JP2017094585A - Gas barrier film, method for producing the same and electronic device - Google Patents

Gas barrier film, method for producing the same and electronic device Download PDF

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晋之介 八代
Shinnosuke Yashiro
晋之介 八代
森 孝博
Takahiro Mori
孝博 森
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas barrier film significantly improved in gas barrier properties.SOLUTION: There is provided a gas barrier film which has a mixed region of 5 nm or more continuing in the thickness direction which is a region containing silicon and a transition metal M and in which the value of the atomic number ratio (M/silicon) of a transition metal M to silicon is within a range of 0.02 to 49 in the thickness direction, in which the mixed region has an A region in which a transition metal is contained as a main component in at least one region of a plurality of regions and a B region in which silicon is contained as a main component in other regions, and in the distribution curve showing the relation between a distance from a surface of the B region of a gas barrier layer in the layer thickness direction of the B region of the gas barrier layer and a ratio of each amount of each atom to the total amount of a silicon atom, an oxygen atom and a carbon atom, all of the predetermined conditions are satisfied.SELECTED DRAWING: Figure 1A

Description

本発明は、ガスバリアーフィルム、ガスバリアーフィルムの製造方法及び電子デバイスに関するものであり、より詳しくは、ガスバリアー性が顕著に改善されたガスバリアーフィルム等に関する。   The present invention relates to a gas barrier film, a method for producing a gas barrier film, and an electronic device. More specifically, the present invention relates to a gas barrier film having significantly improved gas barrier properties.

従来、食品、包装材料、医薬品などの分野で、水蒸気や酸素等のガスの透過を防ぐため、樹脂基材の表面に金属や金属酸化物の蒸着膜等の無機膜を設けた比較的簡易な構造を有するガスバリアーフィルム(以下、本願ではガスバリアーフィルムという。)が用いられてきた。
近年、このような水蒸気や酸素等の透過を防ぐガスバリアーフィルムが、液晶表示素子(LCD)、太陽電池(PV)、有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子などの電子デバイスの分野にも利用されつつある。このような電子デバイスに、フレキシブル性と軽くて割れにくいという性質を付与するためには、硬くて割れ易いガラス基板ではなく、高いガスバリアー性を有するガスバリアーフィルムが必要となってくる。
Conventionally, in the fields of food, packaging materials, pharmaceuticals, etc., in order to prevent the permeation of gases such as water vapor and oxygen, it is relatively simple to provide an inorganic film such as a metal or metal oxide vapor deposition film on the surface of a resin substrate. A gas barrier film having a structure (hereinafter referred to as a gas barrier film in the present application) has been used.
In recent years, gas barrier films that prevent permeation of water vapor, oxygen, and the like are being used in the field of electronic devices such as liquid crystal display elements (LCD), solar cells (PV), and organic electroluminescence (EL) elements. . In order to give such an electronic device the property of being flexible and light and difficult to break, a gas barrier film having high gas barrier properties is required instead of a hard and easily broken glass substrate.

電子デバイスに適用可能なガスバリアーフィルムを得るための方策としては、樹脂基材上にプラズマCVD法(Chemical Vapor Deposition:化学気相成長法、化学蒸着法)によってガスバリアー層を形成する方法や、ポリシラザンを主成分とする塗布液を基材上に塗布した後、表面処理(改質処理)を施してガスバリアー層を形成する方法が知られている。   As a method for obtaining a gas barrier film applicable to an electronic device, a method of forming a gas barrier layer on a resin substrate by a plasma CVD method (Chemical Vapor Deposition), A method of forming a gas barrier layer by applying a surface treatment (modification treatment) after applying a coating liquid containing polysilazane as a main component on a substrate is known.

また、特許文献1には、ガスバリアー層に含有される原子の種類及び比率を調整する技術が開示されており、屈曲させた場合であってもガスバリアー性に優れるガスバリアーフィルムが得られるとの記載がある。
しかしながら、前記有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子などの電子デバイス用途としては、さらに高いガスバリアー性を有するガスバリアーフィルムが求められている。
Patent Document 1 discloses a technique for adjusting the kind and ratio of atoms contained in a gas barrier layer, and even when bent, a gas barrier film having excellent gas barrier properties can be obtained. Is described.
However, as an electronic device application such as the organic electroluminescence (EL) element, a gas barrier film having higher gas barrier properties is required.

特開2011−73430号公報JP 2011-73430 A

本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、ガスバリアー性が顕著に改善されたガスバリアーフィルムとその製造方法及び電子デバイスを提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described problems and situations, and a problem to be solved is to provide a gas barrier film having a significantly improved gas barrier property, a manufacturing method thereof, and an electronic device.

本発明者らは、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討する過程において、本発明のガスバリアーフィルムが、ガスバリアー層を有するガスバリアーフィルムであって、ガスバリアー層が、ケイ素及び遷移金属Mを所定の比率で含有する混合領域を有し、混合領域内のケイ素原子、酸素原子及び炭素原子が所定の分布状態であることにより、ガスバリアー性が顕著に改善されたガスバリアーフィルムが得られることを見いだした。
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors, in the process of examining the cause of the above-mentioned problems, the gas barrier film of the present invention is a gas barrier film having a gas barrier layer, the gas barrier layer is silicon And a mixed region containing the transition metal M at a predetermined ratio, and the silicon barrier, the oxygen atom, and the carbon atom in the mixed region are in a predetermined distribution state, so that the gas barrier property is remarkably improved. I found that a film was obtained.
That is, the said subject which concerns on this invention is solved by the following means.

基材上に、ガスバリアー層を有するガスバリアーフィルムであって、
前記ガスバリアー層が、厚さ方向において構成成分の化学組成が相互に異なる複数の領域からなり、厚さ方向において、ケイ素及び遷移金属Mを含有する領域であって、前記ケイ素に対する前記遷移金属Mの原子数比(M/ケイ素)の値が、0.02〜49の範囲内にある、厚さ方向に5nm以上連続する混合領域を有し、
前記混合領域が、前記複数の領域のうち少なくとも一つの領域には前記遷移金属が主成分として含有されているA領域と、他の領域にケイ素が主成分として含有されているB領域を有し、かつ
前記ガスバリアー層のB領域の層厚方向におけるガスバリアー層のB領域の表面からの距離と、ケイ素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対するケイ素原子の量の比率(ケイ素の原子比率)、酸素原子の量の比率(酸素の原子比率)及び炭素原子の量の比率(炭素の原子比率)との関係をそれぞれ示すケイ素分布曲線、酸素分布曲線及び炭素分布曲線において、下記条件(i)〜(iii)を全て満たす、
ことを特徴とするガスバリアーフィルム。
(i)ケイ素の原子比率、酸素の原子比率及び炭素の原子比率が、ガスバリアー層のB領域の層厚の90%以上の領域において下記式(I):
(酸素の原子比率)>(ケイ素の原子比率)>(炭素の原子比率)・・・(I)
で表される条件を満たすこと
(ii)前記炭素分布曲線が少なくとも1つの極値を有すること
(iii)前記炭素分布曲線における炭素の原子比率の最大値及び最小値の差の絶対値が5at%以上であること
A gas barrier film having a gas barrier layer on a substrate,
The gas barrier layer is composed of a plurality of regions having chemical compositions different from each other in the thickness direction, and includes a silicon and a transition metal M in the thickness direction, and the transition metal M with respect to the silicon. The atomic ratio (M / silicon) has a mixed region that is in the range of 0.02 to 49 and that is continuous for 5 nm or more in the thickness direction,
The mixed region has an A region containing the transition metal as a main component in at least one region of the plurality of regions, and a B region containing silicon as a main component in the other regions. And the distance from the surface of the B region of the gas barrier layer in the layer thickness direction of the B region of the gas barrier layer and the ratio of the amount of silicon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms (the atomic ratio of silicon) ), Oxygen distribution ratio (oxygen atomic ratio) and carbon atom content ratio (carbon atomic ratio) in relation to the silicon distribution curve, oxygen distribution curve and carbon distribution curve, respectively, ) To (iii) are all satisfied,
A gas barrier film characterized by that.
(I) In the region where the atomic ratio of silicon, the atomic ratio of oxygen and the atomic ratio of carbon are 90% or more of the layer thickness of the B region of the gas barrier layer, the following formula (I):
(Atomic ratio of oxygen)> (Atomic ratio of silicon)> (Atomic ratio of carbon) (I)
(Ii) the carbon distribution curve has at least one extreme value (iii) the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the atomic ratio of carbon in the carbon distribution curve is 5 at% That is more

本発明によれば、ガスバリアー性が顕著に改善されたガスバリアーフィルムとその製造方法及び電子デバイスを提供することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the gas barrier film in which gas barrier property was improved significantly, its manufacturing method, and an electronic device.

本発明のガスバリアーフィルムの層構成を示す概略断面図Schematic sectional view showing the layer structure of the gas barrier film of the present invention 本発明のガスバリアーフィルムの層構成を示す概略断面図Schematic sectional view showing the layer structure of the gas barrier film of the present invention ガスバリアー層の厚さ方向におけるケイ素及び遷移金属の組成分布状態を示す概念図Conceptual diagram showing the composition distribution of silicon and transition metals in the thickness direction of the gas barrier layer 本発明のガスバリアーフィルムを製造するのに好適に用いることが可能な製造装置の一実施形態を示す模式図The schematic diagram which shows one Embodiment of the manufacturing apparatus which can be used suitably for manufacturing the gas barrier film of this invention.

本発明のガスバリアーフィルムは、基材上に、ガスバリアー層を有するガスバリアーフィルムであって、
前記ガスバリアー層が、厚さ方向において構成成分の化学組成が相互に異なる複数の領域からなり、厚さ方向において、ケイ素及び遷移金属Mを含有する領域であって、前記ケイ素に対する前記遷移金属Mの原子数比(M/ケイ素)の値が、0.02〜49の範囲内にある、厚さ方向に5nm以上連続する混合領域を有し、前記混合領域が、前記複数の領域のうち少なくとも一つの領域には前記遷移金属が主成分として含有されているA領域と、他の領域にケイ素が主成分として含有されているB領域を有し、かつ前記ガスバリアー層のB領域の層厚方向におけるガスバリアー層のB領域の表面からの距離と、ケイ素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対するケイ素原子の量の比率(ケイ素の原子比率)、酸素原子の量の比率(酸素の原子比率)及び炭素原子の量の比率(炭素の原子比率)との関係をそれぞれ示すケイ素分布曲線、酸素分布曲線及び炭素分布曲線において、前記条件(i)〜(iii)を全て満たす、ことを特徴とする。この特徴は、各請求項に係る発明に共通する又は対応する技術的特徴である。
以下、本発明とその構成要素及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
The gas barrier film of the present invention is a gas barrier film having a gas barrier layer on a substrate,
The gas barrier layer is composed of a plurality of regions having chemical compositions different from each other in the thickness direction, and includes a silicon and a transition metal M in the thickness direction, and the transition metal M with respect to the silicon. The atomic ratio (M / silicon) is within a range of 0.02 to 49, and has a mixed region continuous in a thickness direction by 5 nm or more, and the mixed region is at least of the plurality of regions One region has an A region containing the transition metal as a main component and another region B containing silicon as a main component, and the layer thickness of the B region of the gas barrier layer The distance from the surface of the B region of the gas barrier layer in the direction, the ratio of the amount of silicon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms (silicon atomic ratio), the ratio of the amount of oxygen atoms (oxygen source) Ratio) and carbon atom quantity ratio (carbon atomic ratio), respectively, in the silicon distribution curve, oxygen distribution curve and carbon distribution curve, all the conditions (i) to (iii) are satisfied. And This feature is a technical feature common to or corresponding to the claimed invention.
Hereinafter, the present invention, its components, and modes and modes for carrying out the present invention will be described in detail. In addition, in this application, "-" is used in the meaning which includes the numerical value described before and behind that as a lower limit and an upper limit.

<ガスバリアーフィルムの概要>
本発明のガスバリアーフィルムは、基材上に、ガスバリアー層を有するガスバリアーフィルムであって、前記ガスバリアー層が、厚さ方向において構成成分の化学組成が相互に異なる複数の領域からなり、厚さ方向において、ケイ素及び遷移金属Mを含有する領域であって、前記ケイ素に対する前記遷移金属Mの原子数比(M/ケイ素)の値が、0.02〜49の範囲内にある、厚さ方向に5nm以上連続する混合領域を有し、前記混合領域が、前記複数の領域のうち少なくとも一つの領域には前記遷移金属が主成分として含有されているA領域と、他の領域にケイ素が主成分として含有されているB領域を有し、かつ前記ガスバリアー層のB領域の層厚方向におけるガスバリアー層のB領域の表面からの距離と、ケイ素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対するケイ素原子の量の比率(ケイ素の原子比率)、酸素原子の量の比率(酸素の原子比率)及び炭素原子の量の比率(炭素の原子比率)との関係をそれぞれ示すケイ素分布曲線、酸素分布曲線及び炭素分布曲線において、下記条件(i)〜(iii)を全て満たすことを特徴とする。
<Outline of gas barrier film>
The gas barrier film of the present invention is a gas barrier film having a gas barrier layer on a substrate, and the gas barrier layer is composed of a plurality of regions having different chemical compositions of components in the thickness direction, Thickness that is a region containing silicon and transition metal M in the thickness direction, wherein the value of the atomic ratio of transition metal M to silicon (M / silicon) is in the range of 0.02 to 49. The mixed region has a continuous region of 5 nm or more in the vertical direction, and the mixed region includes an A region in which at least one of the plurality of regions contains the transition metal as a main component, and silicon in other regions. And a distance from the surface of the B region of the gas barrier layer in the thickness direction of the B region of the gas barrier layer, and silicon atoms, oxygen atoms, and The relationship between the ratio of the amount of silicon atoms to the total amount of elementary atoms (the atomic ratio of silicon), the ratio of the amount of oxygen atoms (the atomic ratio of oxygen), and the ratio of the amount of carbon atoms (the atomic ratio of carbon) is shown respectively. The silicon distribution curve, oxygen distribution curve, and carbon distribution curve satisfy all of the following conditions (i) to (iii).

条件(i)〜(iii)とは、以下のとおりである。
(i)ケイ素の原子比率、酸素の原子比率及び炭素の原子比率が、ガスバリアー層のB領域の層厚の90%以上の領域において下記式(I):
(酸素の原子比率)>(ケイ素の原子比率)>(炭素の原子比率)・・・(I)
で表される条件を満たすこと
(ii)前記炭素分布曲線が少なくとも1つの極値を有すること
(iii)前記炭素分布曲線における炭素の原子比の最大値及び最小値の差の絶対値が5at%以上であること
Conditions (i) to (iii) are as follows.
(I) In the region where the atomic ratio of silicon, the atomic ratio of oxygen and the atomic ratio of carbon are 90% or more of the layer thickness of the B region of the gas barrier layer, the following formula (I):
(Atomic ratio of oxygen)> (Atomic ratio of silicon)> (Atomic ratio of carbon) (I)
(Ii) the carbon distribution curve has at least one extreme value (iii) the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the atomic ratio of carbon in the carbon distribution curve is 5 at% That is more

前記ガスバリアー層は、一部にA領域及びB領域を含んだ混合領域を有し、さらに前記遷移金属Mを主成分として含有するA領域とケイ素を主成分bとして含有するB領域との間に、前記混合領域を有する態様であることが好ましい。
また、本発明に係るガスバリアー層においては、層内の全域にわたって、前記混合領域が形成されている構成であることも、好ましい形態である。
この混合領域では、遷移金属とケイ素及び酸素が含有されていることが好ましい。また、この混合領域は、遷移金属の酸化物とケイ素若しくはその化合物との混合物又は遷移金属とケイ素との複合化合物の少なくとも一方が含有されていることが好ましい形態であり、遷移金属とケイ素との複合酸化物が含有されていることがより好ましい形態である。
本発明でいう「混合物」とは、前記領域A及びBの前記構成成分が相互に化学結合することなく混じり合っている状態の物をいう。例えば、酸化ニオブと酸化ケイ素がお互いに化学結合することなく混じり合っている状態をいう。
本発明でいう「主成分」とは、原子組成比として含有量が最大である構成成分をいう。例えば、「金属の主成分」といえば、構成成分の中の金属成分の中で、原子組成比として含有量が最大である金属成分をいう。
The gas barrier layer has a mixed region partially including an A region and a B region, and further, between the A region containing the transition metal M as a main component and the B region containing silicon as a main component b. Further, it is preferable that the mixed region is included.
Moreover, in the gas barrier layer according to the present invention, it is also a preferable embodiment that the mixed region is formed over the entire region in the layer.
This mixed region preferably contains a transition metal, silicon and oxygen. The mixed region preferably contains at least one of a transition metal oxide and a mixture of silicon or a compound thereof or a composite compound of a transition metal and silicon. It is a more preferable form that a composite oxide is contained.
The “mixture” in the present invention refers to a product in a state where the constituent components in the regions A and B are mixed without being chemically bonded to each other. For example, a state in which niobium oxide and silicon oxide are mixed without being chemically bonded to each other.
The “main component” as used in the present invention refers to a component having a maximum content as an atomic composition ratio. For example, “metal main component” refers to a metal component having the maximum content as an atomic composition ratio among the metal components in the constituent components.

本発明に係るガスバリアー層は、前記基材の少なくとも片面に形成される層である。そして、本発明のガスバリアーフィルムにおいては、前記ガスバリアー層が複数積層されていてもよく、複数のガスバリアー層のうちの少なくとも1層がケイ素、酸素及び炭素を含有する層であることが必要である。また、前記ガスバリアー層のうちの少なくとも1層は窒素、アルミニウムを更に含有していてもよい。   The gas barrier layer according to the present invention is a layer formed on at least one side of the substrate. In the gas barrier film of the present invention, a plurality of the gas barrier layers may be laminated, and at least one of the plurality of gas barrier layers needs to be a layer containing silicon, oxygen and carbon. It is. Further, at least one of the gas barrier layers may further contain nitrogen and aluminum.

