JP2016172399A - Method for producing gas barrier film - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for efficiently producing a gas barrier film having excellent adhesion even after stored for the long term under a high-temperature and high-humidity environment.SOLUTION: A method for producing a gas barrier film comprises the steps of forming a group 5 metal-containing layer on a cycloolefin polymer base material by gas phase film formation method; and drying a polysilazane-containing coating film formed on the group 5 metal-containing layer to form a gas barrier layer.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ガスバリア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.

従来、プラスチック基板やフィルムの表面に、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素等の金属酸化物の薄膜を含む複数の層を積層して形成したガスバリア性フィルムは、水蒸気や酸素等の各種ガスの遮断を必要とする物品の包装、例えば、食品や工業用品および医薬品等の変質を防止するための包装用途に広く用いられている。   Conventionally, a gas barrier film formed by laminating a plurality of layers including thin films of metal oxides such as aluminum oxide, magnesium oxide, and silicon oxide on the surface of a plastic substrate or film is used to block various gases such as water vapor and oxygen. For example, it is widely used for packaging of articles that require the use of, for example, packaging for preventing deterioration of foods, industrial products, pharmaceuticals, and the like.

包装用途以外にも、ガスバリア性フィルムは、フレキシブル性を有する太陽電池素子、有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子、液晶表示素子等のフレキシブル電子デバイスへの展開が要望され、多くの検討がなされている。しかし、これらフレキシブル電子デバイスにおいては、ガラス基材レベルの非常に高いガスバリア性が要求される。特に、85℃85%RHというような高温高湿環境で長期間保存しても、ダークスポットの発生が抑制された有機EL素子が求められている。   In addition to packaging applications, gas barrier films are required to be developed into flexible electronic devices such as flexible solar cell elements, organic electroluminescence (EL) elements, and liquid crystal display elements, and many studies have been made. However, these flexible electronic devices are required to have an extremely high gas barrier property at the glass substrate level. In particular, there is a demand for an organic EL device in which the generation of dark spots is suppressed even when stored for a long time in a high temperature and high humidity environment such as 85 ° C. and 85% RH.

ここで、特許文献1には、真空紫外線照射処理を施して親水化したシクロオレフィンポリマー基材の表面にクリアハードコート層を形成・硬化し、当該クリアハードコート層上にガスバリア層を形成することを特徴とするガスバリア性フィルムの製造方法が記載されている。また、特許文献2には、基材上に形成されるシリコン含有膜を備え、前記シリコン含有膜が、酸素または水蒸気を実質的に含まない雰囲気下でエネルギー線をポリシラザン膜に照射することにより変性された窒素高濃度領域を有する、積層体が開示されている。   Here, in Patent Document 1, a clear hard coat layer is formed and cured on the surface of a cycloolefin polymer base material that has been hydrophilized by vacuum ultraviolet irradiation treatment, and a gas barrier layer is formed on the clear hard coat layer. A process for producing a gas barrier film characterized by the above is described. Patent Document 2 includes a silicon-containing film formed on a base material, and the silicon-containing film is modified by irradiating the polysilazane film with energy rays in an atmosphere substantially free of oxygen or water vapor. A laminated body having a high nitrogen concentration region is disclosed.

特開2015−024536号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-024536 国際公開第2011/007543号International Publication No. 2011/007543

上記特許文献1では平面性に優れ、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、高いガスバリア性を維持することができるガスバリア性フィルムが得られるものの、真空紫外線照射処理による基材の脆弱化や、工数が多く作業効率が高くないという課題があった。また、80℃のような高温環境下で保存された場合、密着性が十分でないという課題があった。   In Patent Document 1, a gas barrier film that has excellent flatness, excellent adhesion even after being stored for a long time in a high-humidity environment, and can maintain high gas barrier properties can be obtained. There existed the subject that the base material became weak, and there were many man-hours and work efficiency was not high. Moreover, when it preserve | saved in high temperature environments, such as 80 degreeC, there existed a subject that adhesiveness was not enough.

また、上記特許文献2に記載の積層体は、例えば85℃85%RHというような高温高湿環境での有機EL素子のダークスポット発生を抑制する高いガスバリア性を有していないという問題があった。   In addition, the laminate described in Patent Document 2 has a problem that it does not have a high gas barrier property that suppresses the occurrence of dark spots of organic EL elements in a high temperature and high humidity environment such as 85 ° C. and 85% RH. It was.

そこで本発明は、85℃85%RHというような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たガスバリア性フィルムを、効率的に製造する方法を提供することを目的とする。   Then, this invention aims at providing the method of manufacturing efficiently the gas barrier film excellent in adhesiveness, even after preserve | saving for a long period of time in high temperature, high humidity environment like 85 degreeC85% RH. To do.

本発明者は、上記の課題を解決すべく、鋭意研究を行った。その結果、シクロオレフィンポリマー基材上に第5族金属含有層を気相成膜法により形成する工程;および前記第5族金属含有層上に形成したポリシラザン含有塗膜を乾燥し、ガスバリア層を形成する工程;を含む、ガスバリア性フィルムの製造方法によって上記課題が解決されることを見出し、本発明の完成に至った。   The present inventor has intensively studied to solve the above problems. As a result, a step of forming a Group 5 metal-containing layer on the cycloolefin polymer substrate by a vapor deposition method; and a polysilazane-containing coating film formed on the Group 5 metal-containing layer is dried to form a gas barrier layer. It has been found that the above-mentioned problems can be solved by a method for producing a gas barrier film including a step of forming, and the present invention has been completed.

本発明によれば、高温高湿環境での耐久性に優れたガスバリア性フィルムを、効率的に製造することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the gas barrier film excellent in durability in a high temperature, high humidity environment can be manufactured efficiently.

図1は本発明の一実施形態に係る製造方法により製造されたガスバリア性フィルムを示す断面模式図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a gas barrier film produced by a production method according to an embodiment of the present invention.

本発明に係る製造方法では、シクロオレフィンポリマー基材上に第5族金属含有層を気相成膜法により形成する工程;および前記第5族金属含有層上に形成したポリシラザン含有塗膜を乾燥し、ガスバリア層を形成する工程;を含む。当該製造方法を採用することにより、高温高湿環境での耐久性に優れたガスバリア性フィルムを、効率的に製造することができる。以下、本発明において推測されるメカニズムを記載するが、本発明の技術的範囲をなんら制限するものでは無い。   In the production method according to the present invention, a step of forming a Group 5 metal-containing layer on a cycloolefin polymer substrate by a vapor deposition method; and a polysilazane-containing coating film formed on the Group 5 metal-containing layer is dried. And forming a gas barrier layer. By adopting the production method, a gas barrier film excellent in durability in a high-temperature and high-humidity environment can be produced efficiently. Hereinafter, although the mechanism estimated in this invention is described, the technical scope of this invention is not restrict | limited at all.

シクロオレフィンポリマー基材(シクロオレフィンポリマーまた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;以下、「シクロオレフィンポリマー」を「COP」と、「シクロオレフィンコポリマー」を「COC」とも称する)は可撓性があるだけでなく、電子デバイス用ガスバリア性フィルムの基材として用いた場合、リターデーションが低く、また、透湿性がPETの0.1倍、トリアセチルセルロースフィルムの0.001倍程度と低いという利点がある。しかしながら、従来、シクロオレフィンポリマー基材を用いたガスバリア性フィルムは、高温高湿環境においてシリカ等のガスバリア層が剥がれやすく、密着性が十分ではなかった。このため、かようなガスバリア性フィルムは、圧力等により品質が劣化しやすく、品質を維持することが困難であった。また、シクロオレフィンポリマー基材を用いたガスバリア性フィルムは、おそらくは密着性が低いことに起因し、有機EL素子などに用いた場合にダークスポットが発生しやすいという課題があった。   Cycloolefin polymer substrate (film substrate based on cycloolefin polymer or cycloolefin copolymer; hereinafter, “cycloolefin polymer” is also referred to as “COP” and “cycloolefin copolymer” is also referred to as “COC”) is flexible When used as a base material for a gas barrier film for electronic devices, the retardation is low, and the moisture permeability is as low as 0.1 times that of PET and as low as 0.001 times that of a triacetyl cellulose film. There is an advantage. However, conventionally, a gas barrier film using a cycloolefin polymer base material has a gas barrier layer such as silica easily peeled off in a high-temperature and high-humidity environment, and has insufficient adhesion. For this reason, the quality of such a gas barrier film is easily deteriorated by pressure or the like, and it is difficult to maintain the quality. In addition, the gas barrier film using the cycloolefin polymer base material has a problem that dark spots are likely to occur when it is used for an organic EL device or the like, possibly due to low adhesion.

本発明者は、高温高湿環境における密着性の低下は、ガスバリア層におけるSi−O間の結合の弱さに起因するのではないかと推測した。すなわち、シクロオレフィンポリマー基材上にシリカ等のガスバリア層を形成した場合、シクロオレフィンポリマー基材の炭素(C)と、ガスバリア層の酸素(O)やケイ素(Si)とが、C−O−Siの結合を形成すると考えられる。本発明者は、水の存在下においてシロキサン結合が容易に加水分解される(Si−O−Si + HO → Si−OH + HO−Si)ように、C−O−Siの結合についても高温高湿環境においてC−O間の結合が容易に切断されるのではないかと推測した。また、シクロオレフィンポリマー基材が疎水性であることも、シリカ等の親水性のガスバリア膜との密着性を低下させる一因となっているのではないかと推測した。上記推測に基づき、鋭意検討を重ねたところ、本発明者は、シクロオレフィンポリマー基材とガスバリア層との間に第5族金属含有層を設けることにより、85℃85%RHというような高温高湿環境においても優れた密着性を有するガスバリア層が得られることを見出した。これは、第5族金属含有層はガスバリア層よりも酸化されやすいため、第5族金属含有層が先に酸化されることにより、ガスバリア層酸化が抑制されるためではないかと考えられる。 The inventor speculated that the decrease in adhesion in a high-temperature and high-humidity environment may be due to weak bonding between Si and O in the gas barrier layer. That is, when a gas barrier layer such as silica is formed on a cycloolefin polymer substrate, carbon (C) of the cycloolefin polymer substrate and oxygen (O) or silicon (Si) of the gas barrier layer are C—O—. It is considered that a bond of Si is formed. The present inventor has also considered the bonding of C—O—Si so that the siloxane bond is easily hydrolyzed in the presence of water (Si—O—Si + H 2 O → Si—OH + HO—Si). It was speculated that the C—O bond could be easily broken in a high temperature and high humidity environment. In addition, it was speculated that the cycloolefin polymer base material being hydrophobic may contribute to a decrease in adhesion to a hydrophilic gas barrier film such as silica. Based on the above estimation, the present inventor has conducted extensive studies and found that the present inventor has provided a Group 5 metal-containing layer between the cycloolefin polymer substrate and the gas barrier layer, thereby increasing the temperature and the temperature as high as 85 ° C. and 85% RH. It has been found that a gas barrier layer having excellent adhesion can be obtained even in a wet environment. This is presumably because the Group 5 metal-containing layer is more easily oxidized than the gas barrier layer, and the oxidation of the gas barrier layer is suppressed by oxidizing the Group 5 metal-containing layer first.

また、シクロオレフィンポリマー基材のような疎水表面上にガスバリア層を形成する場合と異なり、第5族金属含有層のような結合種が多い非疎水性表面上にガスバリア層を形成することも、密着性の向上に関係しているものと推測される。   In addition, unlike the case of forming a gas barrier layer on a hydrophobic surface such as a cycloolefin polymer substrate, it is also possible to form a gas barrier layer on a non-hydrophobic surface having many binding species such as a Group 5 metal-containing layer. It is presumed to be related to the improvement of adhesion.

また、気相成膜法を採用することにより、シクロオレフィンポリマー基材上に第5族金属含有層を効率的に形成することができる。従って、本発明に係る製造方法においては、特許文献1に記載の製造方法のようにシクロオレフィンポリマー基材の親水化処理やクリアハードコート層の硬化を行わなくとも、密着性に優れたガスバリア性フィルムを製造することができることから、製造効率の向上を図ることができる。   Further, by employing a vapor phase film forming method, the Group 5 metal-containing layer can be efficiently formed on the cycloolefin polymer substrate. Therefore, in the production method according to the present invention, the gas barrier property with excellent adhesion can be obtained without performing the hydrophilization treatment of the cycloolefin polymer substrate and the curing of the clear hard coat layer as in the production method described in Patent Document 1. Since the film can be produced, the production efficiency can be improved.

本発明の好ましい一実施形態では、ポリシラザン含有塗膜の表面に印加されるエネルギーが、0.1mJ/cm未満である。例えば、特許文献2に記載のように、ポリシラザン含有塗膜にエネルギー線照射等の改質処理を行うことにより、ガスバリア層のガスバリア性を向上させ得る。しかしながら、本発明者は、上記の第5族金属含有層上に形成したポリシラザン含有塗膜を乾燥しガスバリア層を形成する工程において、実質的に改質処理を行わない、すなわち、ポリシラザン含有塗膜の表面に印加されるエネルギーを0.1mJ/cm未満とすることにより、密着性がさらに向上し得ることをも見出した。これは、詳細は不明ではあるが、以下のようなメカニズムではないかと推測される。すなわち、シクロオレフィンポリマー基材のような吸湿しにくい基材を用いた場合、エネルギーを印加してポリシラザン含有塗膜に対して改質処理を施すと、ポリシラザン塗膜が収縮し、ひずみが生じやすいと考えられる。従って、ポリシラザン含有塗膜の表面に印加されるエネルギーを0.1mJ/cm未満とすることにより、上記のようなポリシラザン塗膜の収縮や、ひずみの発生を防止し得るためではないかと考えられる。さらに、ガスバリア層を形成する工程において実質的に改質処理を行わないことで、製造効率をさらに向上できるという利点がある。 In a preferred embodiment of the present invention, the energy applied to the surface of the polysilazane-containing coating film is less than 0.1 mJ / cm 2 . For example, as described in Patent Document 2, the gas barrier property of the gas barrier layer can be improved by performing a modification treatment such as energy ray irradiation on the polysilazane-containing coating film. However, the present inventor does not substantially modify in the step of drying the polysilazane-containing coating film formed on the Group 5 metal-containing layer to form a gas barrier layer, that is, the polysilazane-containing coating film. It has also been found that the adhesiveness can be further improved by setting the energy applied to the surface of the film to less than 0.1 mJ / cm 2 . Although the details are unknown, it is assumed that this is the following mechanism. That is, when a substrate that is difficult to absorb moisture, such as a cycloolefin polymer substrate, is applied to the polysilazane-containing coating film by applying energy, the polysilazane coating film shrinks and distortion is likely to occur. it is conceivable that. Therefore, it is considered that the energy applied to the surface of the polysilazane-containing coating film is less than 0.1 mJ / cm 2 , so that the above-described shrinkage of the polysilazane coating film and generation of strain can be prevented. . Furthermore, there is an advantage that the production efficiency can be further improved by substantially not performing the modification treatment in the step of forming the gas barrier layer.

