JP2009241483A - ガスバリアフィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリイミドフィルム2の両面に、耐溶剤層3と、カルドポリマー層4と、酸窒化ケイ素層5とがその順で形成されているガスバリアフィルムにより、上記課題を解決した。耐溶剤層3は、カルドポリマー層形成用塗工液に含まれる溶剤(例えばジグリコールジエーテル)に対する層であり、好ましい例としては、耐溶剤層がアクリル系の硬化樹脂からなり、カルドポリマー層がエポキシ系の硬化樹脂からなるように構成する。
【選択図】図1
Description
ポリイミドフィルム2は、本発明のガスバリアフィルムの基材フィルムである。ポリイミドは分子主鎖骨格中に環状イミド基を含む高分子の総称であり、ポリイミドフィルム2の形成材料としては、分子主鎖骨格中の環状イミド基に結合する結合基の構造によって分類される、脂肪族ポリイミド、脂環式ポリイミド、芳香族ポリイミドを用いてもよいし、骨格鎖の形状により分類される、線状ポリイミド(可塑型ポリイミド)、3次元網状ポリイミド(硬化型ポリイミド)を用いてもよいし、反応形式から分類される、縮合型ポリイミド、付加型ポリイミドを用いてもよい。
耐溶剤層3は、後述のカルドポリマー層形成用塗工液に含まれる溶剤がポリイミドフィルム2を侵すことを防ぐために形成する層であり、図1に示すように、ポリイミドフィルム2の両面に形成されている。後述のカルドポリマー層形成塗工液に含まれる溶剤としては、ジグリコールジエーテルが用いられるが、この溶剤は、ポリイミドフィルム2を溶かしてしまう。そのため、耐溶剤層3としては、そうした溶剤をポリイミドフィルム2に浸透させない層であれば特に制限はないが、熱硬化性樹脂層、紫外線硬化性樹脂層、電子線硬化性樹脂層、ゾルゲル材料層、無機化合物層等を挙げることができる。
カルドポリマー層4は、優れた平坦化層として作用する層であり、カルドポリマーを主に含有する樹脂組成物で形成される。このカルドポリマー層4を形成する塗工液は、通常ジグリコールジエーテルを含むが、この溶剤はポリイミドフィルム2を溶解してしまうので、このカルドポリマー層4は上述した耐溶剤層3をポリイミドフィルム2の両面に設けた後に形成される。こうした構成とすることにより、ポリイミドフィルムがカルドポリマー層形成用塗工液に含まれる溶剤に侵されて劣化するのを防ぐことができる。
酸窒化ケイ素層5は、ケイ素、酸素及び窒素を含有する層であって、上記のカルドポリマー層4上に設けられている。この酸窒化ケイ素層5は、SiNxOy(ただし、x=0.5〜1.5、y=0.15〜1)で表される。こうした酸窒化ケイ素層5は、単位厚さあたりのSi−N結合の量が多く且つ密度も高く、しか平坦化層として優れるカルドポリマー層4上に設けられるので、優れたガスバリア性を示すことができる。
本発明のガスバリアフィルムには、必要に応じて各種の層をさらに設けることができる。例えば、ガスバリア層、透明導電層、ハードコート層、保護層、帯電防止層、防汚層、防眩層、カラーフィルタ等から選ばれるいずれかを設けることができる。
本発明のガスバリアフィルムはガスバリア性に優れており、水蒸気透過率は0.01g/m2/day以下、好ましくは5×10−3g/m2/day以下であり、酸素透過率は0.01cc/m2/day・atm以下、好ましくは5×10−3cc/m2/day・atm以下である。こうしたガスバリア性を有する本発明のガスバリアフィルムは、各種の用途に適用可能であり、例えば、液晶表示パネル用、有機EL表示パネル用、太陽電池用、電子デバイス等のパッケージ材料用、食品や医薬品等の包装材料用等に利用可能である。
基材フィルムとして、厚さ100μm×縦300mm×横200mmの透明ポリイミドフィルム2(三菱瓦斯化学社製、L3430)を使用した。このポリイミドフィルム2上に耐溶剤層3を形成するため、アクリル溶液(ペンタエリスリトールトリアクリレート(日本化薬製):22%、イルガキュア184:2%、トルエン:76%)をスピンコーターにて700rpm・30秒の条件で塗布した後、約120℃・1分間の条件でホットプレートで溶剤を乾燥させ、その後、UV照射機にて100mJ/cm2のエネルギーを照射して硬化させた。形成した耐溶剤層3の厚さは約1μmであり、その後にポリイミドフィルム2の他の面についても形成し、両面に耐溶剤層3を形成した。
