JP2014240462A - Gas barrier film, method for manufacturing gas barrier film, and apparatus for manufacturing gas barrier film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガスバリアーフィルム、ガスバリアーフィルムの製造方法及びガスバリアーフィルムの製造装置に関する。より詳しくは、液晶や有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)、太陽電池、電子ペーパー等の電子デバイスのガス遮断に用いられる、可撓性に優れた透明なガスバリアーフィルム、ガスバリアーフィルムの製造方法及びガスバリアーフィルムの製造装置に関する。 The present invention relates to a gas barrier film, a gas barrier film manufacturing method, and a gas barrier film manufacturing apparatus. More specifically, a transparent gas barrier film excellent in flexibility, used for gas barrier of electronic devices such as liquid crystals, organic electroluminescence (organic EL), solar cells, and electronic paper, a method for producing the gas barrier film, and gas The present invention relates to a barrier film manufacturing apparatus.
従来、電子デバイス分野では、軽量化及び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材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。 Conventionally, in the field of electronic devices, in addition to demands for weight reduction and size increase, long-term reliability, high degree of freedom of shape, and the ability to display curved surfaces have been added, resulting in large areas that are heavy and easy to break. Instead of difficult glass substrates, film substrates such as transparent plastics are beginning to be adopted.
ただし、透明プラスチック等のフィルム基材はガラス基材よりもガスバリアー性が劣るという問題がある。
ガスバリアー性が劣る基材を用いると、水蒸気や酸素が浸透してしまい、例えば、電子デバイス内の機能を劣化させてしまうという問題があることがわかっている。
However, a film substrate such as a transparent plastic has a problem that the gas barrier property is inferior to that of a glass substrate.
It has been found that when a base material with poor gas barrier properties is used, water vapor or oxygen penetrates and, for example, the function in the electronic device is deteriorated.
そこで、ガスバリアー性を有する膜(以下、ガスバリアー層とする)をフィルム基材に形成し、この形成物をガスバリアーフィルムとして使用することが一般的に知られている。ガスバリアー層の材料としては、ポリシラザンが注目されている。ポリシラザンは、そのままではバリアー性をほとんど有しないものの、Wet方式によって平滑でバリアー性の高いガスバリアー層を形成することができる。 Therefore, it is generally known that a film having gas barrier properties (hereinafter referred to as a gas barrier layer) is formed on a film substrate and the formed product is used as a gas barrier film. Polysilazane has attracted attention as a material for the gas barrier layer. Although polysilazane has almost no barrier property as it is, a smooth and highly barrier gas barrier layer can be formed by the wet method.
ポリシラザンを用いてガスバリアー層を形成するには、例えば、プラズマ化学蒸着法で形成したケイ素酸化物層上にポリシラザン層を形成し、160度に加熱する。これにより、ポリシラザン層にガスバリアー性が付与されて、ガスバリアー層が形成される(例えば特許文献1参照)。 In order to form a gas barrier layer using polysilazane, for example, a polysilazane layer is formed on a silicon oxide layer formed by plasma chemical vapor deposition and heated to 160 degrees. Thereby, gas barrier property is provided to the polysilazane layer, and a gas barrier layer is formed (for example, refer to Patent Document 1).
ただし、この技術では、フィルム基材の耐熱温度との関係から加熱温度が低く設定されており、ポリシラザン層を緻密にすることができないため、有機ELデバイス等に使用するのに十分なガスバリアー性を得ることはできない。 However, in this technique, the heating temperature is set low because of the relationship with the heat resistant temperature of the film substrate, and the polysilazane layer cannot be made dense, so that it has sufficient gas barrier properties for use in organic EL devices and the like. Can't get.
そのため、近年では、ポリシラザン層を緻密化するための技術が開発されている。例えば、ポリシラザン層に対して真空紫外線やプラズマを照射すると、雰囲気中のO2やH2Oとの反応によってポリシラザン層が改質されて緻密化する(例えば特許文献2,3参照)。
Therefore, in recent years, techniques for densifying the polysilazane layer have been developed. For example, when the polysilazane layer is irradiated with vacuum ultraviolet rays or plasma, the polysilazane layer is modified and densified by reaction with O 2 or H 2 O in the atmosphere (see, for example,
しかしながら、本発明者等が鋭意研究を重ねたところ、これら特許文献2,3の技術では、以下のような問題があることが分かった。
即ち、これらの技術でポリシラザン層の改質を行うと、真空紫外線やプラズマエネルギー(あるいはプラズマにより発生するイオン、ラジカル)の最初の到達位置、つまり最表面から順にポリシラザン層の改質が進んでガスバリアー性が高くなるため、最表面よりも内側の領域(フィルム基材側の領域)では、改質に必要なO2やH2Oの供給が当該最表面によって妨げられてしまい、不安定な状態のポリシラザン(以下、不安定ポリシラザンとする)が形成されてしまう。更に、ポリシラザン層よりもフィルム基材側に他のガスバリアー層が下地としてあらかじめ形成されている場合には、フィルム基材側からのO2やH2Oの供給も妨げられてしまうため、不安定ポリシラザンがより多く形成されてしまう。そして、このように不安定ポリシラザンがガスバリアー層に形成されたガスバリアーフィルムでは、湿熱環境などにより微量なH2Oがガスバリアー層の最表面などを透過して不安定ポリシラザンに到達してしまうと、H2Oと不安定ポリシラザンとの反応によって、ガスバリアーフィルムの性能を顕著に劣化させてしまう。
一方、不安定ポリシラザンの形成を抑制するためにO2雰囲気で紫外線やプラズマの照射を行い、改質中にポリシラザン層にO2を積極的に供給すると、O2自体が紫外線やプラズマのエネルギーを吸収するため、光エネルギーが大きく低下して改質が不十分になってガスバリアー性が不十分になったり、改質に長い時間を必要としたりしてしまう。
However, as a result of extensive research by the present inventors, it has been found that the techniques of
That is, when the polysilazane layer is modified by these techniques, the modification of the polysilazane layer proceeds in order from the first arrival position of vacuum ultraviolet light or plasma energy (or ions or radicals generated by plasma), that is, from the outermost surface. Since the barrier property is high, in the region inside the outermost surface (region on the film substrate side), supply of O 2 and H 2 O necessary for the modification is hindered by the outermost surface, which is unstable. A state of polysilazane (hereinafter referred to as unstable polysilazane) is formed. Further, when another gas barrier layer is formed in advance as a base on the film base side than the polysilazane layer, the supply of O 2 and H 2 O from the film base side is also hindered. More stable polysilazane is formed. In the gas barrier film in which the unstable polysilazane is formed in the gas barrier layer in this way, a trace amount of H 2 O permeates through the outermost surface of the gas barrier layer or the like and reaches the unstable polysilazane due to a wet heat environment or the like. When, by the reaction of
On the other hand, in order to suppress the formation of unstable polysilazane, ultraviolet or plasma irradiation is performed in an O 2 atmosphere, and when O 2 is actively supplied to the polysilazane layer during the modification, O 2 itself absorbs the energy of ultraviolet or plasma. As a result of absorption, the light energy is greatly reduced and the modification becomes insufficient, resulting in insufficient gas barrier properties or a long time for modification.
本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、製造時間を短縮しつつガスバリアー性及び湿熱耐性を向上させることのできるガスバリアーフィルムの製造方法、ガスバリアーフィルムの製造装置及びガスバリアーフィルムを提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems and situations, and a solution to the problem is a method for producing a gas barrier film and a gas barrier film capable of improving gas barrier properties and wet heat resistance while shortening the production time. It is providing the manufacturing apparatus of this, and a gas barrier film.
本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討する過程において、ポリシラザンを雰囲気中のO2等と接触しやすい状態にしつつポリシラザン層を形成することで、本発明の課題を解決できることを見出し、本発明に至った。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor forms a polysilazane layer while making polysilazane easy to come into contact with O 2 or the like in the atmosphere in the process of examining the cause of the above-mentioned problems. It was found that the problem can be solved, and the present invention has been achieved.
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。 That is, the said subject which concerns on this invention is solved by the following means.
1.少なくとも酸素を含む雰囲気下で樹脂製のフィルム基材の一方の面に対し、ポリシラザンを含む溶液を液滴化して塗布する液滴塗布工程と、
前記液滴塗布工程により前記一方の面に塗布された前記溶液を乾燥させてポリシラザン層を形成する乾燥工程と、
低酸素濃度の雰囲気下で前記ポリシラザン層に対して紫外線照射又はプラズマ照射を行うことで、前記ポリシラザン層を改質してガスバリアー層とする改質工程と、
をこの順に行うことを特徴とするガスバリアーフィルムの製造方法。
2.前記液滴塗布工程では、
微量溶媒塗布法により前記溶液を塗布することを特徴とする第1項記載のガスバリアーフィルムの製造方法。
3.前記液滴塗布工程では、
静電塗布法により前記溶液を塗布することを特徴とする第1項又は第2項記載のガスバリアーフィルムの製造方法。
4.前記液滴塗布工程よりも前に、前記一方の面に対し、前記ガスバリアー層とは異なり、かつ水蒸気透過度が1×10−1g/m2/24h以下の他のガスバリアー層を形成するガスバリアー層形成工程を行うことを特徴とする第1項から第3項のいずれか一項に記載のガスバリアーフィルムの製造方法。
5.前記ガスバリアー層の層厚を50nm以上に形成することを特徴とする第1項から第4項のいずれか一項に記載のガスバリアーフィルムの製造方法。
6.第1項から第5項のいずれか一項に記載のガスバリアーフィルムの製造方法により製造されたことを特徴とするガスバリアーフィルム。
7.少なくとも酸素を含む雰囲気下で樹脂製のフィルム基材の前記一方の面に対し、ポリシラザンを含む溶液を液滴化して塗布する液滴塗布部と、
前記液滴塗布部により前記一方の面に塗布された前記溶液を乾燥させてポリシラザン層を形成する乾燥部と、
低酸素濃度の雰囲気下で前記ポリシラザン層に対して紫外線照射又はプラズマ照射を行うことで、前記ポリシラザン層を改質してガスバリアー層とする改質部と、
を備えることを特徴とするガスバリアーフィルムの製造装置。
8.前記液滴塗布部は、
微量溶媒塗布法により前記溶液を塗布することを特徴とする第7項記載のガスバリアーフィルムの製造装置。
9.前記液滴塗布部は、
静電塗布法により前記溶液を塗布することを特徴とする第7項又は第8項記載のガスバリアーフィルムの製造装置。
10.前記ガスバリアー層よりも前記フィルム基材側で前記一方の面に対し、前記ガスバリアー層とは異なり、かつ水蒸気透過度が1×10−1g/m2/24h以下の他のガスバリアー層を形成するガスバリアー層形成部を備えることを特徴とする第7項から第9項のいずれか一項に記載のガスバリアーフィルムの製造装置。
11.前記ガスバリアー層の層厚を50nm以上に形成することを特徴とする第7項から第10項のいずれか一項に記載のガスバリアーフィルムの製造装置。
1. A droplet coating step of applying a solution containing polysilazane in a droplet form to one surface of a resin film substrate in an atmosphere containing at least oxygen; and
A drying step of forming the polysilazane layer by drying the solution applied to the one surface by the droplet application step;
A modification step of modifying the polysilazane layer to form a gas barrier layer by performing ultraviolet irradiation or plasma irradiation on the polysilazane layer in a low oxygen concentration atmosphere;
Are performed in this order.
2. In the droplet application step,
2. The method for producing a gas barrier film according to
3. In the droplet application step,
3. The method for producing a gas barrier film according to
4). Before the droplet applying process, the relative one surface, forming said unlike gas barrier layer, and a water vapor permeability of 1 × 10 -1 g / m 2 / 24h or less of another gas barrier layer The method for producing a gas barrier film according to any one of
5. The method for producing a gas barrier film according to any one of
6). A gas barrier film produced by the method for producing a gas barrier film according to any one of
7). A liquid droplet applying part for applying a solution containing polysilazane into liquid droplets on the one surface of the resin film base under an atmosphere containing at least oxygen; and
A drying unit for drying the solution applied to the one surface by the droplet application unit to form a polysilazane layer;
A modified portion that modifies the polysilazane layer to form a gas barrier layer by performing ultraviolet irradiation or plasma irradiation on the polysilazane layer in a low oxygen concentration atmosphere;
An apparatus for producing a gas barrier film, comprising:
8). The droplet applying part is
The apparatus for producing a gas barrier film according to claim 7, wherein the solution is applied by a micro solvent application method.
9. The droplet applying part is
The apparatus for producing a gas barrier film according to claim 7 or 8, wherein the solution is applied by an electrostatic coating method.
10. Wherein with respect to the one surface in the film substrate side of the gas barrier layer, different from the gas barrier layer, and the water vapor permeability of 1 × 10 -1 g / m 2 / 24h or less for other gas barrier layer The apparatus for producing a gas barrier film according to any one of Items 7 to 9, further comprising: a gas barrier layer forming unit that forms a gas.
11. The apparatus for producing a gas barrier film according to any one of Items 7 to 10, wherein the thickness of the gas barrier layer is 50 nm or more.
本発明の上記手段により、ガスバリアーフィルムの製造時間を短縮しつつガスバリアー性及び湿熱耐性を向上させることができる。 By the above means of the present invention, gas barrier properties and wet heat resistance can be improved while shortening the production time of the gas barrier film.
本発明の効果の発現機構ないし作用機構については、明確にはなっていないが、本発明者は以下のように推察している。 Although the expression mechanism or action mechanism of the effect of the present invention is not clarified, the present inventors infer as follows.
すなわち、少なくとも酸素を含む雰囲気下で樹脂製のフィルム基材の一方の面に対し、ポリシラザンを含む溶液を液滴化して塗布するので、溶液中のポリシラザンは雰囲気中のO2等に積極的に接触させられて、フィルム基材に着弾すると考えられる。そして、このようにフィルム基材に塗布された溶液を乾燥させてポリシラザン層を形成し、ポリシラザン層に対して紫外線照射又はプラズマ照射によって改質処理を行うので、改質処理の行われるポリシラザン層内のポリシラザンは水素結合などでO2と結合した状態になっていると考えられる。そのため、この改質処理においては、紫外線エネルギーやプラズマエネルギー(あるいは紫外線やプラズマにより発生するイオン、ラジカル)の最初の到達位置、つまり最表面から順にポリシラザン層の改質が進んでガスバリアー性が高くなる場合であっても、最表面よりも内側の領域(フィルム基材側の領域)ではポリシラザンにO2が供給され、不安定ポリシラザンの形成が防止されると考えられる。よって、従来と異なり、微量なH2Oがガスバリアー層の最表面などを透過して不安定ポリシラザンと反応するのが防止されるため、ガスバリアーフィルムの性能が劣化してしまうのが防止され、湿熱耐性が向上すると考えられる。
また、O2雰囲気でプラズマや紫外線を照射してO2を積極的に供給しつつポリシラザン層を改質する場合と異なり、プラズマや紫外線のエネルギーがO2で吸収されてしまうことがないため、ポリシラザン層が確実に改質されてガスバリアー性が向上するとともに、処理時間が短縮されると考えられる。
That is, since a solution containing polysilazane is applied as a droplet on one surface of a resin film substrate in an atmosphere containing at least oxygen, the polysilazane in the solution is actively added to O 2 or the like in the atmosphere. It is thought that it is made to contact and land on a film base material. Then, the solution applied to the film substrate is dried to form a polysilazane layer, and the polysilazane layer is subjected to modification treatment by ultraviolet irradiation or plasma irradiation. This polysilazane is considered to be bonded to O 2 by hydrogen bonding or the like. Therefore, in this reforming treatment, the reforming of the polysilazane layer proceeds in order from the first arrival position of ultraviolet energy or plasma energy (or ions or radicals generated by ultraviolet radiation or plasma), that is, from the outermost surface, and the gas barrier property is high. Even in such a case, it is considered that O 2 is supplied to the polysilazane in the inner region (region on the film substrate side) from the outermost surface, thereby preventing the formation of unstable polysilazane. Therefore, unlike the conventional case, a small amount of H 2 O is prevented from permeating through the outermost surface of the gas barrier layer and reacting with unstable polysilazane, so that the performance of the gas barrier film is prevented from deteriorating. It is considered that the wet heat resistance is improved.
In addition, unlike the case of modifying the polysilazane layer while actively supplying O 2 by irradiating plasma or ultraviolet light in an O 2 atmosphere, the energy of plasma or ultraviolet light is not absorbed by O 2 . It is considered that the polysilazane layer is reliably modified to improve the gas barrier property and the processing time is shortened.
本発明のガスバリアーフィルムの製造方法(及び製造装置)は、少なくとも酸素を含む雰囲気下で樹脂製のフィルム基材の一方の面に対し、ポリシラザンを含む溶液を液滴化して塗布する液滴塗布工程(液滴塗布部)と、前記液滴塗布工程により前記一方の面に塗布された前記溶液を乾燥させてポリシラザン層を形成する乾燥工程(乾燥部)と、低酸素濃度の雰囲気下で前記ポリシラザン層に対して紫外線照射又はプラズマ照射を行うことで、前記ポリシラザン層を改質してガスバリアー層とする改質工程(改質部)と、をこの順に行う(備える)ことを特徴とする。この特徴は請求項1から請求項11までの請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。
The gas barrier film manufacturing method (and manufacturing apparatus) of the present invention is a droplet coating method in which a solution containing polysilazane is applied in a droplet form to one surface of a resin film substrate in an atmosphere containing at least oxygen. A step (droplet application portion), a drying step (drying portion) for drying the solution applied to the one surface by the droplet application step to form a polysilazane layer, and the atmosphere in a low oxygen concentration atmosphere. The polysilazane layer is subjected to (provided with) a modification step (modified portion) in this order by modifying the polysilazane layer to be a gas barrier layer by performing ultraviolet irradiation or plasma irradiation. . This feature is a technical feature common to the inventions according to
本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、液滴塗布工程では、微量溶媒塗布法、好ましくは静電塗布法により前記溶液を塗布することが、ガスバリアー及び湿熱耐性を向上することができ、好ましい。 As an embodiment of the present invention, from the viewpoint of manifestation of the effects of the present invention, in the droplet coating process, it is possible to improve the gas barrier and wet heat resistance by applying the solution by a trace solvent coating method, preferably an electrostatic coating method. Can be preferred.
さらに、本発明においては、液滴塗布工程よりも前に、前記一方の面に対し、前記ガスバリアー層とは異なり、かつ水蒸気透過度が1×10−1g/m2/24h以下の他のガスバリアー層を形成するガスバリアー層形成工程を行うことが、ガスバリアーフィルムのガスバリアー性能をいっそう向上させることができ、好ましい。また、ガスバリアー層の層厚を50nm以上に形成することが、ガスバリアーフィルムのガスバリアー性能をいっそう向上させることができ、好ましい。 Further, in the present invention, prior to the droplet applying process, the relative one surface, unlike the gas barrier layer, and a water vapor permeability of 1 × 10 -1 g / m 2 / 24h or less of other It is preferable to perform the gas barrier layer forming step of forming the gas barrier layer because the gas barrier performance of the gas barrier film can be further improved. Moreover, it is preferable that the thickness of the gas barrier layer be 50 nm or more because the gas barrier performance of the gas barrier film can be further improved.
なお、本発明でいう「ガスバリアー性」とは、JIS K 7129−1992に準拠した方法で測定された水蒸気透過度(温度:60±0.5℃、相対湿度(RH):90±2%)が3×10−3g/m2/24h以下であり、JIS K 7126−1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が1×10−3ml/m2/24h・atm以下であることを意味する。 The “gas barrier property” as used in the present invention is a water vapor permeability (temperature: 60 ± 0.5 ° C., relative humidity (RH): 90 ± 2%) measured by a method according to JIS K 7129-1992. ) is not more than 3 × 10 -3 g / m 2 / 24h, the oxygen permeability measured by the method based on JIS K 7126-1987 is not more than 1 × 10 -3 ml / m 2 / 24h · atm Means that.
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。 Hereinafter, the present invention, its components, and modes and modes for carrying out the present invention will be described in detail. In addition, in this application, "-" is used in the meaning which includes the numerical value described before and behind that as a lower limit and an upper limit.
<1.本発明のガスバリアーフィルムの概要>
本発明のガスバリアーフィルムは、少なくとも酸素を含む雰囲気下で樹脂製のフィルム基材の一方の面に対し、ポリシラザンを含む溶液を液滴化して塗布する液滴塗布工程と、前記液滴塗布工程により前記一方の面に塗布された前記溶液を乾燥させてポリシラザン層を形成する乾燥工程と、低酸素濃度の雰囲気下で前記ポリシラザン層に対して紫外線照射又はプラズマ照射を行うことで、前記ポリシラザン層を改質してガスバリアー層とする改質工程と、をこの順に行うことによって製造されたことを特徴とする。
<1. Overview of Gas Barrier Film of the Present Invention>
The gas barrier film of the present invention includes a droplet coating step in which a solution containing polysilazane is applied as droplets on one surface of a resin film substrate in an atmosphere containing at least oxygen, and the droplet coating step The polysilazane layer is formed by drying the solution applied to the one surface to form a polysilazane layer, and performing ultraviolet irradiation or plasma irradiation on the polysilazane layer in a low oxygen concentration atmosphere. And a reforming step for reforming to form a gas barrier layer in this order.
