JP2015024536A - Method of manufacturing gas barrier film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガスバリアー性フィルムの製造方法と、ガスバリアー性フィルム及びそれを具備した有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。特に、高温高湿環境下にあっても密着性に優れ、高いガスバリアー性を維持することができるガスバリアー性フィルムの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a gas barrier film, a gas barrier film, and an organic electroluminescence device having the gas barrier film. In particular, the present invention relates to a method for producing a gas barrier film that has excellent adhesion even under a high temperature and high humidity environment and can maintain high gas barrier properties.
有機材料のエレクトロルミネッセンス(Electro Luminescence:以下、ELと略記する。)を利用した有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子ともいう。)は、数V〜数十V程度の低電圧で発光が可能な薄膜型の完全固体素子であり、高輝度、高発光効率、薄型、軽量といった多くの優れた特徴を有する。このため、各種ディスプレイのバックライト、看板や非常灯等の表示板、照明光源等の面発光体として近年注目されている。 An organic electroluminescence element (hereinafter also referred to as an organic EL element) using an organic material electroluminescence (hereinafter abbreviated as EL) can emit light at a low voltage of about several volts to several tens of volts. It is a thin film type complete solid-state device and has many excellent features such as high brightness, high luminous efficiency, thinness, and light weight. For this reason, it has been attracting attention in recent years as surface light emitters such as backlights for various displays, display boards such as signboards and emergency lights, and illumination light sources.
薄型・軽量で可撓性を有する素子とするために樹脂基材を用いた有機EL素子においては、樹脂基材に、有機EL素子内部への水蒸気や酸素等の各種ガスの侵入を遮断するガスバリアー性フィルムが設けられる場合がある。有機EL素子に当該ガスバリアー性フィルムを設けることにより、外部環境からの影響を遮断し、有機EL素子の機能の劣化を抑制している。 In an organic EL element using a resin base material to make it a thin, lightweight and flexible element, a gas that blocks the penetration of various gases such as water vapor and oxygen into the organic EL element inside the resin base material A barrier film may be provided. By providing the organic EL element with the gas barrier film, the influence from the external environment is blocked and the deterioration of the function of the organic EL element is suppressed.
可撓性の有機EL素子は、その特徴から形状を曲面状態に維持することができるが、このような曲面状態を長時間維持すると、密着性やガスバリアー性が劣化するという問題がある。その原因の一つとして、樹脂基材上に設けられるガスバリアー性フィルムの劣化が挙げられる。これは、ガスバリアー性フィルムが有機物層や無機物層等を複数積層した積層構造を有しており、曲面状態が長時間持続することにより、特定の構成層にクラックが生じたり、各構成層間で剥離が生じたりするためであると推測している。 The flexible organic EL element can maintain its shape in a curved surface due to its characteristics. However, if such a curved surface is maintained for a long time, there is a problem that adhesion and gas barrier properties deteriorate. One of the causes is the deterioration of the gas barrier film provided on the resin base material. This is because the gas barrier film has a laminated structure in which a plurality of organic layers, inorganic layers, etc. are laminated, and the curved surface state lasts for a long time, causing cracks in specific constituent layers or between each constituent layer. It is presumed that this is because peeling occurs.
このような問題に対し、特許文献1では、ポリエチレンテレフタレート(以下、PETと略記する。)基材上に、物理的蒸着法(PVD法)又は低温プラズマ気相成長法、化学的堆積法(CVD法)により形成される金属酸化物層と、ケイ素系金属アルコキシド又はその誘導体、アルミニウム化合物及び必要であれば他の金属元素を含む化合物を塗布することにより形成される無機・有機ハイブリッドポリマー層(ORMOCER層)とを積層することで、耐屈曲性を向上させたガスバリアー性フィルムを提供できることが記載されている。また、同文献では、ORMOCER層の層厚を0.05〜0.95μmの範囲内とすることで、耐屈曲性を向上させたガスバリアー性フィルムも提案されている。
In order to solve such a problem, in
しかしながら、上記特許文献1に記載されているガスバリアー性フィルムは、屈曲耐性に優れているものの、高温高湿環境下に長時間晒された場合には金属酸化層と無機・有機ハイブリッドポリマー層との層間の密着性が低減し、ガスバリアー性の劣化を生じるといった問題があった。加えて、基材としてポリエチレンテレフタレートを適用しているため、透明性がやや低く、複屈折率(リターデーション値)が高く、色の角度依存性が大きいという問題を抱えており、このため、ポリエチレンテレフタレートを基材として用いたガスバリアー性フィルムを有機EL素子に用いると、上記のような透明性、複屈折率、視認性等の問題に加え、上記のようなガスバリアー性フィルムの耐久性の劣化に起因して有機EL素子の発光性能も劣化するという問題があった。
However, the gas barrier film described in
また、特許文献2においては、基材、例えば、PETフィルムの少なくとも一方の面側に、ポリシラザン含有液を塗布して形成したポリシラザン膜に、プラズマ処理を施して形成したガスバリアー層を有するガスバリアー性フィルムが開示されている。特許文献2に開示されている方法によれば、優れたガスバリアー性を有するとともに、製造時間が短く、基材の選択性に優れたガスバリアー性フィルムを提供することができるとされているが、上記と同様に、高温高湿環境下に長時間晒された際の基材とガスバリアー層との密着性が十分でないという問題があった。
In
更に、上記特許文献1及び特許文献2においては、フィルム基材としては、主には、PETフィルム等が使用されているが、PETフィルムは、上記のような透明性、複屈折率、視認性等の問題に加え、水分等に対するバリアー性が低いため、ガスバリアー性フィルムを形成する際には、付与するガスバリアー層に対し、高度なガスバリアー性能を発揮させるための設計が必要となり、ガスバリアー層の構成に対する制約が大きくなっている。
Furthermore, in
上記問題に対し、近年、ガスバリアー性フィルムのフィルム基材として、光学特性に優れ、低リターデーション値を有し、特に、透湿度がPETの0.1倍、トリアセチルセルロースフィルムの0.001倍程度という低い透湿性を備えたシクロオレフィン樹脂フィルムの検討がなされている。この様な特性を備えたシクロオレフィン樹脂フィルムをガスバリアー性フィルムの基材として適用することのより、その上に形成するガスバリアー層に対する設計の自由度を広げることができる。 In response to the above problems, as a film base material for gas barrier films, in recent years, it has excellent optical properties and has a low retardation value. In particular, the moisture permeability is 0.1 times that of PET and 0.001 of a triacetyl cellulose film. A cycloolefin resin film having a moisture permeability as low as about twice has been studied. By applying a cycloolefin resin film having such characteristics as the base material of the gas barrier film, the degree of freedom in designing the gas barrier layer formed thereon can be expanded.
しかしながら、シクロオレフィン樹脂フィルムは、その上に形成するガスバリアー性フィルムを構成する機能層との密着性に乏しい。その密着性の対処方法としては、シクロオレフィン樹脂フィルム表面に、親水化処理、例えば、コロナ処理やプラズマ処理を施した後、クリアハードコート層やガスバリアー層を形成する方法が検討されていた。 However, the cycloolefin resin film has poor adhesion to a functional layer constituting a gas barrier film formed thereon. As a method for dealing with the adhesion, a method of forming a clear hard coat layer or a gas barrier layer after hydrophilization treatment, for example, corona treatment or plasma treatment on the surface of the cycloolefin resin film has been studied.
しかしながら、コロナ処理やプラズマ処理により親水化処理を施したシクロオレフィン樹脂フィルムでは、特許文献1及び特許文献2に開示されているガスバリアー性フィルムが抱えている問題と同様に、高温高湿環境下で長期間にわたり保存すると、シクロオレフィン樹脂フィルムと、その上に形成したクリアハードコート層やガスバリアー層間で剥離が生じ、優れたガスバリアー性能が徐々に低下してしまうという問題を有していることが判明した。
However, in the cycloolefin resin film subjected to hydrophilic treatment by corona treatment or plasma treatment, the gas barrier film disclosed in
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、平面性に優れ、高温高湿環境下で長期間にわたり保存された後でも密着性に優れ、高いガスバリアー性を維持することができるガスバリアー性フィルムの製造方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and the solution to the problem is excellent flatness, excellent adhesion even after being stored for a long time in a high temperature and high humidity environment, and maintains high gas barrier properties. It is providing the manufacturing method of the gas-barrier film which can do.
本発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討を進めた結果、シクロオレフィンポリマー等を主成分とするフィルム基材の表面に、真空紫外線照射処理を施して親水化し、その上にクリアハードコート層を形成し、当該クリアハードコート層に硬化処理を施し、その上にガスバリアー層を形成する工程を経て製造することを特徴とするガスバリアー性フィルムの製造方法により、平面性に優れ、高温高湿環境下で長期間にわたり保存された後でも密着性に優れ、高いガスバリアー性を維持することができるガスバリアー性フィルムの製造方法を提供することができることを見出し、本発明に至った。 As a result of diligent investigations in view of the above problems, the present inventor has made the surface of a film substrate mainly composed of a cycloolefin polymer etc. hydrophilic by applying a vacuum ultraviolet irradiation treatment, and a clear hard coat layer is formed thereon. Formed by subjecting the clear hard coat layer to a curing process and forming a gas barrier layer on the clear hard coat layer. The present inventors have found that it is possible to provide a method for producing a gas barrier film that has excellent adhesion and can maintain high gas barrier properties even after being stored for a long period of time in an environment, and has led to the present invention.
すなわち、本発明の上記課題は、下記の手段により解決される。 That is, the said subject of this invention is solved by the following means.
1.シクロオレフィンポリマー又はシクロオレフィンコポリマーを主成分とするフィルム基材の表面に、真空紫外線照射処理を施して親水化する工程A、
前記フィルム基材の親水化した面に、クリアハードコート層塗布液を塗布してクリアハードコート層を形成する工程B、
前記クリアハードコート層に、硬化処理を施す工程C、
及び、硬化した前記クリアハードコート層上にガスバリアー層を形成する工程D、
を経て製造することを特徴とするガスバリアー性フィルムの製造方法。
1. Step A for hydrophilizing the surface of a film substrate mainly composed of a cycloolefin polymer or a cycloolefin copolymer by subjecting it to a vacuum ultraviolet ray irradiation treatment,
Step B of forming a clear hard coat layer by applying a clear hard coat layer coating solution on the hydrophilic surface of the film base,
Step C for applying a curing treatment to the clear hard coat layer,
And Step D of forming a gas barrier layer on the cured clear hard coat layer,
A method for producing a gas barrier film, characterized by being manufactured through the process.
2.前記工程Cの前に、前記フィルム基材の真空紫外線照射処理を施した面とは反対側の面に、耐熱ラミネート部材を付与する工程Eを設けることを特徴とする第1項に記載のガスバリアー性フィルムの製造方法。
2. 2. The gas according to
3.前記ガスバリアー層を、化学気相成長法(CVD法)により形成することを特徴とする第1項又は第2項に記載のガスバリアー性フィルムの製造方法。
3. 3. The method for producing a gas barrier film according to
4.前記ガスバリアー層の形成に用いる化学気相成長法が、放電プラズマ化学気相成長法(プラズマCVD法)であることを特徴とする第3項に記載のガスバリアー性フィルムの製造方法。
4). 4. The method for producing a gas barrier film according to
5.前記フィルム基材の膜厚が、30〜150μmの範囲内であることを特徴とする第1項から第4項までのいずれか一項に記載のガスバリアー性フィルムの製造方法。
5. The method for producing a gas barrier film according to any one of
6.前記クリアハードコート層の層厚が、1〜10μmの範囲内であることを特徴とする第1項から第5項までのいずれか一項に記載のガスバリアー性フィルムの製造方法。
6).
本発明の上記手段により、平面性に優れ、高温高湿環境下で長期間にわたり保存された後でも密着性に優れ、高いガスバリアー性を維持することができるガスバリアー性フィルムの製造方法を提供することができる。 By the above means of the present invention, there is provided a method for producing a gas barrier film having excellent flatness, excellent adhesion even after being stored for a long time in a high temperature and high humidity environment, and capable of maintaining high gas barrier properties. can do.
本発明の効果の発現機構ないし作用機構については、明確になっていないが、以下のように推察している。 The expression mechanism or action mechanism of the effect of the present invention is not clear, but is presumed as follows.
本発明では、シクロオレフィンポリマー又はシクロオレフィンコポリマーを主成分とするフィルム基材と、ガスバリアー層との間に、両者を密着させる機能層としてクリアハードコート層を設けていることを特徴としている。従来、クリアハードコート層を設置する際の当該フィルム基材の表面処理は、一般的にはクリアハードコートを塗布する直前に、コロナ放電処理やプラズマ放電処理が行われている。この様な表面処理は、大気雰囲気下での処理となるため、処理直後には基材処理表面に処理環境からの水分を吸着しやすい。 The present invention is characterized in that a clear hard coat layer is provided as a functional layer for adhering both between a film base material mainly composed of a cycloolefin polymer or a cycloolefin copolymer and a gas barrier layer. Conventionally, as for the surface treatment of the film base material when the clear hard coat layer is installed, a corona discharge treatment or a plasma discharge treatment is generally performed immediately before applying the clear hard coat. Since such a surface treatment is a treatment in an air atmosphere, immediately after the treatment, moisture from the treatment environment is easily adsorbed on the substrate treatment surface.
一方、本発明では、クリアハードコートを本発明に係るフィルム基材表面に設置する直前に、フィルム基材表面にエキシマ光による処理を行うが、この際、フィルム基材は水分濃度の極めて低い乾燥窒素雰囲気内に置かれるため、エキシマ光による表面処理直後のフィルム基材表面は非常に水分の少ない状態にあると予測できる。その結果、エキシマ光による処理を行った直後に、クリアハードコート層の塗布時には、フィルム基材とクリアハードコートとの界面領域における水分濃度は低く維持された状態で行われることになる。 On the other hand, in the present invention, the film substrate surface is treated with excimer light immediately before the clear hard coat is placed on the film substrate surface according to the present invention. At this time, the film substrate is dried with a very low moisture concentration. Since it is placed in a nitrogen atmosphere, it can be predicted that the surface of the film substrate immediately after the surface treatment by excimer light is in a very low moisture state. As a result, immediately after the treatment with excimer light, when the clear hard coat layer is applied, the moisture concentration in the interface region between the film substrate and the clear hard coat is kept low.
その結果、特に、クリアハードコート層と密着性の悪いシクロオレフィンポリマー又はシクロオレフィンコポリマーを主成分とするフィルム基材においては、保存時の密着性維持に寄与していると考えられる。 As a result, it is considered that the film substrate mainly composed of a cycloolefin polymer or cycloolefin copolymer having poor adhesion to the clear hard coat layer contributes to maintaining adhesion during storage.
また、本発明においては、クリアハードコート層を硬化の前に、耐熱ラミネート部材を付与する工程を設けているが、これは、クリアハードコート層を硬化する際に発現する表面凸凹を抑制することで、その後、本発明において形成するガスバリアー層との密着性向上に寄与し、高温高湿環境下で長期間にわたり保存した際の性能維持に寄与していると考えられる。なお、ここでいう表面凸凹は、本発明に係るフィルム基材の線熱膨張係数の高さとクリアハードコート硬化時の熱に起因し発現すると考えられる。 In the present invention, a step of applying a heat-resistant laminate member is provided before the clear hard coat layer is cured. This suppresses surface unevenness that occurs when the clear hard coat layer is cured. Then, it is thought that it contributes to the improvement of adhesiveness with the gas barrier layer formed in the present invention and the maintenance of performance when stored for a long time in a high temperature and high humidity environment. In addition, it is thought that the surface unevenness here refers to the height of the linear thermal expansion coefficient of the film base material according to the present invention and the heat generated when the clear hard coat is cured.
本発明のガスバリアー性フィルムの製造方法は、シクロオレフィンポリマー又はシクロオレフィンコポリマーを主成分とするフィルム基材の表面に、真空紫外線照射処理を施して親水化する工程A、前記フィルム基材の親水化した面に、クリアハードコート層塗布液を塗布してクリアハードコート層を形成する工程B、前記クリアハードコート層に、硬化処理を施す工程C、硬化した前記クリアハードコート層上にガスバリアー層を形成する工程D、を経て製造することを特徴とする。この特徴は、請求項1から請求項8に係る発明に共通する技術的特徴である。
The method for producing a gas barrier film of the present invention comprises the step A of hydrophilizing the surface of a film substrate mainly comprising a cycloolefin polymer or a cycloolefin copolymer by subjecting it to a vacuum ultraviolet irradiation treatment, the hydrophilicity of the film substrate. Step B for forming a clear hard coat layer by applying a clear hard coat layer coating solution on the converted surface, Step C for subjecting the clear hard coat layer to a curing treatment, Gas barrier on the cured clear hard coat layer It manufactures through the process D of forming a layer, It is characterized by the above-mentioned. This feature is a technical feature common to the inventions according to
本発明の実施態様としては、本発明の目的とする効果をより発現できる観点から、前記硬化処理を施す工程Cの前に、フィルム基材の真空紫外線照射処理を施した面とは反対側の面に、耐熱ラミネート部材を付与する工程Eを設けることが、例えば、工程C以降で高熱環境下にフィルム基材が曝されても、熱変形等を起こすことなく、平面性に優れたガスバリアー性フィルムを得ることができる観点から好ましい。 As an embodiment of the present invention, from the viewpoint of more manifesting the intended effect of the present invention, before the step C for performing the curing treatment, the side opposite to the surface subjected to the vacuum ultraviolet irradiation treatment of the film substrate is used. It is possible to provide the surface with a process E for applying a heat-resistant laminate member. For example, even if the film substrate is exposed to a high heat environment after the process C, a gas barrier excellent in flatness without causing thermal deformation or the like. From the viewpoint of obtaining a conductive film.
また、工程Dにおいて、ガスバリアー層を形成する方法として、化学気相成長法(CVD法)を適用すること、さらには、化学気相成長法として放電プラズマ化学気相成長法を適用することが、ガスバリアー層を所望の組成で形成でき、かつ層内の元素分布を精緻に制御することが可能となる観点から好ましい。 In Step D, a chemical vapor deposition method (CVD method) is applied as a method for forming a gas barrier layer, and a discharge plasma chemical vapor deposition method is applied as a chemical vapor deposition method. From the viewpoint that the gas barrier layer can be formed with a desired composition and the element distribution in the layer can be precisely controlled.
また、本発明の構成とすることにより、高い透湿耐性を実現することができ、その結果、フィルム基材の膜厚が、30〜150μmの範囲内にすることができ、薄膜化されてガスバリアー性フィルムを得ることができる。 Moreover, by setting it as the structure of this invention, high moisture-permeation tolerance can be implement | achieved, As a result, the film thickness of a film base material can be in the range of 30-150 micrometers, and it is thinned and gasses A barrier film can be obtained.
同様に、フィルム基材の表面に真空紫外線照射処理を施して親水化した後、クリアハードコート層を形成することにより、フィルム基材とクリアハードコート層間の密着性が向上し、それに伴い、クリアハードコート層の層厚が、1〜10μmの範囲内とすることができ、薄膜化されてガスバリアー性フィルムを得ることができる。 Similarly, after the surface of the film substrate is hydrophilized by vacuum ultraviolet irradiation treatment, the adhesion between the film substrate and the clear hard coat layer is improved by forming a clear hard coat layer. The thickness of the hard coat layer can be in the range of 1 to 10 μm, and a gas barrier film can be obtained by thinning.
本発明の製造方法により得られるガスバリアー性フィルムを有機エレクトロルミネッセンス素子に具備することにより、耐久性(層間密着性)が向上し、高温高湿下で長期期間にわたり保存された後でも、故障、例えば、ダークスポットの発生を抑制することができる。 By providing the organic electroluminescent device with a gas barrier film obtained by the production method of the present invention, durability (interlayer adhesion) is improved, even after being stored for a long period under high temperature and high humidity, For example, the occurrence of dark spots can be suppressed.
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、以下の説明において示す「〜」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, "-" shown in the following description is used with the meaning which includes the numerical value described before and behind that as a lower limit and an upper limit.
《ガスバリアー性フィルム》
図1は、本発明のガスバリアー性フィルムの構成の一例を示す概略断面図である。
<Gas barrier film>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of the gas barrier film of the present invention.
図1に示すように、本発明のガスバリアー性フィルム1は、シクロオレフィンポリマー又はシクロオレフィンコポリマーを主成分とするフィルム基材2の一方の面側に、真空紫外線照射処理により表面改質処理が施された表面改質領域3を有する。この表面改質領域3上に、クリアハードコート層4とガスバリアー層5とが積層されて、ガスバリアー性フィルム1を構成している。
As shown in FIG. 1, the
また、フィルム基材2の真空紫外線照射処理により表面改質処理を施した面とは反対側の面には、クリアハードコート層に硬化処理を施す前までの段階で、耐熱ラミネート部材6が付与されている。工程A〜工程D
《ガスバリアー性フィルムの製造方法》
本発明のガスバリアー性フィルムは、基本的には下記に示す工程A〜工程Dを経て製造することを特徴とする。
In addition, the heat-
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The gas barrier film of the present invention is basically produced through the following steps A to D.
工程A:シクロオレフィンポリマー又はシクロオレフィンコポリマーを主成分とするフィルム基材の表面に、真空紫外線照射処理を施して親水化する工程、
工程B:前記フィルム基材の親水化した面に、クリアハードコート層塗布液を塗布してクリアハードコート層を形成する工程、
工程C:前記クリアハードコート層に、硬化処理を施す工程、
工程D:硬化した前記クリアハードコート層上にガスバリアー層を形成する工程。
Step A: A step of hydrophilizing the surface of a film substrate mainly composed of a cycloolefin polymer or a cycloolefin copolymer by subjecting it to a vacuum ultraviolet ray irradiation treatment,
Step B: A step of forming a clear hard coat layer by applying a clear hard coat layer coating solution on the hydrophilic surface of the film base,
Step C: a step of applying a curing treatment to the clear hard coat layer,
Step D: A step of forming a gas barrier layer on the cured clear hard coat layer.
更に、上記工程A〜工程Dに加えて、工程Cの前に、フィルム基材の真空紫外線照射処理を施した面とは反対側の面に、耐熱ラミネート部材を付与する工程Eを設ける構成が好ましい。 Further, in addition to the steps A to D, a configuration in which, before the step C, a step E of applying a heat-resistant laminate member to the surface of the film base opposite to the surface subjected to the vacuum ultraviolet irradiation treatment is provided. preferable.
本発明のガスバリアー性フィルムの製造方法の概要を、図を交えて説明する。 The outline | summary of the manufacturing method of the gas barrier film of this invention is demonstrated using a figure.
図2は、本発明のガスバリアー性フィルムの製造方法に適用可能な工程フローの一例を示す概略図である。 FIG. 2 is a schematic view showing an example of a process flow applicable to the method for producing a gas barrier film of the present invention.
図2の(1)で、フィルム基材2として、シクロオレフィンポリマー又はシクロオレフィンコポリマーを主成分とするフィルム基材2を準備する。
In (1) of FIG. 2, the
続いて、フィルム基材2の表面にエキシマ光による表面改質処理を施す前に、図2の(2)に示す工程Eにて、次工程でフィルム基材2に表面改質領域3を形成する面とは反対側の面(裏面ともいう。)に、耐熱性に優れた耐熱ラミネート部材6を付与し、以降の工程で付与される熱エネルギーに対する耐性を付与する。
Subsequently, before the surface modification treatment by excimer light is performed on the surface of the
次いで、図2の(3)に示す工程Aで、フィルム基材2の耐熱ラミネート部材6を付与した面とは反対側の面側(表面ともいう。)に、真空紫外線照射装置(エキシマ光照射装置)7を用いてエキシマ光Lを照射して表面改質処理(親水化処理)を施し、表面改質領域3を形成する。
Next, in step A shown in (3) of FIG. 2, a vacuum ultraviolet ray irradiation device (excimer light irradiation) is applied to the surface side (also referred to as surface) of the
エキシマ光照射装置7の詳細は後述するが、エキシマランプ9と、当該エキシマランプを保持するためのホルダー8により構成され、エキシマランプ9を印加して、波長が172nmのエキシマ光Lを発光させる。
Although details of the excimer
本発明においては、真空紫外線照射処理の効率を高める観点から、工程Aにおける真空紫外線照射処理は、真空環境下あるいは窒素雰囲気下等、酸素の影響を遮断した環境下で行うことが好ましい。 In the present invention, from the viewpoint of increasing the efficiency of the vacuum ultraviolet irradiation treatment, the vacuum ultraviolet irradiation treatment in the step A is preferably performed in an environment where the influence of oxygen is blocked, such as a vacuum environment or a nitrogen atmosphere.
