JP2023050695A - Gas barrier film and method for producing the same, and polarizing plate with gas barrier layer and image display device - Google Patents

Gas barrier film and method for producing the same, and polarizing plate with gas barrier layer and image display device Download PDF

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Abstract

To provide a gas barrier film which has excellent transparency and can secure gas barrier properties even when exposed to a high-temperature and high-humidity environment while suppressing the generation of ammonia and a method for producing the same, and to provide a polarizing plate with a gas barrier layer using the gas barrier film and an image display device.SOLUTION: There is provided a gas barrier film 10 which has a transparent film base material 11 and a gas barrier layer 12. The gas barrier layer 12 has a silicon oxynitride layer 13. A composition of a silicon oxynitride contained in the silicon oxynitride layer 13 is expressed by the general formula SiOxNy. The x and y of the general formula SiOxNy satisfy a relation of 0.30<x<1.20, 0.40<y<0.80 and 0.50<x/y<2.30. In a Si2p spectrum of the silicon oxynitride layer 13, when the area of a region between a Si2p spectral curve and a baseline is defined as S1 and the area of a peak derived from Si-Si bonding is defined as S2, a relation 0.05≤S2/S1≤0.30 is satisfied.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ガスバリアフィルム及びその製造方法、並びにガスバリア層付き偏光板及び画像表示装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a gas barrier film, a method for producing the same, a polarizing plate with a gas barrier layer, and an image display device.

画像表示装置の軽量化・薄型化・フレキシブル化に伴って、ガラス基板の代わりに樹脂フィルム基板が用いられるようになっている。樹脂フィルムは、ガラスに比べて水蒸気や酸素等のガス透過性が高いため、これらのガスに起因する表示素子の劣化を抑制する目的で、ガスバリア層を備えたガスバリアフィルムを用いることが提案されている。 2. Description of the Related Art As image display devices become lighter, thinner, and more flexible, resin film substrates have come to be used instead of glass substrates. Since resin films have higher permeability to gases such as water vapor and oxygen than glass, it has been proposed to use a gas barrier film having a gas barrier layer for the purpose of suppressing deterioration of display elements caused by these gases. there is

有機EL素子は、わずかな水分の浸入に起因して「ダークスポット」と呼ばれる欠点が生じる場合があり、高いガスバリア性(水蒸気遮断性)が要求される。ガスバリア性に優れる材料として、窒化ケイ素(SiN)及び酸窒化ケイ素(SiON)が知られている。 An organic EL element may have defects called "dark spots" due to the intrusion of even a small amount of moisture, and high gas barrier properties (water vapor blocking properties) are required. Silicon nitride (SiN) and silicon oxynitride (SiON) are known as materials having excellent gas barrier properties.

例えば、特許文献1では、透明性及び屈曲性に優れるガスバリアフィルムとして、窒化ケイ素層と酸化ケイ素層とを備えるガスバリアフィルムが提案されている。 For example, Patent Document 1 proposes a gas barrier film including a silicon nitride layer and a silicon oxide layer as a gas barrier film having excellent transparency and flexibility.

国際公開第2019/187978号WO2019/187978

ガスバリア層として窒素含有層(より具体的には、窒化ケイ素層、酸窒化ケイ素層等)を用いたガスバリアフィルムでは、加湿環境下において窒素含有層からアンモニア(アンモニアガス)が発生しうることが本発明者らの検討により判明した。窒素含有層から発生したアンモニアは、例えば空気中の水分と反応することにより、アンモニウムイオン及び水酸化物イオンを生じさせ、これらのイオンが素子を腐食させる場合がある。 In a gas barrier film using a nitrogen-containing layer (more specifically, a silicon nitride layer, a silicon oxynitride layer, etc.) as a gas barrier layer, ammonia (ammonia gas) can be generated from the nitrogen-containing layer in a humidified environment. This has been clarified by the studies of the inventors. Ammonia generated from the nitrogen-containing layer reacts with, for example, moisture in the air to produce ammonium ions and hydroxide ions, which may corrode the device.

特許文献1に開示される技術だけでは、アンモニアの発生を抑制しつつ、高温高湿環境下にさらされた場合でもガスバリア性を確保できる上、透明性に優れるガスバリアフィルムを得ることは難しい。 With only the technique disclosed in Patent Document 1, it is difficult to obtain a gas barrier film that can suppress the generation of ammonia, can ensure gas barrier properties even when exposed to a high-temperature and high-humidity environment, and has excellent transparency.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、アンモニアの発生を抑制しつつ、高温高湿環境下にさらされた場合でもガスバリア性を確保できる上、透明性に優れるガスバリアフィルム及びその製造方法、並びに当該ガスバリアフィルムを用いたガスバリア層付き偏光板及び画像表示装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to suppress the generation of ammonia while ensuring gas barrier properties even when exposed to a high-temperature and high-humidity environment, and to provide a gas barrier with excellent transparency. An object of the present invention is to provide a film, a method for producing the same, and a polarizing plate with a gas barrier layer and an image display device using the gas barrier film.

本発明に係るガスバリアフィルムは、透明フィルム基材と、前記透明フィルム基材の少なくとも一方の主面に直接的又は間接的に配置されたガスバリア層とを有する。前記ガスバリア層は、構成元素として酸素、窒素及びケイ素を含む酸窒化ケイ素層を有する。前記酸窒化ケイ素層に含まれる酸窒化ケイ素の組成は、一般式SiOで表される。前記一般式SiOのx及びyは、0.30<x<1.20、0.40<y<0.80及び0.50<x/y<2.30の関係を満たす。X線光電子分光法で得られた前記酸窒化ケイ素層のSi2pスペクトルにおいて、結合エネルギー95eV以上110eV以下の範囲のSi2pスペクトル曲線とベースラインとの間の領域の面積をS1とし、前記Si2pスペクトルから波形解析により分離したSi-Siの結合に由来するピークの面積をS2としたとき、0.05≦S2/S1≦0.30の関係を満たす。 A gas barrier film according to the present invention has a transparent film substrate and a gas barrier layer directly or indirectly arranged on at least one main surface of the transparent film substrate. The gas barrier layer has a silicon oxynitride layer containing oxygen, nitrogen and silicon as constituent elements. The composition of silicon oxynitride contained in the silicon oxynitride layer is represented by the general formula SiO x N y . x and y in the general formula SiO x N y satisfy the relationships of 0.30<x<1.20, 0.40<y<0.80 and 0.50<x/y<2.30. In the Si2p spectrum of the silicon oxynitride layer obtained by X-ray photoelectron spectroscopy, the area of the region between the Si2p spectrum curve and the baseline in the range of binding energy 95 eV or more and 110 eV or less is defined as S1, and the waveform is obtained from the Si2p spectrum When the area of the peak derived from the Si—Si bond separated by the analysis is defined as S2, the relationship 0.05≦S2/S1≦0.30 is satisfied.

本発明に係るガスバリアフィルムの一実施形態では、前記S2/S1は、0.15以上0.30以下である。 In one embodiment of the gas barrier film according to the present invention, S2/S1 is 0.15 or more and 0.30 or less.

本発明に係るガスバリアフィルムの一実施形態では、前記x/yは、2.00以下である。 In one embodiment of the gas barrier film according to the present invention, x/y is 2.00 or less.

本発明に係るガスバリアフィルムの一実施形態では、前記酸窒化ケイ素層の厚みが、10nm以上200nm以下である。 In one embodiment of the gas barrier film according to the present invention, the silicon oxynitride layer has a thickness of 10 nm or more and 200 nm or less.

本発明の一実施形態に係るガスバリアフィルムは、前記透明フィルム基材と前記ガスバリア層との間に配置されたハードコート層を更に有する。 The gas barrier film according to one embodiment of the present invention further has a hard coat layer arranged between the transparent film substrate and the gas barrier layer.

本発明の一実施形態に係るガスバリアフィルムは、前記ガスバリア層の前記透明フィルム基材側とは反対側に配置された粘着剤層を更に有する。 The gas barrier film according to one embodiment of the present invention further has an adhesive layer disposed on the side of the gas barrier layer opposite to the transparent film substrate side.

本発明に係るガスバリアフィルムの製造方法は、上述した本発明に係るガスバリアフィルムの好適な製造方法である。本発明に係るガスバリアフィルムの製造方法は、成膜装置のチャンバー内に、トリシリルアミン、窒素源及び酸素源を導入して、化学気相成長法により前記酸窒化ケイ素層を形成する工程を備える。 The method for producing a gas barrier film according to the present invention is a suitable method for producing the above-described gas barrier film according to the present invention. A method for producing a gas barrier film according to the present invention comprises a step of introducing trisilylamine, a nitrogen source and an oxygen source into a chamber of a film forming apparatus to form the silicon oxynitride layer by chemical vapor deposition. .

本発明に係るガスバリア層付き偏光板は、本発明に係るガスバリアフィルムと、偏光子とを備える。 A polarizing plate with a gas barrier layer according to the present invention includes the gas barrier film according to the present invention and a polarizer.

本発明に係る画像表示装置は、本発明に係るガスバリアフィルム又は本発明に係るガスバリア層付き偏光板と、画像表示セルとを備える。 An image display device according to the present invention includes the gas barrier film according to the present invention or the gas barrier layer-attached polarizing plate according to the present invention, and an image display cell.

本発明に係る画像表示装置の一実施形態では、前記画像表示セルが有機EL素子を含む。 In one embodiment of the image display device according to the present invention, the image display cell includes an organic EL element.

本発明によれば、アンモニアの発生を抑制しつつ、高温高湿環境下にさらされた場合でもガスバリア性を確保できる上、透明性に優れるガスバリアフィルム及びその製造方法、並びに当該ガスバリアフィルムを用いたガスバリア層付き偏光板及び画像表示装置を提供できる。 According to the present invention, a gas barrier film that suppresses the generation of ammonia, can ensure gas barrier properties even when exposed to a high temperature and high humidity environment, and has excellent transparency, a method for producing the same, and a gas barrier film using the gas barrier film. A polarizing plate with a gas barrier layer and an image display device can be provided.