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

また、本明細書において、特記しない限り、操作および物性等の測定は室温(20〜25℃)/相対湿度40〜50%RHの条件で測定する。   In the present specification, unless otherwise specified, measurement of operation and physical properties is performed under the conditions of room temperature (20 to 25 ° C.) / Relative humidity 40 to 50% RH.

図1は本発明の一実施形態に係る製造方法により製造されたガスバリア性フィルムを示す断面模式図である。図1のガスバリア性フィルム10は、基材11、第5族金属含有層12、およびガスバリア層13がこの順に配置される。ガスバリア性フィルム10では基材11、第5族金属含有層12およびガスバリア層13の3層から構成されるが、本発明に係る製造方法により製造されるガスバリア性フィルムが、当該3層のみからなる構成に限定されるものではない、例えば、ガスバリア性フィルム10では基材11に隣接して第5族金属含有層12が形成されているが、基材11と第5族金属含有層12との間に、後述する種々の機能を有する層が含まれてもよい。また、ガスバリア層の表層に、ハードコート層等の他の機能層が形成されてもよい。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a gas barrier film produced by a production method according to an embodiment of the present invention. In the gas barrier film 10 of FIG. 1, a base material 11, a Group 5 metal-containing layer 12, and a gas barrier layer 13 are arranged in this order. The gas barrier film 10 is composed of three layers of a base material 11, a Group 5 metal-containing layer 12 and a gas barrier layer 13, but the gas barrier film produced by the production method according to the present invention consists of only the three layers. For example, in the gas barrier film 10, the Group 5 metal-containing layer 12 is formed adjacent to the base material 11, but the base material 11 and the Group 5 metal-containing layer 12 are not limited to the configuration. There may be included layers having various functions described later. Further, another functional layer such as a hard coat layer may be formed on the surface layer of the gas barrier layer.

<第5族金属含有層を形成する工程>
本発明に係る製造方法は、シクロオレフィンポリマー基材上に第5族金属含有層を気相成膜法により形成する工程(以下、単に「第5族金属含有層を形成する工程」とも称する。)を含む。
<Step of forming a Group 5 metal-containing layer>
The production method according to the present invention is also referred to as a step of forming a Group 5 metal-containing layer on a cycloolefin polymer substrate by a vapor deposition method (hereinafter simply referred to as “step of forming a Group 5 metal-containing layer”). )including.

(シクロオレフィンポリマー基材)
本発明に係る製造方法では、シクロオレフィンポリマーまたはシクロオレフィンコポリマーを主成分とする、シクロオレフィンポリマー基材を用いる。シクロオレフィンポリマー基材は、可撓性があるだけでなく、リターデーションや透湿性が低いという利点がある。
(Cycloolefin polymer substrate)
In the production method according to the present invention, a cycloolefin polymer base material containing a cycloolefin polymer or a cycloolefin copolymer as a main component is used. The cycloolefin polymer substrate is not only flexible, but also has the advantage of low retardation and moisture permeability.

本発明において、「主成分とする」とは、基材を構成する樹脂成分のうち、COPおよびCOCの割合が60質量%以上であることをいう。シクロオレフィンポリマー基材に含まれるCOPおよびCOCの割合は、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%以上である(上限は100質量%)。   In the present invention, “main component” means that the proportion of COP and COC in the resin component constituting the substrate is 60% by mass or more. The ratio of COP and COC contained in the cycloolefin polymer substrate is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and particularly preferably 95% by mass or more (the upper limit is 100% by mass). .

本発明に用いられるシクロオレフィンポリマー基材は、従来広く使用されてきたポリエチレンテレフタレート製のフィルムと比較して低い透湿性能を有し、優れた光線透過性(透明性)を有する。このため、有機EL素子に用いた場合、発光効率が向上し得る。更に、シクロオレフィンポリマー基材はリターデーションが低いため、有機EL素子に用いた場合、色の視野角依存性が小さいという利点がある。   The cycloolefin polymer substrate used in the present invention has low moisture permeability as compared with a polyethylene terephthalate film that has been widely used heretofore, and has excellent light transmittance (transparency). For this reason, when it uses for an organic EL element, luminous efficiency can improve. Furthermore, since the cycloolefin polymer base material has low retardation, there is an advantage that the color viewing angle dependency is small when used for an organic EL device.

シクロオレフィンの重合方法としては、シクロオレフィンをα−オレフィン等と付加重合する方法(方法A)、およびシクロオレフィンの開環重合による方法(方法B)が知られている。方法Aによりシクロオレフィンコポリマー(COC)を、方法Bによりシクロオレフィンポリマー(COP)を得ることができる。重合反応は、通常、触媒の存在下で行われる。   As a polymerization method of cycloolefin, a method of addition polymerization of cycloolefin with α-olefin or the like (Method A) and a method by ring-opening polymerization of cycloolefin (Method B) are known. Method A provides a cycloolefin copolymer (COC) and Method B provides a cycloolefin polymer (COP). The polymerization reaction is usually performed in the presence of a catalyst.

本発明に用いられるフィルム基材の主成分としては、シクロオレフィンを重合または共重合した樹脂が用いられる。シクロ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およびその誘導体;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およびその誘導体等が挙げられる。これらシクロオレフィンは、置換基として極性基を有していてもよい。当該極性基としては、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、カルボキシ基またはカルボン酸無水物基が好ましい。 As the main component of the film substrate used in the present invention, a resin obtained by polymerizing or copolymerizing cycloolefin is used. As the cycloolefin, for example, norbornene, dicyclopentadiene, tetracyclododecene, ethyl tetracyclododecene, ethylidene tetracyclododecene, tetracyclo [7.4.0.1 10,13. 0 2,7 ] polycyclic unsaturated hydrocarbons such as trideca-2,4,6,11-tetraene and derivatives thereof; cyclobutene, cyclopentene, cyclohexene, 3,4-dimethylcyclopentene, 3-methylcyclohexene, 2- Unsaturated hydrocarbons having a monocyclic structure such as (2-methylbutyl) -1-cyclohexene, cyclooctene, 3a, 5,6,7a-tetrahydro-4,7-methano-1H-indene, cycloheptene, cyclopentadiene, cyclohexadiene And derivatives thereof. These cycloolefins 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.

本発明に用いられるフィルム基材の主成分としては、シクロ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も好ましく用いられる。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−ペンテンなどの鎖状オレフィン;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。   As the main component of the film substrate used in the present invention, a cycloolefin copolymer obtained by addition copolymerization of a monomer other than cycloolefin is also preferably used. Examples of addition copolymerizable monomers include chain olefins such as ethylene, propylene, 1-butene and 1-pentene; 1,4-hexadiene, 4-methyl-1,4-hexadiene, 5-methyl- Examples include dienes such as 1,4-hexadiene and 1,7-octadiene.

本発明に用いられるフィルム基材の主成分としては、シクロオレフィンを重合または共重合させた後、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えばよい。   The main component of the film substrate used in the present invention is preferably one obtained by polymerizing or copolymerizing cycloolefin and then hydrogenating it to convert unsaturated bonds in the molecule into saturated bonds. The hydrogenation reaction may be performed by blowing hydrogen in the presence of a known hydrogenation catalyst.

シクロオレフィンポリマーやシクロオレフィンコポリマーとしては、市販品を用いることもできる。かような市販品としては、例えば、ゼオノア(登録商標)、ゼオネックス(登録商標)(以上、日本ゼオン株式会社)、アートン(登録商標)(JSR株式会社)、エスシーナ(登録商標)(積水化学工業株式会社)、アペル(登録商標)(三井化学株式会社)などが例示できる。   A commercial item can also be used as a cycloolefin polymer and a cycloolefin copolymer. Examples of such commercially available products include ZEONOR (registered trademark), ZEONEX (registered trademark) (Nippon Zeon Co., Ltd.), Arton (registered trademark) (JSR Co., Ltd.), Essina (registered trademark) (Sekisui Chemical Co., Ltd.). And Apel (registered trademark) (Mitsui Chemicals).

シクロオレフィンポリマー基材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、または溶融流延製膜法が選択できる。   As a method for producing a cycloolefin polymer base material, a normal inflation method, a T-die method, a calendar method, a cutting method, a casting method, an emulsion method, a hot press method, or the like can be used. The conventionally known solution casting film forming method or melt casting film forming method can be selected.

シクロオレフィンポリマー基材の表面は、密着性向上のための公知の種々の処理、例えば紫外線照射処理、コロナ放電処理、火炎処理、酸化処理、またはプラズマ処理等を行っていてもよく、必要に応じて上記処理を組み合わせて行っていてもよい。   The surface of the cycloolefin polymer base material may be subjected to various known treatments for improving adhesion, such as ultraviolet irradiation treatment, corona discharge treatment, flame treatment, oxidation treatment, or plasma treatment, as necessary. The above processes may be combined.

シクロオレフィンポリマー基材の厚さは、例えば10〜500μmであり、好ましくは25〜150μmである。   The thickness of the cycloolefin polymer substrate is, for example, 10 to 500 μm, and preferably 25 to 150 μm.

(第5族金属含有層)
本発明に係る製造方法では、上記のシクロオレフィンポリマー基材上に、第5族金属含有層(以下、「層(A)」とも称する。)を気相成膜法により形成する。
(Group 5 metal-containing layer)
In the production method according to the present invention, a Group 5 metal-containing layer (hereinafter, also referred to as “layer (A)”) is formed on the cycloolefin polymer substrate by a vapor deposition method.

層(A)に含まれる第5族金属は、金属の状態であっても良いが、例えば、第5族金属の酸化物、窒化物、炭化物、酸窒化物、または酸炭化物等の化合物の状態であっても良い。中でもガスバリア層の酸化をより効果的に抑制し得るという観点から、第5族金属化合物は第5族金属酸化物であることが好ましい。第5族金属は1種単独であっても2種以上併用してもよい。   The Group 5 metal contained in the layer (A) may be in a metal state, for example, a state of a compound such as an oxide, nitride, carbide, oxynitride, or oxycarbide of the Group 5 metal. It may be. Among these, from the viewpoint that oxidation of the gas barrier layer can be more effectively suppressed, the Group 5 metal compound is preferably a Group 5 metal oxide. Group 5 metals may be used alone or in combination of two or more.

また、層(A)は、第5族金属をM、化学量論的に得られる第5族金属酸化物をMOn2とした場合に、n1≦((3/5)×n2)である金属酸化物MOn1を含むことが好ましい。かような金属酸化物を含むことで、ガスバリア性フィルムのガスバリア性能が向上し、高温高湿条件下であっても高いガスバリア性能が維持される。n1≦((3/5)×n2)である金属酸化物MOn1を含むことによって、化学量論的な酸化度よりも低い酸化度である領域、つまりはさらなる酸化の余地がある領域が存在することとなるため、より高いガスバリア性能が発揮されると考えられる。 The layer (A) is a metal in which n1 ≦ ((3/5) × n2), where M is a Group 5 metal and MO n2 is a Group 5 metal oxide obtained stoichiometrically. The oxide MO n1 is preferably included. By including such a metal oxide, the gas barrier performance of the gas barrier film is improved, and high gas barrier performance is maintained even under high temperature and high humidity conditions. By including the metal oxide MO n1 in which n1 ≦ ((3/5) × n2), there is a region having an oxidation degree lower than the stoichiometric oxidation degree, that is, a region having a room for further oxidation. Therefore, it is considered that higher gas barrier performance is exhibited.

n1≦((3/5)×n2)である金属酸化物MOn1を含むとは、XPS等の組成分析方法で厚さ方向の組成プロファイルを測定した際に、n1≦((3/5)×n2)である測定点が得られるということ、Nbの場合は、n≦1.5である測定点が得られることを意味する。層(A)が複数種の金属を含有する場合であっても、それぞれの金属の比率とその合計から化学量論的なn2を計算して用いることができる。 The inclusion of the metal oxide MO n1 satisfying n1 ≦ ((3/5) × n2) means that when the composition profile in the thickness direction is measured by a composition analysis method such as XPS, n1 ≦ ((3/5) Xn2) means that a measurement point is obtained, and in the case of Nb, it means that a measurement point where n ≦ 1.5 is obtained. Even when the layer (A) contains a plurality of types of metals, the stoichiometric n2 can be calculated and used from the ratio of each metal and the total thereof.

n1/n2比の調整は、層(A)の形成をスパッタで行う場合を例に挙げると、ターゲットとして金属、もしくは、化学量論的に酸素が欠損した第5族金属酸化物を用い、スパッタの際に導入する酸素の量を適宜調整することで行うことができる。   The n1 / n2 ratio can be adjusted by using a metal or a group 5 metal oxide that is stoichiometrically deficient in oxygen as a target when the layer (A) is formed by sputtering. This can be done by appropriately adjusting the amount of oxygen to be introduced.

n1は、厚さ方向のXPS分析を用いてMに対するOの原子比により求めることができる。n1の最小値がn1≦(3/5×n2)となれば、層(A)がn1≦(3/5×n2)である金属酸化物MOn1を含むといえる。 n1 can be determined by the atomic ratio of O to M using XPS analysis in the thickness direction. If the minimum value of n1 is n1 ≦ (3/5 × n2), it can be said that the layer (A) includes the metal oxide MO n1 where n1 ≦ (3/5 × n2).

《XPS分析条件》
・装置:アルバックファイ製QUANTERASXM
・X線源:単色化Al−Kα
・測定領域:Si2p、C1s、N1s、O1s、その他測定する金属に応じて定法により設定
・スパッタイオン:Ar(2keV)
・デプスプロファイル:一定時間スパッタ後、測定を繰り返す。1回の測定は、SiO換算で、約2.5nmの厚さ分となるようにスパッタ時間を調整する
・定量:バックグラウンドをShirley法で求め、得られたピーク面積から相対感度係数法を用いて定量した。データ処理は、アルバックファイ社製のMultiPakを用いる。
<< XPS analysis conditions >>
・ Device: QUANTERASXM manufactured by ULVAC-PHI
・ X-ray source: Monochromatic Al-Kα
・ Measurement area: Si2p, C1s, N1s, O1s, etc., set by a regular method according to the metal to be measured.
Depth profile: repeats measurement after sputtering for a certain time. In one measurement, the sputtering time is adjusted so that the thickness is about 2.5 nm in terms of SiO 2.・ Quantification: The background is obtained by the Shirley method, and the relative sensitivity coefficient method is calculated from the obtained peak area. And quantified. Data processing uses MultiPak manufactured by ULVAC-PHI.

