JP2014000782A - Laminated film - Google Patents

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Takahiro Yamashita
恭弘 山下
Toshiya Kuroda
俊也 黒田
Takashi Sanada
隆 眞田
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laminated film which has high denseness with few defects such as fine voids and cracks.SOLUTION: The laminated film including a substrate and a thin-film layer which is formed on at least one surface of the substrate and contains silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms is characterized in that the thin-film layer is formed by a plasma chemical vapor deposition method using a raw material gas containing an inorganic silane-based gas, a hydrocarbon-based gas, and an oxygen gas. The thin-film layer is preferably formed using a rare gas, an oxygen gas, or their mixture as a discharge gas.

Description

本発明は、積層フィルムに関する。   The present invention relates to a laminated film.

フィルム状の基材に機能性を付与するために、基材の表面に薄膜層を形成(積層)した積層フィルムが知られている。例えば、プラスチックフィルム上に薄膜層を形成することによりガスバリア性を付与した積層フィルムは、飲食品、化粧品、洗剤等の物品の充填包装に適している。近年、プラスチックフィルム等の基材フィルムの一方の表面上に、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化アルミニウム等の薄膜を形成してなる積層フィルムが提案されている。   In order to impart functionality to a film-like substrate, a laminated film in which a thin film layer is formed (laminated) on the surface of the substrate is known. For example, a laminated film provided with a gas barrier property by forming a thin film layer on a plastic film is suitable for filling and packaging articles such as foods and drinks, cosmetics, and detergents. In recent years, there has been proposed a laminated film in which a thin film of silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, aluminum oxide or the like is formed on one surface of a base film such as a plastic film.

このように薄膜をプラスチック基材の表面上に形成する方法としては、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法等の物理気相成長法(PVD)や、減圧化学気相成長法、プラズマ化学気相成長法等の化学気相成長法(CVD)等の成膜法が知られている。
そして、特許文献1には、有機ケイ素化合物のガス及び酸素ガスを原料として用いて、CVD法で、薄膜層をプラスチックフィルム上に形成する技術が開示されている。
As a method for forming a thin film on the surface of a plastic substrate in this manner, physical vapor deposition (PVD) such as vacuum deposition, sputtering, ion plating, vacuum chemical vapor deposition, plasma chemistry, etc. A film forming method such as chemical vapor deposition (CVD) such as vapor deposition is known.
Patent Document 1 discloses a technique for forming a thin film layer on a plastic film by a CVD method using an organic silicon compound gas and an oxygen gas as raw materials.

特開2008−179102号公報JP 2008-179102 A

しかしながら、特許文献1に記載の方法でプラスチックフィルム上に薄膜層を形成した場合、緻密な薄膜層を形成できず、微細な空隙やクラック等が生じ、ガスバリア性は十分ではなかった。   However, when a thin film layer is formed on a plastic film by the method described in Patent Document 1, a dense thin film layer cannot be formed, and fine voids, cracks, and the like are generated, and gas barrier properties are not sufficient.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、緻密性が高く、微細な空隙やクラック等の欠陥が少ない積層フィルムを提供することを課題とする。   This invention is made | formed in view of the said situation, and makes it a subject to provide a laminated film with high density and few defects, such as a fine space | gap and a crack.

上記課題を解決するため、
本発明は、基材と、前記基材の少なくとも片方の表面上に形成され、珪素原子、酸素原子及び炭素原子を含有する薄膜層とを備える積層フィルムであって、
前記薄膜層は、無機シラン系ガス、炭化水素系ガス及び酸素ガスを含む原料ガスを使用して、プラズマ化学気相成長法により形成されたものであることを特徴とする積層フィルムを提供する。
To solve the above problem,
The present invention is a laminated film comprising a substrate and a thin film layer formed on at least one surface of the substrate and containing a silicon atom, an oxygen atom and a carbon atom,
The thin film layer is formed by a plasma chemical vapor deposition method using a raw material gas containing an inorganic silane-based gas, a hydrocarbon-based gas, and an oxygen gas.

本発明の積層フィルムにおいては、前記薄膜層は、放電ガスとして希ガス、酸素ガスまたはその混合物を使用して、形成されたものであることが望ましい。   In the laminated film of the present invention, the thin film layer is preferably formed using a rare gas, oxygen gas or a mixture thereof as a discharge gas.

本発明の積層フィルムにおいては、前記薄膜層において、珪素原子(Si)、酸素原子(O)及び炭素原子(C)の存在比率が下記式(1)及び(2)の範囲にあることが望ましい。
0.1<C/Si<0.5 (1)
1.5<O/Si<1.9 (2)
In the laminated film of the present invention, the abundance ratio of silicon atoms (Si), oxygen atoms (O) and carbon atoms (C) in the thin film layer is preferably in the range of the following formulas (1) and (2). .
0.1 <C / Si <0.5 (1)
1.5 <O / Si <1.9 (2)

本発明の積層フィルムにおいては、前記薄膜層の平均密度が1.8g/cm以上であることが望ましい。 In the laminated film of the present invention, it is desirable that the thin film layer has an average density of 1.8 g / cm 3 or more.

本発明の積層フィルムにおいては、長尺の前記基材を連続的に搬送しながら、該基材上に連続的に薄膜層が形成されたものであることが望ましい。   In the laminated film of the present invention, it is desirable that a thin film layer is continuously formed on the base material while continuously conveying the long base material.

本発明の積層フィルムにおいては、前記薄膜層の膜厚方向における前記薄膜層の表面からの距離と、前記距離に位置する点の前記バリア層に含まれる珪素原子、酸素原子、及び炭素原子の合計数に対する珪素原子数の比率(珪素の原子数比)、酸素原子数の比率(酸素の原子数比)、炭素原子数の比率(炭素の原子数比)との関係をそれぞれ示す珪素分布曲線、酸素分布曲線、及び炭素分布曲線において、下記の条件(i)〜(iii):
(i)珪素の原子数比、酸素の原子数比、及び炭素の原子数比が、前記バリア層の膜厚方向における90%以上の領域において、下記式(3)で表される条件を満たすこと、
(酸素の原子数比)>(珪素の原子数比)>(炭素の原子数比)・・・(3)
(ii)前記炭素分布曲線が少なくとも1つの極値を有すること、
(iii)前記炭素分布曲線における炭素の原子数比の最大値及び最小値の差の絶対値が5at%以上であること
を全て満たすことが望ましい。
In the laminated film of the present invention, the distance from the surface of the thin film layer in the film thickness direction of the thin film layer, and the total of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms contained in the barrier layer at the point located at the distance Silicon distribution curves showing the relationship between the ratio of the number of silicon atoms to the number of silicon (ratio of number of silicon atoms), the ratio of the number of oxygen atoms (ratio of oxygen atoms), and the ratio of carbon atoms (ratio of carbon atoms), In the oxygen distribution curve and the carbon distribution curve, the following conditions (i) to (iii):
(I) The atomic ratio of silicon, the atomic ratio of oxygen, and the atomic ratio of carbon satisfy the condition represented by the following formula (3) in a region of 90% or more in the film thickness direction of the barrier layer. about,
(Oxygen atomic ratio)> (Si atomic ratio)> (Carbon atomic ratio) (3)
(Ii) the carbon distribution curve has at least one extreme value;
(Iii) It is desirable to satisfy all that the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the atomic ratio of carbon in the carbon distribution curve is 5 at% or more.

本発明の積層フィルムにおいては、前記原料ガスに炭素酸化物を含むことが望ましい。   In the laminated film of the present invention, it is desirable that the raw material gas contains a carbon oxide.

本発明によれば、緻密性が高く、微細な空隙やクラック等の欠陥が少ない積層フィルムが提供される。   According to the present invention, a laminated film having high density and few defects such as fine voids and cracks is provided.

[積層フィルム]
本発明の積層フィルムは、基材と、前記基材の少なくとも片方の表面上に形成され、珪素原子、酸素原子及び炭素原子を含有する薄膜層とを備える積層フィルムであって、
前記薄膜層は、無機シラン系ガス、炭化水素系ガス及び酸素ガスを含む原料ガスを使用して、プラズマ化学気相成長法により形成されたものであることを特徴とする。
[Laminated film]
The laminated film of the present invention is a laminated film comprising a substrate and a thin film layer formed on at least one surface of the substrate and containing silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms,
The thin film layer is formed by a plasma chemical vapor deposition method using a source gas containing an inorganic silane-based gas, a hydrocarbon-based gas, and an oxygen gas.

