so that the coating amount is obtained, and the formed multilayer flow is continuously placed on a support and dried.

ゾルゲル反応組成物を塗布した後の乾燥温度は150〜350℃であり、150〜250℃であることが好ましく、150〜200℃であることがさらに好ましい。塗布後の乾燥温度が150〜350℃であれば、より緻密な膜を作製することができ、無機酸化物界面との相互作用を促進しガスバリア能を向上させることができる。   The drying temperature after applying the sol-gel reaction composition is 150 to 350 ° C, preferably 150 to 250 ° C, and more preferably 150 to 200 ° C. If the drying temperature after coating is 150 to 350 ° C., a denser film can be produced, and the interaction with the inorganic oxide interface can be promoted to improve the gas barrier ability.

塗布、乾燥後のフィルムをさらに緻密にするため、有機層にエネルギー線の照射を行ってもよい。その照射線種に特に制限はないが、基材の変形や変性に対する影響を勘案し、紫外線、電子線又はマイクロ波の照射を用いることが好ましい。照射強度は30〜500mJ/cm2 であり、好ましくは50〜400mJ/cm2 である。照射温度は、室温から基板の変形温度までの間の温度を制限なく採用することができ、好ましくは30〜150℃であり、さらに好ましくは50〜130℃である。 In order to further refine the film after coating and drying, the organic layer may be irradiated with energy rays. Although there is no restriction | limiting in particular in the kind of irradiation beam, In consideration of the influence with respect to a deformation | transformation and modification | denaturation of a base material, it is preferable to use irradiation of an ultraviolet-ray, an electron beam, or a microwave. The irradiation intensity is 30 to 500 mJ / cm 2 , preferably 50 to 400 mJ / cm 2 . As the irradiation temperature, a temperature from room temperature to the deformation temperature of the substrate can be adopted without limitation, and is preferably 30 to 150 ° C, more preferably 50 to 130 ° C.

(2)有機物を塗布又は蒸着して層を形成した後、紫外線又は電子線で硬化させる方法
次にモノマーを架橋させて得られた高分子を主成分として形成した有機層を用いる場合について説明する。
モノマーとしては、紫外線又は電子線で架橋できる基を含有していれば特に限定はないが、アクリロイル基、メタクリロイル基又はオキセタン基を有するモノマーを用いることが好ましい。そのようなモノマーとしては、例えば、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトール(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン(メタ)アクリレート、エチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレートなどのうち、2官能以上のアクリロイル基又はメタクリロイル基を有するモノマーを架橋させて得られる高分子を主成分とすることが好ましい。これらの2官能以上のアクリロイル基又はメタクリロイル基を有するモノマーは2種類以上を混合して用いても、また1官能の(メタ)アクリレートを混合して用いてもよい。また、オキセタン基を有する物としては、特開2002−356607号公報の一般式(3)〜(6)に記載されている構造を有する物を使うことが好ましい。この場合、これらを任意に混合してもよい。
(2) Method of applying or vapor-depositing organic substance to form a layer and then curing with ultraviolet rays or electron beam Next, the case of using an organic layer formed mainly of a polymer obtained by crosslinking a monomer will be described. .
The monomer is not particularly limited as long as it contains a group that can be cross-linked by ultraviolet rays or an electron beam, but it is preferable to use a monomer having an acryloyl group, a methacryloyl group, or an oxetane group. Examples of such monomers include epoxy (meth) acrylate, urethane (meth) acrylate, isocyanuric acid (meth) acrylate, pentaerythritol (meth) acrylate, trimethylolpropane (meth) acrylate, ethylene glycol (meth) acrylate, Among polyester (meth) acrylates and the like, it is preferable that the main component is a polymer obtained by crosslinking a monomer having a bifunctional or higher functional acryloyl group or methacryloyl group. These monomers having a bifunctional or higher acryloyl group or methacryloyl group may be used as a mixture of two or more kinds, or as a mixture of monofunctional (meth) acrylates. Moreover, as a thing which has an oxetane group, it is preferable to use the thing which has a structure described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-356607 General formula (3)-(6). In this case, you may mix these arbitrarily.

また、ディスプレイ用途で要求される耐熱性、耐溶剤性の観点から、特に架橋度が高く、Tgが250℃以上である、イソシアヌル酸アクリレート、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレートを主成分とすることがさらに好ましい。   Further, from the viewpoints of heat resistance and solvent resistance required for display applications, it is more preferable that the main component is isocyanuric acid acrylate, epoxy acrylate, urethane acrylate having a particularly high degree of crosslinking and a Tg of 250 ° C. or higher. .

本発明において一層当りの有機層の厚みについては、特に制限はないが、10nm〜5μmであることが好ましく、10nm〜2μmであることがより好ましく、200nm〜2μmであることが特に好ましい。この厚み範囲であれば、無機層の構造欠陥を効率よく有機層で埋めることができるため均一性が改善され、かつ曲げ等の外力により有機層のクラックの発生を抑えることができる。   In the present invention, the thickness of the organic layer per layer is not particularly limited, but is preferably 10 nm to 5 μm, more preferably 10 nm to 2 μm, and particularly preferably 200 nm to 2 μm. Within this thickness range, structural defects in the inorganic layer can be efficiently filled with the organic layer, so that the uniformity is improved and the occurrence of cracks in the organic layer can be suppressed by an external force such as bending.

本発明の有機層の形成方法は、塗布による方法、真空成膜法等を用いることができる。真空成膜法としては、特に制限はないが、蒸着、プラズマCVD等の成膜方法が好ましく、有機物質モノマーの成膜速度を制御しやすい抵抗加熱蒸着法がより好ましい。本発明の有機物質モノマーの架橋方法に関しては何ら制限はないが、電子線や紫外線等による架橋が、真空槽内に容易に取り付けられる点や架橋反応による高分子量化が迅速である点で望ましい。塗布方式で作製する場合には、従来用いられる種々の塗布方法、例えば、スプレーコート、スピンコート、バーコート等の方法を用いることができる。   As a method for forming the organic layer of the present invention, a coating method, a vacuum film forming method, or the like can be used. Although there is no restriction | limiting in particular as a vacuum film-forming method, Film-forming methods, such as vapor deposition and plasma CVD, are preferable, and the resistance heating vapor deposition method which is easy to control the film-forming rate of an organic substance monomer is more preferable. The method for crosslinking the organic substance monomer of the present invention is not limited at all. However, crosslinking with an electron beam or ultraviolet rays is desirable in that it can be easily mounted in a vacuum chamber and a high molecular weight can be obtained by a crosslinking reaction. When the coating method is used, various conventionally used coating methods such as spray coating, spin coating, and bar coating can be used.

<機能層>
本発明のガスバリアフィルムは、上記の無機層及び有機層以外に、さらに以下の各種機能層を有することもできる。
<Functional layer>
The gas barrier film of the present invention can further have the following various functional layers in addition to the inorganic layer and the organic layer.

(透明導電層)
透明導電層としては、公知の金属膜、金属酸化物膜が適用できる。中でも透明性、導電性及び機械的特性の点から金属酸化物膜が好ましい。例えば、不純物としてスズ、テルル、カドミウム、モリブデン、タングステン、フッ素等を添加した酸化インジウム、酸化カドミウム及び酸化スズ、不純物としてアルミニウムを添加した酸化亜鉛、酸化チタン等の金属酸化物膜が挙げられる。特に、酸化スズを2〜15質量%含有した酸化インジウム(ITO)の薄膜が、透明性及び導電性の点で優れており、好ましく用いられる。透明導電層の形成方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンビームスパッタリング法等の方法が挙げられる。
(Transparent conductive layer)
A known metal film or metal oxide film can be applied as the transparent conductive layer. Among these, a metal oxide film is preferable from the viewpoint of transparency, conductivity, and mechanical properties. For example, a metal oxide film such as indium oxide, cadmium oxide and tin oxide to which tin, tellurium, cadmium, molybdenum, tungsten, fluorine or the like is added as an impurity, and zinc oxide or titanium oxide to which aluminum is added as an impurity can be given. In particular, a thin film of indium oxide (ITO) containing 2 to 15% by mass of tin oxide is excellent in terms of transparency and conductivity, and is preferably used. Examples of the method for forming the transparent conductive layer include methods such as vacuum deposition, sputtering, and ion beam sputtering.

透明導電層の膜厚は15〜300nmの範囲であることが好ましい。透明導電層の膜厚が15〜300nmであれば、連続した膜となり十分な導電性が得られ、かつ十分な透明性及び耐屈曲性が得られる。   The thickness of the transparent conductive layer is preferably in the range of 15 to 300 nm. If the film thickness of the transparent conductive layer is 15 to 300 nm, the film becomes a continuous film, sufficient conductivity is obtained, and sufficient transparency and bending resistance are obtained.

