JP2014141055A - Gas barrier film - Google Patents

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JP2014141055A JP2013023838A JP2013023838A JP2014141055A JP 2014141055 A JP2014141055 A JP 2014141055A JP 2013023838 A JP2013023838 A JP 2013023838A JP 2013023838 A JP2013023838 A JP 2013023838A JP 2014141055 A JP2014141055 A JP 2014141055A
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Chiyoko Takemura
千代子 竹村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas barrier film having a low steam permeability.SOLUTION: There is provided a gas barrier film which comprises a substrate, a barrier layer which is formed an at least one surface of the substrate and contains silicon, oxygen and carbon and an inorganic-organic hybrid polymer layer. The inorganic-organic hybrid polymer layer (ORMOCER layer) is composed of a material containing a polymethoxysiloxane of the following formula (1) in an amount of 20 to 40 mol% based on the total number of moles of the material constituting the inorganic-organic hybrid polymer layer and the barrier layer satisfies the following conditions (i) to (iii).

Description

本発明は、ガスバリア性フィルムに関する。より詳細には、本発明は、低い水蒸気透過率を有するガスバリア性フィルムに関する。   The present invention relates to a gas barrier film. More specifically, the present invention relates to a gas barrier film having a low water vapor transmission rate.

水蒸気や酸素の透過を遮断する性質、いわゆるガスバリア性を有するフィルムに関し、従来からさまざまな検討がなされている。このような検討の中では、フィルムのガスバリア性を高めるために、スパッタリングやプラズマCVD法等の方法によって無機層を製膜する技術が提案されている(特許文献1)。   Conventionally, various studies have been made on a film having a property of blocking permeation of water vapor and oxygen, that is, a so-called gas barrier property. In such examination, in order to improve the gas barrier property of a film, the technique which forms an inorganic layer by methods, such as sputtering and a plasma CVD method, is proposed (patent document 1).

近年、軽量化、大型化という要求に加え、長期信頼性や形状の自由度が高いこと、曲面表示が可能であること等の要求が加わり、重くて割れやすく大面積化が困難なガラス基板に代わって透明プラスチック等のフィルム基材が採用され始めている。   In recent years, in addition to demands for weight reduction and size increase, long-term reliability, high degree of freedom in shape, and the ability to display curved surfaces have been added, resulting in a glass substrate that is heavy, easily broken, and difficult to increase in area. Instead, film base materials such as transparent plastics are beginning to be adopted.

しかしながら、透明プラスチック等のフィルム基材はガラスに対しガスバリア性が劣るという問題がある。ガスバリア性が劣る基材を用いると、水蒸気や空気が浸透し、例えば電子デバイス内の機能を劣化させてしまう。   However, a film substrate such as a transparent plastic has a problem that the gas barrier property is inferior to glass. If a base material with inferior gas barrier properties is used, water vapor or air will permeate, and for example, the function in the electronic device will be degraded.

包装材や液晶表示素子に使用されるガスバリア性フィルムとしてはプラスチックフィルム上に酸化珪素を蒸着したものや酸化アルミニウムを蒸着したものが知られている。しかしながら、それらの技術では、せいぜい1g/m/day程度の水蒸気バリア性しか得られていない。一方、近年では、液晶ディスプレイの大型化、高精細ディスプレイ等の開発によりフィルム基板へのガスバリア性能について水蒸気透過度で0.1g/m/day程度、さらに有機エレクトロルミネッセンスについては水蒸気透過度で10−5〜10−6g/m/dayのオーダーにまで要求が上がってきている。 As gas barrier films used for packaging materials and liquid crystal display elements, those obtained by depositing silicon oxide or aluminum oxide on plastic films are known. However, in those techniques, only a water vapor barrier property of about 1 g / m 2 / day is obtained. On the other hand, in recent years, the liquid crystal display has been increased in size, developed as a high-definition display, etc., and the gas barrier performance to the film substrate is about 0.1 g / m 2 / day for water vapor permeability. The demand has risen to the order of −5 to 10 −6 g / m 2 / day.

上記課題に対して、特許文献2では、ポリマー多層(Polymer Multilayer、PML)技法が記載されている。この技法は、ポリマーの層と酸化アルミニウムの層とからなるコーティングをフレキシブル基板に施してその基板をシールする。両方とも堆積工程は、ウェブ処理装置を使って極めて高速で操作することができる。水および酸素の浸透性に対する耐性は、未コートのPET膜に比して3ないし4桁まで改善されることが開示されている。   In order to solve the above problem, Patent Document 2 describes a polymer multilayer (PML) technique. This technique applies a coating consisting of a polymer layer and an aluminum oxide layer to a flexible substrate and seals the substrate. Both deposition processes can be operated at very high speeds using web processing equipment. It has been disclosed that the resistance to water and oxygen permeability is improved by 3 to 4 orders of magnitude compared to uncoated PET membranes.

かかるポリマー多層技法では、ポリマー層が、隣接するセラミック層内のあらゆる欠陥を覆い隠して、バリア層内のこれらの欠陥によって作られるチャンネルを通る酸素や水蒸気の拡散速度を低下させるように働くことが示唆されている。しかしながら、ポリマー層と酸化アルミニウムの層との境界面は隣接する材料の不相溶性のために一般的に弱いため、剥離しやすく、長期保存では充分なバリア能が得られないという問題を有していた。   In such polymer multilayer techniques, the polymer layer may work to mask any defects in adjacent ceramic layers and reduce the diffusion rate of oxygen and water vapor through the channels created by these defects in the barrier layer. Has been suggested. However, since the interface between the polymer layer and the aluminum oxide layer is generally weak due to the incompatibility of adjacent materials, there is a problem that it is easy to peel off and sufficient barrier ability cannot be obtained during long-term storage. It was.

一方、上記課題に対して、特許文献3では、特定の組成で珪素、酸素及び炭素を含むガスバリア層を有する有機EL装置が報告されている。上記ガスバリア層は、高いガスバリア性を備え、フィルムを屈曲させたときにもガスバリア性が低下しにくく、簡易な工程で短時間で形成することが可能であると、開示されている。   On the other hand, Patent Document 3 reports an organic EL device having a gas barrier layer containing silicon, oxygen, and carbon with a specific composition. It is disclosed that the gas barrier layer has a high gas barrier property, and the gas barrier property is hardly lowered even when the film is bent, and can be formed in a short time by a simple process.

特開平6−234186号公報JP-A-6-234186 特開2005−288851号公報JP 2005-288851 A 特開2012−84306号公報JP 2012-84306 A

しかしながら、特許文献3に記載のガスバリア層をもってしても、有機エレクトロルミネッセンスに適用するのに十分な水蒸気透過率を達成しうるとはいえない。また、温度や湿度が大きく変化するような過酷な条件ではクラックが発生し、ガスバリア性の低下を誘発してしまう。ゆえに、より高い水蒸気透過性を有し、過酷な条件下でもクラックの発生を抑制・防止して、高いガスバリア性を維持できるガスバリア性フィルムに対する要望は依然として存在していた。   However, even with the gas barrier layer described in Patent Document 3, it cannot be said that a water vapor transmission rate sufficient for application to organic electroluminescence can be achieved. Moreover, cracks are generated under severe conditions in which the temperature and humidity are greatly changed, and a decrease in gas barrier properties is induced. Therefore, there is still a need for a gas barrier film that has a higher water vapor permeability, can suppress and prevent generation of cracks even under severe conditions, and can maintain high gas barrier properties.

したがって、本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、低い水蒸気透過率を有するガスバリア性フィルムを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a gas barrier film having a low water vapor transmission rate.

本発明の他の目的は、過酷な条件下でも高いガスバリア性を維持できるガスバリア性フィルムを提供することである。   Another object of the present invention is to provide a gas barrier film capable of maintaining a high gas barrier property even under severe conditions.

本発明者らは、上記の問題を解決すべく、鋭意研究を行った結果、特定の組成で珪素、酸素及び炭素を含むバリア層と特定の無機・有機ハイブリッドポリマー層とを組み合わせることによって、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have combined the barrier layer containing silicon, oxygen, and carbon with a specific composition with a specific inorganic / organic hybrid polymer layer, thereby The present inventors have found that the problem can be solved and have completed the present invention.

すなわち、上記諸目的は、基材、該基材の少なくとも一方の面に形成された、ケイ素、酸素、および炭素を含有するバリア層ならびに無機・有機ハイブリッドポリマー層(ORMOCER層)を有するガスバリア性フィルムであって、
該無機・有機ハイブリッドポリマー層(ORMOCER層)が、下記式(1):
That is, the above-mentioned objects are to provide a gas barrier film having a substrate, a barrier layer containing silicon, oxygen, and carbon and an inorganic / organic hybrid polymer layer (ORMOCER layer) formed on at least one surface of the substrate. Because
The inorganic / organic hybrid polymer layer (ORMOCER layer) has the following formula (1):

ただし、nは、2〜20である、
のポリメトキシシロキサンを、該無機・有機ハイブリッドポリマー層(ORMOCER層)を構成する材料の総モル数に対して、20〜40モル%の量で含む材料を用いて形成され、および
該バリア層が、下記条件(i)〜(iii):
(i)前記バリア層の膜厚方向における前記バリア層表面からの距離(L)と、ケイ素原子、酸素原子、および炭素原子の合計量に対するケイ素原子の量の比率(ケイ素の原子比)との関係を示すケイ素分布曲線、前記Lとケイ素原子、酸素原子、および炭素原子の合計量に対する酸素原子の量の比率(酸素の原子比)との関係を示す酸素分布曲線、ならびに前記Lとケイ素原子、酸素原子、および炭素原子の合計量に対する炭素原子の量の比率(炭素の原子比)との関係を示す炭素分布曲線において、
前記バリア層の膜厚の90%以上の領域で、多いほうから(酸素の原子比)、(ケイ素の原子比)、(炭素の原子比)の順となっている、
(ii)前記炭素分布曲線が少なくとも2つの極値を有する、
(iii)前記炭素分布曲線における炭素の原子比の最大値と最小値との差の絶対値が3at%以上である、
を満たす、ガスバリア性フィルムによって達成できる。
However, n is 2-20.
Of the polymethoxysiloxane in an amount of 20 to 40 mol% with respect to the total number of moles of the material constituting the inorganic / organic hybrid polymer layer (ORMOCER layer), and the barrier layer The following conditions (i) to (iii):
(I) The distance (L) from the surface of the barrier layer in the thickness direction of the barrier layer and the ratio of the amount of silicon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms (atom ratio of silicon) A silicon distribution curve showing a relationship, an oxygen distribution curve showing a relationship between the L and the ratio of the amount of oxygen atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms (atomic ratio of oxygen), and the L and silicon atoms In the carbon distribution curve showing the relationship between the ratio of the amount of carbon atoms to the total amount of oxygen atoms, and carbon atoms (the atomic ratio of carbon),
In the region of 90% or more of the film thickness of the barrier layer, the order is (atomic ratio of oxygen), (atomic ratio of silicon), (atomic ratio of carbon) from the largest.
(Ii) the carbon distribution curve has at least two extreme values;
(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 is 3 at% or more.
It can be achieved by a gas barrier film that satisfies the above.

本発明によれば、低い水蒸気透過率を有するガスバリア性フィルムを提供できる。   According to the present invention, a gas barrier film having a low water vapor transmission rate can be provided.

本発明に係るバリア層を製造するために好適に利用することが可能な製造装置の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the manufacturing apparatus which can be utilized suitably in order to manufacture the barrier layer which concerns on this invention. 実施例1のバリア層の炭素分布曲線、酸素分布曲線及び珪素分布曲線のグラスである。It is the glass of the carbon distribution curve, oxygen distribution curve, and silicon distribution curve of the barrier layer of Example 1.

本発明は、基材、該基材の少なくとも一方の面に形成された、ケイ素、酸素、および炭素を含有するバリア層(以下、単に「バリア層」とも称する)ならびに無機・有機ハイブリッドポリマー層(ORMOCER層)(以下、単に「無機・有機ハイブリッドポリマー層」または「ORMOCER層」とも称する)を有するガスバリア性フィルムである。ここで、該無機・有機ハイブリッドポリマー層(ORMOCER層)は、上記式(1):   The present invention relates to a base material, a barrier layer containing silicon, oxygen, and carbon (hereinafter, also simply referred to as “barrier layer”) and an inorganic / organic hybrid polymer layer (which is formed on at least one surface of the base material). It is a gas barrier film having an “ORMOCER layer” (hereinafter also simply referred to as “inorganic / organic hybrid polymer layer” or “ORMOCER layer”). Here, the inorganic / organic hybrid polymer layer (ORMOCER layer) has the above formula (1):

ただし、nは、2〜20の整数である、
のポリメトキシシロキサンを、該無機・有機ハイブリッドポリマー層(ORMOCER層)を構成する材料の総モル数に対して、20〜40モル%の量で含む材料を用いて形成される。また、該バリア層は、下記条件(i)〜(iii)を全て満たす:
(i)前記バリア層の膜厚方向における前記バリア層表面からの距離(L)と、ケイ素原子、酸素原子、および炭素原子の合計量に対するケイ素原子の量の比率(ケイ素の原子比)との関係を示すケイ素分布曲線、前記Lとケイ素原子、酸素原子、および炭素原子の合計量に対する酸素原子の量の比率(酸素の原子比)との関係を示す酸素分布曲線、ならびに前記Lとケイ素原子、酸素原子、および炭素原子の合計量に対する炭素原子の量の比率(炭素の原子比)との関係を示す炭素分布曲線において、
前記バリア層の膜厚の90%以上の領域で、多いほうから(酸素の原子比)、(ケイ素の原子比)、(炭素の原子比)の順となっている;
(ii)前記炭素分布曲線が少なくとも2つの極値を有する;および
(iii)前記炭素分布曲線における炭素の原子比の最大値と最小値との差の絶対値が3at%以上である。
However, n is an integer of 2-20.
The polymethoxysiloxane is formed using a material containing 20 to 40 mol% with respect to the total number of moles of the material constituting the inorganic / organic hybrid polymer layer (ORMOCER layer). Further, the barrier layer satisfies all the following conditions (i) to (iii):
(I) The distance (L) from the surface of the barrier layer in the thickness direction of the barrier layer and the ratio of the amount of silicon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms (atom ratio of silicon) A silicon distribution curve showing a relationship, an oxygen distribution curve showing a relationship between the L and the ratio of the amount of oxygen atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms (atomic ratio of oxygen), and the L and silicon atoms In the carbon distribution curve showing the relationship between the ratio of the amount of carbon atoms to the total amount of oxygen atoms, and carbon atoms (the atomic ratio of carbon),
In the region of 90% or more of the film thickness of the barrier layer, the order is (oxygen atomic ratio), (silicon atomic ratio), (carbon atomic ratio) in descending order;
(Ii) the carbon distribution curve has at least two extreme values; and (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 is 3 at% or more.

本発明は、上記条件(i)〜(iii)を全て満たす特定のバリア層とORMOCER層とを組み合わせることに特徴がある。本発明に係るバリア層は、単独で使用すると、水蒸気透過率が10−4g/m/dayのオーダーであり(下記比較例1参照)、有機エレクトロルミネッセンスに要求される10−5〜10−6g/m/dayには全く到達できない。また、本発明に係るバリア層を温度や湿度が大きく変化するような過酷な条件下におくと、クラックが発生し(下記比較例1参照)、ガスバリア性の低下を誘発してしまう。これに対して、本発明に係るバリア層に本発明に係るORMOCER層を組み合わせると、驚くべきことに有機エレクトロルミネッセンスに要求される10−5〜10−6g/m/dayのオーダーにまで向上できる。また、このような組み合わせによると、温度や湿度が大きく変化するような過酷な条件下においても、クラックの発生を抑制・防止できる。ここで、本発明の構成による上記作用効果の発揮のメカニズムは以下のように推測される。なお、本発明は下記に限定されるものではない。すなわち、本発明に係るバリア層にはケイ素原子及び酸素原子に加えて炭素原子が存在するが、このうちケイ素原子及び酸素原子を存在させることによってガスバリア性を付与でき、炭素原子を存在させることによってバリア層に柔軟性を付与することができる。このため、本発明に係るバリア層は、ガスバリア性及び柔軟性を有する。一方、上述したように、本発明に係るバリア層のみでは、有機エレクトロルミネッセンスをはじめとして低い水蒸気透過率の要求を満足できないため、ガスバリア性をより向上する必要がある。ここで、上記目的としては、厚みを厚くする、または別のバリア層を設けることが考えられる。このうち、前者はカールを誘発する恐れがあり、実用的ではない。また、後者は、異なるバリア層との密着性が十分でなく、剥離の問題があった。しかしながら、本発明によると、バリア層中に存在する炭素部分と本発明に係るORMOCER層中の有機部分との相互作用により、両者を隣接させると、バリア層とORMOCER層とは強固に密着しあい、これらの層を積層した場合であっても、双方の層間にガス(例えば、水蒸気や酸素)が侵入することがない。このため、本発明のガスバリア性フィルムは、バリア層及びORMOCER層それぞれを単独で使用した場合に比して、ガスバリア性(例えば、低い水蒸気透過率)を相乗的に向上できる。加えて、本発明に係るバリア層は、単独で存在すると、温度や湿度の変化による基材の形状変化(収縮・膨脹)により、一緒に形状変化(収縮・膨脹)を繰り返すため、クラックが発生してガスバリア性が低下する。一方、本発明に係るORMOCER層は、ガスバリア性は低いものの、ネットワーク構造を有しているため、温度や湿度の変化による基材の形状変化による影響を受けにくいまたは受けない。このため、本発明のガスバリア性フィルムは、温度や湿度が大きく変化するような過酷な条件下に長持間放置された場合であっても、ORMOCER層が基材やバリア層の形状変化を緩和するため、本発明のガスバリア性フィルムは長期間優れたガスバリア性(例えば、低い水蒸気透過率)を維持できる。 The present invention is characterized in that a specific barrier layer that satisfies all of the above conditions (i) to (iii) is combined with an ORMOCER layer. Barrier layer according to the present invention, when used alone, in the order of water vapor transmission rate of 10 -4 g / m 2 / day ( see below Comparative Example 1), 10 -5 to 10 required for the organic electroluminescent −6 g / m 2 / day cannot be reached at all. In addition, if the barrier layer according to the present invention is placed under severe conditions in which the temperature and humidity greatly change, cracks are generated (see Comparative Example 1 below), which causes a decrease in gas barrier properties. On the other hand, when the ORMOCER layer according to the present invention is combined with the barrier layer according to the present invention, it is surprisingly up to the order of 10 −5 to 10 −6 g / m 2 / day required for organic electroluminescence. It can be improved. Further, according to such a combination, the occurrence of cracks can be suppressed / prevented even under severe conditions where the temperature and humidity greatly change. Here, the mechanism for exerting the above-described effects by the configuration of the present invention is presumed as follows. The present invention is not limited to the following. That is, in the barrier layer according to the present invention, carbon atoms are present in addition to silicon atoms and oxygen atoms. Among these, gas barrier properties can be imparted by the presence of silicon atoms and oxygen atoms, and by the presence of carbon atoms. Flexibility can be imparted to the barrier layer. For this reason, the barrier layer according to the present invention has gas barrier properties and flexibility. On the other hand, as described above, since only the barrier layer according to the present invention cannot satisfy the requirement of low water vapor transmission rate including organic electroluminescence, it is necessary to further improve the gas barrier property. Here, as the above purpose, it is conceivable to increase the thickness or to provide another barrier layer. Of these, the former may cause curling and is not practical. Further, the latter has insufficient adhesion with different barrier layers and has a problem of peeling. However, according to the present invention, when the carbon part existing in the barrier layer and the organic part in the ORMOCER layer according to the present invention are brought into contact with each other, the barrier layer and the ORMOCER layer are in close contact with each other, Even when these layers are stacked, gas (for example, water vapor or oxygen) does not enter between both layers. For this reason, the gas barrier film of the present invention can synergistically improve the gas barrier property (for example, low water vapor transmission rate) as compared with the case where the barrier layer and the ORMOCER layer are used alone. In addition, when the barrier layer according to the present invention is present alone, cracks are generated because the shape change (shrinkage / expansion) of the base material due to changes in temperature and humidity is repeated together. As a result, gas barrier properties are reduced. On the other hand, although the ORMOCER layer according to the present invention has a network structure although it has a low gas barrier property, it is less likely to be affected by a change in the shape of the substrate due to a change in temperature or humidity. For this reason, the gas barrier film of the present invention reduces the shape change of the base material and the barrier layer even when the gas barrier film of the present invention is left standing for a long time under severe conditions in which the temperature and humidity greatly change. Therefore, the gas barrier film of the present invention can maintain excellent gas barrier properties (for example, low water vapor permeability) for a long period of time.

したがって、本発明のガスバリア性フィルムは、優れたガスバリア性(例えば、低い水蒸気透過率及び酸素透過率)を有する。また、本発明のガスバリア性フィルムは、温度や湿度が大きく変化するような過酷な条件下であっても、クラックの発生を抑制・防止して、優れたガスバリア性(例えば、低い水蒸気透過率及び酸素透過率)を維持できる。このため、本発明のガスバリア性フィルムは、高いガスバリア性が要求される電子デバイス等のパッケージ、光電変換素子や有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子、液晶表示素子等の電子デバイスにも好適に適用できる。   Therefore, the gas barrier film of the present invention has excellent gas barrier properties (for example, low water vapor transmission rate and oxygen transmission rate). Further, the gas barrier film of the present invention suppresses and prevents the occurrence of cracks even under severe conditions such as temperature and humidity greatly changing, and has excellent gas barrier properties (for example, low water vapor permeability and (Oxygen permeability) can be maintained. For this reason, the gas barrier film of the present invention can be suitably applied to packages such as electronic devices that require high gas barrier properties, and electronic devices such as photoelectric conversion elements, organic electroluminescence (EL) elements, and liquid crystal display elements.

以下、本発明の好ましい実施形態を説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態のみには限定されない。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. In addition, this invention is not limited only to the following embodiment. In addition, the dimensional ratios in the drawings are exaggerated for convenience of explanation, and may be different from the actual ratios.

また、本明細書において、範囲を示す「X〜Y」は「X以上Y以下」を意味し、「重量」と「質量」、「重量%」と「質量%」及び「重量部」と「質量部」は同義語として扱う。また、特記しない限り、操作および物性等の測定は室温(20〜25℃)/相対湿度40〜50%の条件で測定する。   In the present specification, “X to Y” indicating a range means “X or more and Y or less”, and “weight” and “mass”, “wt%” and “mass%”, “part by weight” and “ “Part by mass” is treated as a synonym. Unless otherwise specified, measurement of operation and physical properties is performed under conditions of room temperature (20 to 25 ° C.) / Relative humidity 40 to 50%.

<ガスバリア性フィルム>
本発明のガスバリア性フィルムは、基材上に、バリア層およびORMOCER層を有する。ここで、バリア層およびORMOCER層の積層順序は特に制限されないが、基材上に、バリア層およびORMOCER層がこの順に積層されることが好ましい。このような構造により、バリア層によるガスバリア性をより有効に発揮し、また、ORMOCER層が温度や湿度の変化による基材の形状変化(収縮・膨脹)を緩和しやすいため、クラックの発生をより効果的に抑制・防止できる。
<Gas barrier film>
The gas barrier film of the present invention has a barrier layer and an ORMOCER layer on a substrate. Here, the stacking order of the barrier layer and the ORMOCER layer is not particularly limited, but the barrier layer and the ORMOCER layer are preferably stacked in this order on the substrate. With such a structure, the gas barrier property due to the barrier layer is more effectively exhibited, and the ORMOCER layer is easy to relieve the shape change (shrinkage / expansion) of the substrate due to changes in temperature and humidity. It can be effectively suppressed / prevented.

また、本発明のガスバリア性フィルムは、基材、バリア層およびORMOCER層を必須に有するが、他の部材をさらに含むものであってもよい。本発明のガスバリア性フィルムは、例えば、基材と、バリア層またはORMOCER層との間に;バリア層とORMOCER層との間に;またはバリア層若しくはORMOCER層が形成されていない他方の面に、他の部材を有していてもよい。ここで、他の部材としては、特に制限されず、従来のガスバリア性フィルムに使用される部材が同様にしてあるいは適宜修飾して使用できる。具体的には、下地層、アンカーコート層、ブリードアウト防止層、ならびに保護層、吸湿層や帯電防止層の機能化層などが挙げられる。   Moreover, although the gas barrier film of this invention has a base material, a barrier layer, and an ORMOCER layer essential, it may further contain another member. The gas barrier film of the present invention is, for example, between a substrate and a barrier layer or an ORMOCER layer; between the barrier layer and the ORMOCER layer; or on the other surface where the barrier layer or the ORMOCER layer is not formed. You may have another member. Here, the other members are not particularly limited, and members used for conventional gas barrier films can be used similarly or appropriately modified. Specific examples include a base layer, an anchor coat layer, a bleed-out prevention layer, a protective layer, a functional layer of a hygroscopic layer and an antistatic layer, and the like.

なお、本発明において、バリア層およびORMOCER層は、それぞれ、単一層として存在してもあるいは2層以上の積層構造を有していてもよい。後者の場合には、1層または複数層のバリア層またはORMOCER層が1つのユニットとして存在しても、あるいは上記ユニットが2以上積層した状態で存在していてもよい。   In the present invention, each of the barrier layer and the ORGOCER layer may exist as a single layer or may have a laminated structure of two or more layers. In the latter case, one or more barrier layers or ORMOKER layers may exist as one unit, or two or more of the above units may be laminated.

さらに、本発明では、バリア層およびORMOCER層は、基材の少なくとも一方の面に形成されていればよい。このため、本発明のガスバリア性フィルムは、基材の一方の面にバリア層およびORMOCER層が形成される形態、ならびに基材の両面にバリア層およびORMOCER層が形成される形態双方を包含する。   Furthermore, in the present invention, the barrier layer and the ORMOCER layer may be formed on at least one surface of the substrate. For this reason, the gas barrier film of the present invention includes both a form in which the barrier layer and the ORMOCER layer are formed on one side of the substrate, and a form in which the barrier layer and the ORMOCER layer are formed on both sides of the substrate.

[基材]
本発明に係るガスバリア性フィルムは、通常、基材として、プラスチックフィルムまたはシートが用いられ、無色透明な樹脂からなるフィルムまたはシートが好ましく用いられる。用いられるプラスチックフィルムは、バリア層、ハードコート層等を保持できるフィルムであれば材質、厚み等に特に制限はなく、使用目的等に応じて適宜選択することができる。前記プラスチックフィルムとしては、具体的には、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、メタクリル酸−マレイン酸共重合体、ポリスチレン樹脂、透明フッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、セルロースアシレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、シクロオレフィルンコポリマー、フルオレン環変性ポリカーボネート樹脂、脂環変性ポリカーボネート樹脂、フルオレン環変性ポリエステル樹脂、アクリロイル化合物などの熱可塑性樹脂が挙げられる。
[Base material]
In the gas barrier film according to the present invention, a plastic film or a sheet is usually used as a substrate, and a film or sheet made of a colorless and transparent resin is preferably used. The plastic film to be used is not particularly limited in material, thickness and the like as long as it can hold a barrier layer, a hard coat layer and the like, and can be appropriately selected according to the purpose of use and the like. Specific examples of the plastic film include polyester resin, methacrylic resin, methacrylic acid-maleic acid copolymer, polystyrene resin, transparent fluororesin, polyimide, fluorinated polyimide resin, polyamide resin, polyamideimide resin, and polyetherimide. Resin, Cellulose acylate resin, Polyurethane resin, Polyether ether ketone resin, Polycarbonate resin, Alicyclic polyolefin resin, Polyarylate resin, Polyether sulfone resin, Polysulfone resin, Cycloolefin copolymer, Fluorene ring modified polycarbonate resin, Alicyclic Examples thereof include thermoplastic resins such as modified polycarbonate resins, fluorene ring-modified polyester resins, and acryloyl compounds.