実施例1において、耐溶剤層3の直ぐ上のSiON層(ガスバリア層6)を形成しなかった以外は、実施例1と同様にして、積層方向順に、酸窒化ケイ素層5/カルドポリマー層4/耐溶剤層3/ポリイミドフィルム2/耐溶剤層3/カルドポリマー層4/酸窒化ケイ素層5、となるように構成された、実施例2のガスバリアフィルムを作製した。このガスバリアフィルムの水蒸気透過率は5.0×10−3g/m2/dayであり、酸素透過率は5×10−3cc/m2/day・atmであった。
実施例1において、耐溶剤層3と、その耐溶剤層3の直ぐ上のSiON層(ガスバリア層6)とを形成しなかった以外は、実施例1と同様にして、積層方向順に、酸窒化ケイ素層5/カルドポリマー層4/ポリイミドフィルム2/カルドポリマー層4/酸窒化ケイ素層5、となるように構成された、比較例1のガスバリアフィルムを作製した。このガスバリアフィルムは、カルドポリマー層形成塗工液中の溶媒(ジエチレングリコールジメチルエーテル)がポリイミドフィルム2を侵し、表面に気泡が発生した。
実施例1において、カルドポリマー層4の代わりに耐溶剤層3と同じ層を形成した以外は、実施例1と同様にして、積層方向順に、酸窒化ケイ素層5/アクリル層(耐溶剤層3と同じ層)/SiON層(ガスバリア層6)/耐溶剤層3/ポリイミドフィルム2/耐溶剤層3/SiON層(ガスバリア層6)/アクリル層(耐溶剤層3と同じ層)/酸窒化ケイ素層5、となるように構成された、比較例2のガスバリアフィルムを作製した。このガスバリアフィルムの水蒸気透過率は3.0×10−3g/m2/dayであり、酸素透過率は5×10−3cc/m2/day・atmであった。
実施例1において、耐溶剤層3の直ぐ上のSiON層(ガスバリア層6)と、そのSiON層の上のカルドポリマー層4とを形成しなかった以外は、実施例1と同様にして、積層方向順に、酸窒化ケイ素層5/耐溶剤層3/ポリイミドフィルム2/耐溶剤層3/酸窒化ケイ素層5、となるように構成された、比較例3のガスバリアフィルムを作製した。このガスバリアフィルムの水蒸気透過率は2.5×10−2g/m2/dayであり、酸素透過率は5×10−2cc/m2/day・atmであった。
実施例1,2のガスバリアフィルムは、ポリイミドフィルムがカルドポリマー層形成用塗工液に含まれる溶剤(ジグリコールジエーテル)に侵されることはなく、また、ポリイミドフィルムが吸水して膨潤したり、膨潤により上層膜が割れたり、剥離したりすることもなかった。
2 ポリイミドフィルム
3 耐溶剤層
4 カルドポリマー層
5 酸窒化ケイ素層
6,7 ガスバリア層
Claims (6)
- ポリイミドフィルムの両面に、耐溶剤層と、カルドポリマー層と、酸窒化ケイ素層とがその順で形成されていることを特徴とするガスバリアフィルム。
- 前記耐溶剤層が、前記カルドポリマー層形成用塗工液に含まれる溶剤に対する層である、請求項1に記載のガスバリアフィルム。
- 前記耐溶剤層が、ジグリコールジエーテルに対する層である、請求項1又は2に記載のガスバリアフィルム。
- 前記カルドポリマー層がエポキシ系の硬化樹脂からなり、前記耐溶剤層がアクリル系の硬化樹脂からなる、請求項1〜3のいずれかに記載のガスバリアフィルム。
- 前記耐溶剤層と前記カルドポリマー層との間に、さらに、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウムのいずれかからなるガスバリア層が形成されている、請求項1〜4のいずれかに記載のガスバリアフィルム。
- 前記酸窒化ケイ素層の上に、さらに、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウムのいずれかからなるガスバリア層が形成されている、請求項1〜5のいずれかに記載のガスバリアフィルム。
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