JP2012212577A - Method for forming transparent gas barrier layer, transparent gas barrier layer, transparent gas barrier film, organic electroluminescent element, solar cell, and thin film battery - Google Patents

Method for forming transparent gas barrier layer, transparent gas barrier layer, transparent gas barrier film, organic electroluminescent element, solar cell, and thin film battery Download PDF

Info

Publication number
JP2012212577A
JP2012212577A JP2011078056A JP2011078056A JP2012212577A JP 2012212577 A JP2012212577 A JP 2012212577A JP 2011078056 A JP2011078056 A JP 2011078056A JP 2011078056 A JP2011078056 A JP 2011078056A JP 2012212577 A JP2012212577 A JP 2012212577A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas barrier
barrier layer
transparent gas
transparent
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2011078056A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuyoshi Yamada
泰美 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nitto Denko Corp filed Critical Nitto Denko Corp
Priority to JP2011078056A priority Critical patent/JP2012212577A/en
Publication of JP2012212577A publication Critical patent/JP2012212577A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for forming a transparent gas barrier layer, by which a transparent gas barrier layer having excellent gas barrier property even in a single layer, high transparency and very low internal stress can be formed without heating at high temperature.SOLUTION: In a method for forming a transparent gas barrier layer by means of a sputtering method, a target including at least one carbide selected from a metal carbide and a metalloid carbide is used, and hydrogen-containing gas is used as reaction gas.

Description

本発明は、透明ガスバリア層の製造方法、透明ガスバリア層、透明ガスバリアフィルム、有機エレクトロルミネッセンス素子、太陽電池および薄膜電池に関する。   The present invention relates to a method for producing a transparent gas barrier layer, a transparent gas barrier layer, a transparent gas barrier film, an organic electroluminescence element, a solar battery, and a thin film battery.

液晶表示素子、有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子、電子ペーパー、太陽電池、薄膜リチウムイオン電池等の各種エレクトロニクスデバイスは、近年、軽量化・薄型化が進んでいる。これらデバイスの多くは大気中の水蒸気によって変質して劣化することがわかっている。   In recent years, various electronic devices such as a liquid crystal display element, an organic electroluminescence (EL) element, electronic paper, a solar battery, and a thin film lithium ion battery have been reduced in weight and thickness. Many of these devices are known to be altered and degraded by water vapor in the atmosphere.

従来、これらデバイスにはその支持基板としてガラス基板が用いられてきたが、軽量性、耐衝撃性、屈曲性等の各種特性に優れるという理由により、ガラス基板に代えて樹脂基板の使用が検討されている。樹脂基板は、一般には、ガラス等の無機材料から形成された基板と比較して、水蒸気等のガス透過性が著しく大きいという性質をもつ。したがって、上記用途においては、樹脂基板のガスバリア性を、その光透過性を維持しつつ向上させることが要求される。   Conventionally, a glass substrate has been used as a supporting substrate for these devices. However, the use of a resin substrate instead of a glass substrate has been studied because of its excellent characteristics such as lightness, impact resistance, and flexibility. ing. In general, a resin substrate has a property that gas permeability such as water vapor is remarkably large as compared with a substrate formed of an inorganic material such as glass. Therefore, in the above application, it is required to improve the gas barrier property of the resin substrate while maintaining its light transmittance.

ところで、エレクトロニクスデバイスのガスバリア性は、食品包装でのそれに比べ、桁違いに高いレベルが要求されている。ガスバリア性は、例えば水蒸気透過速度(Water Vapor Transmission Rate 以下WVTR)で表される。従来の食品パッケージ用途でのWVTRの値は1〜10g・m−2・day−1程度であるのに対し、例えば薄膜シリコン太陽電池や化合物薄膜系太陽電池用途の基板に必要なWVTRは0.01g・m−2・day−1以下、さらには有機EL用途の基板に必要なそれは1×10−5g・m−2・day−1以下と考えられている。このような非常に高いガスバリア性の要求に対し、樹脂基板上にガスバリア層を形成させる方法が、種々提案されている。 Incidentally, the gas barrier properties of electronic devices are required to be orders of magnitude higher than those of food packaging. The gas barrier property is expressed, for example, by a water vapor transmission rate (hereinafter referred to as WVTR). The value of WVTR in conventional food packaging applications is about 1 to 10 g · m −2 · day −1 , whereas the WVTR required for substrates for thin film silicon solar cells and compound thin film solar cells is 0. 01g · m -2 · day -1 or less, more is it believed that 1 × 10 -5 g · m -2 · day -1 or less required for a substrate of the organic EL applications. Various methods for forming a gas barrier layer on a resin substrate have been proposed in response to such a demand for extremely high gas barrier properties.

例えば、無機層とポリマー層とを交互に複数層積層させてハイブリッド化することによりガスバリア性を向上させることが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。しかしながら、異なる材料の層を異なるプロセスにより形成するため、生産効率やコストの観点からは好ましいものとはいえない。また、十分なガスバリア性を得るためには積層の数を増やしたり、各層を厚く形成する必要があり、そのために製造効率が低下するという問題があった。また、無機層とポリマー層との密着性が低く、経時劣化や屈曲による劣化が起こりやすいという問題もあった。   For example, it has been proposed to improve gas barrier properties by alternately laminating a plurality of inorganic layers and polymer layers to form a hybrid (see, for example, Patent Document 1). However, since layers of different materials are formed by different processes, it is not preferable from the viewpoint of production efficiency and cost. Further, in order to obtain a sufficient gas barrier property, it is necessary to increase the number of laminated layers or to form each layer thickly, which causes a problem that the production efficiency is lowered. In addition, there is a problem that the adhesion between the inorganic layer and the polymer layer is low, and deterioration due to aging or bending easily occurs.

一方、高温に加熱することなく単層でガスバリア効果を得る手段として、炭化シリコンをスパッタした薄膜を形成することが提案されている。炭化シリコン薄膜は光吸収が大きいため着色が生じるが、スパッタ時に窒素や酸素を加えることで光透過性が付与できるとされている(例えば、特許文献2参照。)。   On the other hand, as a means for obtaining a gas barrier effect with a single layer without heating to a high temperature, it has been proposed to form a thin film formed by sputtering silicon carbide. The silicon carbide thin film is colored because of its large light absorption, but it is said that light transmittance can be imparted by adding nitrogen or oxygen during sputtering (see, for example, Patent Document 2).

特許第2996516号公報Japanese Patent No. 2999616 特開2004−151528号公報JP 2004-151528 A

しかしながら、本発明者らの検討によると、スパッタ時に窒素を加えることで、ガスバリア性は向上するが光透過性の低い層が形成され、また、酸素を加えることで、光透過性は向上するが、ガスバリア性が低下するという問題が見出された。すなわち、ガスバリア性と光透過性とは、ガスバリア層形成条件においてトレードオフの関係にある。さらに、上記のような窒素を含有する層は内部応力が非常に高く、基板がポリマーフィルム等の柔らかい有機物からなる場合、層にクラックが生じ、ガスバリア性に影響を及ぼす。   However, according to the study by the present inventors, by adding nitrogen during sputtering, a gas barrier property is improved but a layer having low light transmittance is formed, and by adding oxygen, light transmittance is improved. A problem has been found that the gas barrier properties are lowered. That is, the gas barrier property and the light transmittance are in a trade-off relationship in the gas barrier layer forming conditions. Furthermore, the nitrogen-containing layer as described above has a very high internal stress, and when the substrate is made of a soft organic material such as a polymer film, the layer is cracked and affects the gas barrier property.

そこで、本発明は、単層であってもガスバリア性に優れ、かつ、高い透明性を有し、さらに、内部応力が非常に低い透明ガスバリア層を、高温に加熱せずとも製造することが可能な、透明ガスバリア層の製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention can produce a transparent gas barrier layer that has excellent gas barrier properties and high transparency even with a single layer, and that has a very low internal stress, without heating to a high temperature. Another object is to provide a method for producing a transparent gas barrier layer.