本発明に係るガスバリアフィルムの一例を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing an example of a gas barrier film according to the present invention; FIG. 本発明に係るガスバリアフィルムが有する酸窒化ケイ素層をX線光電子分光法により分析した結果の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of the result of analyzing the silicon oxynitride layer of the gas barrier film according to the present invention by X-ray photoelectron spectroscopy. 本発明に係るガスバリアフィルムの他の例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of the gas barrier film according to the present invention; 本発明に係るガスバリアフィルムの他の例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of the gas barrier film according to the present invention; 本発明に係るガスバリアフィルムの他の例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of the gas barrier film according to the present invention; 本発明に係るガスバリアフィルムの他の例を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of the gas barrier film according to the present invention; 本発明に係るガスバリア層付き偏光板の一例を示す断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing which shows an example of the polarizing plate with a gas barrier layer which concerns on this invention. 本発明に係る画像表示装置の一例を示す断面図である。It is a sectional view showing an example of an image display device concerning the present invention.

以下、本発明の好適な実施形態について説明する。まず、本明細書中で使用される用語について説明する。粒子の個数平均一次粒子径は、何ら規定していなければ、走査型電子顕微鏡及び画像処理ソフトウェア(例えば、アメリカ国立衛生研究所製「ImageJ」)を用いて測定した、100個の一次粒子の円相当径(ヘイウッド径:一次粒子の投影面積と同じ面積を有する円の直径)の個数平均値である。 Preferred embodiments of the present invention are described below. First, the terms used in this specification will be explained. The number average primary particle diameter of the particles is the circle of 100 primary particles measured using a scanning electron microscope and image processing software (e.g., "ImageJ" manufactured by the National Institutes of Health), unless otherwise specified. It is a number average value of equivalent diameters (Heywood diameter: diameter of a circle having the same area as the projected area of primary particles).

層状物(より具体的には、透明フィルム基材、ガスバリア層、酸窒化ケイ素層、ハードコート層、粘着剤層、偏光子等)の「主面」とは、層状物の厚み方向に直交する面をさす。層状物の厚みは、層を厚み方向に切断した断面を電子顕微鏡で観察し、断面画像から無作為に測定箇所を10箇所選択し、選択した10箇所の測定箇所の厚みを測定して得られた10個の測定値の算術平均値である。 The "principal surface" of a layered product (more specifically, a transparent film substrate, a gas barrier layer, a silicon oxynitride layer, a hard coat layer, an adhesive layer, a polarizer, etc.) point to the face The thickness of the layered material is obtained by observing a cross-section of the layer cut in the thickness direction with an electron microscope, randomly selecting 10 measurement points from the cross-sectional image, and measuring the thickness of the selected 10 measurement points. is the arithmetic mean of 10 measurements.

「屈折率」とは、温度23℃の雰囲気下における波長550nmの光に対する屈折率をいう。 "Refractive index" refers to the refractive index for light with a wavelength of 550 nm in an atmosphere at a temperature of 23°C.

流量の単位「sccm(Standard Cubic Centimeter per Minute)」は、標準状態(温度:0℃、圧力:101.3kPa)における流量の単位「mL/分」である。 The flow rate unit "sccm (Standard Cubic Centimeter per Minute)" is the flow rate unit "mL/min" under standard conditions (temperature: 0°C, pressure: 101.3 kPa).

以下、X線光電子分光法を「XPS」と記載することがある。XPSにより得られるスペクトルを「XPSスペクトル」と記載することがある。以下、特に断りがない限り、「XPSスペクトル」は、Shirley法によりバックグラウンドが除去されたXPSスペクトルである。「Si2pスペクトル」とは、Si(ケイ素)の2p軌道のXPSスペクトルをさす。「ベースライン」とは、XPSスペクトルにおいて、ケイ素の2p軌道に由来する光電子の放出がないものとして外挿したXPSスペクトル線(又はXPSスペクトル曲線)をさす。つまり、ベースラインは、ケイ素の2p軌道に由来する光電子の放出がないものと仮定したXPSスペクトル線(又はXPSスペクトル曲線)である。XPSスペクトルにおける「ピーク」とは、曲線が低エネルギー側のベースラインから離れてから、再度同じベースラインに戻るまでの部分をさす。XPSスペクトルにおける「ピークの面積」とは、ピークを構成する曲線とベースラインとの間の領域の面積をさす。 Hereinafter, X-ray photoelectron spectroscopy may be referred to as "XPS". A spectrum obtained by XPS is sometimes referred to as an "XPS spectrum". Hereinafter, unless otherwise specified, "XPS spectrum" is an XPS spectrum from which the background has been removed by the Shirley method. “Si2p spectrum” refers to the XPS spectrum of the 2p orbital of Si (silicon). "Baseline" refers to an extrapolated XPS spectral line (or XPS spectral curve) in the XPS spectrum assuming no photoelectron emission originating from the 2p orbital of silicon. That is, the baseline is the XPS spectral line (or XPS spectral curve) assuming no photoelectron emission originating from the 2p orbital of silicon. A "peak" in an XPS spectrum refers to a portion from when the curve departs from the low-energy side baseline to when it returns to the same baseline again. "Peak area" in an XPS spectrum refers to the area of the region between the curve that constitutes the peak and the baseline.

以下、化合物名の後に「系」を付けて、化合物及びその誘導体を包括的に総称する場合がある。化合物名の後に「系」を付けて重合体名を表す場合には、重合体の繰り返し単位が化合物又はその誘導体に由来することを意味する。アクリル及びメタクリルを包括的に「(メタ)アクリル」と総称する場合がある。 Hereinafter, compounds and derivatives thereof may be collectively referred to by adding "system" to the name of the compound. When the polymer name is expressed by adding "system" after the compound name, it means that the repeating unit of the polymer is derived from the compound or its derivative. Acryl and methacryl may be collectively referred to as "(meth)acryl".

以下の説明において参照する図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の大きさ、個数、形状等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合がある。また、説明の都合上、後に説明する図面において、先に説明した図面と同一構成部分については、同一符号を付して、その説明を省略する場合がある。 The drawings referred to in the following description mainly show each component schematically for the sake of easy understanding. It may be different from the actual from above. Also, for convenience of description, in the drawings described later, the same components as those in the drawings described earlier may be denoted by the same reference numerals, and the description thereof may be omitted.

<第1実施形態:ガスバリアフィルム>
本発明の第1実施形態に係るガスバリアフィルムは、透明フィルム基材と、透明フィルム基材の少なくとも一方の主面に直接的又は間接的に配置されたガスバリア層とを有する。ガスバリア層は、構成元素として酸素、窒素及びケイ素を含む酸窒化ケイ素層を有する。酸窒化ケイ素層に含まれる酸窒化ケイ素の組成は、一般式SiOで表される。一般式SiOのx及びyは、0.30<x<1.20、0.40<y<0.80及び0.50<x/y<2.30の関係を満たす。XPSで得られた酸窒化ケイ素層のSi2pスペクトルにおいて、結合エネルギー95eV以上110eV以下の範囲のSi2pスペクトル曲線とベースラインとの間の領域の面積をS1とし、Si2pスペクトルから波形解析により分離したSi-Siの結合に由来するピークの面積をS2としたとき、0.05≦S2/S1≦0.30の関係を満たす。
<First Embodiment: Gas Barrier Film>
A gas barrier film according to a first embodiment of the present invention has a transparent film substrate and a gas barrier layer directly or indirectly arranged on at least one main surface of the transparent film substrate. The gas barrier layer has a silicon oxynitride layer containing oxygen, nitrogen and silicon as constituent elements. The composition of silicon oxynitride contained in the silicon oxynitride layer is represented by the general formula SiO x N y . x and y in the general formula SiO x N y satisfy the relationships of 0.30<x<1.20, 0.40<y<0.80 and 0.50<x/y<2.30. In the Si2p spectrum of the silicon oxynitride layer obtained by XPS, the area of the region between the Si2p spectrum curve and the baseline in the range of binding energy 95 eV or more and 110 eV or less is defined as S1, and Si- separated from the Si2p spectrum by waveform analysis. The relationship 0.05≦S2/S1≦0.30 is satisfied, where S2 is the area of the peak derived from the Si bond.

以下、一般式SiOのxを、単に「x」と記載することがある。一般式SiOのyを、単に「y」と記載することがある。XPSで得られた酸窒化ケイ素層のSi2pスペクトルにおいて、結合エネルギー95eV以上110eV以下の範囲のSi2pスペクトル曲線とベースラインとの間の領域の面積を、「面積S1」又は「S1」と記載することがある。Si2pスペクトルから波形解析により分離したSi-Siの結合に由来するピークの面積を、「面積S2」又は「S2」と記載することがある。x、y、及びS1とS2との面積比(S2/S1)の測定方法は、いずれも後述する実施例と同じ方法又はそれに準ずる方法である。 Hereinafter, x in the general formula SiO x N y may be simply referred to as "x". y in the general formula SiO x N y may be simply described as "y". In the Si2p spectrum of the silicon oxynitride layer obtained by XPS, the area of the region between the Si2p spectrum curve and the baseline in the range of binding energy 95 eV or more and 110 eV or less is described as "area S1" or "S1". There is The area of the peak derived from the Si—Si bond separated from the Si2p spectrum by waveform analysis is sometimes referred to as “area S2” or “S2”. The methods for measuring x, y, and the area ratio (S2/S1) between S1 and S2 are the same as or similar to those used in Examples described later.

第1実施形態に係るガスバリアフィルムは、上記構成を備えているため、アンモニアの発生(特に、加湿環境下におけるアンモニアの発生)を抑制しつつ、高温高湿環境下にさらされた場合でもガスバリア性を確保できる上、透明性に優れる。以下、高温高湿環境下にさらされた後のガスバリア性を、「高温高湿後ガスバリア性」と記載することがある。 Since the gas barrier film according to the first embodiment has the above configuration, it suppresses the generation of ammonia (in particular, the generation of ammonia in a humidified environment) and has gas barrier properties even when exposed to a high-temperature and high-humidity environment. can be ensured, and it has excellent transparency. Hereinafter, the gas barrier properties after being exposed to a high temperature and high humidity environment may be referred to as "post-high temperature and high humidity gas barrier properties".