続いて、図2の(4)に示す工程Bで、表面改質領域3上にクリアハードコート層(未硬化)4Aを付与する。クリアハードコート層の形成方法としては、特に制限はないが、クリアハードコート層形成用塗布液を用い、湿式塗布方式で塗布、乾燥して形成する方法が好ましい。
Subsequently, in step B shown in FIG. 2 (4), a clear hard coat layer (uncured) 4 A is applied on the surface modified
次いで、図2の(5)に示す工程Cで、上記形成したクリアハードコート層(未硬化)4Aに対し、硬化処理を施す。例えば、クリアハードコート層(未硬化)4Aが熱硬化性樹脂で形成されているが場合には、硬化手段10として加熱ヒーター等を用いて熱エネルギーを付与して硬化する。あるいは、クリアハードコート層(未硬化)4Aが活性光線(例えば、紫外線)硬化型樹脂で形成されているが場合には、硬化手段10として紫外線照射装置等を用いて紫外線等を照射して硬化して、クリアハードコート層4を形成する。
Next, in the process C shown in FIG. 2 (5), the clear hard coat layer (uncured) 4A formed as described above is subjected to a curing process. For example, when the clear hard coat layer (uncured) 4A is formed of a thermosetting resin, the curing means 10 is cured by applying thermal energy using a heater or the like. Alternatively, when the clear hard coat layer (uncured) 4A is formed of an actinic ray (for example, ultraviolet ray) curable resin, the curing means 10 is cured by irradiating ultraviolet rays or the like using an ultraviolet irradiation device or the like. Then, the clear
最後に、図2の(6)に示す工程Dで、形成したクリアハードコート層4上に、ガスバリアー層5を形成して、ガスバリアー性フィルム1を作製する。
Finally, in step D shown in FIG. 2 (6), the
ガスバリアー層5の形成方法としては、蒸着法あるいは湿式塗布法(例えば、パーヒドロキシポリシラザン(PHPS)を用い、真空紫外線照射処理で改質する方法)等を適用することができるが、本発明においては、化学気相成長法(CVD法)を適用すること、さらには、化学気相成長法として放電プラズマ化学気相成長法(プラズマCVD法)を適用することが、ガスバリアー層を所望の組成で形成でき、かつ層内の元素分布を精緻に制御することが可能となる観点から好ましい。
As a method for forming the
なお、プラズマCVD法等の詳細については後述する。 Details of the plasma CVD method and the like will be described later.
《ガスバリアー性フィルムの各構成要素》
〔フィルム基材〕
本発明のガスバリアー性フィルムにおいては、基材として、シクロオレフィンポリマー(以下、COPともいう。)又はシクロオレフィンコポリマー(以下、COCともいう。)を主成分とするフィルム基材を適用することを特徴とする。
<Each component of gas barrier film>
[Film base]
In the gas barrier film of the present invention, a film substrate mainly composed of a cycloolefin polymer (hereinafter also referred to as COP) or a cycloolefin copolymer (hereinafter also referred to as COC) is applied as the substrate. Features.
本発明でいう「主成分とする」とは、フィルム基材を構成する樹脂成分のうち、COP及びCOCの構成比率が60質量%以上であることをいい、好ましくは80質量%以上であり、より好ましくは90質量%以上であり、特に好ましくは95質量%以上で構成されていることである。 The term “main component” as used in the present invention means that, among the resin components constituting the film substrate, the constituent ratio of COP and COC is 60% by mass or more, preferably 80% by mass or more, More preferably, it is 90 mass% or more, Most preferably, it is comprised by 95 mass% or more.
本発明に係るシクロオレフィンポリマー又はシクロオレフィンコポリマーにより形成されるフィルム基材は、従来広く使用されてきたポリエチレンテレフタレートフィルムに比較して、相対的に低い透湿性能を有すると共に、優れた光線透過性(透明性)を有しており、有機EL素子に具備させた際に、発光効率が向上するという特徴を有する。更に、複屈折率が低く、有機EL素子に具備した際、色の視野角依存性が小さいという特徴を備えている。 The film substrate formed of the cycloolefin polymer or cycloolefin copolymer according to the present invention has a relatively low moisture permeability and superior light transmittance as compared with a polyethylene terephthalate film that has been widely used conventionally. (Transparency), and when it is provided in an organic EL element, it has a feature that luminous efficiency is improved. Furthermore, the birefringence is low, and when the organic EL device is provided, the color viewing angle dependency is small.
一般に、環状オレフィンを単独重合することは、立体障害の影響等で困難であるため、α−オレフィン等と付加重合するする方法Aと、環状オレフィンの開環重合による方法Bの2つがあり、前者の方法Aのポリマーをシクロオレフィンコポリマー(COC)、後者の方法Bのポリマーをシクロオレフィンポリマー(COP)と称す。 In general, since it is difficult to homopolymerize a cyclic olefin due to the influence of steric hindrance, etc., there are two methods, a method A for addition polymerization with α-olefin and the like and a method B by ring-opening polymerization of a cyclic olefin. The polymer of the method A is called a cycloolefin copolymer (COC), and the polymer of the latter method B is called a cycloolefin polymer (COP).
本発明に適用可能なシクロオレフィンポリマーは、脂環式構造を含有する重合体樹脂からなるものである。好ましいシクロオレフィンポリマーとしては、環状オレフィンを重合又は共重合した樹脂である。環状オレフィンとしては、例えば、ノルボルネン、ジシクロペンタジエン、テトラシクロドデセン、エチルテトラシクロドデセン、エチリデンテトラシクロドデセン、テトラシクロ〔7.4.0.110,13.02,7〕トリデカ−2,4,6,11−テトラエンなどの多環構造の不飽和炭化水素及びその誘導体;シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、3,4−ジメチルシクロペンテン、3−メチルシクロヘキセン、2−(2−メチルブチル)−1−シクロヘキセン、シクロオクテン、3a,5,6,7a−テトラヒドロ−4,7−メタノ−1H−インデン、シクロヘプテン、シクロペンタジエン、シクロヘキサジエンなどの単環構造の不飽和炭化水素及びその誘導体等が挙げられる。これら環状オレフィンには置換基として極性基を有していてもよい。極性基としては、例えば、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アルコキシル基、エポキシ基、グリシジル基、オキシカルボニル基、カルボニル基、アミノ基、エステル基、カルボン酸無水物基などが挙げられ、特に、エステル基、カルボキシ基又はカルボン酸無水物基が好適である。 The cycloolefin polymer applicable to the present invention is a polymer resin containing an alicyclic structure. A preferred cycloolefin polymer is a resin obtained by polymerizing or copolymerizing a cyclic olefin. Examples of the cyclic olefin include norbornene, dicyclopentadiene, tetracyclododecene, ethyltetracyclododecene, ethylidenetetracyclododecene, tetracyclo [7.4.0.110, 13.02,7] trideca-2, Polycyclic unsaturated hydrocarbons such as 4,6,11-tetraene and derivatives thereof; cyclobutene, cyclopentene, cyclohexene, 3,4-dimethylcyclopentene, 3-methylcyclohexene, 2- (2-methylbutyl) -1-cyclohexene , Cyclooctene, 3a, 5,6,7a-tetrahydro-4,7-methano-1H-indene, unsaturated hydrocarbon having a monocyclic structure such as cycloheptene, cyclopentadiene, cyclohexadiene, and derivatives thereof. These cyclic olefins may have a polar group as a substituent. Examples of the polar group include a hydroxy group, a carboxy group, an alkoxyl group, an epoxy group, a glycidyl group, an oxycarbonyl group, a carbonyl group, an amino group, an ester group, and a carboxylic acid anhydride group. A carboxy group or a carboxylic anhydride group is preferred.
好ましいシクロオレフィンポリマーは、環状オレフィン以外の単量体を付加共重合したシクロオレフィンコポリマーであってもよい。付加共重合可能な単量体としては、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテンなどのエチレン又はα−オレフィン;1,4−ヘキサジエン、4−メチル−1,4−ヘキサジエン、5−メチル−1,4−ヘキサジエン、1,7−オクタジエンなどのジエン等が挙げられる。 A preferred cycloolefin polymer may be a cycloolefin copolymer obtained by addition copolymerization of a monomer other than a cyclic olefin. Examples of the addition copolymerizable monomer include ethylene or α-olefin such as ethylene, propylene, 1-butene and 1-pentene; 1,4-hexadiene, 4-methyl-1,4-hexadiene, 5- And dienes such as methyl-1,4-hexadiene and 1,7-octadiene.
環状オレフィンは、付加重合反応、あるいはメタセシス開環重合反応によって得ることができる。重合反応は、通常、触媒の存在下で行われる。 The cyclic olefin can be obtained by an addition polymerization reaction or a metathesis ring-opening polymerization reaction. The polymerization reaction is usually performed in the presence of a catalyst.
シクロオレフィンポリマーは、環状オレフィンを重合又は共重合させた後、水素添加反応させて、分子中の不飽和結合を飽和結合に変換したものであることが好ましい。水素添加反応は、公知の水素化触媒の存在下で、水素を吹き込んで行う。 The cycloolefin polymer is preferably a polymer obtained by polymerizing or copolymerizing a cyclic olefin, followed by hydrogenation reaction to convert unsaturated bonds in the molecule into saturated bonds. The hydrogenation reaction is performed by blowing hydrogen in the presence of a known hydrogenation catalyst.
また、シクロオレフィンポリマーとして、下記のノルボルネン系樹脂も挙げられる。ノルボルネン系樹脂は、ノルボルネン骨格を繰り返し単位として有していることが好ましく、その具体例としては、例えば、特開昭62−252406号公報、特開昭62−252407号公報、特開平2−133413号公報、特開昭63−145324号公報、特開昭63−264626号公報、特開平1−240517号公報、特公昭57−8815号公報、特開平5−2108号公報、特開平5−39403号公報、特開平5−43663号公報、特開平5−43834号公報、特開平5−70655号公報、特開平5−279554号公報、特開平6−206985号公報、特開平7−62028号公報、特開平8−176411号公報、特開平9−241484号公報、特開2001−277430号公報、特開2003−139950号公報、特開2003−14901号公報、特開2003−161832号公報、特開2003−195268号公報、特開2003−211588号公報、特開2003−211589号公報、特開2003−268187号公報、特開2004−133209号公報、特開2004−309979号公報、特開2005−121813号公報、特開2005−164632号公報、特開2006−72309号公報、特開2006−178191号公報、特開2006−215333号公報、特開2006−268065号公報、特開2006−299199号公報等に記載されたものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらは、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。 Moreover, the following norbornene-type resin is also mentioned as a cycloolefin polymer. The norbornene-based resin preferably has a norbornene skeleton as a repeating unit. Specific examples thereof include, for example, JP-A-62-252406, JP-A-62-2252407, and JP-A-2-133413. JP, 63-145324, 63-264626, 63-240517, 57-81515, 5-2108, and 5-39403. JP-A-5-43663, JP-A-5-43834, JP-A-5-70655, JP-A-5-279554, JP-A-6-206985, JP-A-7-62028. JP-A-8-176411, JP-A-9-241484, JP-A-2001-277430, JP-A-2003-13. 950, JP2003-14901, JP2003-161832, JP2003-195268, JP2003-111588, JP2003-211589, JP2003-268187 Gazette, JP-A-2004-133209, JP-A-2004-309799, JP-A-2005-121183, JP-A-2005-164632, JP-A-2006-72309, JP-A-2006-178191, Although what was described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2006-215333, Unexamined-Japanese-Patent No. 2006-268065, Unexamined-Japanese-Patent No. 2006-299199 etc. is mentioned, It is not limited to these. Moreover, these may be used independently and may use 2 or more types together.
本発明に係るシクロオレフィンポリマーとしては、市販品として入手することもでき、例えば、積水化学工業株式会社製のエッシーナ(商品名)、日本ゼオン株式会社製のゼオネックス、ゼオノア(以上、商品名)、JSR株式会社製のアートン(商品名)、日立化成株式会社製のオプトレッツ(商品名)、三井化学株式会社製のアペル(商品名、APL8008T、APL6509T、APL6013T、APL5014DP、APL6015T)などが好ましく用いられる。 The cycloolefin polymer according to the present invention can be obtained as a commercially available product, for example, Essina (trade name) manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., ZEONEX, ZEONOR (trade name) manufactured by ZEON CORPORATION, Artron (trade name) manufactured by JSR Corporation, Optretz (trade name) manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., Appell (trade names, APL8008T, APL6509T, APL6013T, APL5014DP, APL6015T) manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. are preferably used. .
本発明に係るCOPフィルム又はCOCフィルムの製造方法としては、通常のインフレーション法、T−ダイ法、カレンダー法、切削法、流延法、エマルジョン法、ホットプレス法等の製造法が使用でき、フィルム製膜方法としては、従来公知の溶液流延製膜法、あるいは溶融流延製膜法が選択できる。 As a method for producing a COP film or COC film according to the present invention, a production method such as a normal inflation method, a T-die method, a calendar method, a cutting method, a casting method, an emulsion method, or a hot press method can be used. A conventionally known solution casting film forming method or melt casting film forming method can be selected as the film forming method.
〔フィルム基材の表面処理〕
本発明に係るフィルム基材であるCOPフィルム又はCOCフィルムは、前述のような優れた光学特性を備えている反面、基材上に形成する構成層との密着性が十分ではなく、その密着性を高めることが重要な技術的課題であった。
[Surface treatment of film substrate]
The COP film or COC film which is the film substrate according to the present invention has excellent optical properties as described above, but the adhesion to the constituent layer formed on the substrate is not sufficient, and the adhesion It was an important technical issue.
従来、COPフィルム等の密着性を向上させる目的で、コロナ処理やプラズマ処理等の表面処理が施されていたが、その上に、機能層、例えば、平滑層、クリアハードコート層、あるいはガスバリアー層等を塗設してガスバリアー性フィルムを作製し、当該ガスバリアー性フィルムを高温高湿環境下で長期間にわたり保存した際に、COPフィルム表面と構成層間で膜剥離が生じるという課題があることが判明した。 Conventionally, surface treatments such as corona treatment and plasma treatment have been performed for the purpose of improving the adhesion of COP films and the like, and functional layers such as a smooth layer, a clear hard coat layer, or a gas barrier have been provided thereon. When a gas barrier film is prepared by coating layers and the gas barrier film is stored for a long period of time in a high-temperature and high-humidity environment, there is a problem that film separation occurs between the COP film surface and the constituent layers. It has been found.
上記課題に対し、様々な技術的機構の検証を含め改良技術のアプローチを進めた結果、COP基材表面に、親水化処理として真空紫外線照射処理を施した後、その上にクリアハードコート層を形成することにより、ガスバリアー性フィルムとしての高い密着性を実現することができた。 As a result of proceeding with improved technologies including verification of various technical mechanisms, the COP substrate surface was subjected to vacuum ultraviolet irradiation treatment as a hydrophilization treatment, and then a clear hard coat layer was formed thereon. By forming, high adhesion as a gas barrier film could be realized.
本発明の特徴であるシクロオレフィンポリマー又はシクロオレフィンコポリマーにより形成されるフィルム基材表面に真空紫外線照射処理を施すことにより、優れた密着性を得ることができた理由としては、以下のように推測している。 The reason why excellent adhesion can be obtained by subjecting the surface of the film substrate formed by the cycloolefin polymer or cycloolefin copolymer, which is a feature of the present invention, to vacuum ultraviolet irradiation is presumed as follows. doing.
すなわち、前述のように、コロナ放電処理やプラズマ放電処理を行う場合、多くは大気雰囲気下での処理となるため、処理直後には、基材処理表面が大気中からの水分が吸着し、シクロオレフィンポリマー又はシクロオレフィンコポリマーにより形成されるフィルム基材とクリアハードコート層との密着性劣化に影響を及ぼす。これに対し、本発明においては、クリアハードコート層を、シクロオレフィンポリマー又はシクロオレフィンコポリマーにより形成されるフィルム基材表面に形成する直前に、当該フィルム基材表面にエキシマ光による処理を行うことを特徴としているが、このエキシマ光による処理では、本発明に係るフィルム基材を水分濃度の極めて低い乾燥窒素雰囲気内で行うため、エキシマ光による表面処理直後の本発明に係るフィルム基材表面は、非常に水分の少ない状態にある。その結果、直後の形成されるクリアハードコート層とフィルム基材の界面領域は、水分濃度が低い状態に維持され、その結果、特に、クリアハードコート層と密着性の悪いシクロオレフィンポリマー又はシクロオレフィンコポリマーを主成分とするフィルム基材においては、保存時の密着性維持に寄与していると考えられる。 That is, as described above, when performing a corona discharge treatment or a plasma discharge treatment, most of the treatment is performed in an air atmosphere. It affects the adhesion deterioration between the film substrate formed of the olefin polymer or the cycloolefin copolymer and the clear hard coat layer. In contrast, in the present invention, immediately before the clear hard coat layer is formed on the surface of the film substrate formed of the cycloolefin polymer or the cycloolefin copolymer, the surface of the film substrate is treated with excimer light. Although it is characterized, in this treatment with excimer light, since the film substrate according to the present invention is performed in a dry nitrogen atmosphere with a very low moisture concentration, the film substrate surface according to the present invention immediately after the surface treatment with excimer light is It is in a very low moisture state. As a result, the interface region between the clear hard coat layer and the film substrate that is formed immediately after is maintained at a low moisture concentration. As a result, in particular, the cycloolefin polymer or cycloolefin having poor adhesion to the clear hard coat layer. In the film base material which has a copolymer as a main component, it is thought that it contributes to the adhesiveness maintenance at the time of a preservation | save.
(真空紫外線照射処理:エキシマ光照射処理)
本発明に係る真空紫外線照射処理としては、エキシマ光照射処理を用いた表面処理方法が好ましい態様である。以下、本発明に適用可能な真空紫外線照射処理の詳細について説明する。
(Vacuum ultraviolet irradiation treatment: excimer light irradiation treatment)
As a vacuum ultraviolet irradiation treatment according to the present invention, a surface treatment method using excimer light irradiation treatment is a preferred embodiment. Hereinafter, the details of the vacuum ultraviolet irradiation treatment applicable to the present invention will be described.
本発明に適用可能な真空紫外線照射によるフィルム基材表面の親水化処理は、発光波長が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による作用により、フィルム基材表面の親水化処理を比較的低温で行う方法である。 The hydrophilic treatment of the film substrate surface by vacuum ultraviolet irradiation applicable to the present invention uses light energy having an emission wavelength of 100 to 200 nm, preferably using energy of light having a wavelength of 100 to 180 nm to bond atoms. This is a method of performing hydrophilic treatment on the surface of a film substrate at a relatively low temperature by the action of only photons called a photon process.
本発明における真空紫外線照射処理において、フィルム基材表面における当該真空紫外線(エキシマ光)の照度は30〜200mW/cm2の範囲であることが好ましく、50〜160mW/cm2の範囲であることがより好ましい。30mW/cm2以上であれば、エキシマ光による表面改質効果(親水化効果)を撥面させることができ、200mW/cm2以下であれば、フィルム基材にダメージを与えないため好ましい。 In vacuum ultraviolet ray irradiation treatment in the present invention, it is preferable that the illuminance of the vacuum ultraviolet rays in the film base surface (excimer light) is in the range of 30~200mW / cm 2, in the range of 50~160mW / cm 2 More preferred. If it is 30 mW / cm 2 or more, the surface modification effect (hydrophilization effect) by excimer light can be repelled, and if it is 200 mW / cm 2 or less, the film substrate is not damaged, which is preferable.
また、フィルム基材表面における真空紫外線の積算光量は、200〜10000mJ/cm2の範囲であることが好ましく、500〜5000mJ/cm2の範囲であることがより好ましい。この範囲であれば、表面親水化処理効果が十分で、かつフィルム基材の熱変形が生じない。 Further, the accumulated amount of the VUV in the film substrate surface, is preferably in the range of 200~10000mJ / cm 2, and more preferably in the range of 500~5000mJ / cm 2. If it is this range, the surface hydrophilization treatment effect is sufficient and the thermal deformation of the film substrate does not occur.
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。Xe、Kr、Ar、Neなどの希ガスの原子は、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。 As the vacuum ultraviolet light source, a rare gas excimer lamp is preferably used. Atoms of noble gases such as Xe, Kr, Ar, and Ne are called inert gases because they are not chemically bonded to form molecules.
しかし、放電などによりエネルギーを得た希ガスの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。希ガスがキセノンの場合には、
e+Xe→Xe*
Xe*+2Xe→Xe2 *+Xe
Xe2 *→Xe+Xe+hν(172nm)
となり、励起されたエキシマ分子であるXe2 *が基底状態に遷移するときに172nmのエキシマ光を発光する。
However, excited atoms of rare gases that have gained energy by discharge or the like can form molecules by combining with other atoms. When the rare gas is xenon,
e + Xe → Xe *
Xe * + 2Xe → Xe 2 * + Xe
Xe 2 * → Xe + Xe + hν (172 nm)
Thus, when the excited excimer molecule Xe 2 * transitions to the ground state, excimer light of 172 nm is emitted.
エキシマランプの特徴としては、放射が一つの波長に集中し、必要な光以外がほとんど放射されないので、表面改質効率が高いことが挙げられる。また、余分な光が放射されないので、対象物の温度を低く保つことができる。さらには始動及び再始動に時間を要さないので、瞬時の点灯及び点滅が可能である。 A feature of the excimer lamp is that the surface modification efficiency is high because radiation concentrates on one wavelength and almost no light other than necessary is emitted. Further, since no extra light is emitted, the temperature of the object can be kept low. Furthermore, since no time is required for starting and restarting, instantaneous lighting and blinking are possible.
エキシマ発光を得るには、誘電体バリアー放電を用いる方法が知られている。誘電体バリアー放電とは、両電極間に透明石英などの誘電体を介してガス空間を配し、電極に数10kHzの高周波高電圧を印加することによりガス空間に生じる、雷に似た非常に細いマイクロディスチャージ(micro discharge)と呼ばれる放電であり、マイクロディスチャージのストリーマが管壁(誘導体)に達すると誘電体表面に電荷が溜まるため、マイクロディスチャージは消滅する。 In order to obtain excimer light emission, a method using dielectric barrier discharge is known. Dielectric barrier discharge is a very similar to lightning that occurs in a gas space by arranging a gas space between both electrodes through a dielectric such as transparent quartz and applying a high frequency high voltage of several tens of kHz to the electrode. It is a discharge called a thin micro discharge. When the micro discharge streamer reaches the tube wall (derivative), the electric charge is accumulated on the dielectric surface, and the micro discharge disappears.
このマイクロディスチャージが管壁全体に広がり、生成・消滅を繰り返している放電である。このため、肉眼でも確認できる光のチラツキを生じる。また、非常に温度の高いストリーマが局所的に直接管壁に達するため、管壁の劣化を早める可能性もある。 This micro discharge spreads over the entire tube wall and repeats generation and extinction. For this reason, flickering of light that can be confirmed with the naked eye occurs. Moreover, since a very high temperature streamer reaches a pipe wall directly locally, there is a possibility that deterioration of the pipe wall may be accelerated.
効率よくエキシマ発光を得る方法としては、誘電体バリアー放電以外に、無電極電界放電でも可能である。容量性結合による無電極電界放電で、別名RF放電とも呼ばれる。ランプと電極及びその配置は基本的には誘電体バリアー放電と同じでよいが、両極間に印加される高周波は数MHzで点灯される。無電極電界放電はこのように空間的にまた時間的に一様な放電が得られるため、チラツキがない長寿命のランプが得られる。 As a method for efficiently obtaining excimer light emission, electrodeless electric field discharge is possible in addition to dielectric barrier discharge. Electrodeless electric field discharge by capacitive coupling, also called RF discharge. The lamp, the electrode, and the arrangement thereof may be basically the same as those of the dielectric barrier discharge, but the high frequency applied between the two electrodes is lit at several MHz. Since the electrodeless field discharge can provide a spatially and temporally uniform discharge in this way, a long-life lamp without flickering can be obtained.
誘電体バリアー放電の場合は、マイクロディスチャージが電極間のみで生じるため、放電空間全体で放電を行わせるには外側の電極は外表面全体を覆い、かつ外部に光を取り出すために光を透過するものでなければならない。 In the case of dielectric barrier discharge, microdischarge occurs only between the electrodes, so the outer electrode covers the entire outer surface and allows light to pass through to extract light to the outside in order to cause discharge throughout the discharge space. Must be a thing.