透明導電層は最外層であれば基材側でもガスバリアコート層側に設置してもよいが、基材に含まれる微量水分の浸入を防ぐ意味でガスバリアコート層側に設置するのが好ましい。   The transparent conductive layer may be disposed on the base material side or the gas barrier coat layer side as long as it is the outermost layer, but it is preferably disposed on the gas barrier coat layer side in order to prevent entry of a trace amount of moisture contained in the base material.

(プライマー層)
本発明のガスバリアフィルムは、基材と無機層及び有機層(ガスバリア層)との間に、公知のプライマー層又は無機薄膜層を設置することができる。プライマー層としては、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂等を用いることが可能であるが、本発明においてはこのプライマー層として有機無機ハイブリッド層を、無機薄膜層としては無機蒸着層又はゾル−ゲル法による緻密な無機コーティング薄膜を用いることが好ましい。無機蒸着層としては、シリカ、ジルコニア、アルミナ等の蒸着層が好ましい。無機蒸着層は真空蒸着法、スパッタリング法等により形成することができる。
(Primer layer)
The gas barrier film of this invention can install a well-known primer layer or an inorganic thin film layer between a base material, an inorganic layer, and an organic layer (gas barrier layer). As the primer layer, for example, an acrylic resin, an epoxy resin, a urethane resin, a silicon resin, or the like can be used. In the present invention, an organic / inorganic hybrid layer is used as the primer layer, and an inorganic vapor deposition layer or an inorganic thin film layer is used. It is preferable to use a dense inorganic coating thin film by a sol-gel method. As an inorganic vapor deposition layer, vapor deposition layers, such as a silica, a zirconia, an alumina, are preferable. The inorganic vapor deposition layer can be formed by a vacuum vapor deposition method, a sputtering method, or the like.

(その他の機能層)
有機層及び無機層(ガスバリアコート層)の上又は最外層には必要に応じ、それぞれ種々の公知である機能層を設置してもよい。該機能層の例としては、反射防止層・偏光層・カラーフィルター・紫外線吸収層・光取出効率向上層等の光学機能層や、ハードコート層・応力緩和層等の力学的機能層、帯電防止層・導電層などの電気的機能層、防曇層、防汚層、被印刷層などが挙げられる。
(Other functional layers)
Various known functional layers may be provided on the organic layer and the inorganic layer (gas barrier coat layer) or on the outermost layer as necessary. Examples of such functional layers include optical functional layers such as antireflection layers, polarizing layers, color filters, ultraviolet absorbing layers, light extraction efficiency improving layers, mechanical functional layers such as hard coat layers and stress relaxation layers, and antistatic Examples thereof include an electrical functional layer such as a layer / conductive layer, an antifogging layer, an antifouling layer, and a printing layer.

本発明のガスバリアフィルムは、上記の無機層及び有機層の積層順はいずれを先に形成してもよい。基材との密着性の観点から基材上に無機層、有機層の順に積層することが好ましい。また、上記無機層又は有機層の上に、さらに無機層又は有機層を交互に1回ずつ以上繰り返し積層すれば、ガスバリア性能を高められるため好ましい。
なお、本明細書において「少なくとも1層の無機層と少なくとも1層の有機層とを交互に有する」には、1層の無機層と1層の有機層とからなる2層の構造のものも含まれる。
In the gas barrier film of the present invention, any of the above-described lamination order of the inorganic layer and the organic layer may be formed first. From the viewpoint of adhesion to the substrate, it is preferable to laminate the inorganic layer and the organic layer in this order on the substrate. Moreover, it is preferable to repeatedly laminate the inorganic layer or the organic layer once or more alternately on the inorganic layer or the organic layer, because the gas barrier performance can be improved.
In the present specification, “having at least one inorganic layer and at least one organic layer alternately” includes a two-layer structure including one inorganic layer and one organic layer. included.

本発明のガスバリアフィルムは、23℃、相対湿度90%における酸素透過率が0〜0.02ml/m2・day・atmであることが適当であり、0〜0.01ml/m2・day・atmであることが好ましく、0〜0.005ml/m2・day・atmであることさらに好ましい。23℃、相対湿度90%における酸素透過率が0.02ml/m2・day・atm以下であれば、例えば有機ELやLCDに用いた場合、酸素によるEL素子の劣化を実質的になくすことができるため好ましい。 The gas barrier film of the invention, 23 ° C., an oxygen permeability at 90% relative humidity is suitably to be 0~0.02ml / m 2 · day · atm , 0~0.01ml / m 2 · day · It is preferably atm, more preferably 0 to 0.005 ml / m 2 · day · atm. If the oxygen transmission rate at 23 ° C. and 90% relative humidity is 0.02 ml / m 2 · day · atm or less, for example, when used in an organic EL or LCD, the deterioration of the EL element due to oxygen can be substantially eliminated. This is preferable because it is possible.

また、本発明のガスバリアフィルムは、23℃、相対湿度100%における水蒸気透過率は、0〜0.02g/m2・dayであることが適当であり、0〜0.01g/m2・dayであることが好ましく、0〜0.005g/m2・dayであることがさらに好ましい。 Further, the gas barrier film of the present invention suitably has a water vapor transmission rate of 0 to 0.02 g / m 2 · day at 23 ° C. and 100% relative humidity, and 0 to 0.01 g / m 2 · day. It is preferable that it is 0 to 0.005 g / m 2 · day.

[画像表示素子]
本発明のガスバリアフィルムの用途は特に限定されないが、ガスバリア性能に優れるため、画像表示素子の透明電極用基板として好適に用いることができる。ここでいう「画像表示素子」とは、円偏光板・液晶表示素子、タッチパネル、有機EL素子などを意味する。特に有機EL素子の基板として用いることが好ましい。
[Image display element]
Although the use of the gas barrier film of the present invention is not particularly limited, it can be suitably used as a transparent electrode substrate of an image display element because of its excellent gas barrier performance. The term “image display element” as used herein means a circularly polarizing plate / liquid crystal display element, a touch panel, an organic EL element, or the like. In particular, it is preferably used as a substrate for an organic EL element.

<円偏光板>
本発明のガスバリアフィルムにλ/4板と偏光板を積層し、円偏光板を作成することができる。この場合、λ/4板の遅相軸と偏光板の吸収軸とが45°になるように積層する。このような偏光板は、長手方向(MD)に対し45°方向に延伸されているものを用いることが好ましく、例えば、特開2002−865554号公報に記載のものを好適に用いることができる。
<Circularly polarizing plate>
A circular polarizing plate can be prepared by laminating a λ / 4 plate and a polarizing plate on the gas barrier film of the present invention. In this case, the lamination is performed so that the slow axis of the λ / 4 plate and the absorption axis of the polarizing plate are 45 °. As such a polarizing plate, it is preferable to use what is extended | stretched in the 45 degree direction with respect to the longitudinal direction (MD), For example, what is described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-865554 can be used suitably.

<液晶表示素子>
反射型液晶表示装置は、下から順に、下基板、反射電極、下配向膜、液晶層、上配向膜、透明電極、上基板、λ/4板、そして偏光膜からなる構成を有する。本発明の基板は、前記透明電極及び上基板として使用することができる。カラー表示の場合には、さらにカラーフィルター層を反射電極と下配向膜との間、又は上配向膜と透明電極との間に設けることが好ましい。
<Liquid crystal display element>
The reflective liquid crystal display device has a configuration including a lower substrate, a reflective electrode, a lower alignment film, a liquid crystal layer, an upper alignment film, a transparent electrode, an upper substrate, a λ / 4 plate, and a polarizing film in order from the bottom. The substrate of the present invention can be used as the transparent electrode and the upper substrate. In the case of color display, it is preferable to further provide a color filter layer between the reflective electrode and the lower alignment film, or between the upper alignment film and the transparent electrode.

透過型液晶表示装置は、下から順に、バックライト、偏光板、λ/4板、下透明電極、下配向膜、液晶層、上配向膜、上透明電極、上基板、λ/4板及び偏光膜からなる構成を有する。このうち本発明の基板は、前記上透明電極及び上基板として使用することができる。カラー表示の場合には、さらにカラーフィルター層を下透明電極と下配向膜との間、又は上配向膜と透明電極との間に設けることが好ましい。   The transmissive liquid crystal display device includes a backlight, a polarizing plate, a λ / 4 plate, a lower transparent electrode, a lower alignment film, a liquid crystal layer, an upper alignment film, an upper transparent electrode, an upper substrate, a λ / 4 plate, and a polarization in order from the bottom. It has a structure consisting of a film. Of these, the substrate of the present invention can be used as the upper transparent electrode and the upper substrate. In the case of color display, it is preferable to further provide a color filter layer between the lower transparent electrode and the lower alignment film, or between the upper alignment film and the transparent electrode.

