JP2016176091A - Gas barrier film produced by using organic silane compound, and production method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機シラン化合物を用いて作製したガスバリア膜およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a gas barrier film produced using an organosilane compound and a method for producing the same.
液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイに代表されるフラットパネルディスプレイ（以下、ＦＰＤ）では、その表示パネルの基材としてガラス基板が用いられるが、薄膜化、軽量化、耐衝撃性向上、フレキシブル化、更には、ロールツーロールプロセスへの適応の観点から、透明プラスチック基板への代替要求が高まっている。また、プラスチック基板に有機半導体を用いた有機トランジスタの形成や、ＬＳＩ、Ｓｉ薄膜太陽電池、有機色素増感太陽電池、有機半導体太陽電池を形成する試みがなされている。通常市販されているプラスチック基板に上記素子を形成した場合、液晶素子、有機ＥＬ素子、ＴＦＴ素子、半導体素子、太陽電池等、形成された素子、デバイスが水、酸素に弱い為、ディスプレイの表示にはダークスポットやドット抜けが発生し、半導体素子、太陽電池は機能しなくなり、実用に耐えない。従って、プラスチック基板に水蒸気、酸素ガスに対するガスバリア性能を付与したガスバリアプラスチック基板が必要となる。 In flat panel displays (hereinafter referred to as FPD) typified by liquid crystal displays and organic EL displays, a glass substrate is used as the base material of the display panel, but it is thinned, reduced in weight, improved in impact resistance, made flexible, From the viewpoint of adapting to a roll-to-roll process, there is an increasing demand for an alternative to a transparent plastic substrate. Attempts have also been made to form organic transistors using organic semiconductors on plastic substrates, and to form LSIs, Si thin film solar cells, organic dye-sensitized solar cells, and organic semiconductor solar cells. When the above elements are formed on a commercially available plastic substrate, the formed elements and devices such as liquid crystal elements, organic EL elements, TFT elements, semiconductor elements and solar cells are vulnerable to water and oxygen. Will cause dark spots and missing dots, and semiconductor devices and solar cells will not function and will not be practical. Therefore, a gas barrier plastic substrate in which a gas barrier performance against water vapor and oxygen gas is imparted to the plastic substrate is required.
また上記の用途以外にも高バリア性能や透明性の観点から、ガスバリア性能を付与したプラスチックフィルムは食料品、医薬品、電子材料、電子部品の包装材料用途として、アルミ箔ラミネートフィルムに変わって今後益々使用が拡大する方向にある。 In addition to the above applications, from the viewpoint of high barrier performance and transparency, plastic films with gas barrier performance will be increasingly used in the future as packaging materials for foodstuffs, pharmaceuticals, electronic materials and electronic parts, instead of aluminum foil laminated films. Use is in the direction of expansion.
プラスチック基板やプラスチックフィルム上に製膜する事でガスバリア性能を付与するガスバリア膜の製膜方法としては、物理的成膜法とＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法）があり、ガスバリア膜の組成はＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３等の酸化物が挙げられる。例えば特許文献１では、ヘキサメチルジシロキサン、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサンと酸素とヘリウム、アルゴン等の不活性ガスとの混合ガスとを原料としてプラズマ励起化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ法：Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により、ＳｉＯ２ガスバリア層を形成したバリア袋用フィルムを提案しているが、ガスバリア性能の指標となる水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）が０．２〜０．６ｇ／ｍ２・ｄａｙ、酸素透過率が０．４〜０．５ｃｃ／ｍ２・ｄａｙと高い値であり、すなわちガスバリア性能が低い事を示している。 As a method for forming a gas barrier film that imparts gas barrier performance by forming a film on a plastic substrate or plastic film, there are a physical film forming method and a CVD method (Chemical Vapor Deposition method), and the composition of the gas barrier film is SiO 2. , And oxides such as Al 2 O 3 . For example, in Patent Document 1, hexamethyldisiloxane, 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, oxygen, helium, argon, etc. We have proposed a barrier bag film in which a SiO 2 gas barrier layer is formed by a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD method) using a mixed gas with an inert gas as a raw material. indicators become water vapor transmission rate (WVTR) is 0.2~0.6g / m 2 · day, the oxygen permeability is 0.4~0.5cc / m 2 · day and high value, i.e. gas barrier properties is It is low.