ガスバリアー層として機能するガスバリアー層のガスバリアー性は、基材上に当該ガスバリアー層を形成させた積層体で算出した際、JIS K 7126−1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が、1×10−3mL/m・24h・atm以下、JIS K 7129−1992に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度(90±2)%RH)が、1×10−3g/m・24h以下の高ガスバリアー性であることが好ましい。 When the gas barrier property of the gas barrier layer functioning as a gas barrier layer is calculated with a laminate in which the gas barrier layer is formed on a base material, the oxygen permeability measured by a method according to JIS K 7126-1987 Water vapor permeability (25 ± 0.5 ° C., relative humidity (90 ± 2)%, measured by a method in accordance with JIS K 7129-1992, 1 × 10 −3 mL / m 2 · 24 h · atm or less. RH) is preferably a high gas barrier property of 1 × 10 −3 g / m 2 · 24 h or less.

また、本発明のガスバリアーフィルムの厚さは、5〜3000nmであることが好ましく、複数のガスバリアー層を備える場合には、それらのガスバリアー層の厚さの合計値は、通常10〜10000nmの範囲内であり、10〜5000nmの範囲内であることが好ましく、100〜3000nmの範囲内であることより好ましく、200〜2000nmの範囲内であることが特に好ましい。
ガスバリアー層の厚さの合計値が前記範囲内とすることで、優れた酸素ガスバリアー性及び水蒸気バリアー性等のガスバリアー性を示し、かつ屈曲によるガスバリアー性の低下を抑制することができる。
Moreover, the thickness of the gas barrier film of the present invention is preferably 5 to 3000 nm. When a plurality of gas barrier layers are provided, the total thickness of the gas barrier layers is usually 10 to 10,000 nm. It is preferably in the range of 10 to 5000 nm, more preferably in the range of 100 to 3000 nm, and particularly preferably in the range of 200 to 2000 nm.
By setting the total thickness of the gas barrier layer within the above range, gas barrier properties such as excellent oxygen gas barrier properties and water vapor barrier properties can be exhibited, and deterioration of the gas barrier properties due to bending can be suppressed. .

本発明のガスバリアーフィルム6の層構成の一例を、図1A及び図1Bに示した。
図1Aは、ケイ素を主成分bとして含有する領域3(以下、B領域という。)、主成分a及び主成分bに由来する化合物を含有する混合領域4及び遷移金属を主成分aとして含有する領域2(以下、A領域という。)を順に積層するガスバリアー層1を示している。
このように、本発明に係るガスバリアー層は、A領域、B領域及び混合領域を有することで、ガスバリアー性をより高めることができる点から好ましい。
なお、本発明のガスバリアーフィルム6は、基材5上に少なくともガスバリアー層1を備えていればよく、A領域側及びB領域側のどちらであってもよい。また、混合領域は、一部がA領域及びB領域を含んだ領域である。各領域についての詳細は後述する。
An example of the layer structure of the gas barrier film 6 of the present invention is shown in FIGS. 1A and 1B.
FIG. 1A includes a region 3 containing silicon as a main component b (hereinafter referred to as B region), a mixed region 4 containing a compound derived from the main component a and the main component b, and a transition metal as the main component a. A gas barrier layer 1 in which a region 2 (hereinafter referred to as an A region) is sequentially stacked is shown.
Thus, the gas barrier layer according to the present invention is preferable in that it has an A region, a B region, and a mixed region because the gas barrier property can be further improved.
In addition, the gas barrier film 6 of this invention should just be equipped with the gas barrier layer 1 at least on the base material 5, and may be either A area | region side and B area | region side. The mixed region is a region that partially includes the A region and the B region. Details of each area will be described later.

また、本発明のガスバリアー層は、図1Bに示すように、全域が混合領域であることも好ましい。
なお、本発明に係るガスバリアー層は、図1A及び図1B以外の構成、例えば、A領域又はB領域のいずれかを備えていない構成であってもよい。
Further, as shown in FIG. 1B, the gas barrier layer of the present invention preferably has a mixed region throughout.
The gas barrier layer according to the present invention may have a configuration other than those shown in FIGS. 1A and 1B, for example, a configuration that does not include either the A region or the B region.

[A領域]
本発明に係る遷移金属を主成分aとして含有する領域を、以下「A領域」ともいう。
ここで、「構成成分」とは、ガスバリアー層の特定領域を構成する化合物及び金属若しくは非金属の単体をいう。
また、「領域」とは、ガスバリアー層の厚さ方向に対して垂直な面(すなわち当該ガスバリアー層の最表面に平行な面)で当該ガスバリアー層を一定又は任意の厚さで分割したときに形成される対向する二つの面の間の三次元的範囲内をいい、当該領域内の構成成分の組成は厚さ方向において一定であっても、徐々に変化するものであっても良い。
また、A領域は、前記混合領域の一部として含まれており、さらに混合領域の外に備える構成であってもよい。
遷移金属(M)としては、特に制限されず、任意の遷移金属が単独又は組み合わせて用いられうる。ここで、遷移金属とは、長周期型周期表の第3族元素から第11族元素を指し、遷移金属としては、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Pd、Ag、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、及びAuなどが挙げられる。
[A area]
Hereinafter, the region containing the transition metal according to the present invention as the main component a is also referred to as “A region”.
Here, the “constituent component” means a compound constituting a specific region of the gas barrier layer and a simple substance of metal or nonmetal.
In addition, the “region” means that the gas barrier layer is divided at a constant or arbitrary thickness on a plane perpendicular to the thickness direction of the gas barrier layer (that is, a plane parallel to the outermost surface of the gas barrier layer). This refers to a three-dimensional range between two opposing faces that are sometimes formed, and the composition of components in the region may be constant in the thickness direction or may gradually change. .
Further, the area A may be included as a part of the mixed area and further provided outside the mixed area.
The transition metal (M) is not particularly limited, and any transition metal can be used alone or in combination. Here, the transition metal refers to a Group 3 element to a Group 11 element in the long-period periodic table, and the transition metal includes Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Pd, Ag, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Hf, Ta , W, Re, Os, Ir, Pt, and Au.

なかでも、良好なガスバリアー性が得られる遷移金属(M)としては、Nb、Ta、V、Zr、Ti、Hf、Y、La、Ce等が挙げられる。これらのなかでも、種々の検討結果から、特に第5族元素であるNb、Taが、ガスバリアー層に含有されるケイ素(Si)に対する結合が生じやすいと考えられるため、好ましく用いることができる。
特に遷移金属(M)が第5族元素(特に、Nb)である場合、著しいガスバリアー性の向上効果が得られる。これは、Siと第5族元素(特に、Nb)との結合が特に生じやすいためであると考えられる。さらに、光学特性の観点から、遷移金属(M)は、透明性が良好な化合物が得られるNb、Taが特に好ましい。
Especially, as transition metal (M) with which favorable gas barrier property is obtained, Nb, Ta, V, Zr, Ti, Hf, Y, La, Ce, etc. are mentioned. Among these, Nb and Ta, which are Group 5 elements, are considered to be likely to be bonded to silicon (Si) contained in the gas barrier layer from various examination results, and therefore can be preferably used.
In particular, when the transition metal (M) is a Group 5 element (particularly Nb), a significant gas barrier property improvement effect can be obtained. This is presumably because the bond between Si and the Group 5 element (particularly Nb) is particularly likely to occur. Furthermore, from the viewpoint of optical properties, the transition metal (M) is particularly preferably Nb or Ta from which a compound with good transparency can be obtained.

ガスバリアー層のA領域の層厚は、ガスバリアー性と光学特性との両立の観点から、2〜50nmであることが好ましく、4〜25nmの範囲内であることがより好ましく、5〜15nmの範囲内であることがさらに好ましい。   The layer thickness of the A region of the gas barrier layer is preferably 2 to 50 nm, more preferably within the range of 4 to 25 nm, more preferably 5 to 15 nm from the viewpoint of achieving both gas barrier properties and optical properties. More preferably, it is within the range.

[B領域]
本発明に係るケイ素を主成分bとして含有する領域を、以下「B領域」という。
本発明に係るガスバリアー層は、前記ケイ素、酸素及び炭素を含有するガスバリアー層のうちの少なくとも1層が前記条件(i)〜(iii)の全てを満たすことを特徴としており、当該1層がB領域であることが好ましい。
[B area]
The region containing silicon as the main component b according to the present invention is hereinafter referred to as “B region”.
The gas barrier layer according to the present invention is characterized in that at least one of the gas barrier layers containing silicon, oxygen and carbon satisfies all of the conditions (i) to (iii). Is preferably the B region.

すなわち、このようなガスバリアー層のB領域の層厚方向におけるガスバリアー層のB領域の表面からの距離と、ケイ素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対するケイ素原子の量の比率(ケイ素の原子比率)、酸素原子の量の比率(酸素の原子比率)及び炭素原子の量の比率(炭素の原子比率)との関係をそれぞれ示すケイ素分布曲線、酸素分布曲線及び炭素分布曲線において、(i)ケイ素の原子比率、酸素の原子比率及び炭素の原子比率が、前記B領域の層厚の90%以上(より好ましくは95%以上、特に好ましくは100%)の領域において下記式(I):
(酸素の原子比率)>(ケイ素の原子比率)>(炭素の原子比率)・・・(I)
で表される条件を満たすことが必要である。ケイ素の原子比率、酸素の原子比率及び炭素の原子比率が前記条件を満たさない場合には、得られるガスバリアーフィルムのガスバリアー性が不十分となる。
That is, the distance from the surface of the B region of the gas barrier layer in the thickness direction of the B region of such a gas barrier layer and the ratio of the amount of silicon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms (silicon In the silicon distribution curve, the oxygen distribution curve, and the carbon distribution curve respectively showing the relationship between the atomic ratio), the oxygen atom ratio (oxygen atomic ratio), and the carbon atom ratio (carbon atomic ratio). ) In a region where the atomic ratio of silicon, the atomic ratio of oxygen and the atomic ratio of carbon are 90% or more (more preferably 95% or more, particularly preferably 100%) of the layer thickness of the B region, the following formula (I):
(Atomic ratio of oxygen)> (Atomic ratio of silicon)> (Atomic ratio of carbon) (I)
It is necessary to satisfy the condition expressed by When the atomic ratio of silicon, the atomic ratio of oxygen, and the atomic ratio of carbon do not satisfy the above conditions, the resulting gas barrier film has insufficient gas barrier properties.

ガスバリアー層のB領域は、(ii)前記炭素分布曲線が少なくとも1つの極値を有することが必要である。また、このようなガスバリアー層のB領域においては、前記炭素分布曲線が少なくとも2つの極値を有することがより好ましく、少なくとも3つの極値を有することが特に好ましい。
前記炭素分布曲線が極値を有する場合には、得られるガスバリアーフィルムのフィルムを屈曲させた場合におけるガスバリアー性の低下を抑制することができる。また、このように少なくとも3つの極値を有する場合においては、前記炭素分布曲線の有する1つの極値及び該極値に隣接する極値における前記ガスバリアー層のB領域の層厚方向における前記ガスバリアー層のB領域の表面からの距離の差の絶対値がいずれも200nm以下であることが好ましく、100nm以下であることがより好ましい。
In the B region of the gas barrier layer, (ii) the carbon distribution curve needs to have at least one extreme value. In the B region of such a gas barrier layer, the carbon distribution curve more preferably has at least two extreme values, and particularly preferably has at least three extreme values.
When the carbon distribution curve has an extreme value, it is possible to suppress a decrease in gas barrier properties when the obtained gas barrier film is bent. In the case of having at least three extreme values as described above, the gas in the layer thickness direction of the B region of the gas barrier layer at one extreme value and the extreme value adjacent to the extreme value of the carbon distribution curve. The absolute value of the difference in distance from the surface of the B region of the barrier layer is preferably 200 nm or less, and more preferably 100 nm or less.

なお、本発明において極値とは、ガスバリアー層のB領域の層厚方向におけるガスバリアー層のB領域の表面からの距離に対する元素の原子比率の極大値又は極小値のことをいう。
また、本発明において極大値とは、ガスバリアー層のB領域の表面からの距離を変化させた場合に元素の原子比率の値が増加から減少に変わる点であって、かつその点の元素の原子比率の値よりも、該点からガスバリアー層のB領域の層厚方向におけるガスバリアー層のB領域の表面からの距離を更に20nm変化させた位置の元素の原子比率の値が3at%以上減少する点のことをいう。
さらに、本発明において極小値とは、ガスバリアー層のB領域の表面からの距離を変化させた場合に元素の原子比率の値が減少から増加に変わる点であり、かつその点の元素の原子比率の値よりも、該点からガスバリアー層のB領域の層厚方向におけるガスバリアー層のB領域の表面からの距離を更に20nm変化させた位置の元素の原子比率の値が3at%以上増加する点のことをいう。
In the present invention, the extreme value means the maximum value or the minimum value of the atomic ratio of the element to the distance from the surface of the B region of the gas barrier layer in the layer thickness direction of the B region of the gas barrier layer.
In the present invention, the maximum value is a point where the value of the atomic ratio of an element changes from increasing to decreasing when the distance from the surface of the B region of the gas barrier layer is changed, and The value of the atomic ratio of the element at a position where the distance from the surface of the B region of the gas barrier layer in the layer thickness direction of the B region of the gas barrier layer is further changed by 20 nm from the point is 3 at% or more. The point where it decreases.
Further, in the present invention, the minimum value is a point where the value of the atomic ratio of an element changes from decreasing to increasing when the distance from the surface of the B region of the gas barrier layer is changed, and the atomic atom of the element at that point The atomic ratio value of the element at a position where the distance from the surface of the B region of the gas barrier layer in the layer thickness direction of the B region of the gas barrier layer is further changed by 20 nm from the point is increased by 3 at% or more. The point to do.

また、このようなガスバリアー層のB領域は、更に、(iii)前記炭素分布曲線における炭素の原子比率の最大値及び最小値の差の絶対値が5at%以上であることが必要である。
また、このようなガスバリアー層のB領域においては、炭素の原子比率の最大値及び最小値の差の絶対値が6at%以上であることがより好ましく、7at%以上であることが特に好ましい。前記絶対値が5at%未満では、得られるガスバリアーフィルムのフィルムを屈曲させた場合におけるガスバリアー性が不十分となる。
Further, in the B region of such a gas barrier layer, (iii) the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the atomic ratio of carbon in the carbon distribution curve needs to be 5 at% or more.
In the B region of such a gas barrier layer, the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the atomic ratio of carbon is more preferably 6 at% or more, and particularly preferably 7 at% or more. When the absolute value is less than 5 at%, the gas barrier property when the obtained gas barrier film is bent is insufficient.

本発明においては、前記ガスバリアー層のB領域の前記酸素分布曲線が少なくとも1つの極値を有することが好ましく、少なくとも2つの極値を有することがより好ましく、少なくとも3つの極値を有することが特に好ましい。前記酸素分布曲線が極値を有さない場合には、得られるガスバリアーフィルムのフィルムを屈曲させた場合におけるガスバリアー性が低下する傾向にある。また、このように少なくとも3つの極値を有する場合においては、前記酸素分布曲線の有する1つの極値及び該極値に隣接する極値における前記ガスバリアー層のB領域の層厚方向における前記ガスバリアー層のB領域の表面からの距離の差の絶対値がいずれも200nm以下であることが好ましく、100nm以下であることがより好ましい。   In the present invention, the oxygen distribution curve in the B region of the gas barrier layer preferably has at least one extreme value, more preferably has at least two extreme values, and has at least three extreme values. Particularly preferred. When the oxygen distribution curve does not have an extreme value, the gas barrier property when the obtained gas barrier film is bent tends to be lowered. In the case of having at least three extreme values as described above, the gas in the thickness direction of the B region of the gas barrier layer at one extreme value and the extreme value adjacent to the extreme value of the oxygen distribution curve. The absolute value of the difference in distance from the surface of the B region of the barrier layer is preferably 200 nm or less, and more preferably 100 nm or less.

また、本発明においては、前記ガスバリアー層のB領域の前記酸素分布曲線における酸素の原子比率の最大値及び最小値の差の絶対値が5at%以上であることが好ましく、6at%以上であることがより好ましく、7at%以上であることが特に好ましい。前記絶対値が前記下限以上とすることで、得られるガスバリアーフィルムのフィルムを屈曲させた場合であってもガスバリアー性の低下を抑制することができる。   In the present invention, the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the atomic ratio of oxygen in the oxygen distribution curve in the B region of the gas barrier layer is preferably 5 at% or more, and is 6 at% or more. More preferably, it is particularly preferably 7 at% or more. By setting the absolute value to be equal to or more than the lower limit, it is possible to suppress a decrease in gas barrier properties even when the obtained gas barrier film is bent.

本発明においては、前記ガスバリアー層のB領域の前記ケイ素分布曲線におけるケイ素の原子比率の最大値及び最小値の差の絶対値が5at%未満であることが好ましく、4at%未満であることがより好ましく、3at%未満であることが特に好ましい。前記絶対値が前記上限未満であることにより、得られるガスバリアーフィルムのフィルムを屈曲させた場合であってもガスバリアー性の低下を抑制することができる。   In the present invention, the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the atomic ratio of silicon in the silicon distribution curve in the B region of the gas barrier layer is preferably less than 5 at%, and preferably less than 4 at%. More preferably, it is particularly preferably less than 3 at%. When the absolute value is less than the upper limit, it is possible to suppress a decrease in gas barrier properties even when the obtained gas barrier film is bent.

また、本発明においては、前記ガスバリアー層のB領域のうちの少なくとも1層の層厚方向におけるガスバリアー層のB領域の表面からの距離とケイ素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する酸素原子及び炭素原子の合計量の比率(酸素及び炭素の原子比率)との関係を示す酸素炭素分布曲線において、前記酸素炭素分布曲線における酸素及び炭素の原子比率の合計の最大値及び最小値の差の絶対値が5at%未満であることが好ましく、4at%未満であることがより好ましく、3at%未満であることが特に好ましい。前記絶対値が前記上限未満であることにより、得られるガスバリアーフィルムのフィルムを屈曲させた場合であってもガスバリアー性の低下を抑制することができる。   In the present invention, the oxygen from the distance from the surface of the B region of the gas barrier layer in the thickness direction of at least one of the B regions of the gas barrier layer and the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms. In the oxygen carbon distribution curve showing the relationship with the ratio of the total amount of atoms and carbon atoms (the atomic ratio of oxygen and carbon), the difference between the maximum value and the minimum value of the total oxygen and carbon atomic ratio in the oxygen carbon distribution curve Is preferably less than 5 at%, more preferably less than 4 at%, and particularly preferably less than 3 at%. When the absolute value is less than the upper limit, it is possible to suppress a decrease in gas barrier properties even when the obtained gas barrier film is bent.