液晶セルは特に限定されないが、より好ましくはTN(Twisted Nematic )型、STN(Supper Twisted Nematic)型又はHAN(Hybrid Aligned Nematic)型、VA(Vertically Alignment)型、ECB型(Electrically Controlled Birefringence)、OCB型(Optically Compensatory Bend)、CPA型(Continuous Pinwheel Alignment)であることが好ましい。   The liquid crystal cell is not particularly limited, but more preferably TN (Twisted Nematic) type, STN (Supper Twisted Nematic) type or HAN (Hybrid Aligned Nematic) type, VA (Vertically Alignment) type, ECB type (Electrically Controlled Birefringence), OCB A type (Optically Compensatory Bend) and a CPA type (Continuous Pinwheel Alignment) are preferable.

<タッチパネル>
タッチパネルは、特開平5−127822号公報、特開2002−48913号公報等に記載されたものに応用することができる。
<Touch panel>
The touch panel can be applied to those described in JP-A-5-127822, JP-A-2002-48913, and the like.

<有機EL>
本発明のガスバリアフィルムは、有機ELの透明電極用基板として特に好適に用いることができる。
本発明のガスバリアフィルムを有機EL等の基板フィルム及び/又は保護フィルムとして用いる場合、特開平11−335661号公報、同11−335368号公報、特開2001−192651号公報、特開2001−192652号公報、特開2001−192653号公報、特開2001−335776号公報、特開2001−247859号公報、特開2001−181616号公報、特開2001−181617号公報、特開2002−181816号公報、特開2001−181617号公報、特開2002−056976号公報に記載の内容及び特開2001−148291号公報、同2001−221916号公報、同231443号公報と併せて用いることが好ましい。
<Organic EL>
The gas barrier film of the present invention can be particularly suitably used as a transparent electrode substrate for organic EL.
When the gas barrier film of the present invention is used as a substrate film and / or protective film for organic EL or the like, JP-A-11-335661, JP-A-11-335368, JP-A-2001-192651, JP-A-2001-192652 JP, JP-A-2001-192653, JP-A-2001-335776, JP-A-2001-247859, JP-A-2001-181616, JP-A-2001-181617, JP-A-2002-181816, It is preferable to use together with the contents described in JP-A-2001-181617 and JP-A-2002-056776 and JP-A-2001-148291, 2001-221916, and 231443.

以下、実施例に基づき本発明のガスバリアフィルム、及び有機EL素子について詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, although the gas barrier film and organic EL element of this invention are demonstrated in detail based on an Example, this invention is not limited to these Examples.

<実施例1>
実施例1では、本発明用のプラスチック基材として厚さ100μmのポリイミド樹脂(宇部興産製、商品名Upilex−R、Tg:285℃)を用いた。また、比較例ではポリエーテルスルホン(PES)フィルム(Tg:220℃)、ゼオノアフィルム(Tg:160℃)を用いた。
<Example 1>
In Example 1, a 100 μm-thick polyimide resin (manufactured by Ube Industries, trade name Upilex-R, Tg: 285 ° C.) was used as the plastic substrate for the present invention. Moreover, in the comparative example, the polyether sulfone (PES) film (Tg: 220 degreeC) and the zeonore film (Tg: 160 degreeC) were used.

1.無機酸化物層の作製
図1に示すようにロールトゥロール方式のスパッタリング装置1を用いて無機層を作製した。この装置1は真空槽2を有しており、その中央部にはプラスチックフィルム(基材)6を表面に接触させて冷却するためのドラム3が配置されている。また、上記真空槽2にはプラスチックフィルム6を巻くための送り出しロール4及び巻き取りロール5が配置されている。送り出しロール4に巻かれたプラスチックフィルム6はガイドロール7を介してドラム3に巻かれ、さらにプラスチックフィルム6はガイドロール8を介してロール5に巻かれる。真空排気系としては排気口9から真空ポンプ10によって真空槽2内の排気が常に行われている。製膜系としてはパルス電力を印加できる直流方式の放電電源11に接続されたカソード12上にターゲット(図示せず)が装着されている。この放電電源11は制御器13に接続され、さらにこの制御器13は真空槽2へ配管15を介して反応ガス導入量を調整しつつ供給するガス流量調整ユニット14に接続されている。また、真空槽2には一定流量の放電ガスが供給されるよう構成されている(図示せず)。以下、具体的な条件を示す。
1. Production of Inorganic Oxide Layer As shown in FIG. 1, an inorganic layer was produced using a roll-to-roll type sputtering apparatus 1. This apparatus 1 has a vacuum chamber 2, and a drum 3 for cooling a plastic film (base material) 6 in contact with the surface is disposed at the center thereof. The vacuum chamber 2 is provided with a feed roll 4 and a take-up roll 5 for winding the plastic film 6. The plastic film 6 wound around the delivery roll 4 is wound around the drum 3 via the guide roll 7, and the plastic film 6 is further wound around the roll 5 via the guide roll 8. As a vacuum exhaust system, the vacuum chamber 2 is always exhausted from the exhaust port 9 by the vacuum pump 10. As a film forming system, a target (not shown) is mounted on a cathode 12 connected to a DC-type discharge power supply 11 to which pulse power can be applied. The discharge power source 11 is connected to a controller 13, and the controller 13 is further connected to a gas flow rate adjustment unit 14 that supplies the vacuum chamber 2 while adjusting a reaction gas introduction amount via a pipe 15. The vacuum chamber 2 is configured to be supplied with a discharge gas at a constant flow rate (not shown). Specific conditions are shown below.

ターゲットとしてSiをセットし、放電電源11としてパルス印加方式の直流電源を用意した。プラスチックフィルム6は、上述した厚さ100μmのポリイミドフィルムを用い、これを送り出しロール4に掛け、巻き取りロール5まで通した。スパッタリング装置1への基材の準備が終了後、真空槽2の扉を閉めて真空ポンプ10を起動し、真空引きとドラムの冷却を開始した。到達圧力が4×10-4Pa、ドラム温度が5℃になったところで、プラスチックフィルム6の走行を開始した。放電ガスとしてアルゴンを導入して放電電源11をONにし、放電電力5kW、成膜圧力0.3PaでSiターゲット上にプラズマを発生させ、3分間プレスパッタを行った。この後、反応ガスとして酸素を導入した。放電が安定してからアルゴン及び酸素ガス量を徐々に減らして製膜圧力を0.1Paまで下げた。0.1Paでの放電の安定を確認してから、一定時間酸化ケイ素の製膜を行った。製膜終了後、真空槽2を大気圧に戻して酸化ケイ素を製膜したフィルムを取り出した。 Si was set as a target, and a pulse application type DC power source was prepared as the discharge power source 11. As the plastic film 6, the polyimide film having a thickness of 100 μm described above was used, and this was put on the feed roll 4 and passed to the take-up roll 5. After completing the preparation of the base material in the sputtering apparatus 1, the door of the vacuum chamber 2 was closed, the vacuum pump 10 was started, and vacuuming and cooling of the drum were started. When the ultimate pressure reached 4 × 10 −4 Pa and the drum temperature reached 5 ° C., the plastic film 6 started to run. Argon was introduced as a discharge gas, the discharge power supply 11 was turned on, plasma was generated on the Si target at a discharge power of 5 kW and a film formation pressure of 0.3 Pa, and pre-sputtering was performed for 3 minutes. Thereafter, oxygen was introduced as a reaction gas. After the discharge was stabilized, the amounts of argon and oxygen gas were gradually reduced to lower the film forming pressure to 0.1 Pa. After confirming the stability of the discharge at 0.1 Pa, a silicon oxide film was formed for a certain period of time. After film formation was completed, the vacuum chamber 2 was returned to atmospheric pressure, and the film on which silicon oxide was formed was taken out.