第5族金属としては、V、Nb、Ta、およびDbが挙げられる。第5族金属はケイ素よりも酸化還元電位が低く、ポリシラザン含有塗膜を乾燥して形成したガスバリア層の酸化を効果的に抑制し得る。中でも、光学特性の観点から、第5族金属としては、透明性が良好な化合物が得られるニオブ、タンタルが特に好ましい。すなわち、本発明の一実施形態では、第5族金属が、NbおよびTaからなる群から選択される1種以上である。ニオブ、タンタルとしては、Nb、Nb、Ta、Ta等の酸化物であっても良い。 Group 5 metals include V, Nb, Ta, and Db. The Group 5 metal has a lower oxidation-reduction potential than silicon, and can effectively suppress oxidation of the gas barrier layer formed by drying the polysilazane-containing coating film. Among these, niobium and tantalum are particularly preferable as the Group 5 metal from the viewpoint of optical properties, because a compound having good transparency can be obtained. That is, in one embodiment of the present invention, the Group 5 metal is one or more selected from the group consisting of Nb and Ta. Niobium and tantalum may be oxides such as Nb 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 3 and Ta 2 O 5 .

主要な金属の標準酸化還元電位およびn2を下表に示す。   The standard redox potentials of major metals and n2 are shown in the table below.

層(A)中における第5族金属の含有量は、本発明の効果を奏する限り特に限定されない。例えば、第5族金属の含有量(第5族金属化合物の場合、当該化合物として)は、層(A)の全質量に対して90質量%以上であることが好ましく、98質量%以上であることがより好ましく、100質量%である(すなわち、層(A)は第5族金属または第5族金属化合物からなる)ことがさらに好ましい。   The content of the Group 5 metal in the layer (A) is not particularly limited as long as the effects of the present invention are exhibited. For example, the content of the Group 5 metal (in the case of a Group 5 metal compound, as the compound) is preferably 90% by mass or more, and 98% by mass or more based on the total mass of the layer (A). More preferably, the content is 100% by mass (that is, the layer (A) is made of a Group 5 metal or a Group 5 metal compound).

層(A)の形成方法は、金属元素と酸素との組成比を調整しやすいという観点から、気相成膜法である。気相成膜法としては、特に制限されず、例えば、スパッタ法、蒸着法、イオンプレーティング法等の物理気相成長(PVD)法、プラズマCVD(chemical vapordeposition)法、ALD(Atomic Layer Deposition)などの化学気相成長法が挙げられる。中でも、下層へのダメージを与えることなく成膜が可能となり、高い生産性を有することから、スパッタ法により形成することが好ましい。すなわち、本発明の一実施形態では、第5族金属含有層をスパッタ法により形成する。   The formation method of the layer (A) is a vapor phase film formation method from the viewpoint of easy adjustment of the composition ratio between the metal element and oxygen. The vapor deposition method is not particularly limited, and examples thereof include physical vapor deposition (PVD) methods such as sputtering, vapor deposition, and ion plating, plasma CVD (chemical vapor deposition), and ALD (Atomic Layer Deposition). Chemical vapor deposition methods such as Among them, it is preferable to form by sputtering since film formation is possible without damaging the lower layer and high productivity is obtained. That is, in one embodiment of the present invention, the Group 5 metal-containing layer is formed by sputtering.

スパッタ法による成膜は、2極スパッタリング、マグネトロンスパッタリング、中間的な周波数領域を用いたデュアルマグネトロン(DMS)スパッタリング、イオンビームスパッタリング、ECRスパッタリングなどを単独でまたは2種以上組み合わせて用いることができる。また、ターゲットの印加方式はターゲット種に応じて適宜選択され、DC(直流)スパッタリング、およびRF(高周波)スパッタリングのいずれを用いてもよい。また、金属モードと、酸化物モードの中間である遷移モードを利用した反応性スパッタ法も用いることができる。遷移領域となるようにスパッタ現象を制御することにより、高い成膜スピードで金属酸化物を成膜することが可能となるため好ましい。例えば、DCスパッタリングやDMSスパッタリングを行なう際には、そのターゲットに第5族金属を用い、さらに、プロセスガス中に酸素を導入することで、第5族金属酸化物の薄膜を形成することもできる。また、RF(高周波)スパッタ法で成膜する場合は、例えば、第5族金属酸化物のターゲットを用いることもできる。プロセスガスに用いられる不活性ガスとしては、He、Ne、Ar、Kr、Xe等を用いることができ、Arを用いることが好ましい。さらに、プロセスガス中に酸素、窒素、二酸化炭素、一酸化炭素を導入することで、第5族金属の酸化物、窒化物、窒酸化物、炭酸化物等の第5族金属化合物薄膜を作ることができる。   For the film formation by sputtering, bipolar sputtering, magnetron sputtering, dual magnetron (DMS) sputtering using an intermediate frequency region, ion beam sputtering, ECR sputtering, or the like can be used alone or in combination of two or more. The target application method is appropriately selected according to the target type, and either DC (direct current) sputtering or RF (high frequency) sputtering may be used. In addition, a reactive sputtering method using a transition mode that is intermediate between the metal mode and the oxide mode can also be used. By controlling the sputtering phenomenon so as to be in the transition region, a metal oxide film can be formed at a high film formation speed, which is preferable. For example, when performing DC sputtering or DMS sputtering, a Group 5 metal can be used as a target, and oxygen can be introduced into the process gas to form a Group 5 metal oxide thin film. . In the case of forming a film by RF (high frequency) sputtering, for example, a group 5 metal oxide target can be used. As the inert gas used for the process gas, He, Ne, Ar, Kr, Xe, or the like can be used, and Ar is preferably used. Furthermore, by introducing oxygen, nitrogen, carbon dioxide and carbon monoxide into the process gas, a Group 5 metal compound thin film such as Group 5 metal oxide, nitride, nitride oxide, carbonate, etc. is made. Can do.

スパッタ法における成膜条件としては、印加電力、放電電流、放電電圧、時間等が挙げられるが、これらは、スパッタ装置や、膜の材料、膜厚等に応じて適宜選択することができる。成膜レートがより高く、より高い生産性を有することから、第5族金属、または第5族金属酸化物をターゲットとして用いるスパッタ法が好ましい。   Examples of film formation conditions in the sputtering method include applied power, discharge current, discharge voltage, time, and the like, which can be appropriately selected according to the sputtering apparatus, film material, film thickness, and the like. A sputtering method using a Group 5 metal or a Group 5 metal oxide as a target is preferable because it has a higher film formation rate and higher productivity.

ターゲットとしては、より具体的には、例えば、NbターゲットやTaターゲット等を用いることができる。本発明においては、Nbターゲットとして、導電性が向上しDCスパッタリングによる成膜ができ、高い成膜速度が得られるという観点で酸素欠損型(化学量論比よりも酸素欠損側の組成比を有する)Nbターゲットを用いることが好ましい。   More specifically, for example, an Nb target or a Ta target can be used as the target. In the present invention, the Nb target has an oxygen deficiency type (having a composition ratio on the oxygen deficiency side with respect to the stoichiometric ratio) from the viewpoint that conductivity is improved and film formation by DC sputtering can be performed and a high film formation speed can be obtained. ) It is preferable to use an Nb target.

層(A)は、単層でもよいし2層以上の積層構造であってもよい。層(A)が2層以上の積層構造である場合、各層(A)に含まれる第5族金属は同じものであってもよいし異なるものであってもよい。   The layer (A) may be a single layer or a laminated structure of two or more layers. When the layer (A) has a laminated structure of two or more layers, the Group 5 metals contained in each layer (A) may be the same or different.

層(A)は、ガスバリア層の酸化を抑制しガスバリア性を維持する機能を有すると考えられるため、必ずしもガスバリア性は必要ではない。したがって、層(A)は比較的薄い層でも効果を発揮し得る。具体的には、層(A)の厚さ(2層以上の積層構造である場合はその総厚)は、バリア性の面内均一性の観点から、1〜200nmであることが好ましく、2〜150nmであることがより好ましく、20〜150nmであることがさらに好ましい。   Since the layer (A) is considered to have a function of suppressing the oxidation of the gas barrier layer and maintaining the gas barrier property, the gas barrier property is not necessarily required. Therefore, even if the layer (A) is a relatively thin layer, the effect can be exhibited. Specifically, the thickness of the layer (A) (the total thickness in the case of a laminated structure of two or more layers) is preferably 1 to 200 nm from the viewpoint of in-plane uniformity of the barrier property. More preferably, it is -150 nm, and it is further more preferable that it is 20-150 nm.

<ガスバリア層を形成する工程>
本発明に係る製造方法においては、上記の第5族金属含有層上にポリシラザン含有塗布液を塗布して塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥してガスバリア層を形成する。
<Step of forming a gas barrier layer>
In the production method according to the present invention, a polysilazane-containing coating solution is applied onto the Group 5 metal-containing layer to form a coating film, and the coating film is dried to form a gas barrier layer.

(ポリシラザン)
ポリシラザンとは、ケイ素−窒素結合を有するポリマーであり、Si−N、Si−H、N−H等の結合を有し、SiO、Si、および両方の中間固溶体SiO等のセラミック前駆体無機ポリマーとして知られる。
(Polysilazane)
Polysilazane is a polymer having a silicon-nitrogen bond, and has a bond such as Si—N, Si—H, or N—H, SiO 2 , Si 3 N 4 , and both intermediate solid solutions SiO x N y and the like. Known as a ceramic precursor inorganic polymer.

具体的には、ポリシラザンは、好ましくは下記の構造を有する。   Specifically, the polysilazane preferably has the following structure.

上記一般式(I)において、R、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、置換または非置換の、アルキル基、アリール基、ビニル基または(トリアルコキシシリル)アルキル基である。この際、R、RおよびRは、それぞれ、同じであってもあるいは異なるものであってもよい。 In the general formula (I), R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, aryl group, vinyl group or (trialkoxysilyl) alkyl group. . At this time, R 1 , R 2 and R 3 may be the same or different.

また、上記一般式(I)において、nは、整数であり、一般式(I)で表される構造を有するポリシラザンが150〜150,000g/モルの数平均分子量を有するように定められることが好ましい。   In the general formula (I), n is an integer, and the polysilazane having the structure represented by the general formula (I) is determined to have a number average molecular weight of 150 to 150,000 g / mol. preferable.

上記一般式(I)で表される構造を有する化合物において、好ましい態様の一つは、R、RおよびRのすべてが水素原子であるパーヒドロポリシラザンである。 In the compound having the structure represented by the general formula (I), one of preferred embodiments is perhydropolysilazane in which all of R 1 , R 2 and R 3 are hydrogen atoms.

または、ポリシラザンとしては、下記一般式(II)で表される構造を有する。   Alternatively, polysilazane has a structure represented by the following general formula (II).

上記一般式(II)において、R1’、R2’、R3’、R4’、R5’およびR6’は、それぞれ独立して、水素原子、置換または非置換の、アルキル基、アリール基、ビニル基または(トリアルコキシシリル)アルキル基である。この際、R1’、R2’、R3’、R4’、R5’およびR6’は、それぞれ、同じであってもあるいは異なるものであってもよい。 In the general formula (II), R 1 ′ , R 2 ′ , R 3 ′ , R 4 ′ , R 5 ′ and R 6 ′ are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, An aryl group, a vinyl group or a (trialkoxysilyl) alkyl group. In this case, R 1 ′ , R 2 ′ , R 3 ′ , R 4 ′ , R 5 ′ and R 6 ′ may be the same or different.

また、上記一般式(II)において、n’およびpは、整数であり、一般式(II)で表される構造を有するポリシラザンが150〜150,000g/モルの数平均分子量を有するように定められることが好ましい。なお、n’およびpは、同じであってもあるいは異なるものであってもよい。   In the general formula (II), n ′ and p are integers, and the polysilazane having the structure represented by the general formula (II) is determined to have a number average molecular weight of 150 to 150,000 g / mol. It is preferred that Note that n ′ and p may be the same or different.

上記一般式(II)のポリシラザンのうち、R1’、R3’およびR6’が各々水素原子を表し、R2’、R4’およびR5’が各々メチル基を表す化合物;R1’、R3’およびR6’が各々水素原子を表し、R2’、R4’が各々メチル基を表し、R5’がビニル基を表す化合物;R1’、R3’、R4’およびR6’が各々水素原子を表し、R2’およびR5’が各々メチル基を表す化合物が好ましい。 Among the polysilazanes of the above general formula (II), R 1 ′ , R 3 ′ and R 6 ′ each represent a hydrogen atom, and R 2 ′ , R 4 ′ and R 5 ′ each represent a methyl group; R 1 ' , R 3' and R 6 ' each represents a hydrogen atom, R 2' , R 4 ' each represents a methyl group, and R 5' represents a vinyl group; R 1 ' , R 3' , R 4 A compound in which ' and R 6' each represent a hydrogen atom and R 2 ' and R 5' each represents a methyl group is preferred.

または、ポリシラザンとしては、下記一般式(III)で表される構造を有する。   Alternatively, polysilazane has a structure represented by the following general formula (III).

上記一般式(III)において、R1”、R2”、R3”、R4”、R5”、R6”、R7”、R8”およびR9”は、それぞれ独立して、水素原子、置換または非置換の、アルキル基、アリール基、ビニル基または(トリアルコキシシリル)アルキル基である。この際、R1”、R2”、R3”、R4”、R5”、R6”、R7”、R8”およびR9”は、それぞれ、同じであってもあるいは異なるものであってもよい。 In the general formula (III), R 1 ″ , R 2 ″ , R 3 ″ , R 4 ″ , R 5 ″ , R 6 ″ , R 7 ″ , R 8 ″ and R 9 ″ are each independently A hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, aryl group, vinyl group or (trialkoxysilyl) alkyl group, wherein R 1 ″ , R 2 ″ , R 3 ″ , R 4 ″ , R 5 ″ , R 6 ″ , R 7 ″ , R 8 ″ and R 9 ″ may be the same or different.

また、上記一般式(III)において、n”、p”およびqは、整数であり、一般式(III)で表される構造を有するポリシラザンが150〜150,000g/モルの数平均分子量を有するように定められることが好ましい。なお、n”、pおよびqは、同じであってもあるいは異なるものであってもよい。 In the general formula (III), n ″, p ″ and q are integers, and the polysilazane having the structure represented by the general formula (III) has a number average molecular weight of 150 to 150,000 g / mol. It is preferable to be determined as follows. Note that n ″, p and q may be the same or different.