本発明の目的は、高いガスバリア性能を示すガスバリア膜の製造方法を提供する事である。 An object of the present invention is to provide a method for producing a gas barrier film exhibiting high gas barrier performance.
本発明者らは先の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、有機シラン化合物および酸素を原料として用い特定の電力密度とするＰＥＣＶＤ法によって、高いガスバリア性能を示すガスバリア膜を製造可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors can produce a gas barrier film exhibiting high gas barrier performance by PECVD with an organosilane compound and oxygen as raw materials and a specific power density. As a result, the present invention has been completed.
すなわち本発明は、有機シラン化合物および酸素を原料として用い、高周波電源（ＲＦ電源）の電力密度が０．１Ｗ／ｃｍ２以上、好ましくは２．０Ｗ／ｃｍ２以上１００Ｗ／ｃｍ２以下の条件でＰＥＣＶＤ法により作製したガスバリア膜である。 That is, the present invention uses an organic silane compound and oxygen as a raw material, the power density of the high frequency power supply (RF power supply) 0.1 W / cm 2 or more, preferably 2.0 W / cm 2 or more 100W / cm 2 following conditions It is a gas barrier film produced by PECVD.
さらに本発明は、有機シラン化合物および酸素を原料として用い、高周波電源（ＲＦ電源）の電力密度が０．１Ｗ／ｃｍ２以上、好ましくは２．０Ｗ／ｃｍ２以上１００Ｗ／ｃｍ２以下の条件でＰＥＣＶＤ法により作製するガスバリア膜の製造方法である。 The present invention uses an organic silane compound and oxygen as a raw material, the power density of the high frequency power supply (RF power supply) 0.1 W / cm 2 or more, preferably 2.0 W / cm 2 or more 100W / cm 2 following conditions This is a method for producing a gas barrier film produced by PECVD.
以下、本発明について詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明では、有機シラン化合物および酸素を原料としてＰＥＣＶＤ法でガスバリア膜を形成する。 In the present invention, a gas barrier film is formed by PECVD using an organosilane compound and oxygen as raw materials.
有機シラン化合物としては、シラン、テトラメチルシラン、テトラエチルシラン、テトラ−ｎ−プロピルシラン、テトライソプロピルシラン、テトラ−ｎ−ブチルシラン、テトライソブチルシラン、テトラ−ｓ−ブチルシラン、テトラ−ｔ−ブチルシラン、
テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ−ｎ−ブトキシシラン、テトライソブトキシシラン、テトラ−ｓ−ブトキシシラン、テトラ−ｔ−ブトキシシラン、
モノメチルシラン、モノエチルシラン、トリメチルシラン、トリエチルシラン、エチルトリメチルシラン、トリメチル−ｎ−プロピルシラン、トリメチルイソプロピルシラン、ｎ−ブチルトリメチルシラン、イソブチルトリメチルシラン、ｓ−ブチルトリメチルシラン、ｔ−ブチルメチルシシラン、トリエチルメチルシラン、トリエチル−ｎ−プロピルシラン、トリエチルイソプロピルシラン、ｎ−ブチルトリエチルシラン、イソブチルトリエチルシラン、ｓ−ブチルトリエチルシラン、ｔ−ブチルトリエチルシラン、
トリメトキシメチルシラン、エチルトリメトキシシラン、トリメトキシ−ｎ−プロピルシラン、トリメトキシイソプロピルシラン、ｎ−ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ｓ−ブチルトリメトキシシラン、ｔ−ブチルトリメトキシシラン、トリエトキシメチルシラン、トリエトキシエチルシラン、トリエトキシ−ｎ−プロピルシラン、トリエトキシイソプロピルシラン、ｎ−ブチルトリエトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、ｓ−ブチルトリエトキシシラン、ｔ−ブチルトリエトキシシラン、メチルトリ−ｎ−プロポキシシラン、エチルトリ−ｎ−プロポキシシラン、トリ−ｎ−プロポキシ−ｎ−プロピルシラン、トリ−ｎ−プロポキシイソプロピルシラン、ｎ−ブチルトリ−ｎ−プロポキシシラン、イソブチルトリ−ｎ−プロポキシシラン、ｓ−ブチルトリ−ｎ−プロポキシシラン、ｔ−ブチルトリ−ｎ−プロポキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、トリイソプロポキシ−ｎ−プロピルシラン、トリイソプロポキシイソプロピルシラン、ｎ−ブチルトリイソプロポキシシラン、イソブチルトリイソプロポキシシラン、ｓ−ブチルトリイソプロポキシシラン、ｔ−ブチルトリイソプロポキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、アリルトリメチルシラン、ベンジルトリメチルシラン、フェニルトリメチルシラン、トリメチルビニルシラン