本発明の透明ガスバリア層の製造方法は、スパッタリング法により透明ガスバリア層を形成する透明ガスバリア層の製造方法であって、炭化金属および炭化半金属から選択される少なくとも1種の炭化物を含むターゲットを用い、反応ガスとして水素含有ガスを用いることを特徴とする。   The method for producing a transparent gas barrier layer of the present invention is a method for producing a transparent gas barrier layer in which a transparent gas barrier layer is formed by a sputtering method, and uses a target containing at least one carbide selected from metal carbide and semimetal carbide. In addition, a hydrogen-containing gas is used as a reaction gas.

本発明の透明ガスバリア層は、前記本発明の透明ガスバリア層の製造方法によって製造されたことを特徴とする。   The transparent gas barrier layer of the present invention is manufactured by the method for manufacturing a transparent gas barrier layer of the present invention.

本発明のガスバリアフィルムは、前記本発明のガスバリア層を透明基材フィルム上に形成したことを特徴とする。   The gas barrier film of the present invention is characterized in that the gas barrier layer of the present invention is formed on a transparent substrate film.

また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、基板上に、陽極層、有機発光層および陰極層が、この順序で設けられた積層体を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記積層体の少なくとも一部がガスバリア層で被覆されており、前記ガスバリア層が、前記本発明の透明ガスバリア層であることを特徴とする。   The organic electroluminescence device of the present invention is an organic electroluminescence device having a laminate in which an anode layer, an organic light emitting layer, and a cathode layer are provided in this order on a substrate, and at least one of the laminates. The portion is covered with a gas barrier layer, and the gas barrier layer is the transparent gas barrier layer of the present invention.

また、本発明の太陽電池は、太陽電池セルを含む太陽電池であって、前記太陽電池セルが、前記本発明の透明ガスバリア層および前記本発明の透明ガスバリアフィルムの少なくとも一方で被覆されていることを特徴とする。   Moreover, the solar cell of the present invention is a solar cell including a solar cell, and the solar cell is covered with at least one of the transparent gas barrier layer of the present invention and the transparent gas barrier film of the present invention. It is characterized by.

本発明の薄膜電池は、集電層、陽極層、固体電解質層、陰極層および集電層が、この順序で設けられた積層体を有する薄膜電池であって、前記積層体が、前記本発明の透明ガスバリア層および前記本発明の透明ガスバリアフィルムの少なくとも一方で被覆されていることを特徴とする。   The thin film battery of the present invention is a thin film battery having a laminate in which a current collecting layer, an anode layer, a solid electrolyte layer, a cathode layer, and a current collecting layer are provided in this order, and the laminate is the invention of the present invention. The transparent gas barrier layer of the present invention and at least one of the transparent gas barrier film of the present invention are coated.

本発明の透明ガスバリア層の製造方法によれば、単層であってもガスバリア性に優れ、かつ、高い透明性を有し、さらに、内部応力が非常に低い透明ガスバリア層を、高温に加熱せずとも製造することができる。また、本発明の透明ガスバリア層は、前記本発明の製造方法により製造されたものであるから、光透過性およびガスバリア性がともに優れ、かつ、内部応力も低い。そして、本発明の透明ガスバリアフィルムは、前記本発明の透明ガスバリア層を透明基材フィルム上に形成したものであるから、光透過性およびガスバリア性に優れている。本発明の透明ガスバリアフィルムは、ガスバリア層が単層である場合に限られず、複数層を積層していてもよい。   According to the method for producing a transparent gas barrier layer of the present invention, a transparent gas barrier layer having excellent gas barrier properties, high transparency, and extremely low internal stress can be heated to a high temperature even if it is a single layer. It can be manufactured at all. Moreover, since the transparent gas barrier layer of the present invention is produced by the production method of the present invention, both the light transmittance and the gas barrier property are excellent, and the internal stress is low. And since the transparent gas barrier film of this invention formed the transparent gas barrier layer of the said invention on the transparent base film, it is excellent in light transmittance and gas barrier property. The transparent gas barrier film of the present invention is not limited to the case where the gas barrier layer is a single layer, and a plurality of layers may be laminated.

図1は、本発明の透明ガスバリア層を連続生産方式で製造する装置の構成の一例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of an apparatus for producing the transparent gas barrier layer of the present invention by a continuous production method. 図2は、本発明の透明ガスバリア層をバッチ生産方式で製造する装置の構成の一例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic view showing an example of the configuration of an apparatus for producing the transparent gas barrier layer of the present invention by a batch production method.

本発明の透明ガスバリア層の製造方法において、前記反応ガスが、さらに窒素を含むことが好ましい。   In the method for producing a transparent gas barrier layer of the present invention, it is preferable that the reaction gas further contains nitrogen.

本発明の透明ガスバリア層の製造方法において、前記炭化金属が炭化アルミニウムであり、前記炭化半金属が炭化シリコンであることが好ましい。   In the method for producing a transparent gas barrier layer of the present invention, it is preferable that the metal carbide is aluminum carbide and the semimetal carbide is silicon carbide.

本発明の透明ガスバリア層の製造方法において、前記ターゲットが、さらに、金属および半金属の少なくとも1種を含み、前記金属および前記半金属が、単体、混合物または合金であってもよい。   In the method for producing a transparent gas barrier layer of the present invention, the target may further include at least one of a metal and a metalloid, and the metal and the metalloid may be a simple substance, a mixture, or an alloy.

本発明の透明ガスバリア層の製造方法において、前記スパッタリング法が、パルスDC(直流)スパッタリング法またはRF(高周波)スパッタリング法であることが好ましい。   In the method for producing a transparent gas barrier layer of the present invention, the sputtering method is preferably a pulsed DC (direct current) sputtering method or an RF (high frequency) sputtering method.

また、本発明の透明ガスバリア層の製造方法において、透明基材フィルム上に、透明ガスバリア層を形成してもよい。   Moreover, in the manufacturing method of the transparent gas barrier layer of this invention, you may form a transparent gas barrier layer on a transparent base film.

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記基板が、前記本発明の透明ガスバリアフィルムであることが好ましい。   In the organic electroluminescence element of the present invention, it is preferable that the substrate is the transparent gas barrier film of the present invention.

つぎに、本発明について詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の記載により制限されない。   Next, the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited by the following description.

本発明の透明ガスバリア層の製造方法では、反応ガスとして水素含有ガスを用いることによりスパッタ雰囲気内で形成される水素原子が、ガスバリア層の化学構造に作用し、形成するガスバリア層は透明になり、さらに、ガスバリア層内の応力が緩和される。さらに、窒素を導入することでガスバリア層のバリア性、透明性が向上する。また、反応ガスとして、アンモニアガスのように、水素と窒素との化合物のガスを用いてもよく、この場合も同様の効果が得られる。水素と窒素との化合物のガスを用いる場合、スパッタ雰囲気内で、前記化合物のガスから水素および窒素が解離され、ガスバリア層に窒素が導入されるとともに、水素が前記作用を行うと考えられるが、本発明はこの推測によって限定されるものではない。   In the method for producing a transparent gas barrier layer of the present invention, hydrogen atoms formed in the sputtering atmosphere by using a hydrogen-containing gas as a reaction gas act on the chemical structure of the gas barrier layer, and the formed gas barrier layer becomes transparent, Furthermore, the stress in the gas barrier layer is relaxed. Furthermore, the introduction of nitrogen improves the barrier properties and transparency of the gas barrier layer. The reaction gas may be a compound gas of hydrogen and nitrogen, such as ammonia gas. In this case, the same effect can be obtained. When using a gas of a compound of hydrogen and nitrogen, it is considered that hydrogen and nitrogen are dissociated from the gas of the compound in a sputtering atmosphere, nitrogen is introduced into the gas barrier layer, and hydrogen performs the above action. The present invention is not limited by this assumption.