上記一般式(III)のポリシラザンのうち、R1”、R3”およびR6”が各々水素原子を表し、R2”、R4”、R5”およびR8”が各々メチル基を表し、R9”が(トリエトキシシリル)プロピル基を表し、R7”がアルキル基または水素原子を表す化合物が好ましい。 Of the polysilazanes of the above general formula (III), R 1 ″ , R 3 ″ and R 6 ″ each represent a hydrogen atom, and R 2 ″ , R 4 ″ , R 5 ″ and R 8 ″ each represent a methyl group. , R 9 ″ represents a (triethoxysilyl) propyl group, and R 7 ″ represents an alkyl group or a hydrogen atom.

一方、そのSiと結合する水素原子部分の一部がアルキル基等で置換されたオルガノポリシラザンと、パーヒドロポリシラザンとを選択してよく、混合して使用することもできる。   On the other hand, an organopolysilazane in which a part of the hydrogen atom bonded to Si is substituted with an alkyl group or the like, and perhydropolysilazane may be selected, and may be used in combination.

パーヒドロポリシラザンは、直鎖構造と6および8員環を中心とする環構造とが存在する構造と推定されている。その分子量は数平均分子量(Mn)で約600〜2000程度(ポリスチレン換算)で、液体または固体の物質があり、その状態は分子量により異なる。   Perhydropolysilazane is presumed to have a linear structure and a ring structure centered on 6- and 8-membered rings. Its molecular weight is about 600 to 2000 (polystyrene conversion) in terms of number average molecular weight (Mn), and there are liquid or solid substances, and the state varies depending on the molecular weight.

ポリシラザンは有機溶媒に溶解した溶液状態で市販されており、市販品をそのままポリシラザン含有塗布液として使用することができる。ポリシラザン溶液の市販品としては、AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製のNN120−10、NN120−20、NAX120−20、NN110、NN310、NN320、NL110A、NL120A、NL120−20、NL150A、NP110、NP140、SP140等が挙げられる。   Polysilazane is commercially available in a solution state dissolved in an organic solvent, and the commercially available product can be used as it is as a polysilazane-containing coating solution. As a commercially available product of polysilazane solution, NN120-10, NN120-20, NAX120-20, NN110, NN310, NN320, NL110A, NL120A, NL120-20, NL150A, NP110, NP140, SP140, etc. manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd. Is mentioned.

本発明で使用できるポリシラザンの別の例としては、以下に制限されないが、例えば、上記ポリシラザンにケイ素アルコキシドを反応させて得られるケイ素アルコキシド付加ポリシラザン(特開平5−238827号公報)、グリシドールを反応させて得られるグリシドール付加ポリシラザン(特開平6−122852号公報)、アルコールを反応させて得られるアルコール付加ポリシラザン(特開平6−240208号公報)、金属カルボン酸塩を反応させて得られる金属カルボン酸塩付加ポリシラザン(特開平6−299118号公報)、金属を含むアセチルアセトナート錯体を反応させて得られるアセチルアセトナート錯体付加ポリシラザン(特開平6−306329号公報)、金属微粒子を添加して得られる金属微粒子添加ポリシラザン(特開平7−196986号公報)等の、低温でセラミック化するポリシラザンが挙げられる。   Another example of the polysilazane that can be used in the present invention is not limited to the following. For example, a silicon alkoxide-added polysilazane obtained by reacting the above polysilazane with a silicon alkoxide (Japanese Patent Laid-Open No. 5-238827) or glycidol is reacted. Glycidol-added polysilazane (Japanese Patent Laid-Open No. 6-122852) obtained by reaction, alcohol-added polysilazane obtained by reacting alcohol (Japanese Patent Laid-Open No. 6-240208), metal carboxylate obtained by reacting metal carboxylate Addition polysilazane (JP-A-6-299118), acetylacetonate complex-added polysilazane (JP-A-6-306329) obtained by reacting a metal-containing acetylacetonate complex, metal obtained by adding metal fine particles Fine particle added polysila Emissions, such as (JP-A-7-196986), and a polysilazane ceramic at low temperatures.

ガスバリア層中におけるポリシラザンの含有率としては、ガスバリア層の全固形分質量を100質量%としたとき、100質量%でありうる。また、ガスバリア層がポリシラザン以外の固形分を含む場合には、層中におけるポリシラザンの含有率は、10質量%以上99質量%以下であることが好ましく、40質量%以上95質量%以下であることがより好ましく、特に好ましくは70質量%以上95質量%以下である。   The content of polysilazane in the gas barrier layer can be 100% by mass when the total solid mass of the gas barrier layer is 100% by mass. When the gas barrier layer contains a solid content other than polysilazane, the content of polysilazane in the layer is preferably 10% by mass or more and 99% by mass or less, and 40% by mass or more and 95% by mass or less. Is more preferably 70% by mass or more and 95% by mass or less.

ポリシラザン含有塗布液を調製するための溶剤としては、ポリシラザンを溶解できるものであれば特に制限されないが、ポリシラザンと容易に反応してしまう水および反応性基(例えば、ヒドロキシル基、あるいはアミン基等)を含まず、ポリシラザンに対して不活性の有機溶剤が好ましく、非プロトン性の有機溶剤がより好ましい。具体的には、溶剤としては、非プロトン性溶剤;例えば、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、ソルベッソ、ターベン等の、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素等の炭化水素溶媒;塩化メチレン、トリクロロエタン等のハロゲン炭化水素溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;ジブチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等の脂肪族エーテル、脂環式エーテル等のエーテル類:例えば、テトラヒドロフラン、ジブチルエーテル、モノ−およびポリアルキレングリコールジアルキルエーテル(ジグライム類)などを挙げることができる。上記溶剤は、ポリシラザンの溶解度や溶剤の蒸発速度等の目的にあわせて選択され、単独で使用されてもまたは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。   The solvent for preparing the polysilazane-containing coating solution is not particularly limited as long as it can dissolve polysilazane, but water and reactive groups that easily react with polysilazane (for example, hydroxyl groups or amine groups). An organic solvent inert to polysilazane is preferred, and an aprotic organic solvent is more preferred. Specifically, the solvent includes an aprotic solvent; for example, carbon such as aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons such as pentane, hexane, cyclohexane, toluene, xylene, solvesso, and turben. Hydrogen solvents; Halogen hydrocarbon solvents such as methylene chloride and trichloroethane; Esters such as ethyl acetate and butyl acetate; Ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; Aliphatic ethers such as dibutyl ether, dioxane and tetrahydrofuran; Alicyclic ethers and the like Ethers: Examples include tetrahydrofuran, dibutyl ether, mono- and polyalkylene glycol dialkyl ethers (diglymes), and the like. The solvent is selected according to purposes such as the solubility of polysilazane and the evaporation rate of the solvent, and may be used alone or in the form of a mixture of two or more.

ポリシラザン含有塗布液におけるポリシラザンの濃度は、特に制限されず、層の膜厚や塗布液のポットライフによっても異なるが、好ましくは1〜80質量%、より好ましくは5〜50質量%、さらに好ましくは10〜40質量%である。   The concentration of polysilazane in the polysilazane-containing coating solution is not particularly limited and varies depending on the film thickness of the layer and the pot life of the coating solution, but is preferably 1 to 80% by mass, more preferably 5 to 50% by mass, and still more preferably. It is 10-40 mass%.

ポリシラザン含有塗布液には、必要に応じて下記に挙げる添加剤を用いることができる。例えば、セルロースエーテル類、セルロースエステル類;例えば、エチルセルロース、ニトロセルロース、セルロースアセテート、セルロースアセトブチレート等、天然樹脂;例えば、ゴム、ロジン樹脂等、合成樹脂;例えば、重合樹脂等、縮合樹脂;例えば、アミノプラスト、特に尿素樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、ポリエステルもしくは変性ポリエステル、エポキシド、ポリイソシアネートもしくはブロック化ポリイソシアネート、ポリシロキサン等である。   The following additives can be used in the polysilazane-containing coating solution as necessary. For example, cellulose ethers, cellulose esters; for example, ethyl cellulose, nitrocellulose, cellulose acetate, cellulose acetobutyrate, etc., natural resins; for example, rubber, rosin resin, etc., synthetic resins; Aminoplasts, especially urea resins, melamine formaldehyde resins, alkyd resins, acrylic resins, polyesters or modified polyesters, epoxides, polyisocyanates or blocked polyisocyanates, polysiloxanes, and the like.

ポリシラザン含有塗布液を塗布する方法としては、従来公知の適切な湿式塗布方法が採用され得る。具体例としては、スピンコート法、ロールコート法、フローコート法、インクジェット法、スプレーコート法、プリント法、ディップコート法、流延成膜法、バーコート法、ダイコート法、グラビア印刷法等が挙げられる。   As a method of applying the polysilazane-containing coating solution, a conventionally known appropriate wet coating method can be employed. Specific examples include spin coating method, roll coating method, flow coating method, ink jet method, spray coating method, printing method, dip coating method, casting film forming method, bar coating method, die coating method, gravure printing method and the like. It is done.

塗布厚さは、好ましい厚さや目的に応じて適切に設定され得る。一例を挙げれば、乾燥後の塗布液(塗膜)の厚さ(複数回塗膜形成を行う場合は1回当たりの厚さ)は、好ましくは40nm以上1000nm以下であり、より好ましくは100nm以上400nm以下である。   The coating thickness can be appropriately set according to the preferred thickness and purpose. As an example, the thickness of the coating liquid (coating film) after drying (when forming a coating film a plurality of times, the thickness per one time) is preferably 40 nm or more and 1000 nm or less, more preferably 100 nm or more. 400 nm or less.

塗布液を塗布した後は、塗膜を乾燥させる。塗膜を乾燥することによって、塗膜中に含有される有機溶媒を低減または除去することができる。この際、塗膜に含有される有機溶媒は、すべてを乾燥させてもよいが、一部残存させていてもよい。一部の有機溶媒を残存させる場合であっても、好適なガスバリア層が得られうる。   After coating the coating solution, the coating film is dried. By drying the coating film, the organic solvent contained in the coating film can be reduced or removed. At this time, all of the organic solvent contained in the coating film may be dried or may be partially left. Even when a part of the organic solvent is left, a suitable gas barrier layer can be obtained.

塗膜の乾燥温度は、適用する基材によっても異なるが、50〜200℃であることが好ましい。乾燥温度は、熱による基材の変形等を考慮して150℃以下に設定することが好ましい。上記温度は、ホットプレート、オーブン、ファーネスなどを使用することによって設定されうる。乾燥時間は短時間に設定することが好ましく、例えば、乾燥温度が150℃である場合には30分以内に設定することが好ましい。また、乾燥雰囲気は、大気雰囲気下、窒素雰囲気下、アルゴン雰囲気下、真空雰囲気下、酸素濃度をコントロールした減圧雰囲気下等のいずれの条件であってもよい。   Although the drying temperature of a coating film changes also with the base material to apply, it is preferable that it is 50-200 degreeC. The drying temperature is preferably set to 150 ° C. or lower in consideration of deformation of the substrate due to heat. The temperature can be set by using a hot plate, oven, furnace or the like. The drying time is preferably set to a short time. For example, when the drying temperature is 150 ° C., the drying time is preferably set within 30 minutes. The drying atmosphere may be any condition such as an air atmosphere, a nitrogen atmosphere, an argon atmosphere, a vacuum atmosphere, or a reduced pressure atmosphere with a controlled oxygen concentration.

ポリシラザン含有塗布液を塗布して得られた塗膜は、任意に、水分を除去する工程を含んでいてもよい。水分を除去する工程は、エネルギーの印加中に行ってもよい。水分を除去する方法としては、低湿度環境を維持して除湿する形態が好ましい。低湿度環境における湿度は温度により変化するので、温度と湿度の関係は露点温度の規定により好ましい形態が示される。好ましい露点温度は4℃以下(温度25℃/湿度25%)で、より好ましい露点温度は−5℃以下(温度25℃/湿度10%)であり、維持される時間はガスバリア層の膜厚によって適宜設定することが好ましい。ガスバリア層の膜厚が1.0μm以下の条件においては、露点温度は−5℃以下で、維持される時間は1分以上であることが好ましい。なお、露点温度の下限は特に制限されないが、通常、−50℃以上であり、−40℃以上であることが好ましい。   The coating film obtained by applying the polysilazane-containing coating solution may optionally include a step of removing moisture. The step of removing moisture may be performed during application of energy. As a method for removing moisture, a form of dehumidification while maintaining a low humidity environment is preferable. Since humidity in a low-humidity environment varies depending on temperature, a preferable form is shown for the relationship between temperature and humidity by defining the dew point temperature. The preferable dew point temperature is 4 ° C. or lower (temperature 25 ° C./humidity 25%), the more preferable dew point temperature is −5 ° C. or lower (temperature 25 ° C./humidity 10%), and the maintaining time depends on the film thickness of the gas barrier layer. It is preferable to set appropriately. Under the condition that the film thickness of the gas barrier layer is 1.0 μm or less, it is preferable that the dew point temperature is −5 ° C. or less and the maintaining time is 1 minute or more. The lower limit of the dew point temperature is not particularly limited, but is usually −50 ° C. or higher and preferably −40 ° C. or higher.

(エネルギーの印加)
ポリシラザン含有塗膜を乾燥してガスバリア層を形成する場合、例えば上記の特許文献2に記載されるように、乾燥前または乾燥後のポリシラザン含有塗膜に対してプラズマ処理や紫外線照射処理等の改質処理が一般的に行われている。かような改質処理により、ポリシラザンが酸化ケイ素または酸窒化珪素へ転化し、ガスバリア性が向上し得る。本発明においても、ガスバリア性向上のため、改質処理を行っても良い。しかしながら、本発明に係る製造方法において、ポリシラザンの改質処理を行うと、シクロオレフィンポリマー基材に対するガスバリア層の密着性が低下する場合がある。従って、本発明に係る製造方法においては、実質的に改質処理を行わずにガスバリア層を形成すること、すなわち、ポリシラザン含有塗膜の形成後、乾燥し、ガスバリア性フィルムが得られるまでにポリシラザン含有塗膜に印加されるエネルギーが、0.1mJ/cm未満であることが好ましい。すなわち、本発明の一実施形態は、ポリシラザン含有塗膜に印加されるエネルギーが、0.1mJ/cm未満である。
(Energy application)
When a gas barrier layer is formed by drying a polysilazane-containing coating film, for example, as described in Patent Document 2 above, plasma treatment, ultraviolet irradiation treatment, or the like is modified on the polysilazane-containing coating film before or after drying. Quality processing is generally performed. By such a modification treatment, polysilazane is converted into silicon oxide or silicon oxynitride, and gas barrier properties can be improved. Also in the present invention, a modification treatment may be performed to improve gas barrier properties. However, in the production method according to the present invention, when the modification treatment of polysilazane is performed, the adhesion of the gas barrier layer to the cycloolefin polymer substrate may be lowered. Accordingly, in the production method according to the present invention, the polysilazane is formed by substantially forming the gas barrier layer without performing the modification treatment, that is, after the polysilazane-containing coating film is formed and dried to obtain a gas barrier film. The energy applied to the contained coating film is preferably less than 0.1 mJ / cm 2 . That is, in one embodiment of the present invention, the energy applied to the polysilazane-containing coating film is less than 0.1 mJ / cm 2 .