前記ケイ素分布曲線、前記酸素分布曲線、前記炭素分布曲線及び前記酸素炭素分布曲線は、X線光電子分光法(XPS:X−ray Photoelectron Spectroscopy)の測定とアルゴン等の希ガスイオンスパッタとを併用することにより、試料内部を露出させつつ順次表面組成分析を行う、いわゆるXPSデプスプロファイル測定により作成することができる。
このようなXPSデプスプロファイル測定により得られる分布曲線は、例えば、縦軸を各元素の原子比率(単位:at%)とし、横軸をエッチング時間(スパッタ時間)として作成することができる。なお、このように横軸をエッチング時間とする元素の分布曲線においては、エッチング時間は層厚方向における前記ガスバリアー層の層厚方向における前記ガスバリアー層の表面からの距離に概ね相関することから、「ガスバリアー層のB領域の層厚方向におけるガスバリアー層のB領域の表面からの距離」として、XPSデプスプロファイル測定の際に採用したエッチング速度とエッチング時間との関係から算出されるガスバリアー層の表面からの距離を採用することができる。また、このようなXPSデプスプロファイル測定に際して採用するスパッタリング法としては、エッチングイオン種としてアルゴン(Ar)を用いた希ガスイオンスパッタリング法を採用し、そのエッチング速度(エッチングレート)を0.05nm/sec(SiO熱酸化膜換算値)とすることが好ましい。
The silicon distribution curve, the oxygen distribution curve, the carbon distribution curve, and the oxygen-carbon distribution curve use both X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) measurement and rare gas ion sputtering such as argon. Thus, it can be created by so-called XPS depth profile measurement in which the surface composition analysis is sequentially performed while the inside of the sample is exposed.
A distribution curve obtained by such XPS depth profile measurement can be created, for example, with the vertical axis as the atomic ratio (unit: at%) of each element and the horizontal axis as the etching time (sputtering time). In the element distribution curve with the horizontal axis as the etching time in this way, the etching time generally correlates with the distance from the surface of the gas barrier layer in the layer thickness direction of the gas barrier layer in the layer thickness direction. , “Distance from the surface of the B region of the gas barrier layer in the thickness direction of the B region of the gas barrier layer” as calculated from the relationship between the etching rate and the etching time employed in the XPS depth profile measurement The distance from the surface of the layer can be employed. Further, as a sputtering method employed for such XPS depth profile measurement, a rare gas ion sputtering method using argon (Ar + ) as an etching ion species is employed, and the etching rate (etching rate) is 0.05 nm / It is preferable to set to sec (SiO 2 thermal oxide film conversion value).

また、本発明においては、膜面全体において均一で、かつ優れたガスバリアー性を有するガスバリアー層を形成するという観点から、ガスバリアー層が膜面方向(ガスバリアー層の表面に平行な方向)において実質的に一様であることが好ましい。本明細書において、ガスバリアー層が膜面方向において実質的に一様とは、XPSデプスプロファイル測定によりガスバリアー層の膜面の任意の2箇所の測定箇所について前記酸素分布曲線、前記炭素分布曲線及び前記酸素炭素分布曲線を作成した場合に、その任意の2箇所の測定箇所において得られる炭素分布曲線が持つ極値の数が同じであり、それぞれの炭素分布曲線における炭素の原子比率の最大値及び最小値の差の絶対値が、互いに同じであるか又は5at%以内の差であることをいう。   In the present invention, from the viewpoint of forming a gas barrier layer that is uniform over the entire film surface and has excellent gas barrier properties, the gas barrier layer is in the film surface direction (direction parallel to the surface of the gas barrier layer). Is substantially uniform. In this specification, that the gas barrier layer is substantially uniform in the film surface direction means that the oxygen distribution curve and the carbon distribution curve are measured at any two measurement points on the film surface of the gas barrier layer by XPS depth profile measurement. And when the oxygen carbon distribution curve is created, the number of extreme values of the carbon distribution curve obtained at any two measurement locations is the same, and the maximum value of the atomic ratio of carbon in each carbon distribution curve And the absolute value of the difference between the minimum values is the same as each other or within 5 at%.

さらに、本発明においては、前記炭素分布曲線は実質的に連続であることが、屈曲耐性が良好となる。
本明細書において、炭素分布曲線が実質的に連続とは、炭素分布曲線における炭素の原子比率が不連続に変化する部分を含まないことを意味し、具体的には、エッチング速度とエッチング時間とから算出される前記ガスバリアー層のうちの少なくとも1層の層厚方向におけるガスバリアー層のB領域の表面からの距離(x、単位:nm)と、炭素の原子比率(C、単位:at%)との関係において、下記数式(F1):
(dC/dx)≦0.5・・・(F1)
で表される条件を満たすことをいう。
Further, in the present invention, the bending resistance is good when the carbon distribution curve is substantially continuous.
In this specification, that the carbon distribution curve is substantially continuous means that the carbon distribution curve does not include a portion in which the atomic ratio of carbon changes discontinuously. Specifically, the etching rate, the etching time, The distance (x, unit: nm) from the surface of the B region of the gas barrier layer in the layer thickness direction of at least one of the gas barrier layers calculated from the above, and the atomic ratio of carbon (C, unit: at%) ) In the following formula (F1):
(DC / dx) ≦ 0.5 (F1)
This means that the condition represented by

本発明のガスバリアーフィルムのB領域は、前記条件(i)〜(iii)を全て満たす領域を少なくとも1つ備えることが必要であるが、そのような条件を満たす領域を2つ以上備えていてもよい。
また、このようなB領域を2つ以上備える場合には、複数のB領域の材質は、同一であってもよく、異なっていてもよい。また、このようなB領域を2つ以上備える場合には、B領域は前記基材の一方の表面上に形成されていてもよく、前記基材の両方の表面上に形成されていてもよい。さらに、このような複数の領域としては、ガスバリアー性を必ずしも有しない領域を含んでいてもよい。
The region B of the gas barrier film of the present invention needs to include at least one region that satisfies all of the conditions (i) to (iii), but includes two or more regions that satisfy such a condition. Also good.
When two or more such B regions are provided, the materials of the plurality of B regions may be the same or different. Further, when two or more such B regions are provided, the B region may be formed on one surface of the base material, or may be formed on both surfaces of the base material. . Furthermore, such a plurality of regions may include a region that does not necessarily have a gas barrier property.

また、前記ケイ素分布曲線、前記酸素分布曲線及び前記炭素分布曲線において、ケイ素の原子比率、酸素の原子比率及び炭素の原子比率が、ガスバリアー層のB領域の90%以上の領域において前記式(I)で表される条件を満たす場合には、前記B領域中におけるケイ素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対するケイ素原子の含有量の原子比率は、25〜45at%の範囲内であることが好ましく、30〜40at%の範囲内であることがより好ましい。また、前記B領域中におけるケイ素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する酸素原子の含有量の原子比率は、33〜67at%の範囲内であることが好ましく、45〜67at%の範囲内であることがより好ましい。さらに、前記B領域中におけるケイ素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する炭素原子の含有量の原子比率は、3〜33at%の範囲内であることが好ましく、3〜25at%の範囲内であることがより好ましい。   Further, in the silicon distribution curve, the oxygen distribution curve, and the carbon distribution curve, in the region where the atomic ratio of silicon, the atomic ratio of oxygen, and the atomic ratio of carbon are 90% or more of the B region of the gas barrier layer, When the condition represented by I) is satisfied, the atomic ratio of the silicon atom content to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms in the B region is in the range of 25 to 45 at%. Is preferable, and it is more preferable to be within the range of 30 to 40 at%. The atomic ratio of the oxygen atom content to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms in the region B is preferably in the range of 33 to 67 at%, and in the range of 45 to 67 at%. More preferably. Furthermore, the atomic ratio of the carbon atom content to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms in the B region is preferably in the range of 3 to 33 at%, and in the range of 3 to 25 at%. More preferably.

なお、B領域は、前記混合領域の一部として含まれており、さらに図1Aに示すように混合領域の外にも備える構成であることも好ましい。
また、前記ガスバリアー層のB領域の厚さは、特に限定されないが、5〜3000nmの範囲内であることが好ましく、10〜2000nmの範囲内であることより好ましく、100〜1000nmの範囲内であることが特に好ましい。
ガスバリアー層のB領域の厚さが前記範囲内とすることで、優れた酸素ガスバリアー性及び水蒸気バリアー性等のガスバリアー性を示し、かつ屈曲によるガスバリアー性の低下を抑制することができる。
In addition, it is preferable that B area | region is included as a part of said mixing area | region, and also it is the structure provided also outside a mixing area | region as shown to FIG.
The thickness of the B region of the gas barrier layer is not particularly limited, but is preferably in the range of 5 to 3000 nm, more preferably in the range of 10 to 2000 nm, and in the range of 100 to 1000 nm. It is particularly preferred.
By setting the thickness of the B region of the gas barrier layer within the above range, excellent gas barrier properties such as oxygen gas barrier property and water vapor barrier property can be exhibited, and deterioration of the gas barrier property due to bending can be suppressed. .

[混合領域]
本発明に係るガスバリアー層は、層厚方向においてケイ素及び遷移金属Mを含有し、前記ケイ素に対する前記遷移金属Mの原子数比(M/ケイ素)の値が、0.02〜49の範囲内である、連続する5nm以上の混合領域が存在することを特徴とする。また、混合領域は、その一部に前記A領域及びB領域を含んでいることを特徴とする。
本発明に係る混合領域は、化学量論的に酸素が欠損した組成である複合化合物を含有する領域であることが好ましく、前記遷移金属と前記ケイ素若しくはその化合物との混合物又は前記複合化合物の少なくとも一方が含有されていることが好ましい。また、混合領域は、炭素及び酸素をさらに含有することが好ましい。
「複合化合物」とは、前記A領域及びB領域の前記構成成分が相互に化学結合をして形成された化合物をいい、酸化物を含む。例えば、ニオブ原子とケイ素原子が直接的に又は酸素原子を介して化学結合を形成している化学構造を有する化合物をいう。
なお、本願においては、前記A領域及びBの前記構成成分が相互に分子間相互作用などにより物理的結合をして形成された複合体も本発明に係る「複合化合物」に含まれるものとする。
[Mixed area]
The gas barrier layer according to the present invention contains silicon and a transition metal M in the layer thickness direction, and the value of the atomic ratio (M / silicon) of the transition metal M to the silicon is in the range of 0.02 to 49. There is a continuous mixed region of 5 nm or more. Further, the mixed region includes the A region and the B region in a part thereof.
The mixed region according to the present invention is preferably a region containing a composite compound having a stoichiometrically oxygen-deficient composition, and at least a mixture of the transition metal and the silicon or a compound thereof or at least the composite compound. One is preferably contained. The mixed region preferably further contains carbon and oxygen.
The “composite compound” refers to a compound formed by chemically bonding the constituent components of the A region and the B region to each other, and includes an oxide. For example, it refers to a compound having a chemical structure in which a niobium atom and a silicon atom form a chemical bond directly or via an oxygen atom.
In the present application, a complex formed by physically combining the constituent components of the A region and B with each other by intermolecular interaction is also included in the “composite compound” according to the present invention. .

この特徴を満たす限り、ガスバリアー層の混合領域以外の領域は、例えば、混合領域には該当しないケイ素(Si)及び遷移金属(M)の複合化合物(酸素欠損領域であっても、化学量論的な組成の領域であってもよい。)の層が含まれていてもよい。また、ガスバリアー層の混合領域以外の領域は、ケイ素(Si)の酸化物、窒化物、酸窒化物、酸炭化物(酸素欠損領域であっても、化学量論的な組成の領域であってもよい。)等の領域であってもよいし、遷移金属(M)の酸化物、窒化物、酸窒化物、酸炭化物(酸素欠損領域であっても、化学量論的な組成の領域であってもよい。)等の領域であってもよい。   As long as this feature is satisfied, the region other than the mixed region of the gas barrier layer may be, for example, a composite compound of silicon (Si) and transition metal (M) that does not correspond to the mixed region (even in the oxygen-deficient region, the stoichiometry). A layer of a typical composition) may be included. The regions other than the mixed region of the gas barrier layer are silicon (Si) oxides, nitrides, oxynitrides, oxycarbides (even oxygen deficient regions, which are regions of stoichiometric composition. Or a transition metal (M) oxide, nitride, oxynitride, oxycarbide (oxygen-deficient region or a region of stoichiometric composition). Or the like.

以下に、本発明に係るガスバリアー層における混合領域の具体例について、図2を用いて説明する。
図2は、ガスバリアー層の層厚方向におけるケイ素及び遷移金属の組成分布をXPS法により分析したときの元素プロファイルと混合領域を説明するためのグラフである。
図2において、ガスバリアー層の表面(グラフの左端部)より深さ方向に、ケイ素、遷移金属(M)、O、Cの元素分析を行い、横軸にスパッタの深さ(層厚:nm)を、縦軸にケイ素と遷移金属(M)の含有率(atom%)を示したグラフである。
右側より、金属としてSiを主成分とする元素組成であるB領域が示され、これに接して左側に金属として遷移金属(M、例えば、ニオブ)を主成分とする元素組成であるA領域が示されている。
混合領域は、遷移金属(M)/ケイ素の原子数比の値が、0.02〜49の範囲内の元素組成で示される領域である。また、混合領域は、A領域の一部とB領域の一部が含まれている領域であって、かつ、厚さ5nm以上の領域である。
Below, the specific example of the mixing area | region in the gas barrier layer which concerns on this invention is demonstrated using FIG.
FIG. 2 is a graph for explaining the element profile and the mixed region when the composition distribution of silicon and transition metal in the layer thickness direction of the gas barrier layer is analyzed by the XPS method.
In FIG. 2, elemental analysis of silicon, transition metal (M), O, and C is performed in the depth direction from the surface of the gas barrier layer (the left end of the graph), and the horizontal axis represents the sputter depth (layer thickness: nm). ), And the vertical axis represents the content (atom%) of silicon and transition metal (M).
From the right side, the B region, which is an elemental composition mainly containing Si as a metal, is shown, and on the left side, the A region, which is an elemental composition mainly containing a transition metal (M, for example, niobium) as a metal, is shown. It is shown.
The mixed region is a region in which the value of the atomic ratio of transition metal (M) / silicon is indicated by an elemental composition within a range of 0.02 to 49. The mixed region is a region including a part of the A region and a part of the B region, and a region having a thickness of 5 nm or more.

(酸素欠損領域)
本発明においては、前記複合化合物が、酸素が欠損した非化学量論的組成の金属酸化物であることが好ましい。
本発明に係るガスバリアー層の混合領域の組成を、ケイ素(Si)、遷移金属を(M)、酸素をO、炭素をCとして、ガスバリアー層の混合領域の組成を化学組成式(II):(Si)(M)としたときに、混合領域の少なくとも一部が下記化学組成式(III)を満たすことが好ましい。
(Oxygen deficient region)
In the present invention, the composite compound is preferably a metal oxide having a non-stoichiometric composition in which oxygen is lost.
The composition of the mixed region of the gas barrier layer according to the present invention is represented by the chemical composition formula (II) where the composition of the mixed region of the gas barrier layer is silicon (Si), the transition metal is (M), oxygen is O, and carbon is C. : (Si) (M) x O y C z It is preferable that at least a part of the mixed region satisfies the following chemical composition formula (III).

化学組成式(III):(2y+3z)/(a+bx)<1.0
式中、aはケイ素(Si)の価数である。bは、遷移金属(M)の最大価数である。x、y及びzは、化学量論係数を表す。さらに、0.02≦x≦49、0<y及び0<zを満たす。
前記関係式(III)は、ガスバリアー層の混合領域が、ケイ素(Si)と遷移金属(M)との複合化合物の酸素欠損組成を含んでいることを表している。
Chemical composition formula (III): (2y + 3z) / (a + bx) <1.0
In the formula, a is the valence of silicon (Si). b is the maximum valence of the transition metal (M). x, y and z represent stoichiometric coefficients. Furthermore, 0.02 ≦ x ≦ 49, 0 <y and 0 <z are satisfied.
The relational expression (III) represents that the mixed region of the gas barrier layer contains an oxygen deficient composition of a composite compound of silicon (Si) and transition metal (M).

上述したように、本発明に係るケイ素(Si)と遷移金属(M)との複合化合物の組成は、(Si)(M)で示される。この組成からも明らかなように、前記複合化合物は、一部炭化物の構造を含んでいてもよい。ここでは、ケイ素(Si)の最大価数をa、遷移金属(M)の最大価数をb、Oの価数を2、Cの価数を3とする。そして、前記複合化合物(一部炭化物となっているものを含む)が化学量論的組成になっている場合は、(2y+3z)/(a+bx)=1.0となる。この式は、ケイ素(Si)及び遷移金属(M)の結合手の合計と、O、Cの結合手の合計とが同数であることを意味し、この場合、ケイ素(Si)及び遷移金属(M)ともに、O、Cのいずれかと結合していることになる。なお、本発明において、ケイ素(Si)として2種以上が併用される場合や、遷移金属(M)として2種以上が併用される場合には、各元素の最大価数を各元素の存在比率によって加重平均することにより算出される複合価数を「最大価数」のa及びbの値として採用するものとする。 As described above, the composition of the composite compound of silicon (Si) and transition metal (M) according to the present invention is represented by (Si) (M) x O y C z . As is clear from this composition, the composite compound may partially contain a carbide structure. Here, the maximum valence of silicon (Si) is a, the maximum valence of transition metal (M) is b, the valence of O is 2, and the valence of C is 3. When the composite compound (including a partly carbide) has a stoichiometric composition, (2y + 3z) / (a + bx) = 1.0. This formula means that the total number of bonds of silicon (Si) and transition metal (M) is equal to the total number of bonds of O and C. In this case, silicon (Si) and transition metal ( Both M) are bonded to either O or C. In addition, in this invention, when 2 or more types are used together as silicon (Si), or when 2 or more types are used together as a transition metal (M), the abundance ratio of each element is set to the maximum valence of each element. The composite valence calculated by performing the weighted average according to is adopted as the values of a and b of the “maximum valence”.