第1実施形態において、xとyとの比であるx/yが小さいほど(すなわち、窒素の比率が高いほど)ガスバリア性が高められる傾向があり、x/yが大きいほど(すなわち、酸素の比率が高いほど)可視光の吸収が少なく透明性が向上する傾向がある。 In the first embodiment, the smaller the ratio of x and y, i.e., x/y (that is, the higher the ratio of nitrogen), the higher the gas barrier properties tend to be. The higher the ratio, the less visible light is absorbed, and the transparency tends to improve.

第1実施形態において、酸窒化ケイ素層に含まれる酸窒化ケイ素は、化学量論組成を有していてもよく、酸素又は窒素が不足している非化学量論組成であってもよい。化学量論組成の酸窒化ケイ素は、x/2+3y/4=1である。(x/2+3y/4)の値は、0.70以上1.10以下であることが好ましい。(x/2+3y/4)の上限は理論的には1であるが、酸素又は窒素が過剰に取り込まれることにより、1より大きな値を示す場合がある。(x/2+3y/4)が0.70以上であれば、透明性及びガスバリア性が高められる傾向がある。 In the first embodiment, the silicon oxynitride contained in the silicon oxynitride layer may have a stoichiometric composition or may be a non-stoichiometric composition lacking oxygen or nitrogen. Stoichiometric silicon oxynitride has x/2+3y/4=1. The value of (x/2+3y/4) is preferably 0.70 or more and 1.10 or less. Theoretically, the upper limit of (x/2+3y/4) is 1, but it may show a value greater than 1 due to excessive intake of oxygen or nitrogen. If (x/2+3y/4) is 0.70 or more, transparency and gas barrier properties tend to be enhanced.

第1実施形態において、酸窒化ケイ素層中のSi-Siの結合数が多くなるほど、S1とS2との面積比であるS2/S1が大きくなる傾向がある。また、第1実施形態では、S2/S1が大きくなるほど、高温高湿後ガスバリア性が高くなり、かつアンモニアの発生(特に、加湿環境下におけるアンモニアの発生)が抑制される傾向がある。これは、S2/S1が大きくなる(酸窒化ケイ素層中のSi-Siの結合数が多くなる)ほど、酸窒化ケイ素層中のSi-O結合の加水分解による開裂が抑制され、その結果、酸窒化ケイ素層の加湿による劣化が抑制されるからであると推測される。 In the first embodiment, S2/S1, which is the area ratio of S1 and S2, tends to increase as the number of Si—Si bonds in the silicon oxynitride layer increases. Further, in the first embodiment, as S2/S1 increases, gas barrier properties after high temperature and high humidity tend to increase, and the generation of ammonia (in particular, the generation of ammonia in a humidified environment) tends to be suppressed. This is because as S2/S1 increases (the number of Si—Si bonds in the silicon oxynitride layer increases), hydrolytic cleavage of Si—O bonds in the silicon oxynitride layer is suppressed, and as a result, It is presumed that this is because deterioration of the silicon oxynitride layer due to humidification is suppressed.

第1実施形態において、透明性により優れるガスバリアフィルムを得るためには、xが、0.33以上であることが好ましく、0.35以上であることがより好ましく、0.38以上であることが更に好ましい。第1実施形態において、高温高湿後ガスバリア性により優れるガスバリアフィルムを得るためには、xが、1.18以下であることが好ましく、1.15以下であることがより好ましく、1.12以下であることが更に好ましい。 In the first embodiment, in order to obtain a gas barrier film with more excellent transparency, x is preferably 0.33 or more, more preferably 0.35 or more, and preferably 0.38 or more. More preferred. In the first embodiment, x is preferably 1.18 or less, more preferably 1.15 or less, and 1.12 or less in order to obtain a gas barrier film having excellent gas barrier properties after high temperature and high humidity. is more preferable.

第1実施形態において、高温高湿後ガスバリア性により優れるガスバリアフィルムを得るためには、yが、0.43以上であることが好ましく、0.45以上であることがより好ましく、0.48以上であることが更に好ましい。第1実施形態において、アンモニアの発生をより抑制しつつ、透明性により優れるガスバリアフィルムを得るためには、yが、0.78以下であることが好ましく、0.77以下であることがより好ましく、0.76以下であることが更に好ましい。 In the first embodiment, in order to obtain a gas barrier film having excellent gas barrier properties after high temperature and high humidity, y is preferably 0.43 or more, more preferably 0.45 or more, and 0.48 or more. is more preferable. In the first embodiment, y is preferably 0.78 or less, more preferably 0.77 or less, in order to obtain a gas barrier film having excellent transparency while further suppressing the generation of ammonia. , 0.76 or less.

第1実施形態において、アンモニアの発生をより抑制しつつ、透明性により優れるガスバリアフィルムを得るためには、x/yが、0.52以上であることが好ましく、0.53以上であることがより好ましく、0.54以上であることが更に好ましい。第1実施形態において、高温高湿後ガスバリア性により優れるガスバリアフィルムを得るためには、x/yが、2.25以下であることが好ましく、2.20以下であることがより好ましく、2.10以下であることが更に好ましく、2.00以下であることが特に好ましく、1.90以下、1.80以下又は1.70以下であってもよい。 In the first embodiment, x/y is preferably 0.52 or more, more preferably 0.53 or more, in order to obtain a gas barrier film having excellent transparency while further suppressing the generation of ammonia. More preferably, it is still more preferably 0.54 or more. In the first embodiment, x/y is preferably 2.25 or less, more preferably 2.20 or less, in order to obtain a gas barrier film having excellent gas barrier properties after high temperature and high humidity. It is more preferably 10 or less, particularly preferably 2.00 or less, and may be 1.90 or less, 1.80 or less, or 1.70 or less.

第1実施形態において、アンモニアの発生をより抑制しつつ、高温高湿後ガスバリア性により優れるガスバリアフィルムを得るためには、S2/S1が、0.06以上であることが好ましく、0.08以上であることがより好ましく、0.10以上であることが更に好ましく、0.15以上であることが特に好ましい。第1実施形態において、透明性により優れるガスバリアフィルムを得るためには、S2/S1が、0.29以下であることが好ましく、0.28以下であることがより好ましい。第1実施形態において、アンモニアの発生をより抑制しつつ、高温高湿後ガスバリア性及び透明性により優れるガスバリアフィルムを得るためには、S2/S1が、0.06以上0.30以下であることが好ましく、0.08以上0.30以下であることがより好ましく、0.10以上0.30以下であることが更に好ましく、0.15以上0.30以下であることが特に好ましく、0.15以上0.29以下又は0.15以上0.28以下であってもよい。 In the first embodiment, S2/S1 is preferably 0.06 or more, more preferably 0.08 or more, in order to obtain a gas barrier film having excellent gas barrier properties after high temperature and high humidity while further suppressing the generation of ammonia. is more preferably 0.10 or more, and particularly preferably 0.15 or more. In the first embodiment, S2/S1 is preferably 0.29 or less, more preferably 0.28 or less, in order to obtain a gas barrier film with more excellent transparency. In the first embodiment, in order to obtain a gas barrier film that is more excellent in gas barrier properties and transparency after high temperature and high humidity while further suppressing the generation of ammonia, S2/S1 should be 0.06 or more and 0.30 or less. is preferably 0.08 or more and 0.30 or less, more preferably 0.10 or more and 0.30 or less, and particularly preferably 0.15 or more and 0.30 or less. It may be 15 or more and 0.29 or less, or 0.15 or more and 0.28 or less.

第1実施形態において、アンモニアの発生を更に抑制しつつ、高温高湿後ガスバリア性及び透明性に更に優れるガスバリアフィルムを得るためには、下記条件1を満たすことが好ましく、下記条件2を満たすことがより好ましく、下記条件3を満たすことが更に好ましい。
条件1:xが0.38以上1.12以下であり、かつyが0.48以上0.76以下である。
条件2:上記条件1を満たし、かつx/yが0.54以上2.00以下である。
条件3:上記条件2を満たし、かつS2/S1が0.15以上0.30以下である。
In the first embodiment, in order to obtain a gas barrier film that further suppresses the generation of ammonia and has further excellent gas barrier properties and transparency after high temperature and high humidity, it is preferable to satisfy the following condition 1, and the following condition 2 is satisfied. is more preferable, and it is even more preferable to satisfy the following condition 3.
Condition 1: x is 0.38 or more and 1.12 or less, and y is 0.48 or more and 0.76 or less.
Condition 2: Condition 1 above is satisfied, and x/y is 0.54 or more and 2.00 or less.
Condition 3: Condition 2 above is satisfied, and S2/S1 is 0.15 or more and 0.30 or less.

以下、第1実施形態について、図面を参照しながら詳述する。図1は、第1実施形態に係るガスバリアフィルムの一例を示す断面図である。図1に示すガスバリアフィルム10は、透明フィルム基材11と、透明フィルム基材11の一方の主面11aに直接的に配置されたガスバリア層12とを有する積層体である。ガスバリア層12は、構成元素として酸素、窒素及びケイ素を含む酸窒化ケイ素層13からなる単層構造である。酸窒化ケイ素層13に含まれる酸窒化ケイ素の組成は、一般式SiOで表される。一般式SiOのx及びyは、0.30<x<1.20、0.40<y<0.80及び0.50<x/y<2.30の関係を満たす。XPSで得られた酸窒化ケイ素層13のSi2pスペクトルにおいて、結合エネルギー95eV以上110eV以下の範囲のSi2pスペクトル曲線とベースラインとの間の領域の面積をS1とし、Si2pスペクトルから波形解析により分離したSi-Siの結合に由来するピークの面積をS2としたとき、0.05≦S2/S1≦0.30の関係を満たす。 The first embodiment will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the gas barrier film according to the first embodiment. A gas barrier film 10 shown in FIG. 1 is a laminate having a transparent film substrate 11 and a gas barrier layer 12 directly disposed on one main surface 11 a of the transparent film substrate 11 . The gas barrier layer 12 has a single layer structure consisting of a silicon oxynitride layer 13 containing oxygen, nitrogen and silicon as constituent elements. The composition of the silicon oxynitride contained in the silicon oxynitride layer 13 is represented by the general formula SiO x N y . x and y in the general formula SiO x N y satisfy the relationships of 0.30<x<1.20, 0.40<y<0.80 and 0.50<x/y<2.30. In the Si2p spectrum of the silicon oxynitride layer 13 obtained by XPS, the area of the region between the Si2p spectrum curve and the baseline in the range of 95 eV or more and 110 eV or less of binding energy is defined as S1, and Si separated from the Si2p spectrum by waveform analysis The relationship 0.05≦S2/S1≦0.30 is satisfied, where S2 is the area of the peak derived from the −Si bond.