ポリシラザン含有塗膜に印加されるエネルギーが0.1mJ/cm未満であれば、製造工程においてポリシラザンの酸化転化反応が進行せず、密着性が向上し得る。ポリシラザン含有塗膜に印加されるエネルギーは、より好ましくは0.05mJ/cm以下である(下限は0mJ/cm)。 If the energy applied to the polysilazane-containing coating film is less than 0.1 mJ / cm 2 , the oxidation conversion reaction of polysilazane does not proceed in the production process, and the adhesion can be improved. The energy applied to the polysilazane-containing coating film is more preferably 0.05 mJ / cm 2 or less (lower limit is 0 mJ / cm 2 ).

なお、上記の「実質的に改質処理を行わない」とは、ポリシラザン含有塗布液を塗布後、ガスバリア性フィルムを得るまでの工程において、後述するプラズマ処理、紫外線照射処理、および450℃以上の加熱処理を実施しないことをいい、例えばポリシラザン塗膜が400nm超の可視光に曝されるような、ポリシラザンの改質に影響しない程度のエネルギー付与が妨げられるものでは無い。実質的に改質処理が行われていないことは、得られたガスバリア性フィルムにおけるガスバリア層の原子比を測定し、ガスバリア層表層から10nm以内におけるケイ素に対する窒素の元素比(at%)が、0.9〜1.0の範囲内であることにより確認できる。   In addition, the above-mentioned “substantially no modification treatment” means that plasma treatment, ultraviolet irradiation treatment, and 450 ° C. or higher, which will be described later, are applied in the steps from applying the polysilazane-containing coating solution to obtaining a gas barrier film. This means that heat treatment is not performed. For example, the application of energy that does not affect the modification of polysilazane such that the polysilazane coating film is exposed to visible light exceeding 400 nm is not prevented. The fact that the modification treatment is not substantially carried out is that the atomic ratio of the gas barrier layer in the obtained gas barrier film is measured, and the elemental ratio (at%) of nitrogen to silicon within 10 nm from the gas barrier layer surface layer is 0. It can be confirmed by being in the range of .9 to 1.0.

ポリシラザン含有塗膜の改質処理を行う場合、ポリシラザンの酸化ケイ素または酸窒化ケイ素等への転化反応は、公知の方法を適宜選択して適用することができる。改質処理としては、具体的には、プラズマ処理、紫外線照射処理、加熱処理が挙げられる。ただし、加熱処理による改質の場合、ケイ素化合物の置換反応による酸化ケイ素膜または酸窒化ケイ素層の形成には450℃以上の高温が必要であるため、プラスチック等のフレキシブル基板においては、適応が難しい。このため、熱処理は他の改質処理と組み合わせて行うことが好ましい。   When the polysilazane-containing coating film is modified, the conversion reaction of polysilazane to silicon oxide, silicon oxynitride, or the like can be applied by appropriately selecting a known method. Specific examples of the modification treatment include plasma treatment, ultraviolet irradiation treatment, and heat treatment. However, in the case of modification by heat treatment, formation of a silicon oxide film or a silicon oxynitride layer by a substitution reaction of a silicon compound requires a high temperature of 450 ° C. or higher, so that it is difficult to adapt to a flexible substrate such as plastic. . For this reason, the heat treatment is preferably performed in combination with other reforming treatments.

したがって、改質処理としては、プラスチック基板への適応という観点から、より低温で、転化反応が可能なプラズマ処理や紫外線照射処理による転化反応が好ましい。以下、好ましい改質処理方法であるプラズマ処理、紫外線照射処理について説明する。   Therefore, as the modification treatment, from the viewpoint of adapting to a plastic substrate, a plasma treatment capable of a conversion reaction at a lower temperature or a conversion reaction by ultraviolet irradiation treatment is preferable. Hereinafter, plasma treatment and ultraviolet irradiation treatment, which are preferable modification treatment methods, will be described.

(プラズマ処理)
本発明において、改質処理として用いることのできるプラズマ処理は、公知の方法を用いることができるが、好ましくは大気圧プラズマ処理等を挙げることが出来る。大気圧近傍でのプラズマCVD処理を行う大気圧プラズマCVD法は、真空下のプラズマCVD法に比べ、減圧にする必要がなく生産性が高いだけでなく、プラズマ密度が高密度であるために成膜速度が速く、さらには通常のCVD法の条件に比較して、大気圧下という高圧力条件では、ガスの平均自由工程が非常に短いため、極めて均質の膜が得られる。
(Plasma treatment)
In the present invention, a known method can be used as the plasma treatment that can be used as the modification treatment, and an atmospheric pressure plasma treatment or the like can be preferably used. The atmospheric pressure plasma CVD method, which performs plasma CVD processing near atmospheric pressure, does not need to be reduced in pressure and is more productive than the plasma CVD method under vacuum. The film speed is high, and further, under a high pressure condition under atmospheric pressure as compared with the conditions of a normal CVD method, the gas mean free process is very short, so that a very homogeneous film can be obtained.

大気圧プラズマ処理の場合は、放電ガスとしては窒素ガスまたは長周期型周期表の第18族原子を含むガス、具体的には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等が用いられる。これらの中でも窒素、ヘリウム、アルゴンが好ましく用いられ、特に窒素がコストも安く好ましい。   In the case of atmospheric pressure plasma treatment, as the discharge gas, nitrogen gas or a gas containing Group 18 atoms of the long-period periodic table, specifically helium, neon, argon, krypton, xenon, radon, or the like is used. Among these, nitrogen, helium, and argon are preferably used, and nitrogen is particularly preferable because of low cost.

プラズマ処理において印加されるエネルギーは、例えば基材表面の強度で1〜5000mJ/cmである。 The energy applied in the plasma treatment is, for example, 1 to 5000 mJ / cm 2 in terms of the strength of the substrate surface.

(紫外線照射処理)
改質処理の方法の1つとして、紫外線照射による処理が挙げられる。紫外線(紫外光と同義)によって生成されるオゾンや活性酸素原子は高い酸化能力を有しており、低温で高い緻密性と絶縁性を有する酸化ケイ素膜または酸窒化ケイ素膜を形成することが可能である。
(UV irradiation treatment)
As one of the modification treatment methods, treatment by ultraviolet irradiation can be mentioned. Ozone and active oxygen atoms generated by ultraviolet rays (synonymous with ultraviolet light) have high oxidation ability, and can form silicon oxide films or silicon oxynitride films with high density and insulation at low temperatures It is.

この紫外線照射により、基材が加熱され、セラミックス化(シリカ転化)に寄与するOとHOや、紫外線吸収剤、ポリシラザン自身が励起、活性化されるため、ポリシラザンが励起し、ポリシラザンのセラミックス化が促進され、また得られるガスバリア層が一層緻密になる。紫外線照射は、塗膜形成後であればいずれの時点で実施しても有効である。 By this ultraviolet irradiation, the base material is heated, and O 2 and H 2 O contributing to ceramicization (silica conversion), an ultraviolet absorber, and polysilazane itself are excited and activated. The conversion to ceramics is promoted, and the resulting gas barrier layer becomes denser. Irradiation with ultraviolet rays is effective at any time after the formation of the coating film.

紫外線照射処理においては、常用されているいずれの紫外線発生装置を使用することも可能である。   In the ultraviolet irradiation treatment, any commonly used ultraviolet ray generator can be used.

なお、本発明でいう紫外線とは、一般には、10〜400nmの波長を有する電磁波をいうが、後述する真空紫外線(10〜200nm)処理以外の紫外線照射処理の場合は、好ましくは210〜375nmの紫外線を用いる。   The ultraviolet ray referred to in the present invention generally refers to an electromagnetic wave having a wavelength of 10 to 400 nm, but in the case of an ultraviolet irradiation treatment other than the vacuum ultraviolet ray (10 to 200 nm) treatment described later, it is preferably 210 to 375 nm. Use ultraviolet light.

紫外線の照射は、照射されるガスバリア層を担持している基材がダメージを受けない範囲で、照射強度や照射時間を設定することが好ましい。   In the irradiation with ultraviolet rays, it is preferable to set the irradiation intensity and the irradiation time within a range in which the substrate carrying the irradiated gas barrier layer is not damaged.

基材としてプラスチックフィルムを用いた場合を例にとると、例えば、2kW(80W/cm×25cm)のランプを用い、基材表面の強度が20〜300mW/cm、好ましくは50〜200mW/cmになるように基材−紫外線照射ランプ間の距離を設定し、0.1秒〜10分間の照射を行うことができる。 For example, when a plastic film is used as the substrate, for example, a 2 kW (80 W / cm × 25 cm) lamp is used, and the strength of the substrate surface is 20 to 300 mW / cm 2 , preferably 50 to 200 mW / cm. The distance between the substrate and the ultraviolet irradiation lamp is set so as to be 2, and irradiation can be performed for 0.1 second to 10 minutes.

一般に、紫外線照射処理時の基材温度が150℃以上になると、プラスチックフィルム等の場合には、基材が変形したり、その強度が劣化したりする等、基材の特性が損なわれることになる。紫外線照射時の基材温度としては、基材の種類によって当業者が適宜設定することができる。また、紫外線照射雰囲気に特に制限はなく、空気中で実施すればよい。   In general, when the substrate temperature during ultraviolet irradiation treatment is 150 ° C. or more, in the case of a plastic film or the like, the properties of the substrate are impaired, such as deformation of the substrate or deterioration of its strength. Become. As a base material temperature at the time of ultraviolet irradiation, those skilled in the art can set suitably by the kind of base material. Moreover, there is no restriction | limiting in particular in ultraviolet irradiation atmosphere, What is necessary is just to implement in air.

このような紫外線の発生手段としては、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、エキシマランプ(172nm、222nm、308nmの単一波長、例えば、ウシオ電機株式会社製、株式会社エム・ディ・コム製など)、UV光レーザー等が挙げられるが、特に限定されない。また、発生させた紫外線をガスバリア層に照射する際には、効率向上と均一な照射を達成する観点から、発生源からの紫外線を反射板で反射させてからガスバリア層に当てることが好ましい。   Examples of such ultraviolet ray generating means include metal halide lamps, high pressure mercury lamps, low pressure mercury lamps, xenon arc lamps, carbon arc lamps, and excimer lamps (single wavelengths of 172 nm, 222 nm, and 308 nm, for example, USHIO INC. Manufactured by M.D. Com Co., Ltd.), UV light laser, and the like, but are not particularly limited. Moreover, when irradiating the generated ultraviolet rays to the gas barrier layer, it is preferable to apply the ultraviolet rays from the generation source to the gas barrier layer after reflecting the ultraviolet rays from the generation source with a reflecting plate from the viewpoint of improving efficiency and uniform irradiation.

紫外線照射は、バッチ処理にも連続処理にも適合可能であり、使用する基材の形状によって適宜選定することができる。例えば、バッチ処理の場合には、ガスバリア層を表面に有する積層体を上記のような紫外線発生源を具備した紫外線焼成炉で処理することができる。紫外線焼成炉自体は一般に知られており、例えば、アイグラフィクス株式会社製の紫外線焼成炉を使用することができる。また、ガスバリア層を表面に有する積層体が長尺フィルム状である場合には、これを搬送させながら上記のような紫外線発生源を具備した乾燥ゾーンで連続的に紫外線を照射することによりセラミックス化することができる。紫外線照射に要する時間は、使用する基材やガスバリア層の組成、濃度にもよるが、一般に0.1秒〜10分であり、好ましくは0.5秒〜3分である。   The ultraviolet irradiation can be adapted to both batch processing and continuous processing, and can be appropriately selected depending on the shape of the substrate to be used. For example, in the case of batch processing, a laminate having a gas barrier layer on the surface can be processed in an ultraviolet baking furnace equipped with an ultraviolet source as described above. The ultraviolet baking furnace itself is generally known. For example, an ultraviolet baking furnace manufactured by I-Graphics Co., Ltd. can be used. In addition, when the laminated body having the gas barrier layer on the surface is a long film, it is converted into ceramics by continuously irradiating ultraviolet rays in the drying zone equipped with the ultraviolet ray generation source as described above while being conveyed. can do. The time required for ultraviolet irradiation is generally 0.1 seconds to 10 minutes, preferably 0.5 seconds to 3 minutes, although it depends on the composition and concentration of the substrate and gas barrier layer used.

(真空紫外線照射処理:エキシマ照射処理)
本発明において、改質処理方法は、真空紫外線照射による処理(エキシマ照射処理)であってもよい。真空紫外線照射による処理は、ポリシラザン化合物内の原子間結合力より大きい100〜200nmの光エネルギーを用い、好ましくは100〜180nmの波長の光エネルギーを用い、原子の結合を光量子プロセスと呼ばれる光子のみの作用により、直接切断しながら活性酸素やオゾンによる酸化反応を進行させることで、比較的低温(約200℃以下)で、酸化ケイ素膜の形成を行う方法である。なお、エキシマ照射処理を行う際は、上述したように熱処理を併用することが好ましい。
(Vacuum ultraviolet irradiation treatment: excimer irradiation treatment)
In the present invention, the modification treatment method may be a treatment by vacuum ultraviolet irradiation (excimer irradiation treatment). The treatment by vacuum ultraviolet irradiation uses light energy of 100 to 200 nm, preferably light energy with a wavelength of 100 to 180 nm, which is larger than the interatomic bonding force in the polysilazane compound, and bonds the atoms with only photons called photon processes. This is a method of forming a silicon oxide film at a relatively low temperature (about 200 ° C. or lower) by causing an oxidation reaction with active oxygen or ozone to proceed while cutting directly by action. In addition, when performing an excimer irradiation process, it is preferable to use heat processing together as mentioned above.