2.ゾルゲル層の作製
ソアノールD2908(日本合成化学工業(株)製、エチレン−ビニルアルコール共重合体)8gを1−プロパノール118.8g及び水73.2gの混合溶媒に80℃で溶解した。この溶液の10.72gに2M/l(2N)塩酸を2.4ml加えて混合した。この溶液を攪拌しながらテトラエトキシシラン1gを滴下して30分間攪拌を続けた。次いで、得られた塗布液に塗布直前にpHコントロールとして、ジメチルベンジルアミンを添加し、前記無機酸化物スパッタフィルムにワイヤバーで塗布した。
その後、140℃で乾燥することにより、前記無機酸化物蒸着ベース上に膜厚約1μmのゾルゲル層を形成した。これをフィルム1Aとした。
次いで、乾燥温度を表1のように変更させた以外は上記と同様の方法でフィルム1B及び1Cを作製した。
2. Preparation of Sol-Gel Layer 8 g of Soarnol D2908 (manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd., ethylene-vinyl alcohol copolymer) was dissolved in a mixed solvent of 18.8 g of 1-propanol and 73.2 g of water at 80 ° C. 2.4 ml of 2M / l (2N) hydrochloric acid was added to 10.72 g of this solution and mixed. While stirring this solution, 1 g of tetraethoxysilane was added dropwise and stirring was continued for 30 minutes. Next, dimethylbenzylamine was added to the obtained coating solution as a pH control immediately before coating, and the resulting coating solution was coated on the inorganic oxide sputtered film with a wire bar.
Then, the sol-gel layer with a film thickness of about 1 micrometer was formed on the said inorganic oxide vapor deposition base by drying at 140 degreeC. This was designated as film 1A.
Next, films 1B and 1C were produced in the same manner as described above except that the drying temperature was changed as shown in Table 1.

1A〜1Cのポリイミドフィルムの替わりにポリエーテルスルホン、ゼオノアフィルムを用いた以外は1A〜1Cと同様の方法によりそれぞれフィルム1D〜1F、1G〜1Iを作製した。
また、1A〜1Cおいて無機蒸着層を形成しないことを除き、1A〜1Cと同様の方法によりフィルム1Jを作製した。さらに、1A〜1Cにおいて有機層を形成しないことを除き、1A〜1Cと同様の方法によりフィルム1Kを作製した。
Films 1D to 1F and 1G to 1I were prepared in the same manner as 1A to 1C, respectively, except that polyethersulfone and zeonore films were used instead of the polyimide films of 1A to 1C.
Moreover, except not forming an inorganic vapor deposition layer in 1A-1C, the film 1J was produced by the method similar to 1A-1C. Furthermore, a film 1K was produced in the same manner as in 1A to 1C, except that no organic layer was formed in 1A to 1C.

3.酸素透過率及び水蒸気透過率の測定
得られたフィルム1A〜1Kの酸素透過率を、23℃、相対湿度90%で、また水蒸気透過率を23℃、相対湿度10%でMOCON法によりそれぞれ測定した。結果を表1に示す。
3. Measurement of oxygen transmission rate and water vapor transmission rate The oxygen transmission rates of the obtained films 1A to 1K were measured by the MOCON method at 23 ° C. and a relative humidity of 90%, and the water vapor transmission rate at 23 ° C. and a relative humidity of 10%. . The results are shown in Table 1.

Figure 2005254795
Figure 2005254795

表1よりフィルム基材の樹脂としてTgが250℃以上のポリイミドを用いた場合(フィルム1A〜1C)には、酸素透過率が0.15ml/m2・atm未満であり、かつ水蒸気透過率が0.30g/m2・day未満であった。これに対し、Tgが250℃以下のポリエーテルスルホンやゼオノアを用いた場合(1D〜1I)には、酸素透過率が0.20ml/m2・atm以上であり、かつ水蒸気透過率も0.48g/m2・dayより大きくなった。また、Tgが250℃以上のポリイミドを用いた場合であって、有機層の乾燥温度を150℃以上にした場合(フィルム1B及び1C)には、乾燥温度が150℃未満の場合(フィルム1A)と比べて酸素透過率及び水蒸気透過率が飛躍的に向上した。さらに、フィルム基材上に有機層又は無機層のいずれか1層のみを有する場合(フィルム1J及び1K)には、高い酸素透過率及び水蒸気透過率しか得られなかった。
これより、本発明のガスバリアフィルムは、Tgが250℃以上のフィルム基板を用い、さらに無機層と有機層を組み合わせることにより優れたガスバリア性能を有することが分かる。さらに、本発明のガスバリアフィルムは、ゾル−ゲル法により形成された有機層の乾燥工程温度を150℃以上にすることにより、さらに優れたガスバリア性能を有することが分かる。
From Table 1, when polyimide having a Tg of 250 ° C. or higher is used as the resin for the film substrate (films 1A to 1C), the oxygen permeability is less than 0.15 ml / m 2 · atm and the water vapor permeability is It was less than 0.30 g / m 2 · day. On the other hand, when polyethersulfone or zeonore having a Tg of 250 ° C. or lower is used (1D to 1I), the oxygen transmission rate is 0.20 ml / m 2 · atm or more and the water vapor transmission rate is also 0.1. It became larger than 48g / m 2 · day. Further, when a polyimide having a Tg of 250 ° C. or higher is used and the drying temperature of the organic layer is 150 ° C. or higher (films 1B and 1C), the drying temperature is lower than 150 ° C. (film 1A). Compared to the above, the oxygen permeability and the water vapor permeability were drastically improved. Further, when only one of the organic layer and the inorganic layer was provided on the film substrate (films 1J and 1K), only high oxygen permeability and water vapor permeability were obtained.
From this, it can be seen that the gas barrier film of the present invention has excellent gas barrier performance by using a film substrate having a Tg of 250 ° C. or higher and further combining an inorganic layer and an organic layer. Furthermore, it turns out that the gas barrier film of this invention has the further outstanding gas barrier performance by making the drying process temperature of the organic layer formed by the sol-gel method into 150 degreeC or more.

<実施例2>
1.プラスチック基板の作製
下記のように合成された一般式(1)で表わされる樹脂C−3(Tg:270℃)を15質量%になるようにジクロロメタン溶液に溶解し、ダイコーティング法によりステンレスバンド上に流延した。次いで、バンド上から第一フィルムを剥ぎ取り、残留溶媒濃度が0.08質量%になるまで乾燥させた後、両端をトリミングし、ナーリング加工した後、巻き取り、厚み100μmのフィルム2Aを作製した。
(C−3の合成例)
<Example 2>
1. Production of Plastic Substrate Resin C-3 (Tg: 270 ° C.) represented by the general formula (1) synthesized as follows is dissolved in a dichloromethane solution so as to be 15% by mass, and then on a stainless steel band by a die coating method. It was cast into. Next, the first film was peeled off from the band and dried until the residual solvent concentration became 0.08% by mass, then both ends were trimmed and knurled, and then wound up to produce a film 2A having a thickness of 100 μm. .
(Synthesis example of C-3)

Figure 2005254795
Figure 2005254795

M−100の235.59g(646.8mmol)、テトラブチルアンモニウムクロライド9.171g(33mmol)、ジクロロメタン2805ml、水2475mlを、攪拌装置を備えた反応容器中に投入し、窒素気流下、水浴中300rpmで撹拌した。30分後、テレフタル酸クロライド134.05g(660mmol)を粉体のまま投入し、330mlのジクロロメタンで洗い流した。10分後、p−tert−ブチルフェノール3.966g(26.4mmol)を2M(2N)水酸化ナトリウム水溶液693mlに溶解し、132mlの水で希釈した液を1時間かけて滴下装置を用いて滴下した後、165mlの水で洗浄した。その後、3時間撹拌を継続した後、ジクロロメタン1Lを添加し、有機相を分離した。さらに12M(12N)塩酸水6.6mlを水2.5Lで希釈した溶液を添加し、有機相を洗浄した。さらに水2.5Lで2回洗浄を行った後、分離した有機相にジクロロメタン1Lを添加し、希釈した後、激しく撹拌した25Lのメタノール中に1時間かけて投入した。メタノール中、得られた白色沈殿を濾取し、40℃で12時間加熱乾燥後、70℃、減圧下で3時間乾燥し、目的の化合物C−3を307.2g得た。
得られたC−3の分子量をGPC(THF溶媒)で測定した結果、重量平均分子量は61000であった。
235.59 g (646.8 mmol) of M-100, 9.171 g (33 mmol) of tetrabutylammonium chloride, 2805 ml of dichloromethane and 2475 ml of water were put into a reaction vessel equipped with a stirrer, and 300 rpm in a water bath under a nitrogen stream. Stir with. After 30 minutes, 134.05 g (660 mmol) of terephthalic acid chloride was charged as powder and washed with 330 ml of dichloromethane. Ten minutes later, 3.966 g (26.4 mmol) of p-tert-butylphenol was dissolved in 693 ml of 2M (2N) aqueous sodium hydroxide solution, and a solution diluted with 132 ml of water was added dropwise over 1 hour using a dropping device. Thereafter, it was washed with 165 ml of water. Then, after continuing stirring for 3 hours, 1 L of dichloromethane was added, and the organic phase was separated. Further, a solution obtained by diluting 6.6 ml of 12M (12N) hydrochloric acid water with 2.5 L of water was added, and the organic phase was washed. After further washing with 2.5 L of water twice, 1 L of dichloromethane was added to the separated organic phase, diluted, and then poured into 25 L of methanol that was vigorously stirred over 1 hour. The resulting white precipitate in methanol was collected by filtration, heated and dried at 40 ° C. for 12 hours, and then dried at 70 ° C. under reduced pressure for 3 hours to obtain 307.2 g of the desired compound C-3.
As a result of measuring the molecular weight of the obtained C-3 by GPC (THF solvent), the weight average molecular weight was 61000.