<1−1.ガスバリアーフィルムの構成>
本発明のガスバリアーフィルムの構成は特に限定されるものではないが、図1に一例を示す。本実施の形態におけるガスバリアーフィルム1は、フィルム基材10と、当該フィルム基材10に積層されたガスバリアー層11,12(以下、第1のガスバリアー層11、第2のガスバリアー層12とする)とを備えている。なお、フィルム基材10と第1のガスバリアー層11との間に硬化性樹脂層や下地層(図示せず)を設けても良いし、第2のガスバリアー層12上にオーバーコート層(図示せず)を設けても良い。また、フィルム基材10における第2のガスバリアー層12との反対側の面(図中、下側の面)には、ブリードアウト防止層(図示せず)を設けても良い。また、第1のガスバリアー層11を設けないこととしても良い。
<1-1. Configuration of gas barrier film>
Although the structure of the gas barrier film of this invention is not specifically limited, An example is shown in FIG. The
<1−2.フィルム基材>
本実施形態において、フィルム基材10は、ガスバリアー層を保持することができる樹脂で作製されたものであれば特に限定されない。
<1-2. Film base>
In this embodiment, the
フィルム基材10の材料としては、例えば、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(PC)、ポリアリレート、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレン(PE)、エチレン−環状オレフィン等のポリエチレン共重合体、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリアミド(PA)、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミド等のポリマー、セルローストリアセテート(TAC)、シクロオレフィンポリマー(COP、製品名ゼオネックス、日本ゼオン株式会社製)、有機無機ハイブリッド構造を有するシルセスキオキサンを基本骨格とした耐熱透明フィルム基材(製品名Sila−DEC、チッソ株式会社製)、更には前記ポリマーを2層以上積層して成る基材等を挙げることができる。
Examples of the material of the
フィルム基材10の材料としては、コストや入手の容易性の点で、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(PC)などが好ましく用いられる。また、光学的透明性、耐熱性、無機層との密着性の点においては、有機無機ハイブリッド構造を有するシルセスキオキサンを基本骨格とした耐熱透明フィルムが好ましく用いられる。
As the material for the
フィルム基材10の厚さは、取扱い性や機械的強度の観点から、5〜500μmが好ましく、更に好ましくは25〜250μmである。また、本発明の実施形態のガスバリアーフィルム1を発光素子に使用する場合も鑑みて、フィルム基材10のガラス転移温度(Tg)は80℃以上であることが好ましい。また、熱収縮率も低いことが好ましい。
The thickness of the
更に、フィルム基材10は、透明であることが好ましい。フィルム基材10が透明であり、フィルム基材10上に作製するガスバリアー層11,12も透明であると、透明なガスバリアーフィルム1となるため、太陽電池や有機EL素子等の透明基材とすることが可能となるからである。
Furthermore, the
また、上記のポリマー等を用いたフィルム基材10は、未延伸フィルムでもよく、延伸フィルムでもよい。また、フィルム基材10の表面には、コロナ処理を施してあってもよい。
Moreover, the
フィルム基材10は、従来公知の一般的な方法によって製造することが可能である。例えば、材料となるポリマーを押出機により溶融し、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フィルム基材10を製造することができる。
The
また、未延伸のフィルムを一軸延伸や、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などの公知の方法により、フィルムの流れ方向(縦軸方向)、又は当該流れ方向の直交方向(横軸方向)に延伸することにより、延伸フィルムとしてフィルム基材10を製造することができる。この場合の延伸倍率は、フィルム基材10の材料となるポリマーに応じて適宜選択することできるが、縦軸方向及び横軸方向にそれぞれ2〜10倍が好ましい。
In addition, the unstretched film is uniaxially stretched, by a known method such as tenter sequential biaxial stretching, tenter simultaneous biaxial stretching, tubular simultaneous biaxial stretching, or the like, the film flow direction (vertical axis direction), or The
<1−3.ガスバリアー層(第1、第2のガスバリアー層)>
本実施形態において、ガスバリアー層とは、水分子や酸素分子等の気体の透過を抑制することができる層のことをいう。ガスバリアー層は、単層でも複数の同様な膜を積層してもよく、複数の層を設けることにより更にガスバリアー性を向上させることができる。
<1-3. Gas barrier layer (first and second gas barrier layers)>
In the present embodiment, the gas barrier layer refers to a layer that can suppress the permeation of gases such as water molecules and oxygen molecules. As the gas barrier layer, a single layer or a plurality of similar films may be laminated, and the gas barrier property can be further improved by providing a plurality of layers.
<1−3−1.第1のガスバリアー層>
第1のガスバリアー層11は、本発明における他のガスバリアー層であり、第2のガスバリアー層12よりもフィルム基材10の側で、当該フィルム基材10上に設けられている。ただし、第1のガスバリアー層11とフィルム基材10との間には、下地層(平滑層やアンカー層とも称する)などが介在しても良い。
<1-3-1. First gas barrier layer>
The first
この第1のガスバリアー層11は、水蒸気透過度が1×10−1g/m2/24h以下であり、層厚が10〜1000nm、好ましくは10〜300nmとなっている。
The first
第1のガスバリアー層11を形成する材料としては、ケイ素化合物やチタン化合物、アルミニウム化合物が有用である。特に、二酸化ケイ素等のケイ素酸化物、ケイ素酸窒化物又はケイ素酸炭化物の薄膜をフィルム基材上に形成することにより優れたガスバリアー性をフィルム基材10に付与することができる。
As a material for forming the first
第1のガスバリアー層11を製造する方法としては、気相法による無機成膜方法を利用した方法が知られている。当該気相法による無機成膜方法としては、フィルム等の基材上に、プラズマCVD法(Chemical Vapor Deposition:化学気相成長法、化学蒸着法)によって金属(テトラエトキシシラン(TEOS)に代表される有機ケイ素化合物等)を酸素プラズマで酸化しながら蒸着して無機膜(ガスバリアー層)を形成する方法や、半導体レーザー等を用いて金属を蒸発させて、酸素の存在下で基材上に堆積する真空蒸着法、スパッタ法により無機膜(ガスバリアー層)を形成する方法等が挙げられる。
As a method for manufacturing the first
化学蒸着法(化学気相成長法、Chemical Vapor Deposition)は、目的とする薄膜の成分を含む原料ガスを供給し、基材表面あるいは気相での化学反応により基材上に膜を堆積する方法である。また、化学反応を活性化する目的で、プラズマを発生させる方法などがあり、熱CVD法、触媒化学気相成長法、光CVD法、真空プラズマCVD法、大気圧プラズマCVD法など公知のCVD方式等が挙げられる。特に限定されるものではないが、成膜速度や処理面積の観点から、プラズマCVD法を適用することが好ましい。化学蒸着法により第1のガスバリアー層11を形成すると、ガスバリアー性の点で有利である。
Chemical vapor deposition (Chemical Vapor Deposition) is a method of depositing a film on a substrate by supplying a source gas containing components of a target thin film and performing a chemical reaction in the surface of the substrate or in the gas phase. It is. In addition, there is a method of generating plasma for the purpose of activating a chemical reaction. Known CVD methods such as thermal CVD method, catalytic chemical vapor deposition method, photo CVD method, vacuum plasma CVD method, atmospheric pressure plasma CVD method, etc. Etc. Although not particularly limited, it is preferable to apply the plasma CVD method from the viewpoint of the film formation speed and the processing area. Forming the first
真空プラズマCVD法や、大気圧又は大気圧近傍の圧力下でのプラズマCVD法により得られるガスバリアー層は、原材料(原料ともいう)である金属化合物、分解ガス、分解温度、投入電力などの条件を選ぶことで、目的の化合物を製造できるため好ましい。
例えば、ケイ素化合物を原料化合物として用い、分解ガスに酸素を用いれば、ケイ素酸化物が生成される。これはプラズマ空間内では非常に活性な荷電粒子・活性ラジカルが高密度で存在するため、プラズマ空間内では多段階の化学反応が非常に高速に促進され、プラズマ空間内に存在する元素は熱力学的に安定な化合物へと非常な短時間で変換されるためである。
The gas barrier layer obtained by the vacuum plasma CVD method or the plasma CVD method under atmospheric pressure or near atmospheric pressure is a condition such as a raw material (also referred to as a raw material) metal compound, decomposition gas, decomposition temperature, input power, etc. Is preferred because the desired compound can be produced.
For example, if a silicon compound is used as a raw material compound and oxygen is used as the decomposition gas, silicon oxide is generated. This is because highly active charged particles and active radicals exist in the plasma space at a high density, so that multistage chemical reactions are accelerated at high speed in the plasma space, and the elements present in the plasma space are thermodynamic. This is because it is converted into an extremely stable compound in a very short time.
原料化合物としては、ケイ素化合物、チタン化合物、及びアルミニウム化合物を用いる。
これらのうち、ケイ素化合物として、シラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラn−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラn−ブトキシシラン、テトラt−ブトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、(3,3,3−トリフルオロプロピル)トリメトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、ビス(ジメチルアミノ)ジメチルシラン、ビス(ジメチルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(エチルアミノ)ジメチルシラン、N,O−ビス(トリメチルシリル)アセトアミド、ビス(トリメチルシリル)カルボジイミド、ジエチルアミノトリメチルシラン、ジメチルアミノジメチルシラン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルシクロトリシラザン、ヘプタメチルジシラザン、ノナメチルトリシラザン、オクタメチルシクロテトラシラザン、テトラキスジメチルアミノシラン、テトライソシアナートシラン、テトラメチルジシラザン、トリス(ジメチルアミノ)シラン、トリエトキシフルオロシラン、アリルジメチルシラン、アリルトリメチルシラン、ベンジルトリメチルシラン、ビス(トリメチルシリル)アセチレン、1,4−ビストリメチルシリル−1,3−ブタジイン、ジ−t−ブチルシラン、1,3−ジシラブタン、ビス(トリメチルシリル)メタン、シクロペンタジエニルトリメチルシラン、フェニルジメチルシラン、フェニルトリメチルシラン、プロパルギルトリメチルシラン、テトラメチルシラン、トリメチルシリルアセチレン、1−(トリメチルシリル)−1−プロピン、トリス(トリメチルシリル)メタン、トリス(トリメチルシリル)シラン、ビニルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、テトラメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルシクロテトラシロキサン、Mシリケート51等が挙げられる。
As a raw material compound, a silicon compound, a titanium compound, and an aluminum compound are used.
Among these, as silicon compounds, silane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra n-propoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra n-butoxysilane, tetra t-butoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, Diethyldimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, (3,3,3-trifluoropropyl) trimethoxysilane, hexamethyldisiloxane, bis (dimethylamino) dimethylsilane Bis (dimethylamino) methylvinylsilane, bis (ethylamino) dimethylsilane, N, O-bis (trimethylsilyl) acetamide, bis (trimethylsilyl) carbodiimide, di Tylaminotrimethylsilane, dimethylaminodimethylsilane, hexamethyldisilazane, hexamethylcyclotrisilazane, heptamethyldisilazane, nonamethyltrisilazane, octamethylcyclotetrasilazane, tetrakisdimethylaminosilane, tetraisocyanatosilane, tetramethyldisilazane , Tris (dimethylamino) silane, triethoxyfluorosilane, allyldimethylsilane, allyltrimethylsilane, benzyltrimethylsilane, bis (trimethylsilyl) acetylene, 1,4-bistrimethylsilyl-1,3-butadiyne, di-t-butylsilane, 1,3-disilabutane, bis (trimethylsilyl) methane, cyclopentadienyltrimethylsilane, phenyldimethylsilane, phenyltrimethylsilane, Pargyltrimethylsilane, tetramethylsilane, trimethylsilylacetylene, 1- (trimethylsilyl) -1-propyne, tris (trimethylsilyl) methane, tris (trimethylsilyl) silane, vinyltrimethylsilane, hexamethyldisilane, octamethylcyclotetrasiloxane, tetramethyl Examples thereof include cyclotetrasiloxane, hexamethylcyclotetrasiloxane,
チタン化合物としては、例えば、チタンメトキシド、チタンエトキシド、チタンイソプロポキシド、チタンテトライソポロポキシド、チタンn−ブトキシド、チタンジイソプロポキシド(ビス−2,4−ペンタンジオネート)、チタンジイソプロポキシド(ビス−2,4−エチルアセトアセテート)、チタンジ−n−ブトキシド(ビス−2,4−ペンタンジオネート)、チタンアセチルアセトネート、ブチルチタネートダイマー等が挙げられる。
アルミニウム化合物としては、アルミニウムエトキシド、アルミニウムトリイソプロポキシド、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムn−ブトキシド、アルミニウムs−ブトキシド、アルミニウムt−ブトキシド、アルミニウムアセチルアセトナート、トリエチルジアルミニウムトリ−s−ブトキシド等が挙げられる。
Examples of the titanium compound include titanium methoxide, titanium ethoxide, titanium isopropoxide, titanium tetraisoporooxide, titanium n-butoxide, titanium diisopropoxide (bis-2,4-pentanedionate), titanium. Examples thereof include diisopropoxide (bis-2,4-ethylacetoacetate), titanium di-n-butoxide (bis-2,4-pentanedionate), titanium acetylacetonate, and butyl titanate dimer.
Examples of the aluminum compound include aluminum ethoxide, aluminum triisopropoxide, aluminum isopropoxide, aluminum n-butoxide, aluminum s-butoxide, aluminum t-butoxide, aluminum acetylacetonate, and triethyl dialumonium tri-s-butoxide. Can be mentioned.
また、これらの金属を含む原料ガスを分解して無機化合物を得るための分解ガスとしては、水素ガス、メタンガス、アセチレンガス、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、窒素ガス、アンモニアガス、亜酸化窒素ガス、酸化窒素ガス、二酸化窒素ガス、酸素ガス、水蒸気などが挙げられる。また、上記分解ガスを、アルゴンガス、ヘリウムガスなどの不活性ガスと混合してもよい。
原料化合物を含む原料ガスと、分解ガスを適宜選択することで所望のバリアー層を得ることができる。化学蒸着法により形成される第1のガスバリアー層11は、酸化物、窒化物、酸窒化物又は酸炭化物である。
In addition, as a decomposition gas for decomposing a raw material gas containing these metals to obtain an inorganic compound, hydrogen gas, methane gas, acetylene gas, carbon monoxide gas, carbon dioxide gas, nitrogen gas, ammonia gas, nitrous oxide Examples include gas, nitrogen oxide gas, nitrogen dioxide gas, oxygen gas, and water vapor. Further, the decomposition gas may be mixed with an inert gas such as argon gas or helium gas.
A desired barrier layer can be obtained by appropriately selecting a source gas containing a source compound and a decomposition gas. The first
<1−3−2.第2のガスバリアー層>
第2のガスバリアー層12は、第1のガスバリアー層11上に設けられた層である。ただし、第1のガスバリアー層11と第2のガスバリアー層12との間には、他の層が介在しても良い。
この第2のガスバリアー層12は、層厚が50nm以上であることが好ましい。
第2のガスバリアー層12を形成する材料としては、ポリシラザンが用いられている。
<1-3-2. Second gas barrier layer>
The second
The second
Polysilazane is used as a material for forming the second
<1−3−2(1).ポリシラザン>
ポリシラザンとは、ケイ素−窒素結合を有するポリマーであり、Si−N、Si−H、N−H等の結合を有するSiO2、Si3N4、及び両方の中間固溶体SiOxNy等のセラミック前駆体無機ポリマーである。
具体的には、ポリシラザンは、好ましくは下記の一般式(I)の構造を有する。
<1-3-2 (1). Polysilazane>
Polysilazane is a polymer having a silicon-nitrogen bond, and ceramics such as SiO 2 , Si 3 N 4 , and both intermediate solid solutions SiO x N y having bonds such as Si—N, Si—H, and N—H. It is a precursor inorganic polymer.
Specifically, the polysilazane preferably has a structure represented by the following general formula (I).
一般式(I):
−[Si(R1)(R2)−N(R3)]n−
Formula (I):
-[Si (R 1 ) (R 2 ) -N (R 3 )] n-
上記一般式(I)において、R1、R2及びR3は、それぞれ独立して、水素原子、置換又は非置換の、アルキル基、アリール基、ビニル基又は(トリアルコキシシリル)アルキル基である。この際、R1、R2及びR3は、それぞれ、同じであってもあるいは異なるものであってもよい。ここで、アルキル基としては、炭素原子数1〜8の直鎖、分岐鎖又は環状のアルキル基が挙げられる。より具体的には、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、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などがある。また、アリール基としては、炭素原子数6〜30のアリール基が挙げられる。より具体的には、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基などの非縮合炭化水素基;ペンタレニル基、インデニル基、ナフチル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、ビフェニレニル基、フルオレニル基、アセナフチレニル基、プレイアデニル基、アセナフテニル基、フェナレニル基、フェナントリル基、アントリル基、フルオランテニル基、アセフェナントリレニル基、アセアントリレニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基などの縮合多環炭化水素基が挙げられる。(トリアルコキシシリル)アルキル基としては、炭素原子数1〜8のアルコキシ基で置換されたシリル基を有する炭素原子数1〜8のアルキル基が挙げられる。より具体的には、3−(トリエトキシシリル)プロピル基、3−(トリメトキシシリル)プロピル基などが挙げられる。上記R1〜R3に場合によって存在する置換基は、特に制限はないが、例えば、アルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基(−OH)、メルカプト基(−SH)、シアノ基(−CN)、スルホ基(−SO3H)、カルボキシ基(−COOH)、ニトロ基(−NO2)などがある。なお、場合によって存在する置換基は、置換するR1〜R3と同じとなることはない。例えば、R1〜R3がアルキル基の場合には、さらにアルキル基で置換されることはない。これらのうち、好ましくは、R1、R2及びR3は、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、フェニル基、ビニル基、3−(トリエトキシシリル)プロピル基又は3−(トリメトキシシリルプロピル)基である。 In the general formula (I), R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, aryl group, vinyl group or (trialkoxysilyl) alkyl group. . At this time, R 1 , R 2 and R 3 may be the same or different. Here, as an alkyl group, a C1-C8 linear, branched or cyclic alkyl group is mentioned. More specifically, 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, neopentyl group, n -Hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group, cyclopropyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like. Moreover, as an aryl group, a C6-C30 aryl group is mentioned. More specifically, non-condensed hydrocarbon groups such as phenyl group, biphenyl group, terphenyl group; pentarenyl group, indenyl group, naphthyl group, azulenyl group, heptaenyl group, biphenylenyl group, fluorenyl group, acenaphthylenyl group, preadenenyl group , Condensed polycyclic hydrocarbon groups such as acenaphthenyl group, phenalenyl group, phenanthryl group, anthryl group, fluoranthenyl group, acephenanthrenyl group, aceantrirenyl group, triphenylenyl group, pyrenyl group, chrysenyl group, naphthacenyl group, etc. Can be mentioned. Examples of the (trialkoxysilyl) alkyl group include an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms having a silyl group substituted with an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms. More specifically, 3- (triethoxysilyl) propyl group, 3- (trimethoxysilyl) propyl group and the like can be mentioned. The substituent optionally present in R 1 to R 3 is not particularly limited. For example, an alkyl group, a halogen atom, a hydroxy group (—OH), a mercapto group (—SH), a cyano group (—CN), There are a sulfo group (—SO 3 H), a carboxy group (—COOH), a nitro group (—NO 2 ), and the like. In addition, the substituent which exists depending on the case does not become the same as R < 1 > -R < 3 > to substitute. For example, when R 1 to R 3 are alkyl groups, they are not further substituted with an alkyl group. Of these, R 1 , R 2 and R 3 are preferably a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a phenyl group, a vinyl group, 3 -(Triethoxysilyl) propyl group or 3- (trimethoxysilylpropyl) group.
また、上記一般式(I)において、nは、整数であり、一般式(I)で表される構造を有するポリシラザンが150〜150000g/モルの数平均分子量を有するように定められることが好ましい。
上記一般式(I)で表される構造を有する化合物において、好ましい態様の一つは、R1、R2及びR3の全てが水素原子であるパーヒドロポリシラザンである。
Moreover, in the said general formula (I), n is an integer, and it is preferable to determine so that the polysilazane which has a structure represented by general formula (I) may have a number average molecular weight of 150-150,000 g / mol.
In the compound having the structure represented by the general formula (I), one of preferred embodiments is perhydropolysilazane in which all of R 1 , R 2 and R 3 are hydrogen atoms.
又は、ポリシラザンとしては、下記の一般式(II)で表される構造を有するものを用いても良い。
一般式(II):
−[Si(R1’)(R2’)−N(R3’)]n’−[Si(R4’)(R5’)−N(R6’)]p−
Or as polysilazane, you may use what has a structure represented by the following general formula (II).