本発明においての放射線源は、100〜180nmの波長の光を発生させるものであればよいが、好適には約172nmに最大放射を有するエキシマラジエータ(例えば、Xeエキシマランプ)、約185nmに輝線を有する低圧水銀蒸気ランプ、並びに230nm以下の波長成分を有する中圧および高圧水銀蒸気ランプ、および約222nmに最大放射を有するエキシマランプである。   The radiation source in the present invention is not limited as long as it generates light having a wavelength of 100 to 180 nm, but is preferably an excimer radiator having a maximum emission at about 172 nm (for example, Xe excimer lamp), and has an emission line at about 185 nm. Low pressure mercury vapor lamps, and medium and high pressure mercury vapor lamps having a wavelength component of 230 nm or less, and excimer lamps having maximum emission at about 222 nm.

このうち、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。   Among these, 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、波長の短い172nmの光のエネルギーは、有機物の結合を解離させる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塗膜の改質を実現できる。   Moreover, it is known that the energy of light having a short wavelength of 172 nm has a high ability to dissociate organic bonds. Due to the high energy possessed by the active oxygen, ozone and ultraviolet radiation, the polysilazane coating can be modified in a short time.

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PET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 PET that are 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。この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および水蒸気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、10〜20,000体積ppm(0.001〜2体積%)とすることが好ましく、50〜10,000体積ppm(0.005〜1体積%)とすることがより好ましい。また、転化プロセスの間の水蒸気濃度は、好ましくは1000〜4000体積ppmの範囲である。   Oxygen is required for the reaction during ultraviolet irradiation, but vacuum ultraviolet rays are absorbed by oxygen. For this reason, since the efficiency in the ultraviolet irradiation step is likely to decrease, it is preferable to perform the irradiation with vacuum ultraviolet rays in a state where the oxygen concentration and the water vapor concentration are as low as possible. That is, the oxygen concentration at the time of vacuum ultraviolet irradiation is preferably 10 to 20,000 volume ppm (0.001 to 2 volume%), and preferably 50 to 10,000 volume ppm (0.005 to 1 volume%). More preferably. Also, the water vapor concentration during the conversion process is preferably in the range of 1000 to 4000 ppm by volume.

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.

真空紫外線照射工程において、ポリシラザン塗膜が受ける塗膜面での該真空紫外線の照度は1mW/cm〜10W/cmであると好ましく、30mW/cm〜200mW/cmであることがより好ましく、50mW/cm〜160mW/cmであるとさらに好ましい。1mW/cm以上であれば、改質効率が向上し、10W/cm以下であれば、塗膜に生じ得るアブレーションや、基材へのダメージを低減することができる。 In vacuum ultraviolet irradiation step, more that illuminance of the vacuum ultraviolet rays in the coated surface of the polysilazane coating film is subjected is preferable to be 1mW / cm 2 ~10W / cm 2 , a 30mW / cm 2 ~200mW / cm 2 preferably, further preferably at 50mW / cm 2 ~160mW / cm 2 . If it is 1 mW / cm 2 or more, the reforming efficiency is improved, and if it is 10 W / cm 2 or less, ablation that can occur in the coating film and damage to the substrate can be reduced.

塗膜面における真空紫外線の照射エネルギー量(照射量)は、100mJ/cm〜50J/cmであることが好ましく、200mJ/cm〜20J/cmであることがより好ましく、500mJ/cm〜10J/cmであることがさらに好ましい。100mJ/cm以上であれば、改質が十分となり、50J/cm以下であれば、過剰改質によるクラック発生や、基材の熱変形を抑制することができる。 The amount of irradiation energy (irradiation amount) of vacuum ultraviolet rays on the coating surface is preferably 100 mJ / cm 2 to 50 J / cm 2 , more preferably 200 mJ / cm 2 to 20 J / cm 2 , and 500 mJ / cm 2. More preferably, it is 2 to 10 J / cm 2 . If it is 100 mJ / cm 2 or more, modification is sufficient, and if it is 50 J / cm 2 or less, generation of cracks due to excessive modification and thermal deformation of the substrate can be suppressed.

また、用いられる真空紫外線は、CO、COおよびCHの少なくとも一種を含むガスで形成されたプラズマにより発生させてもよい。さらに、CO、COおよびCHの少なくとも一種を含むガス(以下、炭素含有ガスとも称する)は、炭素含有ガスを単独で使用してもよいが、希ガスまたはHを主ガスとして、炭素含有ガスを少量添加することが好ましい。プラズマの生成方式としては容量結合プラズマなどが挙げられる。 Further, the vacuum ultraviolet ray to be used may be generated by plasma formed of a gas containing at least one of CO, CO 2 and CH 4 . Further, as the gas containing at least one of CO, CO 2 and CH 4 (hereinafter also referred to as carbon-containing gas), the carbon-containing gas may be used alone, but carbon containing rare gas or H 2 as the main gas. It is preferable to add a small amount of the contained gas. Examples of plasma generation methods include capacitively coupled plasma.

なお、ガスバリア層の厚さ方向の組成分布および厚さは、下記のようなXPS(光電子分光法)分析を用いた方法で測定して求めることができる。   Note that the composition distribution and thickness in the thickness direction of the gas barrier layer can be determined by measuring by the following method using XPS (photoelectron spectroscopy) analysis.

ガスバリア層のエッチングレートは組成によって異なるため、本発明においては、XPS分析での厚さは、SiO換算のエッチングレートを元にして一旦求めておき、同一試料の断面TEM画像をもとに、積層して形成した領域の各領域間の界面を特定して一領域当たりの厚さを求め、これをXPS分析から求めた厚さ方向の組成分布と比較しながら、厚さ方向の組成分布における各領域を特定し、それぞれに対応するXPS分析から求めた各領域の厚さと、断面TEM画像から求めた各領域の厚さが一致するように、XPS分析から求めた各領域の厚さに対して一律に係数をかけることで厚さ方向の補正を行っている。 Since the etching rate of the gas barrier layer varies depending on the composition, in the present invention, the thickness in the XPS analysis is obtained once based on the etching rate in terms of SiO 2 , and based on the cross-sectional TEM image of the same sample, In the composition distribution in the thickness direction, the interface between each region of the formed region is specified to determine the thickness per region, and this is compared with the composition distribution in the thickness direction obtained from XPS analysis. Each region is identified, and the thickness of each region obtained from the XPS analysis corresponding to each region is equal to the thickness of each region obtained from the XPS analysis so that the thickness of each region obtained from the cross-sectional TEM image matches. The thickness direction is corrected by applying a uniform coefficient.

本発明におけるXPS分析は、下記の条件で行ったものであるが、装置や測定条件が変わっても本発明の主旨に即した測定方法であれば問題なく適用できるものである。   The XPS analysis in the present invention was performed under the following conditions, but even if the apparatus and measurement conditions are changed, any measurement method that conforms to the gist of the present invention can be applied without any problem.

本発明の主旨に即した測定方法とは、主に厚さ方向の解像度であり、測定点1点あたりのエッチング深さ(下記のスパッタイオンとデプスプロファイルの条件に相当)は1〜15nmであることが好ましく、1〜10nmであることがより好ましい。   The measurement method according to the gist of the present invention is mainly resolution in the thickness direction, and the etching depth per measurement point (corresponding to the conditions of the following sputter ion and depth profile) is 1 to 15 nm. It is preferable that the thickness is 1 to 10 nm.

《XPS分析条件》
・装置:アルバックファイ製QUANTERASXM
・X線源:単色化Al−Kα
・測定領域:Si2p、C1s、N1s、O1s
・スパッタイオン:Ar(2keV)
・デプスプロファイル:一定時間スパッタ後、測定を繰り返す。1回の測定は、SiO換算で、約2.8nmの厚さ分となるようにスパッタ時間を調整する
・定量:バックグラウンドをShirley法で求め、得られたピーク面積から相対感度係数法を用いて定量した。データ処理は、アルバックファイ社製のMultiPakを用いる。
<< XPS analysis conditions >>
・ Device: QUANTERASXM manufactured by ULVAC-PHI
・ X-ray source: Monochromatic Al-Kα
Measurement area: Si2p, C1s, N1s, O1s
・ Sputtering ion: Ar (2 keV)
Depth profile: repeats measurement after sputtering for a certain time. In one measurement, the sputtering time is adjusted so that the thickness is about 2.8 nm in terms of SiO 2.・ Quantification: The background is obtained by the Shirley method, and the relative sensitivity coefficient method is calculated from the obtained peak area. And quantified. Data processing uses MultiPak manufactured by ULVAC-PHI.

このようにして、ガスバリア層の膜厚方向の組成分布のプロファイルの一次データを得る。   In this way, primary data of the profile of the composition distribution in the film thickness direction of the gas barrier layer is obtained.

また、各試料の断面をTEMで撮影し、積層構成の各膜厚を求める。上記で求めた膜厚方向の組成分布のプロファイルをTEM画像から求めた実膜厚データを用いて補正し、領域の膜厚方向の組成分布を得る。これを元に、領域(c)の厚さを求める。   Moreover, the cross section of each sample is image | photographed with TEM, and each film thickness of a laminated structure is calculated | required. The composition distribution profile in the film thickness direction obtained above is corrected using the actual film thickness data obtained from the TEM image to obtain the composition distribution in the film thickness direction of the region. Based on this, the thickness of the region (c) is obtained.

TEM画像により一領域当たりの厚さを求める方法は、ガスバリア性フィルムを、以下のFIB加工装置により薄片を作製した後、定法に従い断面TEM観察を行えばよい。このようにして、各領域の厚さを算出できる。FIB加工およびTEM観察に用いることができる一例を以下に示す。   As a method for obtaining the thickness per region from the TEM image, a gas barrier film may be prepared by observing a cross-section TEM according to a conventional method after producing a thin piece by the following FIB processing apparatus. In this way, the thickness of each region can be calculated. An example that can be used for FIB processing and TEM observation is shown below.

《FIB加工》
・装置:SII製SMI2050
・加工イオン:(Ga 30kV)
・試料厚み:100nm〜200nm
《TEM観察》
・装置:日本電子株式会社製JEM2000FX(加速電圧:200kV)。
《FIB processing》
・ Apparatus: SII SMI2050
・ Processed ions: (Ga 30 kV)
Sample thickness: 100 nm to 200 nm
<< TEM observation >>
Apparatus: JEM2000FX (acceleration voltage: 200 kV) manufactured by JEOL Ltd.

本発明において形成されるガスバリア層は、単層でもよいし2層以上の積層構造であってもよい。ガスバリア層が2層以上の積層構造である場合、各ガスバリア層は同じ組成であってもよいし異なる組成であってもよい。   The gas barrier layer formed in the present invention may be a single layer or a laminated structure of two or more layers. When the gas barrier layer has a laminated structure of two or more layers, the gas barrier layers may have the same composition or different compositions.

ガスバリア層の厚さ(2層以上の積層構造である場合はその総厚)は、10〜1000nmであることが好ましく、50〜600nmであることがより好ましい。この範囲であれば、ガスバリア性と耐久性とのバランスが良好となり好ましい。ガスバリア層の厚さは、TEM観察により測定することができる。   The thickness of the gas barrier layer (in the case of a laminated structure of two or more layers, the total thickness) is preferably 10 to 1000 nm, and more preferably 50 to 600 nm. If it is this range, the balance of gas barrier property and durability becomes favorable and is preferable. The thickness of the gas barrier layer can be measured by TEM observation.

<種々の機能を有する層>
本発明に係る製造方法は、種々の機能を有する層を設ける工程を含むことができる。
<Layers with various functions>
The manufacturing method according to the present invention can include a step of providing layers having various functions.

(アンカーコート層)
ガスバリア層を形成する側の樹脂基材の表面には、密着性の向上を目的として、アンカーコート層を形成してもよい。
(Anchor coat layer)
An anchor coat layer may be formed on the surface of the resin substrate on the side where the gas barrier layer is formed for the purpose of improving adhesion.

アンカーコート層に用いられるアンカーコート剤としては、ポリエステル樹脂、イソシアネート樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エチレンビニルアルコール樹脂、ビニル変性樹脂、エポキシ樹脂、変性スチレン樹脂、変性シリコン樹脂、およびアルキルチタネート等を単独でまたは2種以上組み合わせて使用することができる。   As anchor coating agents used for the anchor coat layer, polyester resins, isocyanate resins, urethane resins, acrylic resins, ethylene vinyl alcohol resins, vinyl modified resins, epoxy resins, modified styrene resins, modified silicon resins, alkyl titanates, etc. are used alone Or in combination of two or more.

これらのアンカーコート剤には、従来公知の添加剤を加えることもできる。そして、上記のアンカーコート剤は、ロールコート、グラビアコート、ナイフコート、ディップコート、スプレーコート等の公知の方法により支持体上にコーティングし、溶剤、希釈剤等を乾燥除去することによりアンカーコーティングすることができる。上記のアンカーコート剤の塗布量としては、0.1〜5.0g/m(乾燥状態)程度が好ましい。 Conventionally known additives can be added to these anchor coating agents. The above-mentioned anchor coating agent is coated on the support by a known method such as roll coating, gravure coating, knife coating, dip coating, spray coating, etc., and anchor coating is performed by drying and removing the solvent, diluent, etc. be able to. The application amount of the anchor coating agent is preferably about 0.1 to 5.0 g / m 2 (dry state).

また、アンカーコート層は、物理蒸着法または化学蒸着法といった気相法により形成することもできる。例えば、特開2008−142941号公報に記載のように、接着性等を改善する目的で酸化珪素を主体とした無機膜を形成することもできる。あるいは、特開2004−314626号公報に記載されているようなアンカーコート層を形成することで、その上に気相法により無機薄膜を形成する際に、基材側から発生するガスをある程度遮断して、無機薄膜の組成を制御するといった目的でアンカーコート層を形成することもできる。   The anchor coat layer can also be formed by a vapor phase method such as physical vapor deposition or chemical vapor deposition. For example, as described in JP-A-2008-142941, an inorganic film mainly composed of silicon oxide can be formed for the purpose of improving adhesion and the like. Alternatively, by forming an anchor coat layer as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-314626, when an inorganic thin film is formed thereon by a vapor phase method, the gas generated from the substrate side is blocked to some extent. Thus, an anchor coat layer can be formed for the purpose of controlling the composition of the inorganic thin film.

また、アンカーコート層の厚さは、特に制限されないが、0.5〜10μm程度が好ましい。   The thickness of the anchor coat layer is not particularly limited, but is preferably about 0.5 to 10 μm.