本発明に係るガスバリア性フィルムを有機EL素子等の電子デバイスの基板として使用する場合は、前記基材は耐熱性を有する素材からなることが好ましい。具体的には、線膨張係数が15ppm/K以上100ppm/K以下で、かつガラス転移温度(Tg)が100℃以上300℃以下の樹脂基材が使用される。該基材は、電子部品用途、ディスプレイ用積層フィルムとしての必要条件を満たしている。即ち、これらの用途に本発明のガスバリア性フィルムを用いる場合、ガスバリア性フィルムは、150℃以上の工程に曝されることがある。この場合、ガスバリア性フィルムにおける基材の線膨張係数が100ppm/Kを超えると、ガスバリア性フィルムを前記のような温度の工程に流す際に基板寸法が安定せず、熱膨張および収縮に伴い、遮断性性能が劣化する不都合や、或いは、熱工程に耐えられないという不具合が生じやすくなる。15ppm/K未満では、フィルムがガラスのように割れてしまいフレキシビリティが劣化する場合がある。   When the gas barrier film according to the present invention is used as a substrate of an electronic device such as an organic EL element, the base material is preferably made of a material having heat resistance. Specifically, a resin base material having a linear expansion coefficient of 15 ppm / K or more and 100 ppm / K or less and a glass transition temperature (Tg) of 100 ° C. or more and 300 ° C. or less is used. The base material satisfies the requirements for use as a laminated film for electronic parts and displays. That is, when the gas barrier film of the present invention is used for these applications, the gas barrier film may be exposed to a process at 150 ° C. or higher. In this case, when the coefficient of linear expansion of the base material in the gas barrier film exceeds 100 ppm / K, the substrate dimensions are not stable when the gas barrier film is passed through the temperature process as described above, and thermal expansion and contraction occur. Inconvenience that the shut-off performance is deteriorated or a problem that the thermal process cannot withstand is likely to occur. If it is less than 15 ppm / K, the film may break like glass and the flexibility may deteriorate.

基材のTgや線膨張係数は、添加剤などによって調整することができる。基材として用いることができる熱可塑性樹脂のより好ましい具体例としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET:70℃)、ポリエチレンナフタレート(PEN:120℃)、ポリカーボネート(PC:140℃)、脂環式ポリオレフィン(例えば日本ゼオン株式会社製、ゼオノア(登録商標)1600:160℃)、ポリアリレート(PAr:210℃)、ポリエーテルスルホン(PES:220℃)、ポリスルホン(PSF:190℃)、シクロオレフィンコポリマー(COC:特開2001−150584号公報に記載の化合物:162℃)、ポリイミド(例えば三菱ガス化学株式会社製、ネオプリム(登録商標):260℃)、フルオレン環変性ポリカーボネート(BCF−PC:特開2000−227603号公報に記載の化合物:225℃)、脂環変性ポリカーボネート(IP−PC:特開2000−227603号公報に記載の化合物:205℃)、アクリロイル化合物(特開2002−80616号公報に記載の化合物:300℃以上)等が挙げられる(括弧内はTgを示す)。   The Tg and the linear expansion coefficient of the substrate can be adjusted with an additive or the like. More preferable specific examples of the thermoplastic resin that can be used as the substrate include, for example, polyethylene terephthalate (PET: 70 ° C.), polyethylene naphthalate (PEN: 120 ° C.), polycarbonate (PC: 140 ° C.), and alicyclic. Polyolefin (for example, ZEONOR (registered trademark) 1600: 160 ° C, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.), polyarylate (PAr: 210 ° C), polyethersulfone (PES: 220 ° C), polysulfone (PSF: 190 ° C), cycloolefin copolymer (COC: Compound described in JP-A No. 2001-150584: 162 ° C.), polyimide (for example, Neoprim (registered trademark): 260 ° C. manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.), fluorene ring-modified polycarbonate (BCF-PC: JP In 2000-227603 Listed compound: 225 ° C.), alicyclic modified polycarbonate (IP-PC: compound described in JP 2000-227603 A: 205 ° C.), acryloyl compound (compound described in JP 2002-80616 A: 300 ° C.) And the like) (Tg is shown in parentheses).

本発明に係るガスバリア性フィルムを偏光板と組み合わせて使用する場合、ガスバリア性フィルムのバリア層がセルの内側に向くように配置することが好ましい。より好ましくは、ガスバリア性フィルムのORMOCER層がセルの最も内側に(素子に隣接して)配置する。このとき、偏光板よりセルの内側にガスバリア性フィルムが配置されることになるため、ガスバリア性フィルムのレターデーション値が重要になる。このような態様でのガスバリア性フィルムの使用形態は、レターデーション値が10nm以下の基材フィルムを用いたガスバリア性フィルムと円偏光板(1/4波長板+(1/2波長板)+直線偏光板)を積層して使用するか、あるいは1/4波長板として使用可能な、レターデーション値が100nm〜180nmの基材フィルムを用いたガスバリア性フィルムに直線偏光板を組み合わせて用いるのが好ましい。   When the gas barrier film according to the present invention is used in combination with a polarizing plate, it is preferably arranged so that the barrier layer of the gas barrier film faces the inside of the cell. More preferably, the ORMOKER layer of the gas barrier film is disposed on the innermost side of the cell (adjacent to the element). At this time, since the gas barrier film is disposed inside the cell from the polarizing plate, the retardation value of the gas barrier film is important. The usage form of the gas barrier film in such an embodiment includes a gas barrier film using a base film having a retardation value of 10 nm or less and a circularly polarizing plate (¼ wavelength plate + (½ wavelength plate) + straight line. The polarizing plate is preferably used in combination with a linear polarizing plate in combination with a gas barrier film using a base film having a retardation value of 100 nm to 180 nm, which can be used as a quarter wavelength plate. .

レターデーションが10nm以下の基材フィルムとしては、例えば、セルローストリアセテート(富士フィルム株式会社製:フジタック(登録商標))、ポリカーボネート(帝人化成株式会社製:ピュアエース(登録商標)、株式会社カネカ製:エルメック(登録商標))、シクロオレフィンポリマー(JSR株式会社製:アートン(登録商標)、日本ゼオン株式会社製:ゼオノア(登録商標))、シクロオレフィンコポリマー(三井化学株式会社製:アペル(登録商標)(ペレット)、ポリプラスチック株式会社製:トパス(登録商標)(ペレット))、ポリアリレート(ユニチカ株式会社製:U100(ペレット))、透明ポリイミド(三菱ガス化学株式会社製:ネオプリム(登録商標))等を挙げることができる。   Examples of the base film having a retardation of 10 nm or less include, for example, cellulose triacetate (Fuji Film Co., Ltd .: Fujitac (registered trademark)), polycarbonate (Teijin Chemicals Co., Ltd .: Pure Ace (registered trademark), Kaneka Corporation): Elmec (registered trademark)), cycloolefin polymer (manufactured by JSR Corporation: Arton (registered trademark), Nippon Zeon Corporation: ZEONOR (registered trademark)), cycloolefin copolymer (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc .: APPEL (registered trademark)) (Pellets), manufactured by Polyplastics Co., Ltd .: Topas (registered trademark) (pellets)), polyarylate (manufactured by Unitika Co., Ltd .: U100 (pellets)), transparent polyimide (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd .: Neoprim (registered trademark)) Etc.

また1/4波長板としては、上記のフィルムを適宜延伸することで所望のレターデーション値に調整したフィルムを用いることができる。   Moreover, as a quarter wavelength plate, the film adjusted to the desired retardation value by extending | stretching said film suitably can be used.

本発明に係るガスバリア性フィルムは、有機EL素子等の電子デバイスとして利用されることから、プラスチックフィルムは透明であることが好ましい。すなわち、光線透過率が通常80%以上、好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上である。光線透過率は、JIS K7105:1981に記載された方法、すなわち積分球式光線透過率測定装置を用いて全光線透過率および散乱光量を測定し、全光線透過率から拡散透過率を引いて算出することができる。   Since the gas barrier film according to the present invention is used as an electronic device such as an organic EL element, the plastic film is preferably transparent. That is, the light transmittance is usually 80% or more, preferably 85% or more, and more preferably 90% or more. The light transmittance is calculated by measuring the total light transmittance and the amount of scattered light using the method described in JIS K7105: 1981, that is, using an integrating sphere light transmittance measuring device, and subtracting the diffuse transmittance from the total light transmittance. can do.

ただし、本発明に係るガスバリア性フィルムをディスプレイ用途に用いる場合であっても、観察側に設置しない場合などは必ずしも透明性が要求されない。したがって、このような場合は、プラスチックフィルムとして不透明な材料を用いることもできる。不透明な材料としては、例えば、ポリイミド、ポリアクリロニトリル、公知の液晶ポリマーなどが挙げられる。   However, even when the gas barrier film according to the present invention is used for display applications, transparency is not necessarily required when it is not installed on the observation side. Therefore, in such a case, an opaque material can be used as the plastic film. Examples of the opaque material include polyimide, polyacrylonitrile, and known liquid crystal polymers.

本発明に係るガスバリア性フィルムに用いられるプラスチックフィルムの厚みは、用途によって適宜選択されるため特に制限がないが、典型的には1〜800μmであり、好ましくは10〜200μmである。これらのプラスチックフィルムは、透明導電層、プライマー層等の機能層を有していても良い。機能層については、上述したもののほか、特開2006−289627号公報の段落番号「0036」〜「0038」に記載されているものを好ましく採用できる。   The thickness of the plastic film used for the gas barrier film according to the present invention is not particularly limited because it is appropriately selected depending on the use, but is typically 1 to 800 μm, preferably 10 to 200 μm. These plastic films may have functional layers such as a transparent conductive layer and a primer layer. As the functional layer, in addition to those described above, those described in paragraph numbers “0036” to “0038” of JP-A-2006-289627 can be preferably employed.

基材は、表面の平滑性が高いものが好ましい。表面の平滑性としては、平均表面粗さ(Ra)が2nm以下であるものが好ましい。下限は特にないが、実用上、0.01nm以上である。必要に応じて、基材の両面、少なくともバリア層を設ける側を研摩し、平滑性を向上させておいてもよい。   The substrate preferably has a high surface smoothness. As the surface smoothness, those having an average surface roughness (Ra) of 2 nm or less are preferable. Although there is no particular lower limit, it is practically 0.01 nm or more. If necessary, both surfaces of the substrate, at least the side on which the barrier layer is provided, may be polished to improve smoothness.

また、上記に挙げた樹脂等を用いた基材は、未延伸フィルムでもよく、延伸フィルムでもよい。   In addition, the base material using the above-described resins or the like may be an unstretched film or a stretched film.

本発明で用いられる基材は、従来公知の一般的な方法により製造することが可能である。例えば、材料となる樹脂を押し出し機により溶融し、環状ダイやTダイにより押し出して急冷することにより、実質的に無定形で配向していない未延伸の基材を製造することができる。また、未延伸の基材を一軸延伸、テンター式逐次二軸延伸、テンター式同時二軸延伸、チューブラー式同時二軸延伸等の公知の方法により、基材の流れ(縦軸)方向、または基材の流れ方向と直角(横軸)方向に延伸することにより延伸基材を製造することができる。この場合の延伸倍率は、基材の原料となる樹脂に合わせて適宜選択することできるが、縦軸方向および横軸方向にそれぞれ2〜10倍が好ましい。   The base material used in the present invention can be produced by a conventionally known general method. For example, an unstretched substrate that is substantially amorphous and not oriented can be produced by melting a resin as a material with an extruder, extruding it with an annular die or a T-die, and quenching. Further, the unstretched base material is subjected to a known method such as uniaxial stretching, tenter-type sequential biaxial stretching, tenter-type simultaneous biaxial stretching, tubular simultaneous biaxial stretching, etc. A stretched substrate can be produced by stretching in the direction perpendicular to the flow direction of the substrate (horizontal axis). The draw ratio in this case can be appropriately selected according to the resin as the raw material of the substrate, but is preferably 2 to 10 times in the vertical axis direction and the horizontal axis direction.

基材の少なくとも本発明に係るバリア層を設ける側には、密着性向上のための公知の種々の処理、例えばコロナ放電処理、火炎処理、酸化処理、またはプラズマ処理や、後述するプライマー層の積層等を行うことが好ましく、必要に応じて上記処理を組み合わせて行うことがより好ましい。
[バリア層]
本発明に係るバリア層は、基材の一方の面に形成される層であり、ケイ素、酸素、および炭素を含有する層である。そして、該バリア層は、上記条件(i)〜(iii)を満たす。
At least on the side of the substrate on which the barrier layer according to the present invention is provided, various known treatments for improving adhesion, such as corona discharge treatment, flame treatment, oxidation treatment, or plasma treatment, and lamination of a primer layer described later Etc. are preferably performed, and it is more preferable to perform the above treatment in combination as necessary.
[Barrier layer]
The barrier layer according to the present invention is a layer formed on one surface of the substrate and is a layer containing silicon, oxygen, and carbon. The barrier layer satisfies the above conditions (i) to (iii).

まず、バリア層は、(i)前記バリア層の膜厚方向における前記バリア層表面からの距離(L)と、ケイ素原子、酸素原子、および炭素原子の合計量に対するケイ素原子の量の比率(ケイ素の原子比)との関係を示すケイ素分布曲線、前記Lとケイ素原子、酸素原子、および炭素原子の合計量に対する酸素原子の量の比率(酸素の原子比)との関係を示す酸素分布曲線、ならびに前記Lとケイ素原子、酸素原子、および炭素原子の合計量に対する炭素原子の量の比率(炭素の原子比)との関係を示す炭素分布曲線において、前記バリア層の膜厚の90%以上(上限:100%)の領域で、(酸素の原子比)、(ケイ素の原子比)、(炭素の原子比)の順で多い(原子比がO>Si>C)。前記の条件(i)を満たさない場合、得られるガスバリア性フィルムのガスバリア性や屈曲性が不十分となる。ここで、上記炭素分布曲線において、上記(酸素の原子比)、(ケイ素の原子比)および(炭素の原子比)の関係は、バリア層の膜厚の、少なくとも90%以上(上限:100%)の領域で満たされることがより好ましく、少なくとも93%以上(上限:100%)の領域で満たされることがより好ましい。ここで、バリア層の膜厚の少なくとも90%以上とは、バリア層中で連続していなくてもよく、単に90%以上の部分で上記した関係を満たしていればよい。   First, the barrier layer comprises (i) a distance (L) from the surface of the barrier layer in the film thickness direction of the barrier layer, and a ratio of the amount of silicon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms (silicon An oxygen distribution curve indicating the relationship between the L and the ratio of the amount of oxygen atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms (atomic ratio of oxygen), And 90% or more of the thickness of the barrier layer in a carbon distribution curve showing a relationship between the L and the ratio of the amount of carbon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms (carbon atomic ratio) ( In the range of (upper limit: 100%), (atomic ratio of oxygen), (atomic ratio of silicon), and (atomic ratio of carbon) increase in this order (atomic ratio is O> Si> C). When the above condition (i) is not satisfied, the gas barrier property and flexibility of the obtained gas barrier film are insufficient. Here, in the carbon distribution curve, the relationship of the above (atomic ratio of oxygen), (atomic ratio of silicon) and (atomic ratio of carbon) is at least 90% or more (upper limit: 100%) of the thickness of the barrier layer. ) And more preferably at least 93% or more (upper limit: 100%). Here, “at least 90% or more of the thickness of the barrier layer” does not need to be continuous in the barrier layer, and only needs to satisfy the above-described relationship at a portion of 90% or more.

また、バリア層は、(ii)前記炭素分布曲線が少なくとも2つの極値を有する。該バリア層は、前記炭素分布曲線が少なくとも3つの極値を有することが好ましく、少なくとも4つの極値を有することがより好ましいが、5つ以上有してもよい。前記炭素分布曲線の極値が1つ以下である場合、得られるガスバリア性フィルムを屈曲させた場合におけるガスバリア性が不十分となる。なお、炭素分布曲線の極値の上限は、特に制限されないが、例えば、好ましくは30以下、より好ましくは25以下である。極値の数は、バリア層の膜厚にも起因するため、一概に規定することはできない。   In the barrier layer, (ii) the carbon distribution curve has at least two extreme values. The barrier layer preferably has at least three extreme values in the carbon distribution curve, more preferably at least four extreme values, but may have five or more extreme values. When the extreme value of the carbon distribution curve is 1 or less, the gas barrier property when the obtained gas barrier film is bent is insufficient. The upper limit of the extreme value of the carbon distribution curve is not particularly limited, but is preferably 30 or less, more preferably 25 or less, for example. Since the number of extreme values is also caused by the film thickness of the barrier layer, it cannot be specified unconditionally.

ここで、少なくとも3つの極値を有する場合においては、前記炭素分布曲線の有する1つの極値および該極値に隣接する極値における前記バリア層の膜厚方向における前記バリア層の表面からの距離(L)の差の絶対値(以下、単に「極値間の距離」とも称する)が、いずれも200nm以下であることが好ましく、100nm以下であることがより好ましく、75nm以下であることが特に好ましい。このような極値間の距離であれば、バリア層中に炭素原子比が多い部位(極大値)が適度な周期で存在するため、バリア層に適度な屈曲性を付与し、ガスバリア性フィルムの屈曲時のクラックの発生をより有効に抑制・防止できる。なお、本明細書において「極値」とは、前記バリア層の膜厚方向における前記バリア層の表面からの距離(L)に対する元素の原子比の極大値または極小値のことをいう。また、本明細書において「極大値」とは、バリア層の表面からの距離を変化させた場合に元素(酸素、ケイ素または炭素)の原子比の値が増加から減少に変わる点であって、かつその点の元素の原子比の値よりも、該点からバリア層の膜厚方向におけるバリア層の表面からの距離をさらに4〜20nmの範囲で変化させた位置の元素の原子比の値が3at%以上減少する点のことをいう。すなわち、4〜20nmの範囲で変化させた際に、いずれかの範囲で元素の原子比の値が3at%以上減少していればよい。同様にして、本明細書において「極小値」とは、バリア層の表面からの距離を変化させた場合に元素(酸素、ケイ素または炭素)の原子比の値が減少から増加に変わる点であり、かつその点の元素の原子比の値よりも、該点からバリア層の膜厚方向におけるバリア層の表面からの距離をさらに4〜20nmの範囲で変化させた位置の元素の原子比の値が3at%以上増加する点のことをいう。すなわち、4〜20nmの範囲で変化させた際に、いずれかの範囲で元素の原子比の値が3at%以上増加していればよい。ここで、少なくとも3つの極値を有する場合の、極値間の距離の下限は、極値間の距離が小さいほどガスバリア性フィルムの屈曲時のクラック発生抑制/防止の向上効果が高いため、特に制限されないが、バリア層の屈曲性、クラックの抑制/防止効果、熱膨張性などを考慮すると、10nm以上であることが好ましく、30nm以上であることがより好ましい。   Here, in the case of having at least three extreme values, the distance from the surface of the barrier layer in the film thickness direction of the barrier layer at one extreme value of the carbon distribution curve and the extreme value adjacent to the extreme value. The absolute value of the difference of (L) (hereinafter, also simply referred to as “distance between extreme values”) is preferably 200 nm or less, more preferably 100 nm or less, and particularly preferably 75 nm or less. preferable. With such a distance between extreme values, there are portions having a large carbon atom ratio (maximum value) in the barrier layer at an appropriate period, so that appropriate flexibility is imparted to the barrier layer, and the gas barrier film Generation of cracks during bending can be more effectively suppressed / prevented. In this specification, the “extreme value” refers to the maximum value or the minimum value of the atomic ratio of the element to the distance (L) from the surface of the barrier layer in the film thickness direction of the barrier layer. Further, in this specification, the “maximum value” is a point where the value of the atomic ratio of an element (oxygen, silicon, or carbon) changes from an increase to a decrease when the distance from the surface of the barrier layer is changed, And the value of the atomic ratio of the element at the position where the distance from the surface of the barrier layer in the thickness direction of the barrier layer from the point is further changed within the range of 4 to 20 nm than the value of the atomic ratio of the element at that point. It means a point that decreases by 3 at% or more. That is, when changing in the range of 4 to 20 nm, the atomic ratio value of the element should be reduced by 3 at% or more in any range. Similarly, the “minimum value” in this specification is a point in which the value of the atomic ratio of an element (oxygen, silicon, or carbon) changes from decrease to increase when the distance from the surface of the barrier layer is changed. In addition, the value of the atomic ratio of the element at a position where the distance from the point in the film thickness direction of the barrier layer from the point in the thickness direction of the barrier layer is further changed in the range of 4 to 20 nm. Is a point that increases by 3 at% or more. That is, when changing in the range of 4 to 20 nm, the atomic ratio value of the element only needs to increase by 3 at% or more in any range. Here, the lower limit of the distance between the extreme values in the case of having at least three extreme values is particularly high because the smaller the distance between the extreme values, the higher the effect of suppressing / preventing crack generation when the gas barrier film is bent. Although not limited, in consideration of the flexibility of the barrier layer, the effect of suppressing / preventing cracks, thermal expansion, and the like, the thickness is preferably 10 nm or more, and more preferably 30 nm or more.

さらに、バリア層は、(iii)前記炭素分布曲線における炭素の原子比の最大値および最小値の差の絶対値(以下、単に「Cmax−Cmin差」とも称する)が3at%以上である。前記絶対値が3at%未満では、得られるガスバリア性フィルムを屈曲させた場合に、ガスバリア性が不十分となる。Cmax−Cmin差は5at%以上であることが好ましく、7at%以上であることがより好ましく、10at%以上であることが特に好ましい。上記Cmax−Cmin差とすることによって、ガスバリア性をより向上することができる。なお、本明細書において、「最大値」とは、各元素の分布曲線において最大となる各元素の原子比であり、極大値の中で最も高い値である。同様にして、本明細書において、「最小値」とは、各元素の分布曲線において最小となる各元素の原子比であり、極小値の中で最も低い値である。ここで、Cmax−Cmin差の上限は、特に制限されないが、ガスバリア性フィルムの屈曲時のクラック発生抑制/防止の向上効果などを考慮すると、50at%以下であることが好ましく、40at%以下であることがより好ましい。 Further, the barrier layer has (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 (hereinafter, also simply referred to as “C max −C min difference”) of 3 at% or more. . When the absolute value is less than 3 at%, the gas barrier property is insufficient when the obtained gas barrier film is bent. The C max -C min difference is preferably 5 at% or more, more preferably 7 at% or more, and particularly preferably 10 at% or more. By setting the C max −C min difference, the gas barrier property can be further improved. In the present specification, the “maximum value” is the atomic ratio of each element that is maximum in the distribution curve of each element, and is the highest value among the maximum values. Similarly, in this specification, the “minimum value” is the atomic ratio of each element that is the minimum in the distribution curve of each element, and is the lowest value among the minimum values. Here, the upper limit of the C max -C min difference is not particularly limited, but it is preferably 50 at% or less, and 40 at% or less in consideration of the effect of suppressing / preventing crack generation when the gas barrier film is bent. It is more preferable that

本発明において、前記バリア層の前記酸素分布曲線が少なくとも1つの極値を有することが好ましく、少なくとも2つの極値を有することがより好ましく、少なくとも3つの極値を有することがさらに好ましい。前記酸素分布曲線が極値を少なくとも1つ有する場合、得られるガスバリア性フィルムを屈曲させた場合におけるガスバリア性がより向上する。なお、酸素分布曲線の極値の上限は、特に制限されないが、例えば、好ましくは20以下、より好ましくは10以下である。酸素分布曲線の極値の数においても、バリア層の膜厚に起因する部分があり一概に規定できない。また、少なくとも3つの極値を有する場合においては、前記酸素分布曲線の有する1つの極値および該極値に隣接する極値における前記バリア層の膜厚方向におけるバリア層の表面からの距離の差の絶対値がいずれも200nm以下であることが好ましく、100nm以下であることがより好ましい。このような極値間の距離の距離であれば、ガスバリア性フィルムの屈曲時のクラックの発生をより有効に抑制・防止できる。ここで、少なくとも3つの極値を有する場合の、極値間の距離の下限は、特に制限されないが、ガスバリア性フィルムの屈曲時のクラック発生抑制/防止の向上効果、熱膨張性などを考慮すると、10nm以上であることが好ましく、30nm以上であることがより好ましい。   In the present invention, the oxygen distribution curve of the barrier layer preferably has at least one extreme value, more preferably has at least two extreme values, and more preferably has at least three extreme values. When the oxygen distribution curve has at least one extreme value, the gas barrier property when the obtained gas barrier film is bent is further improved. The upper limit of the extreme value of the oxygen distribution curve is not particularly limited, but is preferably 20 or less, more preferably 10 or less, for example. Even in the number of extreme values of the oxygen distribution curve, there is a portion caused by the thickness of the barrier layer, and it cannot be defined unconditionally. In the case of having at least three extreme values, a difference in distance from the surface of the barrier layer in the film thickness direction of the barrier layer at one extreme value of the oxygen distribution curve and an extreme value adjacent to the extreme value. Are preferably 200 nm or less, more preferably 100 nm or less. With such a distance between extreme values, the occurrence of cracks during bending of the gas barrier film can be more effectively suppressed / prevented. Here, the lower limit of the distance between the extreme values in the case of having at least three extreme values is not particularly limited, but considering the improvement effect of crack generation suppression / prevention when the gas barrier film is bent, the thermal expansion property, etc. The thickness is preferably 10 nm or more, and more preferably 30 nm or more.

加えて、本発明において、前記バリア層の前記酸素分布曲線における酸素の原子比の最大値および最小値の差の絶対値(以下、単に「Omax−Omin差」とも称する)が3at%以上であることが好ましく、5at%以上であることがより好ましく、6at%以上であることがさらにより好ましく、7at%以上であることが特に好ましい。前記絶対値が3at%以上であれば、得られるガスバリア性フィルムのフィルムを屈曲させた場合におけるガスバリア性がより向上する。ここで、Omax−Omin差の上限は、特に制限されないが、ガスバリア性フィルムの屈曲時のクラック発生抑制/防止の向上効果などを考慮すると、50at%以下であることが好ましく、40at%以下であることがより好ましい。 In addition, in the present invention, the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the atomic ratio of oxygen in the oxygen distribution curve of the barrier layer (hereinafter also simply referred to as “O max −O min difference”) is 3 at% or more. It is preferably 5 at% or more, more preferably 6 at% or more, and particularly preferably 7 at% or more. When the absolute value is 3 at% or more, the gas barrier property when the obtained gas barrier film is bent is further improved. Here, the upper limit of the O max -O min difference is not particularly limited, but it is preferably 50 at% or less, and 40 at% or less in consideration of the effect of suppressing / preventing crack generation when the gas barrier film is bent. It is more preferable that

本発明において、前記バリア層の前記ケイ素分布曲線におけるケイ素の原子比の最大値および最小値の差の絶対値(以下、単に「Simax−Simin差」とも称する)が10at%以下であることが好ましく、7at%以下であることがより好ましく、3at%以下であることがさらに好ましい。前記絶対値が10at%以下である場合、得られるガスバリア性フィルムのガスバリア性がより向上する。ここで、Simax−Simin差の下限は、Simax−Simin差が小さいほどガスバリア性フィルムの屈曲時のクラック発生抑制/防止の向上効果が高いため、特に制限されないが、ガスバリア性などを考慮すると、1at%以上であることが好ましく、2at%以上であることがより好ましい。 In the present invention, the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the atomic ratio of silicon in the silicon distribution curve of the barrier layer (hereinafter also simply referred to as “Si max -Si min difference”) is 10 at% or less. Is preferable, 7 at% or less is more preferable, and 3 at% or less is further preferable. When the absolute value is 10 at% or less, the gas barrier property of the obtained gas barrier film is further improved. The lower limit of Si max -Si min difference, because the effect of improving the crack generation suppression / prevention during bending of Si max -Si min as gas barrier property difference is small film is high, is not particularly limited, and gas barrier property In consideration, it is preferably 1 at% or more, and more preferably 2 at% or more.