General formula (II):
- [Si (R 1 ') (R 2') -N (R 3 ')] n' - [Si (R 4 ') (R 5') -N (R 6 ')] p-
上記一般式(II)において、R1’、R2’、R3’、R4’、R5’及びR6’は、それぞれ独立して、水素原子、置換又は非置換の、アルキル基、アリール基、ビニル基又は(トリアルコキシシリル)アルキル基である。この際、R1’、R2’、R3’、R4’、R5’及びR6’は、それぞれ、同じであってもあるいは異なるものであってもよい。上記における、置換又は非置換の、アルキル基、アリール基、ビニル基又は(トリアルコキシシリル)アルキル基は、上記一般式(I)の定義と同様であるため、説明を省略する。 In the general formula (II), R 1 ′, R 2 ′, R 3 ′, R 4 ′, R 5 ′ and R 6 ′ are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, An aryl group, a vinyl group or a (trialkoxysilyl) alkyl group. At this time, R 1 ′, R 2 ′, R 3 ′, R 4 ′, R 5 ′ and R 6 ′ may be the same or different. The substituted or unsubstituted alkyl group, aryl group, vinyl group or (trialkoxysilyl) alkyl group in the above is the same as the definition of the general formula (I), and thus the description is omitted.
また、上記一般式(II)において、n’及びpは、整数であり、一般式(II)で表される構造を有するポリシラザンが150〜150000g/モルの数平均分子量を有するように定められることが好ましい。なお、n’及びpは、同じであってもあるいは異なるものであってもよい。 In the general formula (II), n ′ and p are integers, and the polysilazane having the structure represented by the general formula (II) is determined to have a number average molecular weight of 150 to 150,000 g / mol. Is preferred. Note that n ′ and p may be the same or different.
上記一般式(II)のポリシラザンのうち、R1’、R3’及びR6’が各々水素原子を表し、R2’、R4’及びR5’が各々メチル基を表す化合物;R1’、R3’及びR6’が各々水素原子を表し、R2’、R4’が各々メチル基を表し、R5’がビニル基を表す化合物;R1’、R3’、R4’及びR6’が各々水素原子を表し、R2’及びR5’が各々メチル基を表す化合物が好ましい。 Among the polysilazanes of the general formula (II), R 1 ′, R 3 ′ and R 6 ′ each represent a hydrogen atom, and R 2 ′, R 4 ′ and R 5 ′ each represent a methyl group; R 1 Compounds in which ', R 3 ' and R 6 'each represent a hydrogen atom, R 2 ' and R 4 'each represent a methyl group, and R 5 ' represents a vinyl group; R 1 ', R 3 ', R 4 A compound in which 'and R 6 ' each represents a hydrogen atom and R 2 'and R 5 ' each represents a methyl group is preferred.
又は、ポリシラザンとしては、下記一般式(III)で表される構造を有するものを用いても良い。
一般式(III):
−[Si(R1”)(R2”)−N(R3”)]n”−[Si(R4”)(R5”)−N(R6”)]p”−[Si(R7”)(R8”)−N(R9”)]q−
Or as polysilazane, you may use what has a structure represented by the following general formula (III).
General formula (III):
- [Si (R 1 ") (
上記一般式(III)において、R1”、R2”、R3”、R4”、R5”、R6”、R7”、R8”及びR9”は、それぞれ独立して、水素原子、置換又は非置換の、アルキル基、アリール基、ビニル基又は(トリアルコキシシリル)アルキル基である。この際、R1”、R2”、R3”、R4”、R5”、R6”、R7”、R8”及びR9”は、それぞれ、同じであってもあるいは異なるものであってもよい。上記における、置換又は非置換の、アルキル基、アリール基、ビニル基又は(トリアルコキシシリル)アルキル基は、上記一般式(I)の定義と同様であるため、説明を省略する。 In the general formula (III), R 1 ″, R 2 ″, R 3 ″, R 4 ″, R 5 ″, R 6 ″, R 7 ″, R 8 ″ and R 9 ″ are independently A hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, aryl group, vinyl group or (trialkoxysilyl) alkyl group, wherein R 1 ″, R 2 ″, R 3 ″, R 4 ″, R 5 ″. , R 6 ″, R 7 ″, R 8 ″ and R 9 ″ may be the same or different. The substituted or unsubstituted alkyl group, aryl group, vinyl group or (trialkoxysilyl) alkyl group in the above is the same as the definition of the general formula (I), and thus the description is omitted.
また、上記一般式(III)において、n”、p”及びqは、整数であり、一般式(III)で表される構造を有するポリシラザンが150〜150000g/モルの数平均分子量を有するように定められることが好ましい。なお、n”、p”及びqは、同じであってもあるいは異なるものであってもよい。 In the general formula (III), n ″, p ″ and q are integers, and the polysilazane having the structure represented by the general formula (III) has a number average molecular weight of 150 to 150,000 g / mol. Preferably, it is defined. Note that n ″, p ″, and q may be the same or different.
上記一般式(III)のポリシラザンのうち、R1”、R3”及びR6”が各々水素原子を表し、R2”、R4”、R5”及びR8”が各々メチル基を表し、R9”が(トリエトキシシリル)プロピル基を表し、R7”がアルキル基又は水素原子を表す化合物が好ましい。 Of the polysilazanes of the general formula (III), R 1 ″, R 3 ″ and R 6 ″ each represent a hydrogen atom, and R 2 ″, R 4 ″, R 5 ″ and R 8 ″ each represent a methyl group. , R 9 ″ represents a (triethoxysilyl) propyl group, and R 7 ″ represents an alkyl group or a hydrogen atom.
一方、そのSiと結合する水素原子部分の一部がアルキル基等で置換されたオルガノポリシラザンは、メチル基等のアルキル基を有することにより下地である基材との接着性が改善され、かつ硬くてもろいポリシラザンによるセラミック膜に靭性を持たせることができ、より(平均)膜厚を厚くした場合でもクラックの発生が抑えられる利点がある。このため、用途に応じて適宜、これらパーヒドロポリシラザンとオルガノポリシラザンを選択してよく、混合して使用することもできる。 On the other hand, the organopolysilazane in which a part of the hydrogen atom portion bonded to Si is substituted with an alkyl group or the like has improved adhesion to the base material as a base by having an alkyl group such as a methyl group and is hard. The ceramic film made of brittle polysilazane can be toughened, and there is an advantage that the occurrence of cracks can be suppressed even when the (average) film thickness is increased. For this reason, perhydropolysilazane and organopolysilazane may be selected as appropriate according to the application, and may be used in combination.
パーヒドロポリシラザンは、直鎖構造と6及び8員環を中心とする環構造が存在した構造と推定されている。その分子量は数平均分子量(Mn)で約600〜2000程度(ポリスチレン換算)で、液体又は固体の物質があり、その状態は分子量により異なる。 Perhydropolysilazane is presumed to have a linear structure and a ring structure centered on 6- and 8-membered rings. The molecular weight is about 600 to 2000 (polystyrene conversion) in terms of number average molecular weight (Mn), and there are liquid or solid substances, and the state varies depending on the molecular weight.
ポリシラザンは有機溶媒に溶解した溶液状態で市販されており、市販品をそのままポリシラザン層形成用の塗布液として使用することができる。この塗布液の市販品としては、AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製のアクアミカ(登録商標) NN120−10、NN120−20、NAX120−20、NN110、NN310、NN320、NL110A、NL120A、NL120−20、NL150A、NP110、NP140、SP140等が挙げられる。 Polysilazane is commercially available in a solution state dissolved in an organic solvent, and the commercially available product can be used as it is as a coating solution for forming a polysilazane layer. As a commercial product of this coating liquid, AZ Electronic Materials Co., Ltd. Aquamica (registered trademark) NN120-10, NN120-20, NAX120-20, NN110, NN310, NN320, NL110A, NL120A, NL120-20, NL150A, NP110, NP140, SP140 etc. are mentioned.
本発明で使用できるポリシラザンの別の例としては、以下に制限されないが、例えば、上記ポリシラザンにケイ素アルコキシドを反応させて得られるケイ素アルコキシド付加ポリシラザン(特開平5−238827号公報)、グリシドールを反応させて得られるグリシドール付加ポリシラザン(特開平6−122852号公報)、アルコールを反応させて得られるアルコール付加ポリシラザン(特開平6−240208号公報)、金属カルボン酸塩を反応させて得られる金属カルボン酸塩付加ポリシラザン(特開平6−299118号公報)、金属を含むアセチルアセトナート錯体を反応させて得られるアセチルアセトナート錯体付加ポリシラザン(特開平6−306329号公報)、金属微粒子を添加して得られる金属微粒子添加ポリシラザン(特開平7−196986号公報)等の、低温でセラミック化するポリシラザンが挙げられる。 Another example of the polysilazane that can be used in the present invention is not limited to the following. For example, a silicon alkoxide-added polysilazane obtained by reacting the above polysilazane with a silicon alkoxide (Japanese Patent Laid-Open No. 5-238827) or glycidol is reacted. Glycidol-added polysilazane (Japanese Patent Laid-Open No. 6-122852) obtained by reaction, alcohol-added polysilazane obtained by reacting alcohol (Japanese Patent Laid-Open No. 6-240208), metal carboxylate obtained by reacting metal carboxylate Addition polysilazane (JP-A-6-299118), acetylacetonate complex-added polysilazane (JP-A-6-306329) obtained by reacting a metal-containing acetylacetonate complex, metal obtained by adding metal fine particles Fine particle added polysila Emissions, such as (JP-A-7-196986), and a polysilazane ceramic at low temperatures.
<1−3−2(2).ポリシラザン塗布液>
以上のポリシラザンは、溶液(以下、ポリシラザン塗布液120(図4参照)とする)の状態でフィルム基材10に塗布されて乾燥された後、改質されることで第2のガスバリアー層12を形成する。なお、本発明において溶液とは、必ずしも溶質が溶解していなくても良く、溶質が溶媒中に分散しているコロイド溶液であってもよい。
<1-3-2 (2). Polysilazane coating solution>
The above polysilazane is applied to the
ポリシラザン塗布液120中のポリシラザンの含有量は、第2のガスバリアー層12の所望の層厚や塗布液のポットライフ等によっても異なるが、ポリシラザン塗布液120の全量に対して、0.2質量%〜35質量%であることが好ましい。
このポリシラザン塗布液120は、以下の溶媒を含んでおり、好ましくはさらに以下の触媒を含んでいる。
The content of polysilazane in the
The
<1−3−2(3).溶媒>
ポリシラザン塗布液120を調製するのに用いることのできる有機溶媒としては、具体的には、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素等の炭化水素溶媒、ハロゲン化炭化水素溶媒や、脂肪族エーテル、脂環式エーテル等のエーテル類が挙げられる。詳しくは、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、ソルベッソ、ターベン等の炭化水素、塩化メチレン、トリコロロエタン等のハロゲン炭化水素、ジブチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類等がある。これらの有機溶媒は、ポリシラザン化合物の材料の溶解度や有機溶媒の蒸発速度等の特性に合わせて選択し、複数の有機溶媒を混合してもよい。
<1-3-2 (3). Solvent>
Specific examples of organic solvents that can be used to prepare the
<1−3−2(4).触媒>
ポリシラザン層をガスバリアー層に改質するために、ポリシラザン層中のポリシラザンの少なくとも一部を酸化ケイ素化合物に転化させる反応を促進する触媒を用いてもよい。
<1-3-2 (4). Catalyst>
In order to modify the polysilazane layer into a gas barrier layer, a catalyst that promotes a reaction for converting at least a part of the polysilazane in the polysilazane layer into a silicon oxide compound may be used.
本発明に好ましく用いられる触媒としては、特開平10−279362号公報に記載のニッケル、チタン、白金、ロジウム、コバルト、鉄、ルテニウム、オスミウム、パラジウム、イリジウム、アルミニウムの群から選択される少なくとも1種の金属を含む金属カルボン酸塩を反応させて得られる金属カルボン酸塩、またニッケル、白金、パラジウム又はアルミニウムを含むアセチルアセトナート錯体、またAu、Ag、Pd、Niをはじめとする金属の微粒子、またメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、トリプロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、ペンチルアミン、ジペンチルアミン、トリペンチルアミン、ヘキシルアミン、ジヘキシルアミン、トリヘキシルアミン、ヘプチルアミン、ジヘプチルアミン、トリヘプチルアミン、オクチルアミン、ジオクチルアミン、トリオクチルアミン、フェニルアミン、ジフェニルアミン、トリフェニルアミン等が挙げられる。なお、これらアミン化合物に含まれる炭化水素鎖は、直鎖であっても分枝鎖であってもよい。 The catalyst preferably used in the present invention is at least one selected from the group of nickel, titanium, platinum, rhodium, cobalt, iron, ruthenium, osmium, palladium, iridium, and aluminum described in JP-A-10-279362. Metal carboxylates obtained by reacting metal carboxylates containing these metals, acetylacetonate complexes containing nickel, platinum, palladium or aluminum, and fine particles of metals including Au, Ag, Pd, Ni, Also, methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, propylamine, dipropylamine, tripropylamine, butylamine, dibutylamine, tributylamine, pentylamine, dipentylamine, tripentylamine Emissions, hexylamine, dihexylamine, trihexylamine, heptylamine, diheptylamine, triheptyl, octylamine, dioctylamine, trioctylamine, phenylamine, diphenylamine, triphenylamine, and the like. The hydrocarbon chain contained in these amine compounds may be a straight chain or a branched chain.
これら触媒のポリシラザンに対する添加量は、ポリシラザンを含むガスバリアー層形成用塗布液中における固形分濃度比率として、ポリシラザン全質量に対し、質量比として0.1ppm以上、5.0%未満であることが好ましい。さらに好ましくは、100ppm以上、3.0%以下の範囲である。 The addition amount of these catalysts with respect to polysilazane is 0.1 ppm or more and less than 5.0% as a mass ratio with respect to the total mass of polysilazane as a solid content concentration ratio in the coating liquid for gas barrier layer formation containing polysilazane. preferable. More preferably, it is the range of 100 ppm or more and 3.0% or less.
<1−4.硬化性樹脂層>
本発明に係るガスバリアーフィルム1は、フィルム基材10上に、硬化性樹脂を硬化させてなる硬化性樹脂層を有することが好ましい。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、単独でも又は2種以上組み合わせて用いてもよい。
<1-4. Curable resin layer>
The
このような硬化性樹脂層は、(1)フィルム基材10の表面を平滑にする、(2)積層される上層の応力を緩和する、(3)フィルム基材10と上層との接着性を高める、の少なくとも一つの機能を有する。このため、該硬化性樹脂層は、後述の平滑層、アンカーコート層(易接着層)と兼用されてもよい。
Such a curable resin layer (1) smoothes the surface of the
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 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, polyester acrylate, polyether acrylate, polyethylene Examples thereof include compositions containing polyfunctional acrylate monomers such as glycol acrylate and glycerol methacrylate. 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、プロピオ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、プロピオ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、及び、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種又は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, propion Oxide modified pentaerythritol triacrylate, propion 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 acrylate, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, Examples thereof include 1-vinyl-2-pyrrolidone and the like. 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。
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種又は2種以上の組み合わせで使用することができる。
It is preferable that the composition containing an active energy ray-curable material contains a photopolymerization initiator.
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.
硬化性樹脂層の形成方法は、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、又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及び/又は加熱により、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、又は、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 method for forming the curable resin layer is not particularly limited, but a coating solution containing a curable material is applied to a spin coating method, a spray method, a blade coating method, a dipping method, a gravure printing method or other wet coating method, or a vapor deposition method. After applying the dry coating method to form a coating film, irradiation with active energy rays such as visible rays, infrared rays, ultraviolet rays, X-rays, α rays, β rays, γ rays, electron rays and / or heating are performed. A method of forming the film 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又は分散させた塗布液を用いて硬化性樹脂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−若しくは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 a curable resin layer using a coating solution in which a curable material is dissolved or dispersed in a solvent include methanol, ethanol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, propylene glycol, and the like. Alcohols, 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, tetramethyl Aromatic hydrocarbons such as benzene, cellosolve, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, carbitol, methyl carbitol, ethyl carbitol, butyl carbitol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ester -Glycol ethers such as ether, 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, dipro Glycol dialkyl ethers, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl benzoate, N, N- dimethylacetamide, N, may be mentioned N- dimethylformamide.
硬化性樹脂層は、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、成膜性向上及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、酢酸ビニル及びその共重合体、塩化ビニル及びその共重合体、塩化ビニリデン及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、アクリル樹脂及びその共重合体、メタクリル樹脂及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。 The curable resin layer can contain additives such as a thermoplastic resin, an antioxidant, an ultraviolet absorber, and a plasticizer, if necessary, in addition to the above-described materials. In addition, an appropriate resin or additive may be used for improving the film formability and preventing the film from generating pinholes. 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.
硬化性樹脂層の厚さとしては、特に制限されないが、0.1〜10μmの範囲が好ましい。
硬化性樹脂層の平滑性は、中心線平均表面粗さ(Ra)は、0.3〜2.0nmであることが好ましく、0.3〜1.0nmであることがより好ましい。このような範囲であれば、フィルム基材10の表面を平滑にするという硬化性樹脂層の一目的を達成しうる。なお、中心線平均表面粗さ(Ra)は、従来公知の方法(例えば、走査型プローブ顕微鏡(AFM)を用いる方法)により測定することができる。
Although it does not restrict | limit especially as thickness of a curable resin layer, The range of 0.1-10 micrometers is preferable.
As for the smoothness of the curable resin layer, the centerline average surface roughness (Ra) is preferably 0.3 to 2.0 nm, and more preferably 0.3 to 1.0 nm. If it is such a range, the objective of the curable resin layer of smoothing the surface of the
硬化性樹脂層の弾性率は、2〜20Paであることが好ましい。このような範囲であれば、膜面のハードコート性が向上し、上層積層による応力を緩和できるという硬化性樹脂層の一目的を達成しうる。なお、弾性率は、従来公知の弾性率測定方法により求めることができ、例えば、オリエンテック社製バイブロンDDV−2を用いて一定の歪みを一定の周波数(Hz)で掛ける条件下で測定する方法、測定装置としてRSA−II(レオメトリックス社製)を用い、フィルム基材10上に硬化性樹脂層を形成した後、一定周波数で印加歪を変化させたとき得られる測定値により求める方法、あるいは、ナノインデンテーション法を適用したナノインデンター、例えば、MTSシステム社製のナノインデンター(Nano IndenterTMXP/DCM)により測定することができる。
The elastic modulus of the curable resin layer is preferably 2 to 20 Pa. If it is such a range, the hard coat property of a film surface will improve and the objective of the curable resin layer that can relieve | moderate the stress by upper layer lamination | stacking can be achieved. The elastic modulus can be obtained by a conventionally known elastic modulus measuring method, for example, a method of measuring under a condition in which a constant strain is applied at a constant frequency (Hz) using Vibron DDV-2 manufactured by Orientec. , Using RSA-II (manufactured by Rheometrics) as a measuring device, forming a curable resin layer on the
<1−5.下地層>
本発明のガスバリアーフィルム1は、ガスバリアー層11,12を有する面に下地層(平滑層、プライマー層、アンカー層)を有していてもよい。下地層は突起等が存在するフィルム基材10の粗面を平坦化するために設けられる。このような下地層は、基本的には、活性エネルギー線硬化性材料又は熱硬化性材料等を硬化させて形成される。下地層は、上記のような機能を有していれば、基本的に上記の硬化性樹脂層と同じ構成をとっても構わない。
<1-5. Underlayer>
The
前記活性エネルギー線硬化性材料や前記熱硬化性材料の例、下地層の形成方法は、上記の硬化性樹脂層の欄で説明したものと同様であるので、ここでは説明を省略する。 Examples of the active energy ray curable material and the thermosetting material, and the formation method of the base layer are the same as those described in the column of the curable resin layer, and thus the description thereof is omitted here.
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。
なお、該平滑層は、下記アンカーコート層として用いてもよい。
Although it does not restrict | limit especially as thickness of a base layer, The range of 0.1-10 micrometers is preferable.
The smooth layer may be used as the following anchor coat layer.
(アンカーコート層)
本発明におけるフィルム基材10の表面には、バリアー層との接着性(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、及びアルキルチタネート等を、1種又は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
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フィルム基材10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/m2(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。
又は、アンカーコート層は、物理蒸着法又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。
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。
Conventionally known additives can be added to these anchor coating agents. The above-mentioned anchor coating agent is coated on the
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.
The thickness of the anchor coat layer is not particularly limited, but is preferably about 0.5 to 10.0 μm.