図2は、酸窒化ケイ素層13をXPSにより分析した結果(即ち、XPSスペクトル)の一例を示す図である。図2のXPSスペクトルは、Shirley法によりバックグラウンドが除去されている。図2において、縦軸は強度(counts per second、図2ではc/sと略記する)を示し、横軸は結合エネルギー(binding energy)を示す。また、図2では、Si2pスペクトル曲線SPが実線で描かれ、Si-Siの結合に由来するピークを構成する曲線P1が破線で描かれ、ベースラインBLが一点鎖線で描かれている。Si-Siの結合に由来するピークは、Si2pスペクトルから波形解析により分離したピークである。Si2pスペクトルから波形解析により分離する方法としては、例えばガウス関数とローレンツ関数との複合関数(ガウス-ローレンツ関数)で処理する方法が挙げられる。詳しくは、波形解析ソフトウェア(例えば、アルバック・ファイ社製「PHI MultiPak」)を用いて、Si2pスペクトルをガウス-ローレンツ関数で処理することで、当該スペクトルからSi-Siの結合に由来するピーク(結合エネルギー99eV以上101eV以下の範囲に極大を有するピーク)を分離することができる。図2において、面積S1は、結合エネルギー95eV以上110eV以下の範囲のSi2pスペクトル曲線SPとベースラインBLとの間の領域の面積である。図2において、面積S2は、分離したSi-Siの結合に由来するピークを構成する曲線P1とベースラインBLとの間の領域の面積である。なお、図示はしていないが、図2のXPSスペクトルには、Si-Oの結合に由来するピーク、及びSi-Nの結合に由来するピークも含まれる。 FIG. 2 is a diagram showing an example of the result of XPS analysis of the silicon oxynitride layer 13 (that is, XPS spectrum). The XPS spectrum in FIG. 2 has the background removed by the Shirley method. In FIG. 2, the vertical axis indicates intensity (counts per second, abbreviated as c/s in FIG. 2), and the horizontal axis indicates binding energy. In addition, in FIG. 2, the Si2p spectrum curve SP is drawn with a solid line, the curve P1 forming the peak derived from the Si—Si bond is drawn with a broken line, and the baseline BL is drawn with a dashed line. The peak derived from the Si—Si bond is a peak separated from the Si2p spectrum by waveform analysis. As a method of separating from the Si2p spectrum by waveform analysis, for example, there is a method of processing with a composite function (Gauss-Lorentz function) of a Gaussian function and a Lorentzian function. Specifically, using waveform analysis software (for example, “PHI MultiPak” manufactured by ULVAC-PHI), the Si2p spectrum is processed with a Gauss-Lorentz function, and a peak derived from a Si—Si bond (bond A peak having a maximum in the energy range of 99 eV or more and 101 eV or less) can be separated. In FIG. 2, the area S1 is the area between the Si2p spectrum curve SP and the baseline BL in the range of binding energy 95 eV or more and 110 eV or less. In FIG. 2, the area S2 is the area of the region between the curve P1 and the baseline BL, which constitutes the peak derived from the separated Si—Si bond. Although not shown, the XPS spectrum in FIG. 2 also includes peaks derived from Si—O bonds and Si—N bonds.

第1実施形態に係るガスバリアフィルムの構成は、図1に示すガスバリアフィルム10の構成に限定されない。例えば、第1実施形態に係るガスバリアフィルムは、図3に示すガスバリアフィルム20のように、ガスバリア層が複数の薄膜からなる積層構造であってもよい。ガスバリアフィルム20では、ガスバリア層21が、酸窒化ケイ素層13と、酸窒化ケイ素層13の透明フィルム基材11側とは反対側の主面13aに配置された低屈折率層22とを有する。低屈折率層22は、酸窒化ケイ素層13よりも屈折率が低い層である。低屈折率層22は、酸窒化ケイ素層13とともにガスバリア性を高め、かつ光学干渉層として機能し、ガスバリア層21による光反射を低減して光透過率を高める作用を有する。第1実施形態に係るガスバリアフィルムは、酸窒化ケイ素層の両主面に低屈折率層を備えていてもよい。 The configuration of the gas barrier film according to the first embodiment is not limited to the configuration of the gas barrier film 10 shown in FIG. For example, the gas barrier film according to the first embodiment may have a laminated structure in which the gas barrier layer is composed of a plurality of thin films, like the gas barrier film 20 shown in FIG. In the gas barrier film 20, the gas barrier layer 21 has the silicon oxynitride layer 13 and the low refractive index layer 22 disposed on the main surface 13a of the silicon oxynitride layer 13 opposite to the transparent film substrate 11 side. The low refractive index layer 22 is a layer having a lower refractive index than the silicon oxynitride layer 13 . The low refractive index layer 22 enhances gas barrier properties together with the silicon oxynitride layer 13, functions as an optical interference layer, and has the effect of reducing light reflection by the gas barrier layer 21 and increasing light transmittance. The gas barrier film according to the first embodiment may have low refractive index layers on both main surfaces of the silicon oxynitride layer.

また、第1実施形態に係るガスバリアフィルムでは、ガスバリア層が、2層以上の酸窒化ケイ素層を含んでいてもよく、例えば、2層の酸窒化ケイ素層と3層の低屈折率層との交互積層体であってもよい。ガスバリア層は、4層の積層構造又は6層以上の積層構造であってもよい。例えば、4層構造のガスバリア層は、透明フィルム基材側から、酸窒化ケイ素層/低屈折率層/酸窒化ケイ素層/低屈折率層の順に配置された交互積層体であってもよい。合計の層数が偶数である交互積層体においても、最外層が低屈折率層であることが好ましい。合計4層以上からなるガスバリア層は、酸窒化ケイ素層と低屈折率層の間に、両者の中間の屈折率を有する中屈折率層や、酸窒化ケイ素よりも高屈折率の材料からなる高屈折率層を含んでいてもよい。ガスバリア層は、3層の酸窒化ケイ素層と4層の低屈折率層の計7層からなる交互積層体であってもよく、8層以上からなる交互積層体であってもよい。 Further, in the gas barrier film according to the first embodiment, the gas barrier layer may include two or more silicon oxynitride layers, for example, two silicon oxynitride layers and three low refractive index layers. Alternating laminates may also be used. The gas barrier layer may have a laminate structure of four layers or a laminate structure of six or more layers. For example, the gas barrier layer having a four-layer structure may be an alternate laminate in which silicon oxynitride layer/low refractive index layer/silicon oxynitride layer/low refractive index layer are arranged in this order from the transparent film substrate side. Even in an alternate laminate having an even number of layers in total, the outermost layer is preferably a low refractive index layer. The gas barrier layer, which consists of a total of four or more layers, is interposed between the silicon oxynitride layer and the low refractive index layer. A refractive index layer may be included. The gas barrier layer may be an alternately laminated body composed of a total of seven layers, that is, three silicon oxynitride layers and four low refractive index layers, or may be an alternately laminated body composed of eight or more layers.

また、第1実施形態に係るガスバリアフィルムは、ガスバリア層が透明フィルム基材の主面に間接的に配置されていてもよい。例えば、図4に示すガスバリアフィルム30は、透明フィルム基材11とガスバリア層12(酸窒化ケイ素層13)との間に配置されたハードコート層31を有する。ガスバリアフィルム30では、ガスバリア層12が透明フィルム基材11の主面に間接的に配置されている。ハードコート層31は、ガスバリアフィルム30の硬度や弾性率等の機械的特性を高める層である。ハードコート層31のガスバリア層12側の主面が平滑であれば、その上に形成されるガスバリア層12のガスバリア性が高められ、水蒸気透過率が小さくなる傾向がある。ハードコート層31のガスバリア層12側の主面の算術平均高さSaは、1.5nm以下又は1.0nm以下であってもよい。算術平均高さSaは、原子間力顕微鏡(AFM)により測定した1μm×1μmの範囲の三次元表面形状から、ISO 25178に準じて算出される。 Further, in the gas barrier film according to the first embodiment, the gas barrier layer may be indirectly arranged on the main surface of the transparent film substrate. For example, the gas barrier film 30 shown in FIG. 4 has a hard coat layer 31 arranged between the transparent film substrate 11 and the gas barrier layer 12 (silicon oxynitride layer 13). In the gas barrier film 30 , the gas barrier layer 12 is indirectly arranged on the main surface of the transparent film substrate 11 . The hard coat layer 31 is a layer that enhances mechanical properties such as hardness and elastic modulus of the gas barrier film 30 . If the main surface of the hard coat layer 31 on the side of the gas barrier layer 12 is smooth, the gas barrier property of the gas barrier layer 12 formed thereon is enhanced, and the water vapor transmission rate tends to decrease. The arithmetic mean height Sa of the main surface of the hard coat layer 31 on the side of the gas barrier layer 12 may be 1.5 nm or less or 1.0 nm or less. The arithmetic mean height Sa is calculated according to ISO 25178 from the three-dimensional surface profile of 1 μm×1 μm measured by an atomic force microscope (AFM).