ジメチルシラン、ジエチルシラン、ジ−ｎ−プロピルシラン、ジイソプロピルシラン、ジ−ｎ−ブチルシラン、ジ−ｓ−ブチルシラン、ジイソブチルシラン、ジ−ｔ−ブチルシラン、ジメトキシシラン、ジエトキシシラン、ジ−ｎ−プロポキシシラン、ジイソプロポキシシラン、ジ−ｎ−ブトキシシラン、ジ−ｓ−ブトキシシラン、ジイソブトキシシラン、ジ−ｔ−ブトキシシラン、
ジメトキシジメチルシラン、ジエトキシジメチルシラン、ジメチルジ−ｎ−プロポキシシラン、ジメチルジイソプロポキシシラン、
ジエチルジメトキシシラン、ジエトキシジエチルシラン、ジエチルジ−ｎ−プロポキシシラン、ジエチルジイソプロポキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン
メトキシジメチルシラン、エチルジメチルシラン、エトキシジメチルシラン、ジメチル−ｎ−プロピルシラン、ジメチルイソプロピルシラン、
ジメトキシメチルシラン、ジエチルメチルシラン、ジエトキシメチルシラン、メチルジ−ｎ−プロピルシラン、メチルジイソプロピルシラン、アリルジメチルシラン、ジメチルフェニルシラン
ヘキサメチルジシロキサン、テトラメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルシクロテトラシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルジシラン、ジビニルテトラメチルジシロキサン等が挙げられる。
Examples of the organic silane compound include silane, tetramethylsilane, tetraethylsilane, tetra-n-propylsilane, tetraisopropylsilane, tetra-n-butylsilane, tetraisobutylsilane, tetra-s-butylsilane, tetra-t-butylsilane,
Tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetraisobutoxysilane, tetra-s-butoxysilane, tetra-t-butoxysilane,
Monomethylsilane, monoethylsilane, trimethylsilane, triethylsilane, ethyltrimethylsilane, trimethyl-n-propylsilane, trimethylisopropylsilane, n-butyltrimethylsilane, isobutyltrimethylsilane, s-butyltrimethylsilane, t-butylmethylsilane , Triethylmethylsilane, triethyl-n-propylsilane, triethylisopropylsilane, n-butyltriethylsilane, isobutyltriethylsilane, s-butyltriethylsilane, t-butyltriethylsilane,
Trimethoxymethylsilane, ethyltrimethoxysilane, trimethoxy-n-propylsilane, trimethoxyisopropylsilane, n-butyltrimethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, s-butyltrimethoxysilane, t-butyltrimethoxysilane, triethoxy Methylsilane, triethoxyethylsilane, triethoxy-n-propylsilane, triethoxyisopropylsilane, n-butyltriethoxysilane, isobutyltriethoxysilane, s-butyltriethoxysilane, t-butyltriethoxysilane, methyltri-n- Propoxysilane, ethyltri-n-propoxysilane, tri-n-propoxy-n-propylsilane, tri-n-propoxyisopropylsilane, n-butyltri-n-propoxysilane, Butyltri-n-propoxysilane, s-butyltri-n-propoxysilane, t-butyltri-n-propoxysilane, methyltriisopropoxysilane, ethyltriisopropoxysilane, triisopropoxy-n-propylsilane, triisopropoxyisopropyl Silane, n-butyltriisopropoxysilane, isobutyltriisopropoxysilane, s-butyltriisopropoxysilane, t-butyltriisopropoxysilane, phenyltriethoxysilane, allyltrimethylsilane, benzyltrimethylsilane, phenyltrimethylsilane, trimethyl Vinyl silane dimethyl silane, diethyl silane, di-n-propyl silane, diisopropyl silane, di-n-butyl silane, di-s-butyl silane, diisobutyl silane, -t- butylsilane, dimethoxysilane, diethoxy silane, di -n- propoxysilane, diisopropoxy silane, di -n- butoxysilane, di -s- butoxysilane, diisobutoxybenzoyl silane, di -t- butoxysilane,