<1−6.ブリードアウト防止層>
本発明のガスバリアーフィルム1においては、ブリードアウト防止層を設けることができる。ブリードアウト防止層は、硬化性樹脂層/平滑層を有するフィルムを加熱した際に、フィルム基材10中から未反応のオリゴマー等が表面へ移行して、当該フィルム基材10への接触面を汚染してしまう現象を抑制する目的で、フィルム基材10における硬化性樹脂層/平滑層とは反対側の面に設けられる。ブリードアウト防止層は、この機能を有していれば、基本的に硬化性樹脂層/平滑層と同じ構成をとっても構わない。
<1-6. Bleed-out prevention layer>
In the
ブリードアウト防止層に含ませることが可能な、ハードコート剤としては、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を挙げることができる。
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。
The hard coat agent that can be included in the bleed-out prevention layer is a polyunsaturated organic compound having two or more polymerizable unsaturated groups in the molecule, or one polymerizable unsaturated in the molecule. Examples thereof include monounsaturated organic compounds having a group.
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。
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種又は2種以上を併せて使用することができる。
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.
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質量部に対して2質量部以上、好ましくは4質量部以上、より好ましくは6質量部以上、20質量部以下、好ましくは18質量部以下、より好ましくは16質量部以下の割合で混合されていることが望ましい。
また、ブリードアウト防止層には、ハードコート剤及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。
Here, the matting agent composed of inorganic particles is 2 parts by mass or more, preferably 4 parts by mass or more, more preferably 6 parts by mass or more and 20 parts by mass or less, preferably 100 parts by mass of the solid content of the hard coating agent. It is desirable that they are mixed in a proportion of 18 parts by mass or less, more preferably 16 parts by mass or less.
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、酢酸ビニル及びその共重合体、塩化ビニル及びその共重合体、塩化ビニリデン及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、アクリル樹脂及びその共重合体、メタクリル樹脂及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 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。
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若しくは光重合性モノマー等の1種又は2種以上を混合した電離放射線硬化塗料に、電離放射線(紫外線又は電子線)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。
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.
In addition, as an ionizing radiation curable resin, ionizing radiation (ultraviolet rays or electron beams) is irradiated to an ionizing radiation curable coating material in which one or more of photopolymerizable prepolymer or 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、及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、塗布液をフィルム基材10の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、又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 blended with a hard coat agent and other components as necessary, and is prepared as a coating solution using a diluent solvent as necessary. After coating on the surface by a conventionally known coating method, it can be formed by irradiating with ionizing radiation and curing. In addition, as a method of irradiating with ionizing radiation, ultraviolet rays in a wavelength region of preferably 100 to 400 nm, more preferably 200 to 400 nm, emitted from an ultrahigh 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. Alternatively, the irradiation can be performed by irradiating an electron beam having a wavelength region of 100 nm or less emitted from a scanning 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やすくなり、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やすくなるとともに、硬化性樹脂層/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ガスバリアーフィルム1のカールを抑えやすくすることができるようになる。
本発明のガスバリアーフィルム1には、必要に応じてさらに別の有機層や保護層、吸湿層、帯電防止層等の機能化層を設けることができる。
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 optical properties of the smooth film, and the curable resin layer / smooth layer is transparent. The curl of the
The
<2.ガスバリアーフィルムの製造装置>
続いて、ガスバリアーフィルム1の製造装置について説明する。
ガスバリアーフィルム1の製造装置5(以下、ガスバリアーフィルム製造装置5とする)は、図2に示すように、搬送装置50と、第1ガスバリアー層形成装置51と、第2ガスバリアー層形成装置52とを備えている。
<2. Gas barrier film manufacturing equipment>
Then, the manufacturing apparatus of the
As shown in FIG. 2, the
<2−1.搬送装置>
搬送装置50は、フィルム基材10を搬送方向Xに搬送する装置である。
この搬送装置50は、搬送方向Xの上流側に送り出しローラー(元巻きローラー)500を備えるとともに、搬送方向Xの下流側に巻取りローラー501を備えている。
<2-1. Transport device>
The
The
送り出しローラー500は、フィルム基材10が巻回されたローラーであり、回転自在に配設されている。
巻取りローラー501は、第1のガスバリアー層11及び第2のガスバリアー層12が形成されたフィルム基材10、つまりガスバリアーフィルム1を巻き取るためのローラーであり、回転自在に配設されている。なお、本実施の形態における巻取りローラー501には、当該巻取りローラー501を回転させるためのモーター等の駆動源(図示せず)が接続されている。
The
The winding
これらの送り出しローラー500及び巻取りローラー501の間には、搬送方向Xに沿って複数の搬送ローラー503が配設されている。これらの搬送ローラー503は、それぞれ回動自在に配設されており、フィルム基材10に所定の張力を掛けつつ、当該フィルム基材10を搬送方向Xに搬送するようになっている。
なお、以上の搬送装置50としては、従来公知の搬送装置を用いることができる。
A plurality of
In addition, as the above conveying
<2−2.第1ガスバリアー層形成装置>
第1ガスバリアー層形成装置51は、本発明におけるガスバリアー層形成部であり、フィルム基材10の上面に、第1のガスバリアー層11を形成するようになっている。なお、このような第1ガスバリアー層形成装置51としては、例えば真空プラズマCVD装置など、従来公知の装置を用いることができる。
<2-2. First gas barrier layer forming apparatus>
The first gas barrier
<2−3.第2ガスバリアー層形成装置>
第2ガスバリアー層形成装置52は、フィルム基材10の上面、本実施の形態においては第1のガスバリアー層11の上面に、第2のガスバリアー層12を形成するようになっている。
この第2ガスバリアー層形成装置52は、液滴塗布部520と、乾燥部521と、改質部522とを有している。
<2-3. Second gas barrier layer forming apparatus>
The second gas barrier
The second gas barrier
<2−3−1.液滴塗布部>
液滴塗布部520は、フィルム基材10の上面に対し、上述のポリシラザン塗布液120を液滴化して塗布するものである。
<2-3-1. Droplet application section>
The
この液滴塗布部520は、チャンバー520Aと、当該チャンバー520A内に配設された液滴塗布装置6とを有している。
チャンバー520Aは、内部を少なくとも酸素を含む雰囲気下に維持することで、ポリシラザン塗布液120の塗布時にポリシラザンを酸素に接触させるようになっている。ここで、酸素を含む雰囲気とは、具体的には酸素を1%以上の濃度で含む雰囲気であり、好ましくは酸素を10%以上の濃度で含む雰囲気である。なお、後述の改質部においてポリシラザンを確実に改質する観点からは、ポリシラザン塗布液120の塗布時にポリシラザンを酸素の他に、水とも接触させる方が好ましいため、チャンバー520A内の雰囲気は水を含んでいても良い。ここで、水を含む雰囲気とは、具体的に水を20%以上の濃度で含む雰囲気であり、好ましくは水を50%以上の濃度で含む雰囲気である。
The
The
液滴塗布装置6は、本実施の形態においては、微量溶媒塗布法によってポリシラザン塗布液120を塗布するようになっている。
In the present embodiment, the
ここで、本発明における「微量溶媒塗布法」とは、材料を溶媒中に溶解及び/又は分散してなる溶液を噴霧して液滴を形成すること、液滴中の溶媒を揮発させた液滴を基材上若しくは基材上に設けられた薄膜の上に堆積させること、を含む塗布方法である。微量溶媒塗布法として、具体的には、ESD法(Electro Spray Deposition法:静電スプレー堆積、静電塗布法)、ESDUS法(Evaporative Spray Deposition from Ultra-dilute Solution法:超希薄溶液濃縮スプレー堆積法)が挙げられる。 Here, the “trace solvent coating method” in the present invention refers to forming a droplet by spraying a solution obtained by dissolving and / or dispersing a material in a solvent, or a liquid obtained by volatilizing the solvent in the droplet. Depositing droplets on a substrate or on a thin film provided on the substrate. Specifically, as a trace solvent coating method, ESD method (Electro Spray Deposition method: electrostatic spray deposition, electrostatic coating method), ESDUS method (Evaporative Spray Deposition from Ultra-dilute Solution method: ultra-dilute solution concentrated spray deposition method) ).
以下、本実施の形態においては、液滴塗布装置6は、ESD法を用いてポリシラザン塗布液120を塗布することとして説明する。
即ち、本実施の形態における液滴塗布装置6は、ポリシラザン塗布液120を電圧印加により帯電させてスプレー塗布する装置であり、例えば図3に示すように、金属等の導電体で形成された平坦な支持体60を備えている。
Hereinafter, in the present embodiment, the
That is, the
この支持体60は、フィルム基材10を裏面側から支持するものであり、本実施の形態においては水平に配設されている。支持体60の対向位置(本実施の形態においては上方)には、キャピラリー61が配設されている。
This
キャピラリー61は、ポリシラザン塗布液120が充填される微細な管であり、先端の開口(以下、噴霧口とする)を支持体60に向けて配設されている。キャピラリー61の噴霧口はポリシラザン塗布液120を送出することが可能となっており、噴霧口から送出されたポリシラザン塗布液120は、後述するように液滴化されて分散し、フィルム基材10に着弾することとなる。着弾直前の液滴はエアロゾル粒子状であることが好ましく、具体的には、粒径1μ未満の粒子状であることが好ましい。
The capillary 61 is a fine tube filled with the
このキャピラリー61は、金属等の導電体から構成することができる。キャピラリー61の噴霧口の内径は、特に限定されず、ポリシラザン塗布液120の流量や、形成したい液滴のサイズ等に応じて適宜設定することができるが、10〜300μmの範囲内が好ましく、より好ましくは30〜50μmの範囲内である。また、キャピラリー61の噴霧口からフィルム基材10の被成膜面(本実施形態では上面)までの距離Daは、ポリシラザン塗布液120からの溶媒の揮発が良好となるように適宜設定することができる。距離Daが大きいほど、溶媒が揮発して液滴が乾燥しやすいものの、液滴が広く分布して成膜面積が拡大するため、所望の層厚を形成するまでに時間を要する。このような傾向からすると、距離Daとしては特に限定されないが、好ましくは3〜20cmの範囲内であり、より好ましくは5〜10cmの範囲内である。なお、このキャピラリー61は、液滴塗布装置6に一つのみ具備されても良いし、生産性を上げるため、複数具備されても良い。
The capillary 61 can be made of a conductor such as metal. The inner diameter of the spray port of the capillary 61 is not particularly limited and can be appropriately set according to the flow rate of the
以上のキャピラリー61には、溶液供給部62からポリシラザン塗布液120が供給されるようになっている。
溶液供給部62は、ポリシラザン塗布液120を貯蔵しつつキャピラリー61に供給するものであり、供給するポリシラザン塗布液120の流量、速度を適宜設定できるようになっている。なお、液滴塗布装置6が用いるポリシラザン塗布液120の粘度は、100mPa・s以下であることが好ましく、より好ましくは5mPa・s以下である。この粘度は、JIS Z 8803に従い、粘度計DV−II+Pro(ブルックフィールド社製)により、25℃の条件にて測定した値である。また、液滴塗布装置6が用いるポリシラザン塗布液120の固形分濃度は、好ましくは2質量%以下であり、好ましくは0.01〜1.0質量%の範囲内である。
The capillary 61 is supplied with the
The
また、上述のキャピラリー61の管内には、線状に形成された電極610が配設されている。
そして、この電極610と、上述の支持体60とには、電圧印加部650、651が接続されている。
Further, a linearly formed
The
電圧印加部650はキャピラリー61内の電極610に電圧を印加し、電圧印加部651は支持体60に電圧を印加することで、キャピラリー61内のポリシラザン塗布液120と、支持体60上のフィルム基材10とを、それぞれ逆の極性に帯電させるようになっている。なお、本実施の形態においては、キャピラリー61の電極610には正電圧が印加され、支持体60には負電圧が印加されるようになっている。ただし、支持体60に負電圧を印加する代わりに当該支持体60をアース接地しても良いし、キャピラリー61の電極610に負電圧を印加して支持体60に正電圧を印加しても良い。印加する電圧(V)は特に限定されず、キャピラリー61の噴霧口からフィルム基材10までの距離Daや、ポリシラザン塗布液120の噴霧量との関係によって適宜設定することができるが、好ましくは5〜20kVの範囲内であり、より好ましくは10〜15kVの範囲内である。
The
この電圧印加部650、651と、上述の溶液供給部62とには、制御部65が接続されている。
制御部65は、CPU(Central Processing Unit)と、RAM(Random Access Memory)と、ハードディスク等の不揮発性メモリー等とにより構成され、不揮発メモリーに記憶されている制御プログラムを読み出して実行することにより、液滴塗布装置6の各部の動作を制御する。例えば、制御部65は、電圧印加部650、651により印加する電圧や、溶液供給部62によりキャピラリー61に送液する送液速度等を制御する。
A
The
以上の液滴塗布装置6においては、図4に示すように、ポリシラザン塗布液120が充填されたキャピラリー61の電極610と支持体60との間に電圧印加部650、651が電圧を印加すると、キャピラリー61内のポリシラザン塗布液120は正の極性に帯電し、支持体60上に設置されたフィルム基材10は負の極性に帯電する。この状態で、キャピラリー61からポリシラザン塗布液120が送出されると、このポリシラザン塗布液120はクーロン力により反発して分裂し、それぞれ正電荷を持つ液滴になる。このとき、分裂によってポリシラザン塗布液120中の溶媒が揮発し、揮発によって電荷密度が上昇することから、液滴はさらに反発して分裂を繰り返す。そして、分裂を繰り返して微粒子化された液滴は、負の極性のフィルム基材10に引き寄せられ、フィルム基材10上に付着して塗膜を形成する。フィルム基材10に到達するまでに溶媒はほとんど揮発するため、形成された有機層中に溶媒はほとんど無く、ドライ状態の有機層が形成される。
In the
<2−3−2.乾燥部>
上述の図2に示すように、乾燥部521は、液滴塗布部520によりフィルム基材10の上面に塗布された塗布液、つまり塗膜を乾燥させてポリシラザン層を形成するものである。
この乾燥部521は、従来公知の乾燥装置であり、適用する熱処理等の方法に応じて乾燥処理の条件(温度、湿度、処理時間など)が適宜設定されるようになっている。ここで、乾燥処理の温度は、迅速処理の観点から高い温度であることが好ましい。ただし、樹脂フィルムであるフィルム基材10に対する熱ダメージを考慮し、付与する温度は乾燥処理の時間を考慮して適宜設定することが好ましい。例えば、フィルム基材10として、ガラス転位温度(Tg)が70℃のポリエチレンテレフタレートフィルム(以下、PETフィルムと略記する)を用いる場合には、乾燥処理温度は150℃以下に設定することが好ましい。
乾燥処理の時間については、溶媒が除去され、かつ基材への熱ダメージが少なくなるように、短時間に設定することが好ましく、乾燥処理温度が150℃以下であれば、30分以内に設定することが好ましい。
乾燥処理中の雰囲気は酸素を含むことが好ましい。また、雰囲気は比較的低湿に制御されていることが好ましいが、低湿度環境における湿度は温度により変化するので、温度と湿度の関係は露点温度の規定により好ましい形態が示される。好ましい露点温度は4℃以下(温度25℃/湿度25%)で、より好ましい露点温度は−8℃(温度25℃/湿度10%)以下、さらに好ましい露点温度は−31℃(温度25℃/湿度1%)以下である。また、水分を取り除きやすくするため、乾燥部521は、減圧乾燥を行っても良い。減圧乾燥における圧力は常圧〜0.1MPaの範囲で選択することができる。
<2-3-2. Drying section>
As shown in FIG. 2 described above, the drying
The drying
The time for the drying treatment is preferably set to a short time so that the solvent is removed and the thermal damage to the substrate is reduced. If the drying treatment temperature is 150 ° C. or lower, the drying treatment time is set within 30 minutes. It is preferable to do.
The atmosphere during the drying treatment preferably contains oxygen. The atmosphere is preferably controlled at a relatively low humidity, but the humidity in a low humidity environment varies depending on the temperature. Therefore, the relationship between the temperature and the humidity is indicated by a dew point temperature. A preferable dew point temperature is 4 ° C. or less (temperature 25 ° C./humidity 25%), a more preferable dew point temperature is −8 ° C. (temperature 25 ° C./
<2−3−3.改質部>
改質部522は、ポリシラザン層を改質して第2のガスバリアー層12とするものであり、低酸素濃度の雰囲気下でポリシラザン層に紫外線照射又はプラズマ照射を行うことで、改質を行うようになっている。
<2-3-3. Reformer>
The modifying
この改質部522は、チャンバー522Aと、当該チャンバー522A内に配設された照射装置522Bとを有している。
チャンバー522Aは、内部の雰囲気を低酸素濃度に維持するようになっている。ここで、低酸素濃度とは、具体的には酸素を1%未満の濃度で含むか、あるいは酸素を含まない雰囲気である。より具体的には、真空紫外光(VUV)を照射する環境の酸素濃度は300ppm以上、10000ppm(1%)未満の範囲内とすることが好ましく、更に好ましくは、500〜5000ppmの範囲内である。このような範囲内に酸素濃度を調整することにより、酸素過多のガスバリアー層12の生成を防止してバリアー性の劣化を防止することができる。真空紫外光(VUV)照射時の雰囲気における酸素以外のガスとしては、乾燥不活性ガスを用いることが好ましく、特に、コストの観点から乾燥窒素ガスを適用することが好ましい。酸素濃度の調整は、チャンバー522A内へ導入する酸素ガス、不活性ガスの流量を計測し、流量比を変えることで行うことが可能である。
The
The
照射装置522Bは、紫外線又はプラズマの照射によりポリシラザン層を改質するようになっている。
なお、以上のようなチャンバー522A及び照射装置522Bとしては、従来公知のものを用いることができる。
以下、改質部522によって行われる改質処理について説明する。
The
As the
Hereinafter, the reforming process performed by the reforming
<2−3−3(1).ポリシラザンの改質>
本発明におけるポリシラザンの改質とは、ポリシラザン化合物の一部又は全部を、酸化ケイ素又は酸化窒化ケイ素へ転化する反応をいう。
この改質処理では、フィルム基材10への適応という観点から、より低温での転化反応が可能となるよう、紫外光を使う転化反応が好適に用いられる。
<2-3-3 (1). Modification of polysilazane>
The modification of polysilazane in the present invention refers to a reaction that converts part or all of a polysilazane compound into silicon oxide or silicon oxynitride.
In this modification treatment, from the viewpoint of adaptation to the
<2−3−3(2).真空紫外光照射処理>
本発明におけるガスバリアーフィルム製造装置5において、水分が取り除かれたポリシラザン塗膜(ポリシラザン層)は紫外光照射による処理で改質される。紫外線(紫外光と同義)によって生成されるオゾンや活性酸素原子は高い酸化能力を有しており、低温で高い緻密性と絶縁性を有する酸化ケイ素膜又は酸化窒化ケイ素膜を形成することが可能である。
<2-3-3 (2). Vacuum ultraviolet light irradiation treatment>
In the gas barrier film manufacturing apparatus 5 in the present invention, the polysilazane coating film (polysilazane layer) from which moisture has been removed is modified by treatment with ultraviolet light irradiation. Ozone and active oxygen atoms generated by ultraviolet light (synonymous with ultraviolet light) have high oxidation ability, and can form silicon oxide films or silicon oxynitride films with high density and insulation at low temperatures. It is.
この紫外光照射により、セラミックス化に寄与するO2とH2Oや、紫外線吸収剤、ポリシラザン自身が励起、活性化される。そして、励起したポリシラザンのセラミックス化が促進され、得られるセラミックス膜、つまり第2のガスバリアー層12が緻密になる。紫外光照射は、塗膜形成後であればいずれの時点で実施しても有効である。
This ultraviolet light irradiation excites and activates O 2 and H 2 O, UV absorbers, and polysilazane itself that contribute to ceramicization. And the ceramicization of the excited polysilazane is promoted, and the resulting ceramic film, that is, the second
本発明に適用可能な真空紫外光照射処理として、常用されているいずれの紫外線発生装置を使用することも可能である。なお、本発明でいう紫外光とは、一般には、真空紫外光と呼ばれる10〜200nmの波長を有する電磁波を含む紫外光をいう。 As a vacuum ultraviolet light irradiation treatment applicable to the present invention, any commonly used ultraviolet ray generator can be used. In addition, the ultraviolet light as used in the field of this invention generally means the ultraviolet light containing the electromagnetic wave which has a wavelength of 10-200 nm called vacuum ultraviolet light.