ハードコート層31は、個数平均一次粒子径が1.0μm未満の粒子(以下、「ナノ粒子」と記載することがある)を含んでいてもよい。例えば、ハードコート層31がナノ粒子を含むことにより、ハードコート層31の表面に微細な凹凸が形成され、ハードコート層31とガスバリア層12との密着性が向上する傾向がある。 The hard coat layer 31 may contain particles having a number average primary particle diameter of less than 1.0 μm (hereinafter sometimes referred to as “nanoparticles”). For example, when the hard coat layer 31 contains nanoparticles, fine irregularities are formed on the surface of the hard coat layer 31, and the adhesion between the hard coat layer 31 and the gas barrier layer 12 tends to improve.

また、第1実施形態に係るガスバリアフィルムは、ガスバリア性をより向上させるため、透明フィルム基材の両主面にガスバリア層が設けられていてもよい。例えば、図5に示すガスバリアフィルム40は、透明フィルム基材11の一方の主面11aに配置されたガスバリア層12(酸窒化ケイ素層13)と、透明フィルム基材11のもう一方の主面11bに配置されたガスバリア層41とを有する。第1実施形態に係るガスバリアフィルムでは、透明フィルム基材の両主面のそれぞれに、積層構造のガスバリア層が設けられていてもよい。 In addition, the gas barrier film according to the first embodiment may be provided with gas barrier layers on both main surfaces of the transparent film substrate in order to further improve gas barrier properties. For example, the gas barrier film 40 shown in FIG. and a gas barrier layer 41 disposed on the . In the gas barrier film according to the first embodiment, a gas barrier layer having a laminated structure may be provided on each of both main surfaces of the transparent film substrate.

ガスバリア層41の構成は、ガスバリア層12の構成と同一でも異なっていてもよい。つまり、ガスバリア層41は、x、y、x/y及びS2/S1が上記特定範囲の酸窒化ケイ素層を、有していてもよく、有していなくてもよい。ガスバリア性をより向上させつつ、透明性により優れるガスバリアフィルムを得るためには、ガスバリア層41が酸窒化ケイ素層を有し、かつガスバリア層41の酸窒化ケイ素層において、0.30<x<1.20、0.40<y<0.80、0.50<x/y<2.30、及び0.05≦S2/S1≦0.30の関係を満たすことが好ましい。 The configuration of the gas barrier layer 41 may be the same as or different from that of the gas barrier layer 12 . That is, the gas barrier layer 41 may or may not have a silicon oxynitride layer in which x, y, x/y and S2/S1 are within the above specific ranges. In order to obtain a gas barrier film having excellent transparency while further improving the gas barrier property, the gas barrier layer 41 has a silicon oxynitride layer, and the silicon oxynitride layer of the gas barrier layer 41 satisfies 0.30<x<1. .20, 0.40<y<0.80, 0.50<x/y<2.30, and 0.05≦S2/S1≦0.30.

また、第1実施形態に係るガスバリアフィルムは、粘着剤層を更に有していてもよい。例えば、図6に示すガスバリアフィルム50は、ガスバリアフィルム40の構成に加え、粘着剤層51を有する。ガスバリアフィルム50では、ガスバリア層12(酸窒化ケイ素層13)の透明フィルム基材11側とは反対側の主面13aに粘着剤層51が配置されている。 Moreover, the gas barrier film according to the first embodiment may further have an adhesive layer. For example, a gas barrier film 50 shown in FIG. 6 has an adhesive layer 51 in addition to the structure of the gas barrier film 40 . In the gas barrier film 50, an adhesive layer 51 is arranged on the main surface 13a of the gas barrier layer 12 (silicon oxynitride layer 13) on the side opposite to the transparent film substrate 11 side.

粘着剤層51の酸窒化ケイ素層13側とは反対側の主面には、はく離ライナー(不図示)が仮着されていてもよい。はく離ライナーは、例えば、ガスバリアフィルム50を後述する偏光板101(図7参照)と貼り合わせるまでの間、粘着剤層51の表面を保護する。はく離ライナーの構成材料としては、アクリル、ポリオレフィン、環状ポリオレフィン、ポリエステル等から形成されたプラスチックフィルムが好適に用いられる。はく離ライナーの厚みは、例えば、5μm以上200μm以下である。はく離ライナーの表面には、離型処理が施されていることが好ましい。離型処理に使用される離型剤の材料としては、シリコーン系材料、フッ素系材料、長鎖アルキル系材料、脂肪酸アミド系材料等が挙げられる。 A release liner (not shown) may be temporarily adhered to the main surface of the pressure-sensitive adhesive layer 51 opposite to the silicon oxynitride layer 13 side. The release liner protects the surface of the pressure-sensitive adhesive layer 51, for example, until the gas barrier film 50 is attached to the polarizing plate 101 (see FIG. 7), which will be described later. Plastic films made of acrylic, polyolefin, cyclic polyolefin, polyester or the like are preferably used as the constituent material of the release liner. The thickness of the release liner is, for example, 5 μm or more and 200 μm or less. The surface of the release liner is preferably subjected to release treatment. Examples of release agent materials used in release treatment include silicone-based materials, fluorine-based materials, long-chain alkyl-based materials, fatty acid amide-based materials, and the like.

以上、図面を参照しながら第1実施形態に係るガスバリアフィルムの構成について説明した。次に、第1実施形態に係るガスバリアフィルムの要素について説明する。 The configuration of the gas barrier film according to the first embodiment has been described above with reference to the drawings. Next, elements of the gas barrier film according to the first embodiment will be described.

[透明フィルム基材11]
透明フィルム基材11は、ガスバリア層形成の土台となる層である。透明フィルム基材11は、可撓性を有していてもよい。基材として可撓性のフィルムを用いることにより、ロールトゥロール方式でガスバリア層を形成可能であるため、ガスバリア層の生産性が高められる。また、可撓性フィルム上にガスバリア層が設けられたガスバリアフィルムは、フレキシブルデバイスやフォルダブルデバイスにも適用できるとの利点を有する。
[Transparent film substrate 11]
The transparent film substrate 11 is a layer that serves as a base for forming the gas barrier layer. The transparent film substrate 11 may have flexibility. By using a flexible film as the base material, the gas barrier layer can be formed by a roll-to-roll method, so the productivity of the gas barrier layer can be improved. A gas barrier film in which a gas barrier layer is provided on a flexible film also has the advantage of being applicable to flexible devices and foldable devices.

透明フィルム基材11の可視光透過率は、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上である。透明フィルム基材11の厚みは、特に限定されないが、強度や取扱性等の観点から、5μm以上200μm以下であることが好ましく、10μm以上150μm以下であることがより好ましく、30μm以上100μm以下であることが更に好ましい。 The visible light transmittance of the transparent film substrate 11 is preferably 80% or higher, more preferably 90% or higher. The thickness of the transparent film substrate 11 is not particularly limited, but from the viewpoint of strength, handleability, etc., it is preferably 5 μm or more and 200 μm or less, more preferably 10 μm or more and 150 μm or less, and 30 μm or more and 100 μm or less. is more preferred.

透明フィルム基材11を構成する樹脂材料としては、透明性、機械強度及び熱安定性に優れる樹脂材料が好ましい。樹脂材料の具体例としては、トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂(より具体的には、ノルボルネン系樹脂等)、ポリアリレート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、及びこれらの混合物が挙げられる。 As the resin material forming the transparent film substrate 11, a resin material excellent in transparency, mechanical strength and thermal stability is preferable. Specific examples of resin materials include cellulose resins such as triacetyl cellulose, polyester resins, polyethersulfone resins, polysulfone resins, polycarbonate resins, polyamide resins, polyimide resins, polyolefin resins, (meth) Examples include acrylic resins, cyclic polyolefin resins (more specifically, norbornene resins, etc.), polyarylate resins, polystyrene resins, polyvinyl alcohol resins, and mixtures thereof.

透明フィルム基材11のガスバリア層が形成される主面に、ガスバリア層との密着性向上等の目的で、コロナ処理、プラズマ処理、フレーム処理、オゾン処理、グロー処理、ケン化処理、カップリング剤による処理等の表面改質処理を施してもよい。 Corona treatment, plasma treatment, flame treatment, ozone treatment, glow treatment, saponification treatment, and coupling agent are applied to the main surface of the transparent film substrate 11 on which the gas barrier layer is formed, for the purpose of improving adhesion with the gas barrier layer. Surface modification treatment such as treatment with may be applied.

透明フィルム基材11は、ガスバリア層が形成される側の表層がプライマー層(不図示)であってもよい。ガスバリア層が形成される側の表層がプライマー層である場合、透明フィルム基材11とガスバリア層との密着性が高くなる傾向がある。プライマー層を構成する材料としては、例えば、ケイ素、ニッケル、クロム、スズ、金、銀、白金、亜鉛、インジウム、チタン、タングステン、アルミニウム、ジルコニウム、パラジウム等の金属(又は半金属);これらの金属(又は半金属)の合金;これらの金属(又は半金属)の酸化物、フッ化物、硫化物又は窒化物等が挙げられる。プライマー層の厚みは、例えば、1nm以上20nm以下であり、好ましくは1nm以上15nm以下であり、より好ましくは1nm以上10nm以下である。 The surface layer of the transparent film substrate 11 on which the gas barrier layer is formed may be a primer layer (not shown). When the surface layer on which the gas barrier layer is formed is the primer layer, the adhesion between the transparent film substrate 11 and the gas barrier layer tends to be high. Examples of materials constituting the primer layer include metals (or semi-metals) such as silicon, nickel, chromium, tin, gold, silver, platinum, zinc, indium, titanium, tungsten, aluminum, zirconium, and palladium; alloys (or metalloids); oxides, fluorides, sulfides or nitrides of these metals (or metalloids); The thickness of the primer layer is, for example, 1 nm or more and 20 nm or less, preferably 1 nm or more and 15 nm or less, and more preferably 1 nm or more and 10 nm or less.