このため、細い金属線を網状にした電極が用いられる。この電極は、光を遮らないようにできるだけ細い線が用いられるため、酸素雰囲気中では真空紫外光により発生するオゾンなどにより損傷しやすい。 For this reason, an electrode in which a fine metal wire is formed in a net shape is used. Since this electrode uses as thin a line as possible so as not to block light, it is easily damaged by ozone generated by vacuum ultraviolet light in an oxygen atmosphere.
これを防ぐためには、ランプの周囲、すなわち照射装置内を窒素などの不活性ガスの雰囲気にし、合成石英の窓を設けて照射光を取り出す必要が生じる。合成石英の窓は高価な消耗品であるばかりでなく、光の損失も生じる。 In order to prevent this, it is necessary to provide an atmosphere of an inert gas such as nitrogen around the lamp, that is, the inside of the irradiation apparatus, and provide a synthetic quartz window to extract the irradiation light. Synthetic quartz windows are not only expensive consumables, but also cause light loss.
二重円筒型ランプは外径が25mm程度であるため、ランプ軸の直下とランプ側面では照射面までの距離の差が無視できず、照度に大きな差を生じる。したがって、仮にランプを密着して並べても、一様な照度分布が得られない。合成石英の窓を設けた照射装置にすれば、酸素雰囲気中の距離を一様にでき、一様な照度分布が得られる。 Since the double cylindrical lamp has an outer diameter of about 25 mm, the difference in distance to the irradiation surface cannot be ignored between the position directly below the lamp axis and the side surface of the lamp, resulting in a large difference in illuminance. Therefore, even if the lamps are closely arranged, a uniform illuminance distribution cannot be obtained. If the irradiation device is provided with a synthetic quartz window, the distance in the oxygen atmosphere can be made uniform, and a uniform illuminance distribution can be obtained.
無電極電界放電を用いた場合には、外部電極を網状にする必要はない。ランプ外面の一部に外部電極を設けるだけでグロー放電は放電空間全体に広がる。外部電極には通常アルミのブロックで作られた光の反射板を兼ねた電極がランプ背面に使用される。しかし、ランプの外径は誘電体バリアー放電の場合と同様に大きいため一様な照度分布にするためには合成石英が必要となる。 When electrodeless field discharge is used, it is not necessary to make the external electrodes mesh. The glow discharge spreads over the entire discharge space simply by providing an external electrode on a part of the outer surface of the lamp. As the external electrode, an electrode that also serves as a light reflector made of an aluminum block is usually used on the back of the lamp. However, since the outer diameter of the lamp is as large as in the case of the dielectric barrier discharge, synthetic quartz is required to obtain a uniform illuminance distribution.
細管エキシマランプの最大の特徴は、構造がシンプルなことである。石英管の両端を閉じ、内部にエキシマ発光を行うためのガスを封入しているだけである。 The biggest feature of the capillary excimer lamp is its simple structure. The quartz tube is closed at both ends, and only gas for excimer light emission is sealed inside.
細管エキシマランプの管の外径は6〜12mm程度で、余り太いと始動に高い電圧が必要になる。 The outer diameter of the tube of the thin tube excimer lamp is about 6 to 12 mm, and if it is too thick, a high voltage is required for starting.
放電の形態は、誘電体バリアー放電及び無電極電界放電のいずれも使用できる。電極の形状はランプに接する面が平面であってもよいが、ランプの曲面に合わせた形状にすればランプをしっかり固定できるとともに、電極がランプに密着することにより放電がより安定する。また、アルミで曲面を鏡面にすれば光の反射板にもなる。 As the form of discharge, both dielectric barrier discharge and electrodeless field discharge can be used. The electrode may have a flat surface in contact with the lamp, but if the shape is matched to the curved surface of the lamp, the lamp can be firmly fixed, and the discharge is more stable when the electrode is in close contact with the lamp. Also, if the curved surface is made into a mirror surface with aluminum, it also becomes a light reflector.
Xeエキシマランプは、波長の短い172nmの紫外線を単一波長で放射することから、発光効率に優れている。この光は、酸素の吸収係数が大きいため、微量な酸素でラジカルな酸素原子種やオゾンを高濃度で発生することができる。 The Xe excimer lamp emits ultraviolet light having a short wavelength of 172 nm at a single wavelength, and thus has excellent luminous efficiency. Since this light has a large oxygen absorption coefficient, it can generate radical oxygen atom species and ozone at a high concentration with a very small amount of oxygen.
また、有機物の結合を解離させる波長の短い172nmの光のエネルギーは能力が高いことが知られている。この活性酸素やオゾンと紫外線放射が持つ高いエネルギーによって、短時間で、ポリシラザンを含有する塗布膜の改質を実現できる。したがって、波長185nm、254nmの発する低圧水銀ランプやプラズマ洗浄と比べて高スループットに伴うプロセス時間の短縮や設備面積の縮小、熱によるダメージを受けやすい有機材料やプラスチック基板等への照射を可能としている。 In addition, it is known that the energy of light having a short wavelength of 172 nm for dissociating the bonds of organic substances has high ability. Due to the high energy of the active oxygen, ozone and ultraviolet radiation, the coating film containing polysilazane can be modified in a short time. Therefore, compared to low-pressure mercury lamps with wavelengths of 185 nm and 254 nm and plasma cleaning, it is possible to shorten the process time associated with high throughput, reduce the equipment area, and irradiate organic materials and plastic substrates that are easily damaged by heat. .
エキシマランプは光の発生効率が高いため、低い電力の投入で点灯させることが可能である。また、光による温度上昇の要因となる波長の長い光は発せず、紫外線領域で、すなわち短い波長でエネルギーを照射するため、解射対象物の表面温度の上昇が抑えられる特徴を持っている。このため、熱の影響を受けやすいとされるCOPなどのフレシキブルフィルム材料に適している。 Since the excimer lamp has high light generation efficiency, it can be turned on with low power. In addition, light having a long wavelength that causes a temperature increase due to light is not emitted, and energy is irradiated in the ultraviolet region, that is, in a short wavelength, so that the increase in the surface temperature of the target object is suppressed. For this reason, it is suitable for flexible film materials such as COP which are considered to be easily affected by heat.
紫外線照射時の反応には、酸素が必要であるが、真空紫外線は、酸素による吸収があるため紫外線照射工程での効率が低下しやすいことから、真空紫外線の照射は、可能な限り酸素濃度の低い状態で行うことが好ましい。すなわち、真空紫外線照射時の酸素濃度は、10〜10000ppmの範囲とすることが好ましく、より好ましくは50〜5000ppmの範囲、更に好ましく1000〜4500ppmの範囲である。 Oxygen is required for the reaction at the time of ultraviolet irradiation, but since vacuum ultraviolet rays are absorbed by oxygen, the efficiency in the ultraviolet irradiation process tends to decrease. It is preferable to carry out in a low state. That is, the oxygen concentration during vacuum ultraviolet irradiation is preferably in the range of 10 to 10000 ppm, more preferably in the range of 50 to 5000 ppm, and still more preferably in the range of 1000 to 4500 ppm.
真空紫外線照射時に用いられる、照射雰囲気を満たすガスとしては乾燥不活性ガスとすることが好ましく、特にコストの観点から乾燥窒素ガスにすることが好ましい。酸素濃度の調整は照射庫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調整可能である。 As a gas that satisfies the irradiation atmosphere used at the time of irradiation with vacuum ultraviolet rays, a dry inert gas is preferable, and a dry nitrogen gas is particularly preferable from the viewpoint of cost. The oxygen concentration can be adjusted by measuring the flow rate of oxygen gas and inert gas introduced into the irradiation chamber and changing the flow rate ratio.
次いで、真空紫外線照射処理(エキシマ光照射処理)を用いた表面処理方法について、図を交えて説明する。 Next, a surface treatment method using vacuum ultraviolet irradiation treatment (excimer light irradiation treatment) will be described with reference to the drawings.
図3は、本発明に適用可能な真空紫外線照射装置の一例を示す模式図である。 FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a vacuum ultraviolet irradiation apparatus applicable to the present invention.
図3に示す真空紫外線照射装置7は、先に説明した図2の2)に記載した工程Aで使用する真空紫外線照射装置7である。
The vacuum
図3に示す真空紫外線照射装置7において、201は装置チャンバーであり、図示しないガス供給口から内部に窒素と酸素とを適量供給し、図示しないガス排出口から排気することで、チャンバー内部から実質的に水蒸気を除去し、酸素濃度を所定の濃度に維持することができる。9は172nmの真空紫外線を照射する二重管構造を有するXeエキシマランプ、8は外部電極を兼ねるエキシマランプのホルダーである。204は試料ステージである。試料ステージ204は、図示しない移動手段により装置チャンバー201内を水平に所定の速度で往復移動することができる。また、試料ステージ204は図示しない加熱手段により、所定の温度に維持することができる。2は、シクロオレフィンポリマー又はシクロオレフィンコポリマーにより形成されるフィルム基材である。試料ステージ204が水平移動する際、試料であるフィルム基材2の表面と、エキシマランプ9管面との最短距離が3mmとなるように試料ステージ204の高さが調整されている。206は遮光板であり、Xeエキシマランプ9のエージング中にフィルム基材2の表面に真空紫外光が照射されないようにしている。
In the vacuum
真空紫外線照射工程でフィルム基材2の表面に照射されるエネルギーは、浜松ホトニクス株式会社製の紫外線積算光量計:C8026/H8025 UV POWER METERを用い、172nmのセンサーヘッドを用いて測定した。測定に際しては、Xeエキシマランプ9の管面とセンサーヘッドの測定面との最短距離が、3mmとなるようにセンサーヘッドを試料ステージ204の中央に設置し、かつ、装置チャンバー201内の雰囲気が、真空紫外線照射工程と同一の酸素濃度となるように窒素と酸素とを供給し、試料ステージ204を0.5m/minの速度Vで移動させて測定を行う。測定に先立ち、Xeエキシマランプ9の照度を安定させるため、Xeエキシマランプ点灯後に10分間のエージング時間を設け、その後試料ステージを移動させて測定を開始することが好ましい。
The energy applied to the surface of the
この測定で得られた照射エネルギーを元に、試料ステージ204の移動速度を調整することで6000mJ/cm2の照射エネルギーとなるように調整する。
Based on the irradiation energy obtained by this measurement, the moving energy of the
〔クリアハードコート層〕
本発明のガスバリアー性フィルムにおいては、図1に示すように、上記方法で表面に真空紫外線照射処理を施して表面改質領域3を形成したフィルム基材2上に、クリアハードコート層4を形成することを特徴とする。
[Clear hard coat layer]
In the gas barrier film of the present invention, as shown in FIG. 1, the clear
本発明に係るクリアハードコート層の形成に使用される硬化型樹脂としては、熱硬化型樹脂や活性エネルギー線硬化型樹脂が挙げられるが、成形が容易なことから、活性エネルギー線硬化型樹脂が好ましく用いることができる。 Examples of the curable resin used for the formation of the clear hard coat layer according to the present invention include a thermosetting resin and an active energy ray curable resin. It can be preferably used.
(熱硬化型樹脂)
熱硬化型樹脂は、特に制限はなく、具体的には、エポキシ樹脂、シアネートエステル樹脂、フェノール樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ビニルベンジル樹脂等の種々の熱硬化性樹脂が挙げられる。
(Thermosetting resin)
The thermosetting resin is not particularly limited. Specifically, various thermosetting resins such as epoxy resin, cyanate ester resin, phenol resin, bismaleimide-triazine resin, polyimide resin, acrylic resin, and vinylbenzyl resin can be used. Can be mentioned.
エポキシ樹脂としては、平均して1分子当り2個以上のエポキシ基を有するものであればよく、具体的には、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、リン含有エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、芳香族グリシジルアミン型エポキシ樹脂(具体的には、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、トリグリシジル−p−アミノフェノール、ジグリシジルトルイジン、ジグリシジルアニリン等)、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族鎖状エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ブタジエン構造を有するエポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン構造を有するエポキシ樹脂、ビスフェノールのジグリシジルエーテル化物、ナフタレンジオールのジグリシジルエーテル化物、フェノール類のグリシジルエーテル化物、及びアルコール類のジグリシジルエーテル化物、並びにこれらのエポキシ樹脂のアルキル置換体、ハロゲン化物及び水素添加物等が挙げられる。これらは1種又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。 As an epoxy resin, those having an average of two or more epoxy groups per molecule may be used. Specifically, bisphenol A type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, biphenyl aralkyl type epoxy resin, and naphthol type epoxy are used. Resin, naphthalene type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, phosphorus-containing epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, aromatic glycidylamine type epoxy resin (specifically, tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, triglycidyl-p-aminophenol, Diglycidyl toluidine, diglycidyl aniline, etc.), alicyclic epoxy resin, aliphatic chain epoxy resin, phenol novolac epoxy resin, cresol novolac epoxy resin, bisphenol A novolac epoxy resin Epoxy resin having butadiene structure, phenol aralkyl type epoxy resin, epoxy resin having dicyclopentadiene structure, diglycidyl etherified product of bisphenol, diglycidyl etherified product of naphthalenediol, glycidyl etherified product of phenol, and diglycidyl alcohol Examples include etherified products, and alkyl-substituted products, halides, and hydrogenated products of these epoxy resins. These may be used alone or in combination of two or more.
(活性エネルギー線硬化型樹脂)
本発明において好適に用いることができる活性エネルギー線硬化型樹脂とは、紫外線や電子線のような活性線照射により架橋反応等を経て硬化する樹脂をいう。活性エネルギー線硬化型樹脂としては、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーを含む成分が好ましく用いられ、紫外線や電子線のような活性線を照射することによって硬化させて、活性エネルギー線硬化型樹脂層が形成される。活性エネルギー線硬化型樹脂としては、紫外線硬化型樹脂や電子線硬化旗樹脂等が代表的なものとして挙げられるが、紫外線照射によって硬化する紫外線硬化型樹脂が好ましい。
(Active energy ray-curable resin)
The active energy ray-curable resin that can be suitably used in the present invention refers to a resin that cures through a crosslinking reaction or the like by irradiation with active rays such as ultraviolet rays and electron beams. As the active energy ray curable resin, a component containing a monomer having an ethylenically unsaturated double bond is preferably used. The active energy ray curable resin is cured by irradiation with an active ray such as an ultraviolet ray or an electron beam. A resin layer is formed. Typical examples of the active energy ray curable resin include an ultraviolet curable resin and an electron beam curable flag resin, but an ultraviolet curable resin that is cured by ultraviolet irradiation is preferable.
〈紫外線硬化型樹脂〉
以下、本発明に係るクリアハードコート層の形成に好適な紫外線硬化型樹脂について説明する。
<UV curable resin>
The ultraviolet curable resin suitable for forming the clear hard coat layer according to the present invention will be described below.
紫外線硬化型樹脂としては、例えば、紫外線硬化型ウレタンアクリレート系樹脂、紫外線硬化型ポリエステルアクリレート系樹脂、紫外線硬化型エポキシアクリレート系樹脂、紫外線硬化型ポリオールアクリレート系樹脂、又は紫外線硬化型エポキシ樹脂等を挙げることができる。 Examples of the ultraviolet curable resin include an ultraviolet curable urethane acrylate resin, an ultraviolet curable polyester acrylate resin, an ultraviolet curable epoxy acrylate resin, an ultraviolet curable polyol acrylate resin, and an ultraviolet curable epoxy resin. be able to.
紫外線硬化型アクリルウレタン系樹脂は、一般にポリエステルポリオールにイソシアネートモノマー、又はプレポリマーを反応させて得られた生成物に更に2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート等の水酸基を有するアクリレート系のモノマーを反応させることによって容易に得ることができる。例えば、特開昭59−151110号に記載の樹脂を用いることができる。 UV curable acrylic urethane resins generally have a hydroxyl group such as 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate and the like obtained by reacting a polyester polyol with an isocyanate monomer or a prepolymer. It can be easily obtained by reacting an acrylate monomer having For example, a resin described in JP-A-59-151110 can be used.
紫外線硬化型ポリエステルアクリレート系樹脂としては、一般にポリエステルポリオールに2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシアクリレート系のモノマーを反応させると容易に形成されるものを挙げることができ、特開昭59−151112号に記載の樹脂を用いることができる。 Examples of UV curable polyester acrylate resins include those which are easily formed when 2-hydroxyethyl acrylate and 2-hydroxy acrylate monomers are generally reacted with polyester polyols. JP-A-59-151112 Can be used.
紫外線硬化型エポキシアクリレート系樹脂の具体例としては、エポキシアクリレートをオリゴマーとし、これに反応性希釈剤、光反応開始剤を添加し、反応させて生成するものを挙げることができ、特開平1−105738号に記載のものを用いることができる。 Specific examples of the ultraviolet curable epoxy acrylate resin include an epoxy acrylate as an oligomer, a reactive diluent and a photoreaction initiator added to the oligomer, and a reaction. Those described in US Pat. No. 105738 can be used.
また、本発明では、紫外線硬化型ポリオールアクリレート系樹脂を用いることが好ましく、この様な化合物としては、例えば、多官能アクリレート樹脂等が挙げられる。ここで、多官能アクリレート樹脂とは、分子中に2個以上のアクリロイルオキシ基又はメタクロイルオキシ基を有する化合物である。 Further, in the present invention, it is preferable to use an ultraviolet curable polyol acrylate resin, and examples of such a compound include a polyfunctional acrylate resin. Here, the polyfunctional acrylate resin is a compound having two or more acryloyloxy groups or methacryloyloxy groups in the molecule.
多官能アクリレート樹脂のモノマーとしては、例えば、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、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ペンタグリセロールトリアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、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、グリセリントリアクリレート、ジペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリス(アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート、テトラメチロールメタントリメタクリレート、テトラメチロールメタンテトラメタクリレート、ペンタグリセロールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、グリセリントリメタクリレート、ジペンタエリスリトールトリメタクリレート、ジペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタメタクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレートが挙げられる。これらの化合物は、それぞれ単独又は2種以上を混合して用いられる。また、上記モノマーの2量体、3量体等のオリゴマーであってもよい。 Examples of the monomer of the polyfunctional acrylate resin include ethylene glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolethane triacrylate, and tetramethylolmethane. Triacrylate, tetramethylolmethane tetraacrylate, pentaglycerol triacrylate, pentaerythritol diacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, glycerin triacrylate, dipentaerythritol triacrylate, dipentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate , Dipen Erythritol hexaacrylate, tris (acryloyloxyethyl) isocyanurate, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, trimethylolethane trimethacrylate, tetra Methylol methane trimethacrylate, tetramethylol methane tetramethacrylate, pentaglycerol trimethacrylate, pentaerythritol dimethacrylate, pentaerythritol trimethacrylate, pentaerythritol tetramethacrylate, glycerol trimethacrylate, dipentaerythritol trimethacrylate, dipentaerythritol te La methacrylate, dipentaerythritol penta methacrylate, dipentaerythritol hexa methacrylate. These compounds are used alone or in admixture of two or more. Moreover, oligomers, such as a dimer and a trimer of the said monomer, may be sufficient.
本発明において適用可能な紫外線硬化型樹脂の市販品としては、例えば、アデカオプトマーKR・BYシリーズ:KR−400、KR−410、KR−550、KR−566、KR−567、BY−320B(以上、旭電化(株)製);コーエイハードA−101−KK、A−101−WS、C−302、C−401−N、C−501、M−101、M−102、T−102、D−102、NS−101、FT−102Q8、MAG−1−P20、AG−106、M−101−C(以上、広栄化学(株)製);セイカビームPHC2210(S)、PHC X−9(K−3)、PHC2213、DP−10、DP−20、DP−30、P1000、P1100、P1200、P1300、P1400、P1500、P1600、SCR900(以上、大日精化工業(株)製);KRM7033、KRM7039、KRM7130、KRM7131、UVECRYL29201、UVECRYL29202(以上、ダイセル・ユーシービー(株)製);RC−5015、RC−5016、RC−5020、RC−5031、RC−5100、RC−5102、RC−5120、RC−5122、RC−5152、RC−5171、RC−5180、RC−5181(以上、DIC(株)製);オーレックスNo.340クリヤ(以上、中国塗料(株)製);サンラッドH−601、RC−750、RC−700、RC−600、RC−500、RC−611、RC−612(以上、三洋化成工業(株)製);SP−1509、SP−1507(以上、昭和高分子(株)製);RCC−15C(グレース・ジャパン(株)製)、アロニックスM−6100、M−8030、M−8060(以上、東亞合成(株)製)等を適宜選択して利用できる。 Examples of commercially available ultraviolet curable resins applicable in the present invention include, for example, Adekaoptomer KR / BY series: KR-400, KR-410, KR-550, KR-566, KR-567, BY-320B ( Asahi Denka Co., Ltd.); Koei Hard A-101-KK, A-101-WS, C-302, C-401-N, C-501, M-101, M-102, T-102, D-102, NS-101, FT-102Q8, MAG-1-P20, AG-106, M-101-C (manufactured by Guangei Chemical Co., Ltd.); Seika Beam PHC2210 (S), PHC X-9 (K -3), PHC2213, DP-10, DP-20, DP-30, P1000, P1100, P1200, P1300, P1400, P1500, P1600, SCR900 ( As described above, manufactured by Daiichi Seika Kogyo Co., Ltd.); KRM7033, KRM7039, KRM7130, KRM7131, UVECRYL29201, UVECRYL29202 (above, manufactured by Daicel UCB); RC-5015, RC-5016, RC-5020, RC- 5031, RC-5100, RC-5102, RC-5120, RC-5122, RC-5152, RC-5171, RC-5180, RC-5181 (above, manufactured by DIC Corporation); 340 clear (above, manufactured by China Paint Co., Ltd.); Sunrad H-601, RC-750, RC-700, RC-600, RC-500, RC-611, RC-612 (above, Sanyo Chemical Industries, Ltd.) SP-1509, SP-1507 (above, Showa Polymer Co., Ltd.); RCC-15C (Grace Japan, Inc.), Aronix M-6100, M-8030, M-8060 (above, Toagosei Co., Ltd.) can be selected as appropriate.
〈光重合開始剤〉
また、紫外線硬化型樹脂の硬化促進のために、光重合開始剤を紫外線硬化型樹脂に対して2〜30質量%の範囲内で含有することが好ましい。光重合開始剤としては、光照射によりカチオン重合を開始させるルイス酸を放出するオニウム塩の複塩の一群が特に好ましい。
<Photopolymerization initiator>
Moreover, it is preferable to contain a photoinitiator in the range of 2-30 mass% with respect to an ultraviolet curable resin in order to accelerate | stimulate hardening of an ultraviolet curable resin. As the photopolymerization initiator, a group of double salts of onium salts that release a Lewis acid that initiates cationic polymerization by light irradiation is particularly preferable.
この様なオニウム塩としては、特に、芳香族オニウム塩をカチオン重合開始剤として使用するのが特に有効であり、中でも特開昭50−151996号、同50−158680号等に記載の芳香族ハロニウム塩、特開昭50−151997号、同52−30899号、同59−55420号、同55−125105号等に記載のVIA族芳香族オニウム塩、特開昭56−8428号、同56−149402号、同57−192429号等に記載のオキソスルホニウム塩、特公昭49−17040号等に記載の芳香族ジアゾニウム塩、米国特許第4,139,655号等に記載のチオピリリウム塩等が好ましい。また、アルミニウム錯体や光分解性ケイ素化合物系重合開始剤等を挙げることができる。上記カチオン重合開始剤と、ベンゾフェノン、ベンゾインイソプロピルエーテル、チオキサントンなどの光増感剤を併用することができる。 As such an onium salt, it is particularly effective to use an aromatic onium salt as a cationic polymerization initiator, and among them, aromatic haloniums described in JP-A Nos. 50-151996, 50-158680, etc. Salts, group VIA aromatic onium salts described in JP-A-50-151997, 52-30899, 59-55420, 55-125105, JP-A-56-8428, 56-149402 And oxosulfonium salts described in JP-A Nos. 57-192429, aromatic diazonium salts described in JP-B No. 49-17040, and thiopyrylium salts described in US Pat. No. 4,139,655 are preferred. Moreover, an aluminum complex, a photodegradable silicon compound type | system | group polymerization initiator, etc. can be mentioned. The cationic polymerization initiator can be used in combination with a photosensitizer such as benzophenone, benzoin isopropyl ether, or thioxanthone.
〈各種添加剤〉
また、クリアハードコート層には、耐傷性、滑り性や屈折率を調整するために無機化合物又は有機化合物の微粒子を含んでもよい。
<Various additives>
Further, the clear hard coat layer may contain fine particles of an inorganic compound or an organic compound in order to adjust the scratch resistance, slipperiness and refractive index.