また、本発明において、バリア層の膜厚方向に対する炭素および酸素原子の合計量はほぼ一定であることが好ましい。これにより、バリア層は適度な屈曲性を発揮し、ガスバリア性フィルムの屈曲時のクラック発生をより有効に抑制・防止されうる。より具体的には、バリア層の膜厚方向における該バリア層の表面からの距離(L)とケイ素原子、酸素原子、および炭素原子の合計量に対する、酸素原子および炭素原子の合計量の比率(酸素および炭素の原子比)との関係を示す酸素炭素分布曲線において、前記酸素炭素分布曲線における酸素および炭素の原子比の合計の最大値および最小値の差の絶対値(以下、単に「OCmax−OCmin差」とも称する)が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%未満であることがさらに好ましい。前記絶対値が5at%未満であれば、得られるガスバリア性フィルムのガスバリア性がより向上する。なお、OCmax−OCmin差の下限は、OCmax−OCmin差が小さいほど好ましいため、0at%であるが、0.1at%以上であれば十分である。 In the present invention, the total amount of carbon and oxygen atoms with respect to the thickness direction of the barrier layer is preferably substantially constant. Thereby, a barrier layer exhibits moderate flexibility, and the crack generation at the time of bending of a gas barrier film can be more effectively suppressed / prevented. More specifically, the ratio of the total amount of oxygen atoms and carbon atoms to the distance (L) from the surface of the barrier layer in the film thickness direction of the barrier layer and the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms ( In the oxygen-carbon distribution curve showing a relationship with the atomic ratio of oxygen and carbon, the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the total atomic ratio of oxygen and carbon in the oxygen-carbon distribution curve (hereinafter simply referred to as “OC max ”). -OC min difference ") is preferably less than 5 at%, more preferably less than 4 at%, and even more preferably less than 3 at%. When the absolute value is less than 5 at%, the gas barrier property of the obtained gas barrier film is further improved. The lower limit of the OC max -OC min difference, since preferably as OC max -OC min difference is small, but is 0 atomic%, it is sufficient if more than 0.1 at%.

前記ケイ素分布曲線、前記酸素分布曲線、前記炭素分布曲線、および前記酸素炭素分布曲線は、X線光電子分光法(XPS:Xray Photoelectron Spectroscopy)の測定とアルゴン等の希ガスイオンスパッタとを併用することにより、試料内部を露出させつつ順次表面組成分析を行う、いわゆるXPSデプスプロファイル測定により作成することができる。このようなXPSデプスプロファイル測定により得られる分布曲線は、例えば、縦軸を各元素の原子比(単位:at%)とし、横軸をエッチング時間(スパッタ時間)として作成することができる。なお、このように横軸をエッチング時間とする元素の分布曲線においては、エッチング時間は膜厚方向における前記バリア層の膜厚方向における前記バリア層の表面からの距離(L)に概ね相関することから、「バリア層の膜厚方向におけるバリア層の表面からの距離」として、XPSデプスプロファイル測定の際に採用したエッチング速度とエッチング時間との関係から算出されるバリア層の表面からの距離を採用することができる。なお、本発明では、ケイ素分布曲線、酸素分布曲線、炭素分布曲線および酸素炭素分布曲線は、下記測定条件にて作成した。   The silicon distribution curve, the oxygen distribution curve, the carbon distribution curve, and the oxygen carbon distribution curve are obtained by using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) measurement and rare gas ion sputtering such as argon in combination. Thus, it can be created by so-called XPS depth profile measurement in which surface composition analysis is sequentially performed while exposing the inside of the sample. A distribution curve obtained by such XPS depth profile measurement can be created, for example, with the vertical axis as the atomic ratio (unit: at%) of each element and the horizontal axis as the etching time (sputtering time). In the element distribution curve with the horizontal axis as the etching time in this way, the etching time generally correlates with the distance (L) from the surface of the barrier layer in the film thickness direction of the barrier layer in the film thickness direction. Therefore, “Distance from the surface of the barrier layer in the film thickness direction of the barrier layer” is the distance from the surface of the barrier layer calculated from the relationship between the etching rate and the etching time adopted in the XPS depth profile measurement. can do. In the present invention, the silicon distribution curve, oxygen distribution curve, carbon distribution curve, and oxygen carbon distribution curve were prepared under the following measurement conditions.

(測定条件)
エッチングイオン種:アルゴン(Ar);
エッチング速度(SiO熱酸化膜換算値):0.05nm/sec;
エッチング間隔(SiO換算値):10nm;
X線光電子分光装置:Thermo Fisher Scientific社製、機種名"VG Theta Probe";
照射X線:単結晶分光AlKα
X線のスポットおよびそのサイズ:800×400μmの楕円形。
(Measurement condition)
Etching ion species: Argon (Ar + );
Etching rate (converted to SiO 2 thermal oxide film): 0.05 nm / sec;
Etching interval (SiO 2 equivalent value): 10 nm;
X-ray photoelectron spectrometer: Model name "VG Theta Probe", manufactured by Thermo Fisher Scientific;
Irradiation X-ray: Single crystal spectroscopy AlKα
X-ray spot and its size: 800 × 400 μm oval.

本発明において、バリア層の厚み(乾燥膜厚)は、上記(i)〜(iii)を満たす限り、特に制限されない。バリア層の厚みは、20〜3000nmであることが好ましく、50〜2500nmであることがより好ましく、100〜1000nmであることが特に好ましい。このような厚みであれば、ガスバリア性フィルムは、優れたガスバリア性および屈曲時のクラック発生抑制/防止効果を発揮できる。なお、バリア層が2層以上から構成される場合には、各バリア層が上記したような厚みを有することが好ましい。また、バリア層が2層以上から構成される場合のバリア層全体の厚みは特に制限されないが、バリア層全体の厚み(乾燥膜厚)が1000〜2000nm程度であることが好ましい。このような厚みであれば、ガスバリア性フィルムは、優れたガスバリア性および屈曲時のクラック発生抑制/防止効果を発揮できる。   In the present invention, the thickness (dry film thickness) of the barrier layer is not particularly limited as long as the above (i) to (iii) are satisfied. The thickness of the barrier layer is preferably 20 to 3000 nm, more preferably 50 to 2500 nm, and particularly preferably 100 to 1000 nm. With such a thickness, the gas barrier film can exhibit excellent gas barrier properties and the effect of suppressing / preventing cracking during bending. In addition, when a barrier layer is comprised from 2 or more layers, it is preferable that each barrier layer has thickness as mentioned above. In addition, the thickness of the entire barrier layer when the barrier layer is composed of two or more layers is not particularly limited, but the thickness of the entire barrier layer (dry film thickness) is preferably about 1000 to 2000 nm. With such a thickness, the gas barrier film can exhibit excellent gas barrier properties and the effect of suppressing / preventing cracking during bending.

本発明において、膜面全体において均一でかつ優れたガスバリア性を有するバリア層を形成するという観点から、前記バリア層が膜面方向(バリア層の表面に平行な方向)において実質的に一様であることが好ましい。ここで、バリア層が膜面方向において実質的に一様とは、XPSデプスプロファイル測定によりバリア層の膜面の任意の2箇所の測定箇所について前記酸素分布曲線、前記炭素分布曲線および前記酸素炭素分布曲線を作成した場合に、その任意の2箇所の測定箇所において得られる炭素分布曲線が持つ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およ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。   In the present invention, the barrier layer is substantially uniform in the film surface direction (direction parallel to the surface of the barrier layer) from the viewpoint of forming a barrier layer having a uniform and excellent gas barrier property over the entire film surface. Preferably there is. Here, the barrier layer is substantially uniform in the film surface direction means that the oxygen distribution curve, the carbon distribution curve, and the oxygen carbon are measured at any two measurement points on the film surface of the barrier layer by XPS depth profile measurement. When a distribution curve is created, the number of extreme values of the carbon distribution curve obtained at any two measurement locations is the same, and the maximum and minimum values of the carbon atomic ratio in each carbon distribution curve The absolute values of the differences are the same as each other or within 5 at%.

さらに、本発明においては、前記炭素分布曲線は実質的に連続であることが好ましい。ここで、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を意味し、具体的には、エッチング速度とエッチング時間とから算出される前記バリア層のうちの少なくとも1層の膜厚方向における該バリア層の表面からの距離(x、単位:nm)と、炭素の原子比(C、単位:at%)との関係において、下記数式(1)で表される条件を満たすことをいう。   Furthermore, in the present invention, it is preferable that the carbon distribution curve is substantially continuous. Here, the carbon distribution curve is substantially continuous means that the carbon distribution curve does not include a portion where the atomic ratio of carbon changes discontinuously. Specifically, the carbon distribution curve is calculated from the etching rate and the etching time. In the relationship between the distance (x, unit: nm) from the surface of the barrier layer in the film thickness direction of at least one of the barrier layers, and the atomic ratio of carbon (C, unit: at%), It means satisfying the condition represented by the following formula (1).

本発明に係るガスバリア性フィルムにおいて、上記条件(i)〜(iii)を全て満たすバリア層は、1層のみを備えていてもよいし2層以上を備えていてもよい。さらに、このようなバリア層を2層以上備える場合には、複数のバリア層の材質は、同一であってもよいし異なっていてもよい。 In the gas barrier film according to the present invention, the barrier layer satisfying all of the above conditions (i) to (iii) may include only one layer or may include two or more layers. Furthermore, when two or more such barrier layers are provided, the materials of the plurality of barrier layers may be the same or different.

前記ケイ素分布曲線、前記酸素分布曲線、および前記炭素分布曲線において、ケイ素の原子比、酸素の原子比、および炭素の原子比が、該バリア層の膜厚の90%以上の領域において前記(i)で表される条件を満たす場合には、前記バリア層中におけるケイ素原子、酸素原子、および炭素原子の合計量に対するケイ素原子の含有量の原子比率は、20〜40at%であることが好ましく、25〜35at%であることがより好ましい。また、前記バリア層中におけるケイ素原子、酸素原子、およ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、45〜75at%であることが好ましく、50〜70at%であることがより好ましい。さらに、前記バリア層中におけるケイ素原子、酸素原子、およ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、0.5〜25at%であることが好ましく、1〜20at%であることがより好ましい。   In the silicon distribution curve, the oxygen distribution curve, and the carbon distribution curve, the silicon atomic ratio, the oxygen atomic ratio, and the carbon atomic ratio are in the region of 90% or more of the thickness of the barrier layer (i ), The atomic ratio of the silicon atom content to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms in the barrier layer is preferably 20 to 40 at%, It is more preferable that it is 25-35at%. Further, the atomic ratio of the oxygen atom content to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms in the barrier layer is preferably 45 to 75 at%, and more preferably 50 to 70 at%. . Furthermore, the atomic ratio of the carbon atom content to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms in the barrier layer is preferably 0.5 to 25 at%, and preferably 1 to 20 at%. More preferred.

本発明では、バリア層の形成方法は特に制限されず、従来と方法を同様にしてあるいは適宜修飾して適用できる。バリア層は、好ましくは化学気相成長(CVD)法、特に、プラズマ化学気相成長法(プラズマCVD、PECVD(plasma-enhanced chemical vapor deposition)、以下、単に「プラズマCVD法」とも称する)により形成され、基材を一対の成膜ローラー上に配置し、前記一対の成膜ローラー間に放電してプラズマを発生させるプラズマCVD法により形成されることがより好ましい。以下では、本発明で好ましく使用されるプラズマCVD法を利用してバリア層を形成する方法を以下に説明する。   In the present invention, the method for forming the barrier layer is not particularly limited, and the conventional method and the method can be applied in the same manner or appropriately modified. The barrier layer is preferably formed by a chemical vapor deposition (CVD) method, particularly a plasma chemical vapor deposition method (plasma CVD, PECVD (plasma-enhanced chemical vapor deposition), hereinafter, also simply referred to as “plasma CVD method”). It is more preferable that the substrate is formed by a plasma CVD method in which a base material is disposed on a pair of film forming rollers and a plasma is generated by discharging between the pair of film forming rollers. Hereinafter, a method for forming a barrier layer using the plasma CVD method preferably used in the present invention will be described below.

[バリア層の形成方法]
次に、本発明に係るバリア層を形成する好ましい方法について説明する。本発明のガスバリア性フィルムは、前記基材の少なくとも一方の表面上にバリア層を形成させた後、さらにOMOCER層を前記バリア層上に形成することにより製造することができる。本発明に係るバリア層を前記基材の表面上に形成させる方法としては、ガスバリア性の観点から、プラズマCVD法を採用することが好ましい。なお、前記プラズマCVD法はペニング放電プラズマ方式のプラズマCVD法であってもよい。
[Method for forming barrier layer]
Next, a preferred method for forming the barrier layer according to the present invention will be described. The gas barrier film of the present invention can be produced by forming a barrier layer on at least one surface of the substrate and further forming an OMOCER layer on the barrier layer. As a method for forming the barrier layer according to the present invention on the surface of the substrate, it is preferable to employ a plasma CVD method from the viewpoint of gas barrier properties. The plasma CVD method may be a Penning discharge plasma type plasma CVD method.

また、プラズマCVD法においてプラズマを発生させる際には、複数の成膜ローラー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、一対の成膜ローラーを用い、その一対の成膜ローラーのそれぞれに前記基材を配置して、一対の成膜ローラー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、一対の成膜ローラーを用い、その一対の成膜ローラー上に基材を配置して、かかる一対の成膜ローラー間に放電することにより、成膜時に一方の成膜ローラー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ラー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を製造できるばかりか、通常のローラーを使用しないプラズマCVD法と比較して成膜レートを倍にでき、なおかつ、略同じ構造の膜を成膜できるので前記炭素分布曲線における極値を少なくとも倍増させることが可能となり、効率よく上記条件(i)〜(iii)を全て満たす層を形成することが可能となる。   Further, when plasma is generated in the plasma CVD method, it is preferable to generate plasma discharge in a space between a plurality of film forming rollers. A pair of film forming rollers is used, and each of the pair of film forming rollers is used. More preferably, the substrate is disposed and discharged between a pair of film forming rollers to generate plasma. In this way, by using a pair of film forming rollers, placing a base material on the pair of film forming rollers, and discharging between the pair of film forming rollers, one film forming roller It is possible not only to produce a thin film efficiently because it is possible to form a film on the surface part of the base material existing in the film while simultaneously forming a film on the surface part of the base material present on the other film forming roller. Compared with the plasma CVD method using no roller, the film formation rate can be doubled, and a film having substantially the same structure can be formed, so that the extreme value in the carbon distribution curve can be at least doubled, and it is efficient. It is possible to form a layer that satisfies all of the above conditions (i) to (iii).

また、このようにして一対の成膜ローラー間に放電する際には、前記一対の成膜ローラーの極性を交互に反転させることが好ましい。さらに、このようなプラズマCVD法に用いる成膜ガスとしては、有機ケイ素化合物と酸素とを含むものが好ましく、その成膜ガス中の酸素の含有量は、前記成膜ガス中の前記有機ケイ素化合物の全量を完全酸化するのに必要な理論酸素量未満であることが好ましい。また、本発明のガスバリア性フィルムにおいては、前記バリア層が連続的な成膜プロセスにより形成された層であることが好ましい。   Further, when discharging between the pair of film forming rollers in this way, it is preferable to reverse the polarities of the pair of film forming rollers alternately. Further, the film forming gas used in such a plasma CVD method preferably includes an organic silicon compound and oxygen, and the content of oxygen in the film forming gas is determined by the organosilicon compound in the film forming gas. It is preferable that the amount of oxygen be less than the theoretical oxygen amount necessary for complete oxidation. In the gas barrier film of the present invention, the barrier layer is preferably a layer formed by a continuous film forming process.

また、本発明に係るガスバリア性フィルムは、生産性の観点から、ロールツーロール方式で前記基材の表面上に前記バリア層を形成させることが好ましい。また、このようなプラズマCVD法によりバリア層を製造する際に用いることが可能な装置としては、特に制限されないが、少なくとも一対の成膜ローラーと、プラズマ電源とを備え、かつ前記一対の成膜ローラー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く、例えば、図1に示す製造装置を用いた場合には、プラズマCVD法を利用しながらロールツーロール方式で製造することも可能となる。   Moreover, it is preferable that the gas barrier film which concerns on this invention forms the said barrier layer on the surface of the said base material by a roll-to-roll system from a viewpoint of productivity. Further, an apparatus that can be used when manufacturing the barrier layer by such a plasma CVD method is not particularly limited, and includes at least a pair of film forming rollers and a plasma power source, and the pair of film forming processes. It is preferable that the apparatus has a configuration capable of discharging between rollers. For example, when the manufacturing apparatus shown in FIG. 1 is used, the apparatus is manufactured by a roll-to-roll method using a plasma CVD method. It is also possible.

以下、図1を参照しながら、本発明に係るバリア層の形成方法について、より詳細に説明する。なお、図1は、本発明に係るバリア層を製造するために好適に利用することが可能な製造装置の一例を示す模式図である。また、以下の説明および図面中、同一または相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   Hereinafter, the method for forming a barrier layer according to the present invention will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a manufacturing apparatus that can be suitably used for manufacturing the barrier layer according to the present invention. In the following description and drawings, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図1に示す製造装置31は、送り出しローラー32と、搬送ローラー33、34、35、36と、成膜ローラー39、40と、ガス供給管41と、プラズマ発生用電源42と、成膜ローラー39および40の内部に設置された磁場発生装置43、44と、巻取りローラー45とを備えている。また、このような製造装置においては、少なくとも成膜ローラー39、40と、ガス供給管41と、プラズマ発生用電源42と、磁場発生装置43、44とが図示を省略した真空チャンバ内に配置されている。さらに、このような製造装置31において前記真空チャンバは図示を省略した真空ポンプに接続されており、かかる真空ポンプにより真空チャンバ内の圧力を適宜調整することが可能となっている。   1 includes a feed roller 32, transport rollers 33, 34, 35, and 36, film forming rollers 39 and 40, a gas supply pipe 41, a plasma generating power source 42, and a film forming roller 39. And magnetic field generators 43 and 44 installed inside 40 and a winding roller 45. In such a manufacturing apparatus, at least the film forming rollers 39 and 40, the gas supply pipe 41, the plasma generating power source 42, and the magnetic field generating apparatuses 43 and 44 are arranged in a vacuum chamber (not shown). ing. Further, in such a manufacturing apparatus 31, the vacuum chamber is connected to a vacuum pump (not shown), and the pressure in the vacuum chamber can be appropriately adjusted by the vacuum pump.

このような製造装置においては、一対の成膜ローラー(成膜ローラー39と成膜ローラー40)を一対の対向電極として機能させることが可能となるように、各成膜ローラーがそれぞれプラズマ発生用電源42に接続されている。そのため、このような製造装置31においては、プラズマ発生用電源42により電力を供給することにより、成膜ローラー39と成膜ローラー40との間の空間に放電することが可能であり、これにより成膜ローラー39と成膜ローラー40との間の空間にプラズマを発生させることができる。なお、このように、成膜ローラー39と成膜ローラー40とを電極としても利用する場合には、電極としても利用可能なようにその材質や設計を適宜変更すればよい。また、このような製造装置においては、一対の成膜ローラー(成膜ローラー39および40)は、その中心軸が同一平面上において略平行となるようにして配置することが好ましい。このようにして、一対の成膜ローラー(成膜ローラー39および40)を配置することにより、成膜レートを倍にでき、なおかつ、同じ構造の膜を成膜できるので前記炭素分布曲線における極値を少なくとも倍増させることが可能となる。そして、このような製造装置によれば、CVD法により基材2の表面上にバリア層3を形成することが可能であり、成膜ローラー39上において基材2の表面上にバリア層成分を堆積させつつ、さらに成膜ローラー40上においても基材2の表面上にバリア層成分を堆積させることもできるため、基材2の表面上にバリア層を効率よく形成することができる。   In such a manufacturing apparatus, each film-forming roller has a power source for plasma generation so that the pair of film-forming rollers (the film-forming roller 39 and the film-forming roller 40) can function as a pair of counter electrodes. 42. Therefore, in such a manufacturing apparatus 31, it is possible to discharge into the space between the film forming roller 39 and the film forming roller 40 by supplying electric power from the plasma generating power source 42. Plasma can be generated in the space between the film roller 39 and the film formation roller 40. In this way, when the film forming roller 39 and the film forming roller 40 are also used as electrodes, the material and design thereof may be appropriately changed so that they can also be used as electrodes. Moreover, in such a manufacturing apparatus, it is preferable to arrange | position a pair of film-forming roller (film-forming rollers 39 and 40) so that the central axis may become substantially parallel on the same plane. Thus, by arranging a pair of film forming rollers (film forming rollers 39 and 40), the film forming rate can be doubled and a film having the same structure can be formed. Can be at least doubled. And according to such a manufacturing apparatus, it is possible to form the barrier layer 3 on the surface of the base material 2 by the CVD method, and the barrier layer component is formed on the surface of the base material 2 on the film forming roller 39. While depositing, the barrier layer component can also be deposited on the surface of the substrate 2 also on the film forming roller 40, so that the barrier layer can be efficiently formed on the surface of the substrate 2.

成膜ローラー39および成膜ローラー40の内部には、成膜ローラーが回転しても回転しないようにして固定された磁場発生装置43および44がそれぞれ設けられている。   Inside the film forming roller 39 and the film forming roller 40, magnetic field generators 43 and 44 fixed so as not to rotate even when the film forming roller rotates are provided, respectively.

成膜ローラー39および成膜ローラー40にそれぞれ設けられた磁場発生装置43および44は、一方の成膜ローラー39に設けられた磁場発生装置43と他方の成膜ローラー40に設けられた磁場発生装置44との間で磁力線がまたがらず、それぞれの磁場発生装置43、44がほぼ閉じた磁気回路を形成するように磁極を配置することが好ましい。このような磁場発生装置43、44を設けることにより、各成膜ローラー39、40の対向側表面付近に磁力線が膨らんだ磁場の形成を促進することができ、その膨出部にプラズマが収束され易くなるため、成膜効率を向上させることができる点で優れている。   The magnetic field generators 43 and 44 provided on the film forming roller 39 and the film forming roller 40 are respectively a magnetic field generating device 43 provided on one film forming roller 39 and a magnetic field generating device provided on the other film forming roller 40. It is preferable to arrange the magnetic poles so that the magnetic field lines do not cross between them and the magnetic field generators 43 and 44 form a substantially closed magnetic circuit. By providing such magnetic field generators 43 and 44, it is possible to promote the formation of a magnetic field in which magnetic lines of force swell near the opposing surface of each film forming roller 39 and 40, and the plasma is converged on the bulging portion. Since it becomes easy, it is excellent at the point which can improve the film-forming efficiency.

また、成膜ローラー39および成膜ローラー40にそれぞれ設けられた磁場発生装置43および44は、それぞれローラー軸方向に長いレーストラック状の磁極を備え、一方の磁場発生装置43と他方の磁場発生装置44とは向かい合う磁極が同一極性となるように磁極を配置することが好ましい。このような磁場発生装置43、44を設けることにより、それぞれの磁場発生装置43、44について、磁力線が対向するローラー側の磁場発生装置にまたがることなく、ローラー軸の長さ方向に沿って対向空間(放電領域)に面したローラー表面付近にレーストラック状の磁場を容易に形成することができ、その磁場にプラズマを収束させることができため、ローラー幅方向に沿って巻き掛けられた幅広の基材2を用いて効率的に蒸着膜であるバリア層3を形成することができる点で優れている。   The magnetic field generators 43 and 44 provided on the film forming roller 39 and the film forming roller 40 respectively have racetrack-shaped magnetic poles that are long in the roller axis direction, and one magnetic field generator 43 and the other magnetic field generator. It is preferable to arrange the magnetic poles so that the magnetic poles facing to 44 have the same polarity. By providing such magnetic field generators 43 and 44, the opposing space along the length direction of the roller shaft without straddling the magnetic field generator on the roller side where the magnetic lines of force of each of the magnetic field generators 43 and 44 are opposed. A racetrack-like magnetic field can be easily formed in the vicinity of the roller surface facing the (discharge region), and the plasma can be focused on the magnetic field, so that a wide base wound around the roller width direction can be obtained. The material 2 is excellent in that the barrier layer 3 that is a deposited film can be efficiently formed.

成膜ローラー39および成膜ローラー40としては適宜公知のローラーを用いることができる。このような成膜ローラー39および40としては、より効率よく薄膜を形成せしめるという観点から、直径が同一のものを使うことが好ましい。また、このような成膜ローラー39および40の直径としては、放電条件、チャンバのスペース等の観点から、直径が300〜1000mmφの範囲、特に300〜700mmφの範囲が好ましい。成膜ローラーの直径が300mmφ以上であれば、プラズマ放電空間が小さくなることがないため生産性の劣化もなく、短時間でプラズマ放電の全熱量が基材2にかかることを回避できることから、基材2へのダメージを軽減でき好ましい。一方、成膜ローラーの直径が1000mmφ以下であれば、プラズマ放電空間の均一性等も含めて装置設計上、実用性を保持することができるため好ましい。   As the film forming roller 39 and the film forming roller 40, known rollers can be appropriately used. As such film forming rollers 39 and 40, those having the same diameter are preferably used from the viewpoint of forming a thin film more efficiently. Further, the diameters of the film forming rollers 39 and 40 are preferably in the range of 300 to 1000 mmφ, particularly in the range of 300 to 700 mmφ from the viewpoint of discharge conditions, chamber space, and the like. If the diameter of the film forming roller is 300 mmφ or more, the plasma discharge space will not be reduced, so that the productivity will not be deteriorated and it is possible to avoid applying the total amount of heat of the plasma discharge to the substrate 2 in a short time. It is preferable because damage to the material 2 can be reduced. On the other hand, if the diameter of the film forming roller is 1000 mmφ or less, it is preferable because practicality can be maintained in terms of apparatus design including uniformity of plasma discharge space.

このような製造装置31においては、基材2の表面がそれぞれ対向するように、一対の成膜ローラー(成膜ローラー39と成膜ローラー40)上に、基材2が配置されている。このようにして基材2を配置することにより、成膜ローラー39と成膜ローラー40との間の対向空間に放電を行ってプラズマを発生させる際に、一対の成膜ローラー間に存在する基材2のそれぞれの表面を同時に成膜することが可能となる。すなわち、このような製造装置によれば、プラズマCVD法により、成膜ローラー39上にて基材2の表面上にバリア層成分を堆積させ、さらに成膜ローラー40上にてバリア層成分を堆積させることができるため、基材2の表面上にバリア層を効率よく形成することが可能となる。   In such a manufacturing apparatus 31, the base material 2 is arrange | positioned on a pair of film-forming roller (The film-forming roller 39 and the film-forming roller 40) so that the surface of the base material 2 may respectively oppose. By disposing the base material 2 in this manner, when the plasma is generated by performing discharge in the facing space between the film formation roller 39 and the film formation roller 40, the base existing between the pair of film formation rollers is present. Each surface of the material 2 can be formed simultaneously. That is, according to such a manufacturing apparatus, a barrier layer component is deposited on the surface of the substrate 2 on the film forming roller 39 and further deposited on the film forming roller 40 by plasma CVD. Therefore, the barrier layer can be efficiently formed on the surface of the substrate 2.

