JP2009024255A - イオンプレーティング用蒸発源材料の原料粉末、イオンプレーティング用蒸発源材料及びその製造方法、ガスバリア性シート及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】酸化ケイ素粉末100重量部と、導電性材料粉末5重量部以上100重量部以下とを含有する原料粉末により、上記課題を解決する。この原料粉末は、酸化ケイ素粉末の平均粒径が好ましくは5μm以下であるとともに、導電性材料粉末の平均粒径が5μm以下であることが好ましく、導電性材料粉末が、金属、導電性を有する金属酸化物、金属窒化物、及び金属酸窒化物から選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。本発明のイオンプレーティング用蒸発源材料は、前記原料粉末を圧縮成形又は造粒させて平均粒径が2mm以上の塊状粒子又は塊状物に加工したものである。
【選択図】なし
Description
本発明のイオンプレーティング用蒸発源材料の原料粉末(本明細書においては、単に「原料粉末」という場合がある。)は、イオンプレーティング法においてイオン化させる原子の蒸発源として用いられる蒸発源材料の原料粉末であって、具体的には、平均粒径が100μm以下、好ましくは5μm以下の酸化ケイ素粉末100重量部と、平均粒径が100μm以下、好ましくは5μm以下の導電性材料粉末5重量部以上100重量部以下とを含有する。
本発明のイオンプレーティング用蒸発源材料は、イオンプレーティング法においてイオン化させる原子の蒸発源として用いられるものであって、上記本発明の原料粉末を圧縮成形又は造粒して得られたものである。具体的には、平均粒径が100μm以下、好ましくは5μm以下の酸化ケイ素粉末100重量部と、平均粒径が100μm以下、好ましくは5μm以下の導電性材料粉末5重量部以上100重量部以下とを含有するイオンプレーティング用蒸発源材料の原料粉末を圧縮成形又は造粒して得られ、平均粒径が2mm以上の塊状粒子又は塊状物となるように構成されたものである。
本発明のイオンプレーティング用蒸発源材料の製造方法(本明細書においては、単に「蒸発源材料の製造方法」という場合がある。)は、上記で説明した本発明の原料粉末を準備する工程と、その原料粉末を圧縮成形又は焼結して所定形状を有するイオンプレーティング用蒸発源材料を成形する工程とを有している。
図1は、本発明のガスバリア性シートの一例を示す概略断面図である。本発明のガスバリア性シート1は、図1に示すように、基材2と、基材2上の少なくとも一方の面に形成されたガスバリア膜3とを備えたものであり、このうちガスバリア膜3は、酸化ケイ素と、好ましくは酸化亜鉛または酸化錫からなる導電性材料とから形成されるものである。亜鉛および錫は、原料粉末の説明欄で説明したように、亜鉛または錫自体のみならず酸化亜鉛または酸化錫もそれぞれ導電性を有する材料ゆえ、工業的に用いやすいという利点がある。より具体的には、ガスバリア膜3は、Si:O:Znの原子数比で100:200〜500:2〜100の範囲にあるSi−O−Zn膜であって、その原子数比がガスバリア膜の厚さ方向に均一になっている。あるいは、ガスバリア膜3は、Si:O:Snの原子数比で100:150〜400:2〜60の範囲にあるSi−O−Sn膜であって、その原子数比がガスバリア膜の厚さ方向に均一になっている。こうしたガスバリア性シート1は、厚さ方向の膜質が均一なガスバリア膜3を有するので、ガスバリア性に優れたものとなる。
本発明のガスバリア性シートの製造方法は、平均粒径が100μm以下、好ましくは5μm以下の酸化ケイ素粉末100重量部と、平均粒径が100μm以下、好ましくは5μm以下の導電性材料粉末5重量部以上100重量部以下とを含有するイオンプレーティング用蒸発源材料の原料粉末を圧縮成形又は造粒してなる所定形状のイオンプレーティング用蒸発源材料を準備する工程と、このイオンプレーティング用蒸発源材料を蒸発源材料として用いて基材上にガスバリア膜をイオンプレーティング成膜する工程と、を有している。
二酸化ケイ素粉末であるSiO2粉末(東ソーシリカ製、粒度分布計・コールターカウンター法で測定された平均粒径:2μm、自動比表面積測定装置で窒素吸着法・BETの式で測定された比表面積:800m2/g)を100重量部に対し、酸化亜鉛粉末であるZnO粉末(高純度化学製、粒度分布計・コールターカウンター法で測定された平均粒径:0.5μm、JIS−K7194準拠4探針法で測定された体積抵抗率が10Ω・cm)を30重量部加えて混合して、本発明に係る原料粉末を得た。