クリアハードコート層に使用される無機微粒子としては、酸化珪素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化スズ、酸化インジウム、ITO、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸カルシウム、タルク、クレイ、焼成カオリン、焼成ケイ酸カルシウム、水和ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム及びリン酸カルシウムを挙げることができる。特に、酸化珪素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム等が好ましく用いられる。 Inorganic fine particles used in the clear hard coat layer include silicon oxide, titanium oxide, aluminum oxide, tin oxide, indium oxide, ITO, zinc oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, calcium carbonate, calcium carbonate, talc, clay, and firing. Mention may be made of kaolin, calcined calcium silicate, hydrated calcium silicate, aluminum silicate, magnesium silicate and calcium phosphate. In particular, silicon oxide, titanium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, magnesium oxide and the like are preferably used.
また、有機粒子としては、ポリメタアクリル酸メチルアクリレート樹脂粉末、アクリルスチレン系樹脂粉末、ポリメチルメタクリレート樹脂粉末、シリコーン系樹脂粉末、ポリスチレン系樹脂粉末、ポリカーボネート樹脂粉末、ベンゾグアナミン系樹脂粉末、メラミン系樹脂粉末、ポリオレフィン系樹脂粉末、ポリエステル系樹脂粉末、ポリアミド系樹脂粉末、ポリイミド系樹脂粉末、又はポリ弗化エチレン系樹脂粉末等紫外線硬化性樹脂組成物を加えることができる。特に好ましくは、架橋ポリスチレン粒子(例えば、綜研化学製SX−130H、SX−200H、SX−350H)、ポリメチルメタクリレート系粒子(例えば、綜研化学製MX150、MX300)、フッ素含有アクリル樹脂微粒子が挙げられる。フッ素含有アクリル樹脂微粒子としては、例えば日本ペイント製:FS−701等の市販品が挙げられる。また、アクリル粒子として、例えば日本ペイント製:S−4000,アクリル−スチレン粒子として、例えば日本ペイント製:S−1200、MG−251等が挙げられる。 Organic particles include polymethacrylic acid methyl acrylate resin powder, acrylic styrene resin powder, polymethyl methacrylate resin powder, silicone resin powder, polystyrene resin powder, polycarbonate resin powder, benzoguanamine resin powder, melamine resin. An ultraviolet curable resin composition such as powder, polyolefin resin powder, polyester resin powder, polyamide resin powder, polyimide resin powder, or polyfluoroethylene resin powder can be added. Particularly preferred are cross-linked polystyrene particles (for example, SX-130H, SX-200H, SX-350H, manufactured by Soken Chemical), polymethyl methacrylate-based particles (for example, MX150, MX300, manufactured by Soken Chemical), and fluorine-containing acrylic resin fine particles. . Examples of the fluorine-containing acrylic resin fine particles include commercial products such as FS-701 manufactured by Nippon Paint. Examples of the acrylic particles include Nippon Paint: S-4000, and examples of the acrylic-styrene particles include Nippon Paint: S-1200, MG-251.
また、クリアハードコート層の耐熱性を高めるために、光硬化反応を抑制しないような酸化防止剤を選んで用いることができる。 Moreover, in order to improve the heat resistance of a clear hard-coat layer, the antioxidant which does not suppress photocuring reaction can be selected and used.
クリアハードコート層の形成に用いるクリアハードコート層形成用塗布液には、溶媒が含まれていてもよく、必要に応じて適宜含有し、希釈されたものであってもよい。クリアハードコート層形成用塗布液に含有される有機溶媒としては、例えば、炭化水素類(例えば、トルエン、キシレン等)、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、シクロヘキサノール等)、ケトン類(例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等)、エステル類(例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、乳酸メチル等)、グリコールエーテル類、その他の有機溶媒の中から適宜選択し、又はこれらを混合し利用できる。プロピレングリコールモノアルキルエーテル(アルキル基の炭素原子数として1〜4)又はプロピレングリコールモノアルキルエーテル酢酸エステル(アルキル基の炭素原子数として1〜4)等を5質量%以上、より好ましくは5〜80質量%以上含有する上記有機溶媒を用いるのが好ましい。 The clear hard coat layer forming coating solution used for forming the clear hard coat layer may contain a solvent, or may be appropriately contained and diluted as necessary. Examples of the organic solvent contained in the clear hard coat layer forming coating solution include hydrocarbons (eg, toluene, xylene, etc.), alcohols (eg, methanol, ethanol, isopropanol, butanol, cyclohexanol, etc.), ketones. (For example, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.), esters (for example, methyl acetate, ethyl acetate, methyl lactate, etc.), glycol ethers, other organic solvents, or a mixture thereof. Available. Propylene glycol monoalkyl ether (1 to 4 carbon atoms of the alkyl group) or propylene glycol monoalkyl ether acetate ester (1 to 4 carbon atoms of the alkyl group) is 5% by mass or more, more preferably 5 to 80%. It is preferable to use the organic solvent containing at least mass%.
更にクリアハードコート層には、シリコーン系界面活性剤又はポリオキシエーテル化合物を含有させることができる。また、クリアハードコート層にはフッ素−シロキサングラフトポリマーを含有してもよい。 Further, the clear hard coat layer can contain a silicone surfactant or a polyoxyether compound. The clear hard coat layer may contain a fluorine-siloxane graft polymer.
これらのクリアハードコート層は、クリアハードコート層形成用塗布液を用いて、グラビアコーター、ディップコーター、リバースコーター、ワイヤーバーコーター、ダイコーター、インクジェット法等公知の湿式塗布方法で塗設することができる。 These clear hard coat layers can be coated by a known wet coating method such as a gravure coater, a dip coater, a reverse coater, a wire bar coater, a die coater, and an inkjet method using a clear hard coat layer forming coating solution. it can.
ハードコート層塗布液の塗布量はウェット膜厚として0.1〜40μmが適当で、好ましくは、0.5〜30μmである。また、層厚としては、0.1〜30μm、好ましくは1〜10μmである。 The coating amount of the hard coat layer coating solution is suitably from 0.1 to 40 μm, preferably from 0.5 to 30 μm, as the wet film thickness. The layer thickness is 0.1 to 30 μm, preferably 1 to 10 μm.
(クリアハードコート層の硬化処理方法)
表面に真空紫外線照射処理を施したフィルム基材上に、クリアハードコート層を形成した後、当該クリアハードコート層に活性エネルギー線、好ましくは紫外線を照射して、最終的にクリアハードコート層を硬化する。
(Clear hard coat layer curing method)
After forming a clear hard coat layer on a film substrate whose surface has been subjected to vacuum ultraviolet irradiation treatment, the clear hard coat layer is irradiated with active energy rays, preferably ultraviolet rays, to finally form a clear hard coat layer. Harden.
紫外線硬化型樹脂を光硬化反応により硬化させ、硬化したクリアハードコート層を形成するために用いる光源としては、紫外線を発生する光源であれば制限なく使用できる。例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を用いることができる。照射条件はそれぞれのランプによって異なるが、活性エネルギー線の照射量は、好ましくは5〜100mJ/cm2の範囲内であり、特に好ましくは20〜80mJ/cm2の範囲内である。 As a light source used for curing the ultraviolet curable resin by a photocuring reaction and forming a cured clear hard coat layer, any light source that generates ultraviolet light can be used without any limitation. For example, a low pressure mercury lamp, a medium pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, a carbon arc lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp, or the like can be used. Irradiation conditions vary depending on each lamp, but the irradiation amount of active energy rays is preferably in the range of 5 to 100 mJ / cm 2 , particularly preferably in the range of 20 to 80 mJ / cm 2 .
〔ガスバリアー層〕
本発明のガスバリアー性フィルムにおいては、図1に示すように、上記形成したクリアハードコート層4上にガスバリアー層5を設けた構成であることを特徴とする。
[Gas barrier layer]
As shown in FIG. 1, the gas barrier film of the present invention is characterized in that the
本発明に係るガスバリアー層5は、JIS−K−7129−1992に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度90±2%RH)が0.01g/(m2・24時間)以下であることが好ましい。また、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・24時間・atm)以下、水蒸気透過度が1×10−5g/(m2・24時間)以下であることが好ましい。
The
ガスバリアー層5を形成する材料としては、フィルム基材2やこのガスバリアー性フィルム1を具備する有機EL素子の性能劣化をもたらす水分や酸素等素子の浸入を抑制する機能を有する材料、例えば、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等を用いることができる。
As a material for forming the
ガスバリアー層5の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法等のドライプロセスにより形成方法や、湿式塗布方式を用いた形成方法を用いることができる。
The formation method of the
湿式塗布方式によるガスバリアー層5の形成方法としては、パーヒドロキシポリシラザン等のポリシラザン化合物を含有する塗布液を、フィルム基材上に湿式塗布方式を用いて塗設した後、真空紫外線(エキシマ光)を照射して、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化ケイ素等の無機膜に改質処理を行ってガスバリアー層5を形成する方法である。
As a method for forming the
上記のようなエキシマ光を用いた湿式塗布方式のガスバリアー層の形成方法の詳細については、例えば、特開2012−024933号公報、特開2012−121149号公報、特開2013−022799号公報、特開2013−039786号公報、特開2013−052561号公報、特開2013−086445号公報等の記載を参考にすることができる。 For details of the method of forming the gas barrier layer of the wet coating method using excimer light as described above, for example, JP 2012-024933 A, JP 2012-121149 A, JP 2013-022799 A, Reference can be made to the descriptions of JP 2013-039786 A, JP 2013-025661 A, JP 2013-086445 A, and the like.
本発明では、高品位のガスバリアー層を安定して形成することができる観点から、化学気相成長法(CVD法)によりガスバリアー層を形成する方法が好ましく、更に好ましくは、より精緻なガスバリアー層を形成できる観点から、化学気相成長法として、放電プラズマ化学気相成長法(プラズマCVD法)であることが好ましい。 In the present invention, from the viewpoint that a high-quality gas barrier layer can be stably formed, a method of forming a gas barrier layer by a chemical vapor deposition method (CVD method) is preferable, and a more precise gas is more preferable. From the viewpoint of forming a barrier layer, the chemical vapor deposition method is preferably a discharge plasma chemical vapor deposition method (plasma CVD method).
更には、形成するガスバリアー層の層厚方向で、含有する元素分布のプロファイルを任意のパターンで形成することができる観点から、放電プラズマ化学気相成長法(プラズマCVD法)として、樹脂基材の一方の面上に、有機ケイ素化合物を含む原料ガスと酸素ガスとを用いて、後述の図7に示すような構成からなる磁場を印加したローラー間に放電空間を有する放電プラズマ化学気相成長法により、ガスバリアー層を形成する方法が、特に好ましい。 Furthermore, from the viewpoint that the profile of the contained element distribution can be formed in an arbitrary pattern in the thickness direction of the gas barrier layer to be formed, as a discharge plasma chemical vapor deposition method (plasma CVD method), a resin substrate On one surface of the substrate, discharge plasma chemical vapor deposition having a discharge space between rollers to which a magnetic field having a structure as shown in FIG. 7 described later is applied using a source gas containing an organosilicon compound and oxygen gas A method of forming a gas barrier layer by a method is particularly preferable.
以下、本発明に係るガスバリアー層の一例として、図7に示す磁場を印加したローラー間に放電空間を形成した放電プラズマ処理装置を用いたガスバリアー層の形成方法について説明する。 Hereinafter, as an example of the gas barrier layer according to the present invention, a gas barrier layer forming method using a discharge plasma processing apparatus in which a discharge space is formed between rollers to which a magnetic field shown in FIG. 7 is applied will be described.
(1)ガスバリアー層の元素プロファイル
有機EL素子に適用されるガスバリアー性フィルム1を構成するガスバリアー層5で、図7で示すような磁場を印加したローラー間に放電空間を有する放電プラズマ処理装置を用いて形成したガスバリアー層5は、その元素プロファイルとして、層厚方向において屈折率の分布を有し、この屈折率分布において一つ以上の極値を持つ無機膜から構成されていることが好ましい。ガスバリアー層5は、ケイ素、酸素及び炭素を含む材料から構成され、ケイ素、酸素及び炭素の含有率が異なる複数の層による積層構造を有する。
(1) Element profile of gas barrier layer Discharge plasma treatment having a discharge space between rollers to which a magnetic field as shown in FIG. 7 is applied in a
そして、ガスバリアー層5は、層厚方向におけるガスバリアー層5の表面からの距離と、上記各元素(ケイ素、酸素又は炭素)の原子量の比率(原子比)との関係を、任意の元素プロファイルに設計することができる。
The
なお、ケイ素、酸素又は炭素の原子比は、ケイ素、酸素及び炭素の各元素の合計量に対する、ケイ素、酸素又は炭素の比率〔(Si、O、C)/(Si+O+C)〕で表す。 In addition, the atomic ratio of silicon, oxygen, or carbon is represented by the ratio of silicon, oxygen, or carbon to the total amount of each element of silicon, oxygen, and carbon [(Si, O, C) / (Si + O + C)].
ケイ素分布曲線、酸素分布曲線、及び炭素分布曲線は、ガスバリアー層5の表面からの距離における、ケイ素の原子比、酸素の原子比、及び炭素の原子比で表すことができる。また、層厚方向におけるガスバリアー層5の表面からの距離と、酸素と炭素との合計の原子量の比率(原子比)との関係を示す分布曲線を、酸素炭素分布曲線とする。
The silicon distribution curve, the oxygen distribution curve, and the carbon distribution curve can be represented by an atomic ratio of silicon, an atomic ratio of oxygen, and an atomic ratio of carbon at a distance from the surface of the
また、ガスバリアー層5は、ケイ素、酸素及び炭素に加えて、窒素を更に含有していてもよい。窒素を含有することにより、ガスバリアー層5の屈折率を制御することができる。例えば、SiO2の屈折率が1.5であるのに対し、SiNの屈折率は1.8〜2.0程度である。このため、ガスバリアー層5に窒素を含有させ、ガスバリアー層5内にSiONを形成することにより、好ましい屈折率の値である1.6〜1.8とすることが可能となる。このように、上記放電プラズマ処理装置を適用することにより、窒素の含有量を調整することが可能となり、ガスバリアー層5の屈折率を制御することができる。
The
ガスバリアー層5が窒素を含む場合には、ガスバリアー層5を構成する各元素(ケイ素、酸素、炭素又は窒素)の分布曲線は以下のようになる。
When the
ケイ素、酸素及び炭素に加えて、窒素を含む場合、ケイ素、酸素、炭素又は窒素の原子比は、ケイ素、酸素、炭素及び窒素の各元素の合計量に対する、ケイ素、酸素、炭素又は窒素の比率〔(Si、O、C、N)/(Si+O+C+N)〕で表す。 In the case of containing nitrogen in addition to silicon, oxygen and carbon, the atomic ratio of silicon, oxygen, carbon or nitrogen is the ratio of silicon, oxygen, carbon or nitrogen to the total amount of each element of silicon, oxygen, carbon and nitrogen [(Si, O, C, N) / (Si + O + C + N)].
ケイ素分布曲線、酸素分布曲線、炭素分布曲線、及び窒素分布曲線は、ガスバリアー層5の表面からの距離における、ケイ素の原子比、酸素の原子比、炭素の原子比、及び窒素の原子比を示す。
The silicon distribution curve, oxygen distribution curve, carbon distribution curve, and nitrogen distribution curve represent the atomic ratio of silicon, the atomic ratio of oxygen, the atomic ratio of carbon, and the atomic ratio of nitrogen at a distance from the surface of the
(2)元素の分布曲線と屈折率分布との関係
ガスバリアー層5の屈折率分布は、ガスバリアー層5の層厚方向の炭素量及び酸素量により制御することができる。
(2) Relationship between Element Distribution Curve and Refractive Index Distribution The refractive index distribution of the
図4に、ガスバリアー層5のケイ素分布曲線、酸素分布曲線、炭素分布曲線、及び、窒素分布曲線の一例を示す。また、図5に、図4に示すケイ素分布曲線、酸素分布曲線、炭素分布曲線、及び、窒素分布曲線から、炭素分布曲線を拡大して示すグラフである。図4及び図5において、横軸は、層厚方向におけるガスバリアー層5の表面からの距離(nm)を示す。また、縦軸は、ケイ素、酸素及び炭素の各元素の合計量に対する、ケイ素、酸素、炭素又は窒素のそれぞれの原子比(at%)を示す。
FIG. 4 shows an example of the silicon distribution curve, oxygen distribution curve, carbon distribution curve, and nitrogen distribution curve of the
なお、ケイ素分布曲線、酸素分布曲線、炭素分布曲線、及び、窒素分布曲線の測定方法の詳細については後述する。 In addition, the detail of the measuring method of a silicon distribution curve, an oxygen distribution curve, a carbon distribution curve, and a nitrogen distribution curve is mentioned later.
図4に示すように、ガスバリアー層5の表面からの距離によって、ケイ素、酸素、炭素、及び、窒素の原子比が変化している。特に、酸素及び炭素については、ガスバリアー層5の表面からの距離に応じて原子比の変動が大きく、それぞれの分布曲線が複数の極値を有している。また、酸素の分布曲線と炭素分布曲線とは相関関係にあり、炭素の原子比が大きい距離では酸素の原子比が小さくなり、炭素の原子比が小さい距離では酸素の原子比が大きくなる。
As shown in FIG. 4, the atomic ratio of silicon, oxygen, carbon, and nitrogen changes depending on the distance from the surface of the
また、図6に、ガスバリアー層5の屈折率分布曲線を示す。図6において、横軸は、層厚方向におけるガスバリアー層5の表面からの距離[nm]を示す。縦軸は、ガスバリアー層5の屈折率を示す。図6に示すガスバリアー層5の屈折率は、層厚方向におけるガスバリアー層5の表面からの距離と、この距離におけるガスバリアー層5の可視光に対する屈折率の測定値である。ガスバリアー層5の屈折率分布の測定は、公知の方法を用いることができ、例えば分光エリプソメーター(日本分光社製 ELC−300)等を用い行うことができる。
FIG. 6 shows a refractive index distribution curve of the
図5及び図6示すように、炭素の原子比とガスバリアー層5の屈折率とには相関関係がある。具体的には、ガスバリアー層5において、炭素の原子比が増加する位置において、ガスバリアー層5の屈折率も増加する。このように、炭素の原子比に応じて、ガスバリアー層5の屈折率が変化する。つまり、ガスバリアー層5において、層厚方向の炭素の原子比の分布を調整することにより、ガスバリアー層5の屈折率分布曲線を制御することができる。
As shown in FIGS. 5 and 6, there is a correlation between the atomic ratio of carbon and the refractive index of the
また、上述のように炭素の原子比と酸素の原子比とにも相関関係があることから、酸素の原子比及び分布曲線を制御することにより、ガスバリアー層5の屈折率分布曲線を制御することができる。
Since the carbon atomic ratio and the oxygen atomic ratio are also correlated as described above, the refractive index distribution curve of the
(3)炭素分布曲線
ガスバリアー層5は、炭素分布曲線が少なくとも一つの極値を有することが必要である。このようなガスバリアー層5においては、炭素分布曲線が少なくとも二つの極値を有することがより好ましく、少なくとも三つの極値を有することが特に更に好ましい。更に、炭素分布曲線が少なくとも一つの極大値と、一つの極小値とを有することが好ましい。
(3) Carbon distribution curve The
(4)極値
ガスバリアー層5において、分布曲線の極値とは、ガスバリアー層5の層厚方向において、ガスバリアー層5の表面からの距離に対する元素の原子比の極大値若しくは極小値、又はその値に対応した屈折率分布曲線の測定値である。
(4) Extreme Value In the
ガスバリアー層5において、各元素の分布曲線の極大値とは、ガスバリアー層5の表面からの距離を変化させた場合に、元素の原子比の値が増加から減少に変わる点である。なおかつ、この点から、ガスバリアー層5の表面からの距離を更に20nm変化させた位置の元素の原子比の値が、3at%以上減少する点である。
In the
ガスバリアー層5において、各元素の分布曲線の極小値とは、ガスバリアー層5の表面からの距離を変化させた場合に元素の原子比の値が減少から増加に変わる点である。なおかつ、この点から、ガスバリアー層5の表面からの距離を更に20nm変化させた位置の元素の原子比の値が、3at%以上増加する点である。
In the
また、ガスバリアー層5の炭素分布曲線において、炭素の原子比の最大値と最小値との差の絶対値は、5at%以上であることが好ましい。また、このようなガスバリアー層5においては、炭素の原子比の最大値と最小値との差の絶対値が、6at%以上であることがより好ましく、更に7at%以上であることが好ましい。炭素の原子比の最大値と最小値との差が上記範囲未満では、得られるガスバリアー層5の屈折率分布曲線における屈折率差が小さくなり、配光性が不十分となる。
In the carbon distribution curve of the
炭素分布量と屈折率は相関があり、上記の好ましい炭素原子の最大値と最小値の絶対値が7at%以上のときに、得られる屈折率の最大値と最小値との差の絶対値は0.2以上になる。 There is a correlation between the amount of carbon distribution and the refractive index, and when the absolute value of the maximum value and the minimum value of the preferable carbon atom is 7 at% or more, the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the obtained refractive index is It becomes 0.2 or more.
(5)酸素分布曲線
ガスバリアー層5は、酸素分布曲線が少なくとも一つの極値を有することが好ましい。特に、ガスバリアー層5は、酸素分布曲線が少なくとも二つの極値を有することがより好ましく、少なくとも三つの極値を有することが更に好ましい。更に、酸素分布曲線が少なくとも一つの極大値と、一つの極小値とを有することが好ましい。
(5) Oxygen distribution curve The
また、ガスバリアー層5の酸素分布曲線において、酸素の原子比の最大値と最小値との差の絶対値が、5at%以上であることが好ましい。また、このようなガスバリアー層5においては、酸素の原子比の最大値と最小値との差の絶対値が6at%以上であることがより好ましく、更に7at%以上であることが好ましい。
In the oxygen distribution curve of the
(6)ケイ素分布曲線
ガスバリアー層5は、ケイ素分布曲線において、ケイ素の原子比の最大値と最小値との差の絶対値が、5at%未満であることが好ましい。また、このようなガスバリアー層5においては、ケイ素の原子比の最大値と最小値との差の絶対値が4at%未満であることがより好ましく、更に3at%未満であることが好ましい。
(6) Silicon distribution curve In the silicon distribution curve, the
(7)酸素と炭素の合計量:酸素炭素分布曲線
また、ガスバリアー層5において、ケイ素原子と酸素原子と炭素原子との合計量に対する、酸素原子と炭素原子との合計量の比率を、酸素炭素分布曲線とする。
(7) Total amount of oxygen and carbon: oxygen carbon distribution curve In the
ガスバリアー層5は、酸素炭素分布曲線において、酸素及び炭素の合計原子比の最大値と最小値との差の絶対値が、5at%未満であることが好ましく、4at%未満であることがより好ましく、3at%未満であることが特に好ましい。
In the oxygen-carbon distribution curve, the
(8)XPSデプスプロファイル
上述のケイ素分布曲線、酸素分布曲線、炭素分布曲線、酸素炭素分布曲線、及び、窒素分布曲線は、X線光電子分光法(XPS:Xray Photoelectron Spectroscopy)の測定と、アルゴン等の希ガスイオンスパッタとを併用することにより、試料内部を露出させつつ順次表面組成分析を行う、いわゆるXPSデプスプロファイル測定により作成することができる。XPSデプスプロファイル測定により得られる分布曲線は、例えば、縦軸を各元素の原子比(単位:at%)とし、横軸をエッチング時間(スパッタ時間)として作成することができる。
(8) XPS depth profile The silicon distribution curve, oxygen distribution curve, carbon distribution curve, oxygen carbon distribution curve, and nitrogen distribution curve described above are measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), argon, and the like. By using together with the rare gas ion sputtering, it is possible to prepare by so-called XPS depth profile measurement in which the surface composition analysis is sequentially performed while exposing the inside of the sample. A distribution curve obtained by XPS depth profile measurement can be created, for example, with the vertical axis as the atomic ratio (unit: at%) of each element and the horizontal axis as the etching time (sputtering time).