真空紫外光の照射は、照射される改質前のポリシラザン層を担持しているフィルム基材10がダメージを受けない範囲で、照射強度や照射時間を適宜設定することが好ましい。
フィルム基材10としてプラスチックフィルムを用いた場合を例にとると、照射装置522Bの光源として2kW(80W/cm×25cm)のランプを用い、フィルム基材10の表面の強度が20〜300mW/cm2、好ましくは50〜200mW/cm2の範囲内になるように、基材−紫外線照射ランプ間の距離を設定し、0.1秒〜10分間の範囲内で照射を行うことができる。
In the irradiation with vacuum ultraviolet light, it is preferable to appropriately set the irradiation intensity and the irradiation time within a range in which the
Taking the case where a plastic film is used as the
一般に、紫外線照射処理時のフィルム基材10の温度が150℃以上になると、フィルム基材10がプラスチックフィルム等である場合には、フィルム基材10が変形したりその強度が劣化したりするなど、フィルム基材10の特性が損なわれることになる。しかしながら、ポリイミド等の耐熱性の高いフィルムなどの場合には、より高温での改質処理が可能である。したがって、この紫外線照射時の基材温度としては、一般的な上限はなく、フィルム基材10の種類によって当業者が適宜設定することができる。
In general, when the temperature of the
このような紫外線の発生手段、つまり光源としては、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、エキシマランプ、UV光レーザー等が挙げられるが、特に限定されない。また、発生させた紫外線を、改質前のポリシラザン層に照射する際には、効率向上と均一な照射を達成する観点から、発生源からの紫外線を反射板で反射させてからポリシラザン層に当てることが望ましい。
紫外線照射は、バッチ処理にも連続処理にも適合可能であり、使用するフィルム基材10の形状によって適宜選定することができる。ポリシラザン層を有するフィルム基材10が長尺のフィルムである場合には、これを搬送させながら上記のような紫外線発生源を具備した乾燥ゾーンで連続的に紫外線を照射することにより、セラミックス化することができる。紫外線照射に要する時間は、使用するフィルム基材10やポリシラザン改質層(ポリシラザン層、第2のガスバリアー層12)の組成、濃度にもよるが、一般に0.1秒〜10分、好ましくは0.5秒〜3分の範囲内である。
Examples of such ultraviolet ray generating means, that is, a light source include, but are not limited to, a metal halide lamp, a high-pressure mercury lamp, a low-pressure mercury lamp, a xenon arc lamp, a carbon arc lamp, an excimer lamp, and a UV light laser. In addition, when the polysilazane layer before modification is irradiated with the generated ultraviolet light, the ultraviolet light from the generation source is reflected by the reflector and then applied to the polysilazane layer from the viewpoint of improving efficiency and uniform irradiation. It is desirable.
The ultraviolet irradiation can be adapted to both batch processing and continuous processing, and can be appropriately selected depending on the shape of the
以上のように、本発明における好ましいポリシラザン層の改質処理方法は、真空紫外光照射による処理である。ここで、真空紫外光照射による処理は、ポリシラザン化合物内の原子間結合力より大きい100〜200nmの光エネルギーを用い、好ましくは100〜180nmの波長の光のエネルギーを用い、原子の結合を光量子プロセスと呼ばれる光子のみの作用により、直接切断しながら活性酸素やオゾンによる酸化反応を進行させることで、比較的低温で酸化ケイ素膜の形成を行う方法である。これに必要な真空紫外光源としては、希ガスエキシマランプが好ましく用いられる。
なお、Xe、Kr、Ar、Ne等の希ガスの原子は化学的に結合して分子を作らないため、不活性ガスと呼ばれる。しかし、放電等によりエネルギーを得た希ガスの原子(励起原子)は他の原子と結合して分子を作ることができる。
As described above, the preferred polysilazane layer modification method in the present invention is treatment by vacuum ultraviolet light irradiation. Here, the treatment by vacuum ultraviolet light irradiation uses light energy of 100 to 200 nm, preferably light energy having a wavelength of 100 to 180 nm, which is larger than the interatomic bonding force in the polysilazane compound, and bonds the atoms to the photon process. This is a method of forming a silicon oxide film at a relatively low temperature by causing an oxidation reaction with active oxygen or ozone to proceed while cutting directly by the action of photons only. As a vacuum ultraviolet light source required for this, a rare gas excimer lamp is preferably used.
Note that rare gas atoms such as Xe, Kr, Ar, and Ne are called inert gases because they are chemically bonded and do not form molecules. However, rare gas atoms (excited atoms) that have gained energy by discharge or the like can be combined with other atoms to form molecules.
<2−3−3(3).プラズマ処理>
また、本発明におけるガスバリアーフィルム製造装置5において、水分が取り除かれたポリシラザン塗膜(ポリシラザン層)はプラズマ照射による処理で改質されても良い。
本発明における改質処理として用いることのできるプラズマ処理には、容量結合プラズマ(CCP)、マグネトロン併用プラズマ(特開平11−61416号公報等)、誘導結合プラズマ(ICP)、マイクロ波プラズマ(特開2006−269151号公報又は特開2007−317499号公報等)などの公知の方法を用いることができるが、特許第4000830号公報、特許第4433680号公報に記載されたような大気圧若しくはその近傍でプラズマを形成するプラズマ処理装置も好ましく用いることができる。大気圧若しくはその近傍の圧力とは20〜110kPa程度であり、本発明に記載の良好な効果を得るためには、93〜104kPaが好ましい。大気圧プラズマCVD法は、真空下のプラズマCVD法に比べ、減圧にする必要がなく生産性が高いだけでなく、プラズマ密度が高密度であるために改質速度が速く、更には通常のCVD法の条件に比較して、大気圧下という高圧力条件では、ガスの平均自由工程が非常に短いため、極めて均質の改質効果が得られる。
大気圧プラズマ処理の場合は、放電ガスとしては窒素ガス又は周期表の第18属原子、具体的には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等が用いられる。これらの中でも窒素、ヘリウム、アルゴンが好ましく用いられ、特に窒素がコストも安く好ましい。
また、プラズマを発生させる雰囲気には、COやCO2、N2などのガスを添加しても良い。これらのガスはプラズマ中で150〜180nmの波長の光を強く発生させるため、プラズマによって形成されるラジカル、イオン、電子による改質に加え、強い真空紫外光による改質を同時に行うことができる。
<2-3-3 (3). Plasma treatment>
Moreover, in the gas barrier film manufacturing apparatus 5 in this invention, the polysilazane coating film (polysilazane layer) from which the water | moisture content was removed may be modified | reformed by the process by plasma irradiation.
Plasma treatment that can be used as the modification treatment in the present invention includes capacitively coupled plasma (CCP), magnetron combined plasma (JP-A-11-61416, etc.), inductively coupled plasma (ICP), and microwave plasma (JP 2006-269151 or JP-A-2007-317499, etc.) can be used, but at or near atmospheric pressure as described in Japanese Patent No. 4000830 and Japanese Patent No. 4433680 A plasma processing apparatus for forming plasma can also be preferably used. The atmospheric pressure or the pressure in the vicinity thereof is about 20 to 110 kPa, and 93 to 104 kPa is preferable in order to obtain a good effect described in the present invention. The atmospheric pressure plasma CVD method does not need to be reduced in pressure and has high productivity as compared with the plasma CVD method under vacuum, and also has a high reforming speed due to high plasma density, and further, normal CVD. Compared with the conditions of the method, under the high pressure condition under atmospheric pressure, the mean free path of gas is very short, so that a very homogeneous reforming effect can be obtained.
In the case of atmospheric pressure plasma treatment, nitrogen gas or 18th group atom of the periodic table, specifically helium, neon, argon, krypton, xenon, radon or the like is used as the discharge gas. Among these, nitrogen, helium, and argon are preferably used, and nitrogen is particularly preferable because of low cost.
Further, a gas such as CO, CO 2 , or N 2 may be added to the atmosphere for generating plasma. Since these gases strongly generate light having a wavelength of 150 to 180 nm in plasma, in addition to modification by radicals, ions, and electrons formed by plasma, modification by strong vacuum ultraviolet light can be simultaneously performed.
<3.ガスバリアーフィルムの製造方法>
続いて、以上のガスバリアーフィルム製造装置5を用いたガスバリアーフィルム1の製造方法について説明する。
<3. Manufacturing method of gas barrier film>
Then, the manufacturing method of the
まず、搬送装置50がフィルム基材10を搬送方向Xに搬送した状態で、当該フィルム基材10の上面に対し、第1ガスバリアー層形成装置51が第1のガスバリアー層11を形成する(第1ガスバリアー層形成工程)。
First, in a state where the
次に、フィルム基材10の上面のうち、第1のガスバリアー層11が形成された領域に対し、第2ガスバリアー層形成装置52が第2のガスバリアー層12を形成する(第2ガスバリアー層形成工程)。
Next, the second gas barrier
具体的には、この第2ガスバリアー層形成工程では、まず液滴塗布部520が、少なくとも酸素を含む雰囲気下で、静電塗布法によりポリシラザン塗布液120を液滴化してフィルム基材10の上面に塗布する(液滴塗布工程)。次に、乾燥部521が、フィルム基材10の上面に塗布された塗布液、つまり塗膜を乾燥させてポリシラザン層を形成する(乾燥工程)。次に、改質部522が、低酸素濃度の雰囲気下でポリシラザン層に紫外線照射又はプラズマ照射を行うことで、ポリシラザン層を改質して第2のガスバリアー層12とする(改質工程)。
Specifically, in the second gas barrier layer forming step, first, the
そして、以上の第1ガスバリアー層形成工程と、第2ガスバリアー層形成工程とがフィルム基材10の各領域に対し、この順で行われることにより、長さ方向の全域にわたってフィルム基材10の上面に第1のガスバリアー層11と第2のガスバリアー層12とが形成され、ガスバリアーフィルム1が製造される。
And the above-mentioned 1st gas barrier layer formation process and the 2nd gas barrier layer formation process are performed in this order with respect to each area | region of the
<4.ガスバリアーフィルムが適用される電子デバイス>
本発明のガスバリアーフィルム1は、有機素子デバイス用フィルムとして使用することが好ましい。有機素子デバイスとしては、有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子と略記する)、有機光電変換素子、液晶素子などが挙げられる。
<4. Electronic device to which gas barrier film is applied>
The
〈電子デバイスとしての有機ELパネル〉
本発明のガスバリアーフィルム1は、太陽電池、液晶表示素子、有機EL素子等を封止する封止フィルムとして用いることができる。
<Organic EL panel as an electronic device>
The
このガスバリアーフィルム1を封止フィルムとして用いた電子デバイスである有機ELパネルPの一例を図5に示す。
An example of the organic EL panel P which is an electronic device using the
有機ELパネルPは、図5に示すように、ガスバリアーフィルム1と、ガスバリアーフィルム1上に形成されたITOなどの透明電極100と、透明電極100を介してガスバリアーフィルム1上に形成された電子デバイス本体である有機EL素子101と、その有機EL素子101を覆うように接着剤層103を介して配設された対向フィルム102等を備えている。なお、透明電極100は、有機EL素子101の一部を成すこともある。
As shown in FIG. 5, the organic EL panel P is formed on the
このガスバリアーフィルム1における第2のガスバリアー層12側の表面に、透明電極100と有機EL素子101が形成されるようになっている。
A
この有機ELパネルPにおいては、有機EL素子101が水蒸気に晒されないようにガスバリアーフィルム1によって好適に封止されており、劣化し難くなっているので、有機ELパネルPを長く使用することが可能になり、有機ELパネルPの寿命が延びる。
In this organic EL panel P, since the
なお、対向フィルム102は、アルミ箔などの金属フィルムのほか、本発明に係るガスバリアーフィルムを用いてもよい。対向フィルム102としてガスバリアーフィルムを用いる場合、第2のガスバリアー層12が形成された面を有機EL素子101に向けて、接着剤層103によって貼付するようにすればよい。
The
以上、本実施の形態によれば、少なくとも酸素を含む雰囲気下で樹脂製のフィルム基材10の一方の面に対し、ポリシラザン塗布液120を液滴化して塗布するので、ポリシラザンを雰囲気中のO2等に積極的に接触させてフィルム基材10に着弾させることができる。したがって、フィルム基材10に塗布されたポリシラザン塗布液120を乾燥させてポリシラザン層を形成することにより、当該ポリシラザン層内のポリシラザンを、水素結合などでO2と結合した状態にすることができる。よって、このように形成されたポリシラザン層に対して改質処理を行うことにより、仮にこの改質処理において紫外線エネルギーやプラズマエネルギー(あるいは紫外線やプラズマにより発生するイオン、ラジカル)の最初の到達位置、つまり最表面から順にポリシラザン層の改質が進んでガスバリアー性が高くなる場合であっても、最表面よりも内側の領域(フィルム基材10側の領域)ではポリシラザンにO2が供給され、不安定ポリシラザンの形成が防止されることとなる。したがって、従来と異なり、微量なH2Oが第2のガスバリアー層12の最表面などを透過して不安定ポリシラザンと反応するのを防止することができるため、ガスバリアーフィルム1の性能が劣化してしまうのを防止し、湿熱耐性を向上させることができる。
また、O2雰囲気でプラズマや紫外線を照射してO2を積極的に供給しつつポリシラザン層を改質する場合と異なり、プラズマや紫外線のエネルギーがO2で吸収されてしまうことがないため、ポリシラザン層を確実に改質してガスバリアー性を向上させるとともに、処理時間を短縮することができる。
As described above, according to the present embodiment, since the
In addition, unlike the case of modifying the polysilazane layer while actively supplying O 2 by irradiating plasma or ultraviolet light in an O 2 atmosphere, the energy of plasma or ultraviolet light is not absorbed by O 2 . The polysilazane layer can be reliably modified to improve the gas barrier property and the processing time can be shortened.
また、液滴塗布工程では微量溶媒塗布法によりポリシラザン塗布液120を塗布するので、液滴を分散させて均一に塗布することができる。また、溶媒を揮発させながら液滴の液滴を基材に供給することで液滴径を小さくすることができるため、液滴中の溶質の濃度が高まり、かつ、液滴の比表面積が大きくなる。よって、各液滴中のポリシラザンを雰囲気中のO2等に確実に接触させてフィルム基材10に着弾させることができるため、湿熱耐性を確実に向上させることができる。また、液滴を分散させて均一に塗布することで、層厚の均一なポリシラザン層、ひいては第2のガスバリアー層12を形成することができるため、第2のガスバリアー層12の層厚が不均一な場合と比較して、ガスバリアー性を向上させることができる。
In addition, since the
また、液滴塗布工程では微量溶媒塗布法の静電塗布法によりポリシラザン塗布液120を塗布するので、液滴を確実に分散させていっそう均一に塗布することができる。したがって、液滴中のポリシラザンを雰囲気中のO2等により確実に接触させてフィルム基材10に着弾させることができるため、湿熱耐性をいっそう確実に向上させることができる。また、液滴を分散させて均一に塗布することで、層厚の均一なポリシラザン層、ひいては第2のガスバリアー層12を形成することができるため、第2のガスバリアー層12の層厚が不均一な場合と比較して、ガスバリアー性をいっそう向上させることができる。
In addition, since the
また、第2のガスバリアー層12の層厚を50nm以上に形成するので、ガスバリアーフィルム1のガスバリアー性能をいっそう向上させることができる。なお、このように第2のガスバリアー層12の層厚を50nm以上に形成すると、ポリシラザン層を改質して第2のガスバリアー層12とするときに、ポリシラザン層の内部のポリシラザンに対してO2が十分に供給されないおそれが生じるものの、本発明においては、上述のように、液滴塗布工程においてポリシラザン塗布液120中のポリシラザンを雰囲気中のO2等に積極的に接触させてフィルム基材10に着弾させることができ、不安定ポリシラザンの形成を防止することができるため、第2のガスバリアー層12の層厚を大きくすることによるデメリットを無くすことができる。
Moreover, since the thickness of the second
また、液滴塗布工程よりも前に、フィルム基材10の上面に対し、水蒸気透過度が1×10−1g/m2/24h以下の第1のガスバリアー層11を形成するので、ガスバリアーフィルム1のガスバリアー性能をいっそう向上させることができる。なお、このように第1のガスバリアー層11を形成すると、ポリシラザン層を改質して第2のガスバリアー層12とするときに、フィルム基材10側からポリシラザン層へのO2の供給が妨げられることとなるものの、本発明においては、上述のように、液滴塗布工程においてポリシラザン塗布液120中のポリシラザンを雰囲気中のO2等に積極的に接触させてフィルム基材10に着弾させることができ、不安定ポリシラザンの形成を防止することができるため、第1のガスバリアー層11の形成によるデメリットを無くすことができる。
Moreover, before the droplet applying process, with respect to the upper surface of the
[変形例]
続いて、上記実施形態の変形例について説明する。なお、上記の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Modification]
Then, the modification of the said embodiment is demonstrated. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to said embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
図2に示すように、本変形例におけるガスバリアーフィルム製造装置5Aは、液滴塗布装置6の代わりに液滴塗布装置6Aを備えている。
この液滴塗布装置6Aは、ESDUS法を用いてポリシラザン塗布液120を塗布するようになっている。ここで、ESDUS法とは、材料が溶媒に溶解又は分散する溶液のエアロゾルを形成し、当該エアロゾルを加熱して噴霧し、基材上に薄膜層を形成する方法である。溶液中の材料濃度が極めて低い場合であっても薄膜の形成が可能であることが、ESDUS法の特徴の一つである。
As shown in FIG. 2, the gas barrier film manufacturing apparatus 5 </ b> A in the present modification includes a
This
液滴塗布装置6Aは、例えば図6に示すように、平坦な支持体67Aを備えている。
この支持体67Aは、フィルム基材10を裏面側から支持するものである。この支持体67Aは、チャンバー65Aの内部に配設されている。
The
The
チャンバー65Aは、支持体67Aに支持されたフィルム基材10の表面(支持体67Aとは反対側の面)との対向位置に開口を有しており、この開口には、筒状のチャンバー64Aの一端が挿入されている。
The
チャンバー64Aは、加熱部66Aによって内部が加熱されるようになっている。このチャンバー64Aは、無底筒状(両端の開口した筒状)に形成されており、一方の端部における開口部が先細りになってチャンバー65A内に挿入され、フィルム基材10に対向している。また、チャンバー64Aの他方の端部における開口部には、ガス供給部61A及び溶液供給部62Aに接続されたエアロゾル形成部63Aが嵌め込まれている。
The inside of the
ガス供給部61Aは、搬送ガスをエアロゾル形成部63Aに供給するものである。ただし、このガス供給部61Aは、チャンバー64Aに対しても直接、搬送ガスを供給することとしても良い。搬送ガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウム、空気等のガスを用いることができる。
溶液供給部62Aは、ポリシラザン塗布液120を貯蔵し、エアロゾル形成部63Aに送液するものである。
The
The
エアロゾル形成部63Aは、供給されたポリシラザン塗布液120を液体粒子として搬送ガス中に浮遊させ、エアロゾルを形成する。このようなエアロゾル形成部63Aによるエアロゾルの形成手段としては特に限定されず、従来公知の手段を用いることができる。例えば、エアロゾル形成部63Aが溶液と搬送ガスを混合後、噴霧器から高速噴射することでエアロゾルを形成してもよいし、超音波振動子を用いて溶液を微粒子化し、搬送ガス中に浮遊させてエアロゾルを形成してもよい。
The
以上の液滴塗布装置6Aにおいては、エアロゾル形成部63Aがエアロゾルを形成してチャンバー64A内に噴霧すると、噴霧されたエアロゾルが搬送ガス(エアロゾル形成部63Aにおいてエアロゾル形成に用いられた搬送ガスか、あるいはチャンバー64Aに直接供給された搬送ガス)によって搬送され、加熱部66Aによって加熱されたチャンバー64A内を通過する。このとき、エアロゾル粒子中の溶媒が気化し、有機材料の微粒子が生成される。有機材料の微粒子は、搬送ガスによってさらにチャンバー65A内へと搬送され、フィルム基材10上に付着し、ポリシラザン塗布液120の塗布膜が形成される。ただし、このようなESDUS法を用いた液滴塗布装置6Aにおいても、ESD法を適用してエアロゾル粒子とフィルム基材10とをそれぞれ逆の特性に帯電させて、エアロゾルを噴霧してもよい。この場合には、電荷の反発によっていっそう微粒子化が可能となる。
In the
以上のような液滴塗布装置6Aを有するガスバリアーフィルム製造装置5Aによっても、上記実施形態におけるガスバリアーフィルム製造装置5と同様の効果を得ることができる。
The same effect as the gas barrier film manufacturing apparatus 5 in the above embodiment can also be obtained by the gas barrier film manufacturing apparatus 5A having the
なお、上記の実施の形態や変形例におけるガスバリアーフィルム1の各構成要素の細部構成や、ガスバリアーフィルム製造装置5の各構成要素の細部構成及び細部動作に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。
It should be noted that the detailed configuration of each component of the
例えば、上記の実施形態や変形例においては、液滴塗布部520(液滴塗布装置6,6A)がポリシラザン塗布液120を微量溶媒塗布法によりフィルム基材10の上面に塗布することとして説明したが、2流体スプレー法などでスプレー塗布することとしても良い。この場合にも、液滴を分散させて均一に塗布することができるため、層厚の均一なポリシラザン層、ひいては第2のガスバリアー層12を形成することができる。したがって、第2のガスバリアー層12の層厚が不均一な場合と比較して、ガスバリアー性を向上させることができる。ここで、ポリシラザン塗布液120をスプレー塗布する場合には、ポリシラザン塗布液120を加熱乾燥しつつスプレー塗布することが好ましい。この場合には、液滴の粒径をいっそう小さくし、より積極的にポリシラザンを雰囲気中のO2等に接触させてフィルム基材10に着弾させることができる。したがって、不安定ポリシラザンの形成を確実に防止することができるため、ガスバリアーフィルム1の性能が劣化してしまうのを確実に防止し、湿熱耐性をいっそう向上させることができる。2流体スプレー塗布の方法としては、例えば特開2001−297876の図1に開示される通り、ノズルから溶液を霧状にして基材に吹き付けて成膜する方法を用いることができる。2流体スプレー法で生成した液滴を更に微細化する方法としては、特許3541294号に記載の方法(液滴を加熱乾燥して溶媒を気化させる方法)や、上述の静電塗布法(ESD法)を用いることができる。2流体スプレー法により均一で平坦な薄膜を形成するためには、ノズルから噴霧される液滴の単位体積当りの数、及び液滴の大きさのばらつきが少ない方が好ましい。なお塗布液の噴霧は、基材とノズルとの相対位置を一定に保った状態で行ってもよく、また基材とノズルとの少なくとも一方を移動させることにより、基材とノズルとの相対位置を変動させながら行ってもよい。
For example, in the above-described embodiments and modifications, the liquid droplet application unit 520 (the liquid
また、第1のガスバリアー層11及び第2のガスバリアー層12がフィルム基材10の一方の面(上面)に形成されることとして説明したが、両方の面(上面及び下面)に形成されることとしても良い。
In addition, the first
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、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「質量部」あるいは「質量%」を表す。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, although the display of "part" or "%" is used in an Example, unless otherwise indicated, "part by mass" or "mass%" is represented.