酸化亜鉛粉末であるZnO粉末の含有量を15重量部として本発明に係る原料粉末を得たこと、以外は、実施例1と同様にしてガスバリア性シートを形成し、膜厚30nmのSiOaZnbのガスバリア膜を得た。実施例1と同様にして、ESCAの測定をしたところ、aは2.2、bは0.1であった。したがって、Si:O:Zn=100:224:12であった。また、水蒸気透過率を測定したところ、5.6×10−1g/m2/dayであり、酸素透過率を測定したところ、6.5×10−1cc/m2/day・atmであった。
酸化亜鉛粉末であるZnO粉末の含有量を70重量部として本発明に係る原料粉末を得たこと、以外は、実施例1と同様にしてガスバリア性シートを形成し、膜厚25nmのSiOaZnbのガスバリア膜を得た。実施例1と同様にして、ESCAの測定をしたところ、aは3.2、bは0.7であった。したがって、Si:O:Zn=100:321:65であった。また、水蒸気透過率を測定したところ、5.0×10−2g/m2/dayであり、酸素透過率を測定したところ、2.4×10−1cc/m2/day・atmであった。
二酸化ケイ素粉末であるSiO2粉末(株式会社アドマテックス製、粒度分布計・コールターカウンター法で測定された平均粒径:0.5μm、自動比表面積測定装置で窒素吸着法・BETの式で測定された比表面積:6.8m2/g)を100重量部に対し、酸化錫粉末であるSnO粉末を30重量部加えて混合して、本発明に係る原料粉末を得た。
酸化錫粉末であるSnO粉末の含有量を60重量部として本発明に係る原料粉末を得たこと、以外は、実施例4と同様にしてガスバリア性シートを形成し、SiOaSnbのガスバリア膜を得た。実施例4と同様にして、ESCAの測定をしたところ、ガスバリア膜の組成は、Si:O:Sn=100:232:26であった。また、このガスバリア膜の膜厚を測定したところ、87nmであった。さらに、水蒸気透過率を測定したところ、0.9×10−2g/m2/dayであり、酸素透過率を測定したところ、1.9×10−2cc/m2/day・atmであった。
二酸化ケイ素粉末であるSiO2粉末(株式会社アドマテックス製、粒度分布計・コールターカウンター法で測定された平均粒径:0.5μm、自動比表面積測定装置で窒素吸着法・BETの式で測定された比表面積:6.8m2/g)を100重量部に対し、金属錫粉末であるSn粉末(高純度化学製 平均粒径63μm)を30重量部加えて混合して、本発明に係る原料粉末を得た。
導電性材料粉末である酸化亜鉛粉末を原料粉末中に3重量部含有させた以外は、実施例1と同様にしてガスバリア性シートを形成し、膜厚32nmのSiOcZndのガスバリア膜を得た。実施例1と同様にして、ESCAの測定をしたところ、cは2.1、dは0.04であった。したがって、Si:O:Zn=100:205:4であった。また、水蒸気透過率を測定したところ、2.5g/m2/dayであり、酸素透過率を測定したところ、2.5cc/m2/day・atmであった。
導電性材料粉末である酸化亜鉛粉末を用いなかったこと以外は、実施例1と同様にしてガスバリア性シートを形成し、膜厚35nmのSiOeのガスバリア膜を得た。実施例1と同様にして、ESCAの測定をしたところ、eは2.2であり、水蒸気透過率を測定したところ、2.5g/m2/dayであり、酸素透過率を測定したところ、2.7cc/m2/day・atmであった。
2 基材
3 ガスバリア膜
101 ホローカソード型イオンプレーティング装置
102 真空チャンバー
103a 供給ロール
103b 巻き取りロール
104 コーティングドラム
105 真空排気ポンプ
106 成膜チャンバー
107 坩堝
108 アノード磁石
109 仕切り板
110 圧力勾配型プラズマガン
111 収束用コイル
112 シート化磁石
113 バルブ
114 真空排気ポンプ
116 バルブ
Claims (21)
- 酸化ケイ素粉末100重量部と、導電性材料粉末5重量部以上100重量部以下とを含有することを特徴とするイオンプレーティング用蒸発源材料の原料粉末。
- 前記酸化ケイ素粉末の平均粒径が5μm以下であるとともに、前記導電性材料粉末の平均粒径が5μm以下である、イオンプレーティング用蒸発源材料の原料粉末。