前記効果は反応ガスにおける窒素と水素との混合比率(流量比)によらず発現されるが、窒素の混合比(流量比)が水素のそれ以上であるとより良好な特性を発現することができ、好ましい。窒素と水素との混合比率は、窒素/水素=0.3〜3.0であることが好ましく、より好ましくは、0.5〜2.0である。   The effect is expressed regardless of the mixing ratio (flow rate ratio) of nitrogen and hydrogen in the reaction gas. However, if the mixing ratio of nitrogen (flow rate ratio) is higher than that of hydrogen, better characteristics may be expressed. It is possible and preferable. The mixing ratio of nitrogen and hydrogen is preferably nitrogen / hydrogen = 0.3 to 3.0, and more preferably 0.5 to 2.0.

本発明の透明ガスバリア層の製造方法は、スパッタリング法によるものであり、ターゲットとしては、炭化金属および炭化半金属から選択される少なくとも1種の炭化物を含むものを用いる。前記炭化金属としては炭化アルミニウムが好ましく、前記炭化半金属としては炭化シリコンが好ましい。これらの材料は、透明ガスバリア層内におけるネットワーク構造(網目状の構造)を緻密に形成することが可能であり、透明ガスバリア層のガスバリア性の向上の点で好ましい。また、他の炭化金属および炭化半金属に比べ、透明ガスバリア層形成時の内部応力が高くない点でも好ましい。   The method for producing a transparent gas barrier layer of the present invention is based on a sputtering method, and a target containing at least one kind of carbide selected from metal carbide and metal carbide is used as a target. The carbide is preferably aluminum carbide, and the carbide metal is preferably silicon carbide. These materials are preferable in terms of improving the gas barrier property of the transparent gas barrier layer, because the network structure (network structure) in the transparent gas barrier layer can be formed densely. Moreover, it is preferable also from the point that the internal stress at the time of transparent gas barrier layer formation is not high compared with other metal carbide and metal carbide.

また、前記ターゲットが、さらに、金属および半金属の少なくとも1種を含んでいてもよい。前記金属および半金属は、単体、混合物または合金であってもよい。前記混合物は、複数種類の金属の混合物、複数種類の半金属の混合物、金属と半金属との混合物、単体と合金との混合物のいずれであってもよく、制限されない。前記金属および半金属の少なくとも1種を含む前記ターゲットを用いると、層形成速度を速くすることができ、製造の効率化を図ることが可能となる。また、例えば、炭化シリコンとシリコンとの混合ターゲットの場合、炭化窒化シリコンと窒化シリコンの成分を有する層が得られ、良好なガスバリア性が得られる。前記金属および半金属から選択される少なくとも1種を含む単体、混合物または合金の混合比率は、80重量%以下であることが好ましい。前記混合比率を80重量%以下とすることで、例えば、ターゲット内において粒界での割れの発生を防ぐことができ、スパッタリングでの層形成状態が劣化するのを防ぐことができる。前記混合比率は、より好ましくは50重量%以下で、さらに好ましくは30重量%以下である。前記金属および半金属は、前記炭化金属および炭化半金属を構成する金属および半金属と同じものであっても異なっているものであってもよいが、スパッタ効率等を考慮すると、同じものであることが好ましい。   Further, the target may further contain at least one of a metal and a semimetal. The metal and metalloid may be a simple substance, a mixture or an alloy. The mixture may be any of a mixture of a plurality of kinds of metals, a mixture of a plurality of kinds of metalloids, a mixture of metals and metalloids, and a mixture of a simple substance and an alloy, and is not limited. When the target containing at least one of the metal and the semimetal is used, the layer formation speed can be increased and the production efficiency can be improved. For example, in the case of a mixed target of silicon carbide and silicon, a layer having components of silicon carbonitride and silicon nitride is obtained, and good gas barrier properties are obtained. The mixing ratio of a simple substance, a mixture or an alloy containing at least one selected from the metals and metalloids is preferably 80% by weight or less. By setting the mixing ratio to 80% by weight or less, for example, it is possible to prevent the occurrence of cracks at the grain boundaries in the target, and it is possible to prevent the layer formation state during sputtering from deteriorating. The mixing ratio is more preferably 50% by weight or less, and still more preferably 30% by weight or less. The metal and metalloid may be the same or different from the metal carbide and metalloid constituting the metal carbide and metalloid, but are the same in consideration of sputtering efficiency and the like. It is preferable.

前記スパッタリング法は、パルスDC(直流)スパッタリング法またはRF(高周波)スパッタリング法で行うことが好ましい。前記パルスDCスパッタリング法は、通常のDCスパッタリング法と比較して、ターゲットの表面に窒化物や酸化物などの絶縁層ができるのを防ぐことができ、スパッタによる層形成が不安定になるのを防ぐことができる。RFスパッタリング法による場合、周波数は10kHz〜30MHzの範囲であることが好ましく、より好ましくは、30kHz〜20MHzの範囲である。放電出力は、例えば、1〜10W/cmの範囲であり、好ましくは3〜6W/cmの範囲である。前記パルスDCスパッタリング法での周波数や負バイアスとなるデューティー比には特に制限はないが、放電の時間は短いほうが好ましく、30〜95%の範囲であることが好ましい。 The sputtering method is preferably performed by a pulse DC (direct current) sputtering method or an RF (high frequency) sputtering method. Compared with the normal DC sputtering method, the pulse DC sputtering method can prevent the formation of an insulating layer such as nitride or oxide on the surface of the target, and the layer formation by sputtering becomes unstable. Can be prevented. In the case of the RF sputtering method, the frequency is preferably in the range of 10 kHz to 30 MHz, and more preferably in the range of 30 kHz to 20 MHz. The discharge output is, for example, in the range of 1 to 10 W / cm 2 , and preferably in the range of 3 to 6 W / cm 2 . Although there is no particular limitation on the frequency and the duty ratio that becomes a negative bias in the pulse DC sputtering method, the discharge time is preferably short, and is preferably in the range of 30 to 95%.

透明ガスバリア層の形成時のスパッタリング条件に特に制限はない。例えば、真空槽内を10−4Pa以下に排気した後、放電ガスとしてアルゴンガスを、反応ガスとして、例えば窒素ガスを含有する水素ガスを導入し、系の内圧が0.1〜1Paになるようにマスフローコントローラで流量制御(圧力制御)を行う。スパッタ時の放電出力は、1〜10W/cmを印加し、所望の厚みになるまでスパッタリングを行う。 There is no particular limitation on the sputtering conditions when forming the transparent gas barrier layer. For example, after evacuating the inside of the vacuum chamber to 10 −4 Pa or less, argon gas is introduced as a discharge gas, and hydrogen gas containing, for example, nitrogen gas is introduced as a reaction gas, and the internal pressure of the system becomes 0.1 to 1 Pa. Thus, the flow control (pressure control) is performed by the mass flow controller. As the discharge output during sputtering, 1 to 10 W / cm 2 is applied, and sputtering is performed until a desired thickness is achieved.

前記透明ガスバリア層形成時の加熱温度は120℃以下であることが好ましく、より好ましくは80〜110℃の範囲である。なお、前記透明ガスバリア層は基材上に形成されてもよく、前記基材として樹脂フィルムを用いると、透明ガスバリアフィルムを得ることができる。この場合、前記透明ガスバリア層形成時には、前記基材を120℃以下で加熱することが好ましい。本発明の透明ガスバリア層の製造方法は、透明で良好なガスバリア性能を有する層を低温形成することも可能であるので、基材が例えば樹脂の場合であっても、樹脂の性質や形状を損なわない条件設定をすることが可能となる。   The heating temperature at the time of forming the transparent gas barrier layer is preferably 120 ° C. or lower, more preferably in the range of 80 to 110 ° C. The transparent gas barrier layer may be formed on a base material. When a resin film is used as the base material, a transparent gas barrier film can be obtained. In this case, it is preferable to heat the base material at 120 ° C. or lower when forming the transparent gas barrier layer. The method for producing a transparent gas barrier layer of the present invention can form a transparent layer having a good gas barrier performance at a low temperature. Therefore, even if the substrate is a resin, for example, the properties and shape of the resin are impaired. It is possible to set no conditions.