一方、本発明に係る混合領域のように、(2y+3z)/(a+bx)<1.0となる場合には、ケイ素(Si)及び遷移金属(M)の結合手の合計に対して、O、Cの結合手の合計が不足していることを意味し、この状態が前記複合化合物の「酸素欠損」である。酸素欠損状態においては、ケイ素(Si)及び遷移金属(M)の余った結合手は互いに結合する可能性を有しており、ケイ素(Si)や遷移金属(M)の金属同士が直接結合すると、金属の間にOやCを介して結合した場合よりも緻密で高密度な構造が形成され、その結果として、ガスバリアー性が向上すると考えられる。   On the other hand, when (2y + 3z) / (a + bx) <1.0, as in the mixed region according to the present invention, the total number of bonds of silicon (Si) and transition metal (M) is O, This means that the total number of C bonds is insufficient, and this state is an “oxygen deficiency” of the composite compound. In the oxygen deficient state, the remaining bonds of silicon (Si) and transition metal (M) have the possibility of bonding to each other, and when the metals of silicon (Si) and transition metal (M) are directly bonded to each other. It is considered that a denser and higher-density structure is formed than when the metals are bonded through O or C, and as a result, the gas barrier property is improved.

また、本発明において、混合領域は、前記xの値が、0.02≦x≦49(0<y、0≦z)を満たす領域である。これは、先に、遷移金属(M)/ケイ素(Si)の原子数比率の値が、0.02〜49の範囲内にあり、厚さが5nm以上である領域と定義する、としたことと同一の定義である。この領域では、ケイ素(Si)及び遷移金属(M)の双方が金属同士の直接結合に関与することから、この条件を満たす混合領域が所定値以上(5nm)の厚さで存在することで、ガスバリアー性の向上に寄与すると考えられる。なお、ケイ素(Si)及び遷移金属(M)の存在比率が近いほどガスバリアー性の向上に寄与しうると考えられることから、混合領域は、0.1≦x≦10を満たす領域を5nm以上の厚さで含むことが好ましく、0.2≦x≦49を満たす領域を5nm以上の厚さで含むことがより好ましく、0.3≦x≦4を満たす領域を5nm以上の厚さで含むことが更に好ましい。   In the present invention, the mixed region is a region where the value of x satisfies 0.02 ≦ x ≦ 49 (0 <y, 0 ≦ z). This was previously defined as a region in which the value of the number ratio of transition metal (M) / silicon (Si) is in the range of 0.02 to 49 and the thickness is 5 nm or more. Is the same definition as In this region, since both silicon (Si) and transition metal (M) are involved in direct bonding between metals, a mixed region that satisfies this condition exists in a thickness of a predetermined value or more (5 nm), It is thought to contribute to the improvement of gas barrier properties. In addition, since it is thought that it can contribute to improvement of gas barrier property, so that the abundance ratio of silicon (Si) and transition metal (M) is closer, the mixed region has a region satisfying 0.1 ≦ x ≦ 10 by 5 nm or more. The region satisfying 0.2 ≦ x ≦ 49 is more preferably included with a thickness of 5 nm or more, and the region satisfying 0.3 ≦ x ≦ 4 is included with a thickness of 5 nm or more. More preferably.

上述したように、(2y+3z)/(a+bx)<1.0を満たす混合領域が存在すれば、ガスバリアー性の向上効果が発揮されることが確認されたが、混合領域は、(2y+3z)/(a+bx)≦0.9を満たすことが好ましく、(2y+3z)/(a+bx)≦0.85を満たすことがより好ましく、(2y+3z)/(a+bx)≦0.8を満たすことがさらに好ましい。
しかし、混合領域における(2y+3z)/(a+bx)の値が小さくなるほど、ガスバリアー性の向上効果は高くなるものの可視光での吸収も大きくなる。したがって、透明性が望まれる用途に使用するガスバリアー層の場合には、0.2≦(2y+3z)/(a+bx)であることが好ましく、0.3≦(2y+3z)/(a+bx)であることがより好ましく、0.4≦(2y+3z)/(a+bx)であることがさらに好ましい。
As described above, it has been confirmed that if there is a mixed region satisfying (2y + 3z) / (a + bx) <1.0, the effect of improving the gas barrier property is exhibited, but the mixed region is (2y + 3z) / It is preferable to satisfy (a + bx) ≦ 0.9, more preferably (2y + 3z) / (a + bx) ≦ 0.85, and even more preferably (2y + 3z) / (a + bx) ≦ 0.8.
However, as the value of (2y + 3z) / (a + bx) in the mixed region decreases, the effect of improving the gas barrier property increases, but the absorption with visible light also increases. Therefore, in the case of a gas barrier layer used for applications where transparency is desired, 0.2 ≦ (2y + 3z) / (a + bx) is preferable, and 0.3 ≦ (2y + 3z) / (a + bx). Is more preferable, and it is further preferable that 0.4 ≦ (2y + 3z) / (a + bx).

なお、本発明において良好なガスバリアー性が得られる混合領域の厚さは、SiO換算のスパッタ厚さとして、5nm以上であることが好ましく、8nm以上であることがより好ましく、10nm以上であることがさらに好ましく、20nm以上であることが特に好ましい。混合領域の厚さは、ガスバリアー性の観点からは特に上限はないが、光学特性の観点から、100nm以下であることが好ましく、50nm以下であることがより好ましく、30nm以下であることがさらに好ましい。
上述したような構成を有するガスバリアー層は、有機EL素子等の電子デバイス用のガスバリアー層として使用可能なレベルの非常に高いガスバリアー性を示す。
In the present invention, the thickness of the mixed region that provides good gas barrier properties is preferably 5 nm or more, more preferably 8 nm or more, and more preferably 10 nm or more as the sputtering thickness in terms of SiO 2. More preferably, it is particularly preferably 20 nm or more. The thickness of the mixed region is not particularly limited from the viewpoint of gas barrier properties, but is preferably 100 nm or less, more preferably 50 nm or less, and further preferably 30 nm or less from the viewpoint of optical characteristics. preferable.
The gas barrier layer having the configuration as described above exhibits an extremely high gas barrier property that can be used as a gas barrier layer for an electronic device such as an organic EL element.

ここで、上述したようなケイ素(Si)を主成分とする化合物(酸化物)を含む層と、遷移金属(M)を主成分とする化合物(酸化物)を含む層との積層構成では、積層界面には複合化合物からなる混合領域が形成される。しかしながら、当該混合領域に含まれる金属元素に占める各金属元素(Si又はM)の存在比率は、混合領域の厚さ方向に対してある程度大きい傾きをもって傾斜しており、その結果、上述した混合領域においてケイ素(Si)と遷移金属(M)との複合化合物の酸素欠損組成が形成されたとしても、その厚さは限定されたものとなることが、さらなる検討の結果判明した。   Here, in the stacked structure of the layer containing the compound (oxide) containing silicon (Si) as a main component and the layer containing the compound (oxide) containing transition metal (M) as a main component, A mixed region made of a composite compound is formed at the lamination interface. However, the abundance ratio of each metal element (Si or M) in the metal element contained in the mixed region is inclined with a certain degree of inclination with respect to the thickness direction of the mixed region. As a result of further studies, it was found that even if an oxygen deficient composition of a composite compound of silicon (Si) and transition metal (M) was formed in the film, the thickness was limited.

特に、ガスバリアー性の向上効果の高い、(Si)/{(Si)+(M)}が0.1〜0.9の範囲に含まれる領域の厚さはせいぜい10nm程度までしか形成されず、前記積層構成によって到達可能なガスバリアー性は限定されたものとなっており、また、前記積層構成における各層の成層厚さを増加させたとしても前記厚さにほとんど変化は見られなかった。   In particular, the thickness of the region in which (Si) / {(Si) + (M)} is in the range of 0.1 to 0.9, which is highly effective in improving the gas barrier property, is only formed to about 10 nm. The gas barrier property that can be reached by the laminated structure is limited, and even when the layer thickness of each layer in the laminated structure is increased, the thickness is hardly changed.

上述したような知見に基づき、本発明者は、前述のケイ素(Si)及び遷移金属(M)の双方が金属同士の直接結合に関与するための好ましい条件である0.02≦x≦49を満たす、ケイ素(Si)と遷移金属(M)との複合化合物の酸素欠損組成の厚さを変化させて、ガスバリアー性の向上効果が見られる臨界厚さについての検討を進めた。その結果、上述したように、前記厚さが5nm以上であることにより、ガスバリアー性の非常に著しい向上効果が見られることを確認した。   Based on the knowledge as described above, the present inventor satisfies 0.02 ≦ x ≦ 49, which is a preferable condition for both of the silicon (Si) and the transition metal (M) to participate in direct bonding between metals. By changing the thickness of the oxygen deficient composition of the composite compound of silicon (Si) and transition metal (M) to be satisfied, investigation was made on the critical thickness at which the effect of improving the gas barrier property is seen. As a result, as described above, it was confirmed that when the thickness was 5 nm or more, a very significant improvement in gas barrier properties was observed.

本発明でいう「混合領域」は、以下のXPSによる組成分析によって、組成内容と層厚を求めることができる。   In the “mixed region” in the present invention, the composition content and the layer thickness can be obtained by the following composition analysis by XPS.

〈XPSによる組成分析と混合領域の厚さの測定〉
本発明に係る混合領域は、ガスバリアー層の厚さ方向の組成分布をXPS法により分析したとき、前記ケイ素(Si)と遷移金属(M)とを含有する層との界面領域に、ケイ素(Si)と遷移金属(M)とが共存し、かつ、遷移金属(M)/ケイ素(Si)の原子数比率の値が、0.02〜49の範囲内にあり、厚さが5nm以上である領域であることが好ましい。
<Composition analysis by XPS and measurement of thickness of mixed region>
When the composition distribution in the thickness direction of the gas barrier layer is analyzed by the XPS method, the mixed region according to the present invention includes silicon (Si) in the interface region between the layer containing silicon (Si) and the transition metal (M). Si) and transition metal (M) coexist, and the value of the number ratio of transition metal (M) / silicon (Si) is in the range of 0.02 to 49, and the thickness is 5 nm or more. A certain region is preferable.

以下、XPS分析法による混合領域の測定方法について説明する。
本発明に係るガスバリアー層の混合領域の厚さ方向における元素濃度分布(以下、デプスプロファイルという。)は、具体的には、ケイ素分布曲線、遷移金属M分布曲線、酸素(O)、窒素(N)、炭素(C)分布曲線等を、X線光電子分光法の測定とアルゴン等の希ガスイオンスパッタとを併用することにより、ガスバリアー層の表面より内部を露出させつつ順次表面組成分析を行う、いわゆるXPSデプスプロファイル測定により作成することができる。このようなXPSデプスプロファイル測定により得られる分布曲線は、例えば、縦軸を各元素の原子比率(単位:atom%)とし、横軸をエッチング時間(スパッタ時間)として作成することができる。
Hereinafter, a method for measuring the mixed region by the XPS analysis method will be described.
Specifically, the element concentration distribution (hereinafter referred to as depth profile) in the thickness direction of the mixed region of the gas barrier layer according to the present invention includes a silicon distribution curve, a transition metal M distribution curve, oxygen (O), nitrogen ( N), carbon (C) distribution curve, etc., by using X-ray photoelectron spectroscopy measurement together with rare gas ion sputtering such as argon, surface composition analysis is sequentially performed while exposing the inside from the surface of the gas barrier layer. It can be created by so-called XPS depth profile measurement. A distribution curve obtained by such XPS depth profile measurement can be created, for example, with the vertical axis as the atomic ratio (unit: atom%) of each element and the horizontal axis as the etching time (sputtering time).

ガスバリアー層の混合領域の膜厚方向におけるガスバリアー層の混合領域の表面からの距離と、遷移金属、珪素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する、遷移金属の量の比率、珪素原子の量の比率(珪素の原子比)、酸素原子の量の比率(酸素の原子比)及び炭素原子の量の比率(炭素の原子比)との関係をそれぞれ示す遷移金属分布曲線、珪素分布曲線、酸素分布曲線及び炭素分布曲線において、20質量%以下、層厚方向に連続して含有することが好ましい。   The distance from the surface of the mixed region of the gas barrier layer in the film thickness direction of the mixed region of the gas barrier layer and the ratio of the amount of transition metal to the total amount of transition metal, silicon atom, oxygen atom and carbon atom, Transition metal distribution curve, silicon distribution curve showing the relationship between the ratio of the amount (atom ratio of silicon), the ratio of the amount of oxygen atoms (atomic ratio of oxygen) and the ratio of the amount of carbon atoms (atomic ratio of carbon), In an oxygen distribution curve and a carbon distribution curve, it is preferable to contain 20 mass% or less continuously in the layer thickness direction.

なお、このように横軸をエッチング時間とする元素の分布曲線においては、エッチング時間は層厚方向における前記ガスバリアー層の厚さ方向におけるガスバリアー層の表面からの距離におおむね相関することから、「ガスバリアー層の混合領域の厚さ方向におけるガスバリアー層の混合領域の表面からの距離」として、XPSデプスプロファイル測定の際に採用したエッチング速度とエッチング時間との関係から算出されるガスバリアー層の表面からの距離を採用することができる。また、このようなXPSデプスプロファイル測定に際して採用するスパッタリング法としては、エッチングイオン種としてアルゴン(Ar+)を用いた希ガスイオンスパッタリング法を採用し、そのエッチング速度(エッチングレート)を0.05nm/sec(SiO熱酸化膜換算値)とすることが好ましい。 In addition, in the element distribution curve with the horizontal axis as the etching time in this way, the etching time is generally correlated with the distance from the surface of the gas barrier layer in the thickness direction of the gas barrier layer in the layer thickness direction, The gas barrier layer calculated from the relationship between the etching rate and the etching time employed in the XPS depth profile measurement as “the distance from the surface of the mixed region of the gas barrier layer in the thickness direction of the mixed region of the gas barrier layer” The distance from the surface can be employed. Further, as a sputtering method employed for such XPS depth profile measurement, a rare gas ion sputtering method using argon (Ar +) as an etching ion species is employed, and the etching rate (etching rate) is 0.05 nm / sec. It is preferable to be (SiO 2 thermal oxide equivalent value).

以下に、本発明に適用可能なXPS分析の具体的な条件の一例を示す。
分析装置:アルバック・ファイ社製QUANTERA SXM
X線源:単色化Al−Kα
スパッタイオン:Ar(2keV)
デプスプロファイル:SiO換算スパッタ厚さで、所定の厚さ間隔で測定を繰り返し、深さ方向のデプスプロファイルを求める。この厚さ間隔は、1nmとした(深さ方向に1nmごとのデータが得られる)。
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。なお、分析した元素は、ケイ素(Si)、遷移金属M、酸素(O)、窒素(N)、炭素(C)である。
An example of specific conditions for XPS analysis applicable to the present invention is shown below.
Analyzer: QUANTERA SXM manufactured by ULVAC-PHI
X-ray source: Monochromatic Al-Kα
Sputtering ion: Ar (2 keV)
Depth profile: Measurement is repeated at a predetermined thickness interval with a SiO 2 equivalent sputtering thickness to obtain a depth profile in the depth direction. The thickness interval was 1 nm (data every 1 nm is obtained in the depth direction).
Quantification: The background was determined by the Shirley method, and quantified using the relative sensitivity coefficient method from the obtained peak area. Data processing uses MultiPak manufactured by ULVAC-PHI. The analyzed elements are silicon (Si), transition metal M, oxygen (O), nitrogen (N), and carbon (C).

得られたデータから、組成比を計算し、ケイ素(Si)と遷移金属Mとが共存し、かつ、遷移金属M/ケイ素Siの原子数比率の値が、0.02〜49になる範囲を求め、これを混合領域と定義し、その厚さを求めた。混合領域の厚さは、XPS分析におけるスパッタ深さをSiO換算で表したものである。 From the obtained data, the composition ratio is calculated, and silicon (Si) and the transition metal M coexist, and the value of the number ratio of transition metal M / silicon Si is 0.02 to 49. This was defined as a mixed region, and its thickness was determined. The thickness of the mixed region represents the sputter depth in XPS analysis in terms of SiO 2 .

本発明においては、混合領域の厚さは5nm以上であるときに「混合領域」と判定する。ガスバリアー性の観点からは、混合領域の厚さの上限はないが、光学特性の観点から、好ましくは5〜100nmの範囲内であり、より好ましくは8〜50nmの範囲内であり、さらに好ましくは、10〜30nmの範囲内である。   In the present invention, the “mixed region” is determined when the thickness of the mixed region is 5 nm or more. From the viewpoint of gas barrier properties, there is no upper limit of the thickness of the mixed region, but from the viewpoint of optical properties, it is preferably in the range of 5 to 100 nm, more preferably in the range of 8 to 50 nm, and still more preferably. Is in the range of 10 to 30 nm.