<ガスバリアーフィルムの作製>
[基材の準備]
フィルム基材として、両面に易接着加工された厚さ125μmのポリエステルフィルム(帝人デュポンフィルム株式会社製、極低熱収PET Q83)を用い、下記に示すように、このフィルム基材の片面にブリードアウト防止層を、反対面に平滑層を形成したものをガスバリアーフィルムの「基材」として作製した。この基材のガスバリアー性能(水蒸気透過度)を、後述の「水蒸気透過度Aの測定」,[水蒸気透過度Bの測定]と同様の方法で測定したところ、いずれの方法によっても水蒸気透過度は1g/m2/24hであった。
<Production of gas barrier film>
[Preparation of substrate]
As a film substrate, a 125 μm thick polyester film (extra-low heat yield PET Q83, manufactured by Teijin DuPont Films Ltd.) with easy adhesion processing on both sides was used. An out-prevention layer having a smooth layer formed on the opposite surface was produced as a “substrate” of the gas barrier film. The gas barrier performance (water vapor permeability) of this substrate was measured by the same method as described later in “Measurement of water vapor permeability A” and [Measurement of water vapor permeability B]. was 1g /
《ブリードアウト防止層の形成》
上記フィルム基材の片面に、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OPSTAR Z7535を、乾燥後の層厚が4μmになる条件でダイコーターにより塗布した後、乾燥条件80℃、3分間の乾燥を行い、空気雰囲気下で高圧水銀ランプを使用し、硬化条件1.0J/cm2で硬化処理を行い、ブリードアウト防止層を形成した。
<Formation of bleed-out prevention layer>
A UV curable organic / inorganic hybrid hard coat material OPSTAR Z7535 manufactured by JSR Corporation was applied to one side of the film substrate by a die coater under a condition that the layer thickness after drying was 4 μm, and then dried at 80 ° C., 3 ° C. Drying was performed for minutes, and a high pressure mercury lamp was used in an air atmosphere, and curing treatment was performed under curing conditions of 1.0 J / cm 2 to form a bleed-out prevention layer.
《平滑層の形成》
次いで、上記フィルム基材の反対面に、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OPSTAR Z7501を、乾燥後の層厚が4μmになる条件でダイコーターにより塗布した後、乾燥条件80℃、3分間の乾燥を行い、空気雰囲気下で高圧水銀ランプを使用し、硬化条件1.0J/cm2で硬化処理を行い、平滑層を形成した。得られた平滑層の最大断面高さRt(p)は16nmであった。この最大断面高さ(表面粗さ)は、AFM(原子間力顕微鏡)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。
<Smooth layer formation>
Next, a UV curable organic / inorganic hybrid hard coat material OPSTAR Z7501 manufactured by JSR Corporation was applied to the opposite surface of the film substrate with a die coater under the condition that the layer thickness after drying was 4 μm, and then the drying condition 80 Drying was performed at 3 ° C. for 3 minutes, and a high pressure mercury lamp was used in an air atmosphere, and a curing treatment was performed under curing conditions of 1.0 J / cm 2 to form a smooth layer. The obtained smooth layer had a maximum cross-sectional height Rt (p) of 16 nm. This maximum cross-sectional height (surface roughness) is calculated from an uneven cross-sectional curve continuously measured with a detector having a stylus with a minimum tip radius using an AFM (Atomic Force Microscope). The measurement was performed a number of times in a section having a measurement direction of 30 μm with a stylus, and the average roughness related to the amplitude of fine irregularities was obtained.
[ガスバリアーフィルム(1)の作製]
(ポリシラザン塗布液の調製)
無触媒のパーヒドロポリシラザンを20質量%含むジブチルエーテル溶液(アクアミカ NN120−20;AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製)と、5質量%のアミン触媒(N,N,N’,N’−テトラメチル−1,6−ジアミノヘキサン)及び20質量%のパーヒドロポリシラザンを含むジブチルエーテル溶液(アクアミカ NAX120−20;AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製)と、を4:1の比率で混合し、さらに塗布液の固形分が10質量%になるようにジブチルエーテルでポリシラザン塗布液を調製した。得られた塗布液は、アミン触媒が1質量%(固形分)であった。
[Production of gas barrier film (1)]
(Preparation of polysilazane coating solution)
Dibutyl ether solution containing 20% by mass of non-catalytic perhydropolysilazane (Aquamica NN120-20; manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.) and 5% by mass of amine catalyst (N, N, N ′, N′-tetramethyl- 1,6-diaminohexane) and a dibutyl ether solution containing 20% by mass of perhydropolysilazane (AQUAMICA NAX120-20; manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.) at a ratio of 4: 1, A polysilazane coating solution was prepared with dibutyl ether so that the solid content was 10% by mass. The obtained coating liquid was 1% by mass (solid content) of the amine catalyst.
(ポリシラザン塗布液の塗布、乾燥)
上記で調製したポリシラザン塗布液を、乾燥後の層厚が100nmとなる条件で基材の平滑層上に塗布し、酸素濃度21%の雰囲気で100℃で2分間乾燥させて、ポリシラザン層を設けた試料を得た。塗布にはスピンコーターを用い、常温で塗布を行った。
(Application of polysilazane coating solution, drying)
The polysilazane coating solution prepared above is applied on the smooth layer of the substrate under the condition that the layer thickness after drying is 100 nm, and dried at 100 ° C. for 2 minutes in an atmosphere with an oxygen concentration of 21% to provide a polysilazane layer. A sample was obtained. The application was performed at room temperature using a spin coater.
(改質処理)
ポリシラザン層を形成した上記試料を、以下の改質処理装置の稼動ステージ上に固定した後、以下の条件で改質処理を行ってポリシラザン層をガスバリアー層(上記実施形態における第2のガスバリアー層)とし、ガスバリアーフィルム(1)を作製した。なお、改質処理条件における「Pass数」とは、ポリシラザン層の改質にあたって試料がエキシマ光(紫外線)の照射領域を通過する回数である。
(Modification process)
The sample on which the polysilazane layer is formed is fixed on the operation stage of the following reforming treatment apparatus, and then the reforming treatment is performed under the following conditions to form the polysilazane layer as a gas barrier layer (second gas barrier in the above embodiment). Gas barrier film (1). The “Pass number” in the modification treatment condition is the number of times that the sample passes through the excimer light (ultraviolet) irradiation region in modifying the polysilazane layer.
《改質処理装置》
装置 :株式会社 エム・ディ・コム製エキシマ照射装置MODEL:MECL−M−1−200
波長 :172nm
ランプ封入ガス:Xe
《Reforming treatment equipment》
Apparatus: Ex D irradiation apparatus MODEL manufactured by M.D. Com: MECL-M-1-200
Wavelength: 172 nm
Lamp filled gas: Xe
《改質処理条件》
エキシマ光強度 :130mW/cm2(172nm)
試料と光源の距離 :1mm
ステージ加熱温度 :70℃
照射装置内の酸素濃度:0.1%
フィルムの搬送速度 :0.6m/min
Pass数 :1回
エキシマ照射時間 :5秒
1Passでポリシラザン塗膜に照射されるエネルギー:3.0J/cm2
<Reforming treatment conditions>
Excimer light intensity: 130 mW / cm 2 (172 nm)
Distance between sample and light source: 1mm
Stage heating temperature: 70 ° C
Oxygen concentration in the irradiation device: 0.1%
Film transport speed: 0.6 m / min
Pass number: 1 time Excimer irradiation time: 5 seconds Energy irradiated to polysilazane coating film at 1 Pass: 3.0 J / cm 2
[ガスバリアーフィルム(2)の作製]
(ポリシラザン塗布液の調製)
無触媒のパーヒドロポリシラザンを20質量%含むジブチルエーテル溶液(アクアミカ NN120−20;AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製)と、5質量%のアミン触媒(N,N,N’,N’−テトラメチル−1,6−ジアミノヘキサン)及び20質量%のパーヒドロポリシラザンを含むジブチルエーテル溶液(アクアミカ NAX120−20;AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製)と、を4:1の比率で混合し、さらに塗布液の固形分が1.0質量%になるようにジブチルエーテルでポリシラザン塗布液を調製した。得られた塗布液は、アミン触媒が1質量%(固形分)であった。
[Production of gas barrier film (2)]
(Preparation of polysilazane coating solution)
Dibutyl ether solution containing 20% by mass of non-catalytic perhydropolysilazane (Aquamica NN120-20; manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.) and 5% by mass of amine catalyst (N, N, N ′, N′-tetramethyl- 1,6-diaminohexane) and a dibutyl ether solution containing 20% by mass of perhydropolysilazane (AQUAMICA NAX120-20; manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.) at a ratio of 4: 1, A polysilazane coating solution was prepared with dibutyl ether so that the solid content was 1.0% by mass. The obtained coating liquid was 1% by mass (solid content) of the amine catalyst.
(ポリシラザン塗布液の塗布、乾燥、改質)
上記で調製したポリシラザン塗布液を、ガスバリアーフィルム(1)と同様の基材の平滑層上に、以下の塗布条件で塗布し、酸素濃度21%の雰囲気で100℃で2分間乾燥させて、ポリシラザン層を設けた試料を得た。塗布には、旭サナック株式会社製の2流体スプレー成膜装置を用いた。
その後、ガスバリアーフィルム(1)と同様にして改質処理を行い、ガスバリアーフィルム(2)を作製した。
(Application of polysilazane coating solution, drying, modification)
The polysilazane coating solution prepared above was applied on the same smooth layer as the gas barrier film (1) under the following coating conditions and dried at 100 ° C. for 2 minutes in an atmosphere with an oxygen concentration of 21%. A sample provided with a polysilazane layer was obtained. For the application, a two-fluid spray film forming apparatus manufactured by Asahi Sunac Corporation was used.
Thereafter, the modification treatment was performed in the same manner as the gas barrier film (1) to produce the gas barrier film (2).
《塗布条件(2流体スプレー法)》
ノズルからのスプレー流量 :1.50g/min
送液時のエアー圧力 :0.1MPa
ノズルと基材との相対速度 :0.5m/sec
ノズルの噴霧口から基材までの距離:50mm
塗布雰囲気の酸素濃度 :21%
塗布雰囲気の温度 :25℃
<< Application conditions (two-fluid spray method) >>
Spray flow rate from nozzle: 1.50 g / min
Air pressure during liquid feeding: 0.1 MPa
Relative speed between nozzle and substrate: 0.5m / sec
Distance from nozzle spray port to substrate: 50 mm
Oxygen concentration in the coating atmosphere: 21%
Temperature of application atmosphere: 25 ° C
[ガスバリアーフィルム(3)の作製]
(ポリシラザン塗布液の調製)
無触媒のパーヒドロポリシラザンを20質量%含むジブチルエーテル溶液(アクアミカ NN120−20;AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製)と、5質量%のアミン触媒(N,N,N’,N’−テトラメチル−1,6−ジアミノヘキサン)及び20質量%のパーヒドロポリシラザンを含むジブチルエーテル溶液(アクアミカ NAX120−20;AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製)と、を4:1の比率で混合し、さらに塗布液の固形分が1.0質量%になるようにジブチルエーテルでポリシラザン塗布液を調製した。得られた塗布液は、アミン触媒が1質量%(固形分)であった。
[Production of gas barrier film (3)]
(Preparation of polysilazane coating solution)
Dibutyl ether solution containing 20% by mass of non-catalytic perhydropolysilazane (Aquamica NN120-20; manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.) and 5% by mass of amine catalyst (N, N, N ′, N′-tetramethyl- 1,6-diaminohexane) and a dibutyl ether solution containing 20% by mass of perhydropolysilazane (AQUAMICA NAX120-20; manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.) at a ratio of 4: 1, A polysilazane coating solution was prepared with dibutyl ether so that the solid content was 1.0% by mass. The obtained coating liquid was 1% by mass (solid content) of the amine catalyst.
(ポリシラザン塗布液の塗布、乾燥、改質)
上記で調製したポリシラザン塗布液を、ガスバリアーフィルム(1)と同様の基材の平滑層上に、以下の塗布条件で塗布し、酸素濃度21%の雰囲気で100℃で2分間乾燥させて、ポリシラザン層を設けた試料を得た。塗布には、ESDUS法を用いた液滴塗布装置を用いた。
その後、ガスバリアーフィルム(1)と同様にして改質処理を行い、ガスバリアーフィルム(3)を作製した。
(Application of polysilazane coating solution, drying, modification)
The polysilazane coating solution prepared above was applied on the same smooth layer as the gas barrier film (1) under the following coating conditions and dried at 100 ° C. for 2 minutes in an atmosphere with an oxygen concentration of 21%. A sample provided with a polysilazane layer was obtained. For coating, a droplet coating apparatus using the ESDUS method was used.
Thereafter, a modification treatment was performed in the same manner as in the gas barrier film (1) to produce a gas barrier film (3).
《塗布条件(ESDUS法)》
ノズルからのスプレー流量 :1.50g/min
送液時のエアー圧力 :0.1MPa
ノズルと基材との相対速度 :0.5m/sec
ノズルの噴霧口から基材までの距離:50mm
塗布雰囲気の酸素濃度 :21%
塗布雰囲気の温度 :70℃
<< Application conditions (ESDUS method) >>
Spray flow rate from nozzle: 1.50 g / min
Air pressure during liquid feeding: 0.1 MPa
Relative speed between nozzle and substrate: 0.5m / sec
Distance from nozzle spray port to substrate: 50 mm
Oxygen concentration in the coating atmosphere: 21%
Temperature of coating atmosphere: 70 ° C
[ガスバリアーフィルム(4)の作製]
(ポリシラザン塗布液の調製)
無触媒のパーヒドロポリシラザンを20質量%含むジブチルエーテル溶液(アクアミカ NN120−20;AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製)と、5質量%のアミン触媒(N,N,N’,N’−テトラメチル−1,6−ジアミノヘキサン)及び20質量%のパーヒドロポリシラザンを含むジブチルエーテル溶液(アクアミカ NAX120−20;AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製)と、を4:1の比率で混合し、さらに塗布液の固形分が1.0質量%になるようにジブチルエーテルでポリシラザン塗布液を調製した。得られた塗布液は、アミン触媒が1質量%(固形分)であった。
[Production of gas barrier film (4)]
(Preparation of polysilazane coating solution)
Dibutyl ether solution containing 20% by mass of non-catalytic perhydropolysilazane (Aquamica NN120-20; manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.) and 5% by mass of amine catalyst (N, N, N ′, N′-tetramethyl- 1,6-diaminohexane) and a dibutyl ether solution containing 20% by mass of perhydropolysilazane (AQUAMICA NAX120-20; manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.) at a ratio of 4: 1, A polysilazane coating solution was prepared with dibutyl ether so that the solid content was 1.0% by mass. The obtained coating liquid was 1% by mass (solid content) of the amine catalyst.
(ポリシラザン塗布液の塗布、乾燥、改質)
上記で調製したポリシラザン塗布液を、ガスバリアーフィルム(1)と同様の基材の平滑層上に、以下の塗布条件で塗布し、酸素濃度21%の雰囲気で100℃で2分間乾燥させて、ポリシラザン層を設けた試料を得た。塗布には、ESD法を用いた液滴塗布装置を用いた。
その後、ガスバリアーフィルム(1)と同様にして改質処理を行い、ガスバリアーフィルム(4)を作製した。
(Application of polysilazane coating solution, drying, modification)
The polysilazane coating solution prepared above was applied on the same smooth layer as the gas barrier film (1) under the following coating conditions and dried at 100 ° C. for 2 minutes in an atmosphere with an oxygen concentration of 21%. A sample provided with a polysilazane layer was obtained. For coating, a droplet coating apparatus using an ESD method was used.
Thereafter, a modification treatment was performed in the same manner as in the gas barrier film (1) to produce a gas barrier film (4).
《塗布条件(ESD法)》
キャピラリーの噴霧口の内径 :40μm
キャピラリーへの送液速度 :10μl/min
噴霧口から基材までの距離 :5cm
キャピラリーと基材との間に印加された電圧:10kV
塗布雰囲気の酸素濃度 :21%
<< Application conditions (ESD method) >>
Inner diameter of capillary spray port: 40 μm
Liquid feeding speed to capillary: 10 μl / min
Distance from spray port to substrate: 5cm
Voltage applied between capillary and substrate: 10 kV
Oxygen concentration in the coating atmosphere: 21%
[ガスバリアーフィルム(5)の作製]
ガスバリアーフィルム(1)と同様の基材の平滑層上に、以下の成膜条件でプラズマCVD法によりガスバリアー層(上記実施形態における第1のガスバリアー層)を形成した。
その後、ガスバリアーフィルム(1)と同様にして、当該バリアー層上にポリシラザンの層を形成して改質し、ポリシラザン層をガスバリアー層(上記実施形態における第2のガスバリアー層)として、ガスバリアーフィルム(5)を作製した。なお、ポリシラザンの層の形成前に、基材とバリアー層との積層体のガスバリアー性能(水蒸気透過度)を、後述の「水蒸気透過度Aの測定」,[水蒸気透過度Bの測定]と同様の方法で測定したところ、いずれの方法によっても水蒸気透過度は0.05g/m2/24hであった。
[Production of gas barrier film (5)]
A gas barrier layer (the first gas barrier layer in the above embodiment) was formed on the smooth layer of the same substrate as the gas barrier film (1) by the plasma CVD method under the following film forming conditions.
Thereafter, in the same manner as the gas barrier film (1), a polysilazane layer is formed and modified on the barrier layer, and the polysilazane layer is used as a gas barrier layer (second gas barrier layer in the above-described embodiment). A barrier film (5) was produced. Before the formation of the polysilazane layer, the gas barrier performance (water vapor permeability) of the laminate of the base material and the barrier layer is determined by “measurement of water vapor permeability A” and “measurement of water vapor permeability B” described later. was measured by the same method, the water vapor transmission rate by either method was 0.05g / m 2 / 24h.
(CVD法による成膜条件)
真空プラズマCVD装置を用いて基材上に厚さ50nmのSiOC膜を成膜した。この真空プラズマCVD装置は、基材を下方から支持する平板状のサセプタと、サセプタと平行になるよう、サセプタ上方に配設された平板状のカソード電極とを備えており、カソード電極の下面に設けられた複数のノズルから原料ガス等を供給しつつ、カソード電極とサセプタとの間に電圧を印加することで、プラズマを発生させるようになっている。なお、カソード電極に電圧を印加する電源としては27.12MHzの高周波電源を用い、電極間距離(カソード電極とサセプタとの距離)を20mmとした。原料ガスとしては流量7.5sccmのヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)を用い、流量30sccmの酸素ガスとともに真空槽内へ導入した。また、成膜開始時の基材温度を100℃、成膜時の気圧を30Paに設定した。
続いて、同じ真空プラズマCVD装置を用いて、SiOC膜上に厚さ50nmのSiO2膜を成膜し、これらの膜(厚さ50nmのSiOC膜及び厚さ50nmのSiO2膜)によってガスバリアー層を形成した。電源としては27.12MHzの高周波電源を用い、電極間距離を20mmとした。原料ガスとしては流量7.5sccmのシランガスを用い、流量30sccmの酸素ガスとともに真空槽内へ導入した。また、成膜開始時の基材温度を100℃、成膜時の気圧を30Paに設定した。
(Deposition conditions by CVD method)
A SiOC film having a thickness of 50 nm was formed on the substrate using a vacuum plasma CVD apparatus. This vacuum plasma CVD apparatus includes a flat plate-like susceptor that supports a substrate from below, and a flat plate-like cathode electrode disposed above the susceptor so as to be parallel to the susceptor. Plasma is generated by applying a voltage between the cathode electrode and the susceptor while supplying source gas from a plurality of nozzles provided. As a power source for applying a voltage to the cathode electrode, a 27.12 MHz high frequency power source was used, and the distance between the electrodes (the distance between the cathode electrode and the susceptor) was 20 mm. Hexamethyldisiloxane (HMDSO) with a flow rate of 7.5 sccm was used as a source gas, and was introduced into the vacuum chamber together with an oxygen gas with a flow rate of 30 sccm. The substrate temperature at the start of film formation was set to 100 ° C., and the atmospheric pressure during film formation was set to 30 Pa.