前記積層フィルムは、前記基材の主たる二表面のうち、一方の表面(以下、「薄膜層形成側の表面」ということがある。)上に薄膜層が形成されたものである。なお、積層フィルムは、基材の一方の表面上だけでなく、他方の表面(前記一方の表面とは反対側の表面)上にも薄膜層が形成されたものでもよい。
また、前記薄膜層以外に、他の層を有してもよい。
In the laminated film, a thin film layer is formed on one of the two main surfaces of the base material (hereinafter also referred to as “surface on the thin film layer forming side”). The laminated film may have a thin film layer formed not only on one surface of the substrate but also on the other surface (the surface opposite to the one surface).
Moreover, you may have another layer other than the said thin film layer.

前記基材は、フィルム状又はシート状であり、その材質の例としては、樹脂又は樹脂を含む複合材が挙げられる。
前記樹脂の例としては、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(PEN)等のポリエステル;ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、環状ポリオレフィン等のポリオレフィン;ポリアミド;ポリカーボネート;ポリスチレン;アクリル樹脂;ポリビニルアルコール;エチレン−酢酸ビニル共重合体のケン化物;ポリアクリロニトリル;ポリアセタール;ポリイミド;ポリエーテルサルファイド(PES)が挙げられる。
また、樹脂を含む複合材の例としては、ポリジメチルシロキサン、ポリシルセスキオキサン等のシリコーン樹脂;ガラスコンポジット基板;ガラスエポキシ基板等が挙げられる。
基材の材質は、1種のみでもよいし、2種以上でもよい。
これらの中でも、基材の材質は、耐熱性が高く、熱線膨張率が低いという観点から、ポリエステル、環状ポリオレフィン、ポリイミド、ガラスコンポジット基板又はガラスエポキシ基板が好ましい。
The substrate is in the form of a film or a sheet, and examples of the material include a resin or a composite material containing a resin.
Examples of the resin include polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN); polyolefins such as polyethylene (PE), polypropylene (PP) and cyclic polyolefin; polyamide; polycarbonate; polystyrene; acrylic resin; Saponified ethylene-vinyl acetate copolymer; polyacrylonitrile; polyacetal; polyimide; polyether sulfide (PES).
Examples of the composite material containing a resin include silicone resins such as polydimethylsiloxane and polysilsesquioxane; glass composite substrates; glass epoxy substrates and the like.
The material of the substrate may be only one kind or two or more kinds.
Among these, the material of the base material is preferably polyester, cyclic polyolefin, polyimide, glass composite substrate, or glass epoxy substrate from the viewpoint of high heat resistance and low coefficient of thermal expansion.

前記基材は、光を透過させたり吸収させたりすることが可能であるという観点から、無色透明であることが好ましい。より具体的には、全光線透過率が80%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましい。また、曇価が5%以下であることが好ましく、3%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。   The base material is preferably colorless and transparent from the viewpoint that light can be transmitted and absorbed. More specifically, the total light transmittance is preferably 80% or more, and more preferably 85% or more. Further, the haze value is preferably 5% or less, more preferably 3% or less, and further preferably 1% or less.

前記基材は、電子デバイスやエネルギーデバイスの基材で使用できるという観点から、絶縁性であることが好ましく、電気抵抗率が10Ωcm以上であることが好ましい。 From the viewpoint that the base material can be used as a base material for an electronic device or an energy device, the base material is preferably insulative and preferably has an electrical resistivity of 10 6 Ωcm or more.

前記基材の厚さは、前記積層フィルムを製造する際の安定性を考慮して適宜設定できる。例えば、真空中においてもフィルムの搬送が可能であるという観点から、5〜500μmであることが好ましい。さらに、後述するようにプラズマCVD法により薄膜層を形成する場合には、基材を通して放電しつつ薄膜層を形成することから、基材の厚さは10〜200μmであることがより好ましく、50〜100μmであることがさらに好ましい。   The thickness of the base material can be appropriately set in consideration of the stability when the laminated film is produced. For example, from the viewpoint that the film can be conveyed even in a vacuum, the thickness is preferably 5 to 500 μm. Further, when the thin film layer is formed by the plasma CVD method as will be described later, the thickness of the base material is more preferably 10 to 200 μm because the thin film layer is formed while discharging through the base material. More preferably, it is ˜100 μm.

前記基材は、薄膜層との密着性が向上することから、薄膜層形成側の表面を清浄するための表面活性処理が施されたものが好ましい。このような表面活性処理の例としては、コロナ処理、プラズマ処理、UVオゾン処理、フレーム処理が挙げられる。   Since the said base material improves adhesiveness with a thin film layer, what the surface activation process for cleaning the surface by the side of a thin film layer formation was performed is preferable. Examples of such surface activation treatment include corona treatment, plasma treatment, UV ozone treatment, and flame treatment.

前記薄膜層は、緻密性が高く、微細な空隙やクラック等の欠陥を少なくする観点で、珪素原子、酸素原子及び炭素原子を含有する。この場合、薄膜層は、一般式がSiOαβで表される化合物が主成分であることが好ましい。この一般式において、αは2未満の正数から選択され、βは2未満の正数から選択される。上記の一般式におけるα及びβの一以上は、薄膜層の厚さ方向において一定の値でもよいし、変化していてもよい。
さらに薄膜層は珪素原子、酸素原子及び炭素原子以外の元素、例えば、水素原子、窒素原子、ホウ素原子、アルミニウム原子、リン原子、イオウ原子、フッ素原子及び塩素原子のうちの一以上の原子を含有していてもよい。
The thin film layer is highly dense and contains silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms from the viewpoint of reducing defects such as fine voids and cracks. In this case, the thin film layer is preferably composed mainly of a compound represented by the general formula SiO α C β . In this general formula, α is selected from positive numbers less than 2, and β is selected from positive numbers less than 2. One or more of α and β in the above general formula may be a constant value or may vary in the thickness direction of the thin film layer.
Further, the thin film layer contains one or more atoms of elements other than silicon atom, oxygen atom and carbon atom, for example, hydrogen atom, nitrogen atom, boron atom, aluminum atom, phosphorus atom, sulfur atom, fluorine atom and chlorine atom. You may do it.

前記薄膜層は、珪素原子、酸素原子及び炭素原子に加え、水素原子を含有する場合、薄膜層は、一般式がSiOαβγで表される化合物が主成分であることが好ましい。この一般式において、αは2未満の正数、βは2未満の正数、γは6未満の正数からそれぞれ選択される。上記の一般式におけるα、β及びγの一以上は、薄膜層の厚さ方向で一定の値でもよいし、変化していてもよい。 When the thin film layer contains a hydrogen atom in addition to a silicon atom, an oxygen atom, and a carbon atom, the thin film layer preferably contains a compound represented by a general formula of SiO α C β H γ as a main component. In this general formula, α is selected from a positive number less than 2, β is a positive number less than 2, and γ is selected from a positive number less than 6. One or more of α, β, and γ in the above general formula may be a constant value or may vary in the thickness direction of the thin film layer.