<ガスバリアーフィルムのその他の構成>
[基材]
本発明に用いる基材としては、無色透明な樹脂からなるフィルム又はシートが挙げられる。このような基材に用いる樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル系樹脂;ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、環状ポリオレフィン等のポリオレフィン系樹脂;ポリアミド系樹脂;ポリカーボネート系樹脂;ポリスチレン系樹脂;ポリビニルアルコール系樹脂;エチレン−酢酸ビニル共重合体のケン化物;ポリアクリロニトリル系樹脂;アセタール系樹脂;ポリイミド系樹脂が挙げられる。
これらの樹脂の中でも、耐熱性及び線膨張率が高く、製造コストが低いという観点から、ポリエステル系樹脂及びポリオレフィン系樹脂が好ましく、PET、PENが特に好ましい。また、これらの樹脂は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
<Other configurations of gas barrier film>
[Base material]
As a base material used for this invention, the film or sheet | seat which consists of colorless and transparent resin is mentioned. Examples of the resin used for such a substrate include polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN); polyolefin resins such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), and cyclic polyolefin; polyamide Polycarbonate resin; Polystyrene resin; Polyvinyl alcohol resin; Saponified ethylene-vinyl acetate copolymer; Polyacrylonitrile resin; Acetal resin; Polyimide resin.
Among these resins, polyester resins and polyolefin resins are preferable, and PET and PEN are particularly preferable from the viewpoints of high heat resistance and linear expansion coefficient and low manufacturing cost. Moreover, these resin can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

前記基材の厚さは、本発明のガスバリアーフィルムを製造する際の安定性を考慮して適宜に設定することができる。前記基材の厚さとしては、真空中においてもフィルムの搬送が可能であるという観点から、5〜500μmの範囲であることが好ましい。
さらに、プラズマCVD法により本発明に係るガスバリアー層を形成する場合には、前記基材を通して放電しながらガスバリアー層を形成することから、前記基材の厚さが50〜200μmの範囲であることがより好ましく、50〜100μmの範囲であることが特に好ましい。
The thickness of the base material can be appropriately set in consideration of stability when producing the gas barrier film of the present invention. The thickness of the substrate is preferably in the range of 5 to 500 μm from the viewpoint that the film can be conveyed even in a vacuum.
Further, when the gas barrier layer according to the present invention is formed by plasma CVD, the thickness of the base material is in the range of 50 to 200 μm because the gas barrier layer is formed while discharging through the base material. It is more preferable, and it is especially preferable that it is the range of 50-100 micrometers.

また、前記基材には、後述するガスバリアー層との密着性の観点から、基材の表面を清浄するための表面活性処理を施すことが好ましい。このような表面活性処理としては、例えば、コロナ処理、プラズマ処理、フレーム処理が挙げられる。   Moreover, it is preferable to perform the surface activation process for cleaning the surface of a base material from a viewpoint of adhesiveness with the gas barrier layer mentioned later to the said base material. Examples of such surface activation treatment include corona treatment, plasma treatment, and flame treatment.

[接着剤層]
本発明のガスバリアーフィルムは、前記基材及び前記ガスバリアー層を備えるものであるが、必要に応じて、更にプライマーコート層、ヒートシール性樹脂層、接着剤層等を備えていてもよい。このようなプライマーコート層は、前記基材及び前記ガスバリアー層との接着性を向上させることが可能な公知のプライマーコート剤を用いて形成することができる。
また、このようなヒートシール性樹脂層は、適宜公知のヒートシール性樹脂を用いて形成することができる。さらに、このような接着剤層は、適宜公知の接着剤を用いて形成することができ、このような接着剤層により複数のガスバリアーフィルム同士を接着させてもよい。
[Adhesive layer]
The gas barrier film of the present invention includes the base material and the gas barrier layer, and may further include a primer coat layer, a heat-sealable resin layer, an adhesive layer, and the like as necessary. Such a primer coat layer can be formed using a known primer coat agent capable of improving the adhesion between the base material and the gas barrier layer.
Moreover, such a heat-sealable resin layer can be suitably formed using a well-known heat-sealable resin. Furthermore, such an adhesive layer can be appropriately formed using a known adhesive, and a plurality of gas barrier films may be adhered to each other by such an adhesive layer.

<ガスバリアーフィルムの製造方法>
また、本発明のガスバリアーフィルムにおいては、前記ガスバリアー層がプラズマ化学気相成長法により形成される層であることが好ましい。このようなプラズマ化学気相成長法により形成されるガスバリアー層としては、前記基材を後述の一対の成膜ローラー上に配置し、後述の一対の成膜ローラー間に放電してプラズマを発生させるプラズマ化学気相成長法により形成される層であることがより好ましい。
また、このようにして一対の成膜ローラー間に放電する際には、前記一対の成膜ローラーの極性を交互に反転させることが好ましい。更に、このようなプラズマ化学気相成長法に用いる成膜ガスとしては有機ケイ素化合物と酸素とを含むものが好ましく、その成膜ガス中の酸素の含有量は、前記成膜ガス中の前記有機ケイ素化合物の全量を完全酸化するのに必要な理論酸素量以下であることが好ましい。
また、本発明のガスバリアーフィルムにおいては、前記ガスバリアー層が連続的な成膜プロセスにより形成された層であることが好ましい。
<Method for producing gas barrier film>
In the gas barrier film of the present invention, the gas barrier layer is preferably a layer formed by a plasma chemical vapor deposition method. As a gas barrier layer formed by such a plasma chemical vapor deposition method, the substrate is placed on a pair of film forming rollers described later, and plasma is generated by discharging between the pair of film forming rollers described later. More preferably, the layer is formed by plasma chemical vapor deposition.
Further, when discharging between the pair of film forming rollers in this way, it is preferable to reverse the polarities of the pair of film forming rollers alternately. Further, the film forming gas used in such a plasma chemical vapor deposition method preferably contains an organosilicon compound and oxygen, and the content of oxygen in the film forming gas is the organic gas in the film forming gas. It is preferable that the amount is less than or equal to the theoretical oxygen amount necessary for complete oxidation of the entire amount of the silicon compound.
In the gas barrier film of the present invention, the gas barrier layer is preferably a layer formed by a continuous film forming process.

ガスバリアー層は、ケイ素(Si)や、遷移金属(M)を含有する無機材料をスパッタリング法(例えば、マグネトロンカソードスパッタリング、平板マグネトロンスパッタリング、2極AC平板マグネトロンスパッタリング、2極AC回転マグネトロンスパッタリングなど、反応性スパッタリング法を含む)、蒸着法(例えば、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、イオンビーム蒸着、プラズマ支援蒸着など)、熱CVD法、触媒化学気相成長法(Cat−CVD)、容量結合プラズマCVD法(CCP−CVD)、光CVD法、プラズマCVD法(PE−CVD)、エピタキシャル成長法、原子層成長法等の気相成膜法等によって形成することができる。本発明においては、スパッタリング法や、蒸着法を用いることが特に好ましい。   The gas barrier layer is formed by sputtering an inorganic material containing silicon (Si) or transition metal (M) (for example, magnetron cathode sputtering, flat-plate magnetron sputtering, 2-pole AC flat-plate magnetron sputtering, 2-pole AC rotary magnetron sputtering, etc. Reactive sputtering method), vapor deposition method (for example, resistance heating vapor deposition, electron beam vapor deposition, ion beam vapor deposition, plasma assisted vapor deposition), thermal CVD method, catalytic chemical vapor deposition (Cat-CVD), capacitively coupled plasma It can be formed by a vapor deposition method such as a CVD method (CCP-CVD), a photo CVD method, a plasma CVD method (PE-CVD), an epitaxial growth method, and an atomic layer growth method. In the present invention, it is particularly preferable to use a sputtering method or a vapor deposition method.

(A領域の形成方法)
前記遷移金属(M)の酸化物を含有する層の形成は、特に限定されないが、機能性素子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、物理気相成長(PVD)法により形成することが好ましく、スパッタリング法により形成することがより好ましい。スパッタリング法による成膜は、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スパッタリング(DMS)、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又は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、及びRF(高周波)スパッタリングのいずれを用いてもよい。
(Method for forming region A)
The formation of the layer containing the transition metal (M) oxide is not particularly limited, but can be formed without damaging the functional element, and has high productivity. It is preferable to form by (PVD) method, and it is more preferable to form by sputtering method. For the film formation by sputtering, bipolar sputtering, magnetron sputtering, dual magnetron sputtering (DMS) 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.

また、金属モードと、酸化物モードとの中間である遷移モードを利用した反応性スパッタリング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。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、ケイ素(Si)及び遷移金属(M)の複合酸化物、窒酸化物、酸炭化物等の薄膜を作ることができる。スパッタリング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、層厚等に応じて適宜選択することができる。   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. 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, it is possible to produce thin films of silicon (Si) and transition metal (M) composite oxides, nitride oxides, oxycarbides, and the like. it can. Examples of film forming conditions in the sputtering method include applied power, discharge current, discharge voltage, time, and the like, and these can be appropriately selected according to the sputtering apparatus, the material of the film, the layer thickness, and the like.

スパッタリング法は、遷移金属(M)の単体又はその酸化物とを含む複数のスパッタリングターゲットを用いた多元同時スパッタであってもよい。これらのスパッタリングターゲットを作製する方法や、これらのスパッタリングターゲットを用いて複合酸化物からなる薄膜を作製する方法については、例えば、特開2000−160331号公報、特開2004−068109号公報、特開2013−047361号公報などの記載が適宜参照されうる。   The sputtering method may be multi-source simultaneous sputtering using a plurality of sputtering targets including a single transition metal (M) or an oxide thereof. Regarding the method for producing these sputtering targets and the method for producing a thin film made of a complex oxide using these sputtering targets, for example, JP 2000-160331 A, JP 2004-068109 A, JP The description of 2013-043761 gazette etc. can be referred suitably.

(B領域の形成方法)
ケイ素を含有するB領域の形成方法は、特に限定されないが、プラズマ化学気相法により形成することが好ましい。
また、前記プラズマ化学気相成長法においてプラズマを発生させる際には、複数の成膜ローラーの間の空間にプラズマ放電を発生させることが好ましく、一対の成膜ローラーを用い、その一対の成膜ローラーのそれぞれに前記基材を配置して、一対の成膜ローラー間に放電してプラズマを発生させることがより好ましい。
このようにして、一対の成膜ローラーを用い、その一対の成膜ローラー上に基材を配置して、かかる一対の成膜ローラー間に放電することにより、成膜時に一方の成膜ローラー上に存在する基材の表面部分を成膜しつつ、もう一方の成膜ローラー上に存在する基材の表面部分も同時に成膜することが可能となって効率よく薄膜を製造できるばかりか、成膜レートを倍にでき、なおかつ、同じ構造の膜を成膜できるので前記炭素分布曲線における極値を少なくとも倍増させることが可能となり、効率よく前記条件(i)〜(iii)を全て満たす層を形成することが可能となる。
(Method for forming region B)
The method for forming the B region containing silicon is not particularly limited, but it is preferably formed by a plasma chemical vapor deposition method.
Further, when generating plasma in the plasma chemical vapor deposition method, it is preferable to generate plasma discharge in a space between a plurality of film forming rollers, and a pair of film forming rollers is used and the pair of film forming films is used. More preferably, the substrate is disposed on each of the rollers, and plasma is generated by discharging between the pair of film forming rollers.
In this way, by using a pair of film forming rollers, placing a base material on the pair of film forming rollers, and discharging between the pair of film forming rollers, one film forming roller In addition to forming the surface portion of the substrate present on the other film, the surface portion of the substrate existing on the other film forming roller can be simultaneously formed, so that the thin film can be efficiently produced. Since the film rate can be doubled and a film having the same structure can be formed, the extreme value in the carbon distribution curve can be at least doubled, and a layer that efficiently satisfies all the conditions (i) to (iii) can be obtained. It becomes possible to form.

また、本発明のガスバリアーフィルムは、生産性の観点から、ロールtoロール方式で前記基材の表面上に前記ガスバリアー層を形成させることが好ましい。また、このようなプラズマ化学気相成長法によりガスバリアーフィルムを製造する際に用いることが可能な装置としては、特に制限されないが、少なくとも一対の成膜ローラーと、プラズマ電源とを備え、かつ前記一対の成膜ローラー間において放電することが可能な構成となっている装置であることが好ましく、例えば、図3に示すガスバリアーフィルム製造装置100を用いた場合には、プラズマ化学気相成長法を利用しながらロールtoロール方式で製造することも可能となる。   Moreover, it is preferable that the gas barrier film of this invention forms the said gas barrier layer on the surface of the said base material by the roll to roll system from a viewpoint of productivity. An apparatus that can be used when producing a gas barrier film by such a plasma chemical vapor deposition method is not particularly limited, and includes at least a pair of film forming rollers and a plasma power source, and It is preferable that the apparatus has a configuration capable of discharging between a pair of film forming rollers. For example, when the gas barrier film manufacturing apparatus 100 shown in FIG. 3 is used, a plasma chemical vapor deposition method is used. It is also possible to manufacture in a roll-to-roll system while using

以下、図3を参照しながら、本発明のガスバリアーフィルムのB領域を製造する方法についてより詳細に説明する。なお、図3は、本発明のガスバリアーフィルムを製造するのに好適に利用することが可能な製造装置の一例を示す模式図である。また、以下の説明及び図面中、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   Hereinafter, the method for producing the region B of the gas barrier film of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic view showing an example of a production apparatus that can be suitably used for producing the gas barrier film of the present invention. In the following description and drawings, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図3に示す製造装置は、送り出しローラー10と、搬送ローラー21、22、23、24と、成膜ローラー31、32と、ガス供給管41と、プラズマ発生用電源51と、成膜ローラー31及び32の内部に設置された磁場発生装置61、62と、巻き取りローラー11とを備えている。また、このような製造装置においては、少なくとも成膜ローラー31、32と、ガス供給管41と、プラズマ発生用電源51と、磁場発生装置61、62とが図示を省略した真空チャンバー内に配置されている。更に、このような製造装置において前記真空チャンバーは図示を省略した真空ポンプに接続されており、かかる真空ポンプにより真空チャンバー内の圧力を適宜調整することが可能となっている。   The manufacturing apparatus shown in FIG. 3 includes a delivery roller 10, transport rollers 21, 22, 23, 24, film formation rollers 31, 32, a gas supply pipe 41, a plasma generation power supply 51, a film formation roller 31, and 32 includes magnetic field generators 61 and 62 installed inside 32 and a winding roller 11. In such a manufacturing apparatus, at least the film forming rollers 31, 32, the gas supply pipe 41, the plasma generation power source 51, and the magnetic field generators 61, 62 are arranged in a vacuum chamber (not shown). ing. Further, in such a manufacturing apparatus, the vacuum chamber is connected to a vacuum pump (not shown), and the pressure in the vacuum chamber can be appropriately adjusted by the vacuum pump.

このような製造装置においては、一対の成膜ローラー(成膜ローラー31と成膜ローラー32)を一対の対向電極として機能させることが可能となるように、各成膜ローラーがそれぞれプラズマ発生用電源51に接続されている。
そのため、このような製造装置においては、プラズマ発生用電源51により電力を供給することにより、成膜ローラー31と成膜ローラー32との間の空間に放電することが可能であり、これにより成膜ローラー31と成膜ローラー32との間の空間にプラズマを発生させることができる。
In such a manufacturing apparatus, each film-forming roller has a power source for plasma generation so that the pair of film-forming rollers (the film-forming roller 31 and the film-forming roller 32) can function as a pair of counter electrodes. 51 is connected.
Therefore, in such a manufacturing apparatus, it is possible to discharge into the space between the film forming roller 31 and the film forming roller 32 by supplying electric power from the plasma generating power source 51, thereby forming the film. Plasma can be generated in the space between the roller 31 and the film forming roller 32.

なお、このように、成膜ローラー31と成膜ローラー32を電極としても利用する場合には、電極としても利用可能なようにその材質や設計を適宜変更すればよい。また、このような製造装置においては、一対の成膜ローラー(成膜ローラー31及び32)は、その中心軸が同一平面上において略平行となるようにして配置することが好ましい。
このようにして、一対の成膜ローラー(成膜ローラー31及び32)を配置することにより、成膜レートを倍にでき、なおかつ、同じ構造の膜を成膜できるので前記炭素分布曲線における極値を少なくとも倍増させることが可能となる。
そして、このような製造装置によれば、CVD法により基材5の表面上にB領域を形成することが可能であり、成膜ローラー31上において基材5の表面上に膜成分を堆積させつつ、更に成膜ローラー32上においても基材5の表面上に膜成分を堆積させることもできるため、基材5の表面上にB領域を効率よく形成することができる。
In addition, when using the film-forming roller 31 and the film-forming roller 32 as electrodes as described above, the material and design may be appropriately changed so that the film-forming roller 31 and the film-forming roller 32 can also be used as electrodes. Moreover, in such a manufacturing apparatus, it is preferable to arrange | position a pair of film-forming roller (film-forming rollers 31 and 32) so that the central axis may become substantially parallel on the same plane.
By arranging a pair of film forming rollers (film forming rollers 31 and 32) in this way, the film forming rate can be doubled, and a film having the same structure can be formed. Can be at least doubled.
And according to such a manufacturing apparatus, it is possible to form B area | region on the surface of the base material 5 by CVD method, and a film | membrane component is deposited on the surface of the base material 5 on the film-forming roller 31. On the other hand, since the film component can be deposited on the surface of the base material 5 also on the film forming roller 32, the B region can be efficiently formed on the surface of the base material 5.

また、成膜ローラー31及び成膜ローラー32の内部には、成膜ローラーが回転しても回転しないようにして固定された磁場発生装置61及び62がそれぞれ設けられている。
さらに、成膜ローラー31及び成膜ローラー32としては適宜公知のローラーを用いることができる。このような成膜ローラー31及び32としては、より効率よく薄膜を形成せしめるという観点から、直径が同一のものを使うことが好ましい。また、このような成膜ローラー31及び32の直径としては、放電条件、チャンバーのスペース等の観点から、5〜100cmの範囲内とすることが好ましい。
Further, inside the film forming roller 31 and the film forming roller 32, magnetic field generators 61 and 62 fixed so as not to rotate even when the film forming roller rotates are provided, respectively.
Furthermore, as the film forming roller 31 and the film forming roller 32, known rollers can be used as appropriate. As such film forming rollers 31 and 32, it is preferable to use ones having the same diameter from the viewpoint of forming a thin film more efficiently. The diameters of the film forming rollers 31 and 32 are preferably in the range of 5 to 100 cm from the viewpoint of discharge conditions, chamber space, and the like.