このような製造装置に用いる送り出しローラー32および搬送ローラー33、34、35、36としては適宜公知のローラーを用いることができる。また、巻取りローラー45としても、基材2上にバリア層3を形成したガスバリア性フィルム1を巻き取ることが可能なものであればよく、特に制限されず、適宜公知のローラーを用いることができる。   As the feed roller 32 and the transport rollers 33, 34, 35, and 36 used in such a manufacturing apparatus, known rollers can be appropriately used. The winding roller 45 is not particularly limited as long as it can wind the gas barrier film 1 having the barrier layer 3 formed on the substrate 2, and a known roller may be used as appropriate. it can.

また、ガス供給管41および真空ポンプとしては、原料ガス等を所定の速度で供給または排出することが可能なものを適宜用いることができる。   Further, as the gas supply pipe 41 and the vacuum pump, those capable of supplying or discharging the source gas or the like at a predetermined speed can be appropriately used.

また、ガス供給手段であるガス供給管41は、成膜ローラー39と成膜ローラー40との間の対向空間(放電領域;成膜ゾーン)の一方に設けることが好ましく、真空排気手段である真空ポンプ(図示せず)は、前記対向空間の他方に設けることが好ましい。このようにガス供給手段であるガス供給管41と、真空排気手段である真空ポンプを配置することにより、成膜ローラー39と成膜ローラー40との間の対向空間に効率良く成膜ガスを供給することができ、成膜効率を向上させることができる点で優れている。   The gas supply pipe 41 as a gas supply means is preferably provided in one of the facing spaces (discharge region; film formation zone) between the film formation roller 39 and the film formation roller 40, and is a vacuum as a vacuum exhaust means. A pump (not shown) is preferably provided on the other side of the facing space. As described above, by providing the gas supply pipe 41 as the gas supply means and the vacuum pump as the vacuum exhaust means, the film formation gas is efficiently supplied to the facing space between the film formation roller 39 and the film formation roller 40. It is excellent in that the film formation efficiency can be improved.

さらに、プラズマ発生用電源42としては、適宜公知のプラズマ発生装置の電源を用いることができる。このようなプラズマ発生用電源42は、これに接続された成膜ローラー39と成膜ローラー40とに電力を供給して、これらを放電のための対向電極として利用することを可能とする。このようなプラズマ発生用電源42としては、より効率よくプラズマCVDを実施することが可能となることから、前記一対の成膜ローラーの極性を交互に反転させることが可能なもの(交流電源など)を利用することが好ましい。また、このようなプラズマ発生用電源42としては、より効率よくプラズマCVDを実施することが可能となることから、印加電力を100W〜10kWとすることができ、かつ交流の周波数を50Hz〜500kHzとすることが可能なものであることがより好ましい。また、磁場発生装置43、44としては適宜公知の磁場発生装置を用いることができる。さらに、基材2としては、本発明で用いられる基材の他に、バリア層3を予め形成させたものを用いることができる。このように、基材2としてバリア層3を予め形成させたものを用いることにより、バリア層3の厚みを厚くすることも可能である。   Furthermore, as the plasma generating power source 42, a known power source of a plasma generating apparatus can be used as appropriate. Such a plasma generating power supply 42 supplies power to the film forming roller 39 and the film forming roller 40 connected thereto, and makes it possible to use these as counter electrodes for discharge. Such a plasma generating power source 42 can perform plasma CVD more efficiently, and can alternately reverse the polarity of the pair of film forming rollers (AC power source or the like). Is preferably used. Moreover, as such a plasma generating power source 42, it becomes possible to perform plasma CVD more efficiently, so that the applied power can be set to 100 W to 10 kW, and the AC frequency is set to 50 Hz to 500 kHz. More preferably, it is possible to do this. As the magnetic field generators 43 and 44, known magnetic field generators can be used as appropriate. Furthermore, as the base material 2, in addition to the base material used in the present invention, a material in which the barrier layer 3 is previously formed can be used. As described above, the barrier layer 3 can be thickened by using the substrate 2 having the barrier layer 3 formed in advance.

このような図1に示す製造装置31を用いて、例えば、原料ガスの種類、プラズマ発生装置の電極ドラムの電力、真空チャンバ内の圧力、成膜ローラーの直径、ならびにフィルム(基材)の搬送速度を適宜調整することにより、本発明に係るバリア層を製造することができる。すなわち、図1に示す製造装置31を用いて、成膜ガス(原料ガス等)を真空チャンバ内に供給しつつ、一対の成膜ローラー(成膜ローラー39および40)間に放電を発生させることにより、前記成膜ガス(原料ガス等)がプラズマによって分解され、成膜ローラー39上の基材2の表面上および成膜ローラー40上の基材2の表面上に、バリア層3がプラズマCVD法により形成される。この際、成膜ローラー39、40のローラー軸の長さ方向に沿って対向空間(放電領域)に面したローラー表面付近にレーストラック状の磁場が形成して、磁場にプラズマを収束させる。このため、基材2が、図1中の成膜ローラー39のA地点および成膜ローラー40のB地点を通過する際に、バリア層で炭素分布曲線の極大値が形成される。これに対して、基材2が、図1中の成膜ローラー39のC1およびC2地点、ならびに成膜ローラー40のC3およびC4地点を通過する際に、バリア層で炭素分布曲線の極小値が形成される。このため、2つの成膜ローラーに対して、通常、5つの極値が生成する。また、バリア層の極値間の距離(炭素分布曲線の有する1つの極値および該極値に隣接する極値におけるバリア層の膜厚方向におけるバリア層の表面からの距離(L)の差の絶対値)は、成膜ローラー39、40の回転速度(基材の搬送速度)によって調節できる。なお、このような成膜に際しては、基材2が送り出しローラー32や成膜ローラー39等により、それぞれ搬送されることにより、ロールツーロール方式の連続的な成膜プロセスにより基材2の表面上にバリア層3が形成される。   Using such a manufacturing apparatus 31 shown in FIG. 1, for example, the type of source gas, the power of the electrode drum of the plasma generator, the pressure in the vacuum chamber, the diameter of the film forming roller, and the transport of the film (base material) The barrier layer according to the present invention can be produced by appropriately adjusting the speed. That is, using the manufacturing apparatus 31 shown in FIG. 1, a discharge is generated between a pair of film forming rollers (film forming rollers 39 and 40) while supplying a film forming gas (raw material gas, etc.) into the vacuum chamber. Thus, the film-forming gas (raw material gas or the like) is decomposed by plasma, and the barrier layer 3 is formed on the surface of the base material 2 on the film-forming roller 39 and the surface of the base material 2 on the film-forming roller 40 by plasma CVD. Formed by law. At this time, a racetrack-shaped magnetic field is formed in the vicinity of the roller surface facing the facing space (discharge region) along the length direction of the roller axes of the film forming rollers 39 and 40, and the plasma is converged on the magnetic field. For this reason, when the base material 2 passes through the point A of the film forming roller 39 and the point B of the film forming roller 40 in FIG. 1, the maximum value of the carbon distribution curve is formed in the barrier layer. On the other hand, when the base material 2 passes through the points C1 and C2 of the film forming roller 39 and the points C3 and C4 of the film forming roller 40 in FIG. It is formed. For this reason, five extreme values are usually generated for two film forming rollers. Further, the distance between the extreme values of the barrier layer (the difference between the distance (L) from the surface of the barrier layer in the thickness direction of the barrier layer at one extreme value of the carbon distribution curve and the extreme value adjacent to the extreme value) (Absolute value) can be adjusted by the rotation speed of the film forming rollers 39 and 40 (base material transport speed). In such film formation, the substrate 2 is conveyed by the delivery roller 32, the film formation roller 39, and the like, respectively, so that the surface of the substrate 2 is formed by a roll-to-roll continuous film formation process. Thus, the barrier layer 3 is formed.

前記ガス供給管41から対向空間に供給される成膜ガス(原料ガス等)としては、原料ガス、反応ガス、キャリアガス、放電ガスが単独または2種以上を混合して用いることができる。バリア層3の形成に用いる前記成膜ガス中の原料ガスとしては、形成するバリア層3の材質に応じて適宜選択して使用することができる。このような原料ガスとしては、例えば、ケイ素を含有する有機ケイ素化合物や炭素を含有する有機化合物ガスを用いることができる。このような有機ケイ素化合物としては、例えば、ヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)、ヘキサメチルジシラン(HMDS)、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、ビニルトリメチルシラン、メチルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラン、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、ジエチルシラン、プロピルシラン、フェニルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン(TMOS)、テトラエトキシシラン(TEOS)、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサンが挙げられる。これらの有機ケイ素化合物の中でも、化合物の取り扱い性および得られるバリア層のガスバリア性等の特性の観点から、ヘキサメチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンが好ましい。これらの有機ケイ素化合物は、単独でもまたは2種以上を組み合わせても使用することができる。また、炭素を含有する有機化合物ガスとしては、例えば、メタン、エタン、エチレン、アセチレンを例示することができる。これら有機ケイ素化合物ガスや有機化合物ガスは、バリア層3の種類に応じて適切な原料ガスが選択される。   As the film forming gas (such as source gas) supplied from the gas supply pipe 41 to the facing space, source gas, reaction gas, carrier gas, and discharge gas may be used alone or in combination of two or more. The source gas in the film-forming gas used for forming the barrier layer 3 can be appropriately selected and used according to the material of the barrier layer 3 to be formed. As such a source gas, for example, an organic silicon compound containing silicon or an organic compound gas containing carbon can be used. Examples of such organosilicon compounds include hexamethyldisiloxane (HMDSO), hexamethyldisilane (HMDS), 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, vinyltrimethylsilane, methyltrimethylsilane, and hexamethyldisilane. , Methylsilane, dimethylsilane, trimethylsilane, diethylsilane, propylsilane, phenylsilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, tetramethoxysilane (TMOS), tetraethoxysilane (TEOS), phenyltrimethoxysilane, methyltriethoxy Examples include silane and octamethylcyclotetrasiloxane. Among these organosilicon compounds, hexamethyldisiloxane and 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane are preferable from the viewpoints of characteristics such as handling of the compound and gas barrier properties of the resulting barrier layer. These organosilicon compounds can be used alone or in combination of two or more. Examples of the organic compound gas containing carbon include methane, ethane, ethylene, and acetylene. As these organosilicon compound gas and organic compound gas, an appropriate source gas is selected according to the type of the barrier layer 3.

また、前記成膜ガスとしては、前記原料ガスの他に反応ガスを用いてもよい。このような反応ガスとしては、前記原料ガスと反応して酸化物、窒化物等の無機化合物となるガスを適宜選択して使用することができる。酸化物を形成するための反応ガスとしては、例えば、酸素、オゾンを用いることができる。また、窒化物を形成するための反応ガスとしては、例えば、窒素、アンモニアを用いることができる。これらの反応ガスは、単独でもまたは2種以上を組み合わせても使用することができ、例えば酸窒化物を形成する場合には、酸化物を形成するための反応ガスと窒化物を形成するための反応ガスとを組み合わせて使用することができる。   In addition to the source gas, a reactive gas may be used as the film forming gas. As such a reactive gas, a gas that reacts with the raw material gas to become an inorganic compound such as an oxide or a nitride can be appropriately selected and used. As a reaction gas for forming an oxide, for example, oxygen or ozone can be used. Moreover, as a reactive gas for forming nitride, nitrogen and ammonia can be used, for example. These reaction gases can be used singly or in combination of two or more. For example, when forming an oxynitride, a reaction gas for forming an oxide and a nitride are formed. It can be used in combination with a reaction gas.

前記成膜ガスとしては、前記原料ガスを真空チャンバ内に供給するために、必要に応じて、キャリアガスを用いてもよい。さらに、前記成膜ガスとしては、プラズマ放電を発生させるために、必要に応じて、放電用ガスを用いてもよい。このようなキャリアガスおよび放電用ガスとしては、適宜公知のものを使用することができ、例えば、ヘリウム、アルゴン、ネオン、キセノン等の希ガス;水素を用いることができる。   As the film forming gas, a carrier gas may be used as necessary to supply the source gas into the vacuum chamber. Further, as the film forming gas, a discharge gas may be used as necessary in order to generate plasma discharge. As such carrier gas and discharge gas, known ones can be used as appropriate, for example, rare gases such as helium, argon, neon, xenon; hydrogen can be used.

このような成膜ガスが原料ガスと反応ガスを含有する場合には、原料ガスと反応ガスの比率としては、原料ガスと反応ガスとを完全に反応させるために理論上必要となる反応ガスの量の比率よりも、反応ガスの比率を過剰にし過ぎないことが好ましい。反応ガスの比率を過剰にし過ぎないことで、形成されるバリア層3によって、優れたバリア性や耐屈曲性を得ることができる点で優れている。また、前記成膜ガスが前記有機ケイ素化合物と酸素とを含有するものである場合には、前記成膜ガス中の前記有機ケイ素化合物の全量を完全酸化するのに必要な理論酸素量以下であることが好ましい。   When such a film-forming gas contains a source gas and a reactive gas, the ratio of the source gas and the reactive gas is the reaction gas that is theoretically necessary for completely reacting the source gas and the reactive gas. It is preferable not to make the ratio of the reaction gas excessive rather than the ratio of the amount. By not excessively increasing the ratio of the reactive gas, the barrier layer 3 formed is excellent in that excellent barrier properties and bending resistance can be obtained. Further, when the film forming gas contains the organosilicon compound and oxygen, the amount is less than the theoretical oxygen amount necessary for complete oxidation of the entire amount of the organosilicon compound in the film forming gas. It is preferable.

以下、前記成膜ガスとして、原料ガスとしてのヘキサメチルジシロキサン(有機ケイ素化合物、HMDSO、(CHSiO)と、反応ガスとしての酸素(O)を含有するものとを用い、ケイ素−酸素系の薄膜を製造する場合を例に挙げて、成膜ガス中の原料ガスと反応ガスとの好適な比率等について、より詳細に説明する。 Hereinafter, as the film forming gas, hexamethyldisiloxane (organosilicon compound, HMDSO, (CH 3 ) 6 Si 2 O) as a raw material gas and oxygen (O 2 ) as a reactive gas are used. Taking a case of producing a silicon-oxygen-based thin film as an example, a suitable ratio of the raw material gas and the reactive gas in the film forming gas will be described in more detail.

原料ガスとしてのヘキサメチルジシロキサン(HMDSO、(CHSiO)と、反応ガスとしての酸素(O)と、を含有する成膜ガスをプラズマCVDにより反応させてケイ素−酸素系の薄膜を作製する場合、その成膜ガスにより下記反応式(1)で表されるような反応が起こり、二酸化ケイ素が生成する。 A film-forming gas containing hexamethyldisiloxane (HMDSO, (CH 3 ) 6 Si 2 O) as a source gas and oxygen (O 2 ) as a reaction gas is reacted by plasma CVD to form a silicon-oxygen system When the thin film is produced, a reaction represented by the following reaction formula (1) occurs by the film forming gas, and silicon dioxide is generated.

このような反応においては、ヘキサメチルジシロキサン1モルを完全酸化するのに必要な酸素量は12モルである。そのため、成膜ガス中に、ヘキサメチルジシロキサン1モルに対して酸素を12モル以上含有させて完全に反応させた場合には、均一な二酸化ケイ素膜が形成されてしまう(炭素分布曲線が存在しない)ため、上記条件(i)〜(iii)を全て満たすバリア層を形成することができなくなってしまう。そのため、本発明において、バリア層を形成する際には、上記反応式(1)の反応が完全に進行してしまわないように、ヘキサメチルジシロキサン1モルに対して酸素量を化学量論比の12モルより少なくすることが好ましい。なお、実際のプラズマCVDチャンバ内の反応では、原料のヘキサメチルジシロキサンと反応ガスの酸素とは、ガス供給部から成膜領域へ供給されて成膜されるので、反応ガスの酸素のモル量(流量)が原料のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)の12倍のモル量(流量)であったとしても、現実には完全に反応を進行させることはできず、酸素の含有量を化学量論比に比して大過剰に供給して初めて反応が完結すると考えられる(例えば、CVDにより完全酸化させて酸化ケイ素を得るために、酸素のモル量(流量)を原料のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)の20倍以上程度とする場合もある)。そのため、原料のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)に対する酸素のモル量(流量)は、化学量論比である12倍量以下(より好ましくは、10倍以下)の量であることが好ましい。このような比でヘキサメチルジシロキサンおよび酸素を含有させることにより、完全に酸化されなかったヘキサメチルジシロキサン中の炭素原子や水素原子がバリア層中に取り込まれ、上記条件(i)〜(iii)を全て満たすバリア層を形成することが可能となって、得られるガスバリア性フィルムにおいて優れたガスバリア性および耐屈曲性を発揮させることが可能となる。なお、有機EL素子や太陽電池などのような透明性を必要とするデバイス用のフレキシブル基板への利用の観点から、成膜ガス中のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)に対する酸素のモル量(流量)の下限は、ヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)の0.1倍より多い量とすることが好ましく、0.5倍より多い量とすることがより好ましい。   In such a reaction, the amount of oxygen required to completely oxidize 1 mol of hexamethyldisiloxane is 12 mol. Therefore, a uniform silicon dioxide film is formed when oxygen is contained in the film forming gas in an amount of 12 moles or more per mole of hexamethyldisiloxane and a uniform silicon dioxide film is formed (a carbon distribution curve exists). Therefore, it becomes impossible to form a barrier layer that satisfies all of the above conditions (i) to (iii). Therefore, in the present invention, when the barrier layer is formed, the stoichiometric ratio of oxygen amount to 1 mol of hexamethyldisiloxane is set so that the reaction of the reaction formula (1) does not proceed completely. The amount is preferably less than 12 moles. In the actual reaction in the plasma CVD chamber, the raw material hexamethyldisiloxane and the reaction gas oxygen are supplied from the gas supply unit to the film formation region to form a film, so the molar amount of oxygen in the reaction gas Even if the (flow rate) is 12 times the molar amount (flow rate) of the raw material hexamethyldisiloxane (flow rate), the reaction cannot actually proceed completely, and the oxygen content is reduced. It is considered that the reaction is completed only when a large excess is supplied compared to the stoichiometric ratio (for example, in order to obtain silicon oxide by complete oxidation by CVD, the molar amount (flow rate) of oxygen is changed to the hexamethyldioxide raw material. (It may be about 20 times or more the molar amount (flow rate) of siloxane). Therefore, the molar amount (flow rate) of oxygen with respect to the molar amount (flow rate) of the raw material hexamethyldisiloxane is preferably an amount of 12 times or less (more preferably 10 times or less) which is the stoichiometric ratio. . By containing hexamethyldisiloxane and oxygen at such a ratio, carbon atoms and hydrogen atoms in hexamethyldisiloxane that have not been completely oxidized are taken into the barrier layer, and the above conditions (i) to (iii) It is possible to form a barrier layer satisfying all of the above) and to exhibit excellent gas barrier properties and flex resistance in the obtained gas barrier film. From the viewpoint of use as a flexible substrate for devices that require transparency, such as organic EL elements and solar cells, the molar amount of oxygen relative to the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane in the deposition gas The lower limit of (flow rate) is preferably greater than 0.1 times the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane, more preferably greater than 0.5 times.

また、真空チャンバ内の圧力(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るが、0.5Pa〜50Paの範囲とすることが好ましい。   Moreover, although the pressure (vacuum degree) in a vacuum chamber can be suitably adjusted according to the kind etc. of source gas, it is preferable to set it as the range of 0.5 Pa-50 Pa.

また、このようなプラズマCVD法において、成膜ローラー39と成膜ローラー40との間に放電するために、プラズマ発生用電源42に接続された電極ドラム(本実施形態においては、成膜ローラー39および40に設置されている)に印加する電力は、原料ガスの種類や真空チャンバ内の圧力等に応じて適宜調整することができるものであり一概に言えるものでないが、0.1〜10kWの範囲とすることが好ましい。このような印加電力が100W以上であれば、パーティクルが発生を十分に抑制することができ、他方、10kW以下であれば、成膜時に発生する熱量を抑えることができ、成膜時の基材表面の温度が上昇するのを抑制できる。そのため基材が熱負けすることなく、成膜時に皺が発生するのを防止できる点で優れている。   In such a plasma CVD method, in order to discharge between the film forming roller 39 and the film forming roller 40, an electrode drum connected to the plasma generating power source 42 (in this embodiment, the film forming roller 39) is used. The electric power to be applied to the power source can be adjusted as appropriate according to the type of the raw material gas, the pressure in the vacuum chamber, etc. It is preferable to be in the range. If such an applied power is 100 W or more, the generation of particles can be sufficiently suppressed, and if it is 10 kW or less, the amount of heat generated during film formation can be suppressed, and the substrate during film formation can be suppressed. An increase in surface temperature can be suppressed. Therefore, it is excellent in that wrinkles can be prevented during film formation without causing the substrate to lose heat.

基材2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内の圧力等に応じて適宜調整することができるが、0.25〜100m/minの範囲とすることが好ましく、0.5〜20m/minの範囲とすることがより好ましい。ライン速度が0.25m/min以上であれば、基材に熱に起因する皺の発生を効果的に抑制することができる。他方、100m/min以下であれば、生産性を損なうことなく、バリア層として十分な厚みを確保することができる点で優れている。   Although the conveyance speed (line speed) of the base material 2 can be appropriately adjusted according to the type of raw material gas, the pressure in the vacuum chamber, and the like, it is preferably in the range of 0.25-100 m / min, More preferably, it is in the range of 5 to 20 m / min. If the line speed is 0.25 m / min or more, generation of wrinkles due to heat in the substrate can be effectively suppressed. On the other hand, if it is 100 m / min or less, it is excellent at the point which can ensure sufficient thickness as a barrier layer, without impairing productivity.

上記したように、本実施形態のより好ましい態様としては、本発明に係るバリア層を、図1に示す対向ロール電極を有するプラズマCVD装置(ロールツーロール方式)を用いたプラズマCVD法によって成膜することを特徴とするものである。これは、対向ロール電極を有するプラズマCVD装置(ロールツーロール方式)を用いて量産する場合に、可撓性(屈曲性)に優れ、機械的強度、特にロールツーロールでの搬送時の耐久性と、バリア性能とが両立するバリア層を効率よく製造することができるためである。このような製造装置は、太陽電池や電子部品などに使用される温度変化に対する耐久性が求められるガスバリア性フィルムを、安価でかつ容易に量産することができる点でも優れている。   As described above, as a more preferable aspect of the present embodiment, the barrier layer according to the present invention is formed by plasma CVD using the plasma CVD apparatus (roll-to-roll method) having the counter roll electrode shown in FIG. It is characterized by doing. This is excellent in flexibility (flexibility) and mechanical strength, especially when transported by roll-to-roll, when mass-produced using a plasma CVD apparatus (roll-to-roll method) having a counter roll electrode. This is because it is possible to efficiently produce a barrier layer having both the barrier performance and the barrier performance. Such a manufacturing apparatus is also excellent in that it can inexpensively and easily mass-produce gas barrier films that are required for durability against temperature changes used in solar cells and electronic components.

[ORMOCER層]
本発明のガスバリア性フィルムは、基材上に、バリア層に加えて、ORMOCER層を形成されてなる。ここで、バリア層およびORMOCER層の積層順序は特に制限されないが、基材上に、バリア層およびORMOCER層がこの順に積層されることが好ましい。このような構造により、ORMOCER層が温度や湿度の変化による基材の形状変化(収縮・膨脹)をより緩和して、クラックの発生をより効果的に抑制・防止できる。
[ORMOCER layer]
The gas barrier film of the present invention is formed by forming an ORMOCER layer on a substrate in addition to the barrier layer. Here, the stacking order of the barrier layer and the ORMOCER layer is not particularly limited, but the barrier layer and the ORMOCER layer are preferably stacked in this order on the substrate. With such a structure, the ORMOCER layer can further relieve the shape change (shrinkage / expansion) of the base material due to changes in temperature and humidity, and more effectively suppress / prevent cracks.

本発明において、ORMOCER層は、下記式(1):   In the present invention, the ORMOCER layer has the following formula (1):

ただし、nは、2〜20の整数である、
のポリメトキシシロキサン(以下、単に「ポリメトキシシロキサン」とも称する)を、無機・有機ハイブリッドポリマー層(ORMOCER層)を構成する材料(以下、単に「ORMOCER構成材料」とも称する)の総モル数に対して、20〜40モル%の量で含む材料を用いて形成される。本明細書において、「ORMOCER」とは、(イ)有機ケイ素化合物および(ウ)アルミニウム化合物、ならびに必要であれば(エ)他の金属化合物を混合し、加水分解・重縮合させて得られる無機・有機ハイブリッドポリマーを意味する。「ORMOCER」は、例えば、EP−A−0 792 846、特開平2−160836号公報などに記載されている。
However, n is an integer of 2-20.
Polymethoxysiloxane (hereinafter also simply referred to as “polymethoxysiloxane”) with respect to the total number of moles of the material constituting the inorganic / organic hybrid polymer layer (ORMOCER layer) (hereinafter also simply referred to as “ORMOCER constituent material”) And a material containing 20 to 40 mol%. In the present specification, “ORMOCER” means an inorganic substance obtained by mixing (i) an organosilicon compound and (c) an aluminum compound, and (d) other metal compound if necessary, followed by hydrolysis and polycondensation.・ It means organic hybrid polymer. “ORMOCER” is described in, for example, EP-A-0 792 846, Japanese Patent Laid-Open No. 2-160836, and the like.

本発明に係るORMOCER層は、上記式(1)のポリメトキシシロキサンを特定量添加して形成されることによって、層中に均一なネットワーク構造(シリケート網目構造)を有する。ゆえに、本発明に係るORMOCER層は、ガスバリア性を有する上、温度や湿度の変化による形状変化を柔軟に吸収できる。このため、温度や湿度が大きく変化するような過酷な条件下で基材やバリア層が形状変化(収縮・膨脹)しても、ORMOCER層は形状変化を受けにくいため、ガスバリア性フィルムにクラックがほとんどまたは全く発生せず、長期間優れたガスバリア性(例えば、低い水蒸気透過率)を維持できる。   The ORMOCER layer according to the present invention has a uniform network structure (silicate network structure) in the layer by adding a specific amount of the polymethoxysiloxane of the above formula (1). Therefore, the ORMOCER layer according to the present invention has gas barrier properties and can flexibly absorb changes in shape due to changes in temperature and humidity. For this reason, even if the base material or barrier layer undergoes a shape change (shrinkage / expansion) under severe conditions where the temperature or humidity changes greatly, the ORMOCER layer is not subject to a shape change. Little or no generation occurs, and excellent gas barrier properties (for example, low water vapor transmission rate) can be maintained for a long time.

本発明に係るORMOCER層は、(ア)ポリメトキシシロキサン、(イ)有機ケイ素化合物および(ウ)アルミニウム化合物、ならびに必要であれば(エ)他の金属化合物から形成される。   The ORMOCER layer according to the present invention is formed from (a) polymethoxysiloxane, (b) an organosilicon compound and (c) an aluminum compound, and (d) other metal compounds if necessary.