前記薄膜層は、珪素原子(Si)、炭素原子(C)における薄膜層中の平均原子比率をC/Siで表した場合に、緻密性が高く、微細な空隙やクラック等の欠陥を少なくする観点で、0.1<C/Si<0.5の範囲にあると好ましく、0.15<C/Si<0.45の範囲にあるとより好ましく、0.2<C/Si<0.4の範囲にあるとさらに好ましく、0.25<C/Si<0.35の範囲にあると特に好ましい。
また前記薄膜層は、珪素原子(Si)、酸素原子(O)における薄膜層中の平均原子比率をO/Siで表した場合に、緻密性が高く、微細な空隙やクラック等の欠陥を少なくする観点で、1.5<O/Si<1.9の範囲にあると好ましく、1.55<O/Si<1.85の範囲にあるとより好ましく、1.6<O/Si<1.8の範囲にあるとさらに好ましく、1.65<O/Si<1.75の範囲にあると特に好ましい。
The thin film layer is highly dense and reduces defects such as fine voids and cracks when the average atomic ratio in the thin film layer of silicon atoms (Si) and carbon atoms (C) is represented by C / Si. From the viewpoint, it is preferably in the range of 0.1 <C / Si <0.5, more preferably in the range of 0.15 <C / Si <0.45, and 0.2 <C / Si <0. More preferably in the range of 4, more preferably in the range of 0.25 <C / Si <0.35.
In addition, the thin film layer has high density when the average atomic ratio in the thin film layer in silicon atoms (Si) and oxygen atoms (O) is expressed by O / Si, and has few defects such as fine voids and cracks. Therefore, it is preferable to be in the range of 1.5 <O / Si <1.9, more preferably in the range of 1.55 <O / Si <1.85, and 1.6 <O / Si <1. Is more preferably in the range of .8, and particularly preferably in the range of 1.65 <O / Si <1.75.

前記薄膜層は、後述するように、プラズマ化学気相成長法(プラズマCVD法)により形成されたものである。   The thin film layer is formed by a plasma chemical vapor deposition method (plasma CVD method) as will be described later.

前記薄膜層の厚さは、積層フィルムを曲げた時に割れ難くするという観点から、5〜3000nmであることが好ましい。さらに、後述するようにプラズマCVD法により薄膜層を形成する場合には、基材を通して放電しつつ薄膜層を形成することから、10〜2000nmであることがより好ましく、100〜1000nmであることがさらに好ましい。   The thickness of the thin film layer is preferably 5 to 3000 nm from the viewpoint of making it difficult to break when the laminated film is bent. Furthermore, when forming a thin film layer by a plasma CVD method as will be described later, since the thin film layer is formed while discharging through the substrate, it is more preferably 10 to 2000 nm, and preferably 100 to 1000 nm. Further preferred.

本実施形態に用いられる積層フィルムが備える薄膜層は、平均密度が1.8g/cm以上の高い密度となっていることが好ましい。なお、本明細書において薄膜層の「平均密度」は、ラザフォード後方散乱法(Rutherford Backscattering Spectrometry:RBS)で求めた珪素の原子数、炭素の原子数、酸素の原子数と、水素前方散乱法(Hydrogen Forward scattering Spectrometry:HFS)で求めた水素の原子数と、から測定範囲のバリア層の重さを計算し、測定範囲のバリア層の体積(イオンビームの照射面積と膜厚との積)で除することで求められる。 The thin film layer included in the laminated film used in the present embodiment preferably has a high average density of 1.8 g / cm 3 or more. In the present specification, the “average density” of the thin film layer is the number of silicon atoms, the number of carbon atoms, the number of oxygen atoms, and the hydrogen forward scattering method (Rutherford Backscattering Spectrometry: RBS) Calculate the weight of the barrier layer in the measurement range from the number of hydrogen atoms determined by Hydrogen Forward Scattering Spectrometry (HFS), and calculate the volume of the barrier layer in the measurement range (product of the ion beam irradiation area and film thickness). It is calculated by dividing.

前記薄膜層が1.8g/cm以上の密度を有していることにより、前記積層フィルムは緻密性が高く、微細な空隙やクラック等の欠陥を少ない構造を有する。薄膜層が珪素原子、酸素原子、炭素原子及び水素原子からなる場合には、バリア層の平均密度は2.22g/cm未満である。 When the thin film layer has a density of 1.8 g / cm 3 or more, the laminated film has a high density and a structure with few defects such as fine voids and cracks. When the thin film layer is composed of silicon atoms, oxygen atoms, carbon atoms, and hydrogen atoms, the average density of the barrier layer is less than 2.22 g / cm 3 .

本実施形態では、膜厚方向における膜表面からの距離と、各距離の位置での局所的な珪素原子の原子比との関係を示す曲線を珪素分布曲線という。同様に、膜厚方向における膜表面からの距離と、各距離の位置での局所的な酸素原子の原子比との関係を示す曲線を酸素分布曲線という。また、膜厚方向における膜表面からの距離と、各距離の位置での局所的な炭素原子の原子比との関係を示す曲線を炭素分布曲線という。また、膜厚方向における膜表面からの距離と、各距離の位置での局所的な酸素原子の原子比及び炭素原子の原子比の合計との関係を示す曲線を酸素炭素分布曲線という。   In the present embodiment, a curve indicating the relationship between the distance from the film surface in the film thickness direction and the local atomic ratio of silicon atoms at each distance is referred to as a silicon distribution curve. Similarly, a curve indicating the relationship between the distance from the film surface in the film thickness direction and the local atomic ratio of oxygen atoms at each distance position is referred to as an oxygen distribution curve. A curve indicating the relationship between the distance from the film surface in the film thickness direction and the local atomic ratio of carbon atoms at each distance is referred to as a carbon distribution curve. A curve showing the relationship between the distance from the film surface in the film thickness direction and the sum of the local atomic ratio of oxygen atoms and the total atomic ratio of carbon atoms at each distance is called an oxygen-carbon distribution curve.

上記の第1条件は、炭素分布曲線は、実質的に連続である条件である。炭素分布曲線が実質的に連続とは、炭素分布曲線における炭素の原子比が不連続に変化する部分を含まないことである。具体的には、膜厚方向における膜表面からの距離をx[nm]、炭素の原子比をC[at%]としたときに、下記の式(1)を満たすことが好ましい。
|dC/dx|≦ 1 ・・・(1)
The first condition is a condition in which the carbon distribution curve is substantially continuous. The carbon distribution curve being substantially continuous means that the carbon distribution curve does not include a portion where the carbon atomic ratio changes discontinuously. Specifically, when the distance from the film surface in the film thickness direction is x [nm] and the atomic ratio of carbon is C [at%], the following formula (1) is preferably satisfied.
| DC / dx | ≦ 1 (1)

上記の第2条件は、炭素分布曲線が少なくとも1つの極値を有する条件である。ここでいう極値は、膜厚方向における膜表面からの距離に対する各元素の原子比の極大値又は極小値である。極値は、膜厚方向における膜表面からの距離を変化させたときに、元素の原子比が増加から減少に転じる点、又は元素の原子比が減少から増加に転じる点での原子比の値である。極値は、例えば、膜厚方向において複数の測定位置のそれぞれで原子比を測定した測定結果に基づいて、求めることができる。原子比の測定位置は、膜厚方向の間隔が例えば20nm以下に設定される。極値をとる位置は、各測定位置での測定結果を含んだ離散的なデータ群について、例えば互いに異なる3以上の測定位置での測定結果を比較し、測定結果が増加から減少に転じる位置又は減少から増加に転じる位置を求めることによって、得ることができる。極値をとる位置は、例えば、上記の離散的なデータ群から求めた近似曲線を微分することによって、得ることもできる。極値をとる位置から原子比が単調増加又は単調減少する区間が例えば20nm以上である場合に、極値をとる位置から膜厚方向に20nmだけ移動した位置での原子比と、極値との差の絶対値は例えば3at%以上である。   The second condition is a condition in which the carbon distribution curve has at least one extreme value. The extreme value here is the maximum value or the minimum value of the atomic ratio of each element with respect to the distance from the film surface in the film thickness direction. The extreme value is the value of the atomic ratio at the point where the atomic ratio of the element changes from increasing to decreasing or when the atomic ratio of the element changes from decreasing to increasing when the distance from the film surface in the film thickness direction is changed. It is. The extreme value can be obtained, for example, based on a measurement result obtained by measuring an atomic ratio at each of a plurality of measurement positions in the film thickness direction. The measurement position of the atomic ratio is set such that the interval in the film thickness direction is, for example, 20 nm or less. The position where the extreme value is taken is a position where the measurement result is changed from increase to decrease, for example, by comparing measurement results at three or more different measurement positions with respect to a discrete data group including the measurement result at each measurement position. It can be obtained by determining the position where the decrease turns to the increase. The position where the extreme value is taken can also be obtained, for example, by differentiating the approximate curve obtained from the above discrete data group. When the interval in which the atomic ratio monotonously increases or decreases monotonically from the position where the extreme value is taken is, for example, 20 nm or more, the atomic ratio at the position moved by 20 nm in the film thickness direction from the position where the extreme value is taken, The absolute value of the difference is, for example, 3 at% or more.