[酸窒化ケイ素層13]
酸窒化ケイ素層13は、ガスバリア層におけるガスバリア機能を主に担う層であり、ケイ素、酸素及び窒素を主たる構成元素とする材料からなる層である。酸窒化ケイ素層13は、成膜時の原料、透明フィルム基材11及び外部環境から取り込まれる少量の水素・炭素等の元素を含んでいてもよい。
[Silicon oxynitride layer 13]
The silicon oxynitride layer 13 is a layer mainly having a gas barrier function in the gas barrier layer, and is a layer made of a material containing silicon, oxygen and nitrogen as main constituent elements. The silicon oxynitride layer 13 may contain a small amount of elements such as hydrogen, carbon, etc. taken in from the raw material at the time of film formation, the transparent film substrate 11 and the external environment.

酸窒化ケイ素層13において、ケイ素、酸素及び窒素以外の元素の含有率は、それぞれ、5原子%以下であることが好ましく、3原子%以下であることがより好ましく、1原子%以下であることが更に好ましい。酸窒化ケイ素層13を構成する元素のうち、ケイ素、酸素及び窒素の合計は、90原子%以上であることが好ましく、95原子%以上であることがより好ましく、97原子%以上であることが更に好ましく、99原子%以上、99.5原子%以上又は99.9原子%以上であってもよい。 In the silicon oxynitride layer 13, the content of elements other than silicon, oxygen, and nitrogen is preferably 5 atomic % or less, more preferably 3 atomic % or less, and 1 atomic % or less. is more preferred. Among the elements constituting the silicon oxynitride layer 13, the total of silicon, oxygen and nitrogen is preferably 90 atomic % or more, more preferably 95 atomic % or more, and preferably 97 atomic % or more. More preferably, it may be 99 atomic % or more, 99.5 atomic % or more, or 99.9 atomic % or more.

酸窒化ケイ素層13の屈折率は、一般に1.50以上2.20以下であり、1.55以上2.00以下であることが好ましく、1.60以上1.90以下であってもよく、1.85以下、1.80以下、1.75以下又は1.70以下であってもよい。屈折率がこの範囲である酸窒化ケイ素層13は、優れたガスバリア性と透明性を両立可能である。また、屈折率が2.00以下であることにより、光透過性が向上する傾向がある。酸窒化ケイ素層13は、窒素の比率が高いほど、屈折率が高くなる傾向がある。 The refractive index of the silicon oxynitride layer 13 is generally 1.50 or more and 2.20 or less, preferably 1.55 or more and 2.00 or less, and may be 1.60 or more and 1.90 or less. It may be 1.85 or less, 1.80 or less, 1.75 or less, or 1.70 or less. The silicon oxynitride layer 13 having a refractive index within this range can achieve both excellent gas barrier properties and transparency. Further, when the refractive index is 2.00 or less, there is a tendency for the light transmittance to be improved. The silicon oxynitride layer 13 tends to have a higher refractive index as the nitrogen ratio increases.

酸窒化ケイ素層13の密度は2.10g/cm以上であることが好ましい。酸窒化ケイ素層13の密度が大きいほど、ガスバリア性が高くなる傾向がある。酸窒化ケイ素層13は、窒素の比率が高いほど、密度が大きくなる傾向がある。 The density of the silicon oxynitride layer 13 is preferably 2.10 g/cm 3 or more. The higher the density of the silicon oxynitride layer 13, the higher the gas barrier properties tend to be. The silicon oxynitride layer 13 tends to have a higher density as the nitrogen ratio increases.

ガスバリア性により優れるガスバリアフィルムを得るためには、酸窒化ケイ素層13の厚みは、5nm以上であることが好ましく、10nm以上であることがより好ましい。透明性により優れるガスバリアフィルムを得るためには、酸窒化ケイ素層13の厚みは、200nm以下であることが好ましく、150nm以下であることがより好ましく、100nm以下であることが更に好ましい。ガスバリア性及び透明性により優れるガスバリアフィルムを得るためには、酸窒化ケイ素層13の厚みは、5nm以上200nm以下であることが好ましく、10nm以上200nm以下であることがより好ましく、10nm以上100nm以下であることが更に好ましい。 In order to obtain a gas barrier film with better gas barrier properties, the thickness of the silicon oxynitride layer 13 is preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more. In order to obtain a gas barrier film with superior transparency, the thickness of the silicon oxynitride layer 13 is preferably 200 nm or less, more preferably 150 nm or less, and even more preferably 100 nm or less. In order to obtain a gas barrier film with more excellent gas barrier properties and transparency, the thickness of the silicon oxynitride layer 13 is preferably 5 nm or more and 200 nm or less, more preferably 10 nm or more and 200 nm or less, and 10 nm or more and 100 nm or less. It is even more preferable to have

酸窒化ケイ素層13の成膜方法は、特に限定されず、ドライコーティング法でもウェットコーティング法でもよい。膜密度が高くガスバリア性の高い膜が形成されやすいことから、スパッタ法、イオンプレーティング法、真空蒸着法、化学気相成長法(CVD法)等のドライプロセスが好ましい。膜応力が小さく、耐屈曲性に優れる膜が形成されやすいことから、CVD法が好ましく、プラズマCVD法がより好ましい。 A method for forming the silicon oxynitride layer 13 is not particularly limited, and may be a dry coating method or a wet coating method. A dry process such as a sputtering method, an ion plating method, a vacuum deposition method, or a chemical vapor deposition method (CVD method) is preferable because a film having a high film density and a high gas barrier property can be easily formed. A CVD method is preferable, and a plasma CVD method is more preferable, because a film having small film stress and excellent bending resistance can be easily formed.

透明フィルム基材11として可撓性フィルムを用い、可撓性フィルム上にガスバリア層(例えば、酸窒化ケイ素層13)を形成(成膜)する場合は、ロールトゥロール方式でCVD成膜を実施することにより、生産性を向上できる。ロールトゥロール方式のCVD成膜装置は、成膜ロールが一対の対向電極の一方又は両方の電極を構成しており、成膜ロール上をフィルムが走行する際に、フィルム上に薄膜が形成される。2つの成膜ロールが一対の対向電極を構成している場合は、それぞれの成膜ロール上で薄膜が形成されるため、成膜速度を2倍に向上できる。なお、CVD法による成膜方法を説明する際の「上に」との表現は、CVD成膜装置内の方向とは無関係であり、「に接して」と同義である。 When a flexible film is used as the transparent film substrate 11 and a gas barrier layer (for example, the silicon oxynitride layer 13) is formed (film-formed) on the flexible film, CVD film formation is performed by a roll-to-roll method. productivity can be improved. In a roll-to-roll type CVD film forming apparatus, a film forming roll constitutes one or both electrodes of a pair of opposed electrodes, and a thin film is formed on the film when the film runs on the film forming roll. be. When two film-forming rolls constitute a pair of opposing electrodes, a thin film is formed on each of the film-forming rolls, so the film-forming speed can be doubled. In addition, the expression "above" when explaining the film forming method by the CVD method has no relation to the direction in the CVD film forming apparatus, and has the same meaning as "in contact with".

CVD法により酸窒化ケイ素層13を成膜する際のケイ素の供給源(ケイ素源)としては、例えば、水素化ケイ素(より具体的には、シラン、ジシラン等)やハロゲン化ケイ素(より具体的には、ジクロロシラン等)等のSi含有ガス;ヘキサメチルジシラザン、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、テトラメチルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリメチルシラン、ジメチルジメトキシシラン、テトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、テトラエトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシロキサン、モノシリルアミン、ジシリルアミン、トリシリルアミン等のケイ素化合物が挙げられる。これらの中でも、毒性が低く、低沸点であり、高透明かつ高密度の膜を形成可能であることから、トリシリルアミンが好ましい。また、ケイ素源としてトリシリルアミンを使用すると、酸窒化ケイ素層13中のSi-Siの結合数が多くなる傾向がある。よって、ケイ素源としてトリシリルアミンを使用すると、S2/S1の調整が容易となる。 Examples of the silicon source (silicon source) for forming the silicon oxynitride layer 13 by the CVD method include silicon hydride (more specifically, silane, disilane, etc.) and silicon halide (more specifically, hexamethyldisilazane, hexamethyldisiloxane, 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, tetramethylsilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltrimethylsilane, dimethyl Silicon such as dimethoxysilane, tetramethoxysilane, methyltrimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, trimethylmethoxysilane, tetraethoxysilane, diethyldiethoxysilane, methyldimethoxysilane, methyldiethoxysiloxane, monosilylamine, disilylamine, trisilylamine, etc. compound. Among these, trisilylamine is preferable because it has low toxicity, a low boiling point, and can form a highly transparent and high-density film. Also, when trisilylamine is used as the silicon source, the number of Si—Si bonds in the silicon oxynitride layer 13 tends to increase. Therefore, the use of trisilylamine as the silicon source facilitates the adjustment of S2/S1.

酸窒化ケイ素層13を成膜するためには、通常、ケイ素源に加えて、窒素源及び酸素源となるガスを導入する。窒素源としては、窒素、アンモニア等が挙げられる。酸素源としては、酸素、一酸化炭素、二酸化炭素等が挙げられる。膜中に取り込まれる水素や炭素を低減する観点から、窒素源としては窒素(窒素ガス)が好ましく、酸素源としては酸素(酸素ガス)が好ましい。 In order to form the silicon oxynitride layer 13, normally, in addition to the silicon source, a nitrogen source gas and an oxygen source gas are introduced. Nitrogen sources include nitrogen and ammonia. Oxygen sources include oxygen, carbon monoxide, carbon dioxide, and the like. Nitrogen (nitrogen gas) is preferable as the nitrogen source, and oxygen (oxygen gas) is preferable as the oxygen source, from the viewpoint of reducing hydrogen and carbon taken into the film.