(ア)ポリメトキシシロキサン
ポリメトキシシロキサンは、下記式(1)で示される。
(A) Polymethoxysiloxane Polymethoxysiloxane is represented by the following formula (1).

上記式(1)において、nは、ポリメトキシシロキサンの平均重合度を表わし、2〜20である。なお、ポリメトキシシロキサンは、単一の構造を有するものであっても、または2種以上の混合物の形態であってもよい。前者の場合には、nは整数であるが、後者の場合には、nは必ずしも整数とはならず、その場合にはnは、混合物の各ポリメトキシシロキサン成分のnの平均値となるため、小数点となる場合がある。ガスバリア性、クラック発生の抑制/防止効果などを考慮すると、nは、好ましくは2〜9、より好ましくは3〜7であり、特に好ましくは4〜6である。このような構造のポリメトキシシロキサンを用いることにより、ORMOCER層に均一なシリケート編目構造を導入してガスバリア性を向上でき、また、安全性に優れる。   In said formula (1), n represents the average degree of polymerization of polymethoxysiloxane, and is 2-20. The polymethoxysiloxane may have a single structure or may be in the form of a mixture of two or more. In the former case, n is an integer, but in the latter case, n is not necessarily an integer, and in this case, n is an average value of n of each polymethoxysiloxane component of the mixture. , May be a decimal point. In consideration of the gas barrier property, the effect of suppressing / preventing crack generation, etc., n is preferably 2 to 9, more preferably 3 to 7, and particularly preferably 4 to 6. By using polymethoxysiloxane having such a structure, a uniform silicate stitch structure can be introduced into the ORMOCER layer to improve the gas barrier property, and the safety is excellent.

ポリメトキシシロキサンは、ORMOCER構成材料の総モル数(=ポリメトキシシロキサン、有機ケイ素化合物、アルミニウム化合物及び添加する場合には他の金属化合物の総モル数)に対して、20〜40モル%の量で含まれる。ポリメトキシシロキサンの量が下限を下回る場合には、ORMOCER層に十分均一なシリケート編目構造を導入できず、逆に上限を超える場合には、有機ケイ素化合物やアルミニウム化合物等の量が少なすぎてガスバリア性に劣る。好ましくは、ポリメトキシシロキサンは、ORMOCER構成材料の総モル数(=ポリメトキシシロキサン、有機ケイ素化合物、アルミニウム化合物及び添加する場合には他の金属化合物の総モル数)に対して、25〜35モル%の量で含まれる。   The polymethoxysiloxane is an amount of 20 to 40 mol% based on the total number of moles of the ORMOCER constituent material (= total number of moles of polymethoxysiloxane, organosilicon compound, aluminum compound and other metal compound when added). Included. If the amount of polymethoxysiloxane is below the lower limit, a sufficiently uniform silicate stitch structure cannot be introduced into the ORMOKER layer. Conversely, if the amount exceeds the upper limit, the amount of the organosilicon compound or aluminum compound is too small and the gas barrier Inferior to sex. Preferably, the polymethoxysiloxane is 25 to 35 moles relative to the total number of moles of the ORMOCER component (= total moles of polymethoxysiloxane, organosilicon compound, aluminum compound and other metal compounds if added). Contained in an amount of%.

(イ)有機ケイ素化合物
有機ケイ素化合物は、特に制限されないが、下記式(2)で示される化合物またはそのオリゴマーであることが好ましい。
(I) Organosilicon compound The organosilicon compound is not particularly limited, but is preferably a compound represented by the following formula (2) or an oligomer thereof.

上記式(2)において、Rは、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいアルキルカルボニル基、置換基を有していてもよいアルコキシカルボニル基、またはアミン基(−N(R、Rは、それぞれ独立して、水素原子または置換基を有していてもよいアルキル基を表わす)を表わす。なお、Rが複数存在する(即ち、mが2または3である)際には、各Rは、同じであってもまたは異なるものであってもよい。 In the above formula (2), R 1 may have a hydrogen atom, a halogen atom, an alkoxy group that may have a substituent, an acyloxy group that may have a substituent, or a substituent. The alkylcarbonyl group, the alkoxycarbonyl group which may have a substituent, or the amine group (—N (R 3 ) 2 and R 3 may each independently have a hydrogen atom or a substituent. Represents an alkyl group). When a plurality of R 1 are present (that is, m is 2 or 3), each R 1 may be the same or different.

ここで、上記ハロゲン原子は、特に制限はなく、フッ素原子(F)、塩素原子(Cl)、臭素原子(Br)、ヨウ素原子(I)のいずれであってもよい。これらのうち、フッ素原子、塩素原子、臭素原子が好ましく、塩素原子がより好ましい。   Here, the halogen atom is not particularly limited, and may be any of a fluorine atom (F), a chlorine atom (Cl), a bromine atom (Br), and an iodine atom (I). Among these, a fluorine atom, a chlorine atom, and a bromine atom are preferable, and a chlorine atom is more preferable.

また、上記アルコキシ基は、特に制限はないが、炭素原子数1〜24のアルコキシ基であることが好ましい。このようなアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、イソブトキシ基、n−オクチルオキシ基、n−デシルオキシ基、n−ドデシルオキシ基、n−ヘキサデシルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、2−ヘキシルデシルオキシ基、および2−デシルテトラデシルオキシ基などが挙げられる。これらのうち、炭素原子数1〜20の直鎖もしくは分岐状のアルコキシ基が好ましく、炭素原子数1〜10の直鎖もしくは分岐状のアルコキシ基がより好ましく、炭素原子数1〜8の直鎖もしくは分岐状のアルコキシ基がさらにより好ましく、炭素原子数1〜4の直鎖のアルコキシ基が特に好ましい。   The alkoxy group is not particularly limited, but is preferably an alkoxy group having 1 to 24 carbon atoms. Examples of such an alkoxy group include methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, sec-butoxy group, tert-butoxy group, isobutoxy group, n-octyloxy group, n Examples include -decyloxy group, n-dodecyloxy group, n-hexadecyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, 2-hexyldecyloxy group, and 2-decyltetradecyloxy group. Among these, a linear or branched alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms is preferable, a linear or branched alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms is more preferable, and a linear chain having 1 to 8 carbon atoms. Or a branched alkoxy group is still more preferable, and a C1-C4 linear alkoxy group is especially preferable.

上記アシルオキシ基(−O−アシル基)中のアシル基は、特に制限されないが、炭素原子数1〜24の直鎖もしくは分岐状のアシル基であることが好ましい。このようなアシル基としては、例えば、ホルミル基、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、2−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、およびピリジルカルボニル基などが挙げられる。   The acyl group in the acyloxy group (—O-acyl group) is not particularly limited, but is preferably a linear or branched acyl group having 1 to 24 carbon atoms. Examples of such acyl groups include formyl group, acetyl group, ethylcarbonyl group, propylcarbonyl group, pentylcarbonyl group, cyclohexylcarbonyl group, octylcarbonyl group, 2-ethylhexylcarbonyl group, dodecylcarbonyl group, phenylcarbonyl group, A naphthyl carbonyl group, a pyridyl carbonyl group, etc. are mentioned.

上記アルキルカルボニル基(−C(=O)−アルキル基)は、特に制限はないが、炭素原子数2〜25のアルキルカルボニル基(−C(=O)−C1−24アルキル基)であることが好ましい。このようなアルキルカルボニル基としては、例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、n−プロピルカルボニル基、イソプロピルカルボニル基、およびシクロへキシルカルボニル基などが挙げられる。 The alkylcarbonyl group (—C (═O) -alkyl group) is not particularly limited, but is an alkylcarbonyl group having 2 to 25 carbon atoms (—C (═O) —C 1-24 alkyl group). It is preferable. Examples of such an alkylcarbonyl group include an acetyl group, an ethylcarbonyl group, an n-propylcarbonyl group, an isopropylcarbonyl group, and a cyclohexylcarbonyl group.

上記アルコキシカルボニル基(−C(=O)−アルコキシ基)は、特に制限はないが、炭素原子数2〜25のアルコキシカルボニル基(−C(=O)−C1−24アルコキシ基)であることが好ましい。このようなアルコキシカルボニル基としては、例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、プロピルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、およびドデシルオキシカルボニル基などが挙げられる。 The alkoxycarbonyl group (—C (═O) -alkoxy group) is not particularly limited, but is an alkoxycarbonyl group having 2 to 25 carbon atoms (—C (═O) —C 1-24 alkoxy group). It is preferable. Examples of such alkoxycarbonyl groups include a methyloxycarbonyl group, an ethyloxycarbonyl group, a propyloxycarbonyl group, a butyloxycarbonyl group, an octyloxycarbonyl group, and a dodecyloxycarbonyl group.

上記アミン基は、式:−N(Rで示される。ここで、Rは、水素原子または炭素原子数1〜24のアルキル基を表わす。この際、Rは、同じであってもまたは異なるものであってもよい。 The amine group is represented by the formula: —N (R 3 ) 2 . Here, R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 24 carbon atoms. In this case, R 3 may be the same or different.

ここで、上記アルキル基は、特に制限されないが、炭素原子数1〜24の直鎖もしくは分岐状のアルキル基であることが好ましい。このようなアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、tert−ペンチル基、ネオペンチル基、1,2−ジメチルプロピル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、1,3−ジメチルブチル基、1−イソプロピルプロピル基、1,2−ジメチルブチル基、n−ヘプチル基、1,4−ジメチルペンチル基、3−エチルペンチル基、2−メチル−1−イソプロピルプロピル基、1−エチル−3−メチルブチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、3−メチル−1−イソプロピルブチル基、2−メチル−1−イソプロピル基、1−t−ブチル−2−メチルプロピル基、n−ノニル基、3,5,5−トリメチルヘキシル基、n−デシル基、イソデシル基、n−ウンデシル基、1−メチルデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基、n−エイコシル基、n−ヘンエイコシル基、n−ドコシル基、n−トリコシル基、およびn−テトラコシル基などが挙げられる。これらのうち、炭素原子数1〜20の直鎖もしくは分岐状のアルキル基が好ましく、炭素原子数1〜10の直鎖もしくは分岐状のアルキル基がより好ましく、炭素原子数1〜8の直鎖もしくは分岐状のアルキル基がさらにより好ましく、炭素原子数1〜3の直鎖のアルキル基が特に好ましい。   Here, the alkyl group is not particularly limited, but is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 24 carbon atoms. Examples of such an alkyl group include a methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, tert-pentyl group, neopentyl group, 1,2-dimethylpropyl group, n-hexyl group, isohexyl group, 1,3-dimethylbutyl group, 1-isopropylpropyl group, 1,2-dimethylbutyl group, n-heptyl group 1,4-dimethylpentyl group, 3-ethylpentyl group, 2-methyl-1-isopropylpropyl group, 1-ethyl-3-methylbutyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group, 3-methyl-1- Isopropylbutyl group, 2-methyl-1-isopropyl group, 1-t-butyl-2-methylpropyl group, n-nonyl group, 3 5,5-trimethylhexyl group, n-decyl group, isodecyl group, n-undecyl group, 1-methyldecyl group, n-dodecyl group, n-tridecyl group, n-tetradecyl group, n-pentadecyl group, n-hexadecyl group , N-heptadecyl group, n-octadecyl group, n-nonadecyl group, n-eicosyl group, n-heneicosyl group, n-docosyl group, n-tricosyl group, n-tetracosyl group and the like. Among these, a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms is preferable, a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is more preferable, and a linear chain having 1 to 8 carbon atoms. Or a branched alkyl group is still more preferable, and a linear alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is particularly preferable.

また、上記式(2)において、Rは、式(3):−(R−X−Rで表される基である。なお、Rが複数存在する(即ち、mが1または2である)際には、各Rは、同じであってもまたは異なるものであってもよい。 In the above formula (2), R 2 is a group represented by the formula (3): — (R 4 ) n —X—R 5 . When a plurality of R 2 are present (that is, m is 1 or 2), each R 2 may be the same or different.

上記式(3)において、Rは、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、または置換基を有していてもよいアリール基である。 In the above formula (3), R 5 represents an alkyl group which may have a substituent, an alkenyl group which may have a substituent, an alkynyl group which may have a substituent, or a substituent. An aryl group which may have

ここで、上記アルキル基は、特に制限はないが、上記式(1)のアルキル基と同様であるため、ここでは説明を省略する。   Here, although the said alkyl group does not have a restriction | limiting in particular, Since it is the same as that of the said Formula (1), description is abbreviate | omitted here.

上記アルケニル基は、特に制限されないが、炭素原子数2〜24の直鎖もしくは分岐状のアルケニル基であることが好ましい。このようなアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、1−プロペニル基、イソプロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、1−ペンテニル基、2−ペンテニル基、3−ペンテニル基、1−ヘキセニル基、2−ヘキセニル基、3−ヘキセニル基、1−ヘプテニル基、2−ヘプテニル基、5−ヘプテニル基、1−オクテニル基、3−オクテニル基、および5−オクテニル基などが挙げられる。   The alkenyl group is not particularly limited, but is preferably a linear or branched alkenyl group having 2 to 24 carbon atoms. Examples of such an alkenyl group include a vinyl group, allyl group, 1-propenyl group, isopropenyl group, 1-butenyl group, 2-butenyl group, 3-butenyl group, 1-pentenyl group, 2-pentenyl group, 3-pentenyl group, 1-hexenyl group, 2-hexenyl group, 3-hexenyl group, 1-heptenyl group, 2-heptenyl group, 5-heptenyl group, 1-octenyl group, 3-octenyl group, and 5-octenyl group Etc.

上記アルキニル基は、特に制限されないが、炭素原子数2〜24の直鎖もしくは分岐状のアルキニル基であることが好ましい。このようなアルキニル基としては、例えば、アセチレニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基、1−ブチニル基、2−ブチニル基、3−ブチニル基、1−ペンテチル基、2−ペンテチル基、3−ペンテチル基、1−ヘキシニル基、2−ヘキシニル基、3−ヘキシニル基、1−ヘプチニル基、2−ヘプチニル基、5−ヘプチニル基、1−オクチニル基、3−オクチニル基、および5−オクチニル基などが挙げられる。   The alkynyl group is not particularly limited, but is preferably a linear or branched alkynyl group having 2 to 24 carbon atoms. Examples of such an alkynyl group include acetylenyl group, 1-propynyl group, 2-propynyl group, 1-butynyl group, 2-butynyl group, 3-butynyl group, 1-pentethyl group, 2-pentethyl group, 3- Pentetyl group, 1-hexynyl group, 2-hexynyl group, 3-hexynyl group, 1-heptynyl group, 2-heptynyl group, 5-heptynyl group, 1-octynyl group, 3-octynyl group, 5-octynyl group, etc. Can be mentioned.

上記アリール基は、特に制限されないが、炭素原子数6〜24のアリール基であることが好ましい。このようなアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基、アンスリル基、ピレニル基、アズレニル基、アセナフチレニル基、ターフェニル基、およびフェナンスリル基などが挙げられる。これらのうち、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基が好ましく、フェニル基がより好ましい。   The aryl group is not particularly limited, but is preferably an aryl group having 6 to 24 carbon atoms. Examples of such aryl groups include a phenyl group, a naphthyl group, a biphenyl group, a fluorenyl group, an anthryl group, a pyrenyl group, an azulenyl group, an acenaphthylenyl group, a terphenyl group, and a phenanthryl group. Among these, a phenyl group, a naphthyl group, and a biphenyl group are preferable, and a phenyl group is more preferable.

上記式(3)において、Xは、単結合、酸素原子(−O−)、硫黄原子(−S−)、または窒素原子(−N(Y)−;Yは、水素原子またはアルキル基)である。なお、Xが窒素原子(−N(Y)−;Yは、水素原子またはアルキル基)である際の、置換基「Y」としてのアルキル基は、特に制限はないが、上記式(1)のアルキル基と同様であるため、ここでは説明を省略する。 In the above formula (3), X is a single bond, an oxygen atom (—O—), a sulfur atom (—S—), or a nitrogen atom (—N (Y 1 ) —; Y 1 is a hydrogen atom or an alkyl group ). The alkyl group as the substituent “Y 1 ” when X is a nitrogen atom (—N (Y 1 ) —; Y 1 is a hydrogen atom or an alkyl group) is not particularly limited. Since it is the same as the alkyl group of (1), description is abbreviate | omitted here.

上記式(3)において、Rは、置換基を有していてもよいアルキレン基、置換基を有していてもよいアルケニレン基、または置換基を有していてもよいアリーレン基を表わす。 In the above formula (3), R 4 represents an alkylene group which may have a substituent, an alkenylene group which may have a substituent, or an arylene group which may have a substituent.

ここで、上記アルキレン基は、特に制限されないが、炭素原子数1〜24の直鎖もしくは分岐状のアルキレン基であることが好ましい。このようなアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、およびプロピレン基などが挙げられる。   Here, the alkylene group is not particularly limited, but is preferably a linear or branched alkylene group having 1 to 24 carbon atoms. Examples of such an alkylene group include a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, and a propylene group.

上記アルケニレン基は、特に制限されないが、炭素原子数2〜25の直鎖もしくは分岐状のアルケニレン基であることが好ましい。このようなアルケニレン基としては、例えば、ビニレン基、およびプロペニレン基などが挙げられる。   The alkenylene group is not particularly limited, but is preferably a linear or branched alkenylene group having 2 to 25 carbon atoms. Examples of such alkenylene groups include vinylene groups and propenylene groups.

上記アリーレン基は、特に制限されないが、炭素原子数6〜24のアリーレン基であることが好ましい。このようなアリーレン基としては、例えば、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、フルオレニレン基、アンスリレン基、ピレニレン基、アズレニレン基、アセナフチレニレン基、ターフェニレン基、およびフェナンスリレン基などが挙げられる。これらのうち、フェニレン基、ナフチレン基が好ましく、フェニレン基がより好ましい。   The arylene group is not particularly limited, but is preferably an arylene group having 6 to 24 carbon atoms. Examples of such an arylene group include a phenylene group, a naphthylene group, a biphenylene group, a fluorenylene group, an anthrylene group, a pyrenylene group, an azlenylene group, an acenaphthylene group, a terphenylene group, and a phenanthrylene group. Among these, a phenylene group and a naphthylene group are preferable, and a phenylene group is more preferable.

上記式(3)において、nは、0または1である。ここで、nが0であるとは、Rが単結合である、即ち、−X−Rが直接ケイ素原子(Si)に結合することを意味する。 In the above formula (3), n is 0 or 1. Here, n is 0 means that R 4 is a single bond, that is, —X—R 5 is directly bonded to a silicon atom (Si).

上記式(1)〜(3)において存在してもよい「置換基」は、特に限定されない。具体的には、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、炭素原子数1〜24の直鎖もしくは分岐状のアルキル基、炭素原子数1〜24のシクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基)、炭素原子数1〜24のヒドロキシアルキル基(例えば、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基)、炭素原子数2〜24のアルコキシアルキル基(例えば、メトキシエチル基等)、炭素原子数1〜24のアルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等)、炭素原子数3〜24のシクロアルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基)アルケニル基、アルキニル基、アミン基、アリール基、炭素原子数6〜24のアリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基)、炭素原子数1〜24のアルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基)、炭素原子数3〜24のシクロアルキルチオ基(例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基)、炭素原子数6〜24のアリールチオ基(例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基)、炭素原子数1〜24のアルコキシカルボニル基(例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基)、炭素原子数7〜24のアリールオキシカルボニル基(例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基)、アミド基(−C=O)−N(R)(R’);ここで、R及びR’は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい炭素原子数1〜24のアルキル基である)、水酸基(−OH)、カルボキシル基(−COOH)、チオール基(−SH)、シアノ基(−CN)、メルカプト基(−SH)、アミノ基(−NH)、エポキシ基等が挙げられる。なお、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アミン基、アリール基は上記と同様の定義であるため、ここでは説明を省略する。また、置換基の数は特に制限はなく、所望の効果を考慮して適宜選択されうる。上記において、同一の置換基で置換されることはない。すなわち、置換のアルキル基は、アルキル基で置換されることはない。これらのうち、ハロゲン原子、炭素原子数1〜3のアルキル、アルコキシ基、ニトロ基、アミノ基(−NH)及びエポキシ基の少なくとも一種により置換されることが好ましく、ハロゲン原子(例えば、F、Cl、Br)、アミノ基(−NH)、エポキシ基がより好ましい。なお、最終生成物の疎水性(特に凝縮した水)に対する優れた耐性などを考慮すると、フッ素原子(フッ化シラン)が特に好ましい。一方、ガスバリア性、クラック発生の抑制/防止効果などを考慮すると、アミノ基(−NH)、エポキシ基が特に好ましい。 The “substituent” that may be present in the above formulas (1) to (3) is not particularly limited. Specifically, a halogen atom (fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom), a linear or branched alkyl group having 1 to 24 carbon atoms, a cycloalkyl group having 1 to 24 carbon atoms (for example, Cyclopentyl group, cyclohexyl group), hydroxyalkyl group having 1 to 24 carbon atoms (for example, hydroxymethyl group, hydroxyethyl group), alkoxyalkyl group having 2 to 24 carbon atoms (for example, methoxyethyl group), carbon atom An alkoxy group of 1 to 24 (for example, methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy group, butoxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, octyloxy group, dodecyloxy group, etc.), A cycloalkoxy group having 3 to 24 carbon atoms (for example, cyclopentyloxy group, cyclohexane Siloxy group) alkenyl group, alkynyl group, amine group, aryl group, aryloxy group having 6 to 24 carbon atoms (for example, phenoxy group, naphthyloxy group), alkylthio group having 1 to 24 carbon atoms (for example, methylthio group) , Ethylthio group, propylthio group, pentylthio group, hexylthio group, octylthio group, dodecylthio group), cycloalkylthio group having 3 to 24 carbon atoms (for example, cyclopentylthio group, cyclohexylthio group), arylthio having 6 to 24 carbon atoms Group (for example, phenylthio group, naphthylthio group), alkoxycarbonyl group having 1 to 24 carbon atoms (for example, methyloxycarbonyl group, ethyloxycarbonyl group, butyloxycarbonyl group, octyloxycarbonyl group, dodecyloxycarbonyl group), carbon An aryloxycarbonyl group having 7 to 24 moles (eg, phenyloxycarbonyl group, naphthyloxycarbonyl group), amide group (—C═O) —N (R) (R ′); wherein R and R ′ are Each independently an alkyl group having 1 to 24 carbon atoms which may have a substituent), a hydroxyl group (—OH), a carboxyl group (—COOH), a thiol group (—SH), a cyano group. (-CN), mercapto group (-SH), amino group (-NH 2), an epoxy group, and the like. In addition, since an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an amine group, and an aryl group have the same definition as described above, description thereof is omitted here. The number of substituents is not particularly limited and can be appropriately selected in consideration of a desired effect. In the above, it is not substituted with the same substituent. That is, a substituted alkyl group is not substituted with an alkyl group. Among these, it is preferably substituted with at least one of a halogen atom, an alkyl having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group, a nitro group, an amino group (—NH 2 ), and an epoxy group, and a halogen atom (for example, F, Cl, Br), an amino group (—NH 2 ), and an epoxy group are more preferable. In view of excellent resistance to the hydrophobicity (especially condensed water) of the final product, fluorine atoms (fluorinated silane) are particularly preferable. On the other hand, in view of gas barrier properties and the effect of suppressing / preventing crack generation, amino groups (—NH 2 ) and epoxy groups are particularly preferable.

具体的には、有機ケイ素化合物は、架橋構造の形成性の観点から、エポキシ基、アミノ基、アミド基、水酸基、カルボキシル基、メルカプト基、シアノ基、(メタ)アクリルオキシ基、ビニル基等を有する化合物が好ましい。有機ケイ素化合物の好ましい具体例としては、3−グリドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2−(3、4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等が好ましく、特にエポキシ基を有する3−グリドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランが好ましい。上記有機ケイ素化合物は、単独で使用されてもまたは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。   Specifically, the organosilicon compound includes an epoxy group, an amino group, an amide group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a mercapto group, a cyano group, a (meth) acryloxy group, a vinyl group and the like from the viewpoint of the formation of a crosslinked structure. The compound which has is preferable. Preferable specific examples of the organosilicon compound include 3-gridoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, and 3-aminopropyltriethoxy. Silane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) 3-aminopropylmethyldiethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropyl Trimethoxysilane or the like is preferable, and 3-glycoxypropyltrimethoxysilane or 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane having an epoxy group is particularly preferable. The organosilicon compound may be used alone or in the form of a mixture of two or more.

また、有機ケイ素化合物の出発原料中の含有量は、特に制限されないが、出発化合物の総モル数(=有機ケイ素化合物、アルミニウム化合物及び添加する場合には他の金属化合物の総モル数)に対して、25〜95モル%であることが好ましく、35〜90モル%であることがより好ましい。また、出発化合物の総モル数(=ポリメトキシシロキサン、有機ケイ素化合物、アルミニウム化合物及び添加する場合には他の金属化合物の総モル数)に対する有機ケイ素化合物の含有量もまた特に制限されないがが、30〜60モル%であることが好ましく、40〜55モル%であることがより好ましい。   Further, the content of the organosilicon compound in the starting material is not particularly limited, but relative to the total number of moles of the starting compound (= the total number of moles of the organosilicon compound, the aluminum compound and other metal compounds when added). The content is preferably 25 to 95 mol%, more preferably 35 to 90 mol%. Further, the content of the organosilicon compound relative to the total number of moles of the starting compound (= total number of moles of polymethoxysiloxane, organosilicon compound, aluminum compound and other metal compound when added) is not particularly limited, It is preferably 30 to 60 mol%, and more preferably 40 to 55 mol%.

(ウ)アルミニウム化合物
アルミニウム化合物は、特に制限されないが、下記式(4)で示される化合物、そのオリゴマーまたはその無機または有機酸のアルミニウム塩であることが好ましい。
(C) Aluminum compound The aluminum compound is not particularly limited, but is preferably a compound represented by the following formula (4), an oligomer thereof, or an aluminum salt of an inorganic or organic acid thereof.

上記式(4)において、Rは、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、または水酸基を表わす。この際、各Rは、同じであってもまたは異なるものであってもよい。また、上記「ハロゲン原子」、「置換基を有していてもよいアルキル基」、および「置換基を有していてもよいアルコキシ基」は、上記定義と同様であるため、ここでは説明を省略する。 In the above formula (4), R 6 represents a halogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, an acyloxy group which may have a substituent, Or represents a hydroxyl group. At this time, each R 6 may be the same or different. The “halogen atom”, “alkyl group optionally having substituent (s)”, and “alkoxy group optionally having substituent (s)” are the same as defined above. Omitted.

すなわち、アルミニウム化合物の好ましい具体例としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリプロピルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、アルミニウムトリメトキシド、アルミニウムトリエトキシド、アルミニウムトリプロポキシド、アルミニウムトリイソプロポキシド、アルミニウム−sec−ブトキシド、アルミニウム−イソプロポキシド、メチルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムジクロリド、ジメチルアルミニウムメトキシド、ジエチルアルミニウムメトキシド、ジメチルアルミニウムエトキシド、ジエチルアルミニウムエトキシド、メチルアルミニウムジメトキシド、エチルアルミニウムジメトキシド、メチルアルミニウムジエトキシド、およびエチルアルミニウムジエトキシド;ならびにこれらとアセチルアセトン、アセト酢酸エチル、アルカノールアミン、グリコールおよびその誘導体との錯体などが挙げられる。上記アルミニウム化合物は、単独で使用されてもまたは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。   That is, preferable specific examples of the aluminum compound include trimethylaluminum, triethylaluminum, tripropylaluminum, triisopropylaluminum, aluminum trimethoxide, aluminum triethoxide, aluminum tripropoxide, aluminum triisopropoxide, aluminum-sec- Butoxide, Aluminum-isopropoxide, Methyl aluminum dichloride, Ethyl aluminum dichloride, Dimethyl aluminum methoxide, Diethyl aluminum methoxide, Dimethyl aluminum ethoxide, Diethyl aluminum ethoxide, Methyl aluminum dimethoxide, Ethyl aluminum dimethoxide, Methyl aluminum diethoxy And ethylaluminum diethoxide; These and acetylacetone Rabbi, ethyl acetoacetate, alkanolamines, and the like complexes with glycols and derivatives thereof. The said aluminum compound may be used independently or may be used with the form of a 2 or more types of mixture.