また、下記のようにして合成された一般式(1)および(2)で表わされる樹脂F−3、FL−1及びFL−7を用いた以外は、上記フィルム2Aと同様の方法によりフィルム2B、2C及び2Dを作製した。   Further, the film 2B was prepared in the same manner as the film 2A except that the resins F-3, FL-1 and FL-7 represented by the general formulas (1) and (2) synthesized as follows were used. 2C and 2D were prepared.

(F−3の合成例) (Synthesis example of F-3)

Figure 2005254795
Figure 2005254795

7.69gのM−101を塩化メチレン98mlに懸濁させた液にハイドロサルファイトナトリウム0.09g、テトラブチルアンモニウムブロミド0.42gを溶解した113mlの水を加え、激しく撹拌した。次いで、室温下で2MのNaOH水溶液31.5ml、テレフタル酸クロリド1.52g、イソフタル酸クロリド1.52gの20ml塩化メチレン溶液を同時に1時間かけて添加した。添加後、さらに6時間反応を行った後、分液操作により有機層を分離した。さらに希塩酸300mlで2回洗浄し、塩化メチレンを減圧留去した。残渣に塩化メチレン20mlを加えて溶解し、ごみ取りろ過を行った後、200mlのメタノールにゆっくりと投入した。析出した樹脂を濾取し、メタノールで洗浄、乾燥し、白色固体として目的の化合物F−3を10.5g得た。
得られた樹脂は重量平均分子量50500、Tgは262℃であった。また、得られた樹脂のNMRは、以下のとおりであった。
1H-NMR (δin CDCl3):4.60(dd) 6.87(dd) 6.96(d) 7.04(dd) 7.59(m) 8.21(d) 8.34(br.d) 8.86(br.s)
To a liquid in which 7.69 g of M-101 was suspended in 98 ml of methylene chloride, 113 ml of water in which 0.09 g of hydrosulfite sodium and 0.42 g of tetrabutylammonium bromide were dissolved was added and stirred vigorously. Then, 31.5 ml of 2M NaOH aqueous solution, 1.52 g of terephthalic acid chloride, and 20 ml of methylene chloride solution of 1.52 g of isophthalic acid chloride were added simultaneously at room temperature over 1 hour. After the addition, the reaction was further performed for 6 hours, and then the organic layer was separated by a liquid separation operation. Further, it was washed twice with 300 ml of diluted hydrochloric acid, and methylene chloride was distilled off under reduced pressure. 20 ml of methylene chloride was added to the residue for dissolution, and after removing dust and filtering, it was slowly put into 200 ml of methanol. The precipitated resin was collected by filtration, washed with methanol, and dried to obtain 10.5 g of the target compound F-3 as a white solid.
The obtained resin had a weight average molecular weight of 50500 and Tg of 262 ° C. Moreover, NMR of the obtained resin was as follows.
1 H-NMR (δin CDCl 3 ): 4.60 (dd) 6.87 (dd) 6.96 (d) 7.04 (dd) 7.59 (m) 8.21 (d) 8.34 (br.d) 8.86 (br.s)

(FL−1の合成例)
フルオレンビスフェノール−イソフタル酸/テレフタル酸から誘導されるポリアリレート(FL−1)を以下の方法により合成した。
JFEケミカル(株)製BPFL(商品名)をアセトニトリルで2回再結晶を行い、70℃、3時間の加熱真空乾燥を行うことによりHPLC純度99.9%以上のフルオレン化合物A−1を得た(但し、アセトニトリル8.6質量%を含有)。
得られたA−1の253.03g(660mmol)と、テトラブチルアンモニウムクロライド9.171g(33mmol)、ジクロロメタン2227ml及び水2475mlとを、攪拌装置を備えた反応容器中に投入し、窒素気流下、水浴中300rpmで撹拌を行った。30分後、イソフタル酸クロライド67.0g(330mmol)とテレフタル酸クロライド67.0g(330mmol)を743mlのジクロロメタンに溶解した溶液と、2M(2N)水酸化ナトリウム水溶液693mlを水132mlで希釈した溶液とを同時に別々の滴下装置を用いて1時間かけて滴下し、終了後、水165ml及びジクロロメタン165mlでそれぞれ洗い流した。次いで、3時間撹拌を継続した後、ジクロロメタン1Lを添加し、有機相を分離した。さらに12M(12N)塩酸水6.6mlを水2.5Lで希釈した溶液を添加し、有機相を洗浄した。さらに水2.5Lで2回洗浄を行った後、分離した有機相にジクロロメタン1Lを添加し、希釈した後、激しく撹拌した25Lのメタノール中に1時間かけて投入した。得られた白色沈殿を濾取し、40℃で12時間加熱乾燥した後、70℃、減圧下で3時間乾燥し、目的の化合物FL−1を286g得た。
得られたFL−1の分子量をGPC(THF溶媒)で測定した結果、重量平均分子量258000であった。また、DSCで測定したTgは324℃であった。
(Synthesis example of FL-1)
Polyarylate (FL-1) derived from fluorene bisphenol-isophthalic acid / terephthalic acid was synthesized by the following method.
BPFL (trade name) manufactured by JFE Chemical Co., Ltd. was recrystallized twice with acetonitrile, followed by heating and vacuum drying at 70 ° C. for 3 hours to obtain a fluorene compound A-1 having an HPLC purity of 99.9% or more. (However, 8.6 mass% of acetonitrile is contained).
253.03 g (660 mmol) of the obtained A-1, 9.171 g (33 mmol) of tetrabutylammonium chloride, 2227 ml of dichloromethane and 2475 ml of water were put into a reaction vessel equipped with a stirrer. Stirring was performed at 300 rpm in a water bath. After 30 minutes, a solution prepared by dissolving 67.0 g (330 mmol) of isophthalic acid chloride and 67.0 g (330 mmol) of terephthalic acid chloride in 743 ml of dichloromethane, a solution obtained by diluting 693 ml of 2M (2N) sodium hydroxide aqueous solution with 132 ml of water, Were dropped simultaneously over 1 hour using separate dropping devices, and after completion, each was washed with 165 ml of water and 165 ml of dichloromethane. Subsequently, after stirring was continued for 3 hours, 1 L of dichloromethane was added and the organic phase was separated. Further, a solution obtained by diluting 6.6 ml of 12M (12N) hydrochloric acid water with 2.5 L of water was added, and the organic phase was washed. After further washing with 2.5 L of water twice, 1 L of dichloromethane was added to the separated organic phase, diluted, and then poured into 25 L of methanol that was vigorously stirred over 1 hour. The resulting white precipitate was collected by filtration, dried by heating at 40 ° C. for 12 hours, and then dried at 70 ° C. under reduced pressure for 3 hours to obtain 286 g of the desired compound FL-1.
As a result of measuring the molecular weight of the obtained FL-1 by GPC (THF solvent), the weight average molecular weight was 258,000. The Tg measured by DSC was 324 ° C.