なお、横軸をエッチング時間とする元素の分布曲線では、エッチング時間がガスバリアー層5の層厚方向における表面からの距離におおむね相関する。このため、XPSデプスプロファイル測定の際に、エッチング速度とエッチング時間との関係から算出される、ガスバリアー層5の表面からの距離を「層厚方向におけるガスバリアー層5の表面からの距離」として採用することができる。
In the element distribution curve having the horizontal axis as the etching time, the etching time generally correlates with the distance from the surface of the
XPSデプスプロファイル測定には、エッチングイオン種としてアルゴン(Ar+)を用いた希ガスイオンスパッタ法を採用し、エッチング速度(エッチングレート)を0.05nm/sec(SiO2熱酸化膜換算値)とすることが好ましい。 For XPS depth profile measurement, a rare gas ion sputtering method using argon (Ar + ) as an etching ion species is employed, and an etching rate (etching rate) is set to 0.05 nm / sec (SiO 2 thermal oxide film equivalent value). It is preferable to do.
また、ガスバリアー層5が面方向(ガスバリアー層5の表面に平行な方向)において実質的に一様であることが好ましい。ガスバリアー層5が面方向において実質的に一様とは、ガスバリアー層5の面の任意の2か所において、それぞれの測定箇所の元素の分布曲線の有する極値の数が同じであり、かつ、分布曲線における炭素の原子比の最大値及び最小値の差の絶対値が互いに同じ、あるいは、最大値及び最小値の差が5at%以内であることをいう。
Moreover, it is preferable that the
(9)ガスバリアー層の層厚
ガスバリアー層5の層厚は、5〜3000nmの範囲であることが好ましく、10〜2000nmの範囲であることがより好ましく、100〜1000nmの範囲であることが特に好ましい。
(9) Layer thickness of gas barrier layer The layer thickness of the
また、ガスバリアー層5を複数の層から形成する場合には、ガスバリアー層5の全体の層厚が10〜10000nmの範囲に設定されるが、10〜5000nmの範囲であることが好ましく、100〜3000nmの範囲であることがより好ましく、200〜2000nmの範囲であることが特に好ましい。
When the
(10)ガスバリアー層の形成方法:プラズマ化学気相成長
本発明においては、ガスバリアー層5がプラズマ化学気相成長(プラズマCVD)法により形成された層であることが好ましい。プラズマ化学気相成長法により形成されるガスバリアー層5としては、例えば、図7に示すような放電プラズマ処理装置を用い、一方の面にクリアハードコート層4が形成されたフィルム基材2を一対の成膜ローラー上に配置し、この一対の成膜ローラー間に放電してプラズマを発生させるプラズマ化学気相成長法で形成された層であることがより好ましい。プラズマ化学気相成長法は、ペニング放電プラズマ方式のプラズマ化学気相成長法であってもよい。また、一対の成膜ローラー間に放電する際には、一対の成膜ローラーの極性を交互に反転させることが好ましい。
(10) Gas Barrier Layer Formation Method: Plasma Chemical Vapor Deposition In the present invention, the
プラズマ化学気相成長法において、プラズマを発生させる際には、複数の成膜ローラーの間の空間にプラズマ放電を発生させることが好ましい。 In the plasma chemical vapor deposition method, when generating plasma, it is preferable to generate plasma discharge in the space between the plurality of film forming rollers.
また、ガスバリアー層の形成方法として、対向ローラー方式によるプラズマ化学気相成長法を用いることが好ましい。本発明において、対向ローラー方式によるプラズマ化学気相成長法とは、一対の成膜ローラーを用い、この一対の成膜ローラーのそれぞれにクリアハードコート層4が形成されたフィルム基材2を配置して、一対の成膜ローラー間に放電してプラズマを発生させることにより、ガスバリアー層5の形成を行うことをいう。
Moreover, it is preferable to use the plasma chemical vapor deposition method by a counter roller system as a formation method of a gas barrier layer. In the present invention, the plasma chemical vapor deposition method using the opposed roller method uses a pair of film forming rollers, and a
このようにして、一対の成膜ローラー上にクリアハードコート層4を有するフィルム基材2を配置して、この成膜ローラー間に放電することにより、一方の成膜ローラー上に存在するフィルム基材2上に成膜することができる。同時に、もう一方の成膜ローラー上のフィルム基材2上にも成膜することが可能である。このため、成膜レートを倍にでき、効率良く薄膜を製造できる。更に、一対の成膜ローラー上のそれぞれのフィルム基材2上に、同じ構造の膜を形成できる。
Thus, by disposing the
また、上記プラズマ化学気相成長法には有機ケイ素化合物と酸素とを含む成膜ガスを用いることが好ましい。成膜ガス中の酸素の含有量は、成膜ガス中の有機ケイ素化合物の全量を完全酸化するのに必要な理論酸素量以下であることが好ましい。 In the plasma chemical vapor deposition method, a film forming gas containing an organosilicon compound and oxygen is preferably used. The oxygen content in the film forming gas is preferably less than or equal to the theoretical oxygen amount necessary for complete oxidation of the entire amount of the organosilicon compound in the film forming gas.
ガスバリアー層5は、連続的な成膜プロセスにより形成された層であることが好ましい。
The
(11)ガスバリアー層5の製造装置
ガスバリアー層5は、上述のように生産性の観点からロール・ツー・ロール方式でクリアハードコート層4を有するフィルム基材2上に形成されることが好ましい。プラズマ化学気相成長法によりガスバリアー層5を製造することができる装置としては、特に制限されないが、少なくとも一対の成膜ローラーと、プラズマ電源とを備え、かつ、成膜ローラー間において放電することが可能な構成となっている装置であることが好ましい。
(11) Apparatus for producing
例えば、図7に示す磁場を印加したローラー間に放電空間を形成することができる放電プラズマ処理装置を用いると、プラズマ化学気相成長法を利用しながらロール・ツー・ロール方式で連続的に製造することも可能となる観点から好ましい。 For example, when a discharge plasma processing apparatus capable of forming a discharge space between rollers to which a magnetic field is applied as shown in FIG. 7 is used, it is continuously manufactured by a roll-to-roll method using a plasma chemical vapor deposition method. It is preferable from the viewpoint that it can be performed.
以下、図7を参照しながら、ガスバリアー層5の製造方法について説明する。
Hereinafter, the manufacturing method of the
図7は、本発明に係るガスバリアー層の形成に好適な放電プラズマ処理装置の一例を示す模式図である。 FIG. 7 is a schematic view showing an example of a discharge plasma processing apparatus suitable for forming a gas barrier layer according to the present invention.
図7に示す放電プラズマ処理装置30は、磁場を印加したローラー間に放電空間を形成することができる放電プラズマ処理装置であり、送り出しローラー11と、搬送ローラー21、22、23、24と、成膜ローラー31及び32と、ガス供給管41と、プラズマ発生用電源51と、成膜ローラー31及び32の内部に設置された磁場発生装置61及び62と、巻取りローラー71とを備えている。また、放電プラズマ処理装置30においては、少なくとも成膜ローラー31及び32と、ガス供給管41と、プラズマ発生用電源51と、磁場発生装置61及び62とが図示しない真空チャンバー内に配置されている。更に、放電プラズマ処理装置30において、真空チャンバーは、図示しない真空ポンプに接続されており、当該真空ポンプにより真空チャンバー内の圧力を調整することが可能となっている。
The discharge
放電プラズマ処理装置30においては、一対の成膜ローラー(成膜ローラー31と成膜ローラー32)を一対の対向電極として機能させることが可能となるように、各成膜ローラーがそれぞれプラズマ発生用電源51に接続されている。
In the discharge
このため、放電プラズマ処理装置30においては、プラズマ発生用電源51から電力を供給することにより、成膜ローラー31と成膜ローラー32との間の空間に放電することが可能であり、成膜ローラー31と成膜ローラー32との間の空間にプラズマを発生させることができる。なお、成膜ローラー31と成膜ローラー32を電極として利用する場合には、電極としても利用可能なように成膜ローラー31と成膜ローラー32との材質や設計を変更すればよい。
For this reason, in the discharge
また、放電プラズマ処理装置30においては、一対の成膜ローラー(成膜ローラー31及び32)は、中心軸が同一平面上においてほぼ平行となるようにして配置することが好ましい。このようにして、一対の成膜ローラー(成膜ローラー31及び32)を配置することにより、成膜レートを倍にでき、なおかつ、同じ構造の膜を成膜できる。このため、炭素分布曲線における極値を少なくとも倍増させることが可能となる。そして、放電プラズマ処理装置30によれば、CVD法によりフィルム基材2が有するクリアハードコート層4上にガスバリアー層5を形成することが可能であり、成膜ローラー31上においてフィルム基材2が有するクリアハードコート層4上に膜成分を堆積させつつ、更に成膜ローラー32上においてもフィルム基材2が有するクリアハードコート層4上に膜成分を堆積させることもできるため、フィルム基材2が有するクリアハードコート層4上にガスバリアー層5を効率良く形成することができる。
In the discharge
また、成膜ローラー31及び成膜ローラー32の内部には、成膜ローラーが回転しても回転しないように固定された磁場発生装置61及び62がそれぞれ設けられている。
Further, inside the
更に、成膜ローラー31及び成膜ローラー32としては、公知のローラーを用いることができる。成膜ローラー31及び32としては、より効率良く薄膜を形成するという観点から、同一の直径のローラーを使うことが好ましい。また、成膜ローラー31及び32の直径としては、放電条件、チャンバーのスペース等の観点から、5〜100cmの範囲とすることが好ましい。
Furthermore, as the
また、放電プラズマ処理装置30においては、フィルム基材2が有するクリアハードコート層4表面がそれぞれ対向するように、一対の成膜ローラー(成膜ローラー31と成膜ローラー32)上に、フィルム基材2が配置されている。このようにフィルム基材2を配置することにより、成膜ローラー31と成膜ローラー32との間に放電を行ってプラズマを発生させる際に、一対の成膜ローラー間に存在するフィルム基材2が有するクリアハードコート層4のそれぞれの表面に、同時にガスバリアー層5を成膜することが可能となる。すなわち、放電プラズマ処理装置30によれば、CVD法により、成膜ローラー31上にてフィルム基材2が有するクリアハードコート層4の表面上に膜成分を堆積させ、更に成膜ローラー32上にて膜成分を堆積させることができるため、フィルム基材2が有するクリアハードコート層4の表面上にガスバリアー層5を効率良く形成することが可能となる。
Further, in the discharge
また、放電プラズマ処理装置30に用いる送り出しローラー11と、搬送ローラー21、22、23及び24としては、公知のローラーを用いることができる。また、巻取りローラー71としても、ガスバリアー層5を形成したフィルム基材2を巻き取ることが可能であれば良く、特に制限されず、公知のローラーを用いることができる。
Moreover, a well-known roller can be used as the sending-out
また、ガス供給管41としては原料ガス等を所定の速度で供給又は排出することが可能な配管を用いることができる。更に、プラズマ発生用電源51としては、公知のプラズマ発生装置の電源を用いることができる。プラズマ発生用電源51は、これに接続された成膜ローラー31及び32に電力を供給して、成膜ローラー31及び32を放電のための対向電極としての利用を可能にする。プラズマ発生用電源51としては、より効率良くプラズマCVDを実施することが可能となることから、成膜ローラーの極性を交互に反転させることが可能な交流電源等を利用することが好ましい。また、より効率良くプラズマCVDを実施することが可能となることから、印加電力を0.1〜10kWとすることができ、且つ、交流の周波数を0.05〜500kHzとすることが可能なプラズマ発生用電源51を用いることがより好ましい。また、磁場発生装置61及び62としては、公知の磁場発生装置を用いることができる。
Further, as the
上述のように、図7に示す放電プラズマ処理装置30を用いて、例えば、原料ガスの種類、プラズマ発生装置の電極ドラムの電力、真空チャンバー内の圧力、成膜ローラーの直径、及び、フィルムの搬送速度を調整することにより、ガスバリアー層5を製造することができる。すなわち、図7に示す放電プラズマ処理装置30を用いて、成膜ガス(原料ガス等)を真空チャンバー内に供給しつつ、一対の成膜ローラー(成膜ローラー31及び32)間に放電することにより、成膜ガス(原料ガス等)がプラズマによって分解され、成膜ローラー31上のフィルム基材2が有するクリアハードコート層4表面上及び成膜ローラー32上のフィルム基材2が有するクリアハードコート層4上に、ガスバリアー層5がプラズマCVD法により形成される。なお、成膜に際しては、フィルム基材2が送り出しローラー11や成膜ローラー31等により、それぞれ搬送されることにより、ロール・ツー・ロール方式の連続的な成膜プロセスにより、フィルム基材2が有するクリアハードコート層4上にガスバリアー層5が形成される。
As described above, using the discharge
(12)原料ガス
ガスバリアー層5の形成に用いる成膜ガスに含有させる原料ガスとしては、形成するガスバリアー層5の材質に応じて適宜選択して使用することができる。原料ガスとしては、例えば、ケイ素を含有する有機ケイ素化合物を用いることができる。
(12) Source Gas The source gas contained in the film forming gas used for forming the
有機ケイ素化合物としては、例えば、ヘキサメチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、ビニルトリメチルシラン、メチルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラン、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、ジエチルシラン、プロピルシラン、フェニルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサン等が挙げられる。これらの有機ケイ素化合物の中でも、成膜での取り扱い性及び得られるガスバリアー層5の配光性等の観点から、ヘキサメチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンを用いることが好ましい。また、これらの有機ケイ素化合物は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
Examples of the organosilicon compound include hexamethyldisiloxane, 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, vinyltrimethylsilane, methyltrimethylsilane, hexamethyldisilane, methylsilane, dimethylsilane, trimethylsilane, diethylsilane, propyl Examples thereof include silane, phenylsilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, and octamethylcyclotetrasiloxane. Among these organosilicon compounds, hexamethyldisiloxane and 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane should be used from the viewpoints of handling in film formation and light distribution of the obtained
また、成膜ガスには、原料ガスの他に反応ガスを用いてもよい。このような反応ガスとしては、原料ガスと反応して酸化物、窒化物等の無機化合物となるガスを適宜選択して使用することができる。酸化物を形成するための反応ガスとしては、例えば、酸素ガス、オゾンガスを用いることができる。また、窒化物を形成するための反応ガスとしては、例えば、窒素ガス、アンモニアガスを用いることができる。これらの反応ガスは、1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて使用することができ、例えば、酸窒化物を形成する場合には、酸化物を形成するための反応ガスと窒化物を形成するための反応ガスとを組み合わせて使用することができる。 In addition to the source gas, a reactive gas may be used as the film forming gas. As such a reactive gas, a gas that reacts with the raw material gas to become an inorganic compound such as an oxide or a nitride can be appropriately selected and used. As a reaction gas for forming an oxide, for example, oxygen gas or ozone gas can be used. Moreover, as a reactive gas for forming nitride, nitrogen gas and ammonia gas can be used, for example. These reaction gases can be used singly or in combination of two or more. For example, when forming an oxynitride, the reaction gas and nitride for forming an oxide are used. It can be used in combination with a reaction gas for forming.
成膜ガスとしては、原料ガスを真空チャンバー内に供給するために、必要に応じてキャリアガスを用いてもよい。更に、成膜ガスとしては、プラズマ放電を発生させるために、必要に応じて放電用ガスを用いてもよい。キャリアガス及び放電用ガスとしては、公知のガスを使用することができ、例えば、ヘリウム、アルゴン、ネオン、キセノン等の希ガス、水素ガスを用いることができる。 As the film forming gas, a carrier gas may be used as necessary in order to supply the source gas into the vacuum chamber. Further, as a film forming gas, a discharge gas may be used as necessary in order to generate plasma discharge. As the carrier gas and the discharge gas, a known gas can be used. For example, a rare gas such as helium, argon, neon, or xenon, or hydrogen gas can be used.
成膜ガスが、原料ガスと反応ガスとを含有する場合には、原料ガスと反応ガスとの比率を、原料ガスと反応ガスとを完全に反応させるために理論上必要となる反応ガスの量の比率よりも、反応ガスの比率を過剰にし過ぎないことが好ましい。反応ガスの比率を過剰にし過ぎてしまうと、ガスバリアー層5の配光性が十分に得られなくなってしまう。また、成膜ガスが有機ケイ素化合物と酸素とを含有する場合には、成膜ガス中の有機ケイ素化合物の全量を完全酸化するのに必要な理論酸素量以下であることが好ましい。
When the film forming gas contains a source gas and a reactive gas, the ratio of the source gas and the reactive gas is the amount of the reactive gas that is theoretically necessary to completely react the raw material gas and the reactive gas. It is preferable not to make the ratio of the reaction gas excessively higher than the ratio of. If the ratio of the reaction gas is excessive, the light distribution of the
以下、一例として、原料ガスにヘキサメチルジシロキサン(有機ケイ素化合物:HMDSO:(CH3)6Si2O)、反応ガスに酸素(O2)を用いる場合について説明する。 Hereinafter, as an example, a case where hexamethyldisiloxane (organosilicon compound: HMDSO: (CH 3 ) 6 Si 2 O) is used as a source gas and oxygen (O 2 ) is used as a reaction gas will be described.
原料ガスとしてヘキサメチルジシロキサン、反応ガスとして酸素を含有する成膜ガスをプラズマCVDにより反応させて、ケイ素−酸素系の薄膜を作製する場合、成膜ガスにより下記の反応式に示す反応が起こり、二酸化ケイ素が生成される。 When a silicon-oxygen-based thin film is produced by reacting a film forming gas containing hexamethyldisiloxane as a source gas and oxygen as a reaction gas by plasma CVD, the reaction shown in the following reaction formula occurs by the film forming gas. Silicon dioxide is produced.
(CH3)6Si2O+12O2→6CO2+9H2O+2SiO2
上記反応において、ヘキサメチルジシロキサン1モルを完全酸化するのに必要な酸素量は12モルである。このため、成膜ガス中に、ヘキサメチルジシロキサン1モルに対して、酸素を12モル以上含有させて完全に反応させた場合には、均一な二酸化ケイ素膜が形成されてしまう。このため、原料のガス流量比を、理論比である完全反応の原料比以下の流量に制御して、非完全反応を遂行させる。つまり、ヘキサメチルジシロキサン1モルに対して酸素量を化学量論比の12モルより少ない量にする必要がある。
(CH 3 ) 6 Si 2 O + 12O 2 → 6CO 2 + 9H 2 O + 2SiO 2
In the above reaction, the amount of oxygen required to completely oxidize 1 mol of hexamethyldisiloxane is 12 mol. For this reason, when 12 mol or more of oxygen is contained in 1 mol of hexamethyldisiloxane in the film forming gas and completely reacted, a uniform silicon dioxide film is formed. For this reason, the incomplete reaction is performed by controlling the gas flow rate ratio of the raw material to a flow rate equal to or lower than the theoretical reaction raw material ratio. That is, the amount of oxygen needs to be less than 12 moles of the stoichiometric ratio with respect to 1 mole of hexamethyldisiloxane.
なお、実際のプラズマCVDチャンバー内の反応では、原料のヘキサメチルジシロキサンと反応ガスの酸素は、ガス供給部から成膜領域へ供給されるため、反応ガスの酸素のモル量(流量)が原料のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)の12倍のモル量(流量)であったとしても、現実には完全に反応を進行させることはできない。つまり、酸素の含有量を化学量論比に比して大過剰に供給したときに、初めて反応が完結すると考えられる。例えば、CVDにより完全酸化させて酸化ケイ素を得るために、酸素のモル量(流量)を原料のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)の20倍以上程度とする場合もある。 In the actual reaction in the plasma CVD chamber, since the raw material hexamethyldisiloxane and the reactive gas oxygen are supplied from the gas supply unit to the film formation region, the molar amount (flow rate) of the reactive gas oxygen is the raw material. Even if the molar amount (flow rate) is 12 times the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane, the reaction cannot actually proceed completely. That is, it is considered that the reaction is completed only when the oxygen content is supplied in a large excess compared to the stoichiometric ratio. For example, in order to obtain silicon oxide by complete oxidation by CVD, the molar amount (flow rate) of oxygen may be about 20 times or more the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane as a raw material.
このため、原料のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)に対する酸素のモル量(流量)は、化学量論比である12倍量以下(より好ましくは、10倍以下)であることが好ましい。このような比でヘキサメチルジシロキサン及び酸素を含有させることにより、完全に酸化されなかったヘキサメチルジシロキサン中の炭素原子や水素原子がガスバリアー層5中に取り込まれ、所望のガスバリアー層5を形成することが可能となる。
For this reason, it is preferable that the molar amount (flow rate) of oxygen with respect to the molar amount (flow rate) of the raw material hexamethyldisiloxane is 12 times or less (more preferably 10 times or less) which is the stoichiometric ratio. By containing hexamethyldisiloxane and oxygen in such a ratio, carbon atoms and hydrogen atoms in hexamethyldisiloxane that have not been completely oxidized are taken into the
なお、成膜ガス中のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)に対する酸素のモル量(流量)が少な過ぎると、酸化されなかった炭素原子や水素原子がガスバリアー層5中に過剰に取り込まれるため、ガスバリアー層5の透明性が低下する。このため、有機EL素子10のように、透明性が必要とされるフレキシブル基板には利用できなくなってしまう。このような観点から、成膜ガス中のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)に対する酸素のモル量(流量)の下限は、ヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)の0.1倍より多い量とすることが好ましく、0.5倍より多い量とすることがより好ましい。
If the molar amount (flow rate) of oxygen relative to the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane in the film forming gas is too small, unoxidized carbon atoms and hydrogen atoms are excessively taken into the
(13)真空度
真空チャンバー内の圧力(真空度)は、原料ガスの種類等に応じて適宜調整することができるが、0.5〜100Paの範囲内とすることが好ましい。
(13) Degree of vacuum The pressure (degree of vacuum) in the vacuum chamber can be appropriately adjusted according to the type of the raw material gas, but is preferably in the range of 0.5 to 100 Pa.
(14)成膜ローラー
上述のプラズマCVD法において、成膜ローラー31及び32の間に放電するために、プラズマ発生用電源51に接続された電極ドラムに印加する電力は、原料ガスの種類や真空チャンバー内の圧力等に応じて適宜調整することができる。例えば、0.1〜10kWの範囲とすることが好ましい。印加電力が0.1kW以上であれば、パーティクルの発生を抑制することができる。他方、印加電力が10kW以下であれば、成膜時に発生する熱量を抑制でき、成膜時の基材表面の温度の上昇を防止でき、フィルム基材2が、過度の熱による皺の発生等を防止することができる。
(14) Film Formation Roller In the plasma CVD method described above, the electric power applied to the electrode drum connected to the plasma generating
なお、電極ドラムは、通常、成膜ローラー31及び32に設置されている。
The electrode drum is usually installed on the
フィルム基材2の搬送速度(ライン速度)は、原料ガスの種類や真空チャンバー内の圧力等に応じて適宜調整することができるが、0.25〜100m/minの範囲内とすることが好ましく、0.5〜20m/minの範囲内とすることがより好ましい。ライン速度が0.25m/min以上であれば、フィルム基材2に熱に起因する皺の発生を防止でき、他方、100m/min以下であれば、形成するガスバリアー層5の厚さを所望の範囲内とすることが容易になる。
Although the conveyance speed (line speed) of the
ガスバリアー層5は、ケイ素、酸素及び炭素を含む無機膜から形成され、熱拡散性に優れる特性を有する。特に、炭素を含むことにより、ケイ素と酸素のみからなる無機膜よりも熱導電率が向上すると考えられる。ガスバリアー層5は、層厚方向に炭素含有率の分布を有することから、組成の異なる複数の層が積層された構成に類似する特性を有することが推測される。つまり、ガスバリアー層5中の炭素含有率の多い領域において優れた熱拡散性が得られ、ガスバリアー層5の面方向への熱拡散性が向上する。このため、ガスバリアー層5の熱拡散性を向上させることができる。
The
したがって、封止樹脂層19に熱硬化性樹脂が用いられ、硬化処理として長時間の高温処理を行った場合において、有機EL素子10にかかる熱をガスバリアー層5が放散することにより、樹脂基材12への熱ダメージを緩和することができる。
Therefore, when the thermosetting resin is used for the sealing resin layer 19 and the high temperature treatment is performed for a long time as the curing treatment, the heat applied to the
〔その他の構成層〕
本発明のガスバリアー性フィルムには、上記説明した各構成層の他に、本発明の目的効果を損なわない範囲で、他の機能性層を設けてもよい。
[Other component layers]
In addition to the constituent layers described above, other functional layers may be provided in the gas barrier film of the present invention as long as the object and effects of the present invention are not impaired.