第2条件を満たすように形成された第1薄膜層は、屈曲前のガス透過率に対する屈曲後のガス透過率の増加量が、第2条件を満たさない場合と比較して少なくなる。すなわち、第2条件を満たすことにより、屈曲によるガスバリア性の低下を抑制する効果が得られる。炭素分布曲線の極値の数が2つ以上になるように第1薄膜層を形成すると、炭素分布曲線の極値の数が1つである場合と比較して、上記の増加量が少なくなる。また、炭素分布曲線の極値の数が3つ以上になるように第1薄膜層を形成すると、炭素分布曲線の極値の数が2つである場合と比較して、上記の増加量が少なくなる。炭素分布曲線が2つ以上の極値を有する場合に、第1の極値をとる位置の膜厚方向における膜表面からの距離と、第1の極値と隣接する第2の極値をとる位置の膜厚方向における膜表面からの距離との差の絶対値が、1nm以上200nm以下の範囲内であることが好ましく、1nm以上100nm以下の範囲内であることがさらに好ましい。   In the first thin film layer formed so as to satisfy the second condition, the amount of increase in the gas permeability after bending with respect to the gas permeability before bending is less than that in the case where the second condition is not satisfied. That is, by satisfying the second condition, an effect of suppressing a decrease in gas barrier properties due to bending can be obtained. When the first thin film layer is formed so that the number of extreme values of the carbon distribution curve becomes two or more, the amount of increase is reduced as compared with the case where the number of extreme values of the carbon distribution curve is one. . Further, when the first thin film layer is formed so that the number of extreme values of the carbon distribution curve is three or more, the increase amount is larger than that in the case where the number of extreme values of the carbon distribution curve is two. Less. When the carbon distribution curve has two or more extreme values, the distance from the film surface in the film thickness direction at the position where the first extreme value is taken, and the second extreme value adjacent to the first extreme value The absolute value of the difference between the position and the distance from the film surface in the film thickness direction is preferably in the range of 1 nm to 200 nm, and more preferably in the range of 1 nm to 100 nm.

上記の第3条件は、炭素分布曲線における炭素の原子比の最大値及び最小値の差の絶対値が5at%以上である条件である。第3条件を満たすように形成された第1薄膜層は、屈曲前のガス透過率に対する屈曲後のガス透過率の増加量が、第3条件を満たさない場合と比較して少なくなる。すなわち、第3条件を満たすことにより、屈曲によるガスバリア性の低下を抑制する効果が得られる。炭素の原子比の最大値及び最小値の差の絶対値が6at%以上であると上記の効果が高くなり、7at%以上であると上記の効果がさらに高くなる。   The third condition is a condition in which the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the carbon atomic ratio in the carbon distribution curve is 5 at% or more. In the first thin film layer formed so as to satisfy the third condition, the amount of increase in the gas permeability after bending with respect to the gas permeability before bending is less than that in the case where the third condition is not satisfied. That is, by satisfying the third condition, an effect of suppressing a decrease in gas barrier property due to bending can be obtained. When the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the atomic ratio of carbon is 6 at% or more, the above effect is enhanced, and when it is 7 at% or more, the above effect is further enhanced.

珪素分布曲線における珪素の原子比の最大値及び最小値の差の絶対値が低くなるほど、第1薄膜層のガスバリア性が向上する傾向がある。このような観点で、上記の絶対値は、5at%未満であることが好ましく、4at%未満であることがより好ましく、3at%未満であることが特に好ましい。   As the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the silicon atomic ratio in the silicon distribution curve decreases, the gas barrier property of the first thin film layer tends to improve. From such a viewpoint, the absolute value is preferably less than 5 at%, more preferably less than 4 at%, and particularly preferably less than 3 at%.

また、酸素炭素分布曲線において、各距離の位置での局所的な酸素原子の原子比及び炭素原子の原子比の合計を「合計原子比」としたときに、合計原子比の最大値及び最小値の差の絶対値が低くなるほど、第1薄膜層のガスバリア性が向上する傾向がある。このような観点で、上記の合計原子比は、5at%未満であることが好ましく、4at%未満であることがより好ましく、3at%未満であることが特に好ましい。   In the oxygen-carbon distribution curve, when the total of the atomic ratio of local oxygen atoms and the atomic ratio of carbon atoms at each distance position is defined as “total atomic ratio”, the maximum and minimum values of the total atomic ratio As the absolute value of the difference between the two decreases, the gas barrier property of the first thin film layer tends to improve. From such a viewpoint, the total atomic ratio is preferably less than 5 at%, more preferably less than 4 at%, and particularly preferably less than 3 at%.

膜表面方向において、第1薄膜層を実質的に一様な組成にすると、第1薄膜層のガスバリア性を均一にするとともに向上させることができる。実質的に一様な組成であるとは、酸素分布曲線、炭素分布曲線及び酸素炭素分布曲線において、膜表面の任意の2箇所で極値の数が同じであり、それぞれの炭素分布曲線における炭素の原子比の最大値及び最小値の差の絶対値が、互いに同じであるかもしくは5at%以内の差であることをいう。   When the first thin film layer has a substantially uniform composition in the film surface direction, the gas barrier property of the first thin film layer can be made uniform and improved. The substantially uniform composition means that in the oxygen distribution curve, the carbon distribution curve, and the oxygen carbon distribution curve, the number of extreme values is the same at any two locations on the film surface, and the carbon in each carbon distribution curve. The absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the atomic ratio is the same or within 5 at%.

また、第1薄膜層の珪素分布曲線、酸素分布曲線、及び炭素分布曲線は、下記の第4条件を満たすことが好ましい。第4条件は、珪素分布曲線、酸素分布曲線、及び炭素分布曲線において第1薄膜層の膜厚の90%以上の領域で、第5条件又は第6条件を択一的に満たす条件である。
第5条件は、酸素の原子比が珪素の原子比よりも大きく、かつ、珪素の原子が炭素の原子比よりも大きい条件である。第4条件は、下記の式(2)で表される。
(酸素の原子比)>(珪素の原子比)>(炭素の原子比)・・・(2)
第6条件は、炭素の原子比が珪素の原子比よりも大きく、かつ、珪素の原子が酸素の原子比よりも大きい条件である。第5条件は、下記の式(3)で表される。
(炭素の原子比)>(珪素の原子比)>(酸素の原子比)・・・(3)
The silicon distribution curve, oxygen distribution curve, and carbon distribution curve of the first thin film layer preferably satisfy the following fourth condition. The fourth condition is a condition that alternatively satisfies the fifth condition or the sixth condition in a region of 90% or more of the thickness of the first thin film layer in the silicon distribution curve, oxygen distribution curve, and carbon distribution curve.
The fifth condition is a condition in which the atomic ratio of oxygen is larger than the atomic ratio of silicon and the atomic ratio of silicon is larger than the atomic ratio of carbon. The fourth condition is expressed by the following formula (2).
(Atomic ratio of oxygen)> (atomic ratio of silicon)> (atomic ratio of carbon) (2)
The sixth condition is a condition in which the atomic ratio of carbon is larger than the atomic ratio of silicon and the atomic ratio of silicon is larger than the atomic ratio of oxygen. The fifth condition is expressed by the following formula (3).
(Atomic ratio of carbon)> (Atomic ratio of silicon)> (Atomic ratio of oxygen) (3)

第4条件を満たすように形成された第1薄膜層は、一般的に有機EL素子に要求されるガスバリア性を発現することが可能である。第1薄膜層の膜厚のうちで第5条件又は第6条件を択一的に満たす範囲が増加するほど、第1薄膜層のガスバリア性が向上する傾向がある。このような観点で、第1薄膜層の膜厚のうちで第5条件又は第6条件を択一的に満たす範囲は、第1薄膜層の膜厚の95%以上であることが好ましく、第1薄膜層の膜厚の略100%であることがさらに好ましい。   The first thin film layer formed to satisfy the fourth condition can exhibit gas barrier properties generally required for an organic EL element. The gas barrier property of the first thin film layer tends to improve as the range in which the fifth condition or the sixth condition is alternatively satisfied in the film thickness of the first thin film layer increases. From such a viewpoint, it is preferable that the range in which the fifth condition or the sixth condition is alternatively satisfied in the film thickness of the first thin film layer is 95% or more of the film thickness of the first thin film layer. More preferably, it is approximately 100% of the thickness of one thin film layer.