基材の材質は、透明であることが好ましく、樹脂を用いる場合には、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニルサルファイド、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド(ナイロン)、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデンなどがあげられる。また、基材の厚みは20〜200μmの範囲であることが好ましく、より好ましくは50〜150μmの範囲である。   The material of the base material is preferably transparent. When resin is used, polyethylene, polypropylene, cycloolefin polymer, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate, polyphenyl sulfide, polycarbonate, polyimide, polyamide (nylon) , Polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl fluoride, and polyvinylidene fluoride. Moreover, it is preferable that the thickness of a base material is the range of 20-200 micrometers, More preferably, it is the range of 50-150 micrometers.

透明ガスバリア層の厚みは、0.01〜1μmの範囲であることが好ましい。前記厚みを0.01μm以上とすることで、十分なガスバリア性を得ることができ、1μm以下とすることで、内部応力を低くすることができ、クラックの発生を防ぐことができる。前記厚みは、0.05〜0.2μmの範囲であることがより好ましい。   The thickness of the transparent gas barrier layer is preferably in the range of 0.01 to 1 μm. By setting the thickness to 0.01 μm or more, sufficient gas barrier properties can be obtained, and by setting the thickness to 1 μm or less, internal stress can be reduced and the occurrence of cracks can be prevented. The thickness is more preferably in the range of 0.05 to 0.2 μm.

前記透明ガスバリア層は、バッチ方式でも連続生産方式でも製造することができる。連続生産方式の場合、前記透明ガスバリア層形成時に真空槽内において、前記透明基材フィルムをロールにより連続的に搬送しながら、前記透明基材フィルムの上に前記透明ガスバリア層を形成する。   The transparent gas barrier layer can be manufactured by a batch method or a continuous production method. In the case of a continuous production method, the transparent gas barrier layer is formed on the transparent substrate film while the transparent substrate film is continuously conveyed by a roll in a vacuum chamber when the transparent gas barrier layer is formed.

図1に、本発明の透明ガスバリア層を連続生産方式で製造する装置の構成の一例を示す。図示のとおり、この製造装置10は、真空槽11、巻出ロール13a、キャンロール15、巻取ロール13b、二つの補助ロール14aおよび14b、カソード16、真空ポンプ20、スパッタリング用ガス供給手段18、反応ガス供給手段19を主要な構成部材として有する。真空槽11内には、巻出ロール13a、キャンロール15、巻取ロール13b、および二つの補助ロール14a、14bが配置されており、巻出ロール13aから、巻取ロール13bにわたり、キャンロール15および二つの補助ロール14a、14bを介して、透明基材フィルム12が掛け渡されている。前記カソード16は、前記キャンロール15と対向するように、前記真空槽11の底部に設置されている。前記カソード16の上面には、前記ターゲット17が装着されている。前記真空ポンプ20は、前記真空槽11の側壁(同図においては、右側側壁)に配置されており、これにより、前記真空槽11内を減圧することが可能となっている。前記スパッタリング用ガス供給手段18および前記反応ガス供給手段19は、前記真空槽11の側壁(同図においては、右側側壁)に配置されている。前記スパッタリング用ガス供給手段18は、スパッタリング用ガスボンベ21に接続されており、これにより、適度な圧力のスパッタリング用ガス(例えば、アルゴンガス)を、前記真空槽11内に供給することが可能となっている。前記反応ガス供給手段19は、水素を含有する反応ガス用ガスボンベ22に接続されており、これにより、適度な圧力の水素含有反応ガス(例えば、水素ガスおよび窒素ガスの混合ガス、アンモニアガス)を、前記真空槽11内に供給することが可能となっている。前記キャンロール15には、温度制御手段(図示せず)が接続されている。これにより、前記キャンロール15の表面温度を調整することで、前記透明基材フィルム12の温度を、前記所定の範囲とすることが可能となっている。前記温度制御手段としては、例えば、シリコーンオイル等を循環する熱媒循環装置等があげられる。   In FIG. 1, an example of a structure of the apparatus which manufactures the transparent gas barrier layer of this invention by a continuous production system is shown. As shown, the manufacturing apparatus 10 includes a vacuum chamber 11, an unwinding roll 13a, a can roll 15, a winding roll 13b, two auxiliary rolls 14a and 14b, a cathode 16, a vacuum pump 20, a sputtering gas supply means 18, A reactive gas supply means 19 is provided as a main constituent member. An unwinding roll 13a, a can roll 15, a take-up roll 13b, and two auxiliary rolls 14a and 14b are arranged in the vacuum chamber 11, and the can roll 15 extends from the unwind roll 13a to the take-up roll 13b. The transparent substrate film 12 is stretched over the two auxiliary rolls 14a and 14b. The cathode 16 is installed at the bottom of the vacuum chamber 11 so as to face the can roll 15. The target 17 is mounted on the upper surface of the cathode 16. The vacuum pump 20 is disposed on the side wall (the right side wall in the figure) of the vacuum chamber 11, whereby the inside of the vacuum chamber 11 can be decompressed. The sputtering gas supply means 18 and the reactive gas supply means 19 are arranged on the side wall (right side wall in the figure) of the vacuum chamber 11. The sputtering gas supply means 18 is connected to a sputtering gas cylinder 21, whereby it becomes possible to supply a sputtering gas (for example, argon gas) having an appropriate pressure into the vacuum chamber 11. ing. The reaction gas supply means 19 is connected to a reaction gas gas cylinder 22 containing hydrogen, whereby a hydrogen-containing reaction gas (for example, a mixed gas of hydrogen gas and nitrogen gas, ammonia gas) having an appropriate pressure is supplied. , And can be supplied into the vacuum chamber 11. A temperature control means (not shown) is connected to the can roll 15. Thereby, the temperature of the said transparent base film 12 can be made into the said predetermined range by adjusting the surface temperature of the said can roll 15. FIG. Examples of the temperature control means include a heat medium circulation device that circulates silicone oil and the like.

本装置による連続生産は、フィルムを連続して装置内に導入し、フィルムを移動させながら反応ガスの存在下でスパッタリングを行い、連続して透明ガスバリア層を形成すること以外は、後述のバッチ生産方式で製造する装置と同様に実施できる。   Continuous production with this equipment is the batch production described below, except that the film is continuously introduced into the equipment and sputtering is performed in the presence of the reaction gas while moving the film to continuously form the transparent gas barrier layer. It can be carried out in the same manner as the apparatus manufactured by the method.

図2に、本発明の透明ガスバリア層をバッチ生産方式で製造する装置の構成の一例を示す。図2において、図1と同一部分には、同一符号を付している。図示のとおり、この製造装置30は、前記各種ロールに代えて、真空槽31内に、基板加熱ヒータ33が配置され、前記基板加熱ヒータ33に透明基材(例えば、透明基材フィルム)32が設置されている以外は、図1と同様の構成である。前記基板加熱ヒータ33としては、前記温度制御手段と同様のものがあげられる。   In FIG. 2, an example of the structure of the apparatus which manufactures the transparent gas barrier layer of this invention by a batch production system is shown. In FIG. 2, the same parts as those in FIG. As shown in the drawing, in this manufacturing apparatus 30, a substrate heater 33 is disposed in a vacuum chamber 31 instead of the various rolls, and a transparent base material (for example, a transparent base film) 32 is provided on the substrate heater 33. Except for being installed, the configuration is the same as in FIG. Examples of the substrate heater 33 include those similar to the temperature control means.