Dimethoxydimethylsilane, diethoxydimethylsilane, dimethyldi-n-propoxysilane, dimethyldiisopropoxysilane,
Diethyldimethoxysilane, diethoxydiethylsilane, diethyldi-n-propoxysilane, diethyldiisopropoxysilane, diphenyldimethoxysilane methoxydimethylsilane, ethyldimethylsilane, ethoxydimethylsilane, dimethyl-n-propylsilane, dimethylisopropylsilane,
Dimethoxymethylsilane, diethylmethylsilane, diethoxymethylsilane, methyldi-n-propylsilane, methyldiisopropylsilane, allyldimethylsilane, dimethylphenylsilane hexamethyldisiloxane, tetramethylcyclotetrasiloxane, hexamethylcyclotetrasiloxane, octamethyl Examples include cyclotetrasiloxane, hexamethyldisilane, and divinyltetramethyldisiloxane.
ＰＥＣＶＤ法で有機シラン化合物および酸素を原料としてガスバリア膜を製膜する際、有機シラン化合物はガス化して製膜用基板を設置した製膜室に供給する。ガス化する方法としては、例えば加熱した恒温槽に有機シラン化合物を入れ、真空ポンプなどを用いて減圧してガス化する方法、加熱した恒温槽に有機シラン化合物を入れ、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンもしくは窒素などのキャリアガスを吹き込みガス化する方法、または有機シラン化合物をそのままもしくは溶液とし、これらを気化器に送って加熱して気化器内でガス化する方法（リキッドインジェクション法）などがある。溶液とする場合に用いる溶媒としては、１，２−ジメトキシエタン、ジグライム、トリグライム、ジオキサン、テトラヒドロフラン、シクロペンチルメチルエーテル等のエーテル類、ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン等の炭化水素類を例示することが出来る。 When a gas barrier film is formed using an organosilane compound and oxygen as raw materials by PECVD, the organosilane compound is gasified and supplied to a film forming chamber in which a film forming substrate is installed. As a gasification method, for example, an organosilane compound is put in a heated thermostat, and a gasification is performed using a vacuum pump or the like, and an organosilane compound is put in a heated thermostat, and helium, neon, argon, A method in which a carrier gas such as krypton, xenon, or nitrogen is blown into a gas, or a method in which an organosilane compound is used as it is or in a solution, and these are sent to a vaporizer and heated to be gasified in the vaporizer (liquid injection method) There is. Solvents used in the case of a solution include ethers such as 1,2-dimethoxyethane, diglyme, triglyme, dioxane, tetrahydrofuran, cyclopentylmethyl ether, hexane, cyclohexane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane, heptane, octane, nonane, decane. And hydrocarbons such as benzene, toluene, ethylbenzene, and xylene.