上記の第5条件を満たす場合に、第1薄膜層中における珪素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する珪素原子の含有量の原子比率は、25at%以上45at%以下であることが好ましく、30at%以上40at%以下であることがより好ましい。上記の第4条件を満たす場合に、第1薄膜層中における珪素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する酸素原子の含有量の原子比率は、33at%以上67at%以下であることが好ましく、45at%以上67at%以下であることがより好ましい。上記の第4条件を満たす場合に、第1薄膜層中における珪素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する炭素原子の含有量の原子比率は、3at%以上33at%以下であることが好ましく、3at%以上25at%以下であることがより好ましい。   When the above fifth condition is satisfied, the atomic ratio of the silicon atom content to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms in the first thin film layer is preferably 25 at% or more and 45 at% or less, More preferably, it is 30 at% or more and 40 at% or less. When the above fourth condition is satisfied, the atomic ratio of the oxygen atom content to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms in the first thin film layer is preferably 33 at% or more and 67 at% or less, More preferably, it is 45 at% or more and 67 at% or less. When the above fourth condition is satisfied, the atomic ratio of the carbon atom content to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms in the first thin film layer is preferably 3 at% or more and 33 at% or less, More preferably, it is 3 at% or more and 25 at% or less.

上記の第6条件を満たす場合に、第1薄膜層中における珪素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する珪素原子の含有量の原子比率は、25at%以上45at%以下であることが好ましく、30at%以上40at%以下であることがより好ましい。上記の第5条件を満たす場合に、第1薄膜層中における珪素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する酸素原子の含有量の原子比率は、1at%以上33at%以下であることが好ましく、10at%以上27at%以下であることがより好ましい。上記の第5条件を満たす場合に、第1薄膜層中における珪素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する炭素原子の含有量の原子比率は、33at%以上66at%以下であることが好ましく、40at%以上57at%以下であることがより好ましい。   When the above sixth condition is satisfied, the atomic ratio of the content of silicon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms in the first thin film layer is preferably 25 at% or more and 45 at% or less, More preferably, it is 30 at% or more and 40 at% or less. When the above fifth condition is satisfied, the atomic ratio of the oxygen atom content to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms in the first thin film layer is preferably 1 at% or more and 33 at% or less, More preferably, it is 10 at% or more and 27 at% or less. When the above fifth condition is satisfied, the atomic ratio of the carbon atom content to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms in the first thin film layer is preferably 33 at% or more and 66 at% or less, More preferably, it is 40 at% or more and 57 at% or less.

[積層フィルムの製造方法]
前記積層フィルムは、基材の薄膜層形成側の表面上に、プラズマCVD法等の公知の手法で薄膜層を形成することで製造できる。なかでも、薄膜層は、連続的な成膜プロセスで形成することが好ましく、長尺の基材を連続的に搬送しながら、その上に連続的に薄膜層を形成することがより好ましい。
[Production method of laminated film]
The laminated film can be produced by forming a thin film layer on the surface of the base material on the thin film layer forming side by a known method such as a plasma CVD method. Especially, it is preferable to form a thin film layer by a continuous film-forming process, and it is more preferable to form a thin film layer continuously on it, conveying a elongate base material continuously.

前記薄膜層をプラズマCVD法により形成(成膜)する場合には、基材を一対の成膜ロール上に配置し、前記一対の成膜ロール間に放電してプラズマを発生させるプラズマCVD法により形成することが好ましい。また、このようにして一対の成膜ロール間に放電する際には、前記一対の成膜ロールの極性を交互に反転させることが好ましい。   When the thin film layer is formed (deposited) by plasma CVD, the substrate is placed on a pair of deposition rolls, and plasma CVD is performed to generate plasma by discharging between the pair of deposition rolls. It is preferable to form. Further, when discharging between the pair of film forming rolls in this way, it is preferable to reverse the polarities of the pair of film forming rolls alternately.

プラズマCVD法においてプラズマを発生させる際には、複数の成膜ロールの間の空間にプラズマ放電を発生させることが好ましく、一対の成膜ロールを用い、その一対の成膜ロールのそれぞれに基材を配置して、一対の成膜ロール間に放電してプラズマを発生させることがより好ましい。このようにして、一対の成膜ロールを用い、この一対の成膜ロール上に基材を配置して、この一対の成膜ロール間に放電することにより、成膜時に一方の成膜ロール上に存在する基材の表面部分を成膜しつつ、もう一方の成膜ロール上に存在する基材の表面部分も同時に成膜することが可能となって、効率よく薄膜層を形成できるだけでなく、成膜レートを倍にすることが可能となる。また、生産性の観点から、薄膜層は、ロールツーロール方式で基材の表面上に形成することが好ましい。このようなプラズマCVD法により積層フィルムを製造する際に用いることが可能な装置としては、特に限定されないが、少なくとも一対の成膜ロールと、プラズマ電源とを備え、且つ前記一対の成膜ロール間において放電することが可能な構成となっている装置であることが好ましい。   When generating plasma in the plasma CVD method, it is preferable to generate plasma discharge in a space between a plurality of film forming rolls. A pair of film forming rolls is used, and a base material is provided for each of the pair of film forming rolls. More preferably, a plasma is generated by discharging between a pair of film forming rolls. In this way, a pair of film forming rolls is used, a base material is disposed on the pair of film forming rolls, and discharge is performed between the pair of film forming rolls. It is possible not only to form a thin film layer efficiently, but also to form a film on the surface portion of the base material existing on the other film forming roll at the same time. The film formation rate can be doubled. From the viewpoint of productivity, the thin film layer is preferably formed on the surface of the substrate by a roll-to-roll method. An apparatus that can be used when manufacturing a laminated film by such a plasma CVD method is not particularly limited, and includes at least a pair of film forming rolls and a plasma power source, and between the pair of film forming rolls. It is preferable that the apparatus has a configuration capable of discharging.

ロールツーロール方式のプラズマCVD法に適用する成膜装置の例としては、成膜上流側(基材の搬送方向の上流側)から順に、送り出しロール、搬送ロール、成膜ロール、搬送ロール、巻き取りロールを備え、ガス供給管、プラズマ発生用電源、及び磁場発生装置を備えたものが挙げられる。これらのうち、少なくとも成膜ロール、ガス供給管、及び磁場発生装置は、積層フィルムを製造するときに、真空チャンバー内に配置され、この真空チャンバーは、真空ポンプに接続される。真空チャンバーの内部の圧力は、真空ポンプの動作により調整される。   As an example of a film forming apparatus applied to the roll-to-roll type plasma CVD method, a feed roll, a transport roll, a film forming roll, a transport roll, and a winding roll are sequentially formed from the film forming upstream side (the upstream side in the substrate transport direction). Examples include a take-up roll, a gas supply pipe, a power source for plasma generation, and a magnetic field generator. Among these, at least the film forming roll, the gas supply pipe, and the magnetic field generator are arranged in a vacuum chamber when the laminated film is manufactured, and this vacuum chamber is connected to a vacuum pump. The pressure inside the vacuum chamber is adjusted by the operation of the vacuum pump.

上記の成膜装置は、成膜ロールとして一対の成膜ロールを備えたものが好ましく、これら成膜ロール間にさらに搬送ロールを備えたものが好ましい。そして、これら成膜ロールの内部に磁場発生装置が配置され、これら磁場発生装置は、成膜ロールの回転に伴って姿勢が変化しないように取付けられているものが好ましい。   The film forming apparatus preferably includes a pair of film forming rolls as a film forming roll, and further preferably includes a transport roll between these film forming rolls. And it is preferable that a magnetic field generator is disposed inside these film forming rolls, and these magnetic field generating apparatuses are mounted so that their postures do not change with the rotation of the film forming rolls.