(FL−7の合成例)
JFEケミカル(株)製BPFL(商品名)をアセトニトリルで2回再結晶を行い、70℃、3時間の加熱真空乾燥を行うことによりHPLC純度99.9%以上のフルオレン化合物A−1を得た(但し、アセトニトリル8.6質量%を含有)。
得られたA−1の253.03g(660mmol)と、テトラブチルアンモニウムクロライド9.171g(33mmol)、ジクロロメタン2805ml及び水2475mlとを、攪拌装置を備えた反応容器中に投入し、窒素気流下、水浴中で300rpmの攪拌速度で撹拌した。30分後、2,6−ナフタレンジカルボン酸クロライド167.03g(660mmol)を粉体のまま投入し、330mlのジクロロメタンで洗い流した。10分後、2M(2N)水酸化ナトリウム水溶液693mlを水132mlで希釈した液を、滴下装置を用いて1時間かけて滴下し、終了後水165mlで洗い流した。次いで、3時間撹拌を継続した後、ジクロロメタン1Lを添加して有機相を分離した。さらに12M(12N)塩酸水6.6mlを水2.5Lで希釈した溶液を添加して有機相を洗浄した。さらに水2.5Lで2回洗浄した後、分離した有機相にジクロロメタン1Lを添加して希釈した後、激しく撹拌した25Lのメタノール中に1時間かけて投入した。
得られた白色沈殿を濾取し、40℃で12時間加熱乾燥した後、70℃減圧下で3時間乾燥し、目的の化合物FL−7を302g得た。
得られた化合物FL−7の分子量をGPC(THF溶媒)で測定した結果、重量平均分子量170,000であった。また、DSCで測定したTgは369℃であった。
(Synthesis example of FL-7)
BPFL (trade name) manufactured by JFE Chemical Co., Ltd. was recrystallized twice with acetonitrile, followed by heating and vacuum drying at 70 ° C. for 3 hours to obtain a fluorene compound A-1 having an HPLC purity of 99.9% or more. (However, 8.6 mass% of acetonitrile is contained).
253.03 g (660 mmol) of the obtained A-1, 9.171 g (33 mmol) of tetrabutylammonium chloride, 2805 ml of dichloromethane and 2475 ml of water were put into a reaction vessel equipped with a stirrer. Stirring was performed in a water bath at a stirring speed of 300 rpm. Thirty minutes later, 167.03 g (660 mmol) of 2,6-naphthalenedicarboxylic acid chloride was added as a powder and washed with 330 ml of dichloromethane. Ten minutes later, a solution obtained by diluting 693 ml of a 2M (2N) aqueous sodium hydroxide solution with 132 ml of water was added dropwise over 1 hour using a dropping device, and then washed with 165 ml of water. Subsequently, after stirring was continued for 3 hours, 1 L of dichloromethane was added to separate the organic phase. Further, a solution obtained by diluting 6.6 ml of 12M (12N) hydrochloric acid water with 2.5 L of water was added to wash the organic phase. After further washing twice with 2.5 L of water, 1 L of dichloromethane was added to the separated organic phase for dilution, and then the mixture was poured into 25 L of methanol that was vigorously stirred for 1 hour.
The resulting white precipitate was collected by filtration, dried by heating at 40 ° C. for 12 hours, and then dried at 70 ° C. under reduced pressure for 3 hours to obtain 302 g of the desired compound FL-7.
As a result of measuring the molecular weight of the obtained compound FL-7 by GPC (THF solvent), the weight average molecular weight was 170,000. The Tg measured by DSC was 369 ° C.

2.無機層及び有機層の作製
上記フィルム2A〜2D上に、実施例1と同様の方法で無機酸化物層を形成した。次いで、(a)テトラエチレングリコールジアクリレート、(b)カプロラクトンアクリレート、(c)トリプロピレングリコールモノアクリレートを質量比=7:1.2:1.4の割合で混合した溶液に、ラジカル開始剤(イルガキュアー651:チバガイギー社製)を1質量%添加し、溶剤に溶かして、無機酸化物層が形成されたフィルム2A〜2D上に塗布し、乾燥した後、UV照射により、硬化させ、無機酸化物層上に厚さ約2μmの有機層を作製した。
上記の操作を繰り返して6層構成からなるフィルムを作製し、実施例1と同様の方法で酸素透過率及び水蒸気透過率を測定し評価した。結果を表2に示す。
2. Preparation of Inorganic Layer and Organic Layer An inorganic oxide layer was formed on the films 2A to 2D in the same manner as in Example 1. Next, a radical initiator (a) was mixed with a solution in which (a) tetraethylene glycol diacrylate, (b) caprolactone acrylate, and (c) tripropylene glycol monoacrylate were mixed at a mass ratio of 7: 1.2: 1.4. Irgacure 651 (manufactured by Ciba Geigy) is added in an amount of 1% by mass, dissolved in a solvent, applied onto the films 2A to 2D on which the inorganic oxide layer is formed, dried, cured by UV irradiation, and inorganic oxidized. An organic layer having a thickness of about 2 μm was formed on the physical layer.
The above operation was repeated to produce a film having a six-layer structure, and the oxygen transmission rate and water vapor transmission rate were measured and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

2Aの樹脂化合物C−3の替わりに市販のポリカーボネートフィルム(三菱瓦斯化学ユーピロン、Tg:140℃)、ポリエーテルスルホン、ポリイミド樹脂(宇部興産製、商品名Upilex−R、Tg:285℃)を用いた以外は2Aと同様の方法で積層フィルム2E、2F、2Gを作製し、実施例1と同様の方法で酸素透過率及び水蒸気透過率を測定して評価した。結果を表2に示す。   Instead of 2A resin compound C-3, a commercially available polycarbonate film (Mitsubishi Gas Chemical Iupilon, Tg: 140 ° C.), polyethersulfone, polyimide resin (trade name Upilex-R, Tg: 285 ° C., manufactured by Ube Industries) is used. A laminated film 2E, 2F, 2G was prepared in the same manner as 2A except that the oxygen permeability and water vapor permeability were measured and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

Figure 2005254795
Figure 2005254795

表2より本発明の一般式(1)または(2)で表わされる樹脂を用いた場合(フィルム2A〜2D、2G)には、比較例(フィルム2E、2F)よりも低い酸素透過率及び水蒸気透過率を示した。また、実施例2のフィルム2A〜2Cを用いた方が、実施例1のフィルムを用いた場合よりも高いバリア性能を示すこと分かる。これは、本発明の一般式(1)または(2)で表わされる樹脂が高いTgを有するため、蒸着時の基材の平滑性を維持でき、さらに無機層との密着性が向上したためである。   Table 2 shows that when the resin represented by the general formula (1) or (2) of the present invention is used (films 2A to 2D, 2G), the oxygen transmission rate and water vapor are lower than those of the comparative examples (films 2E, 2F). The transmittance was shown. Moreover, it turns out that the direction using the films 2A-2C of Example 2 shows higher barrier performance than the case where the film of Example 1 is used. This is because the resin represented by the general formula (1) or (2) of the present invention has a high Tg, so that the smoothness of the substrate during vapor deposition can be maintained, and the adhesion to the inorganic layer is further improved. .

<実施例3>
実施例2で作製したフィルム2A〜2G上に、特表2002−532850号公報記載の方法で、無機酸化物からなる無機層とアクリレート樹脂からなる有機層を各1層ずつ積層させたフィルム3A〜3Gを作製した。次いで、45℃、相対湿度100%で水蒸気透過率の測定を行い、評価した。測定した水蒸気透過率の結果を表3に示す。
<Example 3>
Films 3A to 3G in which an inorganic layer made of an inorganic oxide and an organic layer made of an acrylate resin are laminated on the films 2A to 2G produced in Example 2 by the method described in JP-T-2002-532850. 3G was produced. Subsequently, the water vapor transmission rate was measured and evaluated at 45 ° C. and a relative humidity of 100%. Table 3 shows the results of the measured water vapor transmission rate.

特表2002−532850号公報に記載されたガスバリアフィルムを作製し、3A〜3Gと同様の方法により水蒸気透過率を測定した。測定した水蒸気透過率の結果を表3に示す。   A gas barrier film described in JP-T-2002-532850 was prepared, and the water vapor transmission rate was measured by the same method as in 3A to 3G. Table 3 shows the results of the measured water vapor transmission rate.

Figure 2005254795
Figure 2005254795

表3より、本発明のガスバリアフィルムは、特表2002−532850号公報のガスバリアフィルムよりも水蒸気透過率が遥かに小さいことが分かる。これより、本発明のガスバリアフィルムは、特表2002−532850号公報のガスバリアフィルムよりも遥かにガスバリア性能に優れていることが分かる。   From Table 3, it can be seen that the gas barrier film of the present invention has a much lower water vapor transmission rate than the gas barrier film of JP-T-2002-532850. From this, it can be seen that the gas barrier film of the present invention is far superior in gas barrier performance to the gas barrier film disclosed in JP-T-2002-532850.

<実施例4>
フィルム上にゾルゲル法により得られる有機層(ゾルゲル層)を有する場合の効果を調べるため、以下の評価を行った。
実施例1で作製したフィルム1A上に、実施例2と同様の方法により有機層を形成してフィルム4Aを作製した。さらに、実施例2の方法に従い、基材フィルム(PES)上に無機酸化物薄膜層を蒸着させた後、有機層を形成してフィルム4Bを作製した。
得られたフィルム4A及び4Bの酸素透過率及び水蒸気透過率を測定し、評価した。測定した酸素透過率及び水蒸気透過率を表4に示す。
<Example 4>
In order to investigate the effect of having an organic layer (sol-gel layer) obtained by the sol-gel method on the film, the following evaluation was performed.
On the film 1A produced in Example 1, an organic layer was formed in the same manner as in Example 2 to produce a film 4A. Furthermore, according to the method of Example 2, after depositing an inorganic oxide thin film layer on a base film (PES), an organic layer was formed to produce a film 4B.
The obtained films 4A and 4B were measured for oxygen permeability and water vapor permeability and evaluated. Table 4 shows the measured oxygen transmission rate and water vapor transmission rate.