本発明の有機EL素子は、基板上に、陽極層、有機発光層および陰極層が、この順序で設けられた積層体を有するものであって、前記積層体の少なくとも一部がガスバリア層で被覆されており、前記ガスバリア層が、前記本発明の透明ガスバリア層であることを特徴とする。前記陽極層としては、例えば、透明電極層として使用できる、ITO(Indium Tin Oxide)やIZO(登録商標、Indium Zinc Oxide)の層が形成される。前記有機発光層は、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層からなる。陰極層としては、反射層を兼ねてアルミニウム層、マグネシウム/アルミニウム層等が形成される。前記基板としては、ガラス基板を用いることができるが、プラスチック基板等を用いてもよい。ガス透過性の十分でない材料を前記基板として使用する場合、本発明の透明ガスバリア層を形成したものを用いることが好ましい。なお、従来の有機EL素子は、十分な封止性能を有するガスバリア層がなかったため、前記積層体を形成した後、この積層体を封止するために、有機EL素子の裏面全体を金属の封止缶で被覆する構造を採用していた。本発明の透明ガスバリア層によると、被覆も容易であり、また、有機EL素子の薄型化も可能となる。   The organic EL device of the present invention has a laminate in which an anode layer, an organic light emitting layer and a cathode layer are provided in this order on a substrate, and at least a part of the laminate is covered with a gas barrier layer. The gas barrier layer is the transparent gas barrier layer of the present invention. As the anode layer, for example, an ITO (Indium Tin Oxide) or IZO (registered trademark, Indium Zinc Oxide) layer that can be used as a transparent electrode layer is formed. The organic light emitting layer includes, for example, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer. As the cathode layer, an aluminum layer, a magnesium / aluminum layer, or the like is also formed as a reflective layer. A glass substrate can be used as the substrate, but a plastic substrate or the like may be used. When a material having insufficient gas permeability is used as the substrate, it is preferable to use a material in which the transparent gas barrier layer of the present invention is formed. In addition, since the conventional organic EL element did not have a gas barrier layer having sufficient sealing performance, the entire back surface of the organic EL element was sealed with a metal in order to seal the stacked body after forming the stacked body. The structure covered with a can was adopted. According to the transparent gas barrier layer of the present invention, coating is easy, and the organic EL element can be thinned.

本発明の有機EL素子においては、前記基板が、前記本発明の透明ガスバリアフィルムであることも好ましい。有機EL素子の基板として、前記本発明の透明ガスバリアフィルムを用いると、有機EL素子の軽量化、薄型化および柔軟化が可能となる。したがって、ディスプレイとしての有機EL素子はフレキシブルなものとなり、これを丸めるなどして、電子ペーパーのように使用することも可能となる。   In the organic EL device of the present invention, it is also preferable that the substrate is the transparent gas barrier film of the present invention. When the transparent gas barrier film of the present invention is used as the substrate of the organic EL element, the organic EL element can be reduced in weight, thickness and flexibility. Therefore, the organic EL element as a display becomes flexible and can be used like electronic paper by rolling it.

本発明の太陽電池は、太陽電池セルを含み、前記太陽電池セルが、前記本発明のガスバリア層および前記本発明の透明ガスバリアフィルムの少なくとも一方で被覆されている。前記本発明の透明ガスバリアフィルムは、太陽電池の保護用バックシートとしても好適に使用できる。太陽電池の構造の一例としては、薄膜シリコンやCIGS(Copper Indium Gallium DiSelenide)薄膜により形成した太陽電池セルを、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の樹脂により封止し、さらに本発明の透明ガスバリアフィルムにより挟み込むことで構成されるものがあげられる。前記樹脂による封止をせずに、本発明の透明ガスバリアフィルムで直接挟み込んでもよい。また、樹脂により封止をした後に、前記樹脂上に本発明の透明ガスバリア層を形成してもよい。   The solar battery of the present invention includes a solar battery cell, and the solar battery cell is coated with at least one of the gas barrier layer of the present invention and the transparent gas barrier film of the present invention. The transparent gas barrier film of the present invention can also be suitably used as a back sheet for protecting solar cells. As an example of the structure of the solar cell, a solar cell formed by thin film silicon or CIGS (Copper Indium Gallium DiSelenide) thin film is sealed with a resin such as ethylene-vinyl acetate copolymer, and the transparent gas barrier film of the present invention What is comprised by inserting | pinching between is mentioned. You may pinch | interpose directly with the transparent gas barrier film of this invention, without sealing with the said resin. Moreover, after sealing with resin, you may form the transparent gas barrier layer of this invention on the said resin.

本発明の薄膜電池は、集電層、陽極層、固体電解質層、陰極層および集電層が、この順序で設けられた積層体を有する薄膜電池であって、前記積層体が、前記本発明のガスバリア層および前記本発明の透明ガスバリアフィルムの少なくとも一方で被覆されている。薄膜電池としては、薄膜リチウムイオン電池などがあげられる。前記薄膜電池としては、基板上に金属を用いた集電層、金属無機層を用いた陽極層、固体電解質層、陰極層、金属を用いた集電層を順次積層させた構成が代表的である。前記本発明の透明ガスバリアフィルムは薄膜電池の基板としても使用することができる。   The thin film battery of the present invention is a thin film battery having a laminate in which a current collecting layer, an anode layer, a solid electrolyte layer, a cathode layer, and a current collecting layer are provided in this order, and the laminate is the invention of the present invention. The gas barrier layer and at least one of the transparent gas barrier film of the present invention are coated. Examples of the thin film battery include a thin film lithium ion battery. The thin film battery typically has a structure in which a current collecting layer using a metal, an anode layer using a metal inorganic layer, a solid electrolyte layer, a cathode layer, and a current collecting layer using a metal are sequentially laminated on a substrate. is there. The transparent gas barrier film of the present invention can also be used as a substrate for a thin film battery.

つぎに、本発明の実施例について比較例と併せて説明する。なお、本発明は、下記の実施例および比較例によってなんら限定ないし制限されない。また、各実施例および各比較例における各種特性および物性の測定および評価は、下記の方法により実施した。   Next, examples of the present invention will be described together with comparative examples. The present invention is not limited or restricted by the following examples and comparative examples. In addition, various properties and physical properties in each example and each comparative example were measured and evaluated by the following methods.

(水蒸気透過速度)
水蒸気透過速度(WVTR)は、JIS K7126に規定される水蒸気透過速度測定装置(MOCON社製、商品名PERMATRAN)にて、温度40℃、湿度90%RHの環境下で測定した。なお、前記水蒸気透過率測定装置の測定範囲は0.01g・m−2・day−1以上である。
(Water vapor transmission rate)
The water vapor transmission rate (WVTR) was measured in a water vapor transmission rate measurement device (manufactured by MOCON, trade name PERMATRAN) specified in JIS K7126 under an environment of a temperature of 40 ° C. and a humidity of 90% RH. In addition, the measurement range of the said water-vapor-permeability measuring apparatus is 0.01 g * m <-2 > * day < -1 > or more.

(光線透過率)
光線(可視光)透過率は、大塚電子株式会社製の紫外可視光域分光光度計(商品名:MCPD−3700)を使用して測定し、550nmの透過率で表した。
(Light transmittance)
The light (visible light) transmittance was measured using an ultraviolet-visible light region spectrophotometer (trade name: MCPD-3700) manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd., and represented by a transmittance of 550 nm.

(透明ガスバリア層の厚み)
透明ガスバリア層の厚みは、透明ガスバリアフィルムの断面を、株式会社日立製作所製の透過型電子顕微鏡(TEM、商品名:HF−2000)にて観察し、基板(フィルム)表面から透明ガスバリア層表面までの長さを測長し、算出した。
(Thickness of transparent gas barrier layer)
The thickness of the transparent gas barrier layer is determined by observing the cross section of the transparent gas barrier film with a transmission electron microscope (TEM, trade name: HF-2000) manufactured by Hitachi, Ltd., from the surface of the substrate (film) to the surface of the transparent gas barrier layer. The length of was measured and calculated.