また、アルミニウム化合物の出発原料中の含有量は、特に制限されないが、出発化合物の総モル数(=有機ケイ素化合物、アルミニウム化合物及び添加する場合には他の金属化合物の総モル数)に対して、5〜75モル%であることが好ましく、10〜65モル%であることがより好ましい。また、出発化合物の総モル数(=ポリメトキシシロキサン、有機ケイ素化合物、アルミニウム化合物及び添加する場合には他の金属化合物の総モル数)に対するアルミニウム化合物の含有量もまた特に制限されないがが、5〜30モル%であることが好ましく、10〜20モル%であることがより好ましい。   Further, the content of the aluminum compound in the starting material is not particularly limited, but with respect to the total number of moles of the starting compound (= the total number of moles of the organosilicon compound, the aluminum compound and other metal compounds when added). 5 to 75 mol% is preferable, and 10 to 65 mol% is more preferable. Further, the content of the aluminum compound relative to the total number of moles of the starting compound (= total number of moles of polymethoxysiloxane, organosilicon compound, aluminum compound and other metal compound when added) is also not particularly limited. It is preferably ˜30 mol%, more preferably 10 to 20 mol%.

(エ)他の金属化合物
他の金属化合物は、特に制限されないが、第1〜3族元素、第4〜10族元素、第12族元素、第13〜15族元素(アルミニウムを除く)、ランタノイドおよびアクチノイドからなる群より選択される少なくとも一種の元素を含む酸化物、特に低揮発性酸化物であることが好ましい。より好ましくは、他の金属化合物は、Mg、アルカリ土類金属(特に、Ca)、B、Si、Sn、Pb、P、As、Sb、Bi、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Co、Ni、およびZnからなる群より選択される少なくとも一種の元素を含む酸化物、特に低揮発性酸化物(例えば、アルコキシド)であり、B、Si、Sn、Zn、およびPからなる群より選択される少なくとも一種の元素を含む酸化物、特に低揮発性酸化物(例えば、アルコキシド)であることが特に好ましい。
(D) Other metal compounds Other metal compounds are not particularly limited, but include Group 1 to 3 elements, Group 4 to 10 elements, Group 12 elements, Group 13 to 15 elements (excluding aluminum), and lanthanoids. And an oxide containing at least one element selected from the group consisting of actinides, particularly a low-volatile oxide. More preferably, the other metal compound is Mg, alkaline earth metal (especially Ca), B, Si, Sn, Pb, P, As, Sb, Bi, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, An oxide containing at least one element selected from the group consisting of Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, and Zn, particularly a low-volatile oxide (eg, alkoxide), B, Si, Particularly preferred is an oxide containing at least one element selected from the group consisting of Sn, Zn, and P, particularly a low-volatile oxide (eg, alkoxide).

すなわち、他の金属化合物の好ましい具体例としては、テトラn−プロポキシジルコニウム(IV)、テトラn−ブトキシジルコニウム(IV)、テトラsec−ブトキシチタン(IV)、テトラメトキシチタン(IV)、およびテトラエトキシチタン(IV);ならびにこれらとアセチルアセトン、アセト酢酸エチル、アルカノールアミン、グリコールおよびその誘導体との錯体などが挙げられる。上記他の金属化合物は、単独で使用されてもまたは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。   That is, preferred specific examples of other metal compounds include tetra n-propoxy zirconium (IV), tetra n-butoxy zirconium (IV), tetra sec-butoxy titanium (IV), tetramethoxy titanium (IV), and tetraethoxy. Titanium (IV); and complexes of these with acetylacetone, ethyl acetoacetate, alkanolamine, glycol and derivatives thereof. The other metal compounds may be used alone or in the form of a mixture of two or more.

また、他の金属化合物の出発原料中の含有量は、特に制限されないが、出発化合物の総モル数(=有機ケイ素化合物、アルミニウム化合物及び添加する場合には他の金属化合物の総モル数)に対して、0〜70モル%であることが好ましく、5〜60モル%であることがより好ましい。また、出発化合物の総モル数(=ポリメトキシシロキサン、有機ケイ素化合物、アルミニウム化合物及び添加する場合には他の金属化合物の総モル数)に対する他の金属化合物の含有量もまた特に制限されないがが、5〜30モル%であることが好ましく、10〜20モル%であることがより好ましい。   In addition, the content of other metal compounds in the starting material is not particularly limited, but the total number of moles of the starting compound (= the total number of moles of the organosilicon compound, aluminum compound and other metal compound when added). On the other hand, it is preferably 0 to 70 mol%, more preferably 5 to 60 mol%. Further, the content of other metal compounds relative to the total number of moles of the starting compound (= polymethoxysiloxane, organosilicon compound, aluminum compound and the total number of other metal compounds when added) is also not particularly limited. 5-30 mol% is preferable, and 10-20 mol% is more preferable.

本発明において、ORMOCER層の厚み(乾燥膜厚)は、特に制限されないが、30〜7000nmであることが好ましく、35〜6000nmであることがより好ましく、250〜2000nmであることが特に好ましい。このような厚みであれば、ORMOCER層は、ガスバリア性およびバリア層との優れた密着性を発揮できる。なお、ORMOCER層が2層以上から構成される場合には、ORMOCER層が上記したような厚みを有することが好ましい。また、ORMOCER層が2層以上から構成される場合のバリア層全体の厚みは特に制限されないが、ORMOCER層全体の厚み(乾燥膜厚)が300〜3000nm程度であることが好ましい。このような厚みであれば、ORMOCER層は、ガスバリア性およびバリア層との優れた密着性を発揮できる。   In the present invention, the thickness (dry film thickness) of the ORMOCER layer is not particularly limited, but is preferably 30 to 7000 nm, more preferably 35 to 6000 nm, and particularly preferably 250 to 2000 nm. With such a thickness, the OMOCER layer can exhibit gas barrier properties and excellent adhesion to the barrier layer. In addition, when an ORMOCER layer is comprised from 2 or more layers, it is preferable that an ORMOCER layer has thickness as mentioned above. Further, the thickness of the entire barrier layer when the ORMOCER layer is composed of two or more layers is not particularly limited, but the thickness (dry film thickness) of the entire ORMOCER layer is preferably about 300 to 3000 nm. With such a thickness, the OMOCER layer can exhibit gas barrier properties and excellent adhesion to the barrier layer.

また、本発明において、バリア層とORMOCER層との厚み(乾燥膜厚)の比は、特に制限されない。バリア層と該ORMOCER層との膜厚比(バリア層の膜厚(nm):ORMOCER層の膜厚(nm))が、1:0.01〜60であることが好ましく、1: 0.1〜20であることがより好ましく、1:0.15〜10であることがさらにより好ましく、1:1〜10であることが特に好ましい。このような比であると、得られるガスバリア性フィルムは、さらに優れたガスバリア性、屈曲時のクラック発生抑制/防止効果性およびバリア層との優れた密着性を発揮できる。   Further, in the present invention, the ratio of the thickness (dry film thickness) between the barrier layer and the ORMOCER layer is not particularly limited. The thickness ratio of the barrier layer to the ORMOCER layer (the thickness of the barrier layer (nm): the thickness of the ORMOKER layer (nm)) is preferably 1: 0.01 to 60, and 1: 0.1 Is more preferably ˜20, even more preferably 1: 0.15 to 10, particularly preferably 1: 1 to 10. With such a ratio, the obtained gas barrier film can exhibit further excellent gas barrier properties, crack generation suppressing / preventing effects during bending, and excellent adhesion to the barrier layer.

[ORMOCER層の形成方法]
次に、本発明に係るORMOCER層を形成する好ましい方法について説明する。例えば、上記(ア)〜(ウ)および必要であれば(エ)の各成分を混合した後、水を添加・撹拌して、ORMOCER層形成用液を調製する。ここで、上記各成分の混合時に溶媒を添加してもよい。ここで、溶媒は、上記添加する各成分を溶解できるものであれば特に制限されず、上記(ア)〜(ウ)および必要であれば(エ)の種類によって適宜選択されうる。具体的には、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール(IPA)、ノルマルプロピルアルコール、ブタノール、イソブタノール、ターシャリーブタノール、ブタンジオール、エチルヘキサノール、ベンジルアルコール等のアルコール;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール等のケトン系溶剤;トルエン、キシレン、ソルベントナフサ、ノルマルヘキサン、イソヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ノルマルヘプタン、イソオクタン、ノルマルデカン等の炭化水素系溶剤;酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸メトキシブチル、酢酸セロソルブ、酢酸アミル、酢酸ノルマルプロピル、酢酸イソプロピル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル等のエステル系溶剤;イソプロピルエーテル、メチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブ、ジオキサン、メチルターシャリーブチルエーテル(MTBE)、ブチルカルビトール等のエーテル系溶剤;N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAC)等のアミン系溶剤、水などが挙げられる。
[Formation method of ORMOCER layer]
Next, a preferred method for forming the ORMOKER layer according to the present invention will be described. For example, after mixing the components (A) to (U) and (D) if necessary, water is added and stirred to prepare an ORMOCER layer forming solution. Here, you may add a solvent at the time of mixing of said each component. Here, the solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the respective components to be added, and can be appropriately selected depending on the types (a) to (c) and (d) if necessary. Specifically, alcohols such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol (IPA), normal propyl alcohol, butanol, isobutanol, tertiary butanol, butanediol, ethylhexanol, benzyl alcohol; acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, diisobutyl ketone Ketone solvents such as cyclohexanone and diacetone alcohol; hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, solvent naphtha, normal hexane, isohexane, cyclohexane, methylcyclohexane, normal heptane, isooctane and normal decane; ethyl acetate, methyl acetate, acetic acid Butyl, methoxybutyl acetate, cellosolve acetate, amyl acetate, normal propyl acetate, isopropyl acetate, methyl lactate, lactate ester And ester solvents such as butyl ether, isopropyl ether, methyl cellosolve, cellosolve, butyl cellosolve, dioxane, methyl tertiary butyl ether (MTBE), butyl carbitol and the like; N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), Examples thereof include amine solvents such as dimethylformamide (DMF) and N, N-dimethylacetamide (DMAC), and water.

ここで、上記(ア)〜(ウ)および必要であれば(エ)の各成分の混合順序は特に制限されない。例えば、(ア)〜(ウ)および必要であれば(エ)の各成分を一括して添加・混合する;(ア)〜(ウ)および必要であれば(エ)の各成分の一部を添加・混合した後、残りの成分を添加・混合する方法;(ア)〜(ウ)および必要であれば(エ)の各成分を順次添加する方法など、いずれでもよい。   Here, the mixing order of the components (a) to (c) and, if necessary, (d) is not particularly limited. For example, (a) to (c) and if necessary, each component of (e) is added and mixed at once; (a) to (c) and if necessary, a part of each component of (d) After adding / mixing, any of the methods of adding / mixing the remaining components; (a) to (c) and, if necessary, the method of sequentially adding each component of (e) may be used.

また、上記各成分の混合後に水を添加するが、この際の水は、特に制限されず、純水、超純水、工業用純水、水道水(上水)、地下水、蒸留水、イオン交換水等が挙げられる。また、この際の水の添加量は、特に制限されないが、加水分解可能な基を完全に加水分解するのに必要な化学量論的量より少ない量であることが好ましい。   In addition, water is added after mixing the above components, but the water in this case is not particularly limited, and is pure water, ultrapure water, industrial pure water, tap water (water), ground water, distilled water, ions Exchange water etc. are mentioned. The amount of water added is not particularly limited, but is preferably less than the stoichiometric amount necessary to completely hydrolyze the hydrolyzable group.

上記のようにして調製されたORMOCER層形成用液を、所定の層(例えば、基材、バリア層など、好ましくは、バリア層)上に塗布した後、加熱する。これにより、ORMOCER層が所定の層(例えば、基材、バリア層など、好ましくは、バリア層)上に形成される。ここで、塗布方法は、特に制限されず、スプレーコート法、スピンコート法、バーコート法、ドクターブレード法、スキージ法、スクリーン印刷法など公知の方法が使用できる。また、加熱条件は、ORMOCER層が硬化する条件であれば特に制限されない。例えば、加熱温度は、通常、25〜250℃であり、50〜200℃が好ましい。また、加熱時間は、通常、1〜60分間であり、3〜20分間が好ましい。   The liquid for forming the ORMOKER layer prepared as described above is applied on a predetermined layer (for example, a base material, a barrier layer, etc., preferably a barrier layer), and then heated. As a result, the ORMOCER layer is formed on a predetermined layer (for example, a substrate, a barrier layer, etc., preferably a barrier layer). Here, the coating method is not particularly limited, and known methods such as a spray coating method, a spin coating method, a bar coating method, a doctor blade method, a squeegee method, and a screen printing method can be used. Further, the heating condition is not particularly limited as long as the ORMOCER layer is cured. For example, heating temperature is 25-250 degreeC normally, and 50-200 degreeC is preferable. Moreover, heating time is 1 to 60 minutes normally, and 3 to 20 minutes are preferable.

また、ORMOCER層の厚み(乾燥膜厚)は、特に制限されないが、ORMOCER層を、上記したような厚みに、より好ましくは上記したような厚みにかつ上記したようなバリア層との厚み比で、所定の層(例えば、基材、バリア層など、好ましくは、バリア層)上に形成することが好ましい。   Further, the thickness (dry film thickness) of the ORMOCER layer is not particularly limited. However, the ORMOCER layer has a thickness as described above, more preferably a thickness as described above, and a thickness ratio with the barrier layer as described above. It is preferably formed on a predetermined layer (for example, a base material, a barrier layer, etc., preferably a barrier layer).

[下地層(平滑層、プライマー層)]
本発明のガスバリア性フィルムは、基材のバリア層を有する面、好ましくは基材とバリア層との間に下地層(平滑層、プライマー層)を有していてもよい。下地層は突起等が存在する基材の粗面を平坦化するために、あるいは、基材に存在する突起により、バリア層に生じた凹凸やピンホールを埋めて平坦化するために設けられる。このような下地層は、いずれの材料で形成されてもよいが、炭素含有ポリマーを含むことが好ましく、炭素含有ポリマーから構成されることがより好ましい。すなわち、本発明のガスバリア性フィルムは、基材とバリア層との間に、炭素含有ポリマーを含む下地層をさらに有することが好ましい。
[Underlayer (smooth layer, primer layer)]
The gas barrier film of the present invention may have a base layer (smooth layer, primer layer) between the surface of the substrate having the barrier layer, preferably between the substrate and the barrier layer. The underlayer is provided in order to flatten the rough surface of the substrate on which the protrusions and the like exist, or to fill the unevenness and pinholes generated in the barrier layer with the protrusions existing on the substrate and to flatten the surface. Such an underlayer may be formed of any material, but preferably includes a carbon-containing polymer, and more preferably includes a carbon-containing polymer. That is, it is preferable that the gas barrier film of the present invention further has an underlayer containing a carbon-containing polymer between the base material and the barrier layer.

また、下地層は、炭素含有ポリマー、好ましくは硬化性樹脂を含む。前記硬化性樹脂としては特に制限されず、活性エネルギー線硬化性材料等に対して紫外線等の活性エネルギー線を照射し硬化させて得られる活性エネルギー線硬化性樹脂や、熱硬化性材料を加熱することにより硬化して得られる熱硬化性樹脂等が挙げられる。該硬化性樹脂は、単独でもまたは2種以上組み合わせて用いてもよい。   The underlayer also contains a carbon-containing polymer, preferably a curable resin. The curable resin is not particularly limited, and the active energy ray curable resin or the thermosetting material obtained by irradiating the active energy ray curable material or the like with an active energy ray such as an ultraviolet ray to be cured is heated. And thermosetting resins obtained by curing. These curable resins may be used alone or in combination of two or more.

下地層の形成に用いられる活性エネルギー線硬化性材料としては、例えば、アクリレート化合物を含有する組成物、アクリレート化合物とチオール基を含有するメルカプト化合物とを含有する組成物、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ポリエチレングリコールアクリレート、グリセロールメタクリレート等の多官能アクリレートモノマーを含有する組成物等が挙げられる。具体的には、JSR株式会社製のUV硬化型有機/無機ハイブリッドハードコート材 OPSTAR(登録商標)シリーズ(シリカ微粒子に重合性不飽和基を有する有機化合物を結合させてなる化合物)を用いることができる。また、上記のような組成物の任意の混合物を使用することも可能であり、光重合性不飽和結合を分子内に1個以上有する反応性のモノマーを含有している活性エネルギー線硬化性材料であれば特に制限はない。   Examples of the active energy ray-curable material used for forming the underlayer include a composition containing an acrylate compound, a composition containing an acrylate compound and a mercapto compound containing a thiol group, epoxy acrylate, urethane acrylate, and polyester. Examples include compositions containing polyfunctional acrylate monomers such as acrylates, polyether acrylates, polyethylene glycol acrylates, and glycerol methacrylates. Specifically, it is possible to use a UV curable organic / inorganic hybrid hard coating material OPSTAR (registered trademark) series (compound obtained by bonding an organic compound having a polymerizable unsaturated group to silica fine particles) manufactured by JSR Corporation. it can. It is also possible to use any mixture of the above-mentioned compositions, and an active energy ray-curable material containing a reactive monomer having at least one photopolymerizable unsaturated bond in the molecule. If there is no restriction in particular.

光重合性不飽和結合を分子内に1個以上有する反応性モノマーとしては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、n−ペンチルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、n−オクチルアクリレート、n−デシルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、アリルアクリレート、ベンジルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、ブトキシエチレングリコールアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、グリセロールアクリレート、グリシジルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、イソボニルアクリレート、イソデキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、2−メトリキエチルアクリレート、メトキシエチレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ステアリルアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,5−ペンタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサジオールジアクリレート、1,3−プロパンジオールアクリレート、1,4−シクロヘキサンジオールジアクリレート、2,2−ジメチロールプロパンジアクリレート、グリセロールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、グリセロールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ポリオキシエチルトリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールトリアクリレート、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールテトラアクリレート、プロピレンオキサイド変性ペンタエリスリトールトリアクリレート、プロピレンオキサイド変性ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ポリオキシプロピルトリメチロールプロパントリアクリレート、ブチレングリコールジアクリレート、1,2,4−ブタンジオールトリアクリレート、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタジオールジアクリレート、ジアリルフマレート、1,10−デカンジオールジメチルアクリレート、ペンタエリスリトールヘキサアクリレート、および、上記のアクリレートをメタクリレートに換えたもの、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、1−ビニル−2−ピロリドン等が挙げられる。上記の反応性モノマーは、1種または2種以上の混合物として、あるいはその他の化合物との混合物として使用することができる。   Examples of reactive monomers having at least one photopolymerizable unsaturated bond in the molecule include methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, tert-butyl acrylate, and n-pentyl. Acrylate, n-hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, n-octyl acrylate, n-decyl acrylate, hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl acrylate, allyl acrylate, benzyl acrylate, butoxyethyl acrylate, butoxyethylene glycol acrylate, cyclohexyl acrylate, dicyclo Pentanyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, glycerol acrylate, glycy Acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, isobornyl acrylate, isodexyl acrylate, isooctyl acrylate, lauryl acrylate, 2-methoxyethyl acrylate, methoxyethylene glycol acrylate, phenoxyethyl acrylate, stearyl acrylate, Ethylene glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,5-pentanediol diacrylate, 1,6-hexadiol diacrylate, 1,3-propanediol acrylate, 1,4-cyclohexanediol Diacrylate, 2,2-dimethylolpropane diacrylate, glycerol diacrylate, tripropylene Glycol diacrylate, glycerol triacrylate, trimethylolpropane triacrylate, polyoxyethyltrimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, ethylene oxide modified pentaerythritol triacrylate, ethylene oxide modified pentaerythritol tetraacrylate, propylene Oxide modified pentaerythritol triacrylate, propylene oxide modified pentaerythritol tetraacrylate, triethylene glycol diacrylate, polyoxypropyltrimethylolpropane triacrylate, butylene glycol diacrylate, 1,2,4-butanediol triacrylate, 2,2, 4-to Limethyl-1,3-pentadiol diacrylate, diallyl fumarate, 1,10-decanediol dimethyl acrylate, pentaerythritol hexaacrylate, and acrylate replaced with methacrylate, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, Examples thereof include 1-vinyl-2-pyrrolidone. Said reactive monomer can be used as a 1 type, 2 or more types of mixture, or a mixture with another compound.

活性エネルギー線硬化性材料を含む組成物は、光重合開始剤を含有することが好ましい。   It is preferable that the composition containing an active energy ray-curable material contains a photopolymerization initiator.

光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、4,4−ビス(ジメチルアミン)ベンゾフェノン、4,4−ビス(ジエチルアミン)ベンゾフェノン、α−アミノ・アセトフェノン、4,4−ジクロロベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4−メチルジフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン、p−tert−ブチルジクロロアセトフェノン、チオキサントン、2−メチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、ベンジルメトキシエチルアセタール、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、アントラキノン、2−tert−ブチルアントラキノン、2−アミルアントラキノン、β−クロルアントラキノン、アントロン、ベンズアントロン、ジベンズスベロン、メチレンアントロン、4−アジドベンジルアセトフェノン、2,6−ビス(p−アジドベンジリデン)シクロヘキサン、2,6−ビス(p−アジドベンジリデン)−4−メチルシクロヘキサノン、2−フェニル−1,2−ブタジオン−2−(o−メトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム、1,3−ジフェニル−プロパントリオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−3−エトキシ−プロパントリオン−2−(o−ベンゾイル)オキシム、ミヒラーケトン、2−メチル[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モノフォリノ−1−プロパン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モノフォリノフェニル)−ブタノン−1、ナフタレンスルホニルクロライド、キノリンスルホニルクロライド、n−フェニルチオアクリドン、4,4−アゾビスイソブチロニトリル、ジフェニルジスルフィド、ベンズチアゾールジスルフィド、トリフェニルホスフィン、カンファーキノン、四臭化炭素、トリブロモフェニルスルホン、過酸化ベンゾイン、エオシン、メチレンブルー等の光還元性の色素とアスコルビン酸、トリエタノールアミン等の還元剤の組み合わせ等が挙げられ、これらの光重合開始剤を1種または2種以上の組み合わせで使用することができる。   Examples of the photopolymerization initiator include benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 4,4-bis (dimethylamine) benzophenone, 4,4-bis (diethylamine) benzophenone, α-amino acetophenone, 4,4-dichloro. Benzophenone, 4-benzoyl-4-methyldiphenyl ketone, dibenzyl ketone, fluorenone, 2,2-diethoxyacetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2-hydroxy-2-methylpropiophenone, p- tert-butyldichloroacetophenone, thioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, diethylthioxanthone, benzyldimethyl ketal, benzylmethoxyethyl acetal, benzoy Methyl ether, benzoin butyl ether, anthraquinone, 2-tert-butylanthraquinone, 2-amylanthraquinone, β-chloroanthraquinone, anthrone, benzanthrone, dibenzsuberone, methyleneanthrone, 4-azidobenzylacetophenone, 2,6-bis (p-azide Benzylidene) cyclohexane, 2,6-bis (p-azidobenzylidene) -4-methylcyclohexanone, 2-phenyl-1,2-butadion-2- (o-methoxycarbonyl) oxime, 1-phenyl-propanedione-2- (O-ethoxycarbonyl) oxime, 1,3-diphenyl-propanetrione-2- (o-ethoxycarbonyl) oxime, 1-phenyl-3-ethoxy-propanetrione-2- (o-benzoyl) oxy , Michler's ketone, 2-methyl [4- (methylthio) phenyl] -2-monoforino-1-propane, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-monoforinophenyl) -butanone-1, naphthalenesulfonyl chloride , Quinolinesulfonyl chloride, n-phenylthioacridone, 4,4-azobisisobutyronitrile, diphenyl disulfide, benzthiazole disulfide, triphenylphosphine, camphorquinone, carbon tetrabromide, tribromophenyl sulfone, benzoin peroxide And combinations of photoreducing dyes such as eosin and methylene blue and reducing agents such as ascorbic acid and triethanolamine. These photopolymerization initiators can be used alone or in combination of two or more. .

熱硬化性材料としては、具体的には、クラリアント社製のトゥットプロムシリーズ(有機ポリシラザン)、セラミックコート株式会社製のSP COAT耐熱クリアー塗料、アデカ社製のナノハイブリッドシリコーン、DIC株式会社製のユニディック(登録商標)V−8000シリーズ、EPICLON(登録商標) EXA−4710(超高耐熱性エポキシ樹脂)、信越化学工業株式会社製のシリコン樹脂 X−12−2400(商品名)、日東紡績株式会社製の無機・有機ナノコンポジット材料SSGコート、アクリルポリオールとイソシアネートプレポリマーとからなる熱硬化性ウレタン樹脂、フェノール樹脂、尿素メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコン樹脂、ポリアミドアミン−エピクロルヒドリン樹脂等が挙げられる。   Specific examples of thermosetting materials include TutProm Series (Organic Polysilazane) manufactured by Clariant, SP COAT heat-resistant clear paint manufactured by Ceramic Coat, Nanohybrid Silicone manufactured by Adeka, Unicom manufactured by DIC, Inc. Dick (registered trademark) V-8000 series, EPICLON (registered trademark) EXA-4710 (ultra-high heat resistant epoxy resin), silicon resin X-12-2400 (trade name) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Nitto Boseki Co., Ltd. Inorganic / organic nanocomposite material SSG coating, thermosetting urethane resin consisting of acrylic polyol and isocyanate prepolymer, phenol resin, urea melamine resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, silicon resin, polyamidoamine-epichlorohydrin resin And the like.

下地層の形成方法は、特に制限はないが、硬化性材料を含む塗布液をスピンコーティング法、スプレー法、ブレードコーティング法、ディップ法、グラビア印刷法等のウエットコーティング法、または蒸着法等のドライコーティング法により塗布し塗膜を形成した後、可視光線、赤外線、紫外線、X線、α線、β線、γ線、電子線等の活性エネルギー線の照射および/または加熱により、前記塗膜を硬化させて形成する方法が好ましい。活性エネルギー線を照射する方法としては、例えば超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、メタルハライドランプ等を用い好ましくは100〜400nm、より好ましくは200〜400nmの波長領域の紫外線を照射する、または、走査型やカーテン型の電子線加速器から発せられる100nm以下の波長領域の電子線を照射する方法が挙げられる。   The formation method of the underlayer is not particularly limited, but a coating solution containing a curable material is applied to a dry coating method such as a spin coating method, a spray method, a blade coating method, a dipping method, a gravure printing method, or a vapor deposition method. After applying the coating method to form a coating film, irradiation with active energy rays such as visible light, infrared rays, ultraviolet rays, X-rays, α rays, β rays, γ rays, electron beams, and / or heating, the coating films are formed. A method of forming by curing is preferred. As a method of irradiating active energy rays, for example, an ultra-high pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, a low-pressure mercury lamp, a carbon arc, a metal halide lamp or the like is preferably used to irradiate ultraviolet rays in a wavelength region of 100 to 400 nm, more preferably 200 to 400 nm. Alternatively, a method of irradiating an electron beam having a wavelength region of 100 nm or less emitted from a scanning or curtain type electron beam accelerator can be used.