また、このような製造装置においては、基材5の表面がそれぞれ対向するように、一対の成膜ローラー(成膜ローラー31と成膜ローラー32)上に、基材5が配置されている。このようにして基材5を配置することにより、成膜ローラー31と成膜ローラー32との間に放電を行ってプラズマを発生させる際に、一対の成膜ローラー間に存在する基材5のそれぞれの表面を同時に成膜することが可能となる。すなわち、このような製造装置によれば、CVD法により、成膜ローラー31上にて基材5の表面上に膜成分を堆積させ、更に成膜ローラー32上にて膜成分を堆積させることができるため、基材5の表面上に前記B領域を効率よく形成することが可能となる。   Moreover, in such a manufacturing apparatus, the base material 5 is arrange | positioned on a pair of film-forming roller (The film-forming roller 31 and the film-forming roller 32) so that the surface of the base material 5 may oppose, respectively. By disposing the base material 5 in this manner, when the plasma is generated by discharging between the film forming roller 31 and the film forming roller 32, the base material 5 existing between the pair of film forming rollers Each surface can be formed simultaneously. That is, according to such a manufacturing apparatus, the film component is deposited on the surface of the substrate 5 on the film formation roller 31 and further the film component is further deposited on the film formation roller 32 by the CVD method. Therefore, the B region can be efficiently formed on the surface of the substrate 5.

また、このような製造装置に用いる送り出しローラー10及び搬送ローラー21、22、23、24としては適宜公知のローラーを用いることができる。また、巻き取りローラー11としても、B領域を形成した基材5を巻き取ることが可能なものであればよく、特に制限されず、適宜公知のローラーを用いることができる。   Moreover, a well-known roller can be used suitably as the sending-out roller 10 and the conveyance rollers 21, 22, 23, 24 used for such a manufacturing apparatus. The take-up roller 11 is not particularly limited as long as it can take up the base material 5 on which the region B is formed, and a known roller can be used as appropriate.

また、ガス供給管41としては原料ガス等を所定の速度で供給又は排出することが可能なものを適宜用いることができる。さらに、プラズマ発生用電源51としては、適宜公知のプラズマ発生装置の電源を用いることができる。このようなプラズマ発生用電源51は、これに接続された成膜ローラー31と成膜ローラー32に電力を供給して、これらを放電のための対向電極として利用することを可能とする。
このようなプラズマ発生用電源51としては、より効率よくプラズマCVDを実施することが可能となることから、前記一対の成膜ローラーの極性を交互に反転させることが可能なもの(交流電源など)を利用することが好ましい。
Further, as the gas supply pipe 41, a pipe capable of supplying or discharging the source gas or the like at a predetermined speed can be appropriately used. Furthermore, as the plasma generating power source 51, a known power source for a plasma generating apparatus can be used as appropriate. Such a power source 51 for generating plasma supplies power to the film forming roller 31 and the film forming roller 32 connected thereto, and makes it possible to use these as counter electrodes for discharge.
As such a plasma generation power source 51, it is possible to more efficiently carry out plasma CVD, so that the polarity of the pair of film forming rollers can be alternately reversed (AC power source or the like). Is preferably used.

また、このようなプラズマ発生用電源51としては、より効率よくプラズマCVDを実施することが可能となることから、印加電力を100W〜10kWとすることができ、かつ交流の周波数を50Hz〜500kHzとすることが可能なものであることがより好ましい。また、磁場発生装置61、62としては適宜公知の磁場発生装置を用いることができる。さらに、基材5としては、前記本発明に用いる基材の他に、前記A領域を予め形成させたものを用いることができる。このように、基材5に積層する順序は問わない。   Moreover, as such a plasma generation power source 51, it becomes possible to perform plasma CVD more efficiently, so that the applied power can be set to 100 W to 10 kW, and the AC frequency is set to 50 Hz to 500 kHz. More preferably, it is possible to do this. As the magnetic field generators 61 and 62, known magnetic field generators can be used as appropriate. Furthermore, as the base material 5, in addition to the base material used in the present invention, a material in which the A region is formed in advance can be used. Thus, the order of laminating on the base material 5 does not matter.

このような図3に示す製造装置を用いて、例えば、原料ガスの種類、プラズマ発生装置の電極ドラムの電力、真空チャンバー内の圧力、成膜ローラーの直径、並びに、フィルムの搬送速度を適宜調整することにより、本発明に係るB領域を形成することができる。
すなわち、図3に示す製造装置を用いて、成膜ガス(原料ガス等)を真空チャンバー内に供給しつつ、一対の成膜ローラー(成膜ローラー31及び32)間に放電を発生させることにより、前記成膜ガス(原料ガス等)がプラズマによって分解され、成膜ローラー31上の基材5の表面上並びに成膜ローラー32上の基材5の表面上に、前記B領域がプラズマCVD法により形成される。なお、このような成膜に際しては、基材5が送り出しローラー10や成膜ローラー31等により、それぞれ搬送されることにより、ロールtoロール方式の連続的な成膜プロセスにより基材5の表面上に前記B領域が形成される。
Using the manufacturing apparatus shown in FIG. 3, for example, the type of source gas, the power of the electrode drum of the plasma generator, the pressure in the vacuum chamber, the diameter of the film forming roller, and the film transport speed are adjusted as appropriate. By doing so, the B region according to the present invention can be formed.
That is, by using the manufacturing apparatus shown in FIG. 3 to generate a discharge between a pair of film forming rollers (film forming rollers 31 and 32) while supplying a film forming gas (such as a source gas) into the vacuum chamber. The film formation gas (raw material gas or the like) is decomposed by plasma, and the region B is formed on the surface of the base material 5 on the film formation roller 31 and the surface of the base material 5 on the film formation roller 32 by the plasma CVD method. It is formed by. In such film formation, the substrate 5 is conveyed by the delivery roller 10, the film formation roller 31 and the like, respectively, so that the surface of the substrate 5 is formed by a roll-to-roll continuous film formation process. The B region is formed.

このようなB領域の形成に用いる前記成膜ガス中の原料ガスとしては、形成するガスバリアー層の材質に応じて適宜選択して使用することができる。このような原料ガスとしては、例えばケイ素を含有する有機ケイ素化合物を用いることができる。このような有機ケイ素化合物としては、例えば、ヘキサメチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、ビニルトリメチルシラン、メチルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラン、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、ジエチルシラン、プロピルシラン、フェニルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサンが挙げられる。これらの有機ケイ素化合物の中でも、化合物の取り扱い性及び得られるガスバリアー層のガスバリアー性等の特性の観点から、ヘキサメチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンが好ましい。また、これらの有機ケイ素化合物は、1種を単独又は2種以上を組み合わせて使用することができる。   The source gas in the film forming gas used for forming such a B region can be appropriately selected and used according to the material of the gas barrier layer to be formed. As such a source gas, for example, an organosilicon compound containing silicon can be used. Examples of such organosilicon compounds include hexamethyldisiloxane, 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, vinyltrimethylsilane, methyltrimethylsilane, hexamethyldisilane, methylsilane, dimethylsilane, trimethylsilane, diethyl Examples thereof include silane, propylsilane, phenylsilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, and octamethylcyclotetrasiloxane. Among these organosilicon compounds, hexamethyldisiloxane and 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane are preferable from the viewpoints of handling properties of the compound and gas barrier properties of the resulting gas barrier layer. Moreover, these organosilicon compounds can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

また、前記成膜ガスとしては、前記原料ガスの他に反応ガスを用いてもよい。このような反応ガスとしては、前記原料ガスと反応して酸化物、窒化物等の無機化合物となるガスを適宜選択して使用することができる。酸化物を形成するための反応ガスとしては、例えば、酸素、オゾンを用いることができる。また、窒化物を形成するための反応ガスとしては、例えば、窒素、アンモニアを用いることができる。これらの反応ガスは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができ、例えば酸窒化物を形成する場合には、酸化物を形成するための反応ガスと窒化物を形成するための反応ガスとを組み合わせて使用することができる。   In addition to the source gas, a reactive gas may be used as the film forming gas. As such a reactive gas, a gas that reacts with the raw material gas to become an inorganic compound such as an oxide or a nitride can be appropriately selected and used. As a reaction gas for forming an oxide, for example, oxygen or ozone can be used. Moreover, as a reactive gas for forming nitride, nitrogen and ammonia can be used, for example. These reaction gases can be used singly or in combination of two or more. For example, when forming an oxynitride, the reaction gas for forming an oxide and a nitride are formed. Can be used in combination with the reaction gas for

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

このような成膜ガスが原料ガスと反応ガスを含有する場合には、原料ガスと反応ガスの比率としては、原料ガスと反応ガスとを完全に反応させるために理論上必要となる反応ガスの量の比率よりも、反応ガスの比率を過剰にし過ぎないことが好ましい。反応ガスの比率を過剰にし過ぎてしまうと、前記条件(i)〜(iii)を全て満たす薄膜が得られなくなってしまう。この場合には、優れたガスバリアー性や耐屈曲性を得ることができなくなる。また、前記成膜ガスが前記有機ケイ素化合物と酸素とを含有するものである場合には、前記成膜ガス中の前記有機ケイ素化合物の全量を完全酸化するのに必要な理論酸素量以下であることが好ましい。   When such a film-forming gas contains a source gas and a reactive gas, the ratio of the source gas and the reactive gas is the reaction gas that is theoretically necessary for completely reacting the source gas and the reactive gas. It is preferable not to make the ratio of the reaction gas excessive rather than the ratio of the amount. If the ratio of the reaction gas is excessive, a thin film that satisfies all the conditions (i) to (iii) cannot be obtained. In this case, excellent gas barrier properties and bending resistance cannot be obtained. Further, when the film forming gas contains the organosilicon compound and oxygen, the amount is less than the theoretical oxygen amount necessary for complete oxidation of the entire amount of the organosilicon compound in the film forming gas. It is preferable.

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

原料ガスとしてのヘキサメチルジシロキサン(HMDSO、(CHSiO)と、反応ガスとしての酸素(O)とを含有する成膜ガスをプラズマCVDにより反応させてケイ素−酸素系の薄膜を作製する場合、その成膜ガスにより下記反応式(IV):
(CHSiO+12O→6CO+9HO+2SiO
に記載のような反応が起こり、二酸化ケイ素が製造される。このような反応においては、ヘキサメチルジシロキサン1モルを完全酸化するのに必要な酸素量は12モルである。
そのため、成膜ガス中に、ヘキサメチルジシロキサン1モルに対して酸素を12モル以上含有させて完全に反応させた場合には、均一な二酸化ケイ素膜が形成されてしまうため、前記条件(i)〜(iii)を全て満たすガスバリアー層を形成することができなくなってしまう。
A film-forming gas containing hexamethyldisiloxane (HMDSO, (CH 3 ) 6 Si 2 O) as a source gas and oxygen (O 2 ) as a reaction gas is reacted by plasma CVD to form a silicon-oxygen-based material. When forming a thin film, the following reaction formula (IV) is used depending on the film forming gas:
(CH 3 ) 6 Si 2 O + 12O 2 → 6CO 2 + 9H 2 O + 2SiO 2
Reaction occurs as described in 1 to produce silicon dioxide. In such a reaction, the amount of oxygen required to completely oxidize 1 mol of hexamethyldisiloxane is 12 mol.
Therefore, when the film forming gas contains 12 moles or more of oxygen with respect to 1 mole of hexamethyldisiloxane and is completely reacted, a uniform silicon dioxide film is formed. ) To (iii) cannot be formed.

そこで、本発明において、ガスバリアー層を形成する際には、前記(IV)式の反応が完全に進行してしまわないように、ヘキサメチルジシロキサン1モルに対して酸素量を化学量論比の12モルより少なくする必要がある。
なお、実際のプラズマCVDチャンバー内の反応では、原料のヘキサメチルジシロキサンと反応ガスの酸素は、ガス供給部から成膜領域へ供給されて成膜されるので、反応ガスの酸素のモル量(流量)が原料のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)の12倍のモル量(流量)であったとしても、現実には完全に反応を進行させることはできず、酸素の含有量を化学量論比に比して大過剰に供給して初めて反応が完結すると考えられる(例えば、CVDにより完全酸化させて酸化ケイ素を得るために、酸素のモル量(流量)を原料のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)の20倍以上程度とする場合もある。)。
Therefore, in the present invention, when the gas barrier layer is formed, the stoichiometric ratio of the oxygen amount to 1 mol of hexamethyldisiloxane is set so that the reaction of the formula (IV) does not proceed completely. Less than 12 moles.
Note that in the actual reaction in the plasma CVD chamber, the raw material hexamethyldisiloxane and the reaction gas oxygen are supplied from the gas supply unit to the film formation region to form a film, so the molar amount of oxygen in the reaction gas ( Even if the flow rate is 12 times the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane as the raw material, the reaction cannot actually proceed completely. It is considered that the reaction is completed only when a large excess is supplied compared to the stoichiometric ratio (for example, in order to obtain silicon oxide by complete oxidation by CVD, the molar amount (flow rate) of oxygen is the raw material hexamethyldisiloxane. (It may be about 20 times or more of the molar amount (flow rate).)

よって、原料のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)に対する酸素のモル量(流量)は、化学量論比である12倍量以下(より好ましくは、10倍以下)の量であることが好ましい。このような比でヘキサメチルジシロキサン及び酸素を含有させることにより、完全に酸化されなかったヘキサメチルジシロキサン中の炭素原子や水素原子がガスバリアー層中に取り込まれ、前記条件(i)〜(iii)を全て満たすガスバリアー層を形成することが可能となって、得られるガスバリアーフィルムに優れたガスバリアー性及び耐屈曲性を発揮させることが可能となる。   Therefore, the molar amount (flow rate) of oxygen with respect to the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane as a raw material is preferably a stoichiometric ratio of 12 times or less (more preferably 10 times or less). . By containing hexamethyldisiloxane and oxygen at such a ratio, carbon atoms and hydrogen atoms in hexamethyldisiloxane that have not been completely oxidized are taken into the gas barrier layer, and the conditions (i) to ( It becomes possible to form a gas barrier layer satisfying all of iii), and the resulting gas barrier film can exhibit excellent gas barrier properties and bending resistance.

なお、成膜ガス中のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)に対する酸素のモル量(流量)が少なすぎると、酸化されなかった炭素原子や水素原子がガスバリアー層中に過剰に取り込まれるため、この場合は透明性が低下して、ガスバリアーフィルムは有機ELデバイスや有機薄膜太陽電池などのような透明性を必要とするデバイス用のフレキシブル基板には利用できなくなってしまう。
このような観点から、成膜ガス中のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)に対する酸素のモル量(流量)の下限は、ヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)の0.1倍より多い量とすることが好ましく、0.5倍より多い量とすることがより好ましい。
If the molar amount (flow rate) of oxygen with respect to the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane in the film forming gas is too small, unoxidized carbon atoms and hydrogen atoms are excessively taken into the gas barrier layer. In this case, the transparency is lowered, and the gas barrier film cannot be used for a flexible substrate for a device requiring transparency such as an organic EL device or an organic thin film solar cell.
From such a viewpoint, the lower limit of the molar amount (flow rate) of oxygen relative to the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane in the film forming gas is more than 0.1 times the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane. Preferably, the amount is more than 0.5 times.

また、真空チャンバー内の圧力(真空度)は、原料ガスの種類等に応じて適宜調整することができるが、0.5Pa〜50Paの範囲とすることが好ましい。   Moreover, although the pressure (vacuum degree) in a vacuum chamber can be suitably adjusted according to the kind etc. of source gas, it is preferable to set it as the range of 0.5 Pa-50 Pa.

また、このようなプラズマCVD法において、成膜ローラー31及び32間に放電するために、プラズマ発生用電源51に接続された電極ドラム(本実施形態においては成膜ローラー31及び32に設置されている。)に印加する電力は、原料ガスの種類や真空チャンバー内の圧力等に応じて適宜調整することができるものであり一概に言えるものでないが、0.1〜10kWの範囲とすることが好ましい。このような印加電力が前記下限未満ではパーティクルが発生し易くなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると成膜時に発生する熱量が多くなり、成膜時の基材表面の温度が上昇してしまい、基材が熱負けして成膜時に皺が発生してしまったり、ひどい場合には熱でフィルムが溶けて、裸の成膜ローラー間に大電流の放電が発生して成膜ローラー自体を傷めてしまう可能性が生じる。   In such a plasma CVD method, in order to discharge between the film forming rollers 31 and 32, an electrode drum connected to the plasma generating power source 51 (in this embodiment, the electrode drums are installed on the film forming rollers 31 and 32). The electric power to be applied can be adjusted as appropriate according to the type of source gas, the pressure in the vacuum chamber, etc., and cannot be generally stated, but may be in the range of 0.1 to 10 kW. preferable. If the applied power is less than the lower limit, particles tend to be generated. On the other hand, if the applied power exceeds the upper limit, the amount of heat generated during film formation increases, and the temperature of the substrate surface during film formation increases. As a result, the substrate loses heat and wrinkles occur during film formation. In severe cases, the film melts due to heat, and a large current discharge occurs between the bare film formation rollers. May cause damage.

基材5の搬送速度(ライン速度)は、原料ガスの種類や真空チャンバー内の圧力等に応じて適宜調整することができるが、0.25〜100m/minの範囲内とすることが好ましく、0.5〜20m/minの範囲内とすることがより好ましい。ライン速度が前記下限未満では、フィルムに熱に起因する皺の発生しやすくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、形成されるガスバリアー層の厚さが薄くなる傾向にある。   Although the conveyance speed (line speed) of the base material 5 can be suitably adjusted according to the kind of source gas, the pressure in a vacuum chamber, etc., it is preferable to set it as the range of 0.25-100 m / min, More preferably, it is in the range of 0.5 to 20 m / min. When the line speed is less than the lower limit, wrinkles due to heat tend to occur in the film, and when the upper limit is exceeded, the thickness of the formed gas barrier layer tends to be thin.