このような成膜装置を用いた場合、送り出しロールに巻き取られている基材は、送り出しロールから最上流側の搬送ロールを経由して、前段(上流側)の成膜ロールへ搬送される。そして、基材の表面に薄膜が形成されたフィルム基材は、前段の成膜ロールから、搬送ロールを経由して、後段(下流側)の成膜ロールへ搬送される。そして、さらに成膜されて薄膜層が形成されて得られた積層フィルムは、後段の成膜ロールからこれよりもさらに下流側(最下流側)の搬送ロールを経由して巻き取りロールへ搬送され、この巻き取りロールに巻き取られる。   When such a film forming apparatus is used, the base material wound around the feed roll is transported from the feed roll to the upstream (upstream side) film forming roll via the most upstream transport roll. . And the film base material in which the thin film was formed on the surface of the base material is conveyed from the front | former film-forming roll to the back | latter stage (downstream side) film-forming roll via a conveyance roll. Further, the laminated film obtained by further forming a film to form a thin film layer is conveyed from a subsequent film-forming roll to a take-up roll via a further downstream (most downstream) conveyance roll. , And is wound on this winding roll.

上記の成膜装置において、一対(前段及び後段)の成膜ロールは、互いに対向するように配置されている。そして、これら成膜ロールの軸は実質的に平行であり、これら成膜ロールの直径は実質的に同じである。このような成膜装置では、基材が前段の成膜ロール上を搬送されているとき、及び前記フィルム基材が後段の成膜ロール上を搬送されているときに、成膜が行われる。   In the film forming apparatus, the pair of film forming rolls (the front stage and the rear stage) are arranged so as to face each other. The axes of these film forming rolls are substantially parallel, and the diameters of these film forming rolls are substantially the same. In such a film forming apparatus, film formation is performed when the base material is transported on the former film forming roll and when the film base material is transported on the subsequent film forming roll.

上記の成膜装置においては、一対の成膜ロールで挟まれる空間に、プラズマを発生可能となっている。プラズマ発生用電源は、これら成膜ロール中の電極と電気的に接続されており、これら電極は、前記空間を挟むように配置される。   In the film forming apparatus, plasma can be generated in a space between a pair of film forming rolls. The plasma generating power source is electrically connected to the electrodes in the film forming rolls, and these electrodes are arranged so as to sandwich the space.

上記の成膜装置は、プラズマ発生用電源から前記電極に供給された電力によって、プラズマを発生可能である。プラズマ発生用電源としては、公知の電源等を適宜用いることができ、例えば、前記二つの電極の極性を交互に反転可能な交流電源が挙げられる。プラズマ発生用電源は、効率よく成膜可能にする観点で、その供給する電力が、例えば0.1〜10kWに設定され、且つ交流の周波数が、例えば50Hz〜100MHzに設定される。原料ガスの分解効率を上げるという観点で、1MHz〜100MHzに設定された交流周波数を用いてもよい。   The film forming apparatus described above can generate plasma by the power supplied to the electrode from a plasma generation power source. As the plasma generating power source, a known power source or the like can be used as appropriate, and examples thereof include an AC power source capable of alternately reversing the polarities of the two electrodes. From the viewpoint of enabling efficient film formation, the power supply for plasma generation is set to, for example, 0.1 to 10 kW, and the AC frequency is set to, for example, 50 Hz to 100 MHz. An AC frequency set to 1 MHz to 100 MHz may be used from the viewpoint of increasing the decomposition efficiency of the source gas.

成膜ロールの内部に配置された磁場発生装置は、前記空間に磁場を発生可能であり、成膜ロール上での搬送方向で、磁束密度が変化するように磁場を発生させてもよい。   The magnetic field generator arranged inside the film forming roll can generate a magnetic field in the space, and may generate the magnetic field so that the magnetic flux density changes in the transport direction on the film forming roll.

ガス供給管は、薄膜層の形成に用いる供給ガスを前記空間に供給可能である。供給ガスは、薄膜層の原料ガスを含む。ガス供給管から供給された原料ガスは、前記空間に発生するプラズマによって分解され、薄膜層の膜成分が生成される。薄膜層の膜成分は、一対の成膜ロール上を搬送されている基材又は前記フィルム基材上に堆積する。   The gas supply pipe can supply a supply gas used for forming the thin film layer to the space. The supply gas includes a raw material gas for the thin film layer. The source gas supplied from the gas supply pipe is decomposed by the plasma generated in the space, and a film component of the thin film layer is generated. The film component of the thin film layer is deposited on the substrate transported on the pair of film forming rolls or the film substrate.

原料ガスとしては、第一原料ガス、第二原料ガス及び第三原料ガスの少なくとも三種類以上のガスを用いて薄膜層を形成させる。   As the source gas, the thin film layer is formed using at least three kinds of gases of the first source gas, the second source gas, and the third source gas.

第一原料ガスとしては、無機シラン系ガスを用いる。このような無機シラン系ガスとしては、例えば、モノシランガス、ジシランガス、トリシランガス、ジクロロシランガス、トリクロロシランガス、テトラクロロシランガス等の水素化シランガス等が挙げられる。こられの無機シラン系ガスの中でも、化合物の取り扱い性及び得られる薄膜層の緻密性等の観点から、モノシランガス、ジシランガスが好ましい。また、これらの無機シラン系ガスは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   An inorganic silane-based gas is used as the first source gas. Examples of such inorganic silane-based gases include monosilane gas, disilane gas, trisilane gas, dichlorosilane gas, trichlorosilane gas, and tetrachlorosilane gas. Among these inorganic silane-based gases, monosilane gas and disilane gas are preferable from the viewpoints of handling of compounds and denseness of the obtained thin film layer. Moreover, these inorganic silane-type gas can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

第一原料ガスとして有機ケイ素化合物のガスを用いると、原料中にC−H基を多く含むため、プラズマCVD成膜時に原料ガスを分解するのに必要な結合解離エネルギーがC−H基の場合は443kJ/molと大きいことから、薄膜中にもC−H基が多く残存し、微細な空隙ができて緻密性が低くなると考えられる。一方で、第一原料ガスとして無機シラン系ガスを用いると、結合解離エネルギーがSi−H基の場合は318kJ/mol、Si−Si基の場合は326kJ/mol、Si−Cl基の場合は397kJ/molとなり、C−H基に比べて結合エネルギーが低く、十分に原料ガスを分解できることから薄膜中の緻密性が高くなり、微細な空隙やクラックが生じにくくなると考えられる。   When an organosilicon compound gas is used as the first source gas, the source material contains a large amount of C—H groups, so that the bond dissociation energy required for decomposing the source gas during plasma CVD film formation is a C—H group. Is large at 443 kJ / mol, it is considered that a large amount of C—H groups remain in the thin film, and fine voids are formed, resulting in low density. On the other hand, when an inorganic silane-based gas is used as the first source gas, the bond dissociation energy is 318 kJ / mol when the Si—H group is used, 326 kJ / mol when the Si—Si group is used, and 397 kJ when the Si—Cl group is used. / Mol, the binding energy is lower than that of the C—H group, and the source gas can be sufficiently decomposed, so that the denseness in the thin film is increased and fine voids and cracks are less likely to occur.

また、第二原料ガスとして、炭化水素系ガスを用いる。このような炭化水素系ガスとしては、例えば、アセチレンガス、エチレンガス、メタンガス等が挙げられる。また、これらの炭化水素系ガスは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   Further, a hydrocarbon gas is used as the second source gas. Examples of such hydrocarbon gases include acetylene gas, ethylene gas, methane gas, and the like. Moreover, these hydrocarbon type gas can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

また、第三原料ガスとして、酸素ガスを用いる。   Further, oxygen gas is used as the third source gas.