硬化性材料を溶媒に溶解または分散させた塗布液を用いて下地層を形成する際に使用する溶媒としては、メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール類、α−もしくはβ−テルピネオール等のテルペン類等、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、N−メチル−2−ピロリドン、ジエチルケトン、2−ヘプタノン、4−ヘプタノン等のケトン類、トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類、セロソルブ、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、2−メトキシエチルアセテート、シクロヘキシルアセテート、2−エトキシエチルアセテート、3−メトキシブチルアセテート等の酢酸エステル類、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、ジプロピレングリコールジアルキルエーテル、3−エトキシプロピオン酸エチル、安息香酸メチル、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等を挙げることができる。   Solvents used when forming the underlayer using a coating solution in which a curable material is dissolved or dispersed in a solvent include alcohols such as methanol, ethanol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, and propylene glycol Terpenes such as α- or β-terpineol, etc., ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, N-methyl-2-pyrrolidone, diethyl ketone, 2-heptanone, 4-heptanone, toluene, xylene, tetramethylbenzene, etc. Aromatic hydrocarbons, cellosolve, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, carbitol, methyl carbitol, ethyl carbitol, butyl carbitol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether , Glycol ethers such as dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, ethyl acetate, butyl acetate, cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, carb Acetic esters such as tall acetate, ethyl carbitol acetate, butyl carbitol acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, 2-methoxyethyl acetate, cyclohexyl acetate, 2-ethoxyethyl acetate, 3-methoxybutyl acetate , Diethylene glycol dialkyl ether, dipropylene Glycol dialkyl ethers, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl benzoate, N, N- dimethylacetamide, N, may be mentioned N- dimethylformamide.

下地層は、上述の材料に加えて、必要に応じて、熱可塑性樹脂や酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤等の添加剤を含有することができる。また、成膜性向上および膜のピンホール発生防止等のために適切な樹脂や添加剤を使用してもよい。熱可塑性樹脂としては、アセチルセルロース、ニトロセルロース、アセチルブチルセルロース、エチルセルロース、メチルセルロース等のセルロース誘導体、酢酸ビニルおよびその共重合体、塩化ビニルおよびその共重合体、塩化ビニリデンおよびその共重合体等のビニル樹脂、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール等のアセタール樹脂、アクリル樹脂およびその共重合体、メタクリル樹脂およびその共重合体等のアクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、線状ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。   In addition to the above-mentioned materials, the underlayer can contain additives such as a thermoplastic resin, an antioxidant, an ultraviolet absorber, and a plasticizer as necessary. In addition, an appropriate resin or additive may be used for improving the film formability and preventing the occurrence of pinholes in the film. Examples of the thermoplastic resin include cellulose derivatives such as acetylcellulose, nitrocellulose, acetylbutylcellulose, ethylcellulose and methylcellulose, vinyl acetate and copolymers thereof, vinyl chloride and copolymers thereof, vinylidene chloride and copolymers thereof and the like. Examples include resins, acetal resins such as polyvinyl formal and polyvinyl butyral, acrylic resins and copolymers thereof, acrylic resins such as methacrylic resins and copolymers thereof, polystyrene resins, polyamide resins, linear polyester resins, and polycarbonate resins.

下地層の平滑性は、JIS B 0601:2001年で規定される表面粗さで表現される値で、最大断面高さRt(p)が、10nm以上、30nm以下であることが好ましい。   The smoothness of the underlayer is a value expressed by the surface roughness specified in JIS B 0601: 2001, and the maximum cross-sectional height Rt (p) is preferably 10 nm or more and 30 nm or less.

表面粗さは、AFM(原子間力顕微鏡)で、極小の先端半径の触針を持つ検出器で連続測定した凹凸の断面曲線から算出され、極小の先端半径の触針により測定方向が数十μmの区間内を多数回測定し、微細な凹凸の振幅に関する粗さである。   The surface roughness is calculated from an uneven cross-sectional curve continuously measured by an AFM (Atomic Force Microscope) with a detector having a stylus having a minimum tip radius, and the measurement direction is several tens by the stylus having a minimum tip radius. It is the roughness related to the amplitude of fine irregularities measured in a section of μm many times.

下地層の厚さとしては、特に制限されないが、0.1〜10μmの範囲が好ましい。   Although it does not restrict | limit especially as thickness of a base layer, The range of 0.1-10 micrometers is preferable.

[アンカーコート層]
本発明に係る基材の表面には、接着性(密着性)の向上を目的として、アンカーコート層を易接着層として形成してもよい。このアンカーコート層に用いられるアンカーコート剤としては、ポリエステル樹脂、イソシアネート樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エチレンビニルアルコール樹脂、ビニル変性樹脂、エポキシ樹脂、変性スチレン樹脂、変性シリコン樹脂、およびアルキルチタネート等を、1種または2種以上併せて使用することができる。上記アンカーコート剤は、市販品を使用してもよい。具体的には、シロキサン系UV硬化型ポリマー溶液(信越化学工業株式会社製、「X−12−2400」の3%イソプロピルアルコール溶液)を用いることができる。
[Anchor coat layer]
On the surface of the base material according to the present invention, an anchor coat layer may be formed as an easy adhesion layer for the purpose of improving adhesiveness (adhesion). Examples of the anchor coating agent used in this anchor coat layer include polyester resin, isocyanate resin, urethane resin, acrylic resin, ethylene vinyl alcohol resin, vinyl modified resin, epoxy resin, modified styrene resin, modified silicon resin, and alkyl titanate. One type or two or more types can be used in combination. A commercially available product may be used as the anchor coating agent. Specifically, a siloxane-based UV curable polymer solution (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., 3% isopropyl alcohol solution of “X-12-2400”) can be used.

これらのアンカーコート剤には、従来公知の添加剤を加えることもできる。そして、上記のアンカーコート剤は、ロールコート、グラビアコート、ナイフコート、ディップコート、スプレーコート等の公知の方法により基材上にコーティングし、溶剤、希釈剤等を乾燥除去することによりコーティングすることができる。上記のアンカーコート剤の塗布量としては、0.1〜5g/m(乾燥状態)程度が好ましい。なお、市販の易接着層付き基材を用いてもよい。 Conventionally known additives can be added to these anchor coating agents. The above-mentioned anchor coating agent is coated on a substrate by a known method such as roll coating, gravure coating, knife coating, dip coating, spray coating, and the like, and is coated by drying and removing the solvent, diluent, etc. Can do. The application amount of the anchor coating agent is preferably about 0.1 to 5 g / m 2 (dry state). A commercially available base material with an easy-adhesion layer may be used.

または、アンカーコート層は、物理蒸着法または化学蒸着法といった気相法により形成することもできる。例えば、特開2008−142941号公報に記載のように、接着性等を改善する目的で酸化ケイ素を主体とした無機膜を形成することもできる。   Alternatively, the anchor coat layer can be formed by a vapor phase method such as physical vapor deposition or chemical vapor deposition. For example, as described in JP-A-2008-142941, an inorganic film mainly composed of silicon oxide can be formed for the purpose of improving adhesion and the like.

また、アンカーコート層の厚さは、特に制限されないが、0.5〜10.0μm程度が好ましい。   The thickness of the anchor coat layer is not particularly limited, but is preferably about 0.5 to 10.0 μm.

[ブリードアウト防止層]
本発明のガスバリア性フィルムは、ブリードアウト防止層をさらに有することができる。ブリードアウト防止層は、下地層を有するフィルムを加熱した際に、フィルム基材中から未反応のオリゴマー等が表面へ移行して、接触する面を汚染する現象を抑制する目的で、平滑層を有する基材の反対面に設けられる。ブリードアウト防止層は、この機能を有していれば、基本的に平滑層と同じ構成をとっても構わない。
[Bleed-out prevention layer]
The gas barrier film of the present invention can further have a bleed-out preventing layer. The bleed-out prevention layer is a smooth layer for the purpose of suppressing the phenomenon that unreacted oligomers migrate from the film base material to the surface when the film having the base layer is heated and contaminate the contact surface. It is provided on the opposite surface of the substrate. The bleed-out prevention layer may basically have the same configuration as the smooth layer as long as it has this function.

ブリードアウト防止層に含ませることが可能な化合物としては、分子中に2個以上の重合性不飽和基を有する多価不飽和有機化合物、あるいは分子中に1個の重合性不飽和基を有する単価不飽和有機化合物等のハードコート剤を挙げることができる。   Compounds that can be included in the bleed-out prevention layer include polyunsaturated organic compounds having two or more polymerizable unsaturated groups in the molecule, or one polymerizable unsaturated group in the molecule. Hard coat agents such as unitary unsaturated organic compounds can be mentioned.

ここで、多価不飽和有機化合物としては、例え、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリセロールジ(メタ)アクリレート、グリセロールトリ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Here, as the polyunsaturated organic compound, for example, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, glycerol di (meth) acrylate, glycerol tri (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (Meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, dicyclopentanyl di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meta ) Acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol monohydroxypenta (meth) acrylate, ditrimethylolpropane Tiger (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate.

また、単価不飽和有機化合物としては、例えばメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−(2−エトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、2−メトキシプロピル(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Examples of unit unsaturated organic compounds include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, and lauryl. (Meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, methylcyclohexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl ( (Meth) acrylate, glycerol (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, 2-ethoxyethyl (meth) acrylate, 2- (2-eth Ciethoxy) ethyl (meth) acrylate, butoxyethyl (meth) acrylate, 2-methoxyethyl (meth) acrylate, methoxydiethylene glycol (meth) acrylate, methoxytriethylene glycol (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, 2- Examples include methoxypropyl (meth) acrylate, methoxydipropylene glycol (meth) acrylate, methoxytripropylene glycol (meth) acrylate, methoxypolypropylene glycol (meth) acrylate, polyethylene glycol (meth) acrylate, and polypropylene glycol (meth) acrylate. .

その他の添加剤として、マット剤を含有してもよい。マット剤としては、平均粒子径が0.1〜5μm程度の無機粒子が好ましい。   As other additives, a matting agent may be contained. As the matting agent, inorganic particles having an average particle diameter of about 0.1 to 5 μm are preferable.

このような無機粒子としては、シリカ、アルミナ、タルク、クレイ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化ジルコニウム等の1種または2種以上を併せて使用することができる。   As such inorganic particles, one or more of silica, alumina, talc, clay, calcium carbonate, magnesium carbonate, barium sulfate, aluminum hydroxide, titanium dioxide, zirconium oxide and the like can be used in combination. .

ここで、無機粒子からなるマット剤は、ハードコート剤の固形分100重量部に対して2重量部以上、好ましくは4重量部以上、より好ましくは6重量部以上、20重量部以下、好ましくは18重量部以下、より好ましくは16重量部以下の割合で混合されていることが望ましい。   Here, the matting agent composed of inorganic particles is 2 parts by weight or more, preferably 4 parts by weight or more, more preferably 6 parts by weight or more and 20 parts by weight or less, preferably 100 parts by weight of the solid content of the hard coating agent. It is desirable that they are mixed in a proportion of 18 parts by weight or less, more preferably 16 parts by weight or less.

また、ブリードアウト防止層には、ハードコート剤およびマット剤の他の成分として熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電離放射線硬化性樹脂、光重合開始剤等を含有させてもよい。   In addition, the bleed-out prevention layer may contain a thermoplastic resin, a thermosetting resin, an ionizing radiation curable resin, a photopolymerization initiator, and the like as other components of the hard coat agent and the mat agent.

このような熱可塑性樹脂としては、アセチルセルロース、ニトロセルロース、アセチルブチルセルロース、エチルセルロース、メチルセルロース等のセルロース誘導体、酢酸ビニルおよびその共重合体、塩化ビニルおよびその共重合体、塩化ビニリデンおよびその共重合体等のビニル系樹脂、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール等のアセタール系樹脂、アクリル樹脂およびその共重合体、メタクリル樹脂およびその共重合体等のアクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、線状ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。   Examples of such thermoplastic resins include cellulose derivatives such as acetylcellulose, nitrocellulose, acetylbutylcellulose, ethylcellulose, methylcellulose, vinyl acetate and copolymers thereof, vinyl chloride and copolymers thereof, vinylidene chloride and copolymers thereof. Vinyl resins such as polyvinyl formal, acetal resins such as polyvinyl formal and polyvinyl butyral, acrylic resins and copolymers thereof, acrylic resins such as methacrylic resins and copolymers thereof, polystyrene resins, polyamide resins, linear polyester resins, polycarbonates Examples thereof include resins.

また、熱硬化性樹脂としては、アクリルポリオールとイソシアネートプレポリマーとからなる熱硬化性ウレタン樹脂、フェノール樹脂、尿素メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコン樹脂等が挙げられる。   Moreover, as a thermosetting resin, the thermosetting urethane resin which consists of an acrylic polyol and an isocyanate prepolymer, a phenol resin, a urea melamine resin, an epoxy resin, an unsaturated polyester resin, a silicon resin etc. are mentioned.

また、電離放射線硬化性樹脂としては、光重合性プレポリマーもしくは光重合性モノマー等の1種または2種以上を混合した電離放射線硬化塗料に、電離放射線(紫外線または電子線)を照射することで硬化するものを使用することができる。ここで光重合性プレポリマーとしては、1分子中に2個以上のアクリロイル基を有し、架橋硬化することにより3次元網目構造となるアクリル系プレポリマーが特に好ましく使用される。このアクリル系プレポリマーとしては、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、メラミンアクリレート等が使用できる。また光重合性モノマーとしては、上記に記載した多価不飽和有機化合物等が使用できる。   In addition, as an ionizing radiation curable resin, an ionizing radiation (ultraviolet ray or electron beam) is irradiated to an ionizing radiation curable coating material in which one or more of a photopolymerizable prepolymer or a photopolymerizable monomer is mixed. Those that cure can be used. Here, as the photopolymerizable prepolymer, an acrylic prepolymer having two or more acryloyl groups in one molecule and having a three-dimensional network structure by crosslinking and curing is particularly preferably used. As this acrylic prepolymer, urethane acrylate, polyester acrylate, epoxy acrylate, melamine acrylate and the like can be used. Further, as the photopolymerizable monomer, the polyunsaturated organic compounds described above can be used.

また、光重合開始剤としては、アセトフェノン、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾイン、ベンジルメチルケタール、ベンゾインベンゾエート、ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−(4−(メチルチオ)フェニル)−2−(4−モルフォリニル)−1−プロパン、α−アシロキシムエステル、チオキサンソン類等が挙げられる。   Examples of the photopolymerization initiator include acetophenone, benzophenone, Michler's ketone, benzoin, benzylmethyl ketal, benzoin benzoate, hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-methyl-1- (4- (methylthio) phenyl) -2- (4-morpholinyl). ) -1-propane, α-acyloxime ester, thioxanthone and the like.

以上のようなブリードアウト防止層は、ハードコート剤、および必要に応じて他の成分を配合して、適宜必要に応じて用いる希釈溶剤によって塗布液として調製し、塗布液を基材フィルム表面に従来公知の塗布方法によって塗布した後、電離放射線を照射して硬化させることにより形成することができる。なお、電離放射線を照射する方法としては、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、メタルハライドランプ等から発せられる100〜400nm、好ましくは200〜400nmの波長領域の紫外線を照射する、または走査型やカーテン型の電子線加速器から発せられる100nm以下の波長領域の電子線を照射することにより行うことができる。   The bleed-out prevention layer as described above is prepared as a coating solution by blending a hard coat agent and other components as necessary, and appropriately using a diluting solvent as necessary. After coating by a conventionally known coating method, it can be formed by irradiating with ionizing radiation and curing. As a method of irradiating with ionizing radiation, ultraviolet rays having a wavelength range of 100 to 400 nm, preferably 200 to 400 nm, emitted from an ultra-high pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, a low-pressure mercury lamp, a carbon arc, a metal halide lamp or the like are irradiated or scanned. The irradiation can be performed by irradiating an electron beam having a wavelength region of 100 nm or less emitted from a type or curtain type electron beam accelerator.

ブリードアウト防止層の厚さとしては、1〜10μm、好ましくは2〜7μmであることが望ましい。1μm以上にすることにより、フィルムとしての耐熱性を十分なものにし易くなり、10μm以下にすることにより、平滑フィルムの光学特性のバランスを調整し易くなると共に、平滑層を透明高分子フィルムの一方の面に設けた場合におけるバリアフィルムのカールを抑え易くすることができるようになる。   The thickness of the bleed-out prevention layer is 1 to 10 μm, preferably 2 to 7 μm. By making it 1 μm or more, it becomes easy to make the heat resistance as a film sufficient, and by making it 10 μm or less, it becomes easy to adjust the balance of the optical properties of the smooth film, and the smooth layer is one of the transparent polymer films. When it is provided on this surface, curling of the barrier film can be easily suppressed.

本発明のガスバリア性フィルムは上述したもののほか、特開2006−289627号公報の段落番号「0036」〜「0038」に記載されているものを好ましく採用できる。   As the gas barrier film of the present invention, those described in paragraphs “0036” to “0038” of JP-A No. 2006-289627 can be preferably employed in addition to the above-mentioned ones.

<電子デバイス>
本発明のガスバリア性フィルムは、空気中の化学成分(酸素、水、窒素酸化物、硫黄酸化物、オゾン等)によって性能が劣化するデバイスに好ましく用いることができる。前記デバイスの例としては、例えば、有機EL素子、液晶表示素子(LCD)、薄膜トランジスタ、タッチパネル、電子ペーパー、太陽電池(PV)等の電子デバイスを挙げることができる。本発明の効果がより効率的に得られるという観点から、有機EL素子または太陽電池に好ましく用いられ、有機EL素子に特に好ましく用いられる。
<Electronic device>
The gas barrier film of the present invention can be preferably used for a device whose performance is deteriorated by chemical components (oxygen, water, nitrogen oxide, sulfur oxide, ozone, etc.) in the air. Examples of the device include electronic devices such as an organic EL element, a liquid crystal display element (LCD), a thin film transistor, a touch panel, electronic paper, and a solar cell (PV). From the viewpoint that the effect of the present invention can be obtained more efficiently, it is preferably used for an organic EL device or a solar cell, and particularly preferably used for an organic EL device.

本発明のガスバリア性フィルムは、また、デバイスの膜封止に用いることができる。すなわち、デバイス自体を支持体として、その表面に本発明のガスバリア性フィルムを設ける方法である。ガスバリア性フィルムを設ける前にデバイスを保護層で覆ってもよい。   The gas barrier film of the present invention can also be used for device film sealing. That is, it is a method of providing the gas barrier film of the present invention on the surface of the device itself as a support. The device may be covered with a protective layer before providing the gas barrier film.

本発明のガスバリア性フィルムは、デバイスの基板や固体封止法による封止のためのフィルムとしても用いることができる。固体封止法とはデバイスの上に保護層を形成した後、接着剤層、ガスバリア性フィルムを重ねて硬化する方法である。接着剤は特に制限はないが、熱硬化性エポキシ樹脂、光硬化性アクリレート樹脂等が例示される。   The gas barrier film of the present invention can also be used as a device substrate or a film for sealing by a solid sealing method. The solid sealing method is a method in which after a protective layer is formed on a device, an adhesive layer and a gas barrier film are stacked and cured. Although there is no restriction | limiting in particular in an adhesive agent, A thermosetting epoxy resin, a photocurable acrylate resin, etc. are illustrated.

(有機EL素子)
ガスバリア性フィルムを用いた有機EL素子の例は、特開2007−30387号公報に詳しく記載されている。
(Organic EL device)
An example of an organic EL element using a gas barrier film is described in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-30387.

(液晶表示素子)
反射型液晶表示装置は、下から順に、下基板、反射電極、下配向膜、液晶層、上配向膜、透明電極、上基板、λ/4板、そして偏光膜からなる構成を有する。本発明におけるガスバリア性フィルムは、前記透明電極基板および上基板として使用することができる。カラー表示の場合には、さらにカラーフィルター層を反射電極と下配向膜との間、または上配向膜と透明電極との間に設けることが好ましい。透過型液晶表示装置は、下から順に、バックライト、偏光板、λ/4板、下透明電極、下配向膜、液晶層、上配向膜、上透明電極、上基板、λ/4板および偏光膜からなる構成を有する。カラー表示の場合には、さらにカラーフィルター層を下透明電極と下配向膜との間、または上配向膜と透明電極との間に設けることが好ましい。液晶セルの種類は特に限定されないが、より好ましくはTN型(Twisted Nematic)、STN型(Super Twisted Nematic)またはHAN型(Hybrid Aligned Nematic)、VA型(Vertically Alignment)、ECB型(Electrically Controlled Birefringence)、OCB型(Optically Compensated Bend)、IPS型(In−Plane Switching)、CPA型(Continuous Pinwheel Alignment)であることが好ましい。
(Liquid crystal display element)
The reflective liquid crystal display device has a configuration including a lower substrate, a reflective electrode, a lower alignment film, a liquid crystal layer, an upper alignment film, a transparent electrode, an upper substrate, a λ / 4 plate, and a polarizing film in order from the bottom. The gas barrier film in the present invention can be used as the transparent electrode substrate and the upper substrate. In the case of color display, it is preferable to further provide a color filter layer between the reflective electrode and the lower alignment film, or between the upper alignment film and the transparent electrode. The transmissive liquid crystal display device includes, in order from the bottom, a backlight, a polarizing plate, a λ / 4 plate, a lower transparent electrode, a lower alignment film, a liquid crystal layer, an upper alignment film, an upper transparent electrode, an upper substrate, a λ / 4 plate, and a polarization It has the structure which consists of a film | membrane. In the case of color display, it is preferable to further provide a color filter layer between the lower transparent electrode and the lower alignment film, or between the upper alignment film and the transparent electrode. The type of the liquid crystal cell is not particularly limited, but more preferably a TN type (Twisted Nematic), an STN type (Super Twisted Nematic), a HAN type (Hybrid Aligned Nematic), a VA type (Vertical Alignment), an EC type, a B type. OCB type (Optically Compensated Bend), IPS type (In-Plane Switching), and CPA type (Continuous Pinwheel Alignment) are preferable.

(太陽電池)
本発明のガスバリア性フィルムは、太陽電池素子の封止フィルムとしても用いることができる。ここで、本発明のガスバリア性フィルムは、バリア層が太陽電池素子に近い側となるように封止することが好ましい。本発明のガスバリア性フィルムが好ましく用いられる太陽電池素子としては、特に制限はないが、例えば、単結晶シリコン系太陽電池素子、多結晶シリコン系太陽電池素子、シングル接合型、またはタンデム構造型等で構成されるアモルファスシリコン系太陽電池素子、ガリウムヒ素(GaAs)やインジウム燐(InP)等のIII−V族化合物半導体太陽電池素子、カドミウムテルル(CdTe)等のII−VI族化合物半導体太陽電池素子、銅/インジウム/セレン系(いわゆる、CIS系)、銅/インジウム/ガリウム/セレン系(いわゆる、CIGS系)、銅/インジウム/ガリウム/セレン/硫黄系(いわゆる、CIGSS系)等のI−III−VI族化合物半導体太陽電池素子、色素増感型太陽電池素子、有機太陽電池素子等が挙げられる。中でも、本発明においては、上記太陽電池素子が、銅/インジウム/セレン系(いわゆる、CIS系)、銅/インジウム/ガリウム/セレン系(いわゆる、CIGS系)、銅/インジウム/ガリウム/セレン/硫黄系(いわゆる、CIGSS系)等のI−III−VI族化合物半導体太陽電池素子であることが好ましい。
(Solar cell)
The gas barrier film of the present invention can also be used as a sealing film for solar cell elements. Here, the gas barrier film of the present invention is preferably sealed so that the barrier layer is closer to the solar cell element. The solar cell element in which the gas barrier film of the present invention is preferably used is not particularly limited. For example, it is a single crystal silicon solar cell element, a polycrystalline silicon solar cell element, a single junction type, or a tandem structure type. Amorphous silicon-based solar cell elements, III-V compound semiconductor solar cell elements such as gallium arsenide (GaAs) and indium phosphorus (InP), II-VI compound semiconductor solar cell elements such as cadmium tellurium (CdTe), I / III- such as copper / indium / selenium system (so-called CIS system), copper / indium / gallium / selenium system (so-called CIGS system), copper / indium / gallium / selenium / sulfur system (so-called CIGS system) Group VI compound semiconductor solar cell element, dye-sensitized solar cell element, organic solar cell element, etc. And the like. In particular, in the present invention, the solar cell element is a copper / indium / selenium system (so-called CIS system), a copper / indium / gallium / selenium system (so-called CIGS system), copper / indium / gallium / selenium / sulfur. It is preferable that it is an I-III-VI group compound semiconductor solar cell element, such as a system (so-called CIGSS system).

(その他)
その他の適用例としては、特表平10−512104号公報に記載の薄膜トランジスタ、特開平5−127822号公報、特開2002−48913号公報等に記載のタッチパネル、特開2000−98326号公報に記載の電子ペーパー等が挙げられる。
(Other)
As other application examples, the thin film transistor described in JP-A-10-512104, the touch panel described in JP-A-5-127822, JP-A-2002-48913, etc., described in JP-A-2000-98326. Electronic paper and the like.

<光学部材>
本発明のガスバリア性フィルムは、光学部材としても用いることができる。光学部材の例としては円偏光板等が挙げられる。
<Optical member>
The gas barrier film of the present invention can also be used as an optical member. Examples of the optical member include a circularly polarizing plate.

(円偏光板)
本発明におけるガスバリア性フィルムを基板としλ/4板と偏光板とを積層し、円偏光板を作製することができる。この場合、λ/4板の遅相軸と偏光板の吸収軸とのなす角が45°になるように積層する。このような偏光板は、長手方向(MD)に対し45°の方向に延伸されているものを用いることが好ましく、例えば、特開2002−865554号公報に記載のものを好適に用いることができる。
(Circularly polarizing plate)
A circularly polarizing plate can be produced by laminating a λ / 4 plate and a polarizing plate using the gas barrier film in the present invention as a substrate. In this case, the lamination is performed so that the angle formed by the slow axis of the λ / 4 plate and the absorption axis of the polarizing plate is 45 °. As such a polarizing plate, one that is stretched in a direction of 45 ° with respect to the longitudinal direction (MD) is preferably used. For example, those described in JP-A-2002-865554 can be suitably used. .

本発明の効果を、以下の実施例および比較例を用いて説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。また、実施例において「部」あるいは「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「重量部」あるいは「重量%」を表す。また、下記操作において、特記しない限り、操作および物性等の測定は室温(20〜25℃)/相対湿度40〜50%の条件で行う。   The effects of the present invention will be described using the following examples and comparative examples. However, the technical scope of the present invention is not limited only to the following examples. Further, in the examples, the display of “part” or “%” is used, but “part by weight” or “% by weight” is expressed unless otherwise specified. Moreover, in the following operation, unless otherwise specified, the measurement of the operation and physical properties is performed under conditions of room temperature (20 to 25 ° C.) / Relative humidity 40 to 50%.

ガスバリア性フィルムの各特性値は、下記の方法に従って測定される。   Each characteristic value of the gas barrier film is measured according to the following method.