(混合領域の形成方法)
混合領域の形成方法としては、前述したように、A領域及びB領域を形成する際に、各々の形成条件を適宜調整して、A領域とB領域との間に混合領域を形成する方法が好ましい。
混合領域を形成する方法としては、公知の共蒸着法を用いることが好ましい。このような共蒸着法として、好ましくは、共スパッタリング法が挙げられる。本発明において採用される共スパッタリング法は、例えば、ケイ素(Si)及び遷移金属(M)の双方を含む合金からなる複合ターゲットや、ケイ素(Si)及び遷移金属(M)の複合酸化物からなる複合ターゲットをスパッタリングターゲットとして用いた1元スパッタでありうる。
(Method for forming mixed region)
As a method for forming the mixed region, as described above, when forming the A region and the B region, there is a method of appropriately adjusting each formation condition and forming the mixed region between the A region and the B region. preferable.
As a method for forming the mixed region, it is preferable to use a known co-evaporation method. As such a co-evaporation method, a co-sputtering method is preferable. The co-sputtering method employed in the present invention includes, for example, a composite target made of an alloy containing both silicon (Si) and transition metal (M), or a composite oxide of silicon (Si) and transition metal (M). It can be a single sputtering using a composite target as a sputtering target.

また、本発明における共スパッタリング法は、ケイ素(Si)の単体又はその酸化物と、遷移金属(M)の単体又はその酸化物とを含む複数のスパッタリングターゲットを用いた多元同時スパッタであってもよい。
これらのスパッタリングターゲットを作製する方法や、これらのスパッタリングターゲットを用いて複合酸化物からなる薄膜を作製する方法については、例えば、特開2000−160331号公報、特開2004−068109号公報、特開2013−047361号公報などの記載が適宜参照されうる。
そして、共蒸着法を実施する際の成膜条件としては、成膜原料における前記遷移金属(M)と酸素との比率、成膜時の不活性ガスと反応性ガスとの比率、成膜時のガスの供給量、成膜時の真空度、及び、成膜時の電力からなる群から選択される1種又は2種以上の条件が例示され、これらの成膜条件(好ましくは、酸素分圧)を調節することによって、酸素欠損組成を有する複合酸化物からなる薄膜を形成することができる。
In addition, the co-sputtering method in the present invention may be multi-source simultaneous sputtering using a plurality of sputtering targets including silicon (Si) alone or its oxide and transition metal (M) alone or its oxide. Good.
Regarding the method for producing these sputtering targets and the method for producing a thin film made of a complex oxide using these sputtering targets, for example, JP 2000-160331 A, JP 2004-068109 A, JP The description of 2013-043761 gazette etc. can be referred suitably.
The film forming conditions for performing the co-evaporation method include the ratio of the transition metal (M) and oxygen in the film forming raw material, the ratio of the inert gas to the reactive gas during the film forming, and the film forming process. One or two or more conditions selected from the group consisting of the gas supply amount, the degree of vacuum during film formation, and the power during film formation are exemplified, and these film formation conditions (preferably oxygen content) By adjusting the pressure, a thin film made of a complex oxide having an oxygen deficient composition can be formed.

すなわち、上述したような共蒸着法を用いてガスバリアー層を形成することで、形成されるガスバリアー層の厚さ方向のほとんどの領域を混合領域とすることができる。このため、かような手法によれば、混合領域の厚さを制御するという極めて簡便な操作により、所望のガスバリアー性を実現することができる。なお、混合領域の厚さを制御するには、例えば、共蒸着法を実施する際の成膜時間を調節すればよい。   That is, by forming the gas barrier layer using the co-evaporation method as described above, almost all regions in the thickness direction of the formed gas barrier layer can be mixed regions. For this reason, according to such a method, a desired gas barrier property can be realized by an extremely simple operation of controlling the thickness of the mixed region. In addition, what is necessary is just to adjust the film-forming time at the time of implementing a co-evaporation method in order to control the thickness of a mixing area | region, for example.

<電子デバイス>
本発明のガスバリアーフィルムは、優れたガスバリアー性を有する。このため、本発明のガスバリアーフィルムは、電子デバイス等のパッケージ、光電変換素子(太陽電池素子)や有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子、液晶表示素子等の等の電子デバイスに用いられるガスバリアーフィルム及びこれを用いた電子デバイスなど、様々な用途に使用することができる。
すなわち、本発明は、電子デバイス本体と、本発明のガスバリアーフィルム又は本発明の製造方法によって得られるガスバリアーフィルムと、を含む電子デバイスを提供することができる。
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素子又は太陽電池が好ましく、有機EL素子がより好ましい。
<Electronic device>
The gas barrier film of the present invention has excellent gas barrier properties. For this reason, the gas barrier film of the present invention is a gas barrier film used for electronic devices such as packages such as electronic devices, photoelectric conversion elements (solar cell elements), organic electroluminescence (EL) elements, liquid crystal display elements, and the like. It can be used for various purposes such as an electronic device using the same.
That is, this invention can provide the electronic device containing an electronic device main body and the gas barrier film of this invention, or the gas barrier film obtained by the manufacturing method of this invention.
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.

[量子ドット含有層]
以下、量子ドット含有層の主要な構成要素である量子ドット(QD)及び樹脂等について説明する。
[Quantum dot-containing layer]
Hereinafter, quantum dots (QD), resins, and the like, which are main components of the quantum dot-containing layer, will be described.

(量子ドット)
一般に、ナノメートルサイズの半導体物質で量子閉じ込め(quantum confinement)効果を示す半導体ナノ粒子は、「量子ドット」とも称されている。このような量子ドットは、半導体原子が数百個から数千個集まった10数nm程度以内の小さな塊であるが、励起源から光を吸収してエネルギー励起状態に達すると、量子ドットのエネルギーバンドギャップに相当するエネルギーを放出する。
したがって、量子ドットは、量子サイズ効果によりユニークな光学特性を有することが知られている。具体的には、(1)粒子のサイズを制御することにより、様々な波長、色を発光させることができる、(2)吸収帯が広く、単一波長の励起光で様々なサイズの微粒子を発光させることができる、(3)蛍光スペクトルが良好な対称形である、(4)有機色素に比べて耐久性、耐退色性に優れる、といった特徴を有する。
(Quantum dot)
In general, semiconductor nanoparticles exhibiting a quantum confinement effect with a nanometer-sized semiconductor material are also referred to as “quantum dots”. Such a quantum dot is a small lump within about 10 and several nanometers in which several hundred to several thousand semiconductor atoms are gathered, but when absorbing energy from an excitation source and reaching an energy excited state, the energy of the quantum dot Releases energy corresponding to the band gap.
Therefore, it is known that quantum dots have unique optical characteristics due to the quantum size effect. Specifically, (1) By controlling the size of the particles, various wavelengths and colors can be emitted. (2) The absorption band is wide and fine particles of various sizes can be obtained with a single wavelength of excitation light. It has the characteristics that it can emit light, (3) it has a symmetrical fluorescence spectrum, and (4) it has excellent durability and fading resistance compared to organic dyes.

量子ドット含有層が含有する量子ドットは公知のものであってもよく、当業者に既知の任意の方法を使用して生成することができる。
例えば、好適なQD及び好適なQDを形成するための方法には、米国特許第6225198号明細書、米国特許出願公開第2002/0066401号明細書、米国特許第6207229号明細書、同第6322901号明細書、同第6949206号明細書、同第7572393号明細書、同第7267865号明細書、同第7374807号明細書、米国特許出願第11/299299号、及び米国特許第6861155号明細書に記載のものが挙げられる。
QDは、任意の好適な材料、好適には無機材料及びより好適には無機導体又は半導体材料から生成される。好適な半導体材料には、II−VI族、III−V族、IV−VI族及びIV族の半導体を含む、任意の種類の半導体が含まれる。
The quantum dots contained in the quantum dot-containing layer may be known, and can be generated using any method known to those skilled in the art.
For example, suitable QDs and methods for forming suitable QDs include US Pat. No. 6,225,198, US 2002/0066401, US Pat. No. 6,207,229, US Pat. No. 6,322,901. Description, US Pat. No. 6,949,206, US Pat. No. 7,572,393, US Pat. No. 7,267,865, US Pat. No. 7,374,807, US Patent Application No. 11/299299, and US Pat. No. 6,861,155 Can be mentioned.
The QD is generated from any suitable material, preferably an inorganic material and more preferably an inorganic conductor or semiconductor material. Suitable semiconductor materials include any type of semiconductor, including II-VI, III-V, IV-VI and IV semiconductors.

好適な半導体材料には、Si、Ge、Sn、Se、Te、B、C(ダイアモンドを含む。)、P、BN、BP、BAs、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、InN、InP、InAs、InSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdSeZn、CdTe、HgS、HgSe、HgTe、BeS、BeSe、BeTe、MgS、MgSe、GeS、GeSe、GeTe、SnS、SnSe、SnTe、PbO、PbS、PbSe、PbTe、CuF、CuCl、CuBr、CuI、Si、Ge、Al、(Al、Ga、In)(S、Se、Te)、AlCO、及び二つ以上のこのような半導体の適切な組合せが含まれるが、これらに限定されない。
本発明においては、次のようなコア/シェル型の量子ドット、例えば、CdSe/ZnS、InP/ZnS、PbSe/PbS、CdSe/CdS、CdTe/CdS、CdTe/ZnS等も好ましく使用できる。
Suitable semiconductor materials include Si, Ge, Sn, Se, Te, B, C (including diamond), P, BN, BP, BAs, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb. , InN, InP, InAs, InSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdSeZn, CdTe, HgS, HgSe, HgTe, BeS, BeSe , BeTe, MgS, MgSe, GeS, GeSe, GeTe, SnS, SnSe, SnTe, PbO, PbS, PbSe, PbTe, CuF, CuCl, CuBr, CuI, Si 3 N 4 , Ge 3 N 4 , Al 2 O 3 , (Al, Ga, In) 2 (S, Se, Te) 3, Al 2 O, and include but are more than one suitable combination of such semiconductor, and the like.
In the present invention, the following core / shell type quantum dots, for example, CdSe / ZnS, InP / ZnS, PbSe / PbS, CdSe / CdS, CdTe / CdS, CdTe / ZnS and the like can be preferably used.

(樹脂)
量子ドット含有層には、量子ドットを保持するバインダーとして樹脂を用いることができる。例えば、ポリカーボネート系、ポリアリレート系、ポリスルホン(ポリエーテルスルホンも含む。)系、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等のポリエステル系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、セロファン系、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート等のセルロースエステル系、ポリ塩化ビニリデン系、ポリビニルアルコール系、エチレンビニルアルコール系、シンジオタクティックポリスチレン系、ノルボルネン系、ポリメチルペンテン系、ポリエーテルケトン系、ポリエーテルケトンイミド系、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、ナイロン系、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂等を挙げることができる。
量子ドット含有層は、厚さが50〜200μmの範囲内であることが好ましい。
なお、量子ドット含有層における量子ドットの含有量は、使用する化合物によって最適量は異なるが、一般的には15〜60体積%の範囲内であることが好ましい。
(resin)
Resin can be used for a quantum dot content layer as a binder holding a quantum dot. For example, polycarbonate, polyarylate, polysulfone (including polyethersulfone), polyester such as polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyethylene, polypropylene, cellophane, cellulose diacetate, cellulose triacetate, cellulose acetate Cellulose esters such as pionate and cellulose acetate butyrate, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, ethylene vinyl alcohol, syndiotactic polystyrene, norbornene, polymethylpentene, polyether ketone, polyether ketone imide And acrylic resins such as polyamide resins, fluororesins, nylon resins, and polymethyl methacrylate.
The quantum dot-containing layer preferably has a thickness in the range of 50 to 200 μm.
The quantum dot content in the quantum dot-containing layer is preferably in the range of 15 to 60% by volume, although the optimum amount varies depending on the compound used.

[有機EL素子]
本発明に係る有機EL素子は、例えば、本発明のガスバリアー層上に、陽極、第1有機機能層群、発光層、第2有機機能層群、陰極が積層されて構成されていることが好ましい。第1有機機能層群は、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層等から構成され、第2有機機能層群は、例えば、正孔阻止層、電気輸送層、電子注入層等から構成されている。第1有機機能層群及び第2有機機能層群はそれぞれ1層のみで構成されていても良いし、第1有機機能層群及び第2有機機能層群はそれぞれ設けられていなくても良い。
以下に、有機EL素子の構成の代表例を示す。
[Organic EL device]
The organic EL device according to the present invention is configured, for example, by laminating an anode, a first organic functional layer group, a light emitting layer, a second organic functional layer group, and a cathode on the gas barrier layer of the present invention. preferable. The first organic functional layer group includes, for example, a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer, and the like, and the second organic functional layer group includes, for example, a hole blocking layer, an electric transport layer, and an electron injection layer. Etc. Each of the first organic functional layer group and the second organic functional layer group may be composed of only one layer, or the first organic functional layer group and the second organic functional layer group may not be provided.
Below, the typical example of a structure of an organic EL element is shown.

(i)陽極/正孔注入輸送層/発光層/電子注入輸送層/陰極
(ii)陽極/正孔注入輸送層/発光層/正孔阻止層/電子注入輸送層/陰極
(iii)陽極/正孔注入輸送層/電子阻止層/発光層/正孔阻止層/電子注入輸送層/陰極
(iv)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(v)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(vi)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/電子阻止層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(I) Anode / hole injection transport layer / light emitting layer / electron injection transport layer / cathode (ii) Anode / hole injection transport layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron injection transport layer / cathode (iii) Anode / Hole injection / transport layer / electron blocking layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron injection transport layer / cathode (iv) Anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer / Cathode (v) Anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / electron injection layer / cathode (vi) Anode / hole injection layer / hole transport layer / electron blocking Layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / electron injection layer / cathode

更に、有機EL素子は、非発光性の中間層を有していても良い。中間層は電荷発生層であっても良く、マルチフォトンユニット構成であっても良い。
本発明に適用可能な有機EL素子の概要については、例えば、特開2013−157634号公報、特開2013−168552号公報、特開2013−177361号公報、特開2013−187211号公報、特開2013−191644号公報、特開2013−191804号公報、特開2013−225678号公報、特開2013−235994号公報、特開2013−243234号公報、特開2013−243236号公報、特開2013−242366号公報、特開2013−243371号公報、特開2013−245179号公報、特開2014−003249号公報、特開2014−003299号公報、特開2014−013910号公報、特開2014−017493号公報、特開2014−017494号公報等に記載されている構成を挙げることができる。
Furthermore, the organic EL element may have a non-light emitting intermediate layer. The intermediate layer may be a charge generation layer or a multi-photon unit configuration.
Regarding the outline of the organic EL element applicable to the present invention, for example, JP2013-157634A, JP2013-168552A, JP2013-177361A, JP2013-187221A, JP JP 2013-191644 A, JP 2013-191804 A, JP 2013-225678 A, JP 2013-235994 A, JP 2013-243234 A, JP 2013-243236 A, JP 2013-2013 A. JP 242366, JP 2013-243371, JP 2013-245179, JP 2014-003249, JP 2014-003299, JP 2014-013910, JP 2014-014933 Gazette, JP, 2014-017494, A It can be mentioned configurations described in.

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to a following example.

[ガスバリアーフィルム101の作製]
(B領域の形成)
前述の図3に示す製造装置を用いてガスバリアーフィルムを製造した。
具体的には、2軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム(PENフィルム、厚さ:100μm、幅:350mm、帝人デュポンフィルム(株)製、商品名「テオネックスQ65FA」)を基材5として用い、これを送り出しローラー10に装着した。
[Production of Gas Barrier Film 101]
(Formation of region B)
A gas barrier film was produced using the production apparatus shown in FIG.
Specifically, a biaxially stretched polyethylene naphthalate film (PEN film, thickness: 100 μm, width: 350 mm, manufactured by Teijin DuPont Films, Inc., trade name “Teonex Q65FA”) is used as the base material 5 and delivered. The roller 10 was attached.

そして、成膜ローラー31と成膜ローラー32との間に磁場を印加すると共に、成膜ローラー31と成膜ローラー32にそれぞれ電力を供給して、成膜ローラー31と成膜ローラー32との間に放電してプラズマを発生させ、このような放電領域に、成膜ガス(原料ガスとしてのヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)と反応ガスとしての酸素ガス(放電ガスとしても機能する)の混合ガス)を供給して、下記条件にてプラズマCVD法による薄膜形成を行い、巻き取りローラー11で巻き取り、ガスバリアーフィルムを得た。   And while applying a magnetic field between the film-forming roller 31 and the film-forming roller 32 and supplying electric power to the film-forming roller 31 and the film-forming roller 32 respectively, In this discharge region, a film-forming gas (mixed gas of hexamethyldisiloxane (HMDSO) as a source gas and oxygen gas (which also functions as a discharge gas) as a reactive gas) is generated in such a discharge region. The thin film was formed by the plasma CVD method under the following conditions, and the film was wound up by the winding roller 11 to obtain a gas barrier film.

〈成膜条件〉
原料ガスの供給量:50sccm(Standard Cubic Centimeter per Minute)
酸素ガスの供給量:500sccm
真空チャンバー内の真空度:3Pa
プラズマ発生用電源からの印加電力:0.8kW
プラズマ発生用電源の周波数:70kHz
フィルムの搬送速度:0.5m/min
<Film formation conditions>
Supply amount of raw material gas: 50 sccm (Standard Cubic Centimeter per Minute)
Supply amount of oxygen gas: 500 sccm
Degree of vacuum in the vacuum chamber: 3Pa
Applied power from the power source for plasma generation: 0.8 kW
Frequency of power source for plasma generation: 70 kHz
Film transport speed: 0.5 m / min

(A領域の形成)
A領域は、気相法・スパッタにより作製した。スパッタ装置としては、マグネトロンスパッタ装置(キャノンアネルバ社製:型式EB1100)を用いた。
ターゲットとしては、下記のターゲットを用い、プロセスガスにはArとOとを用いて、マグネトロンスパッタ装置により、RF方式、若しくはDC方式による成膜を行った。スパッタ電源パワーは以下に記載がないものは5.0W/cmとし、成膜圧力は0.4Paとした。また、各成膜条件において、それぞれ酸素分圧を調整した。なお、事前にガラス基材を用いた成膜により、各成膜条件において、成膜時間に対する層厚変化のデータを取り、単位時間当たりに成膜される層厚を算出した後、設定層厚となるように成膜時間を設定した。
市販の酸素欠損型酸化ニオブターゲットを用いた。組成はNb1229であった。
成膜条件としては、DC方式により成膜した。酸素分圧を12%とした。また、層厚が10nmとなるように成膜時間を設定し、A領域を形成したガスバリアーフィルム101を作製した。
(Formation of area A)
The A region was produced by a vapor phase method / sputtering. As the sputtering apparatus, a magnetron sputtering apparatus (manufactured by Canon Anelva: Model EB1100) was used.
The following targets were used as targets, Ar and O 2 were used as process gases, and film formation by RF or DC method was performed by a magnetron sputtering apparatus. The sputtering power source power was 5.0 W / cm 2 unless otherwise specified, and the film forming pressure was 0.4 Pa. Further, the oxygen partial pressure was adjusted under each film forming condition. It should be noted that, after film formation using a glass substrate in advance, data on the layer thickness change with respect to the film formation time was obtained under each film formation condition, and after calculating the layer thickness formed per unit time, the set layer thickness The film formation time was set so that
A commercially available oxygen deficient niobium oxide target was used. The composition was Nb 12 O 29 .
As the film forming conditions, the film was formed by the DC method. The oxygen partial pressure was 12%. Further, the film formation time was set so that the layer thickness was 10 nm, and the gas barrier film 101 in which the A region was formed was produced.