一般に、ケイ素源としてのトリシリルアミンとともに窒素源を導入してCVD法により成膜した窒化ケイ素膜は、膜中の水素量が多く、Si-H等の水素化ケイ素に由来する波数2140cm-1付近(2120cm-1以上2150cm-1以下の範囲)の赤外吸収ピークを示す。また、一般に、ケイ素源としてのトリシリルアミンとともに窒素及び酸素を導入してCVD法により成膜した酸窒化ケイ素膜は、赤外吸収のピークが高波数側にシフトして、2160cm-1以上2280cm-1以下の範囲に赤外吸収ピークを示し、窒化ケイ素膜よりも優れた透明性を示す。酸素は、ケイ素に対する結合力が強いため、酸素の導入により膜中への水素の取り込みが抑制されることが、透明性向上の一因と推定される。 In general, a silicon nitride film formed by a CVD method by introducing a nitrogen source together with trisilylamine as a silicon source has a large amount of hydrogen in the film, and a wave number of 2140 cm − 1 (range of 2120 cm −1 to 2150 cm −1 ). In addition, in general, a silicon oxynitride film formed by a CVD method by introducing nitrogen and oxygen together with trisilylamine as a silicon source shifts the infrared absorption peak to the high wave number side, and is 2160 cm −1 to 2280 cm It exhibits an infrared absorption peak in the range of -1 or less, and exhibits transparency superior to that of silicon nitride films. Oxygen has a strong bonding force with silicon, so it is presumed that the introduction of oxygen suppresses the uptake of hydrogen into the film, which is one of the reasons for the improvement in transparency.

ケイ素源に対する窒素源及び酸素源の少なくとも一方の導入量を変更することにより、酸窒化ケイ素層13の組成を適宜に調整できる。窒素源として窒素を使用し、かつ酸素源として酸素を使用する場合、透明性とガスバリア性とを両立する観点から、酸素の導入量は、窒素の導入量に対して、体積比で、0.01倍以上5倍以下であることが好ましく、0.03倍以上2倍以下であることがより好ましく、0.04倍以上1.5倍以下であることが更に好ましく、0.04倍以上1.0倍以下又は0.04倍以上0.5倍以下であってもよい。酸素導入量が過度に小さい場合は、膜に導入される酸素量が少なく、膜の光透過率が小さくなる傾向がある。酸素導入量が過度に大きい場合は、膜に取り込まれる窒素量が少なく、ガスバリア性が不足する傾向がある。 By changing the introduction amount of at least one of the nitrogen source and the oxygen source with respect to the silicon source, the composition of the silicon oxynitride layer 13 can be appropriately adjusted. When nitrogen is used as the nitrogen source and oxygen is used as the oxygen source, from the viewpoint of achieving both transparency and gas barrier properties, the amount of oxygen to be introduced is set to 0.05 by volume with respect to the amount of nitrogen to be introduced. It is preferably 0.1 times or more and 5 times or less, more preferably 0.03 times or more and 2 times or less, further preferably 0.04 times or more and 1.5 times or less, and 0.04 times or more and 1 0 times or less, or 0.04 times or more and 0.5 times or less. If the amount of oxygen introduced is excessively small, the amount of oxygen introduced into the film tends to be small and the light transmittance of the film tends to decrease. If the amount of oxygen introduced is excessively large, the amount of nitrogen incorporated into the film tends to be small, resulting in insufficient gas barrier properties.

S2/S1は、例えば、ケイ素源に対する窒素源(好ましくは、窒素)の導入量、及びケイ素源の種類のうちの少なくとも1つを変更することにより、調整できる。S2/S1の調整を容易に行うためには、ケイ素源としては、1分子中にケイ素原子を2個以上有し、かつSi-Nの結合を有するケイ素化合物が好ましく、トリシリルアミンがより好ましい。 S2/S1 can be adjusted, for example, by changing at least one of the introduction amount of the nitrogen source (preferably nitrogen) relative to the silicon source and the type of silicon source. In order to easily adjust S2/S1, the silicon source is preferably a silicon compound having two or more silicon atoms in one molecule and having a Si—N bond, more preferably trisilylamine. .

CVD法により成膜する際の導入ガスとして、ケイ素源、窒素源及び酸素源以外のガスを用いてもよい。例えば、トリシリルアミン等の液体を用いる場合は、液体を気化させてチャンバー(真空チャンバー)内に導入するためにキャリアガスを用いてもよい。また、窒素源や酸素源を、キャリアガスと混合して真空チャンバー内に導入してもよく、プラズマ放電を安定させるために放電用ガスを用いてもよい。キャリアガス及び放電用ガスとしては、ヘリウム、アルゴン、ネオン、キセノン等の希ガスや水素が挙げられる。膜中に取り込まれる水素量を低減して透明性を高める観点から、希ガスが好ましい。 Gases other than the silicon source, the nitrogen source, and the oxygen source may be used as the introduction gas for film formation by the CVD method. For example, when using a liquid such as trisilylamine, a carrier gas may be used to vaporize the liquid and introduce it into the chamber (vacuum chamber). Also, a nitrogen source or an oxygen source may be mixed with a carrier gas and introduced into the vacuum chamber, or a discharge gas may be used to stabilize the plasma discharge. Carrier gas and discharge gas include rare gases such as helium, argon, neon, and xenon, and hydrogen. A rare gas is preferable from the viewpoint of reducing the amount of hydrogen taken into the film and increasing the transparency.

プラズマCVD法における諸条件は、適宜設定すればよい。基材温度(成膜ロール表面の温度)は、例えば-20℃以上500℃以下の範囲内に設定される。フィルム基材上にガスバリア層(例えば、酸窒化ケイ素層13)を成膜する場合の基材温度(フィルム基材温度)は、フィルム基材の耐熱性の観点から、150℃以下であることが好ましく、100℃以下であることがより好ましい。成膜室(真空チャンバー内)の圧力は、例えば、0.001Pa以上50Pa以下である。プラズマ発生用電源としては、例えば、交流電源が用いられる。ロールトゥロール方式のCVD成膜における電源の周波数は、一般に50Hz以上500kHz以下の範囲内である。ロールトゥロール方式のCVD成膜における印加電力は、一般に0.1kW以上10kW以下である。 Various conditions in the plasma CVD method may be appropriately set. The substrate temperature (temperature of the surface of the film-forming roll) is set, for example, within the range of -20°C or higher and 500°C or lower. The substrate temperature (film substrate temperature) when forming a gas barrier layer (for example, silicon oxynitride layer 13) on a film substrate is preferably 150° C. or less from the viewpoint of the heat resistance of the film substrate. The temperature is preferably 100° C. or lower, and more preferably 100° C. or lower. The pressure in the film forming chamber (inside the vacuum chamber) is, for example, 0.001 Pa or more and 50 Pa or less. An AC power supply, for example, is used as the power supply for plasma generation. The frequency of the power supply in roll-to-roll CVD film formation is generally in the range of 50 Hz to 500 kHz. The applied power in roll-to-roll CVD film formation is generally 0.1 kW or more and 10 kW or less.

CVD法により成膜した酸窒化ケイ素層13の密度は、例えば2.10g/cm以上2.50g/cm以下であり、2.15g/cm以上2.45g/cm以下、2.20g/cm以上2.40g/cm以下又は2.25g/cm以上2.35g/cm以下であってもよい。 The density of the silicon oxynitride layer 13 formed by the CVD method is, for example, 2.10 g/cm 3 or more and 2.50 g/cm 3 or less, and 2.15 g/cm 3 or more and 2.45 g/cm 3 or less. It may be 20 g/cm 3 or more and 2.40 g/cm 3 or less, or 2.25 g/cm 3 or more and 2.35 g/cm 3 or less.

[低屈折率層22]
低屈折率層22は、酸窒化ケイ素層13よりも低屈折率であればその材料は特に限定されず、有機層でも無機層でもよい。低屈折率層22を構成する無機材料としては、酸化ケイ素、フッ化マグネシウム等が挙げられる。酸窒化ケイ素層13と低屈折率層22との屈折率差は、0.10以上が好ましく、0.13以上又は0.15以上であってもよい。上記屈折率差は、一般に1.0以下であり、0.5以下、0.4以下又は0.3以下であってもよい。低屈折率層22の屈折率は、1.30以上1.55以下であってもよく、1.40以上1.52以下であってもよい。
[Low refractive index layer 22]
The material of the low refractive index layer 22 is not particularly limited as long as it has a lower refractive index than the silicon oxynitride layer 13, and may be an organic layer or an inorganic layer. Examples of the inorganic material forming the low refractive index layer 22 include silicon oxide and magnesium fluoride. The refractive index difference between the silicon oxynitride layer 13 and the low refractive index layer 22 is preferably 0.10 or more, and may be 0.13 or more or 0.15 or more. The refractive index difference is generally 1.0 or less, and may be 0.5 or less, 0.4 or less, or 0.3 or less. The refractive index of the low refractive index layer 22 may be 1.30 or more and 1.55 or less, or 1.40 or more and 1.52 or less.

低屈折率層22は、好ましくは酸化ケイ素層である。酸化ケイ素層は、成膜時の原料、透明フィルム基材11及び外部環境から取り込まれる少量の水素・炭素・窒素等の元素を含んでいてもよい。酸化ケイ素層が窒素を含む場合、窒素含有量は、酸窒化ケイ素層13よりも小さいことが好ましい。酸化ケイ素層において、ケイ素及び酸素以外の元素の含有率は、それぞれ、5原子%以下であることが好ましい。 Low refractive index layer 22 is preferably a silicon oxide layer. The silicon oxide layer may contain a small amount of elements such as hydrogen, carbon, nitrogen, etc. taken in from raw materials during film formation, the transparent film substrate 11 and the external environment. If the silicon oxide layer contains nitrogen, the nitrogen content is preferably lower than that of the silicon oxynitride layer 13 . In the silicon oxide layer, the content of elements other than silicon and oxygen is preferably 5 atomic % or less.

低屈折率層22の成膜方法は、特に限定されず、ドライコーティング法でもウェットコーティング法でもよい。酸窒化ケイ素層13をCVD法により成膜する場合は、生産性の観点から、低屈折率層22もCVD法により成膜することが好ましい。 A method for forming the low refractive index layer 22 is not particularly limited, and may be a dry coating method or a wet coating method. When the silicon oxynitride layer 13 is formed by the CVD method, the low refractive index layer 22 is also preferably formed by the CVD method from the viewpoint of productivity.