[密着性の評価方法]
バリア密着性の評価として、40℃、80%の条件下にて、得られたガスバリアフィルムを、JIS K5400に準拠した碁盤目試験を行なう。すなわち、ガスバリアフィルムの表面にそれぞれカッターナイフで膜面に対して90°の切込みを1mm間隔で入れ、1mm間隔の碁盤目を100個作製する。この上に、2cm幅のマイラーテープ[日東電工製、ポリエステルテープ(No.31B)]を貼り付け、テープ剥離試験機を使用して貼り付けたテープをはがす。ガスバリア性フィルム上の100個の碁盤目のうち剥離せずに残存したマスの数(n)をカウントする。結果は、下記のように1〜5のランクで表わす。
[Adhesion evaluation method]
As an evaluation of barrier adhesion, the obtained gas barrier film is subjected to a cross-cut test based on JIS K5400 under the conditions of 40 ° C. and 80%. That is, incisions of 90 ° with respect to the film surface are made at intervals of 1 mm on the surface of the gas barrier film, respectively, and 100 grids at intervals of 1 mm are produced. A Mylar tape having a width of 2 cm [manufactured by Nitto Denko, polyester tape (No. 31B)] is applied thereto, and the tape attached using a tape peeling tester is peeled off. Of the 100 grids on the gas barrier film, the number (n) of cells remaining without peeling is counted. The results are expressed as ranks 1-5 as follows.

[水蒸気透過率(水蒸気バリア性)の評価方法]
各ガスバリア性フィルム試料のバリア層面に、真空蒸着装置(日本電子製真空蒸着装置 JEE−400)を用い、ガスバリア性フィルム試料の蒸着させたい部分(12mm×12mmを9箇所)以外をマスクし、金属カルシウムを蒸着させた。その後、真空状態のままマスクを取り去り、シート片側全面にアルミニウムをもう一つの金属蒸着源から蒸着させる。アルミニウム封止後、真空状態を解除し、速やかに乾燥窒素ガス雰囲気下で、厚さ0.2mmの石英ガラスに封止用紫外線硬化樹脂(ナガセケムテックス製)を介してアルミニウム封止側と対面させ、紫外線を照射することで、水蒸気バリア性評価用セルを作製する。
[Evaluation method of water vapor transmission rate (water vapor barrier property)]
On the barrier layer surface of each gas barrier film sample, using a vacuum vapor deposition device (JEOL-made vacuum vapor deposition device JEE-400), mask the gas barrier film sample except for the portion to be vapor deposited (12 mm × 12 mm 9 locations), and metal Calcium was deposited. Thereafter, the mask is removed in a vacuum state, and aluminum is vapor deposited from another metal vapor deposition source on the entire surface of one side of the sheet. After aluminum sealing, the vacuum state is released, and immediately facing the aluminum sealing side through a UV-curable resin for sealing (made by Nagase ChemteX) on quartz glass with a thickness of 0.2 mm in a dry nitrogen gas atmosphere Then, by irradiating with ultraviolet rays, a water vapor barrier property evaluation cell is produced.

得られた両面を封止した試料を、60℃、90%RHの高温高湿下で保存し、特開2005−283561号公報に記載の方法に基づき、金属カルシウムの腐食量からセル内に透過した水分量を計算する。   The obtained sample with both sides sealed is stored under high temperature and high humidity of 60 ° C. and 90% RH, and permeated into the cell from the corrosion amount of metallic calcium based on the method described in JP-A-2005-283561. Calculate the moisture content.

なお、ガスバリア性フィルム面以外からの水蒸気の透過がないことを確認するために、比較試料としてガスバリア性フィルム試料の代わりに、厚さ0.2mmの石英ガラス板を用いて金属カルシウムを蒸着した試料を、同様な60℃、90%RHの高温高湿下保存を行い、1000時間経過後でも金属カルシウム腐食が発生しないことを確認する。   In addition, in order to confirm that there is no permeation of water vapor from other than the gas barrier film surface, a sample obtained by depositing metallic calcium using a quartz glass plate having a thickness of 0.2 mm instead of the gas barrier film sample as a comparative sample Is stored under the same high temperature and high humidity conditions of 60 ° C. and 90% RH, and it is confirmed that corrosion of metallic calcium does not occur even after 1000 hours.

(使用した装置及び材料)
蒸着装置:日本電子(株)製真空蒸着装置JEE−400
恒温恒湿度オーブン:Yamato Humidic ChamberIG47M
水分と反応して腐食する金属:カルシウム(粒状)
水蒸気不透過性の金属:アルミニウム(φ3〜5mm、粒状)
[クラックの評価方法]
各ガスバリア性フィルム試料を、23±2℃、55±5%RHの環境下で12時間放置した後、85±3℃、90±2%RHの条件に12時間放置し、再び23±2℃、55±5%RHで12時間放置、85±3℃、90±2%RHで12時間放置と交互に繰り返す。この操作を30回行い、最後に23±2℃、55±5%RHの環境下で12時間放置した後、試料を光学顕微鏡でクラックの状態を観察し、下記の基準で評価する。なお、下記基準において、C、Dは実用に適さない。
(Devices and materials used)
Vapor deposition apparatus: Vacuum vapor deposition apparatus JEE-400 manufactured by JEOL Ltd.
Constant temperature and humidity oven: Yamato Humidic Chamber IG47M
Metal that reacts with water and corrodes: Calcium (granular)
Water vapor-impermeable metal: Aluminum (φ3-5mm, granular)
[Crack evaluation method]
Each gas barrier film sample was allowed to stand for 12 hours in an environment of 23 ± 2 ° C. and 55 ± 5% RH, then left for 12 hours under conditions of 85 ± 3 ° C. and 90 ± 2% RH, and again 23 ± 2 ° C. , 55 ± 5% RH for 12 hours, 85 ± 3 ° C., 90 ± 2% RH for 12 hours. This operation is performed 30 times. Finally, the sample is allowed to stand for 12 hours in an environment of 23 ± 2 ° C. and 55 ± 5% RH. The sample is then observed for cracks with an optical microscope and evaluated according to the following criteria. In the following criteria, C and D are not suitable for practical use.

実施例1
1.基材
基材として、2軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム(PENフィルム、厚み:100μm、幅:350mm、帝人デュポンフィルム(株)製、商品名「テオネックスQ65FA」)を使用した。
Example 1
1. Base material A biaxially stretched polyethylene naphthalate film (PEN film, thickness: 100 μm, width: 350 mm, manufactured by Teijin DuPont Films, trade name “Teonex Q65FA”) was used as the base material.

2.下地層の形成
上記基材の易接着面に、JSR株式会社製 UV硬化型有機/無機ハイブリッドハードコート材 OPSTARZ7501を、乾燥後の膜厚が4μmになるようにワイヤーバーで塗布した後、80℃、3分で乾燥後、空気雰囲気下、高圧水銀ランプ使用、硬化条件;1.0J/cmで硬化を行い、下地層を形成した。このときの表面粗さを表す最大断面高さRt(p)は16nmであった。なお、表面粗さは、AFM(原子間力顕微鏡 AFM:Digital Instruments社製)を用い、極小の先端半径の触針を持つ検出器で連続測定した凹凸の断面曲線から算出され、極小の先端半径の触針により測定方向が30μmの区間内を多数回測定し、微細な凹凸の振幅に関する平均の粗さから求めた。
2. Formation of Underlayer After applying UV curable organic / inorganic hybrid hard coat material OPSTARZ7501 by JSR Co., Ltd. with a wire bar so that the film thickness after drying becomes 4 μm on the easy-adhesion surface of the base material, 80 ° C. After drying in 3 minutes, under air atmosphere, using a high-pressure mercury lamp, curing conditions; curing was performed at 1.0 J / cm 2 to form an underlayer. The maximum cross-sectional height Rt (p) representing the surface roughness at this time was 16 nm. The surface roughness is calculated from an uneven sectional curve continuously measured with a detector having a stylus having a minimum tip radius using an AFM (Atomic Force Microscope AFM: manufactured by Digital Instruments), and the minimum tip radius is calculated. Was measured many times in the section having a measurement direction of 30 μm with the stylus of No. 1 and obtained from the average roughness with respect to the amplitude of fine irregularities.

3.バリア層の形成
上記2.で得られた下地層が表面に形成された基材を、下地層が上になるように、コベルコ社製プラズマCVDロールコーターW35シリーズ装置に装着して、ヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)を用いて、下記製膜条件(プラズマCVD条件)にて製膜し、バリア層を300nmの厚さで下地層上に形成した。
3. Formation of barrier layer 2. The base material with the base layer formed on the surface is mounted on a Kobelco plasma CVD roll coater W35 series apparatus so that the base layer is on top, and hexamethyldisiloxane (HMDSO) is used. Then, a film was formed under the following film forming conditions (plasma CVD conditions), and a barrier layer was formed on the base layer with a thickness of 300 nm.

得られた試料を下記条件にてXPSデプスプロファイル測定を行い、珪素元素分布、酸素差元素分布及び炭素元素分布を得た。結果を図2に示す。   The obtained sample was subjected to XPS depth profile measurement under the following conditions to obtain silicon element distribution, oxygen difference element distribution, and carbon element distribution. The results are shown in FIG.

図2から明らかなように、得られた炭素分布曲線が複数(5)の明確な極値を有していること、炭素の原子比の最大値及び最小値の差の絶対値が3at%以上であること、並びに珪素の原子比、酸素の原子比及び炭素の原子比が、バリア層の膜厚の90%以上の領域で、多いほうから(酸素の原子比)、(ケイ素の原子比)、(炭素の原子比)の順となっていることが確認された。   As is clear from FIG. 2, the obtained carbon distribution curve has a plurality of (5) distinct extreme values, and the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the atomic ratio of carbon is 3 at% or more. In addition, in the region where the atomic ratio of silicon, the atomic ratio of oxygen and the atomic ratio of carbon are 90% or more of the film thickness of the barrier layer, the largest (oxygen atomic ratio), (silicon atomic ratio) , (Atomic ratio of carbon).

4.ORMOCER層の形成
27.7g(30モル%)のポリメトキシシロキサン(三菱化学(株)製、商品名:MS51、平均分子量500〜700)、212.7g(45モル%)の3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、22.1g(5モル%)の3−アミノプロピルトリエトキシシラン、49.2g(10モル%)のアルミニウムsec−ブトキシドを、フラスコ中に添加し、氷で冷却しながら、5分間攪拌した。この混合物に、7.6gの蒸留水を徐々に滴下して加え、その混合物をさらに5分間攪拌した。次いで、上記で得られた混合物に、65.5g(10モル%)のテトラn−プロポキシジルコニウム(IV)を添加して、5分間攪拌した後、15.3gの蒸留水をその混合物にさらに加え、15分間攪拌し続けた。最後に、122.5gの蒸留水をその混合物に加えて、室温(25℃)で2時間攪拌することによって、透明なORMOCER層形成用液を得た。
4). Formation of ORMOCER layer 27.7 g (30 mol%) of polymethoxysiloxane (Mitsubishi Chemical Corporation, trade name: MS51, average molecular weight 500-700), 212.7 g (45 mol%) of 3-glycidoxy Propyltrimethoxysilane, 22.1 g (5 mol%) 3-aminopropyltriethoxysilane, 49.2 g (10 mol%) aluminum sec-butoxide was added to the flask and cooled with ice while adding 5 Stir for minutes. To this mixture, 7.6 g of distilled water was slowly added dropwise and the mixture was stirred for an additional 5 minutes. Next, 65.5 g (10 mol%) of tetra-n-propoxyzirconium (IV) was added to the mixture obtained above and stirred for 5 minutes, and then 15.3 g of distilled water was further added to the mixture. And continued stirring for 15 minutes. Finally, 122.5 g of distilled water was added to the mixture, and the mixture was stirred at room temperature (25 ° C.) for 2 hours to obtain a transparent ORMOCER layer forming liquid.

次に、上記3.で得られた下地層及びバリア層が表面に形成された基材のバリア層上に、上記で調製されたORMOCER層形成用液を、バーコート法により塗布し、130℃で10分間加熱して、熱硬化させることにより、ORMOCER層(乾燥後の膜厚:0.25μm)をバリア層上に形成したガスバリア性フィルム1を作製した。   Next, the above 3. Apply the above-prepared ORMOCER layer forming solution on the barrier layer of the base material having the base layer and the barrier layer formed on the surface by the bar coating method, and heat at 130 ° C. for 10 minutes. The gas barrier film 1 in which an ORMOCER layer (thickness after drying: 0.25 μm) was formed on the barrier layer by thermosetting was produced.

比較例1
実施例1において、4.ORMOCER層の形成を行わなかった以外は、上記実施例1と同様にして、比較ガスバリア性フィルム1を作製した。
Comparative Example 1
In Example 1, 4. Comparative gas barrier film 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that the ORMOCER layer was not formed.

比較例2
特許第4821610号の実施例2を参考にして、大気圧プラズマ装置にて、組成において炭素元素濃度が連続的に変化する比較ガスバリア性フィルム2を作製した。
Comparative Example 2
With reference to Example 2 of Japanese Patent No. 4821610, a comparative gas barrier film 2 in which the carbon element concentration in the composition continuously changed was produced by an atmospheric pressure plasma apparatus.

上記実施例1で作製されたガスバリア性フィルム1および比較例1〜2で作製された比較ガスバリア性フィルム1,2について、クラック及び水蒸気透過率を評価し、結果を下記表1に示す。   The gas barrier film 1 produced in Example 1 and the comparative gas barrier films 1 and 2 produced in Comparative Examples 1 and 2 were evaluated for cracks and water vapor permeability, and the results are shown in Table 1 below.

上記表1から、本発明のガスバリア性フィルムは、優れた水蒸気バリア性及びクラック発生抑制/防止効果を示すことが示される。   From Table 1 above, it is shown that the gas barrier film of the present invention exhibits excellent water vapor barrier properties and crack generation suppression / prevention effects.

実施例2〜9
実施例1において、バリア層及びORMOCER層の厚さ(乾燥後の膜厚)を、それぞれ、下記表2に示すように変更した以外は、上記実施例1と同様にして、ガスバリア性フィルム2〜9を作製した。なお、各バリア層の形成工程にて形成されたバリア層について、実施例1と同様にしてXPSデプスプロファイル測定を行い、珪素元素分布、酸素差元素分布、炭素元素分布及び酸素炭素分布を得たところ、すべてのバリア層における、珪素の原子比、酸素の原子比及び炭素の原子比が、バリア層の膜厚の90%以上の領域で、多いほうから(酸素の原子比)、(ケイ素の原子比)、(炭素の原子比)の順となっていることが確認された。
Examples 2-9
In Example 1, except that the thickness of the barrier layer and the ORMOCER layer (film thickness after drying) was changed as shown in Table 2 below, in the same manner as in Example 1, the gas barrier films 2 to 2 were used. 9 was produced. In addition, about the barrier layer formed at the formation process of each barrier layer, XPS depth profile measurement was performed like Example 1, and silicon element distribution, oxygen difference element distribution, carbon element distribution, and oxygen carbon distribution were obtained. However, the silicon atomic ratio, the oxygen atomic ratio, and the carbon atomic ratio in all the barrier layers are more than 90% of the thickness of the barrier layer thickness (atomic ratio of oxygen). It was confirmed that the order was (atomic ratio) and (atomic ratio of carbon).

比較例3
特表2005−537963号公報を参考に、PECVD技術を用いて、約10cm×10cm、厚さ200μmのポリカーボネート基板上に、厚さ約500nmの傾斜組成コーティングを形成した比較ガスバリア性フィルム3を作製した。すなわち、シラン(最大流量約500sccm/min)、アンモニア(最大流量約60sccm/分)、及びプロピレンオキシド(最大流量約500sccm/min)を用いてケイ素、炭素、酸素、及び窒素からなる傾斜コーティングを作製した。反応体ガスの速度は蒸着中、コーティングの組成がその厚さ方向で連続的に変化するように変化させた。RF電極に供給した出力は、プラズマをプロピレンオキシドから発生させたときは100W、シランとアンモニアの混合物を反応器に供給したときは200Wであった。反応器内の真空レベルは0.2mmHgとし、平均温度は約55℃であった。
Comparative Example 3
With reference to JP 2005-537963 A, a comparative gas barrier film 3 in which a gradient composition coating having a thickness of about 500 nm was formed on a polycarbonate substrate having a thickness of about 10 cm × 10 cm and a thickness of 200 μm was produced using PECVD technology. . That is, a gradient coating made of silicon, carbon, oxygen, and nitrogen is produced using silane (maximum flow rate of about 500 sccm / min), ammonia (maximum flow rate of about 60 sccm / min), and propylene oxide (maximum flow rate of about 500 sccm / min). did. The rate of reactant gas was varied during deposition such that the composition of the coating changed continuously in its thickness direction. The power supplied to the RF electrode was 100 W when plasma was generated from propylene oxide and 200 W when a mixture of silane and ammonia was supplied to the reactor. The vacuum level in the reactor was 0.2 mmHg and the average temperature was about 55 ° C.

比較例4
特開平7−178860号公報の実施例3−3を参考に、比較ガスバリア性フィルム4を作製した。すなわち、蒸着源として、3〜5mm程度の大きさの粒子状のSiO(純度99.7%)を用い、EB加熱蒸着法で、12μm厚のPETフィルム(東洋紡績(株):E5001)上に酸化珪素系(SiOx)ガスバリア薄膜の形成を行った。フィルム送り速度を100m/min、印加電力5kwとして、厚さ80nmのバリア層を作製した。また、反応ガスとして、プロピレンガスを用い、更に炭素置換がスム−ズに進むようにチルロール付近に設置した電極に高周波電圧を加え、プロピレンガスをプラズマ状態とした。流量を変化させると共に、励起用の電圧1KVを中心に振幅500Vでsinカーブで変化させた。これにより、ガスバリアフィルム(SiO1.790−C10)を得た。このようにして得られたフィルムの炭素置換量と厚み方向の変化はESCA装置を用いて測定した。測定条件としては、Mg−Kα線を光源とし、出力8kV×30mA、真空度5×10−6Pa一定とした。その結果、ケイ素(Si)原子は、厚み方向で34.4〜36.6at%変化し、また、炭素(C)原子は、平均濃度が27.5at%であり、厚み方向で3.0〜5.0at%変化し、かつ上記変化の周期が5回であった。
Comparative Example 4
A comparative gas barrier film 4 was produced with reference to Example 3-3 of JP-A-7-178860. That is, on the PET film (Toyobo Co., Ltd .: E5001) having a thickness of 12 μm by EB heating vapor deposition using particulate SiO (purity 99.7%) having a size of about 3 to 5 mm as a vapor deposition source. A silicon oxide (SiOx) gas barrier thin film was formed. A barrier layer having a thickness of 80 nm was produced at a film feed rate of 100 m / min and an applied power of 5 kw. Further, propylene gas was used as a reaction gas, and a high-frequency voltage was applied to an electrode installed in the vicinity of the chill roll so that carbon substitution proceeded smoothly, so that the propylene gas was brought into a plasma state. The flow rate was changed, and the sinusoidal curve was changed with an amplitude of 500 V around the excitation voltage of 1 KV. Thereby, a gas barrier film (SiO 1.7 ) 90 -C 10 ) was obtained. The amount of carbon substitution and the change in the thickness direction of the film thus obtained were measured using an ESCA apparatus. As measurement conditions, Mg-Kα rays were used as a light source, the output was 8 kV × 30 mA, and the degree of vacuum was constant 5 × 10 −6 Pa. As a result, silicon (Si) atoms change by 34.4 to 36.6 at% in the thickness direction, and carbon (C) atoms have an average concentration of 27.5 at% and 3.0 to 3.0 in the thickness direction. The change was 5.0 at%, and the period of the change was 5 times.

比較例5
実施例1において、3.バリア層の形成を行わなかった以外は、上記実施例1と同様にして、比較ガスバリア性フィルム5を作製した。
Comparative Example 5
In Example 1, 3. A comparative gas barrier film 5 was produced in the same manner as in Example 1 except that the barrier layer was not formed.

上記実施例2〜9で作製されたガスバリア性フィルム2〜9および比較例3〜5で作製された比較ガスバリア性フィルム3〜5について、クラック、密着性及び水蒸気透過率を評価し、結果を下記表2に示す。   About the gas barrier film 2-9 produced in the said Examples 2-9 and the comparative gas barrier film 3-5 produced in Comparative Examples 3-5, a crack, adhesiveness, and water-vapor-permeation rate were evaluated, and a result is shown below. It shows in Table 2.

上記表2から、本発明のガスバリア性フィルムは、比較ガスバリア性フィルムに比して、優れた水蒸気バリア性、密着性及びクラック発生抑制/防止効果を示すことが示される。   From the above Table 2, it is shown that the gas barrier film of the present invention exhibits superior water vapor barrier properties, adhesion, and crack generation suppressing / preventing effects as compared with the comparative gas barrier film.

実施例10〜22
実施例1において、バリア層及びORMOCER層の厚さ(乾燥後の膜厚)を、それぞれ、下記表3に示すように変更した以外は、上記実施例1と同様にして、ガスバリア性フィルム10〜22を作製した。なお、各バリア層の形成工程にて形成されたバリア層について、実施例1と同様にしてXPSデプスプロファイル測定を行い、珪素元素分布、酸素差元素分布、炭素元素分布及び酸素炭素分布を得たところ、すべてのバリア層における、珪素の原子比、酸素の原子比及び炭素の原子比が、バリア層の膜厚の90%以上の領域で、多いほうから(酸素の原子比)、(ケイ素の原子比)、(炭素の原子比)の順となっていることが確認された。
Examples 10-22
In Example 1, the gas barrier films 10 to 10 were prepared in the same manner as in Example 1 except that the thicknesses (film thicknesses after drying) of the barrier layer and the ORMOCER layer were changed as shown in Table 3 below. 22 was produced. In addition, about the barrier layer formed at the formation process of each barrier layer, XPS depth profile measurement was performed like Example 1, and silicon element distribution, oxygen difference element distribution, carbon element distribution, and oxygen carbon distribution were obtained. However, the silicon atomic ratio, the oxygen atomic ratio, and the carbon atomic ratio in all the barrier layers are more than 90% of the thickness of the barrier layer thickness (atomic ratio of oxygen). It was confirmed that the order was (atomic ratio) and (atomic ratio of carbon).

上記実施例2〜3で作製されたガスバリア性フィルム2〜3、上記実施例6〜9で作製されたガスバリア性フィルム6〜9、及び上記実施例10〜22で作製されたガスバリア性フィルム10〜22について、クラック、密着性及び水蒸気透過率を評価し、結果を下記表3に示す。   Gas barrier films 2 to 3 produced in Examples 2 to 3, Gas barrier films 6 to 9 produced in Examples 6 to 9 and Gas barrier films 10 to 10 produced in Examples 10 to 22 For No. 22, cracks, adhesion and water vapor transmission rate were evaluated, and the results are shown in Table 3 below.

上記表3から、本発明のガスバリア性フィルムは、優れた水蒸気バリア性、密着性及びクラック発生抑制/防止効果を示すことが示される。   From Table 3 above, it is shown that the gas barrier film of the present invention exhibits excellent water vapor barrier properties, adhesion, and crack generation suppressing / preventing effects.

1…ガスバリア性フィルム、
2…基材、
3…バリア層、
31…製造装置、
32…送り出しローラー、
33、34、35、36…搬送ローラー、
39、40…成膜ローラー、
41…ガス供給管、
42…プラズマ発生用電源、
43、44…磁場発生装置、
45…巻取りローラー。
1 ... Gas barrier film,
2 ... base material,
3 ... barrier layer,
31 ... Manufacturing equipment,
32 ... feed roller,
33, 34, 35, 36 ... transport rollers,
39, 40 ... film forming roller,
41 ... gas supply pipe,
42 ... Power source for plasma generation,
43, 44 ... Magnetic field generator,
45: Winding roller.

Claims (4)

基材、該基材の少なくとも一方の面に形成された、ケイ素、酸素、および炭素を含有するバリア層ならびに無機・有機ハイブリッドポリマー層(ORMOCER層)を有するガスバリア性フィルムであって、
該無機・有機ハイブリッドポリマー層(ORMOCER層)が、下記式(1):
ただし、nは、2〜20である、
のポリメトキシシロキサンを、該無機・有機ハイブリッドポリマー層(ORMOCER層)を構成する材料の総モル数に対して、20〜40モル%の量で含む材料を用いて形成され、および
該バリア層が、下記条件(i)〜(iii):
(i)前記バリア層の膜厚方向における前記バリア層表面からの距離(L)と、ケイ素原子、酸素原子、および炭素原子の合計量に対するケイ素原子の量の比率(ケイ素の原子比)との関係を示すケイ素分布曲線、前記Lとケイ素原子、酸素原子、および炭素原子の合計量に対する酸素原子の量の比率(酸素の原子比)との関係を示す酸素分布曲線、ならびに前記Lとケイ素原子、酸素原子、および炭素原子の合計量に対する炭素原子の量の比率(炭素の原子比)との関係を示す炭素分布曲線において、
前記バリア層の膜厚の90%以上の領域で、多いほうから(酸素の原子比)、(ケイ素の原子比)、(炭素の原子比)の順となっている、
(ii)前記炭素分布曲線が少なくとも2つの極値を有する、
(iii)前記炭素分布曲線における炭素の原子比の最大値と最小値との差の絶対値が3at%以上である、
を満たす、ガスバリア性フィルム。
A gas barrier film having a substrate, a barrier layer containing silicon, oxygen, and carbon and an inorganic / organic hybrid polymer layer (ORMOCER layer) formed on at least one surface of the substrate,
The inorganic / organic hybrid polymer layer (ORMOCER layer) has the following formula (1):
However, n is 2-20.
Of the polymethoxysiloxane in an amount of 20 to 40 mol% with respect to the total number of moles of the material constituting the inorganic / organic hybrid polymer layer (ORMOCER layer), and the barrier layer The following conditions (i) to (iii):
(I) The distance (L) from the surface of the barrier layer in the thickness direction of the barrier layer and the ratio of the amount of silicon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms (atom ratio of silicon) A silicon distribution curve showing a relationship, an oxygen distribution curve showing a relationship between the L and the ratio of the amount of oxygen atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms (atomic ratio of oxygen), and the L and silicon atoms In the carbon distribution curve showing the relationship between the ratio of the amount of carbon atoms to the total amount of oxygen atoms, and carbon atoms (the atomic ratio of carbon),
In the region of 90% or more of the film thickness of the barrier layer, the order is (atomic ratio of oxygen), (atomic ratio of silicon), (atomic ratio of carbon) from the largest.
(Ii) the carbon distribution curve has at least two extreme values;
(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 is 3 at% or more.
Satisfying gas barrier film.
該ORMOCER層の厚みが、0.03〜7μmである、請求項1に記載のガスバリア性フィルム。   The gas barrier film according to claim 1, wherein the ORMOCER layer has a thickness of 0.03 to 7 μm. 該バリア層と該ORMOCER層との膜厚比(バリア層の膜厚(nm):ORMOCER層の膜厚(nm))が、1:0.01〜60である、請求項1または2に記載のガスバリア性フィルム。   3. The film thickness ratio between the barrier layer and the ORMOCER layer (the thickness of the barrier layer (nm): the thickness of the ORMOCER layer (nm)) is 1: 0.01 to 60. 4. Gas barrier film. 該基材と該バリア層との間に、炭素含有ポリマーを含む下地層をさらに有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のガスバリア性フィルム。   The gas barrier film according to any one of claims 1 to 3, further comprising an underlayer containing a carbon-containing polymer between the substrate and the barrier layer.
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