Subsequently, using the same vacuum plasma CVD apparatus, a SiO 2 film having a thickness of 50 nm is formed on the SiOC film, and a gas barrier is formed by these films (a SiOC film having a thickness of 50 nm and a SiO 2 film having a thickness of 50 nm). A layer was formed. A 27.12 MHz high frequency power source was used as the power source, and the distance between the electrodes was 20 mm. Silane gas with a flow rate of 7.5 sccm was used as the source gas, and was introduced into the vacuum chamber together with oxygen gas with a flow rate of 30 sccm. The substrate temperature at the start of film formation was set to 100 ° C., and the atmospheric pressure during film formation was set to 30 Pa.
[ガスバリアーフィルム(6)の作製]
(ポリシラザン塗布液の調製)
無触媒のパーヒドロポリシラザンを20質量%含むジブチルエーテル溶液(アクアミカ NN120−20;AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製)と、5質量%のアミン触媒(N,N,N’,N’−テトラメチル−1,6−ジアミノヘキサン)及び20質量%のパーヒドロポリシラザンを含むジブチルエーテル溶液(アクアミカ NAX120−20;AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製)と、を4:1の比率で混合し、さらに塗布液の固形分が1.0質量%になるようにジブチルエーテルでポリシラザン塗布液を調製した。得られた塗布液は、アミン触媒が1質量%(固形分)であった。
[Production of gas barrier film (6)]
(Preparation of polysilazane coating solution)
Dibutyl ether solution containing 20% by mass of non-catalytic perhydropolysilazane (Aquamica NN120-20; manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.) and 5% by mass of amine catalyst (N, N, N ′, N′-tetramethyl- 1,6-diaminohexane) and a dibutyl ether solution containing 20% by mass of perhydropolysilazane (AQUAMICA NAX120-20; manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.) at a ratio of 4: 1, A polysilazane coating solution was prepared with dibutyl ether so that the solid content was 1.0% by mass. The obtained coating liquid was 1% by mass (solid content) of the amine catalyst.
(ポリシラザン塗布液の塗布、乾燥、改質)
上記で調製したポリシラザン塗布液を用いてポリシラザン層を以下のような塗布条件で形成した以外は、ガスバリアーフィルム(5)と同様にして、ガスバリアーフィルム(6)を作製した。塗布には、ESD法を用いた液滴塗布装置を用いた。
(Application of polysilazane coating solution, drying, modification)
A gas barrier film (6) was produced in the same manner as the gas barrier film (5) except that the polysilazane layer was formed using the polysilazane coating solution prepared above under the following coating conditions. For coating, a droplet coating apparatus using an ESD method was used.
《塗布条件(ESD法)》
キャピラリーの噴霧口の内径 :40μm
キャピラリーへの送液速度 :10μl/min
噴霧口から基材までの距離 :5cm
キャピラリーと基材との間に印加された電圧:10kV
塗布雰囲気の酸素濃度 :21%
<< Application conditions (ESD method) >>
Inner diameter of capillary spray port: 40 μm
Liquid feeding speed to capillary: 10 μl / min
Distance from spray port to substrate: 5cm
Voltage applied between capillary and substrate: 10 kV
Oxygen concentration in the coating atmosphere: 21%
[ガスバリアーフィルム(7)の作製]
スプレー時間を長くしてポリシラザン層の層厚を800nmにした以外は、ガスバリアーフィルム(6)と同様にして、ガスバリアーフィルム(7)を作製した。
[Production of gas barrier film (7)]
A gas barrier film (7) was produced in the same manner as the gas barrier film (6) except that the spraying time was increased and the thickness of the polysilazane layer was changed to 800 nm.
[ガスバリアーフィルム(8)の作製]
プラズマCVD法によるバリアー層の成膜条件を以下のようにした以外は、ガスバリアーフィルム(6)と同様にして、ガスバリアーフィルム(8)を作製した。なお、ポリシラザンの層の形成前に、基材とバリアー層との積層体のガスバリアー性能(水蒸気透過度)を、後述の「水蒸気透過度Aの測定」、[水蒸気透過度Bの測定]と同様の方法で測定したところ、いずれの方法によっても水蒸気透過度は0.005g/m2/24hであった。
[Production of gas barrier film (8)]
A gas barrier film (8) was produced in the same manner as the gas barrier film (6) except that the conditions for forming the barrier layer by plasma CVD were as follows. Before the formation of the polysilazane layer, the gas barrier performance (water vapor permeability) of the laminate of the base material and the barrier layer is determined by “measurement of water vapor permeability A” and “measurement of water vapor permeability B” described later. was measured by the same method, the water vapor transmission rate by any of the methods was 0.005g / m 2 / 24h.
(CVD法による成膜条件)
ガスバリアーフィルム(5)の作製に使用したものと同じ真空プラズマCVD装置を用いて基材上に厚さ50nmのSiOC膜を成膜した。電源としては27.12MHzの高周波電源を用い、電極間距離を20mmとした。原料ガスとしては流量7.5sccmのヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)を用い、流量30sccmの酸素ガスとともに真空槽内へ導入した。また、成膜開始時の基材温度を100℃、成膜時の気圧を30Paに設定した。
続いて、同じ真空プラズマCVD装置を用いて、SiOC膜上に厚さ50nmのSiO2膜を成膜した。電源としては27.12MHzの高周波電源を用い、電極間距離を20mmとした。原料ガスとしては流量7.5sccmのシランガスを用い、流量30sccmの酸素ガスとともに真空槽内へ導入した。また、成膜開始時の基材温度を100℃、成膜時の気圧を30Paに設定した。
続いて、同じ真空プラズマCVD装置を用いて、基材上に厚さ200nmのSiOC膜を成膜した。電源としては27.12MHzの高周波電源を用い、電極間距離を20mmとした。原料ガスとしては流量7.5sccmのヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)を用い、流量30sccmの酸素ガスとともに真空槽内へ導入した。また、成膜開始時の基材温度を100℃、成膜時の気圧を30Paに設定した。
続いて、同じ真空プラズマCVD装置を用いて、SiOC膜上に厚さ50nmのSiO2膜を成膜し、これらの膜(厚さ50nmのSiOC膜、厚さ50nmのSiO2膜、厚さ200nmのSiOC膜及び厚さ50nmのSiO2膜)によってガスバリアー層を形成した。電源としては27.12MHzの高周波電源を用い、電極間距離を20mmとした。原料ガスとしては流量7.5sccmのシランガスを用い、流量30sccmの酸素ガスとともに真空槽内へ導入した。また、成膜開始時の基材温度を100℃、成膜時の気圧を30Paに設定した。
(Deposition conditions by CVD method)
A SiOC film having a thickness of 50 nm was formed on the substrate using the same vacuum plasma CVD apparatus as that used for the production of the gas barrier film (5). A 27.12 MHz high frequency power source was used as the power source, and the distance between the electrodes was 20 mm. Hexamethyldisiloxane (HMDSO) with a flow rate of 7.5 sccm was used as a source gas, and was introduced into the vacuum chamber together with an oxygen gas with a flow rate of 30 sccm. The substrate temperature at the start of film formation was set to 100 ° C., and the atmospheric pressure during film formation was set to 30 Pa.
Subsequently, a SiO 2 film having a thickness of 50 nm was formed on the SiOC film using the same vacuum plasma CVD apparatus. A 27.12 MHz high frequency power source was used as the power source, and the distance between the electrodes was 20 mm. Silane gas with a flow rate of 7.5 sccm was used as the source gas, and was introduced into the vacuum chamber together with oxygen gas with a flow rate of 30 sccm. The substrate temperature at the start of film formation was set to 100 ° C., and the atmospheric pressure during film formation was set to 30 Pa.
Subsequently, a SiOC film having a thickness of 200 nm was formed on the substrate using the same vacuum plasma CVD apparatus. A 27.12 MHz high frequency power source was used as the power source, and the distance between the electrodes was 20 mm. Hexamethyldisiloxane (HMDSO) with a flow rate of 7.5 sccm was used as a source gas, and was introduced into the vacuum chamber together with an oxygen gas with a flow rate of 30 sccm. The substrate temperature at the start of film formation was set to 100 ° C., and the atmospheric pressure during film formation was set to 30 Pa.
Subsequently, using the same vacuum plasma CVD apparatus, a SiO 2 film having a thickness of 50 nm was formed on the SiOC film, and these films (a SiOC film having a thickness of 50 nm, a SiO 2 film having a thickness of 50 nm, and a thickness of 200 nm were formed). The gas barrier layer was formed by a SiOC film and a SiO 2 film having a thickness of 50 nm. A 27.12 MHz high frequency power source was used as the power source, and the distance between the electrodes was 20 mm. Silane gas with a flow rate of 7.5 sccm was used as the source gas, and was introduced into the vacuum chamber together with oxygen gas with a flow rate of 30 sccm. The substrate temperature at the start of film formation was set to 100 ° C., and the atmospheric pressure during film formation was set to 30 Pa.
[ガスバリアーフィルム(9)の作製]
(ポリシラザン塗布液の調製)
無触媒のパーヒドロポリシラザンを20質量%含むジブチルエーテル溶液(アクアミカ NN120−20;AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製)と、5質量%のアミン触媒(N,N,N’,N’−テトラメチル−1,6−ジアミノヘキサン)及び20質量%のパーヒドロポリシラザンを含むジブチルエーテル溶液(アクアミカ NAX120−20;AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製)と、を4:1の比率で混合し、さらに塗布液の固形分が1.0質量%になるようにジブチルエーテルでポリシラザン塗布液を調製した。得られた塗布液は、アミン触媒が1質量%(固形分)であった。
[Production of gas barrier film (9)]
(Preparation of polysilazane coating solution)
Dibutyl ether solution containing 20% by mass of non-catalytic perhydropolysilazane (Aquamica NN120-20; manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.) and 5% by mass of amine catalyst (N, N, N ′, N′-tetramethyl- 1,6-diaminohexane) and a dibutyl ether solution containing 20% by mass of perhydropolysilazane (AQUAMICA NAX120-20; manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.) at a ratio of 4: 1, A polysilazane coating solution was prepared with dibutyl ether so that the solid content was 1.0% by mass. The obtained coating liquid was 1% by mass (solid content) of the amine catalyst.
(ポリシラザン塗布液の塗布、乾燥、改質)
上記で調製したポリシラザン塗布液を用いてポリシラザン層を以下のような塗布条件で形成した以外は、ガスバリアーフィルム(5)と同様にして、ガスバリアーフィルム(9)を作製した。塗布には、旭サナック株式会社製の2流体スプレー成膜装置を用いた。
(Application of polysilazane coating solution, drying, modification)
A gas barrier film (9) was produced in the same manner as the gas barrier film (5) except that the polysilazane layer was formed using the polysilazane coating solution prepared above under the following coating conditions. For the application, a two-fluid spray film forming apparatus manufactured by Asahi Sunac Corporation was used.
《塗布条件(2流体スプレー法)》
ノズルからのスプレー流量 :1.50g/min
送液時のエアー圧力 :0.1MPa
ノズルと基材との相対速度 :0.5m/sec
ノズルの噴霧口から基材までの距離:50mm
塗布雰囲気の酸素濃度 :21%
塗布雰囲気の温度 :70℃
<< Application conditions (two-fluid spray method) >>
Spray flow rate from nozzle: 1.50 g / min
Air pressure during liquid feeding: 0.1 MPa
Relative speed between nozzle and substrate: 0.5m / sec
Distance from nozzle spray port to substrate: 50 mm
Oxygen concentration in the coating atmosphere: 21%
Temperature of coating atmosphere: 70 ° C
[ガスバリアーフィルム(10)の作製]
スプレー時間を短くしてポリシラザン層の層厚を50nmにした以外は、ガスバリアーフィルム(6)と同様にして、ガスバリアーフィルム(10)を作製した。
[Production of gas barrier film (10)]
A gas barrier film (10) was produced in the same manner as the gas barrier film (6) except that the spraying time was shortened and the thickness of the polysilazane layer was changed to 50 nm.
[ガスバリアーフィルム(11)の作製]
ESD法による塗布雰囲気の酸素濃度を10%に調整した以外は、ガスバリアーフィルム(6)と同様にして、ガスバリアーフィルム(11)を作製した。
[Production of gas barrier film (11)]
A gas barrier film (11) was produced in the same manner as the gas barrier film (6) except that the oxygen concentration in the coating atmosphere by the ESD method was adjusted to 10%.
[ガスバリアーフィルム(12)の作製]
ESD法による塗布雰囲気の酸素濃度を0.5%に調整した以外は、ガスバリアーフィルム(6)と同様にして、ガスバリアーフィルム(12)を作製した。
[Production of gas barrier film (12)]
A gas barrier film (12) was produced in the same manner as the gas barrier film (6) except that the oxygen concentration in the coating atmosphere by the ESD method was adjusted to 0.5%.
[ガスバリアーフィルム(13)の作製]
(ポリシラザン塗布液の調製)
無触媒のパーヒドロポリシラザンを20質量%含むジブチルエーテル溶液(アクアミカ NN120−20;AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製)と、5質量%のアミン触媒(N,N,N′,N′−テトラメチル−1,6−ジアミノヘキサン)及び20質量%のパーヒドロポリシラザンを含むジブチルエーテル溶液(アクアミカ NAX120−20;AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製)と、を4:1の比率で混合し、さらに塗布液の固形分が2.0質量%になるようにジブチルエーテルでポリシラザン塗布液を調製した。得られた塗布液は、アミン触媒が1質量%(固形分)であった。
[Preparation of gas barrier film (13)]
(Preparation of polysilazane coating solution)
Dibutyl ether solution containing 20% by mass of non-catalytic perhydropolysilazane (Aquamica NN120-20; manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.) and 5% by mass of amine catalyst (N, N, N ′, N′-tetramethyl- 1,6-diaminohexane) and a dibutyl ether solution containing 20% by mass of perhydropolysilazane (AQUAMICA NAX120-20; manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.) at a ratio of 4: 1, A polysilazane coating solution was prepared with dibutyl ether so that the solid content was 2.0% by mass. The obtained coating liquid was 1% by mass (solid content) of the amine catalyst.
上記で調整したポリシラザン塗布液を用い、ポリシラザン層を以下のように形成し、改質した以外は、ガスバリアーフィルム(8)と同様にして、ガスバリアーフィルム(13)を作製した。 A gas barrier film (13) was produced in the same manner as the gas barrier film (8) except that the polysilazane coating solution prepared above was used and the polysilazane layer was formed and modified as follows.
(ポリシラザン塗布液の塗布、乾燥、改質)
ガスバリアーフィルム(1)と同様に調製したポリシラザン塗布液を、ガスバリアーフィルム(1)と同様の基材の平滑層上に、乾燥後の層厚が25nmとなるように塗布し、酸素濃度21%の雰囲気で100℃で2分間乾燥させて、ポリシラザン層を設けた試料を得た。塗布には、スピンコーターを用いた。次に、ポリシラザン層を形成した試料を、以下の改質処理装置の稼動ステージ上に固定した後、以下の条件で改質処理を行った。
以上の塗布、乾燥、改質の処理を4回繰り返すことで100nmのポリシラザン層を形成して改質し、当該ポリシラザン層をガスバリアー層(上記実施形態における第2のガスバリアー層)として、ガスバリアーフィルム(13)を作製した。
(Application of polysilazane coating solution, drying, modification)
A polysilazane coating solution prepared in the same manner as in the gas barrier film (1) was applied onto the smooth layer of the same substrate as in the gas barrier film (1) so that the layer thickness after drying was 25 nm, and an oxygen concentration of 21 A sample having a polysilazane layer was obtained by drying at 100 ° C. for 2 minutes in a% atmosphere. A spin coater was used for coating. Next, after fixing the sample on which the polysilazane layer was formed on the operation stage of the following reforming treatment apparatus, the reforming treatment was performed under the following conditions.
By repeating the coating, drying, and modification processes described above four times, a 100 nm polysilazane layer is formed and modified, and the polysilazane layer is used as a gas barrier layer (second gas barrier layer in the above embodiment). A barrier film (13) was produced.
《改質処理装置》
装置 :株式会社 エム・ディ・コム製エキシマ照射装置MODEL:MECL−M−1−200
波長 :172nm
ランプ封入ガス:Xe
《Reforming treatment equipment》
Apparatus: Ex D irradiation apparatus MODEL manufactured by M.D. Com: MECL-M-1-200
Wavelength: 172 nm
Lamp filled gas: Xe
《改質処理条件》
エキシマ光強度 :130mW/cm2(172nm)
試料と光源の距離 :1mm
ステージ加熱温度 :70℃
照射装置内の酸素濃度:0.1%
フィルムの搬送速度 :2.4m/min
Pass数 :1回
エキシマ照射時間 :0.312秒
1Passでポリシラザン塗膜に照射されるエネルギー:0.75J/cm2
<Reforming treatment conditions>
Excimer light intensity: 130 mW / cm 2 (172 nm)
Distance between sample and light source: 1mm
Stage heating temperature: 70 ° C
Oxygen concentration in the irradiation device: 0.1%
Film transport speed: 2.4 m / min
Pass number: 1 time Excimer irradiation time: 0.312 seconds Energy irradiated to polysilazane coating film at 1 Pass: 0.75 J / cm 2
[ガスバリアーフィルム(14)の作製]
プラズマCVD法によるバリアー層の成膜条件を以下のようにした以外は、ガスバリアーフィルム(6)と同様にして、ガスバリアーフィルム(14)を形成した。なお、ポリシラザンの層の形成前に、基材とバリアー層との積層体のガスバリアー性能(水蒸気透過度)を、後述の「水蒸気透過度Aの測定」,[水蒸気透過度Bの測定]と同様の方法で測定したところ、いずれの方法によっても水蒸気透過度は0.5g/m2/24hであった。
[Production of Gas Barrier Film (14)]
A gas barrier film (14) was formed in the same manner as the gas barrier film (6) except that the conditions for forming the barrier layer by plasma CVD were as follows. Before the formation of the polysilazane layer, the gas barrier performance (water vapor permeability) of the laminate of the base material and the barrier layer is determined by “measurement of water vapor permeability A” and “measurement of water vapor permeability B” described later. was measured by the same method, the water vapor transmission rate by either method was 0.5g / m 2 / 24h.
(CVD法による成膜条件)
ガスバリアーフィルム(5)の作製に使用したものと同じ真空プラズマCVD装置を用いて基材上に厚さ50nmのSiOC膜を成膜した。この真空プラズマCVD装置は、基材を下方から支持する平板状のサセプタと、サセプタと平行になるよう、サセプタ上方に配設された平板状のカソード電極とを備えており、カソード電極の下面に設けられた複数のノズルから原料ガス等を供給しつつ、カソード電極とサセプタとの間に電圧を印加することで、プラズマを発生させるようになっている。なお、カソード電極に電圧を印加する電源としては27.12MHzの高周波電源を用い、電極間距離(カソード電極とサセプタとの距離)を20mmとした。原料ガスとしては流量7.5sccmのヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)を用い、流量30sccmの酸素ガスとともに真空槽内へ導入した。また、成膜開始時の基材温度を100℃、成膜時の気圧を30Paに設定した。
続いて、同じ真空プラズマCVD装置を用いて、SiOC膜上に厚さ10nmのSiO2膜を成膜し、これらの膜(厚さ50nmのSiOC膜及び厚さ10nmのSiO2膜)によってガスバリアー層を形成した。電源としては27.12MHzの高周波電源を用い、電極間距離を20mmとした。原料ガスとしては流量7.5sccmのシランガスを用い、流量30sccmの酸素ガスとともに真空槽内へ導入した。また、成膜開始時の基材温度を100℃、成膜時の気圧を30Paに設定した。
(Deposition conditions by CVD method)
A SiOC film having a thickness of 50 nm was formed on the substrate using the same vacuum plasma CVD apparatus as that used for the production of the gas barrier film (5). This vacuum plasma CVD apparatus includes a flat plate-like susceptor that supports a substrate from below, and a flat plate-like cathode electrode disposed above the susceptor so as to be parallel to the susceptor. Plasma is generated by applying a voltage between the cathode electrode and the susceptor while supplying source gas from a plurality of nozzles provided. As a power source for applying a voltage to the cathode electrode, a 27.12 MHz high frequency power source was used, and the distance between the electrodes (the distance between the cathode electrode and the susceptor) was 20 mm. Hexamethyldisiloxane (HMDSO) with a flow rate of 7.5 sccm was used as a source gas, and was introduced into the vacuum chamber together with an oxygen gas with a flow rate of 30 sccm. The substrate temperature at the start of film formation was set to 100 ° C., and the atmospheric pressure during film formation was set to 30 Pa.