- 前記酸化ケイ素粉末の比表面積が600m2/g以上である、請求項1に記載のイオンプレーティング用蒸発源材料の原料粉末。
- 前記導電性材料粉末が、金属、導電性を有する金属酸化物、金属窒化物、及び金属酸窒化物から選ばれる少なくとも1つからなる、請求項1に記載のイオンプレーティング用蒸発源材料の原料粉末。
- 前記導電性材料粉末が、酸化亜鉛からなる、請求項4に記載のイオンプレーティング用蒸発源材料の原料粉末。
- 前記導電性材料粉末が、酸化錫からなる、請求項4に記載のイオンプレーティング用蒸発源材料の原料粉末。
- 酸化ケイ素粉末100重量部と、導電性材料粉末5重量部以上100重量部以下とを含有するイオンプレーティング用蒸発源材料の原料粉末を準備する工程と、
前記原料粉末を造粒又は圧縮成形して所定形状を有するイオンプレーティング用蒸発源材料を成形する工程と、を有することを特徴とするイオンプレーティング用蒸発源材料の製造方法。 - 前記酸化ケイ素粉末の平均粒径が5μm以下であるとともに、前記導電性材料粉末の平均粒径が5μm以下である、請求項7に記載のイオンプレーティング用蒸発源材料の製造方法。
- 前記所定形状を有するイオンプレーティング用蒸発源材料を成形する工程は、前記原料粉末を構成する前記酸化ケイ素粉末と前記導電性材料粉末とを圧縮成形又は造粒させて平均粒径が2mm以上の塊状粒子又は塊状物に加工する工程を含む、請求項7に記載のイオンプレーティング用蒸発源材料の製造方法。
- 前記所定形状を有するイオンプレーティング用蒸発源材料を成形する工程は、圧縮成形又は造粒させた前記塊状粒子又は塊状物を加熱する工程を更に含む、請求項9に記載のイオンプレーティング用蒸発源材料の製造方法。
- 前記所定形状を有するイオンプレーティング用蒸発源材料を成形する工程は、圧縮成形又は造粒させた前記塊状粒子又は塊状物を焼結する工程を更に含む、請求項10に記載のイオンプレーティング用蒸発源材料の製造方法。
- 酸化ケイ素粉末100重量部と、導電性材料粉末5重量部以上100重量部以下とを含有するイオンプレーティング用蒸発源材料の原料粉末を圧縮成形又は造粒して得られ、平均粒径が2mm以上の塊状粒子又は塊状物であることを特徴とするイオンプレーティング用蒸発源材料。
- 前記酸化ケイ素粉末の平均粒径が5μm以下であるとともに、前記導電性材料粉末の平均粒径が5μm以下である、請求項12に記載のイオンプレーティング用蒸発源材料。
- 前記導電性材料粉末が、金属、導電性を有する金属酸化物、金属窒化物、及び金属酸窒化物から選ばれる少なくとも1つからなる、請求項12に記載のイオンプレーティング用蒸発源材料。
- 前記導電性材料粉末が、酸化亜鉛からなる、請求項14に記載のイオンプレーティング用蒸発源材料。
- 前記導電性材料粉末が、酸化錫からなる、請求項14に記載のイオンプレーティング用蒸発源材料。
- 酸化ケイ素粉末100重量部と、導電性材料粉末5重量部以上100重量部以下とを含有するイオンプレーティング用蒸発源材料の原料粉末を圧縮成形又は造粒してなる所定形状のイオンプレーティング用蒸発源材料を準備する工程と、
前記イオンプレーティング用蒸発源材料を蒸発源材料として用いて基材上にガスバリア膜をイオンプレーティング成膜する工程と、を有することを特徴とするガスバリア性シートの製造方法。 - 前記酸化ケイ素粉末の平均粒径が5μm以下であるとともに、前記導電性材料粉末の平均粒径が5μm以下である、請求項17に記載のガスバリア性シートの製造方法。
- 前記導電性材料粉末が、金属、導電性を有する金属酸化物、金属窒化物、及び金属酸窒化物から選ばれる少なくとも1つからなる、請求項17に記載のガスバリア性シートの製造方法。
- 基材と、基材上の少なくとも一方の面に形成されたガスバリア膜とを備えるガスバリア性シートにおいて、
前記ガスバリア膜が、Si:O:Znの原子数比で100:200〜500:2〜100の範囲にあるSi−O−Zn膜であって、前記原子数比が前記ガスバリア膜の厚さ方向に均一であることを特徴とするガスバリア性シート。 - 基材と、基材上の少なくとも一方の面に形成されたガスバリア膜とを備えるガスバリア性シートにおいて、
前記ガスバリア膜が、Si:O:Snの原子数比で100:150〜400:2〜60の範囲にあるSi−O−Sn膜であって、前記原子数比が前記ガスバリア膜の厚さ方向に均一であることを特徴とするガスバリア性シート。
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