また、前記の第一、第二、第三原料ガス以外に、原料ガス中に炭素酸化物ガス、N原子を含むガス、オゾンガス等を含んでいてもよい。炭素酸化物ガスとしては、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス等が挙げられる。N原子を含むガスとしては、窒素ガス、アンモニアガス等が挙げられる。また、これらの原料ガス以外のガスは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。また、本発明においては、上記の観点から、有機ケイ素化合物のガスを含まないことが好ましい。   In addition to the first, second, and third source gases, the source gas may contain a carbon oxide gas, a gas containing N atoms, an ozone gas, and the like. Examples of the carbon oxide gas include carbon monoxide gas and carbon dioxide gas. Nitrogen gas, ammonia gas, etc. are mentioned as gas containing N atom. Moreover, gas other than these source gases can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. Moreover, in this invention, it is preferable not to contain the gas of an organosilicon compound from said viewpoint.

供給ガスは、キャリアガス及び放電用ガスの少なくとも一方を含んでいてもよい。キャリアガスとしては、原料ガスの真空チャンバー内への供給を促進するガスを適宜選択して用いることができる。放電用ガスとしては、空間SPでのプラズマ放電の発生を促進するガスを適宜選択して用いることができる。キャリアガス及び放電用ガスとしては、例えば、ヘリウムガス、アルゴンガス、ネオンガス、キセノンガス等の希ガス;酸素ガス;水素ガスが挙げられる。キャリアガス及び放電用ガスは、いずれも、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   The supply gas may contain at least one of a carrier gas and a discharge gas. As the carrier gas, a gas that promotes the supply of the source gas into the vacuum chamber can be appropriately selected and used. As the discharge gas, a gas that promotes the generation of plasma discharge in the space SP can be appropriately selected and used. Examples of the carrier gas and the discharge gas include rare gases such as helium gas, argon gas, neon gas, and xenon gas; oxygen gas; hydrogen gas. The carrier gas and the discharge gas can be used alone or in combination of two or more.

上記の成膜装置において、原料ガスの種類、3種以上の原料ガスの流量の比率、電極に供給する電力、真空チャンバー内の圧力、一対の成膜ロールの直径、及び基材(フィルム基材)の搬送速度等のパラメータの一以上を適宜調整することによって、薄膜中の珪素原子、酸素原子及び炭素原子の平均含有量が所望の量になるように設定できる。なお、前記パラメータの一以上は、基材(フィルム基材)が前記空間に面する成膜エリア内を通過する期間内に時間的に変化してもよいし、成膜エリア内で空間的に変化してもよい。   In the film forming apparatus, the type of source gas, the ratio of the flow rates of three or more source gases, the power supplied to the electrodes, the pressure in the vacuum chamber, the diameter of the pair of film forming rolls, and the substrate (film substrate) By appropriately adjusting one or more parameters such as the transport speed of (), the average content of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms in the thin film can be set to a desired amount. Note that one or more of the parameters may change over time within a period in which the substrate (film substrate) passes through the film formation area facing the space, or spatially within the film formation area. It may change.

電極に供給する電力は、原料ガスの種類や真空チャンバー内の圧力等に応じて適宜調整することができ、例えば、0.1〜10kWに設定できる。電力が0.1kW以上であることで、パーティクルの発生を抑制する効果が高くなる。また、電力が10kW以下であることで、電極から受ける熱によって基材(フィルム基材)に皺や損傷が生じることを抑制する効果が高くなる。さらに、基材(フィルム基材)の損傷に伴って、一対の成膜ロール間に異常放電が発生することを回避でき、これら成膜ロールが異常放電によって損傷することも回避できる。   The electric power supplied to the electrode can be appropriately adjusted according to the type of source gas, the pressure in the vacuum chamber, and the like, and can be set to 0.1 to 10 kW, for example. The effect which suppresses generation | occurrence | production of a particle becomes high because electric power is 0.1 kW or more. Moreover, the effect which suppresses that a wrinkle and damage arise in a base material (film base material) with the heat | fever received from an electrode because electric power is 10 kW or less becomes high. Furthermore, it is possible to avoid occurrence of abnormal discharge between the pair of film forming rolls due to damage of the base material (film base material), and it is also possible to avoid damage to these film forming rolls due to abnormal discharge.

真空チャンバー内の圧力(真空度)は、原料ガスの種類等に応じて適宜調整することができ、例えば、0.1Pa〜50Paに設定できる。
基材(フィルム基材)の搬送速度(ライン速度)は、原料ガスの種類や真空チャンバー内の圧力等に応じて適宜調整することができるが、上記のように基材を搬送ロールに接触させるときの、基材の搬送速度と同じであることが好ましい。搬送速度が下限値以上であることで、基材(フィルム基材)に皺が生じることを抑制する効果が高くなる。
また、搬送速度が上限値以下であることにより、形成される薄膜層の厚さを増すことが容易になる。
The pressure (degree of vacuum) in the vacuum chamber can be appropriately adjusted according to the type of the raw material gas, and can be set to 0.1 Pa to 50 Pa, for example.
Although the conveyance speed (line speed) of a base material (film base material) can be suitably adjusted according to the kind of source gas, the pressure in a vacuum chamber, etc., a base material is made to contact a conveyance roll as mentioned above. It is preferable that it is the same as the conveyance speed of a base material. The effect which suppresses that a wrinkle arises in a base material (film base material) because a conveyance speed is more than a lower limit becomes high.
Moreover, it becomes easy to increase the thickness of the thin film layer formed because a conveyance speed is below an upper limit.

本発明に係る積層フィルムの製造に用いる成膜装置は、上記のものに限定されず、本発明の効果を損なわない範囲内において、一部構成が適宜変更されたものでもよい。   The film forming apparatus used for the production of the laminated film according to the present invention is not limited to the above-described one, and a part of the structure may be appropriately changed within a range not impairing the effects of the present invention.

本発明に係る積層フィルムは、前記基材及び薄膜層以外に、必要に応じてさらに、プライマーコート層、ヒートシール性樹脂層及び接着剤層等のいずれか一以上を備えていてもよい。前記プライマーコート層は、前記基材及び薄膜層との接着性を向上させることが可能な、公知のプライマーコート剤を用いて形成することができる。また、前記ヒートシール性樹脂層は、適宜公知のヒートシール性樹脂を用いて形成することができる。また、前記接着剤層は、適宜公知の接着剤を用いて形成することができ、このような接着剤層により、複数の積層フィルム同士を接着させてもよい。   The laminated film according to the present invention may further include any one or more of a primer coat layer, a heat sealable resin layer, an adhesive layer, and the like, as necessary, in addition to the base material and the thin film layer. The primer coat layer can be formed using a known primer coat agent capable of improving the adhesion between the substrate and the thin film layer. Moreover, the said heat-sealable resin layer can be suitably formed using well-known heat-sealable resin. Moreover, the said adhesive bond layer can be suitably formed using a well-known adhesive agent, You may adhere several laminated | multilayer film with such an adhesive bond layer.

以下、実施例に基づいて、本発明についてさらに詳しく説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples.

[実施例1]
二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み100μm)を基材として用い、これを送り出しロールに装着する。真空チャンバー内を12時間真空引きした後、薄膜層の成膜を行う。そして、一対の成膜ロール間に磁場を印加すると共に、これら成膜ロールにそれぞれ電力を供給して、これら成膜ロール間に放電してプラズマを発生させ、この放電領域に、成膜ガス(第一原料ガスとしてのモノシランガス、第二原料ガスとしてのアセチレンガス、第三原料ガスとしての酸素ガス(放電ガスとしても機能する)との混合ガス)を供給し、下記成膜条件にてプラズマCVD法により薄膜層を形成し、積層フィルムが得られる。
[Example 1]
A biaxially stretched polyethylene terephthalate film (thickness: 100 μm) is used as a base material, and this is mounted on a feed roll. After evacuating the vacuum chamber for 12 hours, a thin film layer is formed. And while applying a magnetic field between a pair of film-forming rolls and supplying electric power to each of these film-forming rolls, discharge is generated between these film-forming rolls to generate plasma, and a film-forming gas ( Plasma CVD under the following film formation conditions by supplying monosilane gas as the first source gas, acetylene gas as the second source gas, and oxygen gas (which also functions as a discharge gas) as the third source gas) A thin film layer is formed by the method to obtain a laminated film.