このようにして製膜室に供給した有機シラン化合物および酸素は、製膜室内で発生させたプラズマにより分解や反応を起こし、基板上へガスバリア膜が形成される。反応はプラズマのみでも進行し、光や基板への加熱を併用してもよい。 The organosilane compound and oxygen supplied to the film forming chamber in this way are decomposed or reacted by the plasma generated in the film forming chamber, and a gas barrier film is formed on the substrate. The reaction proceeds only with plasma, and light or heating to the substrate may be used in combination.
このようにして形成されるガスバリア膜の組成は酸化ケイ素であり、そのガスバリア性能を向上するためには、ガスのリークパスとなりうる膜のピンホールやクラック、膜中の酸素欠損および不純物濃度の低減が重要と考えられる。本発明では高周波電源（ＲＦ電源）の密度を０．１Ｗ／ｃｍ２以上、好ましくは２．０Ｗ／ｃｍ２以上１００Ｗ／ｃｍ２以下と大きくし、有機シラン化合物に対する酸素の流量を増やす事で膜の組成をＳｉＯ２に近づけ、高いガスバリア性を有するガスバリア膜を形成した。 The composition of the gas barrier film formed in this way is silicon oxide, and in order to improve its gas barrier performance, pinholes and cracks in the film that can be a gas leak path, oxygen deficiency in the film, and reduction of impurity concentration Considered important. In the present invention the density of the high frequency power source (RF Power) 0.1 W / cm 2 or more, preferably large as 2.0 W / cm 2 or more 100W / cm 2 or less, the film by increasing the flow rate of oxygen to the organic silane compound A gas barrier film having a high gas barrier property was formed by bringing the composition of ( 2) close to that of SiO 2 .
プラズマの発生源には特に限定はなく、容量結合プラズマ、誘導結合プラズマ、ヘリコン波プラズマ、表面波プラズマ、電子サイクロトロン共鳴プラズマ等が挙げられる。 There are no particular limitations on the plasma generation source, and examples include capacitively coupled plasma, inductively coupled plasma, helicon wave plasma, surface wave plasma, and electron cyclotron resonance plasma.
ガスバリア膜を形成する基材の搬送方法には特に限定はなく、バッチ式、枚葉式、ロールツーロール方式などが挙げられる。 There is no limitation in particular in the conveyance method of the base material which forms a gas barrier film, A batch type, a single wafer type, a roll to roll system etc. are mentioned.
製膜中の基材の温度は特に限定はなく、０℃〜３００℃程度で基材の耐熱温度以下であることが好ましい。 The temperature of the substrate during film formation is not particularly limited, and is preferably about 0 ° C. to 300 ° C. or less and the heat resistant temperature of the substrate.
基材の種類は特に限定はなく、プラスチック基板としては例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート，ポリイミド，シクロオレフィンポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂、メタクリル樹脂、変性ポリフェニレンエーテル、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂等が挙げられる。 The type of the substrate is not particularly limited, and examples of the plastic substrate include polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycarbonate, polyimide, cycloolefin polymer, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, ABS resin, methacrylic resin, modified polyphenylene ether, Examples include polyamide, polyacetal, polybutylene terephthalate, polyarylate, polysulfone, polyethersulfone, polyamideimide, polyetherimide, polyphenylene sulfide, polyetheretherketone, and fluororesin.
製膜圧力には特に限定はなく、０．０１〜１０００Ｐａが好ましく、特に好ましくは０．１〜１００Ｐａである。 The film forming pressure is not particularly limited, and is preferably 0.01 to 1000 Pa, particularly preferably 0.1 to 100 Pa.
プラズマ放電のために電極に印可する電力の密度は、０．１Ｗ／ｃｍ２以上であり、好ましくは２．０Ｗ／ｃｍ２以上１００Ｗ／ｃｍ２以下である。 Power density to be applied to the electrodes for plasma discharge is at 0.1 W / cm 2 or more, preferably 2.0 W / cm 2 or more 100W / cm 2 or less.