例えば、ブリードアウト防止層、平滑層、あるいは、上記放電プラズマ化学気相成長法(プラズマCVD法)により形成したガスバリアー層5上に、更に湿式塗布方式で、ポリシラザンとエキシマ光処理を組み合わせて形成するポリシラザン改質層を設けることもできる。
For example, on a
〔耐熱ラミネート部材〕
本発明のガスバリアー性フィルムにおいては、図1に示すように、フィルム基材2のクリアハードコート層4及びガスバリアー層5を設けた面(表面)とは反対側の面側(裏面側)に、耐熱ラミネート部材6を具備していることを特徴とする。
[Heat resistant laminate]
In the gas barrier film of the present invention, as shown in FIG. 1, the surface side (back surface side) opposite to the surface (front surface) provided with the clear
フィルム基材2の裏面側に耐熱ラミネート部材6を設けることにより、図2に例示したようなガスバリアー性フィルムの製造工程で、特に、フィルム基材2に対し、過度の熱エネルギーが付与される工程、例えば、図2の3)に示す工程Aで、真空紫外線処理を行う時、図2の4)で示す工程Bにおいて、クリアハードコート層4Aを塗布した後の加熱乾燥工程、図2の5)の工程Cにおけるクリアハードコート層4Aを硬化してクリアハードコート層4を形成する際、熱硬化性樹脂を用いた場合の熱硬化処理あるいは紫外線硬化型樹脂を用いた際の紫外線照射工程、あるいは図2の6)に示す工程Dで、ガスバリアー層5を形成する際のプラズマ放電処理工程等、各工程で付与される熱エネルギーに対するフィルム基材の受けるダメージを低減し、常に平面性に優れたフィルム基材とすることができる。
By providing the heat-
また、前記説明した図7に示す放電プラズマ処理装置を用いてガスバリアー層5を形成する際、フィルム基材2を搬送する際に、フィルム基材2の裏面と、背面接触方式の各ローラー類との接触による擦り傷等を防止することもできる。
Further, when the
なお、本発明のガスバリアー性フィルムは、最終的に有機EL素子に具備させる際には、付与した耐熱ラミネート部材6は取り除かれた形態で用いられる。
In addition, when the gas barrier film of the present invention is finally provided in an organic EL element, the applied heat
本発明に係る耐熱ラミネート部材は、主には、耐熱フィルム、粘着層及び剥離シートで構成され、使用時には、剥離シートをはがして、粘着層を本発明に係るフィルム基材の裏面側に貼合して使用する。 The heat-resistant laminate member according to the present invention is mainly composed of a heat-resistant film, an adhesive layer and a release sheet, and when used, the release sheet is peeled off and the adhesive layer is bonded to the back side of the film substrate according to the present invention. And use it.
本発明のガスバリアー性フィルムに適用可能な耐熱ラミネート部材を構成する耐熱フィルムとしては、特に制限はないが、フィルム基材を構成するシクロオレフィンポリマー又はシクロオレフィンコポリマーのガラス転移温度は概ね100〜160℃程度であり、それよりも高い融点やガラス転移温度(Tg)を有するフィルム材料で形成されていることが好ましい。耐熱ラミネート部材で用いることができる耐熱フィルムとしては、例えば、ポリエチレンナフタレートフィルム(例えば、帝人デュポン社製 Q83(商品名)、Tg:262℃)、ポリエチレンテレフタレートフィルム(例えば、東洋紡社製、東洋紡ポリエステル(登録商標)フィルム(商品名)、融点:260℃)、ポリイミドフィルム(例えば、三菱ガス社製 ネオプリム L−3430(Tg:303℃)、L−1000(Tg:260℃)、L−9000(Tg:315℃))、ポリアミドフィルム(ユニチカ社製 Tg:280℃)等を挙げることができる。 Although there is no restriction | limiting in particular as a heat resistant film which comprises the heat resistant laminate member applicable to the gas barrier film of this invention, The glass transition temperature of the cycloolefin polymer or cycloolefin copolymer which comprises a film base material is about 100-160. It is preferably formed of a film material having a melting point and a glass transition temperature (Tg) higher than about 0 ° C. Examples of the heat-resistant film that can be used in the heat-resistant laminate member include a polyethylene naphthalate film (for example, Q83 (trade name) manufactured by Teijin DuPont, Tg: 262 ° C.), a polyethylene terephthalate film (for example, manufactured by Toyobo, Toyobo polyester) (Registered trademark) film (trade name), melting point: 260 ° C., polyimide film (for example, Neoprim L-3430 (Tg: 303 ° C.), L-1000 (Tg: 260 ° C.), L-9000 (manufactured by Mitsubishi Gas Co., Ltd.) Tg: 315 ° C.), polyamide film (Unitika Ltd. Tg: 280 ° C.), and the like.
また、本発明に適用可能な粘着層の構成としては、特に制限されず、例えば、ドライラミネート剤、ウエットラミネート剤、粘着剤、ヒートシール剤、ホットメルト剤等のいずれもが用いられる。粘着剤としては、例えば、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ニトリルゴム等が用いられる。また、高分子化合物と有機溶剤またはオイルとのゲルやゾル、高分子化合物の水系エマルジョン、高分子化合物と水溶性高分子を親水性溶媒に溶解、分散させたゾルやゲル等が挙げられる。 In addition, the configuration of the pressure-sensitive adhesive layer applicable to the present invention is not particularly limited, and for example, any of a dry laminating agent, a wet laminating agent, a pressure-sensitive adhesive, a heat seal agent, a hot melt agent, and the like is used. As the adhesive, for example, a polyester resin, a urethane resin, a polyvinyl acetate resin, an acrylic resin, a nitrile rubber, or the like is used. In addition, a gel or sol of a polymer compound and an organic solvent or oil, an aqueous emulsion of the polymer compound, a sol or gel in which a polymer compound and a water-soluble polymer are dissolved and dispersed in a hydrophilic solvent, and the like can be given.
また、剥離シートとしては、例えば、アクリルフィルム又はシート、ポリカーボネートフィルム又はシート、ポリアリレートフィルム又はシート、ポリエチレンナフタレートフィルム又はシート、ポリエチレンテレフタレートフィルム又はシート、フッ素フィルムなどのプラスチックフィルム又はシート、または酸化チタン、シリカ、アルミニウム粉、銅粉などを練り込んだ樹脂フィルム又はシート、これらを練り込んだ樹脂にコーティングを施したりアルミニウム等の金属を金属蒸着したりするなどの表面加工を施した樹脂フィルム又はシート材が用いられる。 Examples of the release sheet include an acrylic film or sheet, a polycarbonate film or sheet, a polyarylate film or sheet, a polyethylene naphthalate film or sheet, a polyethylene terephthalate film or sheet, a plastic film or sheet such as a fluorine film, or titanium oxide. Resin film or sheet kneaded with silica, aluminum powder, copper powder, etc., and resin film or sheet with surface treatment such as coating the resin kneaded with these or metal depositing metal such as aluminum A material is used.
また、本発明においては、耐熱ラミネート部材として市販品をそのまま使用することができる。例えば、藤森工業社製の耐熱プロテクトフィルム マスダック(登録商標)PC(例えば、製品名 ノーマルタイプPC−542PA、粘着剤低移行タイプPC−751、PC−801)が挙げられる。この耐熱プロテクトフィルムは、厚さが50μmの低熱収縮ポリエステルフィルム上に、粘着剤層(4〜10μm)と剥離フィルム(厚さ40μm)が積層された構成である。また、同じく藤森工業社より光学用表面保護フィルム マスダック(登録商標)TFB(例えば、製品名 ZBO−0421、NBO−0424、TFB−4T3−367AS)が挙げられる。
Moreover, in this invention, a commercial item can be used as it is as a heat-resistant laminate member. For example, heat-resistant protective film Masudak (registered trademark) PC (for example, product name normal type PC-542PA, adhesive low transition type PC-751, PC-801) manufactured by Fujimori Kogyo Co., Ltd. may be mentioned. This heat-resistant protective film has a structure in which an adhesive layer (4 to 10 μm) and a release film (
《有機エレクトロルミネッセンス素子》
〔有機EL素子の概略構成〕
次いで、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の具体的な構成を説明する。
《Organic electroluminescence device》
[Schematic configuration of organic EL element]
Next, a specific configuration of the organic electroluminescence element of the present invention will be described.
図8は、本発明のガスバリアー性フィルムを具備した有機EL素子の構成の一例を示す概略構成図である。 FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing an example of the configuration of the organic EL element provided with the gas barrier film of the present invention.
図8に示すように、有機EL素子101は、主には、ガスバリアー性フィルム1、第1電極116、有機機能層117、第2電極118、封止樹脂層119、及び、封止部材120から構成されている。本発明のガスバリアー性フィルム1は、フィルム基材2上に、クリアハードコート層4及びガスバリアー層5がこの順に積層されて構成されている。
As shown in FIG. 8, the
図8に示す有機EL素子101は、アノードとなる第1電極116上に、発光層を備える有機機能層117、及びカソードとなる第2電極118が積層され、更に、ガスバリアー性フィルム1と封止樹脂層119及び封止部材120とにより固体封止された構成である。このうち、アノードとして用いられている第1電極116が、透光性の電極として構成されている。このような構成において、第1電極116と第2電極118とで有機機能層117が挟持されている部分のみが、有機EL素子101における発光領域となる。そして、図8に示す例では、有機EL素子101は、発生させた光(以下、発光光hと記す)を、少なくともガスバリアー性フィルム1側から取り出すボトムエミッション型として構成されている。
In the
有機EL素子101は、ガスバリアー性フィルム1の一方の面上に、第1電極116、有機機能層117及び第2電極118を覆う封止樹脂層119を介して、封止部材120が貼り合わされることにより、固体封止されている。固体封止型の有機EL素子101は、封止部材120の貼合面、又は、ガスバリアー性フィルム1のガスバリアー層5及び第2電極118の複数箇所に未硬化の樹脂材料が塗布され、当該樹脂材料を挟んでガスバリアー性フィルム1と封止部材120とが互いに加熱圧着されて一体化されている。
In the
なお、有機EL素子101は、ボトムエミッション型に限られず、例えば、第2電極118側から光を取り出すトップエミッション型の構成や、両面から光を取り出す両面発光型の構成としてもよい。有機EL素子101がトップエミッション型であれば、第2電極
118に透明な材料を用いて、発光光hを第2電極118側から取り出す構成とする。また、有機EL素子101が両面発光型であれば、第2電極118に透明な材料を用い、発光光hを両面から取り出す構成とする。
The
〔有機EL素子の構成要素〕
以下に、既に説明したガスバリアー性フィルム1を除く、第1電極116、第2電極118、有機機能層117、封止樹脂層119及び封止部材120について詳細な構成を説明する。なお、本発明の有機EL素子101において、透光性とは波長550nmでの光透過率が50%以上であることをいう。
[Components of organic EL elements]
Hereinafter, detailed configurations of the
(第1電極)
図8に示す有機EL素子101では、第1電極116が実質的なアノードとなる。有機EL素子101は、第1電極116を透過してフィルム基材2側から光を取り出す、ボトミエミッション型の素子である。このため、第1電極116は、透光性の導電層により形成される必要がある。
(First electrode)
In the
第1電極116は、例えば、銀又は銀を主成分とした合金を用いて構成された層である。第1電極116を構成する銀(Ag)を主成分とした合金としては、例えば、銀マグネシウム(AgMg)、銀銅(AgCu)、銀パラジウム(AgPd)、銀パラジウム銅(AgPdCu)、銀インジウム(AgIn)等が挙げられる。なお、第1電極において主成分とは、電極中の含有量が98質量%以上であることをいう。
The
第1電極116は、銀又は銀を主成分とした合金の層が、複数積層されて構成されていてもよい。
The
このような第1電極116の形成方法としては、塗布法、インクジェット法、コーティング法、ディップ法等のウェットプロセスを用いる方法や、蒸着法(抵抗加熱、EB法等)、スパッタ法、CVD法等のドライプロセスを用いる方法等が挙げられる。中でも蒸着法が好ましく適用される。
Examples of a method for forming the
更に、この第1電極116は、厚さが4〜12nmの範囲にあることが好ましい。厚さが12nm以下であれば、光の吸収成分及び反射成分が低く抑えられ、光透過率を確保できるため好ましい。また、厚さが4nm以上であることにより、電極として十分な導電性を確保できるため好ましい。
Further, the
なお、第1電極116は、上部が保護膜で覆われていても良く、別の導電性層が積層されていてもよい。この場合、有機EL素子101の光透過性を損なうことのないように、保護膜及び導電性層が光透過性を有することが好ましい。
Note that the upper portion of the
また、第1電極116の下部、すなわち、ガスバリアー層5と第1電極116の間にも、必要に応じた層を設けた構成としてもよい。例えば、第1電極116の特性向上や、形成を容易にするための下地層等を有してもよい。
Moreover, it is good also as a structure which provided the layer according to the necessity under the
また、第1電極116は、上記銀を主成分とする以外の構成としてもよい。例えば、他の金属や合金、ITO、酸化亜鉛、酸化スズ等の各種の透明導電性物質薄膜を用いてもよい。
In addition, the
また、有機EL素子101が、第2電極118側から発光光hを取り出すトップエミッション型である場合には、第1電極116は透光性を有していなくてもよい。
In addition, when the
(第2電極)
第2電極118は、有機機能層117に電子を供給するためのカソードとして機能する電極層であり、金属、合金、有機又は無機の導電性化合物、及びこれらの混合物が、構成材料として用いられる。具体的には、金、アルミニウム、銀、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属、ITO、ZnO、TiO2、SnO2等の酸化物半導体等が挙げられる。
(Second electrode)
The
第2電極118は、これらの導電性材料を蒸着やスパッタリング等の方法により形成することができる。また、第2電極118としてのシート抵抗は、数百Ω/sq.以下が好ましく、厚さは通常5〜5000nm、好ましくは5〜200nmの範囲で選ばれる。
The
なお、有機EL素子101が、第2電極118側から発光光hを取り出すトップエミッション型又は両面発光型である場合には、上述した導電性材料のうち光透過性の良好な導電性材料を選択して第2電極118を構成する。
In addition, when the
(有機機能層)
有機機能層117は、アノードである第1電極116の上部に、正孔注入層117a/正孔輸送層117b/発光層117c/電子輸送層117d/電子注入層117eをこの順に積層した構成を例示できるが、このうち少なくとも有機材料を用いて構成された発光層117cを有することが必要である。正孔注入層117a及び正孔輸送層117bは、正孔輸送性と正孔注入性とを有する単一層の正孔輸送/注入層として設けられてもよい。電子輸送層117d及び電子注入層117eは、電子輸送性と電子注入性とを有する単一層の電子輸送/注入層として設けられてもよい。また、これらの有機機能層117のうち、例えば、電子注入層117eは無機材料で構成されている場合もある。
(Organic functional layer)
The organic
また、有機機能層117は、これらの層の他にも、例えば、正孔阻止層や電子阻止層等が必要に応じて必要箇所に積層されていてよい。更に、発光層117cは、各波長領域の発光光を発生させる各色発光層を有し、これらの各色発光層を、非発光性の中間層を介して積層させて発光層ユニットとして形成されていてもよい。中間層は、正孔阻止層、電子阻止層として機能してもよい。
In addition to these layers, for example, a hole blocking layer, an electron blocking layer, or the like may be stacked on the organic
〈発光層〉
発光層117cは、発光材料として、例えば、リン光発光化合物が含有されている。
<Light emitting layer>
The light emitting layer 117c contains, for example, a phosphorescent light emitting compound as a light emitting material.
この発光層117cは、電極又は電子輸送層117dから注入された電子と、正孔輸送層117bから注入された正孔とが再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層117cの層内であっても、発光層117cと隣接する層との界面であってもよい。
The light emitting layer 117c is a layer that emits light by recombination of electrons injected from the electrode or the
このような発光層117cとしては、含まれる発光材料が発光要件を満たしていれば、その構成には特に制限はない。また、同一の発光スペクトルや発光極大波長を有する層が複数層あってもよい。この場合、各発光層117c間には非発光性の中間層(図示略)を有していることが好ましい。 There is no particular limitation on the structure of the light emitting layer 117c as long as the light emitting material included satisfies the light emission requirements. Moreover, there may be a plurality of layers having the same emission spectrum and emission maximum wavelength. In this case, it is preferable to have a non-light emitting intermediate layer (not shown) between the light emitting layers 117c.
発光層117cの層厚の総和は1〜100nmの範囲内にあることが好ましく、更に好ましくは、より低い電圧で駆動することができることから1〜30nmの範囲内である。なお、発光層117cの層厚の総和とは、発光層117c間に非発光性の中間層が存在する場合には、当該中間層も含む層厚である。 The total thickness of the light emitting layer 117c is preferably in the range of 1 to 100 nm, and more preferably in the range of 1 to 30 nm because it can be driven at a lower voltage. Note that the sum of the layer thicknesses of the light-emitting layer 117c is a layer thickness including the intermediate layer when a non-light-emitting intermediate layer exists between the light-emitting layers 117c.
発光層117cが複数の層からなる場合、個々の発光層の層厚としては、1〜50nmの範囲内に調整することが好ましく、1〜20nmの範囲内に調整することがより好ましい。積層された複数の発光層が、青、緑、赤のそれぞれの発光色に対応する場合、青、緑、赤の各発光層の層厚の関係については、特に制限はない。 When the light emitting layer 117c is composed of a plurality of layers, the thickness of each light emitting layer is preferably adjusted within a range of 1 to 50 nm, and more preferably adjusted within a range of 1 to 20 nm. When the plurality of stacked light emitting layers correspond to the respective emission colors of blue, green, and red, there is no particular limitation on the relationship between the thicknesses of the blue, green, and red light emitting layers.
以上のような発光層117cは、後述する発光材料やホスト化合物を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、LB法、インクジェット法等の公知の薄膜形成方法により形成することができる。 The light emitting layer 117c as described above can be formed of a light emitting material or a host compound, which will be described later, by a known thin film forming method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, an LB method, or an ink jet method.
また発光層117cは、複数の発光材料を含有しても良く、またリン光発光材料と蛍光発光材料(蛍光ドーパント、蛍光性化合物ともいう。)を同一発光層117c中に混合して用いてもよい。 The light-emitting layer 117c may contain a plurality of light-emitting materials, or a phosphorescent light-emitting material and a fluorescent light-emitting material (also referred to as a fluorescent dopant or a fluorescent compound) may be mixed and used in the same light-emitting layer 117c. Good.
発光層117cの構成として、ホスト化合物(発光ホストともいう。)、発光材料(発光ドーパント化合物、ゲスト材料ともいう。)を含有し、発光材料より発光させることが好ましい。 The light-emitting layer 117c preferably includes a host compound (also referred to as a light-emitting host) and a light-emitting material (also referred to as a light-emitting dopant compound or a guest material) and emits light from the light-emitting material.
(1)ホスト化合物
発光層117cに含有されるホスト化合物としては、室温(25℃)におけるリン光発光のリン光量子収率が0.1未満の化合物が好ましい。更に、リン光量子収率が0.01未満である化合物が好ましい。また、ホスト化合物は、発光層117cに含有される化合物の中で、層中での体積比が50%以上であることが好ましい。
(1) Host Compound As the host compound contained in the light emitting layer 117c, a compound having a phosphorescence quantum yield of phosphorescence emission at room temperature (25 ° C.) of less than 0.1 is preferable. Furthermore, the compound whose phosphorescence quantum yield is less than 0.01 is preferable. In addition, the host compound preferably has a volume ratio in the layer of 50% or more among the compounds contained in the light emitting layer 117c.
ホスト化合物としては、公知のホスト化合物を単独で用いても良く、又は複数種用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機EL素子101を高効率化することができる。また、後述する発光材料を複数種用いることで、異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。
As a host compound, a well-known host compound may be used independently, or multiple types may be used. By using a plurality of types of host compounds, it is possible to adjust the movement of charges, and the
用いられるホスト化合物としては、従来公知の低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化合物でも良く、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物(蒸着重合性発光ホスト)でもよい。 The host compound used may be a conventionally known low molecular compound, a high molecular compound having a repeating unit, or a low molecular compound having a polymerizable group such as a vinyl group or an epoxy group (evaporation polymerizable light emitting host). .
公知のホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、発光の長波長化を防ぎ、かつ高Tg(ガラス転移温度)を有する化合物が好ましい。ここでいうガラス転移点(Tg)とは、DSC(Differential Scanning Colorimetry:示差走査熱量法)を用いて、JIS−K−7121に準拠した方法により求められる値である。 As the known host compound, a compound that has a hole transporting ability and an electron transporting ability, prevents light emission from being increased in wavelength, and has a high Tg (glass transition temperature) is preferable. The glass transition point (Tg) here is a value obtained by a method based on JIS-K-7121 using DSC (Differential Scanning Colorimetry).
(2)発光材料
有機EL素子101に用いることのできる発光材料としては、リン光発光性化合物(リン光性化合物、リン光発光材料ともいう。)及び蛍光発光性化合物が挙げられる。
(2) Light-Emitting Material Examples of the light-emitting material that can be used for the
リン光発光性化合物とは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には室温(25℃)にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が25℃において0.01以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は0.1以上である。 A phosphorescent compound is a compound in which light emission from an excited triplet is observed. Specifically, it is a compound that emits phosphorescence at room temperature (25 ° C.), and the phosphorescence quantum yield is 0 at 25 ° C. A preferred phosphorescence quantum yield is 0.1 or more, although it is defined as 0.01 or more compounds.
上記リン光量子収率は、第4版実験化学講座7の分光IIの398頁(1992年版、丸善)に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本例においてリン光発光性化合物を用いる場合、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率(0.01以上)が達成されればよい。
The phosphorescence quantum yield can be measured by the method described in Spectroscopic II, page 398 (1992 edition, Maruzen) of
リン光発光性化合物の発光の原理としては2種挙げられる。一つは、キャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光発光性化合物に移動させることでリン光発光性化合物からの発光を得るというエネルギー移動型である。もう一つは、リン光発光性化合物がキャリアトラップとなり、リン光発光性化合物上でキャリアの再結合が起こりリン光発光性化合物からの発光が得られるというキャリアトラップ型である。いずれの場合においても、リン光発光性化合物の励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件となる。 There are two types of light emission principles of the phosphorescent compound. One is that recombination of carriers occurs on the host compound to which carriers are transported to generate an excited state of the host compound, and this energy is transferred to the phosphorescent compound to emit light from the phosphorescent compound. Energy transfer type. The other is a carrier trap type in which the phosphorescent compound becomes a carrier trap, and recombination of carriers occurs on the phosphorescent compound, and light emission from the phosphorescent compound is obtained. In either case, the condition is that the excited state energy of the phosphorescent compound is lower than the excited state energy of the host compound.
リン光発光性化合物は、一般的な有機EL素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができるが、好ましくは元素の周期表で8〜10族の金属を含有する錯体系化合物である。更に好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化合物、又は白金化合物(白金錯体系化合物)、希土類錯体であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。 The phosphorescent compound can be appropriately selected from known compounds used for the light emitting layer of a general organic EL device, but preferably contains a group 8-10 metal in the periodic table of elements. It is a complex compound. More preferred are iridium compounds, osmium compounds, platinum compounds (platinum complex compounds), and rare earth complexes, and most preferred are iridium compounds.
有機EL素子101においては、少なくとも一つの発光層117cに2種以上のリン光発光性化合物を含有していても良く、発光層117cにおけるリン光発光性化合物の濃度比が発光層117cの層厚方向で変化していてもよい。
In the
リン光発光性化合物は好ましくは発光層117cの総量に対し0.1体積%以上30体積%未満である。 The phosphorescent compound is preferably 0.1% by volume or more and less than 30% by volume with respect to the total amount of the light emitting layer 117c.
また、発光層117cに用いられる蛍光発光材料としては、例えば、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素、又は希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。 Examples of the fluorescent light emitting material used for the light emitting layer 117c include, for example, a coumarin dye, a pyran dye, a cyanine dye, a croconium dye, a squalium dye, an oxobenzanthracene dye, a fluorescein dye, a rhodamine dye, Examples include pyrylium dyes, perylene dyes, stilbene dyes, polythiophene dyes, and rare earth complex phosphors.