[ガスバリアーフィルム102〜105の形成]
(B領域の形成)
上述したガスバリアーフィルム101と同様の方法でB領域を形成した。
[Formation of gas barrier films 102 to 105]
(Formation of region B)
The B region was formed by the same method as the gas barrier film 101 described above.

(A領域の形成)
上述したガスバリアーフィルム101の作製方法のうち、酸素分圧を変化させることで、酸素欠損指標を表1に記載のように変化させた。
酸素分圧を20%として、層厚が10nmとなるように成膜時間を設定した。また、市販の金属Taターゲットを用い、DC方式によりA領域を形成した。
(Formation of area A)
Among the methods for producing the gas barrier film 101 described above, the oxygen deficiency index was changed as shown in Table 1 by changing the oxygen partial pressure.
The film formation time was set so that the oxygen partial pressure was 20% and the layer thickness was 10 nm. Moreover, A area | region was formed by DC system using the commercially available metal Ta target.

[ガスバリアーフィルム106の作製(比較例)]
上述したガスバリアーフィルム101のB領域のみを作製し、ガスバリアーフィルム106とした。
[Production of Gas Barrier Film 106 (Comparative Example)]
Only the B region of the gas barrier film 101 described above was produced and used as the gas barrier film 106.

[水蒸気透過性評価(50%劣化時間)]
以下の測定方法に従って、各ガスバリアーフィルムの水蒸気透過性(ガスバリアー性)を評価した。
下記のようにして作製したCa法評価試料(透過濃度により評価するタイプ)を85℃85%RH環境に保存して一定時間ごとに、Caの腐食率を観察した。1時間、5時間、10時間、20時間、それ以降は20時間ごとに観察・透過濃度測定(任意4点の平均)し、測定した透過濃度が透過濃度初期値の50%未満となった時点の観察時間をガスバリアー性の指標とした。500時間の保存で測定した透過濃度が透過濃度初期値の50%以上であった場合は500時間以上とした。
[Water vapor permeability evaluation (50% degradation time)]
According to the following measurement method, the water vapor permeability (gas barrier property) of each gas barrier film was evaluated.
The Ca method evaluation sample (type evaluated by permeation concentration) prepared as described below was stored in an 85 ° C. and 85% RH environment, and the corrosion rate of Ca was observed at regular intervals. 1 hour, 5 hours, 10 hours, 20 hours, and thereafter, observation and transmission density measurement (average of 4 points) every 20 hours, and when the measured transmission density is less than 50% of the initial transmission density value Was used as an indicator of gas barrier properties. When the transmission density measured by storage for 500 hours was 50% or more of the initial value of transmission density, it was set to 500 hours or more.

ガスバリアーフィルムのガスバリアー層表面をUV洗浄した後、ガスバリアー層表面に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。これを50mm×50mmのサイズに打ち抜いた後、グローブボックス内に入れて、24時間乾燥処理を行った。   After the surface of the gas barrier layer of the gas barrier film was UV-cleaned, a thermosetting sheet-like adhesive (epoxy resin) was bonded to the surface of the gas barrier layer with a thickness of 20 μm. This was punched out to a size of 50 mm × 50 mm, then placed in a glove box and dried for 24 hours.

50mm×50mmサイズの無アルカリガラス板(厚さ0.7mm)の片面をUV洗浄した。株式会社エイエルエステクノロジー製の真空蒸着装置を用い、ガラス板の中央に、マスクを介して20mm×20mmのサイズでCaを蒸着した。Caの厚さは80nmとした。Ca蒸着済のガラス板をグローブボックス内に取出し、接着剤層を貼合したガスバリアーフィルムのガスバリアー層面とガラス板のCa蒸着面とを接するように配置し、真空ラミネートにより接着した。この際、110℃の加熱を行った。さらに、接着した試料を110℃に設定したホットプレート上にガラス板を下にして置き、30分間硬化させて、評価用セルを作製した。   One side of a 50 mm × 50 mm non-alkali glass plate (thickness 0.7 mm) was UV cleaned. Ca was vapor-deposited by the size of 20 mm x 20 mm through the mask in the center of the glass plate using the vacuum vapor deposition apparatus made from an EILS technology. The thickness of Ca was 80 nm. The glass plate on which Ca was vapor-deposited was taken out into the glove box, placed so that the gas barrier layer surface of the gas barrier film to which the adhesive layer was bonded and the Ca vapor-deposited surface of the glass plate were in contact, and adhered by vacuum lamination. At this time, heating at 110 ° C. was performed. Further, the adhered sample was placed on a hot plate set at 110 ° C. with the glass plate facing down, and cured for 30 minutes to produce an evaluation cell.

Figure 2017094585
Figure 2017094585

表1からわかるように、本発明のガスバリアーフィルムは、比較例のガスバリアーフィルムと比較して顕著に優れたガスバリアー性を示すことがわかった。   As can be seen from Table 1, it was found that the gas barrier film of the present invention showed significantly superior gas barrier properties as compared with the gas barrier film of the comparative example.

1 ガスバリアー層
2 A領域
3 B領域
4 混合領域
5 基材
6 ガスバリアーフィルム
10 送り出しローラー
11 巻き取りローラー
21、22、23、24 搬送ローラー
31、32 成膜ローラー
41 ガス供給管
51 プラズマ発生用電源
61、62 磁場発生装置
100 ガスバリアーフィルム製造装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas barrier layer 2 A area | region 3 B area | region 4 Mixing area | region 5 Base material 6 Gas barrier film 10 Sending roller 11 Winding roller 21, 22, 23, 24 Conveyance roller 31, 32 Film-forming roller 41 Gas supply pipe 51 For plasma generation Power supply 61, 62 Magnetic field generator 100 Gas barrier film manufacturing device

Claims (24)

基材上に、ガスバリアー層を有するガスバリアーフィルムであって、
前記ガスバリアー層が、厚さ方向において構成成分の化学組成が相互に異なる複数の領域からなり、厚さ方向において、ケイ素及び遷移金属Mを含有する領域であって、前記ケイ素に対する前記遷移金属Mの原子数比(M/ケイ素)の値が、0.02〜49の範囲内にある、厚さ方向に5nm以上連続する混合領域を有し、
前記混合領域が、前記複数の領域のうち少なくとも一つの領域には前記遷移金属が主成分として含有されているA領域と、他の領域にケイ素が主成分として含有されているB領域を有し、かつ
前記ガスバリアー層のB領域の層厚方向におけるガスバリアー層のB領域の表面からの距離と、ケイ素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対するケイ素原子の量の比率(ケイ素の原子比率)、酸素原子の量の比率(酸素の原子比率)及び炭素原子の量の比率(炭素の原子比率)との関係をそれぞれ示すケイ素分布曲線、酸素分布曲線及び炭素分布曲線において、下記条件(i)〜(iii)を全て満たす、
ことを特徴とするガスバリアーフィルム。
(i)ケイ素の原子比率、酸素の原子比率及び炭素の原子比率が、ガスバリアー層のB領域の層厚の90%以上の領域において下記式(I):
(酸素の原子比率)>(ケイ素の原子比率)>(炭素の原子比率)・・・(I)
で表される条件を満たすこと
(ii)前記炭素分布曲線が少なくとも1つの極値を有すること
(iii)前記炭素分布曲線における炭素の原子比率の最大値及び最小値の差の絶対値が5at%以上であること
A gas barrier film having a gas barrier layer on a substrate,
The gas barrier layer is composed of a plurality of regions having chemical compositions different from each other in the thickness direction, and includes a silicon and a transition metal M in the thickness direction, and the transition metal M with respect to the silicon. The atomic ratio (M / silicon) has a mixed region that is in the range of 0.02 to 49 and that is continuous for 5 nm or more in the thickness direction,
The mixed region has an A region containing the transition metal as a main component in at least one region of the plurality of regions, and a B region containing silicon as a main component in the other regions. And the distance from the surface of the B region of the gas barrier layer in the layer thickness direction of the B region of the gas barrier layer and the ratio of the amount of silicon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms (the atomic ratio of silicon) ), Oxygen distribution ratio (oxygen atomic ratio) and carbon atom content ratio (carbon atomic ratio) in relation to the silicon distribution curve, oxygen distribution curve and carbon distribution curve, respectively, ) To (iii) are all satisfied,
A gas barrier film characterized by that.
(I) In the region where the atomic ratio of silicon, the atomic ratio of oxygen and the atomic ratio of carbon are 90% or more of the layer thickness of the B region of the gas barrier layer, the following formula (I):
(Atomic ratio of oxygen)> (Atomic ratio of silicon)> (Atomic ratio of carbon) (I)
(Ii) the carbon distribution curve has at least one extreme value (iii) the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the atomic ratio of carbon in the carbon distribution curve is 5 at% That is more
前記炭素分布曲線が、実質的に連続であることを請求項1に記載のガスバリアーフィルム。   The gas barrier film according to claim 1, wherein the carbon distribution curve is substantially continuous. 前記酸素分布曲線が、少なくとも1つの極値を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のガスバリアーフィルム。   The gas barrier film according to claim 1, wherein the oxygen distribution curve has at least one extreme value. 前記炭素分布曲線が、少なくとも3つの極値を有することを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載のガスバリアーフィルム。   The gas barrier film according to any one of claims 1 to 3, wherein the carbon distribution curve has at least three extreme values. 前記炭素分布曲線の有する1つの極値及び該極値に隣接する極値における前記ガスバリアー層のB領域の層厚方向における前記ガスバリアー層のB領域の表面からの距離の差の絶対値が、いずれも200nm以下であることを特徴とする請求項4に記載のガスバリアーフィルム。   The absolute value of the difference in distance from the surface of the B region of the gas barrier layer in the layer thickness direction of the B region of the gas barrier layer at one extreme value of the carbon distribution curve and the extreme value adjacent to the extreme value is Both are 200 nm or less, The gas barrier film of Claim 4 characterized by the above-mentioned. 前記酸素分布曲線が、少なくとも3つの極値を有することを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載のガスバリアーフィルム。   The gas barrier film according to any one of claims 1 to 5, wherein the oxygen distribution curve has at least three extreme values. 前記酸素分布曲線の有する1つの極値及び該極値に隣接する極値における前記ガスバリアー層のB領域の層厚方向における前記ガスバリアー層のB領域の表面からの距離の差の絶対値が、いずれも200nm以下であることを特徴とする請求項6に記載のガスバリアーフィルム。   The absolute value of the difference in distance from the surface of the B region of the gas barrier layer in the layer thickness direction of the B region of the gas barrier layer at one extreme value of the oxygen distribution curve and the extreme value adjacent to the extreme value is Both are 200 nm or less, The gas barrier film of Claim 6 characterized by the above-mentioned. 前記ガスバリアー層の厚さが、5〜3000nmであることを特徴とする請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載のガスバリアーフィルム。   The thickness of the said gas barrier layer is 5-3000 nm, The gas barrier film as described in any one of Claim 1- Claim 7 characterized by the above-mentioned. 前記ガスバリアー層が、前記混合領域の外にさらに前記A領域及びB領域を有し、かつ当該A領域とB領域との間に前記混合領域を有することを特徴とする請求項1から請求項8までのいずれか一項に記載のガスバリアーフィルム。   The gas barrier layer further includes the A region and the B region outside the mixed region, and further includes the mixed region between the A region and the B region. The gas barrier film according to any one of 8 to 8. 前記混合領域は、炭素をさらに含有することを特徴とする請求項1から請求項9までのいずれか一項に記載のガスバリアーフィルム。   The gas barrier film according to any one of claims 1 to 9, wherein the mixed region further contains carbon. 前記混合領域は、前記炭素を20質量%以下、層厚方向に連続して含有していることを特徴とする請求項10に記載のガスバリアーフィルム。   The gas barrier film according to claim 10, wherein the mixed region contains the carbon in an amount of 20% by mass or less continuously in the layer thickness direction. 前記混合領域が、化学量論的に酸素が欠損した組成である複合化合物を含有する領域であることを特徴とする請求項1から請求項11までのいずれか一項に記載のガスバリアーフィルム。   The gas barrier film according to any one of claims 1 to 11, wherein the mixed region is a region containing a composite compound having a stoichiometrically oxygen-deficient composition. 前記混合領域に、前記遷移金属と前記ケイ素若しくはその化合物との混合物又は前記複合化合物の少なくとも一方が、含有されていることを特徴とする請求項12に記載のガスバリアーフィルム。   13. The gas barrier film according to claim 12, wherein the mixed region contains at least one of a mixture of the transition metal and the silicon or a compound thereof, or the composite compound. 前記混合領域が、酸素をさらに含有することを特徴とする請求項1から請求項13までのいずれか一項に記載のガスバリアーフィルム。   The gas barrier film according to any one of claims 1 to 13, wherein the mixed region further contains oxygen. 前記混合領域の組成を、下記化学組成式(II)で表したとき、前記混合領域の少なくとも一部が下記関係式(III)を満たすことを特徴とする請求項12に記載のガスバリアーフィルム。
化学組成式(II):(Si)(M)
関係式(III):(2y+3z)/(a+bx)<1.0
(ただし式中、Si:ケイ素、M:遷移金属、O:酸素、C:炭素、x,y,z:化学量論係数、0.02≦x≦49、0<y、0≦z、a:ケイ素の最大価数、b:Mの最大価数を表す。)
The gas barrier film according to claim 12, wherein when the composition of the mixed region is represented by the following chemical composition formula (II), at least a part of the mixed region satisfies the following relational formula (III).
Chemical composition formula (II): (Si) (M) x O y C z
Relational expression (III): (2y + 3z) / (a + bx) <1.0
(Wherein, Si: silicon, M: transition metal, O: oxygen, C: carbon, x, y, z: stoichiometric coefficient, 0.02 ≦ x ≦ 49, 0 <y, 0 ≦ z, a : Represents the maximum valence of silicon, and b: represents the maximum valence of M.)
前記遷移金属が、ニオブ(Nb)又はタンタル(Ta)を含有することを特徴とする請求項1から請求項15までのいずれか一項に記載のガスバリアーフィルム。   The gas barrier film according to any one of claims 1 to 15, wherein the transition metal contains niobium (Nb) or tantalum (Ta). 請求項1から請求項16までのいずれか一項に記載のガスバリアーフィルムを製造するガスバリアーフィルムの製造方法であって、
前記ガスバリアー層のB領域を、プラズマ化学気相成長法に形成し、かつA領域をスパッタリング法により形成することを特徴とするガスバリアーフィルムの製造方法。
It is a manufacturing method of the gas barrier film which manufactures the gas barrier film according to any one of claims 1 to 16,
A method for producing a gas barrier film, wherein the B region of the gas barrier layer is formed by a plasma chemical vapor deposition method, and the A region is formed by a sputtering method.
前記ガスバリアー層のB領域を、前記基材を一対の成膜ローラー上に配置し、前記一対の成膜ローラー間に放電してプラズマを発生させるプラズマ化学気相成長法により形成することを特徴とする請求項17に記載のガスバリアーフィルムの製造方法。   The region B of the gas barrier layer is formed by a plasma chemical vapor deposition method in which the base material is disposed on a pair of film forming rollers, and plasma is generated by discharging between the pair of film forming rollers. The method for producing a gas barrier film according to claim 17. 前記プラズマ化学気相成長法に用いる成膜ガスが、有機ケイ素化合物と酸素とを含むことを特徴とする請求項17又は請求項18に記載のガスバリアーフィルムの製造方法。   The method for producing a gas barrier film according to claim 17 or 18, wherein a film forming gas used for the plasma chemical vapor deposition method contains an organosilicon compound and oxygen. 前記成膜ガス中の前記酸素の含有量が、前記成膜ガス中の前記有機ケイ素化合物の全量を完全酸化するのに必要な理論酸素量以下であることを特徴とする請求項19に記載のガスバリアーフィルムの製造方法。   The content of the oxygen in the film forming gas is equal to or less than a theoretical oxygen amount necessary to completely oxidize the entire amount of the organosilicon compound in the film forming gas. A method for producing a gas barrier film. 前記ガスバリアー層を連続的な成膜プロセスにより形成することを特徴とする請求項17から請求項20までのいずれか一項に記載のガスバリアーフィルムの製造方法。   The method for producing a gas barrier film according to any one of claims 17 to 20, wherein the gas barrier layer is formed by a continuous film forming process. 請求項1から請求項16までのいずれか一項に記載のガスバリアーフィルムを具備していることを特徴とする電子デバイス。   An electronic device comprising the gas barrier film according to any one of claims 1 to 16. 量子ドット含有層を有することを特徴とする請求項22に記載の電子デバイス。   The electronic device according to claim 22, further comprising a quantum dot-containing layer. 有機エレクトロルミネッセンス素子を具備していることを特徴とする請求項23に記載の電子デバイス。   24. The electronic device according to claim 23, comprising an organic electroluminescence element.
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