Subsequently, using the same vacuum plasma CVD apparatus, a SiO 2 film having a thickness of 10 nm is formed on the SiOC film, and a gas barrier is formed by these films (a SiOC film having a thickness of 50 nm and a SiO 2 film having a thickness of 10 nm). A layer was formed. A 27.12 MHz high frequency power source was used as the power source, and the distance between the electrodes was 20 mm. Silane gas with a flow rate of 7.5 sccm was used as the source gas, and was introduced into the vacuum chamber together with oxygen gas with a flow rate of 30 sccm. The substrate temperature at the start of film formation was set to 100 ° C., and the atmospheric pressure during film formation was set to 30 Pa.
[ガスバリアーフィルム(15)の作製]
ポリシラザン層の改質処理においてフィルムの搬送速度を2.4m/minにした以外は、ガスバリアーフィルム(13)と同様にして、ガスバリアーフィルム(15)を作製した。
[Production of gas barrier film (15)]
A gas barrier film (15) was produced in the same manner as the gas barrier film (13) except that the film conveyance speed was changed to 2.4 m / min in the modification treatment of the polysilazane layer.
[ガスバリアーフィルム(16)の作製]
ポリシラザン層の改質処理においてフィルムの搬送速度を0.2m/minにした以外は、ガスバリアーフィルム(5)と同様にして、ガスバリアーフィルム(16)を作製した。
[Production of Gas Barrier Film (16)]
A gas barrier film (16) was produced in the same manner as the gas barrier film (5) except that the film conveyance speed was changed to 0.2 m / min in the modification treatment of the polysilazane layer.
<水蒸気透過度の劣化評価>
以下の測定方法に従って、各ガスバリアーフィルム(1)〜(16)の湿熱試験前の水蒸気透過度Aと、湿熱試験後の水蒸気透過度Bとを測定した。
<Evaluation of water vapor permeability degradation>
According to the following measurement methods, the water vapor permeability A before the wet heat test and the water vapor permeability B after the wet heat test of each gas barrier film (1) to (16) were measured.
[水蒸気バリアー性評価試料の作製装置]
蒸着装置:日本電子株式会社製、真空蒸着装置JEE−400
恒温恒湿度オーブン:Yamato Humidic ChamberIG47M
〈原材料〉
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)
[Water vapor barrier property evaluation sample preparation device]
Vapor deposition apparatus: manufactured by JEOL Ltd., vacuum vapor deposition apparatus JEE-400
Constant temperature and humidity oven: Yamato Humidic Chamber IG47M
<raw materials>
Metal that reacts with water and corrodes: Calcium (granular)
Water vapor-impermeable metal: Aluminum (φ3-5mm, granular)
[水蒸気バリアー性評価試料の作製]
真空蒸着装置(日本電子製真空蒸着装置 JEE−400)を用い、作製した各ガスバリアーフィルム(1)〜(16)のガスバリアー層形成面に、マスクを通して12mm×12mmのサイズで9箇所に金属カルシウムを蒸着させた。
[Preparation of water vapor barrier property evaluation sample]
Using a vacuum vapor deposition device (JEOL-made vacuum vapor deposition device JEE-400), the gas barrier layer forming surface of each of the produced gas barrier films (1) to (16) is passed through a mask and has a size of 12 mm × 12 mm in 9 locations. Calcium was deposited.
次いで、真空状態のままでマスクを取り去り、シート片側全面にアルミニウムを蒸着させて仮封止をした。次いで、真空状態を解除し、速やかに乾燥窒素ガス雰囲気下に移して、封止用紫外線硬化樹脂(ナガセケムテックス社製)を介して厚さ0.2mmの石英ガラスにアルミニウム蒸着面を対向させ、紫外線を照射して樹脂を硬化接着させて本封止することで、水蒸気バリアー性評価試料を作製した。 Subsequently, the mask was removed in a vacuum state, and aluminum was vapor-deposited on the entire surface of one side of the sheet to perform temporary sealing. Next, the vacuum state is released, and it is quickly transferred to a dry nitrogen gas atmosphere, and the aluminum vapor deposition surface is made to face the quartz glass having a thickness of 0.2 mm through a sealing ultraviolet curable resin (manufactured by Nagase ChemteX Corporation). The water vapor barrier property evaluation sample was produced by irradiating ultraviolet rays to cure and adhere the resin to perform main sealing.
[水蒸気透過度Aの測定]
得られた試料を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蒸気透過度A(g/m2・day)を計算した。
[Measurement of water vapor permeability A]
The obtained sample was stored under high temperature and high humidity of 60 ° C. and 90% RH, and based on the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-283561, the water vapor permeability A ( g / m 2 · day) was calculated.
なお、ガスバリアー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ー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作製し、同様に60℃、90%RHの高温高湿下で保存を行い、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した。 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 Similarly, it was stored under high temperature and high humidity of 60 ° C. and 90% RH, and it was confirmed that corrosion of metallic calcium did not occur even after 1000 hours.
[水蒸気透過度Bの測定]
また、別途、ガスバリアーフィルム(1)〜(16)を用意し、85℃、85%RHに調整した高温高湿槽(恒温恒湿度オーブン:Yamato Humidic ChamberIG47M)内に100時間連続で保管し、水蒸気透過度Bを測定した。その他の条件については、水蒸気透過度Aの測定条件と同様にした。
[Measurement of water vapor permeability B]
Separately, gas barrier films (1) to (16) were prepared and stored continuously in a high-temperature and high-humidity tank (constant temperature and humidity oven: Yamato Humidic Chamber IG47M) adjusted to 85 ° C. and 85% RH, The water vapor permeability B was measured. Other conditions were the same as the conditions for measuring the water vapor permeability A.
[水蒸気透過度の劣化評価]
以下の式に従って水蒸気透過度の劣化度合いを算出し、ランク付けしたところ、下記の表1に示す通りとなった。なお、ランクが大きいほど湿熱前後の変化が小さい、つまり湿熱耐性に優れることを示す。また、表1における「ポリシラザン」とは、実施形態における第2のガスバリアー層を意味し、「PE−CVD」とは第1のガスバリアー層を意味する。
[Evaluation of water vapor permeability degradation]
When the degree of deterioration of water vapor permeability was calculated and ranked according to the following formula, it was as shown in Table 1 below. In addition, it shows that the change before and behind wet heat is so small that a rank is large, ie, it is excellent in wet heat tolerance. In Table 1, “polysilazane” means the second gas barrier layer in the embodiment, and “PE-CVD” means the first gas barrier layer.
B÷A=C
Rank4 : C≦3.0
Rank3 : 3<C<10.0
Rank2 : 10.0≦C<20.0
Rank1 : 20.0≦C
B ÷ A = C
Rank4: C ≦ 3.0
Rank3: 3 <C <10.0
Rank2: 10.0 ≦ C <20.0
Rank1: 20.0 ≦ C
表1に示した結果から明らかなように、本発明の実施例としてのガスバリアーフィルム、つまりポリシラザン塗布液を液滴化して塗布したガスバリアーフィルム(2)〜(4),(6)〜(11),(14)では、比較例のガスバリアーフィルム(1),(5),(12)〜(13),(15)〜(16)と比較して湿熱試験後の水蒸気透過度の評価ランクが大きくなっており、湿熱耐性が向上していることが分かる。 As is clear from the results shown in Table 1, the gas barrier film as an example of the present invention, that is, the gas barrier films (2) to (4) and (6) to (6) coated with the polysilazane coating liquid in droplets. In 11) and (14), the water vapor permeability after the wet heat test is evaluated as compared with the gas barrier films (1), (5), (12) to (13), and (15) to (16) of the comparative example. It can be seen that the rank is increased and the wet heat resistance is improved.
また、ガスバリアーフィルム(2)〜(4),(6),(9)に着目すると、微量溶媒塗布法でポリシラザン塗布液を塗布したガスバリアーフィルム(3),(4),(6)では、2流体スプレー法でポリシラザン塗布液を塗布したガスバリアーフィルム(2),(9)と比較して、湿熱耐性が向上していることが分かる。 Further, focusing on the gas barrier films (2) to (4), (6) and (9), in the gas barrier films (3), (4) and (6) coated with a polysilazane coating solution by a trace solvent coating method. It can be seen that the wet heat resistance is improved as compared with the gas barrier films (2) and (9) coated with the polysilazane coating solution by the two-fluid spray method.
また、ガスバリアーフィルム(2)〜(4),(6)〜(9)に着目すると、これらのガスバリアーフィルムでは第2のガスバリアー層の層厚が50nm以上に形成されているため、当該第2のガスバリアー層を形成するためにポリシラザン層を改質するときに、ポリシラザン層の内部のポリシラザンに対してO2が十分に供給されずに不安定ポリシラザンが形成されるおそれがあるものの、湿熱耐性は向上している。このことから、これらのガスバリアーフィルム(2)〜(4),(6)〜(9)では、第2のガスバリアー層の層厚を大きくすることによるデメリットが無いことが分かる。 In addition, when focusing on the gas barrier films (2) to (4) and (6) to (9), the layer thickness of the second gas barrier layer is formed to be 50 nm or more in these gas barrier films. When modifying the polysilazane layer to form the second gas barrier layer, although there is a risk that unstable polysilazane is formed without sufficient supply of O 2 to the polysilazane inside the polysilazane layer, Wet heat resistance is improved. From this, it can be seen that in these gas barrier films (2) to (4) and (6) to (9), there is no demerit caused by increasing the thickness of the second gas barrier layer.
また、比較例としてのガスバリアーフィルム(1),(5)に着目すると、ポリシラザン層(第2のガスバリアー層)の形成前の基材(ここでは基材と第1のガスバリアー層との積層体)の水蒸気透過度が0.05g/m2/24hのガスバリアーフィルム(5)、つまり、水蒸気透過度が1×10−1g/m2/24h以下の第1のガスバリアー層がフィルム基材側に形成されているガスバリアーフィルム(5)では、このような第1のガスバリアー層が形成されていないガスバリアーフィルム(1)と比較して、湿熱耐性が劣化している。この理由は、水蒸気透過度が1×10−1g/m2/24h以下の第1のガスバリアー層を形成したガスバリアーフィルム(5)では、ポリシラザン層を改質して第2のガスバリアー層とするときに、フィルム基材側からポリシラザン層へのO2の供給を第1のガスバリアー層が妨げてしまい、不安定ポリシラザンが形成されるためであると推察される。
この点、実施例としてのガスバリアーフィルム(6),(14)に着目すると、ガスバリアーフィルム(6)では、ガスバリアーフィルム(5)と同様の第1のガスバリアー層がフィルム基材側に形成されてはいるものの、ガスバリアーフィルム(14)(水蒸気透過度が1×10−1g/m2/24hより大きい第1のガスバリアー層がフィルム基材側に形成されているガスバリアーフィルム)と同程度に湿熱耐性が向上している。このことから、ガスバリアーフィルム(6)では、水蒸気透過度が1×10−1g/m2/24h以下の第1のガスバリアー層をフィルム基材側に形成することによるデメリットが無いことが分かる。
When attention is paid to the gas barrier films (1) and (5) as comparative examples, the base material (here, the base material and the first gas barrier layer) before the polysilazane layer (second gas barrier layer) is formed. gas barrier film water vapor transmission rate of 0.05g / m 2 / 24h of the stack) (5), that is, the first gas barrier layer water vapor transmission rate is less than 1 × 10 -1 g / m 2 / 24h is In the gas barrier film (5) formed on the film substrate side, the wet heat resistance is deteriorated as compared with the gas barrier film (1) in which such a first gas barrier layer is not formed. This is because, in the gas barrier film water vapor transmission rate is to form a first gas barrier layer below 1 × 10 -1 g / m 2 / 24h (5), reformed second gas barrier polysilazane layer When forming a layer, it is presumed that the first gas barrier layer hinders the supply of O 2 from the film substrate side to the polysilazane layer, and unstable polysilazane is formed.
In this regard, focusing on the gas barrier films (6) and (14) as examples, in the gas barrier film (6), the first gas barrier layer similar to the gas barrier film (5) is formed on the film substrate side. Although formed, a gas barrier film (14) (a gas barrier film in which a first gas barrier layer having a water vapor permeability greater than 1 × 10 −1 g / m 2 / 24h is formed on the film substrate side. ) Has improved wet heat resistance to the same extent. Therefore, the gas barrier film (6), that there is no disadvantage due to the water vapor transmission rate to form a first gas barrier layer below 1 × 10 -1 g / m 2 / 24h to film substrate side I understand.
また、実施例としてのガスバリアーフィルム(8)と、比較例としてのガスバリアーフィルム(13)とに着目すると、ガスバリアーフィルム(13)では、層厚25nmの薄いポリシラザン層を改質してガスバリアー層(第2のガスバリアー層)を形成する工程を4回繰り返すことにより、総厚100nmの第2のガスバリアー層を形成しているため、各ポリシラザン層の改質時には、当該ポリシラザン層の内部のポリシラザンに対してO2が十分に供給されうる。しかしながら、このガスバリアーフィルム(13)では、改質時の照射エネルギーが不十分なため、各ポリシラザン層が十分に改質されず、湿熱耐性が劣化している。一方、実施例のガスバリアーフィルム(8)では、同量の照射エネルギーで改質を行っても湿熱耐性が向上している。このことから、ガスバリアーフィルム(8)では、少ない照射エネルギーで湿熱耐性を向上させることが可能であることが分かる。 Further, when focusing attention on the gas barrier film (8) as an example and the gas barrier film (13) as a comparative example, the gas barrier film (13) is modified by modifying a thin polysilazane layer having a layer thickness of 25 nm. Since the second gas barrier layer having a total thickness of 100 nm is formed by repeating the process of forming the barrier layer (second gas barrier layer) four times, when the polysilazane layer is modified, O 2 can be sufficiently supplied to the internal polysilazane. However, in this gas barrier film (13), since the irradiation energy at the time of modification is insufficient, each polysilazane layer is not sufficiently modified and the wet heat resistance is deteriorated. On the other hand, in the gas barrier film (8) of the example, the wet heat resistance is improved even when the modification is performed with the same amount of irradiation energy. From this, it can be seen that the gas barrier film (8) can improve the wet heat resistance with a small irradiation energy.
また、実施例としてのガスバリアーフィルム(2)〜(4),(6)〜(11)と、比較例としてのガスバリアーフィルム(16)とに着目すると、比較例のガスバリアーフィルム(16)では、実施例のガスバリアーフィルム(2)〜(4),(6)〜(11)と比較して3倍の照射エネルギーが改質処理に用いられているものの、実施例のガスバリアーフィルム(2)〜(4),(6)〜(11)よりも湿熱耐性が劣っている。このことから、実施例のガスバリアーフィルム(2)〜(4),(6)〜(11)では、少ない照射エネルギーで湿熱耐性を向上させることが可能であることが分かる。 Further, focusing on the gas barrier films (2) to (4) and (6) to (11) as examples and the gas barrier film (16) as a comparative example, the gas barrier film (16) of the comparative example In the gas barrier film (2) to (4) and (6) to (11) of the example, three times the irradiation energy is used for the modification treatment, but the gas barrier film of the example ( 2) to (4) and (6) to (11) are inferior to wet heat. From this, it can be seen that in the gas barrier films (2) to (4) and (6) to (11) of the examples, it is possible to improve the wet heat resistance with a small irradiation energy.
また、実施例としてのガスバリアーフィルム(2)〜(4),(6)〜(11)と、比較例としてのガスバリアーフィルム(15)とに着目すると、比較例のガスバリアーフィルム(15)では、実施例のガスバリアーフィルム(2)〜(4),(6)〜(11)と比較して2倍の照射エネルギーが改質処理に用いられているものの、実施例のガスバリアーフィルム(2)〜(4),(6)〜(11)における最低レベルの湿熱耐性しか得ることができていない。また、比較例のガスバリアーフィルム(15)では、厚さの薄いポリシラザン層を塗布、乾燥、改質する工程を4回繰り返し、実施例のガスバリアーフィルムの4倍程度の手間や時間を掛けることで、各ポリシラザン層が改質しやすい状態にされているものの、実施例のガスバリアーフィルム(2)〜(4),(6)〜(11)における最低レベルの湿熱耐性しか得ることができていない。このことから、実施例のガスバリアーフィルム(2)〜(4),(6)〜(11)では、少ない照射エネルギー、かつ高い効率で湿熱耐性を向上させることが可能であることが分かる。 Further, focusing on the gas barrier films (2) to (4) and (6) to (11) as examples and the gas barrier film (15) as a comparative example, the gas barrier film (15) of the comparative example Then, compared with the gas barrier films (2) to (4) and (6) to (11) of the examples, twice the irradiation energy is used for the reforming treatment, but the gas barrier films of the examples ( Only the lowest level of wet heat resistance in 2) to (4) and (6) to (11) can be obtained. Further, in the gas barrier film (15) of the comparative example, the process of applying, drying and modifying the thin polysilazane layer is repeated four times, which takes about four times as much labor and time as the gas barrier film of the example. However, although each polysilazane layer is in a state of being easily modified, only the lowest level of wet heat resistance in the gas barrier films (2) to (4) and (6) to (11) of the examples can be obtained. Absent. From this, it can be seen that the gas barrier films (2) to (4) and (6) to (11) of the examples can improve the wet heat resistance with low irradiation energy and high efficiency.
1 ガスバリアーフィルム
5,5A ガスバリアーフィルム製造装置
10 フィルム基材
11 第1のガスバリアー層(他のガスバリアー層)
12 第2のガスバリアー層(ガスバリアー層)
51 第1ガスバリアー層形成装置(ガスバリアー層形成部)
520 液滴塗布部
521 乾燥部
522 改質部
DESCRIPTION OF
12 Second gas barrier layer (gas barrier layer)
51 1st gas barrier layer formation apparatus (gas barrier layer formation part)
520
Claims (11)
前記液滴塗布工程により前記一方の面に塗布された前記溶液を乾燥させてポリシラザン層を形成する乾燥工程と、
低酸素濃度の雰囲気下で前記ポリシラザン層に対して紫外線照射又はプラズマ照射を行うことで、前記ポリシラザン層を改質してガスバリアー層とする改質工程と、
をこの順に行うことを特徴とするガスバリアーフィルムの製造方法。 A droplet coating step of applying a solution containing polysilazane in a droplet form to one surface of a resin film substrate in an atmosphere containing at least oxygen; and
A drying step of forming the polysilazane layer by drying the solution applied to the one surface by the droplet application step;
A modification step of modifying the polysilazane layer to form a gas barrier layer by performing ultraviolet irradiation or plasma irradiation on the polysilazane layer in a low oxygen concentration atmosphere;
Are performed in this order.
微量溶媒塗布法により前記溶液を塗布することを特徴とする請求項1記載のガスバリアーフィルムの製造方法。 In the droplet application step,
The method for producing a gas barrier film according to claim 1, wherein the solution is applied by a trace solvent coating method.
静電塗布法により前記溶液を塗布することを特徴とする請求項1又は請求項2記載のガスバリアーフィルムの製造方法。 In the droplet application step,
The method for producing a gas barrier film according to claim 1 or 2, wherein the solution is applied by an electrostatic coating method.
前記液滴塗布部により前記一方の面に塗布された前記溶液を乾燥させてポリシラザン層を形成する乾燥部と、
低酸素濃度の雰囲気下で前記ポリシラザン層に対して紫外線照射又はプラズマ照射を行うことで、前記ポリシラザン層を改質してガスバリアー層とする改質部と、
を備えることを特徴とするガスバリアーフィルムの製造装置。 A liquid droplet applying part for applying a solution containing polysilazane into liquid droplets on the one surface of the resin film base under an atmosphere containing at least oxygen; and
A drying unit for drying the solution applied to the one surface by the droplet application unit to form a polysilazane layer;
A modified portion that modifies the polysilazane layer to form a gas barrier layer by performing ultraviolet irradiation or plasma irradiation on the polysilazane layer in a low oxygen concentration atmosphere;
An apparatus for producing a gas barrier film, comprising:
微量溶媒塗布法により前記溶液を塗布することを特徴とする請求項7記載のガスバリアーフィルムの製造装置。 The droplet applying part is
8. The apparatus for producing a gas barrier film according to claim 7, wherein the solution is applied by a micro solvent application method.
静電塗布法により前記溶液を塗布することを特徴とする請求項7又は請求項8記載のガスバリアーフィルムの製造装置。 The droplet applying part is
The apparatus for producing a gas barrier film according to claim 7 or 8, wherein the solution is applied by an electrostatic coating method.
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