〈注入層〉
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と発光層117cの間に設けられる層のことで、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123〜166頁)に詳細に記載されており、正孔注入層117aと電子注入層117eとがある。
<Injection layer>
The injection layer is a layer provided between the electrode and the light emitting layer 117c in order to lower the driving voltage and improve the light emission luminance. “The organic EL element and the forefront of its industrialization (November 30, 1998, NT. 2)
注入層は、必要に応じて設けることができる。正孔注入層117aであれば、アノードと発光層117c又は正孔輸送層117bの間、電子注入層117eであればカソードと発光層117c又は電子輸送層117dとの間に配置される。
The injection layer can be provided as necessary. The
正孔注入層117aは、特開平9−45479号公報、同9−260062号公報、同8−288069号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニン層、酸化バナジウムに代表される酸化物層、アモルファスカーボン層、ポリアニリン(エメラルディン)やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子層等が挙げられる。
The details of the
電子注入層117eは、特開平6−325871号公報、同9−17574号公報、同10−74586号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属層、フッ化カリウムに代表されるアルカリ金属ハライド層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物層、酸化モリブデンに代表される酸化物層等が挙げられる。電子注入層17eはごく薄い層であることが望ましく、素材にもよるがその厚さは0.001〜10μmの範囲が好ましい。
The details of the
〈正孔輸送層〉
正孔輸送層117bは、正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層117a、電子阻止層も正孔輸送層117bに含まれる。正孔輸送層117bは単層又は複数層設けることができる。
<Hole transport layer>
The
正孔輸送材料としては、正孔の注入又は輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また、導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。 The hole transport material has any of hole injection or transport and electron barrier properties, and may be either organic or inorganic. For example, triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, Examples thereof include stilbene derivatives, silazane derivatives, aniline copolymers, and conductive polymer oligomers, particularly thiophene oligomers.
正孔輸送材料としては、上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第3級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第3級アミン化合物を用いることが好ましい。 Although the above-mentioned thing can be used as a positive hole transport material, It is preferable to use a porphyrin compound, an aromatic tertiary amine compound, and a styryl amine compound, especially an aromatic tertiary amine compound.
芳香族第3級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、N,N,N′,N′−テトラフェニル−4,4′−ジアミノフェニル;N,N′−ジフェニル−N,N′−ビス(3−メチルフェニル)−〔1,1′−ビフェニル〕−4,4′−ジアミン(略称:TPD);2,2−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)プロパン;1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)シクロヘキサン;N,N,N′,N′−テトラ−p−トリル−4,4′−ジアミノビフェニル;1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)−4−フェニルシクロヘキサン;ビス(4−ジメチルアミノ−2−メチルフェニル)フェニルメタン;ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)フェニルメタン;N,N′−ジフェニル−N,N′−ジ(4−メトキシフェニル)−4,4′−ジアミノビフェニル;N,N,N′,N′−テトラフェニル−4,4′−ジアミノジフェニルエーテル;4,4′−ビス(ジフェニルアミノ)クオードリフェニル;N,N,N−トリ(p−トリル)アミン;4−(ジ−p−トリルアミノ)−4′−〔4−(ジ−p−トリルアミノ)スチリル〕スチルベン;4−N,N−ジフェニルアミノ−(2−ジフェニルビニル)ベンゼン;3−メトキシ−4′−N,N−ジフェニルアミノスチルベンゼン;N−フェニルカルバゾール、更には米国特許第5061569号明細書に記載されている2個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、4,4′−ビス〔N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ〕ビフェニル(略称:NPD)、特開平4−308688号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが三つスターバースト型に連結された4,4′,4″−トリス〔N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン(略称:MTDATA)等が挙げられる。 Representative examples of aromatic tertiary amine compounds and styrylamine compounds include N, N, N ', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminophenyl; N, N'-diphenyl-N, N'- Bis (3-methylphenyl)-[1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine (abbreviation: TPD); 2,2-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) propane; -Bis (4-di-p-tolylaminophenyl) cyclohexane; N, N, N ', N'-tetra-p-tolyl-4,4'-diaminobiphenyl; 1,1-bis (4-di-p -Tolylaminophenyl) -4-phenylcyclohexane; bis (4-dimethylamino-2-methylphenyl) phenylmethane; bis (4-di-p-tolylaminophenyl) phenylmethane; N, N'-diphenyl-N, '-Di (4-methoxyphenyl) -4,4'-diaminobiphenyl; N, N, N', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminodiphenyl ether; 4,4'-bis (diphenylamino) c N, N, N-tri (p-tolyl) amine; 4- (di-p-tolylamino) -4 '-[4- (di-p-tolylamino) styryl] stilbene; 4-N, N- Diphenylamino- (2-diphenylvinyl) benzene; 3-methoxy-4'-N, N-diphenylaminostilbenzene; N-phenylcarbazole and also two condensations described in US Pat. No. 5,061,569 Those having an aromatic ring in the molecule, for example, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: NPD), 4,4 ′, 4 ″ -tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine in which triphenylamine units described in Japanese Patent No. 08688 are linked in three starburst forms ( (Abbreviation: MTDATA).
更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。また、p型−Si、p型−SiC等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。 Furthermore, a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used. In addition, inorganic compounds such as p-type-Si and p-type-SiC can also be used as the hole injection material and the hole transport material.
また、正孔輸送層117bには、特開平11−251067号公報、J.Huang et.al.,Applied Physics Letters,80(2002),p.139に記載されているような、いわゆるp型正孔輸送材料を用いることもできる。高効率の発光素子が得られることから、これらの材料を用いることが好ましい。
In addition, in the
正孔輸送層117bは、上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、LB法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。
The
正孔輸送層117bの層厚については特に制限はないが、通常は5〜5000nm程度、好ましくは5〜200nmの範囲内である。この正孔輸送層117bは、上記材料の1種又は2種以上からなる1層構造であってもよい。
Although there is no restriction | limiting in particular about the layer thickness of the positive
また、正孔輸送層117bの材料に不純物をドープしてp性を高くすることもできる。その例としては、特開平4−297076号公報、特開2000−196140号公報、同2001−102175号公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載されたものが挙げられる。
Alternatively, the material of the
このように、正孔輸送層117bのp性を高くすると、より低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。
Thus, it is preferable to increase the p property of the
〈電子輸送層〉
電子輸送層117dは、電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層117e、正孔阻止層(図示略)も電子輸送層117dに含まれる。電子輸送層117dは単層構造又は複数層の積層構造として設けることができる。
<Electron transport layer>
The
単層構造の電子輸送層117d、及び積層構造の電子輸送層117dにおいて発光層117cに隣接する層部分を構成する電子輸送材料(正孔阻止材料を兼ねる)としては、カソードより注入された電子を発光層117cに伝達する機能を有していればよい。このような材料としては従来公知の化合物の中から任意に選択して用いることができる。例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン、アントロン誘導体及びオキサジアゾール誘導体等が挙げられる。更に、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送層117dの材料として用いることができる。更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
As an electron transport material (also serving as a hole blocking material) constituting a layer portion adjacent to the light emitting layer 117c in the
また、8−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス(8−キノリノール)アルミニウム(略称:Alq3)、トリス(5,7−ジクロロ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5,7−ジブロモ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(2−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、ビス(8−キノリノール)亜鉛(略称:Znq)等、及びこれらの金属錯体の中心金属がIn、Mg、Cu、Ca、Sn、Ga又はPbに置き替わった金属錯体も、電子輸送層117dの材料として用いることができる。
In addition, metal complexes of 8-quinolinol derivatives such as tris (8-quinolinol) aluminum (abbreviation: Alq 3 ), tris (5,7-dichloro-8-quinolinol) aluminum, tris (5,7-dibromo-8- Quinolinol) aluminum, tris (2-methyl-8-quinolinol) aluminum, tris (5-methyl-8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (abbreviation: Znq), etc., and the central metal of these metal complexes A metal complex in which In, Mg, Cu, Ca, Sn, Ga, or Pb is replaced can also be used as the material of the
その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されていても、電子輸送層117dの材料として好ましく用いることができる。また、発光層117cの材料としても例示されるジスチリルピラジン誘導体も電子輸送層117dの材料として用いることができ、正孔注入層117a、正孔輸送層117bと同様に、n型−Si、n型−SiC等の無機半導体も電子輸送層117dの材料として用いることができる。
In addition, even when metal-free or metal phthalocyanine or the terminal thereof is substituted with an alkyl group or a sulfonic acid group, it can be preferably used as the material for the
電子輸送層117dは、上記材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、LB法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。電子輸送層117dの層厚については特に制限はないが、通常は5〜5000nm程度、好ましくは5〜200nmの範囲内である。電子輸送層117dは上記材料の1種又は2種以上からなる1層構造であってもよい。
The
また、電子輸送層117dに不純物をドープし、n性を高くすることもできる。その例としては、特開平4−297076号公報、同10−270172号公報、特開2000−196140号公報、同2001−102175号公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載されたものが挙げられる。更に電子輸送層117dには、カリウムやカリウム化合物などを含有させることが好ましい。カリウム化合物としては、例えば、フッ化カリウム等を用いることができる。このように電子輸送層117dのn性を高くすると、より低消費電力の素子を作製することができる。
In addition, the
〈阻止層〉
阻止層は、上述のように有機化合物薄膜の基本構成層の他に、必要に応じて設けられる。例えば、特開平11−204258号公報、同11−204359号公報、及び「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の237頁等に記載されている正孔阻止(ホールブロック)層がある。
<Blocking layer>
As described above, the blocking layer is provided as necessary in addition to the basic constituent layer of the organic compound thin film. For example, it is described in JP-A Nos. 11-204258, 11-204359, and “Organic EL elements and their forefront of industrialization” (issued by NTT, Inc. on November 30, 1998). There is a hole blocking (hole blocking) layer.
正孔阻止層とは、広い意味では、電子輸送層117dの機能を有する。正孔阻止層は、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、後述する電子輸送層117dの構成を必要に応じて、正孔阻止層として用いることができる。正孔阻止層は、発光層117cに隣接して設けられていることが好ましい。
In a broad sense, the hole blocking layer has the function of the
一方、電子阻止層とは、広い意味では、正孔輸送層117bの機能を有する。電子阻止層は、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、上記した正孔輸送層117bの構成を必要に応じて電子阻止層として用いることができる。
On the other hand, the electron blocking layer has a function of the
阻止層の層厚としては、好ましくは3〜100nmであり、更に好ましくは5〜30nmの範囲内である。 The thickness of the blocking layer is preferably 3 to 100 nm, more preferably 5 to 30 nm.
(封止部材)
封止部材120は、有機EL素子101を覆うものであって、板状(フィルム状)の封止部材120が封止樹脂層119によって、ガスバリアー性フィルムのフィルム基材2側に固定される。この封止部材120は、少なくとも有機機能層117を覆う状態で設けられ、有機EL素子101及び第2電極118の端子部分(図示略)を露出させる状態で設けられている。また、封止部材120に電極を設け、この電極と第2電極118の端子部分とを導通させるように構成されていてもよい。
(Sealing member)
The sealing
板状(フィルム状)の封止部材120としては、具体的には、ガラス基板、ポリマー基板が挙げられ、これらの基板材料を更に薄型のフィルム状にして用いてもよい。ガラス基板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。また、ポリマー基板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。
Specific examples of the plate-like (film-like) sealing
中でも、素子を薄型化できるということから、封止部材120として薄型のフィルム状にしたポリマー基板を好ましく使用することができる。
In particular, since the element can be thinned, a polymer substrate in the form of a thin film can be preferably used as the sealing
更には、フィルム状としたポリマー基板は、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、JIS−K−7129−1992に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度(90±2)%RH)が、1×10−3g/(m2・24h)以下であることが好ましい。 Furthermore, the polymer substrate in the form of a film has an oxygen permeability measured by a method according to JIS-K-7126-1987 of 1 × 10 −3 ml / (m 2 · 24 h · atm) or less, JIS-K. The water vapor permeability (25 ± 0.5 ° C., relative humidity (90 ± 2)% RH) measured by a method based on −7129-1992 is 1 × 10 −3 g / (m 2 · 24 h) or less. It is preferable that
また、以上のような基板材料は、凹板状に加工して封止部材120として用いてもよい。この場合、上述した基板部材に対してサンドブラスト加工、化学エッチング加工等の加工が施され、凹状が形成される。
Further, the substrate material as described above may be processed into a concave plate shape and used as the sealing
また、これに限らず、金属材料を用いてもよい。金属材料としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブデン、シリコーン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる1種以上の金属又は合金が挙げられる。このような金属材料は、薄型のフィルム状にして封止部材120として用いることにより、有機EL素子101が設けられた発光パネル全体を薄型化できる。
Moreover, not only this but a metal material may be used. Examples of the metal material include one or more metals or alloys selected from the group consisting of stainless steel, iron, copper, aluminum, magnesium, nickel, zinc, chromium, titanium, molybdenum, silicone, germanium, and tantalum. By using such a metal material in the form of a thin film as the sealing
《封止樹脂層》
封止部材120をガスバリアー性フィルム1側に固定するための封止樹脂層119は、封止部材120とガスバリアー性フィルム1とで挟持された有機EL素子101の封止に用いられる。封止樹脂層119は、例えば、アクリル酸系オリゴマー又はメタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化性又は熱硬化性の接着剤、エポキシ系等の熱硬化性又は化学硬化性(二液混合)の接着剤、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、カチオン硬化タイプの紫外線硬化性エポキシ樹脂による接着剤が挙げられる。
<Sealing resin layer>
The sealing
製造プロセスの簡易性の観点から、封止樹脂層119を、熱硬化性接着剤で形成することが好ましい。また、封止樹脂層119の形態としては、シート状に加工された熱硬化性接着剤を用いることが好ましい。シート状の熱硬化性接着剤を用いる場合には、常温(25℃程度)では非流動性を示し、かつ、加熱すると50〜130℃の範囲内の温度で流動性を発現するような接着剤(シール材)を用いる。
From the viewpoint of simplicity of the manufacturing process, it is preferable to form the sealing
熱硬化性接着剤としては、任意の接着剤を使用することができる。封止樹脂層119と隣接する封止部材120や、ガスバリアー性フィルム1等との密着性向上の観点から、好適な熱硬化性接着剤を適宜選択する。例えば、熱硬化性接着剤としては、分子の末端又は側鎖にエチレン性二重結合を有する化合物と熱重合開始剤とを主成分とする樹脂等を用いることができる。より具体的には、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂等からなる熱硬化性接着剤を使用することができる。また、有機EL素子101の製造工程で用いる貼合装置及び硬化処理装置に応じて、溶融タイプの熱硬化性接着剤を使用してもよい。
As the thermosetting adhesive, any adhesive can be used. From the viewpoint of improving the adhesion with the sealing
また、接着剤として、上記した接着剤を2種以上混合したものを用いてもよいし、熱硬化性及び紫外線硬化性をともに備えた接着剤を用いてもよい。 Moreover, what mixed two or more types of above-mentioned adhesives may be used as an adhesive agent, and the adhesive agent provided with both thermosetting property and ultraviolet-ray-curing property may be used.
《有機エレクトロルミネッセンス素子の用途》
有機EL素子101は、上述したように面発光体であるため各種の発光光源として用いることができる。例えば、家庭用照明や車内照明などの照明装置、時計や液晶用のバックライト、看板広告用照明、信号機の光源、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられる。また、これらの発光光源に限定されず、その他の光源としても用いることができる。
<< Application of organic electroluminescence element >>
Since the
特に、カラーフィルターと組み合わせた液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に有効に用いることができる。 In particular, it can be effectively used for a backlight of a liquid crystal display device combined with a color filter and a light source for illumination.
また、有機EL素子101は、照明用や露光光源のような一種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置(ディスプレイ)として使用してもよい。この場合、近年の照明装置及びディスプレイの大型化に伴い、有機EL素子101を設けた発光パネル同士を平面的に接合する、いわゆるタイリングによって発光面を大面積化してもよい。
The
動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は、単純マトリクス(パッシブマトリクス)方式でもアクティブマトリクス方式でもよい。また、異なる発光色を有する有機EL素子10を2種以上使用することにより、カラー又はフルカラー表示装置を作製することが可能である。
A driving method when used as a display device for reproducing a moving image may be a simple matrix (passive matrix) method or an active matrix method. In addition, a color or full-color display device can be manufactured by using two or more kinds of
《有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法》
本発明の有機EL素子の製造方法の一例として、図8に示す有機EL素子101の製造方法を説明する。
<< Method for Manufacturing Organic Electroluminescent Element >>
As an example of the method for manufacturing the organic EL element of the present invention, a method for manufacturing the
まず、前述の方法で作製した本発明のガスバリアー性フィルム1のガスバリアー層5上に、第1電極116を形成する。第1電極116は、透明な導電性材料から形成する。例えば、銀を主成分とする3〜15nm程度の厚さの電極や、100nm程度のITO等の透明導電性物質を形成する。第1電極116の形成方法としては、例えば、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、蒸着法、スパッタ法、印刷法等を用いることができるが、均質な層が得られやすく、かつピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法が特に好ましい。また、第1電極116の形成前後には、必要に応じて補助電極のパターン形成を行う。
First, the
次に、この上に、正孔注入層117a、正孔輸送層117b、発光層117c、電子輸送層117d、電子注入層117eの順に形成し、有機機能層117を形成する。これらの各層の形成方法としては、例えば、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、蒸着法、スパッタ法、印刷法等を用いることができるが、均質な層が得られやすく、かつピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法又はスピンコート法が特に好ましい。更に、層毎に異なる形成方法を用いてもよい。これらの各層の形成に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般に化合物を収蔵したボート加熱温度50〜450℃、真空度1×10−6〜1×10−2Pa、蒸着速度0.01〜50nm/秒、基板温度−50〜300℃、厚さ0.1〜5μmの範囲で、各条件を適宜選択することが望ましい。
Next, a
次に、カソードとなる第2電極118を、蒸着法やスパッタ法等の適宜の形成方法によって形成する。この際、有機機能層117によって第1電極116に対して絶縁状態を保ちつつ、有機機能層117の上方からガスバリアー性フィルム1の周縁に端子部分を引き出した形状にパターン形成する。
Next, the
次に、ガスバリアー性フィルム1上に設けられた第1電極116、有機機能層117及び第2電極118の固体封止を行う。封止部材120の片面に封止樹脂層119を形成する。そして、第1電極116と第2電極118の引き出し配線の端部が、封止樹脂層119の外に出るように、封止部材120の封止樹脂層119形成面を、第1電極116、有機機能層117及び第2電極118を介して、ガスバリアー性フィルム1上に重ね合わせる。ガスバリアー性フィルム1と封止部材120とを重ね合わせた後、ガスバリアー性フィルム1と封止部材120とに圧力をかける。更に、封止樹脂層119を硬化させるために、封止樹脂層119を加熱する。このとき、ガスバリアー層5と封止樹脂層119との接着性に問題がないように、封止樹脂層119を十分に硬化する。
Next, the
以上により、フィルム基材2上にクリアハードコート層4及びガスバリアー層5を備えたガスバリアー性フィルム1により固体封止された有機EL素子101が得られる。このような有機EL素子101の作製においては、一回の真空引きで一貫して第1電極116から第2電極118まで作製するのが好ましいが、途中で真空雰囲気から取り出して異なる形成法を用いてもよい。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。
As described above, the
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「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「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 "%" is used in an Example, unless otherwise indicated, "mass%" is represented.
《ガスバリアー性フィルムの作製》
〔ガスバリアー性フィルム1の作製〕
(フィルム基材の準備)
フィルム基材として、透明な2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(帝人デュポンフィルム社製 KEL86W 125μm、表1には、PETと略記)を準備した。
<< Production of gas barrier film >>
[Preparation of gas barrier film 1]
(Preparation of film substrate)
As a film substrate, a transparent biaxially stretched polyethylene terephthalate film (KEL86W 125 μm, manufactured by Teijin DuPont Films Ltd., abbreviated as PET in Table 1) was prepared.
(フィルム基材の表面処理)
上記準備したPETフィルム表面に、コロナ処理を施した。コロナ放電装置として春日電機社製のAGI−080を用い、コロナ放電処理装置の放電様電極とPET表面との間隙を1mmに設定し、処理出力が600mW/cm2の条件で10秒間の表面コロナ処理を行った。
(Surface treatment of film substrate)
The prepared PET film surface was subjected to corona treatment. AGI-080 manufactured by Kasuga Denki Co., Ltd. was used as the corona discharge device, the gap between the discharge-like electrode of the corona discharge treatment device and the PET surface was set to 1 mm, and the surface corona for 10 seconds under the condition of a treatment output of 600 mW / cm 2. Processed.
(クリアハードコート層の形成)
次いで、コロナ処理を施したPETフィルム上に、ポリウレタンアクリレート及びアクリル酸エステルを主成分とした紫外線硬化型樹脂含有塗布液(日本合成化学社製 紫光UV−1700B)を、湿式コーターを用いて、ドライ膜厚4μmになるように塗布した後、80℃で3分間の乾燥を行った。次いで、乾燥した塗膜に、大気下で高圧水銀ランプを使用して、1.0J/cm2の条件で硬化して、クリアハードコート層を形成した。
(Formation of clear hard coat layer)
Next, a UV-curable resin-containing coating solution (purple UV-1700B manufactured by Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd.) mainly composed of polyurethane acrylate and acrylic ester is dried on a PET film subjected to corona treatment using a wet coater. After coating to a film thickness of 4 μm, drying was performed at 80 ° C. for 3 minutes. Next, the dried coating film was cured under a condition of 1.0 J / cm 2 using a high-pressure mercury lamp in the atmosphere to form a clear hard coat layer.
(ガスバリアー層の形成)
次いで、下記の方法に従って、クリアハードコート層上にガスバリアー層を形成した。
(Formation of gas barrier layer)
Next, a gas barrier layer was formed on the clear hard coat layer according to the following method.
上記クリアハードコート層を形成したPETフィルムを、上述の図7に示す磁場を印加したローラー間に放電空間を形成することができる放電プラズマ処理装置(以下、プラズマCVD法と称す。)を用い、フィルム基材2として、上記クリアハードコート層を有するPETフィルムを装着し、下記製膜条件(プラズマCVD条件)にて、PETフィルムのクリアハードコート層上にガスバリアー層を、厚さ300nmで形成して、比較例のガスバリアー性フィルム1を作製した。
Using a discharge plasma processing apparatus (hereinafter referred to as a plasma CVD method) capable of forming a discharge space between the rollers to which the magnetic field shown in FIG. 7 is applied to the PET film on which the clear hard coat layer is formed. A PET film having the above clear hard coat layer is attached as the
〈成膜条件〉
原料ガス(HMDSO)の供給量:50sccm(Standard Cubic Centimeter per Minute)
酸素ガス(O2)の供給量:500sccm
真空チャンバー内の真空度:3Pa
プラズマ発生用電源からの印加電力:1.2kW
プラズマ発生用電源の周波数:80kHz
フィルムの搬送速度:0.5m/min
〔ガスバリアー性フィルム2の作製〕
上記ガスバリアー性フィルム1の作製において、フィルム基材として、PETフィルムに代えて、下記のシクロオレフィンポリマーフィルム(表1には、COP1と略記)を用いた以外は同様にして、フィルム基材表面にコロナ処理を施したガスバリアー性フィルム2を作製した。
<Film formation conditions>
Supply amount of raw material gas (HMDSO): 50 sccm (Standard Cubic Centimeter per Minute)
Supply amount of oxygen gas (O 2 ): 500 sccm
Degree of vacuum in the vacuum chamber: 3Pa
Applied power from the power source for plasma generation: 1.2 kW
Frequency of power source for plasma generation: 80 kHz
Film transport speed: 0.5 m / min
[Preparation of gas barrier film 2]
In the production of the
COP1:シクロオレフィンポリマーフィルム、日本ゼオン社製、ゼオネア ZF14フィルム 膜厚:100μm
〔ガスバリアー性フィルム3の作製〕
上記ガスバリアー性フィルム1の作製において、PETフィルムの表面処理を、コロナ処理に代えて、図3に記載の構成からなる真空紫外線照射装置を用いて、エキシマ光処理を行った以外は同様にして、ガスバリアー性フィルム3を作製した。
COP1: cycloolefin polymer film, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., Zeonea ZF14 film, film thickness: 100 μm
[Preparation of gas barrier film 3]
In the production of the
〈フィルム基材表面へのエキシマ光処理〉
紫外線照射装置:株式会社 エム・ディ・コム製エキシマ光照射装置
MODEL:MECL−M−1−200
照射波長:172nm
ランプ封入ガス:Xe
エキシマランプ光強度:130mW/cm2(172nm)
試料と光源間隔:1mm
フィルム基材の加熱温度:70℃
照射装置内の酸素濃度:1.0%
〔ガスバリアー性フィルム4の作製〕
上記ガスバリアー性フィルム2の作製において、COP1に代えて、COP1のコロナ処理を行う面とは、反対側の面側に、図2の2)に示すように、下記の耐熱ラミネート部材を付与したCOP2を用いた以外は同様にして、ガスバリアー性フィルム4を作製した。
<Excimer light treatment on film substrate surface>
Ultraviolet irradiation device: excimer light irradiation device manufactured by M.D.COM MODEL: MECL-M-1-200
Irradiation wavelength: 172 nm
Lamp filled gas: Xe
Excimer lamp light intensity: 130 mW / cm 2 (172 nm)
Distance between sample and light source: 1mm
Heating temperature of film substrate: 70 ° C
Oxygen concentration in the irradiation device: 1.0%
[Preparation of gas barrier film 4]
In the production of the
なお、耐熱ラミネート部材は、図2に示すように、コロナ放電処理を行う前に、COPフィルムに付与した。 As shown in FIG. 2, the heat-resistant laminate member was applied to the COP film before the corona discharge treatment.