製膜時に供給する有機シラン化合物の流量をＸ、酸素の流量をＹとすると、有機シラン化合物に対する酸素の比Ｙ／Ｘは１以上が好ましく、特に好ましくは１０以上１００以下である。ガスバリア膜の膜厚は特に限定はなく、高いガスバリア性能を実現するため１０ｎｍ以上が好ましく、特に好ましくは５０ｎｍ以上である。 When the flow rate of the organosilane compound supplied during film formation is X and the flow rate of oxygen is Y, the ratio Y / X of oxygen to the organosilane compound is preferably 1 or more, particularly preferably 10 or more and 100 or less. The film thickness of the gas barrier film is not particularly limited, and is preferably 10 nm or more, particularly preferably 50 nm or more in order to realize high gas barrier performance.
製膜した膜の膜厚は日本電子社製電界放射型電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）ＪＳＭ−７６００Ｆを用いて膜の断面像を撮影し、概算した。 The film thickness of the formed film was estimated by taking a cross-sectional image of the film using a field emission electron microscope (FE-SEM) JSM-7600F manufactured by JEOL Ltd.
ガスバリア性能の指標となる水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）は、ＧＴＲテック社製水分透過率測定装置ＧＴＲ３０００シリーズを用いてガスクロマトグラフ法（ＧＣ法）で測定した。 The water vapor transmission rate (WVTR), which is an index of gas barrier performance, was measured by a gas chromatograph method (GC method) using a water transmission rate measuring device GTR3000 series manufactured by GTR Tech.
ガスバリア膜の膜組成はアルバック・ファイ社製Ｘ線光電子分光分析装置（ＸＰＳ）ＰＨＩ５０００ ＶｅｒｓａＰｒｏｂｅＩＩを用いて測定した。 The film composition of the gas barrier film was measured using an X-ray photoelectron spectrometer (XPS) PHI5000 VersaProbeII manufactured by ULVAC-PHI.
本発明の製造方法を用いることにより、高いガスバリア性能を示すガスバリア膜を製造することができる。 By using the production method of the present invention, a gas barrier film exhibiting high gas barrier performance can be produced.
１．ＰＥＣＶＤ製膜室
２．基材
３．上部電極
４．下部電極
５．マッチング回路
６．ＲＦ電源
７．アース
８．製膜室用ヒーター
９．真空ポンプ
１０．排気
１１．圧送用ヘリウムガス
１２．有機シラン化合物
１３．原料容器
１４．液体用マスフローメーター
１５．マスフローコントローラー機能付き気化器
１６．酸素ガス
１７．気体用マスフローコントローラー
1. PECVD film forming chamber Base material 3.
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these.
実施例１
図１に示す、対向電極を上（３）、下（４）に配した平行平板容量結合型ＰＥＣＶＤ装置を用い、片方の電極に基材（２）として用いたＰＥＮフィルムを設置し、成膜室（１）を真空ポンプ（９）で減圧し、原料容器（１２）に充填したテトラエトキシシランをリキッドインジェクション法で気化し、酸素（１６）と共に製膜室（１）に供給する方法で製膜を検討した。テトラエトキシシランの流量を５．４ｓｃｃｍ、酸素流量を１６０ｓｃｃｍ、製膜圧力を２０Ｐａ、電源周波数１３．５６ＭＨｚのＲＦ電源（６）出力を１０００Ｗ、チャンバー側壁を５０℃にセットし、１２分間成膜を行った。電極面積は３１４ｃｍ２であり、ＲＦ電力密度は３．２Ｗ／ｃｍ２であった。また、テトラエトキシシランの流量に対する酸素の流量比Ｙ／Ｘは２９．６であった。
Example 1
Using a parallel plate capacitively coupled PECVD apparatus with the counter electrode on the top (3) and bottom (4) shown in FIG. 1, the PEN film used as the base material (2) is placed on one of the electrodes to form a film. The chamber (1) is depressurized by a vacuum pump (9), and tetraethoxysilane filled in the raw material container (12) is vaporized by a liquid injection method and supplied to the film forming chamber (1) together with oxygen (16). The membrane was examined. Tetraethoxysilane flow rate was 5.4 sccm, oxygen flow rate was 160 sccm, film forming pressure was 20 Pa, power supply frequency was 13.56 MHz, RF power supply (6) output was set to 1000 W, chamber side wall was set to 50 ° C., and film formation was performed for 12 minutes. went. The electrode area was 314 cm 2 and the RF power density was 3.2 W / cm 2 . The oxygen flow rate ratio Y / X to the tetraethoxysilane flow rate was 29.6.