(フィルムの反り)
透明ガスバリア層の内部応力を確認するため、透明ガスバリア層を形成したフィルムの反りの有無を、次の方法で判定した。100mm角の前記フィルムを水平台に置き、端の一点を固定する。他方の端が水平台より離れた距離が3mm未満であれば「無」、3mm以上であれば「有」と判定した。
(Film warp)
In order to confirm the internal stress of the transparent gas barrier layer, the presence or absence of warping of the film on which the transparent gas barrier layer was formed was determined by the following method. Place the 100 mm square film on a horizontal base and fix one end. If the distance at which the other end was separated from the horizontal base was less than 3 mm, it was determined as “No”, and if it was 3 mm or more, it was determined as “Yes”.

[実施例1]
〔透明基材フィルムの準備〕
透明樹脂フィルム(樹脂基板)として、東レ株式会社製のポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚み100μm、商品名「ルミラーT60」)を準備した。
[Example 1]
[Preparation of transparent substrate film]
As a transparent resin film (resin substrate), a polyethylene terephthalate (PET) film (thickness: 100 μm, trade name “Lumirror T60”) manufactured by Toray Industries, Inc. was prepared.

〔透明ガスバリア層形成工程〕
つぎに、前記PETフィルムを、図2に示す製造装置に装着した。カソード16の上面には、炭化ケイ素ターゲット(純度5N:99.999%)17を装着した。真空ポンプ20により真空槽31内を減圧し、到達真空度1.0×10−4Pa以下を得た。その後、スパッタリング用ガス供給手段18および反応ガス供給手段19により、前記真空槽31内にスパッタリング用ガスとしてアルゴンガスおよび反応ガスとして水素ガスを導入した。ついで、DCパルスを200kHz、放電出力を3W/cmの条件下で、前記PETフィルム上に厚み100nmの炭化ケイ素化合物層を形成することにより、本実施例の透明ガスバリア層付きフィルムを得た。この際、アルゴンガスの供給量(流量)は、150sccm(150×1.69×10−3Pa・m/秒)、水素ガスの供給量(流量)は、30sccm(30×1.69×10−3Pa・m/秒)とした。また、このとき、系内圧力は0.03Paで、基板加熱ヒータ温度は100℃とした。
[Transparent gas barrier layer forming step]
Next, the PET film was mounted on the manufacturing apparatus shown in FIG. A silicon carbide target (purity 5N: 99.999%) 17 was mounted on the upper surface of the cathode 16. The inside of the vacuum chamber 31 was depressurized with the vacuum pump 20, and an ultimate vacuum of 1.0 × 10 −4 Pa or less was obtained. Thereafter, argon gas as a sputtering gas and hydrogen gas as a reactive gas were introduced into the vacuum chamber 31 by the sputtering gas supply means 18 and the reactive gas supply means 19. Subsequently, a film with a transparent gas barrier layer of this example was obtained by forming a silicon carbide compound layer having a thickness of 100 nm on the PET film under the conditions of a DC pulse of 200 kHz and a discharge output of 3 W / cm 2 . At this time, the supply amount (flow rate) of argon gas is 150 sccm (150 × 1.69 × 10 −3 Pa · m 3 / sec), and the supply amount (flow rate) of hydrogen gas is 30 sccm (30 × 1.69 ×). 10 −3 Pa · m 3 / sec). At this time, the system internal pressure was 0.03 Pa, and the substrate heater temperature was 100 ° C.

[実施例2]
反応ガスとして、窒素ガスおよび水素ガスをそれぞれ30sccm(30×1.69×10−3Pa・m/秒)の流量で導入した他は、実施例1と同様にして、本実施例の透明ガスバリア層付きフィルムを得た。
[Example 2]
The transparent gas in this example was the same as in Example 1 except that nitrogen gas and hydrogen gas were introduced as reaction gases at a flow rate of 30 sccm (30 × 1.69 × 10 −3 Pa · m 3 / sec), respectively. A film with a gas barrier layer was obtained.

[実施例3]
反応ガスとして、アンモニアガスを30sccm(30×1.69×10−3Pa・m/秒)の流量で導入した他は、実施例1と同様にして、本実施例の透明ガスバリア層付きフィルムを得た。
[Example 3]
The film with a transparent gas barrier layer of this example was the same as Example 1 except that ammonia gas was introduced as a reaction gas at a flow rate of 30 sccm (30 × 1.69 × 10 −3 Pa · m 3 / sec). Got.

[実施例4]
ターゲットとして炭化アルミニウム(純度5N)を用いた他は、実施例1と同様にして、本実施例の透明ガスバリア層付きフィルムを得た。
[Example 4]
A film with a transparent gas barrier layer of this example was obtained in the same manner as in Example 1 except that aluminum carbide (purity 5N) was used as a target.

[実施例5]
反応ガスとして、窒素ガスおよび水素ガスをそれぞれ30sccm(30×1.69×10−3Pa・m/秒)の流量で導入した他は、実施例4と同様にして、本実施例の透明ガスバリア層付きフィルムを得た。
[Example 5]
The transparent gas of this example was the same as in Example 4 except that nitrogen gas and hydrogen gas were introduced as reaction gases at a flow rate of 30 sccm (30 × 1.69 × 10 −3 Pa · m 3 / sec), respectively. A film with a gas barrier layer was obtained.

[実施例6]
反応ガスとして、アンモニアガスを30sccm(30×1.69×10−3Pa・m/秒)の流量で導入した他は、実施例4と同様にして、本実施例の透明ガスバリア層付きフィルムを得た。
[Example 6]
The film with the transparent gas barrier layer of this example was the same as Example 4 except that ammonia gas was introduced as a reaction gas at a flow rate of 30 sccm (30 × 1.69 × 10 −3 Pa · m 3 / sec). Got.

[実施例7]
ターゲットとして炭化ケイ素80wt%とケイ素20wt%との合金を用いた他は、実施例1と同様にして、本実施例の透明ガスバリア層付きフィルムを得た。
[Example 7]
A film with a transparent gas barrier layer of this example was obtained in the same manner as in Example 1, except that an alloy of 80 wt% silicon carbide and 20 wt% silicon was used as a target.

[実施例8]
反応ガスとして、窒素ガスおよび水素ガスをそれぞれ30sccm(30×1.69×10−3Pa・m/秒)の流量で導入した他は、実施例7と同様にして、本実施例の透明ガスバリア層付きフィルムを得た。
[Example 8]
The transparent gas of this example was the same as in Example 7 except that nitrogen gas and hydrogen gas were introduced as reaction gases at a flow rate of 30 sccm (30 × 1.69 × 10 −3 Pa · m 3 / sec), respectively. A film with a gas barrier layer was obtained.

[実施例9]
反応ガスとしてアンモニアガスを30sccm(30×1.69×10−3Pa・m/秒)の流量で導入した他は、実施例7と同様にして、本実施例の透明ガスバリア層付きフィルムを得た。
[Example 9]
A film with a transparent gas barrier layer of this example was prepared in the same manner as in Example 7 except that ammonia gas was introduced as a reaction gas at a flow rate of 30 sccm (30 × 1.69 × 10 −3 Pa · m 3 / sec). Obtained.

[実施例10]
ターゲットとして、炭化アルミニウム70wt%とアルミニウム30wt%との合金を用いた他は、実施例4と同様にして、本実施例の透明ガスバリア層付きフィルムを得た。
[Example 10]
A film with a transparent gas barrier layer of this example was obtained in the same manner as in Example 4 except that an alloy of 70 wt% aluminum carbide and 30 wt% aluminum was used as a target.