(平滑層)
本発明に係る製造方法により製造されるガスバリア性フィルムは、基材と第5族金属含有層との間に、平滑層を有してもよい。本発明に用いられる平滑層は突起等が存在する樹脂基材の粗面を平坦化し、あるいは、樹脂基材に存在する突起により透明無機化合物層に生じた凹凸やピンホールを埋めて平坦化するために設けられる。このような平滑層は、基本的には感光性材料、または、熱硬化性材料を硬化させて作製される。
(Smooth layer)
The gas barrier film produced by the production method according to the present invention may have a smooth layer between the base material and the Group 5 metal-containing layer. The smooth layer used in the present invention flattens the rough surface of the resin base material on which protrusions and the like exist, or flattens the unevenness and pinholes generated in the transparent inorganic compound layer by the protrusions existing on the resin base material. Provided for. Such a smooth layer is basically produced by curing a photosensitive material or a thermosetting material.

平滑層の感光性材料としては、例えば、ラジカル反応性不飽和化合物を有するアクリレート化合物を含有する樹脂組成物、アクリレート化合物とチオール基を有するメルカプト化合物を含有する樹脂組成物、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ポリエチレングリコールアクリレート、グリセロールメタクリレート等の多官能アクリレートモノマーを溶解させた樹脂組成物等が挙げられる。具体的には、JSR株式会社製のUV硬化型有機/無機ハイブリッドハードコート材 OPSTAR(登録商標)シリーズを用いることができる。また、上記のような樹脂組成物の任意の混合物を使用することも可能であり、光重合性不飽和結合を分子内に1個以上有する反応性のモノマーを含有している感光性樹脂であれば特に制限はない。   As the photosensitive material of the smooth layer, for example, a resin composition containing an acrylate compound having a radical reactive unsaturated compound, a resin composition containing an acrylate compound and a mercapto compound having a thiol group, epoxy acrylate, urethane acrylate, Examples thereof include a resin composition in which a polyfunctional acrylate monomer such as polyester acrylate, polyether acrylate, polyethylene glycol acrylate, or glycerol methacrylate is dissolved. Specifically, a UV curable organic / inorganic hybrid hard coating material OPSTAR (registered trademark) series manufactured by JSR Corporation can be used. It is also possible to use an arbitrary mixture of the above resin compositions, and any photosensitive resin containing a reactive monomer having one or more photopolymerizable unsaturated bonds in the molecule can be used. There are no particular restrictions.

熱硬化性材料として具体的には、クラリアント社製のトゥットプロムシリーズ(有機ポリシラザン)、セラミックコート株式会社製のSP COAT耐熱クリアー塗料、株式会社アデカ製のナノハイブリッドシリコーン、DIC株式会社製のユニディック(登録商標)V−8000シリーズ、EPICLON(登録商標) EXA−4710(超高耐熱性エポキシ樹脂)、信越化学工業株式会社製の各種シリコン樹脂、日東紡株式会社製の無機・有機ナノコンポジット材料SSGコート、アクリルポリオールとイソシアネートプレポリマーとからなる熱硬化性ウレタン樹脂、フェノール樹脂、尿素メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコン樹脂等が挙げられる。この中でも特に耐熱性を有するエポキシ樹脂ベースの材料であることが好ましい。   Specific examples of thermosetting materials include TutProm Series (Organic Polysilazane) manufactured by Clariant, SP COAT heat-resistant clear paint manufactured by Ceramic Co., Ltd., Nanohybrid Silicone manufactured by Adeka, and Unidic manufactured by DIC. (Registered trademark) V-8000 series, EPICLON (registered trademark) EXA-4710 (ultra-high heat resistant epoxy resin), various silicon resins manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., inorganic / organic nanocomposite material SSG manufactured by Nittobo Co., Ltd. Examples include coats, thermosetting urethane resins composed of acrylic polyols and isocyanate prepolymers, phenol resins, urea melamine resins, epoxy resins, unsaturated polyester resins, and silicon resins. Among these, an epoxy resin-based material having heat resistance is particularly preferable.

平滑層の形成方法は、特に制限はないが、スピンコーティング法、スプレー法、ブレードコーティング法、ディップ法等のウエットコーティング法、あるいは、蒸着法等のドライコーティング法により形成することが好ましい。   The method for forming the smooth layer is not particularly limited, but is preferably formed by a wet coating method such as a spin coating method, a spray method, a blade coating method, or a dip method, or a dry coating method such as an evaporation method.

平滑層の形成では、上述の感光性樹脂に、必要に応じて酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤等の添加剤を加えることができる。また、平滑層の積層位置に関係なく、いずれの平滑層においても、成膜性向上および膜のピンホール発生防止等のために適切な樹脂や添加剤を使用してもよい。   In the formation of the smooth layer, additives such as an antioxidant, an ultraviolet absorber, and a plasticizer can be added to the above-described photosensitive resin as necessary. In addition, regardless of the position where the smooth layer is laminated, in any smooth layer, an appropriate resin or additive may be used for improving the film formability and preventing the generation of pinholes in the film.

平滑層の厚さとしては、フィルムの耐熱性を向上させ、フィルムの光学特性のバランス調整を容易にする観点から、1〜10μmの範囲が好ましく、さらに好ましくは、2μm〜7μmの範囲にすることが好ましい。   The thickness of the smooth layer is preferably in the range of 1 to 10 μm, more preferably in the range of 2 to 7 μm from the viewpoint of improving the heat resistance of the film and facilitating the balance adjustment of the optical properties of the film. Is preferred.

平滑層の平滑性は、JIS B 0601:2001で規定される表面粗さで表現される値で、十点平均粗さRzが、10nm以上、30nm以下であることが好ましい。この範囲であれば、バリア層を塗布形式で塗布した場合であっても、ワイヤーバー、ワイヤレスバー等の塗布方式で、平滑層表面に塗工手段が接触する場合であっても塗布性が損なわれることが少なく、また、塗布後の凹凸を平滑化することも容易である。   The smoothness of the smooth layer is a value expressed by the surface roughness specified by JIS B 0601: 2001, and the ten-point average roughness Rz is preferably 10 nm or more and 30 nm or less. If it is this range, even if it is a case where a barrier layer is apply | coated with an application | coating form, even if it is a case where a coating means contacts the smooth layer surface by application methods, such as a wire bar and a wireless bar, applicability | paintability is impaired. In addition, it is easy to smooth the unevenness after coating.

(CHC層)
本発明に係る製造方法により製造されるガスバリア性フィルムにおいては、基材面にクリアハードコート層(CHC層)を設けても良い。クリアハードコート層を設けることにより、ガスバリア性フィルムの耐久性や平滑性が向上し得る。
(CHC layer)
In the gas barrier film produced by the production method according to the present invention, a clear hard coat layer (CHC layer) may be provided on the substrate surface. By providing the clear hard coat layer, the durability and smoothness of the gas barrier film can be improved.

CHC層の形成に使用される硬化型樹脂としては、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熱硬化型樹脂や、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、または紫外線硬化型エポキシ樹脂等の活性エネルギー線硬化型樹脂が挙げられる。   The curable resins used for forming the CHC layer include thermosetting resins such as epoxy resins, cyanate ester resins, phenol resins, bismaleimide-triazine resins, polyimide resins, acrylic resins, vinyl benzyl resins, and ultraviolet curable resins. Examples include urethane acrylate resins, UV curable polyester acrylate resins, UV curable epoxy acrylate resins, UV curable polyol acrylate resins, and UV curable epoxy resins.

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、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の無機化合物の微粒子;または、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、もしくはポリ弗化エチレン系樹脂粉末等の紫外線硬化性樹脂組成物を加えることができる。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。更にクリアハードコート層は、シリコーン系界面活性剤またはポリオキシエーテル化合物や、フッ素−シロキサングラフトポリマーを含有させてもよい。   Also, the clear hard coat layer has fine particles of inorganic compounds such as silicon oxide, titanium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, and magnesium oxide to adjust the scratch resistance, slipperiness and refractive index; or 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 powder, polyolefin resin powder, polyester resin powder Further, an ultraviolet curable resin composition such as polyamide resin powder, polyimide resin powder, or polyfluoroethylene resin powder can be added. 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. Further, the clear hard coat layer may contain a silicone-based surfactant or a polyoxyether compound or a fluorine-siloxane graft polymer.

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、またはこれらを混合し利用できる。   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.

クリアハードコート層形成用塗布液に含有される硬化型樹脂含量は、例えば、5〜80重量%である。   The curable resin content contained in the clear hard coat layer forming coating solution is, for example, 5 to 80% by weight.

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。ハードコート層塗布液の層厚としては、例えば0.1〜30μmである。基材にクリアハードコート層を塗布する前に、あらかじめ基材に真空紫外線照射等の表面処理を行うことが好ましい。   The clear hard coat layer can be applied 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 ink jet method using a clear hard coat layer forming coating solution. The layer thickness of the hard coat layer coating solution is, for example, 0.1 to 30 μm. Before applying the clear hard coat layer to the base material, it is preferable to subject the base material to surface treatment such as vacuum ultraviolet ray irradiation in advance.

クリアハードコート層形成用塗布液を塗布して形成した塗膜に対し、紫外線等の活性エネルギー線を照射して効果型樹脂を硬化させ、クリアハードコート層を形成する。硬化に用いる光源としては、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、例えば50〜2000mJ/cmの範囲内である。 A clear hard coat layer is formed by irradiating an active energy ray such as ultraviolet rays to the coating film formed by applying the clear hard coat layer forming coating solution to cure the effect resin. As a light source used for curing, 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 are in the range of, for example, 50 to 2000 mJ / cm 2 .

<電子デバイス>
本発明の製造方法により製造したガスバリア性フィルムは、空気中の化学成分(酸素、水、窒素酸化物、硫黄酸化物、オゾン等)によって性能が劣化するデバイスに好ましく適用できる。すなわち、本発明の一実施形態では、上記の製造方法により製造されたガスバリア性フィルムを含む、電子デバイスが提供される。
<Electronic device>
The gas barrier film produced by the production method of the present invention can be preferably applied to a device whose performance is deteriorated by chemical components (oxygen, water, nitrogen oxide, sulfur oxide, ozone, etc.) in the air. That is, in one embodiment of the present invention, an electronic device including the gas barrier film manufactured by the above manufacturing method is provided.

本発明の電子デバイスに用いられる電子デバイス本体の例としては、例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)、液晶表示素子(LCD)、薄膜トランジスタ、タッチパネル、電子ペーパー、太陽電池(PV)等を挙げることができる。本発明の効果がより効率的に得られるという観点から、該電子デバイス本体は有機EL素子または太陽電池が好ましく、有機EL素子がより好ましい。   Examples of the electronic device body used in the electronic device of the present invention include, for example, an organic electroluminescence element (organic EL element), a liquid crystal display element (LCD), a thin film transistor, a touch panel, electronic paper, a solar cell (PV), and the like. be able to. From the viewpoint that the effects of the present invention can be obtained more efficiently, the electronic device body is preferably an organic EL element or a solar cell, and more preferably an organic EL element.

本発明の効果を、以下の実施例および比較例を用いて説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。   The effects of the present invention will be described using the following examples and comparative examples. However, the technical scope of the present invention is not limited only to the following examples.

[比較例1]
以下の方法により、ガスバリア性フィルム1を得た。
[Comparative Example 1]
The gas barrier film 1 was obtained by the following method.

(フィルム基材の表面処理とCHC層の形成)
シクロオレフィンポリマー基材として、ゼオノア(登録商標)ZF14(日本ゼオン株式会社、フィルム厚さ100μm)を用いた。
(Surface treatment of film substrate and formation of CHC layer)
ZEONOR (registered trademark) ZF14 (Nippon Zeon Co., Ltd., film thickness: 100 μm) was used as a cycloolefin polymer substrate.

以下の方法により、シクロオレフィンポリマー基材を表面処理し、クリアハードコート層(CHC層)を形成した。すなわち、コロナ放電処理装置(AGI−080、春日電機社)の放電様電極とシクロオレフィンポリマー基材との間隙を1mmに設定し、処理出力が600mW/cmの条件で10秒間の表面コロナ処理を行った。次いで、コロナ処理を施したシクロオレフィンポリマー基材上に、ポリウレタンアクリレートおよ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。その後、80℃で3分乾燥した塗膜に、大気下で高圧水銀ランプを使用して、1.0J/cmの条件で紫外線硬化型樹脂を硬化させ、クリアハードコート層(CHC層)を形成した。 The cycloolefin polymer substrate was surface treated by the following method to form a clear hard coat layer (CHC layer). That is, the gap between the discharge-like electrode of the corona discharge treatment apparatus (AGI-080, Kasuga Denki Co., Ltd.) and the cycloolefin polymer substrate is set to 1 mm, and the surface corona treatment is performed for 10 seconds under the condition that the treatment output is 600 mW / cm 2. Went. Next, an ultraviolet curable resin-containing coating solution (purple UV-1700B, manufactured by Nippon Gosei Kagaku Co., Ltd.) containing polyurethane acrylate and acrylic acid as the main components on a cycloolefin polymer substrate subjected to corona treatment, using a wet coater. Then, it was applied so as to have a dry film thickness of 4 μm. Then, using a high-pressure mercury lamp in the atmosphere on the coating film dried at 80 ° C. for 3 minutes, the UV curable resin is cured under the condition of 1.0 J / cm 2 , and a clear hard coat layer (CHC layer) is formed. Formed.

(ガスバリア層の形成)
上記のクリアハードコート層(CHC層)上に、下記に示すようなポリシラザン含有塗布液を塗布して塗膜を形成した後、乾燥させた。
(Formation of gas barrier layer)
A polysilazane-containing coating solution as shown below was applied on the clear hard coat layer (CHC layer) to form a coating film, and then dried.

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式会社)の10質量%ジブチルエーテル溶液を調製した。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、ポリシラザン含有乾燥塗膜を形成した。   A 10% by mass dibutyl ether solution of perhydropolysilazane (PHPS; Aquamica NN120-10, non-catalytic type, AZ Electronic Materials Co., Ltd.) was prepared as a polysilazane-containing coating solution. 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. Furthermore, it was kept in an atmosphere of a temperature of 25 ° C. and a humidity of 10% RH (dew point temperature −8 ° C.) for 10 minutes to perform a dehumidification treatment to form a polysilazane-containing dry coating film.

続いて、ポリシラザン含有乾燥塗膜に対し、下記の条件でエキシマ光照射処理を行って改質処理し、ガスバリア層を形成した;
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/cm(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%(v/v)
エキシマランプ照射時間:5秒。
Subsequently, the polysilazane-containing dry coating film was subjected to an excimer light irradiation treatment under the following conditions to perform a modification treatment to form a gas barrier layer;
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 apparatus: 1.0% (v / v)
Excimer lamp irradiation time: 5 seconds.