得られた膜の膜厚は８００ｎｍであった。膜の組成は、Ｓｉ＝３３ａｔｏｍ％、Ｏ＝６７ａｔｏｍ％であり、炭素濃度は検出限界未満であった。ＷＶＴＲ値は１．７×１０−３ｇ／ｍ２・ｄａｙであった。 The film thickness of the obtained film was 800 nm. The composition of the film was Si = 33 atom%, O = 67 atom%, and the carbon concentration was less than the detection limit. The WVTR value was 1.7 × 10 −3 g / m 2 · day.
実施例２
図１に示す、対向電極を上（３）、下（４）に配した平行平板容量結合型ＰＥＣＶＤ装置を用い、片方の電極に基材（２）として用いたＰＥＮフィルムを設置し、成膜室（１）を真空ポンプ（９）で減圧し、原料容器（１２）に充填したテトラエトキシシランをリキッドインジェクション法で気化し、酸素（１６）と共に製膜室（１）に供給する方法で製膜を検討した。テトラエトキシシランの流量を５．４ｓｃｃｍ、酸素流量を１６０ｓｃｃｍ、製膜圧力を２０Ｐａ、電源周波数１３．５６ＭＨｚのＲＦ電源（６）出力を７５０Ｗ、チャンバー側壁を５０℃にセットし、８分間成膜を行った。電極面積は３１４ｃｍ２であり、ＲＦ電力密度は２．４Ｗ／ｃｍ２であった。また、テトラエトキシシランの流量に対する酸素の流量比Ｙ／Ｘは２９．６であった。
Example 2
Using a parallel plate capacitively coupled PECVD apparatus with the counter electrode on the top (3) and bottom (4) shown in FIG. 1, the PEN film used as the base material (2) is placed on one of the electrodes to form a film. The chamber (1) is depressurized by a vacuum pump (9), and tetraethoxysilane filled in the raw material container (12) is vaporized by a liquid injection method and supplied to the film forming chamber (1) together with oxygen (16). The membrane was examined. Tetraethoxysilane flow rate is 5.4 sccm, oxygen flow rate is 160 sccm, film forming pressure is 20 Pa, RF power supply (6) output power frequency is 13.56 MHz, output is set to 750 W, chamber side wall is set to 50 ° C., and film formation is performed for 8 minutes. went. The electrode area was 314 cm 2 and the RF power density was 2.4 W / cm 2 . The oxygen flow rate ratio Y / X to the tetraethoxysilane flow rate was 29.6.
得られた膜の膜厚は８００ｎｍであった。ＷＶＴＲ値は７．２×１０−３ｇ／ｍ２・ｄａｙであった。 The film thickness of the obtained film was 800 nm. The WVTR value was 7.2 × 10 −3 g / m 2 · day.
Claims (8)
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| KR20210148139A (en) | 2019-04-09 | 2021-12-07 | 토소가부시키가이샤 | Silicon oxide film, material for gas barrier film, and method for manufacturing silicon oxide film |
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| CN110331382A (en) * | 2019-07-04 | 2019-10-15 | 暨南大学 | The pouring-in vacuum vapor deposition apparatus of liquid reaction solution miniflow and method |
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