[実施例11]
反応ガスとして、窒素ガスおよび水素ガスをそれぞれ30sccm(30×1.69×10−3Pa・m/秒)の流量で導入した他は、実施例10と同様にして、本実施例の透明ガスバリア層付きフィルムを得た。
[Example 11]
The transparent gas of this example was the same as that of Example 10 except that nitrogen gas and hydrogen gas were introduced as reaction gases at a flow rate of 30 sccm (30 × 1.69 × 10 −3 Pa · m 3 / sec), respectively. A film with a gas barrier layer was obtained.

[実施例12]
反応ガスとして、アンモニアガスを30sccm(30×1.69×10−3Pa・m/秒)の流量で導入した他は、実施例10と同様にして、本実施例の透明ガスバリア層付きフィルムを得た。
[Example 12]
The film with a transparent gas barrier layer of this example was the same as Example 10 except that ammonia gas was introduced as a reaction gas at a flow rate of 30 sccm (30 × 1.69 × 10 −3 Pa · m 3 / sec). Got.

[比較例1]
反応ガスとして窒素ガスを30sccm(30×1.69×10−3Pa・m/秒)の流量で導入した他は、実施例1と同様にして、本比較例の透明ガスバリア層付きフィルムを得た。
[Comparative Example 1]
A film with a transparent gas barrier layer of this comparative example was prepared in the same manner as in Example 1 except that nitrogen gas was introduced as a reaction gas at a flow rate of 30 sccm (30 × 1.69 × 10 −3 Pa · m 3 / sec). Obtained.

[比較例2]
反応ガスとして窒素ガスを30sccm(30×1.69×10−3Pa・m/秒)の流量で導入した他は、実施例4と同様にして、本比較例の透明ガスバリア層付きフィルムを得た。
[Comparative Example 2]
A film with a transparent gas barrier layer of this comparative example was prepared in the same manner as in Example 4 except that nitrogen gas was introduced as a reaction gas at a flow rate of 30 sccm (30 × 1.69 × 10 −3 Pa · m 3 / sec). Obtained.

[比較例3]
反応ガスとして、窒素ガスを30sccm(30×1.69×10−3Pa・m/秒)の流量で導入した他は、実施例7と同様にして、本比較例の透明ガスバリア層付きフィルムを得た。
[Comparative Example 3]
A film with a transparent gas barrier layer of this comparative example is the same as Example 7 except that nitrogen gas is introduced as a reaction gas at a flow rate of 30 sccm (30 × 1.69 × 10 −3 Pa · m 3 / sec). Got.

[比較例4]
反応ガスとして、窒素ガスを30sccm(30×1.69×10−3Pa・m/秒)の流量で導入した他は、実施例10と同様にして、本比較例の透明ガスバリア層付きフィルムを得た。
[Comparative Example 4]
A film with a transparent gas barrier layer of this comparative example is the same as Example 10, except that nitrogen gas is introduced as a reaction gas at a flow rate of 30 sccm (30 × 1.69 × 10 −3 Pa · m 3 / sec). Got.

実施例1〜12および比較例1〜4で得られた透明ガスバリア層付きフィルムについて、水蒸気透過速度(WVTR)、550nmの波長における光線透過率、およびフィルムの反りの有無を測定した。測定結果を表1に示す。   About the film with a transparent gas barrier layer obtained in Examples 1-12 and Comparative Examples 1-4, the water vapor transmission rate (WVTR), the light transmittance in the wavelength of 550 nm, and the presence or absence of the curvature of a film were measured. The measurement results are shown in Table 1.

Figure 2012212577
Figure 2012212577

前記表1に示すとおり、実施例で得られた透明ガスバリア層付きフィルムは、水蒸気透過速度0.06g・m−2・day−1以下の良好なガスバリア性と、70%以上の良好な可視光透過性(透明性)とを有しており、単層であっても良好な特性を有する透明ガスバリア層が得られていることがわかる。また、フィルムの反りも見られず、透明ガスバリア層の内部応力が低いことがわかる。また、混合ターゲットを用いた実施例7〜12では、他の実施例に比べて、スパッタリングによる層形成速度を速くすることができ、効率よく透明ガスバリア層付きフィルムを製造することができた。一方、比較例においては、いずれも可視光透過率が60〜65%であり、光透過性は十分とはいえなかった。また、水蒸気透過速度は、0.10g・m−2・day−1以上と大きく、ガスバリア性に劣っていることがわかる。また、フィルムの反りが見られ、透明ガスバリア層の内部応力が高いことがわかる。 As shown in Table 1, the film with a transparent gas barrier layer obtained in the examples has a good gas barrier property with a water vapor transmission rate of 0.06 g · m −2 · day −1 or less and a good visible light of 70% or more. It can be seen that a transparent gas barrier layer having transparency (transparency) and having good characteristics even with a single layer is obtained. Moreover, the curvature of a film is not seen and it turns out that the internal stress of a transparent gas barrier layer is low. Moreover, in Examples 7-12 using a mixed target, the layer formation speed | rate by sputtering could be made faster than the other Examples, and the film with a transparent gas barrier layer was able to be manufactured efficiently. On the other hand, in the comparative examples, the visible light transmittance was 60 to 65%, and the light transmittance was not sufficient. Moreover, it turns out that a water-vapor-permeation rate is as large as 0.10g * m <-2 > * day < -1 > or more, and is inferior to gas barrier property. Moreover, the curvature of a film is seen and it turns out that the internal stress of a transparent gas barrier layer is high.

本発明の透明ガスバリア層の製造方法によれば、単層であってもガスバリア性に優れ、かつ、高い透明性を有し、さらに、内部応力が非常に低い透明ガスバリア層を、高温に加熱せずとも製造することができる。本発明の透明ガスバリア層および透明ガスバリアフィルムは、例えば有機EL表示装置、フィールドエミッション表示装置ないし液晶表示装置等の各種の表示装置(ディスプレイ)、太陽電池、薄膜電池、電気二重層コンデンサ等の各種の電気素子・電気素子の基板ないし封止材料等として使用することができ、その用途は限定されず、前述の用途に加えあらゆる分野で使用することができる。   According to the method for producing a transparent gas barrier layer of the present invention, a transparent gas barrier layer having excellent gas barrier properties, high transparency, and extremely low internal stress can be heated to a high temperature even if it is a single layer. It can be manufactured at all. The transparent gas barrier layer and the transparent gas barrier film of the present invention include various display devices (displays) such as an organic EL display device, a field emission display device or a liquid crystal display device, various types such as a solar cell, a thin film battery, and an electric double layer capacitor. It can be used as an electric element, a substrate for an electric element or a sealing material, and its use is not limited, and it can be used in all fields in addition to the above-mentioned applications.