Figure 2005254795
Figure 2005254795

表4より、本発明において、フィルム4Aのようにゾルゲル層を設けてから、無機酸化物層を蒸着した方が、ゾルゲル層を設けなかったフィルム4Bよりもガスバリア性能が優れていることが分かる。
なお、フィルム4Aのゾルゲル層の代わりに、実施例2の方法で形成した有機層をフィルム基板上に形成したガスバリアフィルムで同様のガス透過性を測定したが、ゾルゲル層を有するフィルム4Aの場合のような顕著な改善効果は得られなかった。
From Table 4, it can be seen that in the present invention, after providing the sol-gel layer as in the film 4A, the vapor deposition of the inorganic oxide layer is superior to the film 4B in which the sol-gel layer is not provided.
In addition, although the same gas permeability was measured with the gas barrier film which formed the organic layer formed by the method of Example 2 on the film substrate instead of the sol-gel layer of film 4A, in the case of film 4A which has a sol-gel layer Such a remarkable improvement effect was not obtained.

<実施例5>
1.有機EL素子の作製
フィルム3Aを真空チャンバー内に導入し、IXOターゲットを用いて、DCマグネトロンスパッタリングにより、厚さ0.2μmのIXO薄膜からなる透明電極を形成した。透明電極(IXO)より、アルミニウムのリ−ド線を結線し、積層構造体を形成した。透明電極の表面に、ポリエチレンジオキシチオフェン・ポリスチレンスルホン酸の水性分散液(BAYER社製、Baytron P:固形分1.3質量%)をスピンコートした後、150℃で2時間真空乾燥し、厚さ100nmのホール輸送性有機薄膜層を形成した。これを基板Xとした。
一方、厚さ188μmのポリエーテルスルホン(住友ベークライト(株)製スミライトFS−1300)からなる仮支持体の片面上に、下記組成を有する発光性有機薄膜層用塗布液をスピンコーターを用いて塗布し、室温で乾燥することにより、厚さ13nmの発光性有機薄膜層を仮支持体上に形成した。これを転写材料Yとした。
<Example 5>
1. A film 3A for producing an organic EL element was introduced into a vacuum chamber, and a transparent electrode made of an IXO thin film having a thickness of 0.2 μm was formed by DC magnetron sputtering using an IXO target. An aluminum lead wire was connected from the transparent electrode (IXO) to form a laminated structure. The surface of the transparent electrode was spin-coated with an aqueous dispersion of polyethylene dioxythiophene / polystyrene sulfonic acid (BAYER, Baytron P: solid content 1.3 mass%), and then vacuum-dried at 150 ° C. for 2 hours to obtain a thick A hole-transporting organic thin film layer having a thickness of 100 nm was formed. This was designated as substrate X.
On the other hand, a coating solution for a light-emitting organic thin film layer having the following composition was applied on one surface of a temporary support made of polyethersulfone (Sumitomo Bakelite Co., Ltd. Sumilite FS-1300) having a thickness of 188 μm using a spin coater. Then, a light-emitting organic thin film layer having a thickness of 13 nm was formed on the temporary support by drying at room temperature. This was designated as transfer material Y.

ポリビニルカルバゾール(Mw=63000 、アルドリッチ社製) 40質量部
トリス(2−フェニルピリジン)イリジウム錯体(オルトメタル化錯体):
1質量部
ジクロロエタン: 3200質量部
Polyvinylcarbazole (Mw = 63000, manufactured by Aldrich) 40 parts by mass Tris (2-phenylpyridine) iridium complex (orthometalated complex):
1 part by mass Dichloroethane: 3200 parts by mass

基板Xの有機薄膜層の上面に転写材料Yの発光性有機薄膜層側を重ね、一対の熱ローラーを用い160℃、0.3MPa、0.05m/minで加熱・加圧し、仮支持体を引き剥がすことにより、基板Xの上面に発光性有機薄膜層を形成した。これを基板XYとした。
また、25mm角に裁断した厚さ50μmのポリイミドフイルム(UPILEX−50S、宇部興産製)片面上に、パターニングした蒸着用のマスク(発光面積が5mm×5mmとなるマスク)を設置し、約0.1mPaの減圧雰囲気中でAlを蒸着し、膜厚0.3μmの電極を形成した。Al23ターゲットを用いて、DCマグネトロンスパッタリングにより、Al23をAl層と同パターンで蒸着し、膜厚3nmとした。Al電極よりアルミニウムのリード線を結線し、積層構造体を形成した。得られた積層構造体の上に下記組成を有する電子輸送性有機薄膜層用塗布液をスピンコーター塗布機を用いて塗布し、80℃で2時間真空乾燥することにより、厚さ15nmの電子輸送性有機薄膜層を形成した。これを基板Zとした。
The luminescent organic thin film layer side of the transfer material Y is superimposed on the upper surface of the organic thin film layer of the substrate X, heated and pressurized at 160 ° C., 0.3 MPa, 0.05 m / min using a pair of heat rollers, and the temporary support is attached. By peeling off, a light-emitting organic thin film layer was formed on the upper surface of the substrate X. This was designated as substrate XY.
Further, a patterned evaporation mask (a mask having a light emission area of 5 mm × 5 mm) is placed on one side of a polyimide film (UPILEX-50S, manufactured by Ube Industries) having a thickness of 50 μm cut into a 25 mm square. Al was evaporated in a reduced pressure atmosphere of 1 mPa to form an electrode having a film thickness of 0.3 μm. Using an Al 2 O 3 target by DC magnetron sputtering, the Al 2 O 3 was deposited in the same pattern as the Al layer and the thickness of 3 nm. Aluminum lead wires were connected from the Al electrode to form a laminated structure. A coating solution for an electron transporting organic thin film layer having the following composition is coated on the obtained laminated structure using a spin coater coating machine, and vacuum dried at 80 ° C. for 2 hours, thereby transporting an electron having a thickness of 15 nm. An organic thin film layer was formed. This was designated as substrate Z.

ポリビニルブチラール2000L(Mw=2000、電気化学工業社製): 10質量部
1−ブタノール: 3500質量部
下記構造を有する電子輸送性化合物: 20質量部
Polyvinyl butyral 2000L (Mw = 2000, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.): 10 parts by mass 1-butanol: 3500 parts by mass Electron transporting compound having the following structure: 20 parts by mass

Figure 2005254795
Figure 2005254795

基板XYと基板Zを用い、電極同士が発光性有機薄膜層を挟んで対面するように重ね合せ、一対の熱ローラーを用い160℃、0.3MPa、0.05m/minで加熱・加圧し、貼り合せ、有機EL素子1を作製した。
また、比較用の有機EL素子として、基板Xの作成において、支持体としてサンプル3Eを用いて有機EL素子2を作製した。
Using the substrates XY and Z, the electrodes are stacked so that the electrodes face each other with the light-emitting organic thin film layer interposed therebetween, and heated and pressurized at 160 ° C., 0.3 MPa, 0.05 m / min using a pair of heat rollers, The organic EL element 1 was produced by bonding.
Moreover, in the production of the substrate X as a comparative organic EL element, an organic EL element 2 was produced using the sample 3E as a support.

2.評価
得られた有機EL素子1及び2にソースメジャーユニット2400型(東洋テクニカ(株)製)を用いて、直流電圧を印加し、発光させた。有機EL素子1及び2ともに良好に発光した。
有機EL素子1及び2を素子作成後25℃、相対湿度75%下に1ヶ月放置し、同様にして発光させてみたところ、有機EL素子1は同様に良好な発光が見られたものの、有機EL素子2においては、欠陥が増大していた。
2. A direct measure voltage was applied to the organic EL elements 1 and 2 obtained by the evaluation using a source measure unit 2400 type (manufactured by Toyo Technica Co., Ltd.) to emit light. Both organic EL elements 1 and 2 emitted light well.
When the organic EL elements 1 and 2 were left to stand at 25 ° C. and a relative humidity of 75% for one month after the element was made to emit light in the same manner, the organic EL element 1 showed good light emission in the same manner. In the EL element 2, defects increased.