耐熱ラミネート部材:藤森工業社製、耐熱プロテクトフィルム:ますタックPC PC−542PA
〔ガスバリアー性フィルム5の作製〕
上記ガスバリアー性フィルム4の作製において、フィルム基材の表面処理を、コロナ処理に代えて、ガスバリアー性フィルム3の作製に用いたエキシマ光処理を適用した以外は同様にして、ガスバリアー性フィルム5を作製した。
Heat-resistant laminate material: manufactured by Fujimori Kogyo Co., Ltd., heat-resistant protective film: Masutac PC PC-542PA
[Preparation of gas barrier film 5]
In the production of the
〔ガスバリアー性フィルム6の作製〕
上記ガスバリアー性フィルム5の作製において、クリアハードコート層を除いた以外は同様にして、ガスバリアー性フィルム6を作製した。
[Preparation of gas barrier film 6]
A
〔ガスバリアー性フィルム7の作製〕
上記ガスバリアー性フィルム5の作製において、耐熱ラミネート部材を付与したCOP2に代えて、耐熱ラミネート部材を付与した下記COCを用いた以外は同様にして、ガスバリアー性フィルム7を作製した。
[Preparation of gas barrier film 7]
In the production of the
COC:シクロオレフィンコポリマーフィルム、Polyplastics社製、TOPAS 8007F−04 膜厚:70μm
〔ガスバリアー性フィルム8の作製〕
上記ガスバリアー性フィルム5の作製において、耐熱ラミネート部材を付与したCOP2に代えて、耐熱ラミネート部材を有していないCOP1を用いた以外は同様にして、ガスバリアー性フィルム8を作製した。
COC: cycloolefin copolymer film, manufactured by Polyplastics, TOPAS 8007F-04 Film thickness: 70 μm
[Preparation of gas barrier film 8]
In the production of the
〔ガスバリアー性フィルム9の作製〕
上記ガスバリアー性フィルム5の作製において、フィルム基材である耐熱ラミネート部材を付与したCOP2の膜厚を、100μmから35μmに変更した以外は同様にして、ガスバリアー性フィルム9を作製した。
[Preparation of gas barrier film 9]
In the production of the
〔ガスバリアー性フィルム10の作製〕
上記ガスバリアー性フィルム5の作製において、フィルム基材である耐熱ラミネート部材を付与したCOP2の膜厚を、100μmから140μmに変更した以外は同様にして、ガスバリアー性フィルム10を作製した。
[Production of Gas Barrier Film 10]
In the production of the
〔ガスバリアー性フィルム11の作製〕
上記ガスバリアー性フィルム5の作製において、クリアハードコート層の膜厚を、4μmから10μmに変更した以外は同様にして、ガスバリアー性フィルム11を作製した。
[Preparation of gas barrier film 11]
A
〔ガスバリアー性フィルム12の作製〕
上記ガスバリアー性フィルム5の作製において、クリアハードコート層の膜厚を、4μmから15μmに変更した以外は同様にして、ガスバリアー性フィルム12を作製した。
[Production of gas barrier film 12]
A gas barrier film 12 was produced in the same manner as in the production of the
〔ガスバリアー性フィルム13の作製〕
上記ガスバリアー性フィルム5の作製において、ガスバリアー層の形成方法を、プラズマCVD法に代えて、下記に示すポリシラザンを用いた湿式塗布法により形成した以外は同様にして、ガスバリアー性フィルム13を作製した。
[Production of gas barrier film 13]
In the production of the
〈ポリシラザンを用いた湿式塗布法〉
ポリシラザン含有塗布液として、パーヒドロポリシラザン(PHPS;アクアミカ NN120−10、無触媒タイプ、AZエレクトロニックマテリアルズ(株)製)の10質量%ジブチルエーテル溶液を調製した。
<Wet coating method using polysilazane>
As a polysilazane-containing coating solution, a 10% by mass dibutyl ether solution of perhydropolysilazane (PHPS; Aquamica NN120-10, non-catalytic type, manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.) was prepared.
調製したポリシラザン含有塗布液を、ワイヤレスバーにて、乾燥後の平均層厚が300nmとなるようにクリアハードコート層上に塗布し、温度85℃、湿度55%RHの雰囲気下で1分間処理して乾燥させた。更に、温度25℃、湿度10%RH(露点温度−8℃)の雰囲気下に10分間保持し、除湿処理を行って、ポリシラザンを含有する塗布膜を形成した。
The prepared polysilazane-containing coating solution is coated on the clear hard coat layer with a wireless bar so that the average layer thickness after drying is 300 nm, and treated for 1 minute in an atmosphere of temperature 85 ° C. and humidity 55% RH. And dried. Further, the coating film containing polysilazane was formed by holding for 10 minutes in an atmosphere of temperature 25 ° C. and
塗布膜を形成したフィルム基材(COP2)を、図3に示す稼動ステージ204上に固定し、下記紫外線装置7を用いて、下記の条件でエキシマ光照射処理を行い、クリアハードコート層上に、塗布型のガスバリアー層を形成した。
The film base material (COP2) on which the coating film is formed is fixed on the
紫外線照射装置:株式会社 エム・ディ・コム製エキシマ光照射装置
MODEL:MECL−M−1−200
照射波長:172nm
ランプ封入ガス:Xe
エキシマランプ光強度: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:1.0%
エキシマランプ照射時間:5秒
なお、各ガスバリアー性フィルムの作製において、表1に略称で記載した各構成要素の詳細は、以下のとおりである。
Ultraviolet irradiation device: excimer light irradiation device manufactured by M.D.COM MODEL: MECL-M-1-200
Irradiation wavelength: 172 nm
Lamp filled gas: Xe
Excimer lamp 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: 1.0%
Excimer lamp irradiation time: 5 seconds In the preparation of each gas barrier film, details of each component described in Table 1 with the abbreviations are as follows.
〈フィル基材〉
PET:2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(帝人デュポンフィルム社製 KEL86W 125μm、表面コロナ処理
COP1:シクロオレフィンポリマーフィルム、日本ゼオン社製、ゼオネア ZF14フィルム 膜厚:100μm、表面コロナ処理
COP2:シクロオレフィンポリマーフィルム、日本ゼオン社製、ゼオネア ZF14フィルム 膜厚:100μm、表面エキシマ光処理
COP3:シクロオレフィンポリマーフィルム、日本ゼオン社製、ゼオネア ZF14フィルム 膜厚:35μm、表面エキシマ光処理
COP4:シクロオレフィンポリマーフィルム、日本ゼオン社製、ゼオネア ZF14フィルム 膜厚:140μm、表面エキシマ光処理
COC:シクロオレフィンコポリマーフィルム、Polyplastics社製、TOPAS 8007F−04 膜厚:70μm、表面エキシマ光処理
〈ガスバリアー層形成方法〉
プラズマCVD法:図7に記載の磁場を印加したローラー間に放電空間を形成することができる放電プラズマ処理
湿式塗布法:ポリシラザンを用い、エキシマ光照射で改質処理してガスバリアー層を形成する方法
《有機EL素子の作製》
次いで、上記作製したガスバリアー性フィルム1〜13を用い、下記の方法に従って、有機EL素子101〜113を作製した。なお、下記の各有機EL素子の作製において、使用するガスバリアー性フィルムの中で、裏面側に耐熱ラミネート部材を有しているフィルムについては、予めそれを取り除いた形態で使用した。
<Fill base material>
PET: Biaxially stretched polyethylene terephthalate film (KEL86W 125 μm, manufactured by Teijin DuPont Films Co., Ltd., surface corona treatment COP1: Cycloolefin polymer film, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., Zeonea ZF14 film, film thickness: 100 μm, surface corona treatment COP2: cycloolefin polymer film, ZEON Corporation, ZEONEA ZF14 film, film thickness: 100 μm, surface excimer light treatment COP3: cycloolefin polymer film, ZEON Corporation, ZEONEA ZF14 film, film thickness: 35 μm, surface excimer light treatment COP4: cycloolefin polymer film, ZEON Zonea ZF14 film, 140 μm, surface excimer light treatment COC: cycloolefin copolymer film, manufactured by Polyplastics , TOPAS 8007F-04 Film thickness: 70 μm, surface excimer light treatment <Gas barrier layer formation method>
Plasma CVD method: Discharge plasma treatment capable of forming a discharge space between rollers to which the magnetic field shown in FIG. 7 is applied Wet coating method: Using polysilazane, reforming treatment by excimer light irradiation to form a gas barrier layer Method << Production of Organic EL Element >>
Next,
各ガスバリアー性フィルムを、市販の真空蒸着装置の基材ホルダーに固定し、下記化合物No.10をタングステン製の抵抗加熱ボートに入れ、これらガスバリアー性フィルムホルダーと加熱ボートとを真空蒸着装置の第1真空槽内に取り付けた。また、タングステン製の抵抗加熱ボートに銀(Ag)を入れ、真空蒸着装置の第2真空槽内に取り付けた。 Each gas barrier film was fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum deposition apparatus, and the following compound No. 10 was put in a resistance heating boat made of tungsten, and the gas barrier film holder and the heating boat were mounted in a first vacuum chamber of a vacuum deposition apparatus. Moreover, silver (Ag) was put into the resistance heating boat made from tungsten, and it attached in the 2nd vacuum chamber of a vacuum evaporation system.
真空蒸着装置の第1真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、化合物No.10の入った加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1〜0.2nm/秒で第1電極の下地層を、層厚10nmで設けた。下地層を形成したガスバリアー性フィルムを真空のまま第2真空槽に移し、第2真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、銀の入った加熱ボートを通電して加熱した。これにより、蒸着速度0.1〜0.2nm/秒で厚さ8nmの銀からなる第1電極を形成した。 After depressurizing the first vacuum chamber of the vacuum deposition apparatus to 4 × 10 −4 Pa, Compound No. The heating boat containing 10 was energized and heated, and the underlayer of the first electrode was provided with a layer thickness of 10 nm at a deposition rate of 0.1 to 0.2 nm / second. The gas barrier film on which the underlayer was formed was transferred to the second vacuum chamber while being vacuumed, and after the pressure in the second vacuum chamber was reduced to 4 × 10 −4 Pa, the heating boat containing silver was energized and heated. As a result, a first electrode made of silver having a thickness of 8 nm was formed at a deposition rate of 0.1 to 0.2 nm / second.
次に、市販の真空蒸着装置を用い、真空度1×10−4Paまで減圧した後、ガスバリアー性フィルムを移動させながら、形成した第1電極上に、下記化合物HT−1を、蒸着速度0.1nm/秒で蒸着し、20nmの正孔輸送層(HTL)を設けた。 Next, after reducing the pressure to 1 × 10 −4 Pa using a commercially available vacuum deposition apparatus, the following compound HT-1 was deposited on the formed first electrode while moving the gas barrier film. Vapor deposition was performed at 0.1 nm / second, and a 20 nm hole transport layer (HTL) was provided.
次に、下記化合物A−3(青色発光ドーパント)、下記化合物A−1(緑色発光ドーパント)、下記化合物A−2(赤色発光ドーパント)及び下記化合物H−1(ホスト化合物)を用い、化合物A−3は、層厚方向に対して線形で含有率が35%から5%の傾斜濃度となるように蒸着速度を変化させ、化合物A−1と化合物A−2は層厚に依存することなく各々0.2質量%の一定濃度になるように、蒸着速度0.0002nm/秒で、化合物H−1は、層厚方向で、含有率が64.6%から94.6%の傾斜濃度となるように蒸着速度を変化させて、層厚70nmの共蒸着した発光層を形成した。 Next, using the following compound A-3 (blue light emitting dopant), the following compound A-1 (green light emitting dopant), the following compound A-2 (red light emitting dopant) and the following compound H-1 (host compound), a compound A -3 changes the deposition rate so that the content rate is linear with respect to the layer thickness direction and the gradient is 35% to 5%, and the compound A-1 and the compound A-2 do not depend on the layer thickness. At a deposition rate of 0.0002 nm / second, the compound H-1 has a gradient concentration of 64.6% to 94.6% in the layer thickness direction so that each concentration is constant at 0.2% by mass. The vapor deposition rate was changed so that a co-deposited light emitting layer having a layer thickness of 70 nm was formed.
その後、下記化合物ET−1を、発光層上に蒸着して、層厚30nmの電子輸送層を形成し、更にフッ化カリウム(KF)を蒸着して層厚2nmの電子注入層を形成した。更に、アルミニウムを蒸着して層厚110nmの第2電極を形成した。 Then, the following compound ET-1 was vapor-deposited on the light emitting layer to form an electron transport layer with a layer thickness of 30 nm, and further potassium fluoride (KF) was vapor-deposited to form an electron injection layer with a layer thickness of 2 nm. Furthermore, aluminum was vapor-deposited to form a second electrode having a layer thickness of 110 nm.
なお、上記各有機機能層の形成に用いた化合物No.10、化合物HT−1、化合物A−1〜3、化合物H−1、及び、化合物ET−1は、以下に示す化合物である。
In addition, the compound No. used for the formation of each organic functional layer was used. 10, Compound HT-1, Compound A-1 to
次に、封止部材として厚さ25μmのアルミ箔を使用し、このアルミ箔の片面に封止樹脂層として熱硬化型のシート状接着剤(エポキシ系樹脂)を厚さ20μmで貼合した封止部材を用いて、第2電極まで作製した樹脂基材に重ね合わせた。このとき、第1電極及び第2電極の引き出し配線の端部が外に出るように、封止部材の接着剤形成面と、素子の有機機能層面とを連続的に重ね合わせた。 Next, an aluminum foil with a thickness of 25 μm is used as a sealing member, and a thermosetting sheet adhesive (epoxy resin) is bonded as a sealing resin layer on one surface of the aluminum foil with a thickness of 20 μm. Using the stop member, the resin base material prepared up to the second electrode was superposed. At this time, the adhesive forming surface of the sealing member and the organic functional layer surface of the element were continuously overlapped so that the ends of the lead wires of the first electrode and the second electrode were exposed.
次に、ガスバリアー性フィルムを含む試料を減圧装置内に配置し、90℃、0.1MPaの減圧条件下で、重ね合わせた試料と封止部材とに圧力をかけた状態で5分間保持した。続いて、ガスバリアー性フィルムを含む試料を大気圧環境に戻し、更に120℃で30分間加熱して接着剤を硬化させた。 Next, the sample containing the gas barrier film was placed in a decompression device, and held for 5 minutes under a reduced pressure condition of 90 ° C. and 0.1 MPa with pressure applied to the stacked sample and the sealing member. . Subsequently, the sample including the gas barrier film was returned to the atmospheric pressure environment, and further heated at 120 ° C. for 30 minutes to cure the adhesive.
上記封止工程は、大気圧下、含水率1ppm以下の窒素雰囲気下で、JIS B 9920に準拠し、測定した清浄度がクラス100で、露点温度が−80℃以下、酸素濃度0.8ppm以下の大気圧で行った。
The sealing step is performed under atmospheric pressure and in a nitrogen atmosphere with a moisture content of 1 ppm or less, in accordance with JIS B 9920, with a measured cleanliness of
以上の工程により、有機EL素子101〜113を作製した。なお、発光領域の面積は5cm×5cmとなるようにした。
The
《ガスバリアー性フィルム及び有機EL素子の評価》
〔ガスバリアー性フィルムの評価〕
(耐久性の評価:屈曲処理後の水蒸気透過度の測定)
上記作製した各ガスバリアー性フィルムについて、MOCON社製のMOCON水蒸気透過率測定装置PERMATRAN−Wを用いて、38℃、90%RHにおける水蒸気透過度1(g/m2・day、未処理)を測定した。次いで、各ガスバリアー性フィルムを、50℃、80%RHの環境下で1週間保存した後の水蒸気透過度2(g/m2・day、処理済み)を同様にした。
<< Evaluation of gas barrier film and organic EL element >>
[Evaluation of gas barrier film]
(Durability evaluation: Measurement of water vapor permeability after bending treatment)
About each produced gas-barrier film, the water vapor transmission rate 1 (g / m < 2 > * day, unprocessed) in 38 degreeC and 90% RH using MOCON water vapor permeability measuring apparatus PERMATRAN-W made from MOCON. It was measured. Next, each gas barrier film was subjected to the same water vapor permeability 2 (g / m 2 · day, treated) after storage for 1 week in an environment of 50 ° C. and 80% RH.
次いで、未処理試料の水蒸気透過度1(g/m2・day)に対する高温高湿環境下で処理した試料の水蒸気透過度2(g/m2・day)の増加率(水蒸気透過度2/水蒸気透過度1)を算出し、下記の基準に従って、耐久性(ガスバリアー性能の保持性を評価した。
Next, the rate of increase in water vapor permeability 2 (g / m 2 · day) of the sample treated in a high-temperature and high-humidity environment relative to water vapor permeability 1 (g / m 2 · day) of the untreated sample (
5:水蒸気透過度の増加率が、1.10倍未満である
4:水蒸気透過度の増加率が、1.10倍以上、1.50倍未満である
3:水蒸気透過度の増加率が、1.50倍以上、2.00倍未満である
2:水蒸気透過度の増加率が、2.00倍以上、2.50倍未満である
1:水蒸気透過度の増加率が、2.50倍以上である
(平面性の評価)
上記耐久性の評価で作製した、50℃、80%RHの環境下で1週間保存した試料について、平面度測定機としてCNC画像測定機クイックビジョンQVH404(ミツトヨ社製)を用いて平面度を測定し、下記の基準に従って平面性を評価した。
5: Increase rate of water vapor permeability is less than 1.10 times 4: Increase rate of water vapor permeability is 1.10 times or more and less than 1.50 times 3: Increase rate of water vapor permeability is 1.50 times or more and less than 2.00 times 2: Increase rate of water vapor permeability is 2.00 times or more and less than 2.50 times 1: Increase rate of water vapor permeability is 2.50 times (Evaluation of flatness)
Using the CNC image measuring machine Quick Vision QVH404 (made by Mitutoyo Corporation) as a flatness measuring device, the flatness of the sample prepared by the above durability evaluation and stored for 1 week in an environment of 50 ° C. and 80% RH is measured. The planarity was evaluated according to the following criteria.
5:平面度が0.05mm未満である
4:平面度が、0.05mm以上、0.10mm未満である
3:平面度が、0.10mm以上、0.5mm未満である
2:平面度が、0.50mm以上、1.0mm未満である
1:平面度が、1.0mm以上である
〔有機EL素子の評価〕
上記有機EL素子101〜113について、1mA/cm2の電流を印加して発光させた。次いで、印加直後と、50℃、80%RHの環境下で発光時間として、300時間及び500時間で連続発光させた後の発光状態について、100倍の光学顕微鏡(株式会社モリテックス製 MS−804、レンズMP−ZE25−200)で、有機EL素子の一部分を拡大して撮影した。次いで、撮影画像を2mm四方に切り抜き、それぞれの画像について、ダークスポット発生の有無を観察した。観察結果より、発光面積に対するダークスポットの発生面積比率を求め、下記の基準に従って、ダークスポット耐性を評価した。
5: Flatness is less than 0.05 mm 4: Flatness is 0.05 mm or more and less than 0.10 mm 3: Flatness is 0.10 mm or more and less than 0.5 mm 2: Flatness is 0.50 mm or more and less than 1.0 mm 1: Flatness is 1.0 mm or more [Evaluation of Organic EL Element]
About the said organic EL elements 101-113, the electric current of 1 mA / cm < 2 > was applied and it was made to light-emit. Next, as for the light emission state immediately after application and after continuous light emission for 300 hours and 500 hours as the light emission time in an environment of 50 ° C. and 80% RH, a 100 × optical microscope (MS-804, manufactured by Moritex Corporation) A part of the organic EL element was magnified and photographed with a lens MP-ZE25-200). Next, the photographed image was cut out in a 2 mm square, and the presence or absence of dark spots was observed for each image. From the observation results, the ratio of the dark spot generation area to the light emission area was determined, and the dark spot resistance was evaluated according to the following criteria.
5:500時間発光後の試料でも、ダークスポットの発生は全く認められない
4:300時間発光後の試料でも、ダークスポットの発生は全く認められないが、500時間発光後の試料で、僅かにダークスポットの発生が認められる(発生面積0.1%以上、3.0%未満)
3:300時間発光後の試料で、僅かにダークスポットの発生が認められる(発生面積0.1%以上、3.0%未満)
2:300時間発光後の試料で、明らかなダークスポットの発生が認められる(発生面積3.0%以上、6.0%未満)
1:300時間発光後の試料で、多数のダークスポットの発生が認められる(発生面積6.0%以上)
以上により得られた結果を、表1に示す。
5: No dark spots are observed even after 500 hours of light emission. 4: Dark spots are not observed even after 300 hours of light emission, but slightly after 500 hours of light emission. Generation of dark spots is observed (generation area 0.1% or more, less than 3.0%)
3: Slight dark spots are observed in the sample after 300 hours of light emission (generation area 0.1% or more and less than 3.0%)
2: Generation of clear dark spots is observed in the sample after 300 hours of light emission (generation area of 3.0% or more and less than 6.0%)
1: A large number of dark spots are observed in the sample after luminescence for 300 hours (generation area of 6.0% or more).
The results obtained as described above are shown in Table 1.
表1に記載の結果より明らかなように、本発明で規定する方法により製造されたガスバリアー性フィルムは、比較例に対し、高温高湿環境下で長期間にわたり保存された際でも、層間における密着性の劣化がなく、優れたガスバリアー性及び平面性を維持することができた。また、このような特性を備えたガスバリアー性フィルムを有機EL素子に具備させることにより、高温高湿環境における膜剥離等に起因するダークスポットの発生が抑制されていることが分かる。 As is clear from the results shown in Table 1, the gas barrier film produced by the method defined in the present invention is different from the comparative example even when stored for a long time in a high temperature and high humidity environment. There was no deterioration in adhesion, and excellent gas barrier properties and flatness could be maintained. Moreover, it turns out that generation | occurrence | production of the dark spot resulting from film | membrane peeling etc. in a high-temperature, high-humidity environment is suppressed by providing an organic EL element with the gas barrier film provided with such a characteristic.
1 ガスバリアー性フィルム
2 フィルム基材
3 表面改質領域
4A クリアハードコート層(未硬化)
4 クリアハードコート層
5 ガスバリアー層
6 耐熱ラミネート部材
7 真空紫外線照射装置(エキシマ光照射装置)
8 ホルダー
9 エキシマ光照射装置
11 送り出しローラー
21、22、23、24 搬送ローラー
30 放電プラズマ処理装置
31、32 成膜ローラー
41 ガス供給管
51 プラズマ発生用電源
61、62 磁場発生装置
71 巻取りローラー
101 有機EL
116 第1電極素子
117 有機機能層
117a 正孔注入層
117b 正孔輸送層
117c 発光層
117d 電子輸送層
117e 電子注入層
118 第2電極
119 封止樹脂層
120 封止部材
201 装置チャンバー
204 試料ステージ
206 遮光板
h 発光光
L エキシマ光
DESCRIPTION OF
4 Clear
DESCRIPTION OF
116
Claims (6)
前記フィルム基材の親水化した面に、クリアハードコート層塗布液を塗布してクリアハードコート層を形成する工程B、
前記クリアハードコート層に、硬化処理を施す工程C、
及び、硬化した前記クリアハードコート層上にガスバリアー層を形成する工程D、
を経て製造することを特徴とするガスバリアー性フィルムの製造方法。 Step A for hydrophilizing the surface of a film substrate mainly composed of a cycloolefin polymer or a cycloolefin copolymer by subjecting it to a vacuum ultraviolet ray irradiation treatment,
Step B of forming a clear hard coat layer by applying a clear hard coat layer coating solution on the hydrophilic surface of the film base,
Step C for applying a curing treatment to the clear hard coat layer,
And Step D of forming a gas barrier layer on the cured clear hard coat layer,
A method for producing a gas barrier film, characterized by being manufactured through the process.
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