10、30 製造装置
11、31 真空槽
12、32 透明基材フィルム
13a 巻出ロール
13b 巻取ロール
14a、14b 補助ロール
15 キャンロール
16 カソード
17 ターゲット
18 スパッタリング用ガス供給手段
19 反応ガス供給手段
20 真空ポンプ
21 スパッタリング用ガスボンベ
22 反応ガス用ガスボンベ
33 基板加熱ヒータ

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 30 Manufacturing apparatus 11, 31 Vacuum tank 12, 32 Transparent base film 13a Unwinding roll 13b Winding roll 14a, 14b Auxiliary roll 15 Can roll 16 Cathode 17 Target 18 Sputtering gas supply means 19 Reactive gas supply means 20 Vacuum Pump 21 Gas cylinder for sputtering 22 Gas cylinder for reaction gas 33 Substrate heater

Claims (12)

スパッタリング法により透明ガスバリア層を形成する透明ガスバリア層の製造方法であって、炭化金属および炭化半金属から選択される少なくとも1種の炭化物を含むターゲットを用い、反応ガスとして水素含有ガスを用いることを特徴とする透明ガスバリア層の製造方法。 A method for producing a transparent gas barrier layer that forms a transparent gas barrier layer by a sputtering method, wherein a target containing at least one carbide selected from a metal carbide and a metal carbide is used, and a hydrogen-containing gas is used as a reaction gas. A method for producing a transparent gas barrier layer. 前記反応ガスが、さらに窒素を含むことを特徴とする、請求項1記載の透明ガスバリア層の製造方法。 The method for producing a transparent gas barrier layer according to claim 1, wherein the reaction gas further contains nitrogen. 前記炭化金属が炭化アルミニウムであり、前記炭化半金属が炭化シリコンであることを特徴とする、請求項1または2記載の透明ガスバリア層の製造方法。 The method for producing a transparent gas barrier layer according to claim 1, wherein the metal carbide is aluminum carbide, and the semimetal carbide is silicon carbide. 前記ターゲットが、さらに、金属および半金属の少なくとも1種を含み、前記金属および前記半金属が、単体、混合物または合金であることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の透明ガスバリア層の製造方法。 The said target further contains at least 1 sort (s) of a metal and a semimetal, and the said metal and the said semimetal are a simple substance, a mixture, or an alloy, It is any one of Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned. Method for producing a transparent gas barrier layer. 前記スパッタリング法が、パルスDC(直流)スパッタリング法またはRF(高周波)スパッタリング法であることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の透明ガスバリア層の製造方法。 The method for producing a transparent gas barrier layer according to any one of claims 1 to 4, wherein the sputtering method is a pulsed DC (direct current) sputtering method or an RF (radio frequency) sputtering method. 透明基材フィルム上に、透明ガスバリア層を形成することを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の透明ガスバリア層の製造方法。 A transparent gas barrier layer is formed on a transparent base film, The manufacturing method of the transparent gas barrier layer as described in any one of Claim 1 to 5 characterized by the above-mentioned. 請求項1から6のいずれか一項に記載の透明ガスバリア層の製造方法によって製造されたことを特徴とする透明ガスバリア層。 A transparent gas barrier layer produced by the method for producing a transparent gas barrier layer according to any one of claims 1 to 6. 請求項7記載の透明ガスバリア層を透明基材フィルム上に形成したことを特徴とする透明ガスバリアフィルム。 A transparent gas barrier film, wherein the transparent gas barrier layer according to claim 7 is formed on a transparent substrate film. 基板上に、陽極層、有機発光層および陰極層が、この順序で設けられた積層体を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記積層体の少なくとも一部がガスバリア層で被覆されており、前記ガスバリア層が、請求項7に記載の透明ガスバリア層であ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 electroluminescent element having a laminate in which an anode layer, an organic light emitting layer and a cathode layer are provided in this order on a substrate, wherein at least a part of the laminate is covered with a gas barrier layer, An organic electroluminescence device, wherein the gas barrier layer is the transparent gas barrier layer according to claim 7. 前記基板が、請求項8記載の透明ガスバリアフィルムであることを特徴とする、請求項9記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The organic electroluminescence device according to claim 9, wherein the substrate is the transparent gas barrier film according to claim 8. 太陽電池セルを含む太陽電池であって、前記太陽電池セルが、請求項7記載の透明ガスバリア層および請求項8記載の透明ガスバリアフィルムの少なくとも一方で被覆されていることを特徴とする太陽電池。 It is a solar cell containing a photovoltaic cell, Comprising: The said photovoltaic cell is coat | covered with at least one of the transparent gas barrier layer of Claim 7, and the transparent gas barrier film of Claim 8, The solar cell characterized by the above-mentioned. 集電層、陽極層、固体電解質層、陰極層および集電層が、この順序で設けられた積層体を有する薄膜電池であって、前記積層体が、請求項7記載の透明ガスバリア層および請求項8記載の透明ガスバリアフィルムの少なくとも一方で被覆されていることを特徴とする薄膜電池。
The transparent gas barrier layer according to claim 7 and the claim, wherein the current collector layer, the anode layer, the solid electrolyte layer, the cathode layer, and the current collector layer are a thin film battery having a laminate provided in this order. Item 9. A thin film battery, which is coated with at least one of the transparent gas barrier films according to Item 8.
JP2011078056A 2011-03-31 2011-03-31 Method for forming transparent gas barrier layer, transparent gas barrier layer, transparent gas barrier film, organic electroluminescent element, solar cell, and thin film battery Withdrawn JP2012212577A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011078056A JP2012212577A (en) 2011-03-31 2011-03-31 Method for forming transparent gas barrier layer, transparent gas barrier layer, transparent gas barrier film, organic electroluminescent element, solar cell, and thin film battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011078056A JP2012212577A (en) 2011-03-31 2011-03-31 Method for forming transparent gas barrier layer, transparent gas barrier layer, transparent gas barrier film, organic electroluminescent element, solar cell, and thin film battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012212577A true JP2012212577A (en) 2012-11-01

Family

ID=47266385

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011078056A Withdrawn JP2012212577A (en) 2011-03-31 2011-03-31 Method for forming transparent gas barrier layer, transparent gas barrier layer, transparent gas barrier film, organic electroluminescent element, solar cell, and thin film battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012212577A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5740179B2 (en) Transparent gas barrier film, method for producing transparent gas barrier film, organic electroluminescence element, solar cell and thin film battery
JP3797317B2 (en) Target for transparent conductive thin film, transparent conductive thin film and manufacturing method thereof, electrode material for display, organic electroluminescence element
US6645843B2 (en) Pulsed laser deposition of transparent conducting thin films on flexible substrates
US9660208B2 (en) Transparent gas barrier film, method for producing transparent gas barrier film, organic EL element, solar battery, and thin film battery
CN103328205A (en) An inorganic multilayer stack and methods and compositions relating thereto
MXPA01010917A (en) Flexible organic electronic device with improved resistance to oxygen and moisture degradation.
TW201006668A (en) Inorganic graded barrier film and methods for their manufacture
US20110073169A1 (en) Gas barrier composite, back sheet for solar cell module and solar cell module
US20140008634A1 (en) Electrode Sheet for Organic Device, Organic Device Module, and Method for Producing Same
JP2012206380A (en) Transparent gas barrier film, method of forming transparent gas barrier film, organic electroluminescence element, solar battery, and thin film battery
WO2015061657A1 (en) Permeation barrier system for substrates and devices and method of making the same
JP4889195B2 (en) Gas barrier transparent resin substrate, flexible display element using gas barrier transparent resin substrate, and method for producing gas barrier transparent resin substrate
JP2013180473A (en) Transparent gas barrier film, organic el element, solar cell, and thin-film battery
US7749780B2 (en) Polymer optoelectronic device and methods for making the same
JP4788463B2 (en) Oxide sintered body, transparent oxide film, gas barrier transparent resin substrate, gas barrier transparent conductive resin substrate, and flexible display element
TW201245484A (en) Gas barrier laminate film, and method for producing same
TWI617459B (en) Gas barrier film and manufacturing method thereof
WO2014020788A1 (en) Method for manufacturing organic electroluminescent element
JP2012206381A (en) Transparent gas barrier film, method of forming transparent gas barrier film, organic electroluminescence element, solar battery, and thin film battery
US20080000388A1 (en) Gas Barrier Transparent Resin Substrate Method for Manufacturing Thereof, and Flexible Display Element Using Barrier Transparent Resin Substrate
JP2012212577A (en) Method for forming transparent gas barrier layer, transparent gas barrier layer, transparent gas barrier film, organic electroluminescent element, solar cell, and thin film battery
JP2011083990A (en) Gas barrier layer structure
CN102222774A (en) Organic or inorganic electroluminescent device, anode of device and manufacturing method of anode
JP2013022820A (en) Transparent gas barrier film, method for manufacturing the same, organic electroluminescent element, solar cell, and membrane battery
JP4757364B2 (en) Solar cell module

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20140603