<実施例6>
1.TFT設置を想定した有機EL素子の作製
フィルム3A上に透明電極を形成した後に、TFT設置を想定して230℃、30分の加熱処理を行ったことを除き、実施例5と同様の方法により有機EL素子3A(樹脂基材のTg:270℃)を作製した。
また、下記の構造を有するポリイミド1(Tg:285℃)を用いたフィルム上に、実施例1のフィルム1Fと同様の条件で、無機酸化物層およびゾルゲル層を形成したものに変更したことを除き、前記有機EL素子3Aと同様の方法により有機EL素子3Wを作製した。
<Example 6>
1. Preparation of organic EL element assuming TFT installation By forming a transparent electrode on film 3A and then performing a heat treatment at 230 ° C. for 30 minutes assuming TFT installation, the same method as in Example 5 Organic EL element 3A (resin base material Tg: 270 ° C.) was produced.
Moreover, it changed into what formed the inorganic oxide layer and the sol-gel layer on the conditions similar to the film 1F of Example 1 on the film using the polyimide 1 (Tg: 285 degreeC) which has the following structure. Except for the above, an organic EL element 3W was produced in the same manner as the organic EL element 3A.

Figure 2005254795
Figure 2005254795

また、基材をフィルム3Dに変更し、加熱処理を300℃、1時間に変更したことを除き、有機EL素子3Aと同様の方法で有機EL素子3Dを作製した。
一方、比較用の有機EL素子として、フィルム1F(樹脂基材のTg:160℃)を用いたことを除き、有機EL素子3Aと同様の方法で、有機EL素子の作製を行ったが、加熱処理後にフィルム1Fが激しく変形し、有機EL素子を作製できなかった。
Moreover, organic EL element 3D was produced by the method similar to organic EL element 3A except having changed the base material into film 3D and having changed heat processing into 300 degreeC and 1 hour.
On the other hand, the organic EL element was produced in the same manner as the organic EL element 3A except that the film 1F (Tg of resin base material: 160 ° C.) was used as a comparative organic EL element. After the treatment, the film 1F was severely deformed and an organic EL device could not be produced.

2.評価
得られた有機EL素子3A、3D、3Wをソースメジャーユニット2400型(東洋テクニカ(株)製)を用いて、直流電圧を有機EL素子に印加したところいずれも発光した。
これより、本発明のガスバリアフィルムは、TFT工程を想定した加熱処理を行っても有機EL素子用基板フィルムとして機能することが分かる。
2. When the organic EL elements 3A, 3D, and 3W obtained by evaluation were applied to the organic EL element using a source measure unit 2400 type (manufactured by Toyo Technica Co., Ltd.), all emitted light.
Thus, it can be seen that the gas barrier film of the present invention functions as a substrate film for an organic EL element even when a heat treatment assuming a TFT process is performed.

本発明のガスバリアフィルムは、優れたガスバリア性能を有するため、液晶表示装置や有機ELなど画像表示素子の基板として広く利用することができる。   Since the gas barrier film of the present invention has excellent gas barrier performance, it can be widely used as a substrate for image display elements such as liquid crystal display devices and organic EL devices.

実施例1におけるロールトゥロール方式のスパッタリング装置の概略説明図である。1 is a schematic explanatory diagram of a roll-to-roll type sputtering apparatus in Example 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 スパッタリング装置
2 真空槽
3 ドラム
4 送り出しロール
5 巻き取りロール
6 プラスチックフィルム
7 ガイドロール
8 ガイドロール
9 排気口
10 真空ポンプ
11 放電電源
12 カソード
13 制御器
14 ガス流量調整ユニット
15 反応ガス配管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sputtering apparatus 2 Vacuum tank 3 Drum 4 Delivery roll 5 Take-up roll 6 Plastic film 7 Guide roll 8 Guide roll 9 Exhaust port 10 Vacuum pump 11 Discharge power source 12 Cathode 13 Controller 14 Gas flow rate adjustment unit 15 Reactive gas piping

Claims (9)

ガラス転移温度が250℃以上である樹脂基材上に、少なくとも1層の無機層と少なくとも1層の有機層とを交互に有することを特徴とするガスバリアフィルム。 A gas barrier film having alternately at least one inorganic layer and at least one organic layer on a resin substrate having a glass transition temperature of 250 ° C. or higher. 前記樹脂が下記一般式(1)で表されるスピロ構造を有する樹脂または下記一般式(2)で表されるカルド構造を有する樹脂である請求項1に記載のガスバリアフィルム。
Figure 2005254795
[一般式(1)中、環αは、単環式または多環式の環を表し、2つの環はスピロ結合によって結合されている。]
Figure 2005254795

[一般式(2)中、環βおよび環γは、単環式または多環式の環を表し、2つの環γはそれぞれ同じであっても異なっていてもよく、環β上の1つの4級炭素に連結されている。]
The gas barrier film according to claim 1, wherein the resin is a resin having a spiro structure represented by the following general formula (1) or a resin having a cardo structure represented by the following general formula (2).
Figure 2005254795
[In general formula (1), ring α represents a monocyclic or polycyclic ring, and the two rings are connected by a spiro bond. ]
Figure 2005254795

[In general formula (2), ring β and ring γ represent a monocyclic or polycyclic ring, and two rings γ may be the same or different from each other. Linked to quaternary carbon. ]
前記有機層が、アクリロイル基またはメタクリロイル基を有する多官能モノマーを重合させて得られる架橋高分子化合物を主成分として含有する請求項1または2に記載のガスバリアフィルム。 The gas barrier film according to claim 1 or 2, wherein the organic layer contains as a main component a crosslinked polymer compound obtained by polymerizing a polyfunctional monomer having an acryloyl group or a methacryloyl group. 前記有機層が、水素結合性基を有するポリマーと金属アルコキシドとを含有する液を塗布し、乾燥することによって得られたものである請求項1〜3のいずれか一項に記載のガスバリアフィルム。 The gas barrier film according to any one of claims 1 to 3, wherein the organic layer is obtained by applying and drying a liquid containing a polymer having a hydrogen bonding group and a metal alkoxide. 23℃、相対湿度90%における酸素透過率が0.02ml/m2・day・atm以下であり、かつ23℃、相対湿度100%における水蒸気透過率が0.02g/m2・day以下である請求項1〜4のいずれか一項に記載のガスバリアフィルム。 The oxygen permeability at 23 ° C. and 90% relative humidity is 0.02 ml / m 2 · day · atm or less, and the water vapor permeability at 23 ° C. and 100% relative humidity is 0.02 g / m 2 · day or less. The gas barrier film as described in any one of Claims 1-4. ガラス転移温度が250℃以上である樹脂基材上に少なくとも1層の無機層を形成する工程と、少なくとも1層の有機層を形成する工程とを有することを特徴とするガスバリアフィルムの製造方法。 A method for producing a gas barrier film, comprising: a step of forming at least one inorganic layer on a resin substrate having a glass transition temperature of 250 ° C. or higher; and a step of forming at least one organic layer. 前記樹脂基材として下記一般式(1)で表されるスピロ構造を有する樹脂または下記一般式(2)で表されるカルド構造を有する樹脂からなる基材を用いる請求項6に記載のガスバリアフィルムの製造方法。
Figure 2005254795
[一般式(1)中、環αは単環式または多環式の環を表し、2つの環はスピロ結合によって結合されている。]
Figure 2005254795
[一般式(2)中、環βおよび環γは単環式または多環式の環を表し、2つの環γはそれぞれ同じであっても異なっていてもよく、環β上の1つの4級炭素に連結されている。]
The gas barrier film according to claim 6, wherein the resin base material is a base material made of a resin having a spiro structure represented by the following general formula (1) or a resin having a cardo structure represented by the following general formula (2). Manufacturing method.
Figure 2005254795
[In general formula (1), ring α represents a monocyclic or polycyclic ring, and the two rings are linked by a spiro bond. ]
Figure 2005254795
[In general formula (2), ring β and ring γ represent a monocyclic or polycyclic ring, and two rings γ may be the same or different, and one ring 4 on ring β Linked to grade carbon. ]
前記有機層が、水素結合性基を有するポリマーと金属アルコキシドとを含有する組成物を塗布した後、150〜350℃で乾燥することにより形成される請求項6又は7に記載のガスバリアフィルムの製造方法。 The gas barrier film according to claim 6 or 7, wherein the organic layer is formed by applying a composition containing a polymer having a hydrogen bonding group and a metal alkoxide and then drying at 150 to 350 ° C. Method. 請求項1〜5のいずれか一項に記載のガスバリアフィルムを用いることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 An organic electroluminescence device using the gas barrier film according to any one of claims 1 to 5.
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