[比較例2]
以下の方法により、ガスバリア性フィルム2を得た。
[Comparative Example 2]
The gas barrier film 2 was obtained by the following method.

(ジルコニウム含有層の形成)
シクロオレフィンポリマー基材として、ゼオノア(登録商標)ZF14(日本ゼオン株式会社、フィルム厚さ100μm)を用いた。
(Formation of zirconium-containing layer)
ZEONOR (registered trademark) ZF14 (Nippon Zeon Co., Ltd., film thickness: 100 μm) was used as a cycloolefin polymer substrate.

上記のマグネトロンスパッタ装置を用い、下記の成膜条件No.M1の条件にて、シクロオレフィンポリマー基材上にジルコニウム含有層を形成した。   Using the above magnetron sputtering apparatus, the following film formation conditions No. A zirconium-containing layer was formed on the cycloolefin polymer substrate under the condition of M1.

成膜条件No.M1:ZrOx、x=2条件
ターゲットとしてZrターゲットを用い、プロセスガスにはArとOを用いたDCスパッタにより成膜した。事前にガラス基板を用いた成膜により、酸素分圧を調整することにより組成の条件出しを行い、表層から深さ10nm近傍の組成がZrOとなる条件を見出した。この条件を適用し、15nmの厚さで成膜を行った。
Deposition conditions No. M1: ZrOx, x = 2 conditions A Zr target was used as a target, and a film was formed by DC sputtering using Ar and O 2 as process gases. The condition of the composition was determined by adjusting the oxygen partial pressure by film formation using a glass substrate in advance, and the condition that the composition near the depth of 10 nm from the surface layer was ZrO 2 was found. By applying this condition, a film was formed with a thickness of 15 nm.

(ガスバリア層の形成)
比較例1の方法に従い、ジルコニウム含有層上にポリシラザン含有乾燥塗膜を形成し、改質処理を行ってガスバリア層を形成した。
(Formation of gas barrier layer)
According to the method of Comparative Example 1, a polysilazane-containing dry coating film was formed on the zirconium-containing layer, and a gas barrier layer was formed by performing a modification treatment.

[実施例1]
ジルコニウム含有層の代わりに、下記の成膜条件No.M2の条件にて、上記のシクロオレフィンポリマー基材上に第5族金属含有層を形成した以外は比較例2と同様の方法により、ガスバリア性フィルム3を得た。
[Example 1]
Instead of the zirconium-containing layer, the following film formation conditions No. A gas barrier film 3 was obtained in the same manner as in Comparative Example 2, except that a Group 5 metal-containing layer was formed on the cycloolefin polymer substrate under the condition of M2.

成膜条件No.M2:NbOx、x=1.5条件
ターゲットとして酸素欠乏型Nbターゲット(導電性Nbターゲット(三菱マテリアル社製))を用い、プロセスガスにはArとOを用いたDCスパッタにより成膜した。事前にガラス基板を用いた成膜により、酸素分圧を調整することにより組成の条件出しを行い、表層から深さ10nm近傍の組成がNbO1.5となる条件を見出した。この条件を適用し、15nmの厚さで成膜を行った。
Deposition conditions No. M2: NbOx, x = 1.5 Condition An oxygen-deficient Nb target (conductive Nb 2 O 5 target (manufactured by Mitsubishi Materials)) is used as a target, and process sputtering is performed by DC sputtering using Ar and O 2. Filmed. The condition of the composition was determined by adjusting the oxygen partial pressure by film formation using a glass substrate in advance, and the condition that the composition in the vicinity of a depth of 10 nm from the surface layer was NbO 1.5 was found. By applying this condition, a film was formed with a thickness of 15 nm.

[実施例2]
ポリシラザン含有乾燥塗膜の改質処理を行わなかった以外は実施例1と同様の方法により、ガスバリア性フィルム4を得た。
[Example 2]
A gas barrier film 4 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the modification treatment of the polysilazane-containing dry coating film was not performed.

[実施例3]
シクロオレフィンポリマー基材としてFフィルム(グンゼ社製、フィルム厚さ100μm、シクロオレフィンコポリマーを主成分とする)を用いた以外は実施例1と同様の方法により、ガスバリア性フィルム5を得た。
[Example 3]
A gas barrier film 5 was obtained in the same manner as in Example 1 except that an F film (manufactured by Gunze Co., Ltd., film thickness: 100 μm, mainly composed of cycloolefin copolymer) was used as the cycloolefin polymer substrate.

[実施例4]
第5族金属含有層の形成条件を成膜条件No.M3に変更した以外は実施例2と同様の方法により、ガスバリア性フィルム6を得た。
[Example 4]
The formation conditions of the Group 5 metal-containing layer are set as film formation conditions No. A gas barrier film 6 was obtained in the same manner as in Example 2 except for changing to M3.

成膜条件No.M3:TaOx、x=2.5条件
ターゲットとしてTaターゲットを用い、プロセスガスにはArとOを用いたDCスパッタにより成膜した。事前にガラス基板を用いた成膜により、酸素分圧を調整することにより組成の条件出しを行い、表層から深さ10nm近傍の組成がTaO2.5となる条件を見出した。この条件を適用し、15nmの厚さで成膜を行った。
Deposition conditions No. M3: TaOx, x = 2.5 conditions A Ta target was used as a target, and a film was formed by DC sputtering using Ar and O 2 as process gases. The conditions of the composition were determined by adjusting the oxygen partial pressure by film formation using a glass substrate in advance, and the condition was found that the composition near the depth of 10 nm from the surface layer was TaO 2.5 . By applying this condition, a film was formed with a thickness of 15 nm.

[実施例5]
ポリシラザン含有乾燥塗膜の改質処理を行わなかった以外は実施例3と同様の方法により、ガスバリア性フィルム7を得た。
[Example 5]
A gas barrier film 7 was obtained in the same manner as in Example 3 except that the modification treatment of the polysilazane-containing dry coating film was not performed.

≪有機EL素子の作製方法≫
上記のガスバリア性フィルム1〜7を用い、下記に示すような方法で、発光領域の面積が5cm×5cmとなるように、ボトムエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)を作製した。
≪Method for manufacturing organic EL element≫
Using the gas barrier films 1 to 7 described above, bottom emission type organic electroluminescence elements (organic EL elements) were produced by the method as described below so that the area of the light emitting region was 5 cm × 5 cm.

(下地層、第1電極の形成)
ガスバリア性フィルムを、市販の真空蒸着装置の基材ホルダーに固定し、化合物118をタングステン製の抵抗加熱ボートに入れ、これら基材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。
(Formation of underlayer and first electrode)
The gas barrier film is fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum deposition apparatus, compound 118 is placed in a resistance heating boat made of tungsten, and the substrate holder and the heating boat are attached in the first vacuum chamber of the vacuum deposition apparatus. It was. 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.

次に、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118の入った加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒〜0.2nm/秒で第1電極の下地層を厚さ10nmで設けた。 Next, after depressurizing the first vacuum chamber of the vacuum deposition apparatus to 4 × 10 −4 Pa, the heating boat containing the compound 118 was energized and heated, and the deposition rate was 0.1 nm / second to 0.2 nm / second. The underlayer of the first electrode was provided with a thickness of 10 nm.

次に、下地層まで形成した基材を真空のまま第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0.1nm/秒〜0.2nm/秒で厚さ8nmの銀からなる第1電極を形成した。 Next, the base material formed up to the underlayer was transferred to the second vacuum chamber while being vacuumed, and the second vacuum chamber was depressurized to 4 × 10 −4 Pa, and then the heating boat containing silver was energized and heated. Thus, a first electrode made of silver having a thickness of 8 nm was formed at a deposition rate of 0.1 nm / second to 0.2 nm / second.

(有機機能層〜第2電極)
引き続き、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、基材を移動させながら化合物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。
(Organic functional layer-second electrode)
Subsequently, the pressure was reduced to 1 × 10 −4 Pa using a commercially available vacuum deposition apparatus, and then the compound HT-1 was deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second while moving the base material. A transport layer (HTL) was provided.

次に、化合物A−3(青色発光ドーパント)、化合物A−1(緑色発光ドーパント)、化合物A−2(赤色発光ドーパント)および化合物H−1(ホスト化合物)を、化合物A−3が膜厚に対し線形に35質量%から5質量%になるように場所により蒸着速度を変化させ、化合物A−1と化合物A−2は膜厚に依存することなく各々0.2質量%の濃度になるように、蒸着速度0.0002nm/秒で、化合物H−1は64.6質量%から94.6質量%になるように場所により蒸着速度を変化させて、厚さ70nmになるよう共蒸着し発光層を形成した。   Next, compound A-3 (blue light-emitting dopant), compound A-1 (green light-emitting dopant), compound A-2 (red light-emitting dopant) and compound H-1 (host compound), compound A-3 is film thickness In contrast, the vapor deposition rate was changed depending on the location so that it was linearly 35% by mass to 5% by mass, and the compound A-1 and the compound A-2 each had a concentration of 0.2% by mass without depending on the film thickness. Thus, at a deposition rate of 0.0002 nm / sec, the compound H-1 was co-deposited to a thickness of 70 nm by changing the deposition rate depending on the location from 64.6% to 94.6% by mass. A light emitting layer was formed.

その後、化合物ET−1を膜厚30nmに蒸着して電子輸送層を形成し、さらにフッ化カリウム(KF)を厚さ2nmで形成した。さらに、アルミニウム110nmを蒸着して第2電極を形成した。   Thereafter, Compound ET-1 was deposited to a thickness of 30 nm to form an electron transport layer, and potassium fluoride (KF) was further formed to a thickness of 2 nm. Furthermore, aluminum 110nm was vapor-deposited and the 2nd electrode was formed.

なお、上記化合物118、化合物HT−1、化合物A−1〜3、化合物H−1、および化合物ET−1は、以下に示す化合物である。   The compound 118, compound HT-1, compound A-1 to compound 3, compound H-1, and compound ET-1 are the compounds shown below.

(固体封止)
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電極までを作製した試料に重ね合わせた。このとき、第1電極および第2電極の引き出し電極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。
(Solid sealing)
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. The stopper member was used to superimpose the sample up to the second electrode. 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 electrodes of the first electrode and the second electrode were exposed.

次いで、試料を減圧装置内に配置し、90℃で0.1MPaの減圧条件下で、重ね合わせた基材と封止部材とに押圧をかけて5分間保持した。続いて、試料を大気圧環境に戻し、さらに120℃で30分間加熱して接着剤を硬化させた。   Next, the sample was placed in a decompression device, and the laminated base material and the sealing member were pressed and held for 5 minutes under a decompression condition of 0.1 MPa at 90 ° C. Subsequently, the sample was returned to an 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 9920:2002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。なお、陽極、陰極からの引き出し配線等の形成に関する記載は省略してある。   The sealing step is performed under atmospheric pressure and in a nitrogen atmosphere with a water content of 1 ppm or less in accordance with JIS B 9920: 2002. The measured cleanliness is class 100, the dew point temperature is −80 ° C. or less, and the oxygen concentration is 0.00. It was performed at an atmospheric pressure of 8 ppm or less. In addition, the description regarding formation of the lead-out wiring from an anode and a cathode is abbreviate | omitted.

このようにして、発光領域が5cm×5cmサイズの電子デバイスを、各ガスバリア性フィルムについて4枚ずつ作製した。   In this way, four electronic devices each having a light emitting region size of 5 cm × 5 cm were prepared for each gas barrier film.

(ダークスポット(DS)の評価)
上記のようにして得られた有機EL素子を85℃、85%RHの環境下で通電を行った。円換算直径が300μm以上であるダークスポットの発生個数を、4枚のデバイスの平均で求めた。
(Dark spot (DS) evaluation)
The organic EL element obtained as described above was energized in an environment of 85 ° C. and 85% RH. The number of occurrences of dark spots having a circle-equivalent diameter of 300 μm or more was determined by averaging four devices.

具体的には、上記有機EL素子1〜7について、1mA/cmの電流を印加して発光させた。次いで、印加直後と、85℃、85%RHの環境下で発光時間として、200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。 Specifically, the organic EL elements 1 to 7 were made to emit light by applying a current of 1 mA / cm 2 . Next, as for the light emission state immediately after application and after continuous light emission at 200 ° C. and 500 hours as the light emission time in an environment of 85 ° C. and 85% 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
4:200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)
3:200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)
2:200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)
1:200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)
5: No generation of dark spots was observed even in the sample after 500 hours of light emission 4: No occurrence of dark spots was observed in the sample after emission of 200 hours, but it was slightly observed in the sample after emission of 500 hours 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 200 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 200 hours of light emission (generation area of 3.0% or more and less than 6.0%)
1: Generation of many dark spots is observed in the sample after 200 hours of light emission (generation area of 6.0% or more)

10 ガスバリア性フィルム、
11 シクロオレフィンポリマー基材、
12 第5族金属含有層、
13 ガスバリア層。
10 Gas barrier film,
11 cycloolefin polymer substrate,
12 Group 5 metal-containing layer,
13 Gas barrier layer.

Claims (5)

シクロオレフィンポリマー基材上に第5族金属含有層を気相成膜法により形成する工程;および
前記第5族金属含有層上に形成したポリシラザン含有塗膜を乾燥し、ガスバリア層を形成する工程;
を含む、ガスバリア性フィルムの製造方法。
Forming a Group 5 metal-containing layer on the cycloolefin polymer substrate by a vapor deposition method; and drying a polysilazane-containing coating formed on the Group 5 metal-containing layer to form a gas barrier layer ;
A method for producing a gas barrier film, comprising:
前記ポリシラザン含有塗膜に印加されるエネルギーが、0.1mJ/cm未満である、請求項1に記載のガスバリア性フィルムの製造方法。 The manufacturing method of the gas-barrier film of Claim 1 whose energy applied to the said polysilazane containing coating film is less than 0.1 mJ / cm < 2 >. 前記第5族金属が、NbおよびTaからなる群から選択される1種以上である、請求項1または2に記載のガスバリア性フィルムの製造方法。   The method for producing a gas barrier film according to claim 1 or 2, wherein the Group 5 metal is at least one selected from the group consisting of Nb and Ta. 前記第5族金属含有層をスパッタ法により形成する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のガスバリア性フィルムの製造方法。   The method for producing a gas barrier film according to any one of claims 1 to 3, wherein the Group 5 metal-containing layer is formed by a sputtering method. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の製造方法により製造されたガスバリア性フィルムを含む、電子デバイス。   The electronic device containing the gas barrier film manufactured by the manufacturing method of any one of Claims 1-4.
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