<成膜条件>
成膜ロール幅:700mm
成膜ガス(混合ガス)の供給量:10〜10000sccm(Standard Cubic Centimeter per Minute、0℃、1気圧基準)
真空チャンバー内の圧力:0.1〜10Pa
プラズマ発生用電源からの供給電力:0.5〜2.5kW
プラズマ発生用電源の周波数:70kHz
基材の搬送速度:0.5〜10m/分
<Film formation conditions>
Deposition roll width: 700mm
Deposition gas (mixed gas) supply amount: 10 to 10000 sccm (Standard Cubic Centimeter per Minute, 0 ° C., 1 atm standard)
Pressure in the vacuum chamber: 0.1 to 10 Pa
Power supplied from the power source for plasma generation: 0.5 to 2.5 kW
Frequency of power source for plasma generation: 70 kHz
Substrate transport speed: 0.5 to 10 m / min

[実施例2]
二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み100μm)を基材として用い、これを送り出しロールに装着する。真空チャンバー内を12時間真空引きした後、薄膜層の成膜を行う。そして、一対の成膜ロール間に磁場を印加すると共に、これら成膜ロールにそれぞれ電力を供給して、これら成膜ロール間に放電してプラズマを発生させ、この放電領域に、成膜ガス(第一原料ガスとしてのジシランガス、第二原料ガスとしてのアセチレンガス、第三原料ガスとしての酸素ガス(放電ガスとしても機能する)との混合ガス)を供給し、前記成膜条件にてプラズマCVD法により薄膜層を形成し、積層フィルムが得られる。
[Example 2]
A biaxially stretched polyethylene terephthalate film (thickness: 100 μm) is used as a base material, and this is mounted on a feed roll. After evacuating the vacuum chamber for 12 hours, a thin film layer is formed. And while applying a magnetic field between a pair of film-forming rolls and supplying electric power to each of these film-forming rolls, discharge is generated between these film-forming rolls to generate plasma, and a film-forming gas ( A gas mixture of disilane gas as the first source gas, acetylene gas as the second source gas, and oxygen gas (which also functions as a discharge gas) as the third source gas), and plasma CVD under the film forming conditions A thin film layer is formed by the method to obtain a laminated film.

[実施例3]
二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み100μm)を基材として用い、これを送り出しロールに装着する。真空チャンバー内を12時間真空引きした後、薄膜層の成膜を行う。そして、一対の成膜ロール間に磁場を印加すると共に、これら成膜ロールにそれぞれ電力を供給して、これら成膜ロール間に放電してプラズマを発生させ、この放電領域に、成膜ガス(第一原料ガスとしてのモノシランガス、第二原料ガスとしてのエチレンガス、第三原料ガスとしての酸素ガス(放電ガスとしても機能する)との混合ガス)を供給し、前記成膜条件にてプラズマCVD法により薄膜層を形成し、積層フィルムが得られる。
[Example 3]
A biaxially stretched polyethylene terephthalate film (thickness: 100 μm) is used as a base material, and this is mounted on a feed roll. After evacuating the vacuum chamber for 12 hours, a thin film layer is formed. And while applying a magnetic field between a pair of film-forming rolls and supplying electric power to each of these film-forming rolls, discharge is generated between these film-forming rolls to generate plasma, and a film-forming gas ( A monosilane gas as a first source gas, an ethylene gas as a second source gas, and an oxygen gas (which also functions as a discharge gas) as a third source gas) and plasma CVD under the film formation conditions A thin film layer is formed by the method to obtain a laminated film.

実施例1〜実施例3で得られる積層フィルムは、何れも無機シラン系ガスと炭化水素系ガスと酸素ガスとを原料ガスに用いていることから、プラズマCVD法で薄膜層を形成時に分解し易いため、緻密で欠陥の少ない積層フィルムとなり、工業的に有用なフィルムが得られる。   Since the laminated films obtained in Examples 1 to 3 all use inorganic silane-based gas, hydrocarbon-based gas, and oxygen gas as raw material gases, they are decomposed when a thin film layer is formed by plasma CVD. Since it is easy, it becomes a dense laminated film with few defects, and an industrially useful film is obtained.

Claims (7)

基材と、前記基材の少なくとも片方の表面上に形成され、珪素原子、酸素原子及び炭素原子を含有する薄膜層とを備える積層フィルムであって、
前記薄膜層は、無機シラン系ガス、炭化水素系ガス及び酸素ガスを含む原料ガスを使用して、プラズマ化学気相成長法により形成されたものであることを特徴とする積層フィルム。
A laminated film comprising a substrate and a thin film layer formed on at least one surface of the substrate and containing a silicon atom, an oxygen atom and a carbon atom;
The thin film layer is formed by a plasma chemical vapor deposition method using a source gas containing an inorganic silane-based gas, a hydrocarbon-based gas, and an oxygen gas.
前記薄膜層は、放電ガスとして希ガス、酸素ガスまたはその混合物を使用して、形成されたものであることを特徴とする請求項1に記載の積層フィルム。   The laminated film according to claim 1, wherein the thin film layer is formed using a rare gas, an oxygen gas, or a mixture thereof as a discharge gas. 前記薄膜層において、珪素原子(Si)、酸素原子(O)及び炭素原子(C)の存在比率が下記式(1)及び(2)の範囲にあることを特徴とする請求項1〜2のいずれか一項に記載の積層フィルム。
0.1<C/Si<0.5 (1)
1.5<O/Si<1.9 (2)
In the thin film layer, the abundance ratio of silicon atoms (Si), oxygen atoms (O), and carbon atoms (C) is in the range of the following formulas (1) and (2): The laminated film according to any one of the above.
0.1 <C / Si <0.5 (1)
1.5 <O / Si <1.9 (2)
前記薄膜層の平均密度が1.8g/cm以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の積層フィルム。 The average density of the said thin film layer is 1.8 g / cm < 3 > or more, The laminated | multilayer film as described in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. 長尺の前記基材を連続的に搬送しながら、該基材上に連続的に薄膜層が形成されたものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の積層フィルム。   The laminate according to any one of claims 1 to 4, wherein a thin film layer is continuously formed on the base material while continuously conveying the long base material. the film. 前記薄膜層の膜厚方向における前記薄膜層の表面からの距離と、前記距離に位置する点の前記バリア層に含まれる珪素原子、酸素原子、及び炭素原子の合計数に対する珪素原子数の比率(珪素の原子数比)、酸素原子数の比率(酸素の原子数比)、炭素原子数の比率(炭素の原子数比)との関係をそれぞれ示す珪素分布曲線、酸素分布曲線、及び炭素分布曲線において、下記の条件(i)〜(iii):
(i)珪素の原子数比、酸素の原子数比、及び炭素の原子数比が、前記バリア層の膜厚方向における90%以上の領域において、下記式(3)で表される条件を満たすこと、
(酸素の原子数比)>(珪素の原子数比)>(炭素の原子数比)・・・(3)
(ii)前記炭素分布曲線が少なくとも1つの極値を有すること、
(iii)前記炭素分布曲線における炭素の原子数比の最大値及び最小値の差の絶対値が5at%以上であること
を全て満たすことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の積層フィルム。
The distance from the surface of the thin film layer in the film thickness direction of the thin film layer, and the ratio of the number of silicon atoms to the total number of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms contained in the barrier layer at the point located at the distance ( Silicon distribution curve, oxygen distribution curve, and carbon distribution curve showing the relationship among silicon atom ratio), oxygen atom ratio (oxygen atom ratio), and carbon atom ratio (carbon atom ratio), respectively. In the following conditions (i) to (iii):
(I) The atomic ratio of silicon, the atomic ratio of oxygen, and the atomic ratio of carbon satisfy the condition represented by the following formula (3) in a region of 90% or more in the film thickness direction of the barrier layer. about,
(Oxygen atomic ratio)> (Si atomic ratio)> (Carbon atomic ratio) (3)
(Ii) the carbon distribution curve has at least one extreme value;
(Iii) The absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the atomic ratio of carbon in the carbon distribution curve satisfies all that it is 5 at% or more. The laminated film as described.
前記原料ガスに炭素酸化物を含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の積層フィルム。   The laminated film according to claim 1, wherein the source gas contains a carbon oxide.
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