CVD法により酸化ケイ素層(詳しくは、低屈折率層22としての酸化ケイ素層)を成膜する場合のケイ素源及び酸素源としては、酸窒化ケイ素層13の成膜に関して先に例示したものが挙げられる。ケイ素源としては、毒性が低く、膜中への窒素の取り込みを抑制できることから有機ケイ素化合物が好ましく、膜中への不純物の取り込みを抑制可能であり、透明性及びガスバリア性の高い膜を形成可能であることからヘキサメチルジシロキサンがより好ましい。ケイ素源としてヘキサメチルジシロキサン等の有機ケイ素化合物を用いた場合、膜中に炭素が取り込まれる場合があるが、上記のように、少量であれば、酸化ケイ素層に炭素が含まれていてもよい。膜中の炭素量を低減する観点から、酸素源としては酸素ガスが好ましい。 As the silicon source and oxygen source for forming the silicon oxide layer (more specifically, the silicon oxide layer as the low refractive index layer 22) by the CVD method, those exemplified above regarding the formation of the silicon oxynitride layer 13 are used. mentioned. As the silicon source, organosilicon compounds are preferable because they have low toxicity and can suppress the incorporation of nitrogen into the film. They can suppress the incorporation of impurities into the film, and can form films with high transparency and gas barrier properties. Hexamethyldisiloxane is more preferable because When an organosilicon compound such as hexamethyldisiloxane is used as the silicon source, carbon may be incorporated into the film. good. From the viewpoint of reducing the amount of carbon in the film, oxygen gas is preferable as the oxygen source.

ケイ素源に対する酸素源の導入量が多いほど、膜中の炭素量が低減し、膜密度が高くなる傾向がある。ヘキサメチルジシロキサンと酸素を用いてCVD法により酸化ケイ素層を成膜する場合、酸素の導入量は、ヘキサメチルジシロキサン(気体)の導入量に対して、体積比で10倍以上が好ましく、15倍以上又は20倍以上であってもよい。成膜速度を適切に維持する観点から、酸素の導入量は、ヘキサメチルジシロキサン(気体)の導入量に対して、体積比で200倍以下が好ましく、100倍以下又は50倍以下であってもよい。 As the amount of oxygen source introduced relative to the silicon source increases, the amount of carbon in the film tends to decrease and the film density tends to increase. When forming a silicon oxide layer by a CVD method using hexamethyldisiloxane and oxygen, the amount of oxygen introduced is preferably at least 10 times the amount of hexamethyldisiloxane (gas) introduced in volume ratio. It may be 15 times or more or 20 times or more. From the viewpoint of appropriately maintaining the film formation rate, the amount of oxygen introduced is preferably 200 times or less, and preferably 100 times or less or 50 times or less, the volume ratio of the amount of hexamethyldisiloxane (gas) introduced. good too.

酸化ケイ素層のCVD成膜においては、キャリアガスや放電ガスを導入してもよい。基材温度、圧力、電源周波数、印加電力等の諸条件は、酸窒化ケイ素層13の成膜と同様、適宜調整すればよい。 A carrier gas or a discharge gas may be introduced in the CVD film formation of the silicon oxide layer. Various conditions such as substrate temperature, pressure, power supply frequency, and applied power may be appropriately adjusted in the same manner as in the deposition of the silicon oxynitride layer 13 .

低屈折率層22としての酸化ケイ素層をガスバリア性向上に寄与させる観点から、酸化ケイ素層の密度は、1.80g/cm以上であることが好ましく、1.90g/cm以上であることがより好ましく、2.00g/cm以上2.40g/cm以下、2.05g/cm以上2.35g/cm以下、又は2.10g/cm以上2.30g/cm以下であってもよい。 From the viewpoint of making the silicon oxide layer as the low refractive index layer 22 contribute to improving gas barrier properties, the density of the silicon oxide layer is preferably 1.80 g/cm 3 or more, and more preferably 1.90 g/cm 3 or more. is more preferably 2.00 g/cm 3 or more and 2.40 g/cm 3 or less, 2.05 g/cm 3 or more and 2.35 g/cm 3 or less, or 2.10 g/cm 3 or more and 2.30 g/cm 3 or less There may be.

低屈折率層22を光学干渉層として適切に作用させる観点から、低屈折率層22の厚みは、3nm以上250nm以下であることが好ましく、5nm以上200nm以下又は10nm以上150nm以下であってもよい。低屈折率層22の厚みは、ガスバリア層の光反射率が小さくなり、かつ反射光の色付きが抑制されるように設定することが好ましい。反射光の特性(スペクトル)は、光学モデル計算により正確に評価することが可能である。光学計算により多層光学薄膜の反射スペクトルを求める方法としては、薄膜のそれぞれの界面に対して薄膜干渉の公式を繰り返し適用して、多重反射した波を全て足し合わせる方法、及びマックスウェル方程式の境界条件を考慮して転送行列により反射スペクトルを計算する方法等が知られている。 From the viewpoint of allowing the low refractive index layer 22 to function properly as an optical interference layer, the thickness of the low refractive index layer 22 is preferably 3 nm or more and 250 nm or less, and may be 5 nm or more and 200 nm or less, or 10 nm or more and 150 nm or less. . It is preferable to set the thickness of the low refractive index layer 22 so that the light reflectance of the gas barrier layer is small and the coloring of the reflected light is suppressed. The properties (spectrum) of reflected light can be accurately evaluated by optical model calculations. As a method of obtaining the reflection spectrum of a multi-layer optical thin film by optical calculation, the method of repeatedly applying the thin film interference formula to each interface of the thin film and summing all the multiple reflected waves, and the boundary conditions of Maxwell's equations There is known a method of calculating a reflection spectrum by a transfer matrix in consideration of .

ガスバリア層は、酸窒化ケイ素層13及び低屈折率層22以外の層(他の層)を含んでいてもよい。「他の層」の例としては、金属若しくは半金属の酸化物、窒化物又は酸窒化物等のセラミック材料からなる無機薄膜が挙げられる。低透湿性と透明性を兼ね備えることから、Si、Al、In、Sn、Zn、Ti、Nb、Ce若しくはZrの酸化物、窒化物又は酸窒化物が好ましい。 The gas barrier layer may include layers (other layers) other than the silicon oxynitride layer 13 and the low refractive index layer 22 . Examples of "other layers" include inorganic thin films made of ceramic materials such as metal or semi-metal oxides, nitrides or oxynitrides. Oxides, nitrides or oxynitrides of Si, Al, In, Sn, Zn, Ti, Nb, Ce or Zr are preferred because they have both low moisture permeability and transparency.

高いガスバリア性と透明性とを両立させる観点から、ガスバリア層の合計厚みは、30nm以上1000nm以下であることが好ましく、40nm以上500nm以下であることがより好ましい。 From the viewpoint of achieving both high gas barrier properties and transparency, the total thickness of the gas barrier layer is preferably 30 nm or more and 1000 nm or less, more preferably 40 nm or more and 500 nm or less.

[ハードコート層31]
ハードコート層31は、例えば、バインダー樹脂とナノ粒子とを含む。バインダー樹脂としては、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂等の硬化性樹脂が好ましく用いられる。硬化性樹脂の種類としては、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリルウレタン系樹脂、アミド系樹脂、シリコーン系樹脂、シリケート系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、オキセタン系樹脂、アクリルウレタン系樹脂等が挙げられる。硬化性樹脂は、一種又は二種以上を使用できる。これらの中でも、硬度が高く、光硬化が可能であることから、アクリル系樹脂、アクリルウレタン系樹脂及びエポキシ系樹脂からなる群より選択される一種以上が好ましく、アクリル系樹脂及びアクリルウレタン系樹脂からなる群より選択される一種以上がより好ましい。
[Hard coat layer 31]
The hard coat layer 31 contains, for example, a binder resin and nanoparticles. As the binder resin, curable resins such as thermosetting resins, photocurable resins and electron beam curable resins are preferably used. Types of curable resins include polyester resins, acrylic resins, urethane resins, acrylic urethane resins, amide resins, silicone resins, silicate resins, epoxy resins, melamine resins, oxetane resins, and acrylic resins. Urethane-based resins and the like are included. One or more curable resins can be used. Among these, one or more selected from the group consisting of acrylic resins, acrylic urethane resins, and epoxy resins are preferable because they have high hardness and can be photocured, and acrylic resins and acrylic urethane resins. More preferably, one or more selected from the group consisting of

ハードコート層31に含まれるナノ粒子の個数平均一次粒子径は、バインダー樹脂中での分散性を高める観点から、15nm以上であることが好ましく、20nm以上であることがより好ましい。密着性向上に寄与する微細な凹凸形状を形成する観点から、ハードコート層31に含まれるナノ粒子の個数平均一次粒子径は、90nm以下であることが好ましく、70nm以下であることがより好ましく、50nm以下であることが更に好ましい。 The number average primary particle diameter of the nanoparticles contained in the hard coat layer 31 is preferably 15 nm or more, more preferably 20 nm or more, from the viewpoint of enhancing dispersibility in the binder resin. From the viewpoint of forming fine irregularities that contribute to improved adhesion, the number average primary particle diameter of the nanoparticles contained in the hard coat layer 31 is preferably 90 nm or less, more preferably 70 nm or less. It is more preferably 50 nm or less.

ナノ粒子の材料としては、無機酸化物が好ましい。無機酸化物としては、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化セリウム、酸化マグネシウム等の金属(又は半金属)の酸化物が挙げられる。無機酸化物は、複数種の(半)金属の複合酸化物でもよい。例示の無機酸化物の中でも、密着性向上効果が高いことから、シリカが好ましい。つまり、ナノ粒子としては、シリカ粒子(ナノシリカ粒子)が好ましい。ナノ粒子としての無機酸化物粒子の表面には、樹脂との密着性や親和性を高める目的で、アクリル基、エポキシ基等の官能基が導入されていてもよい。 Inorganic oxides are preferred as the material for the nanoparticles. Examples of inorganic oxides include metal (or metalloid) oxides such as silica, titanium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, niobium oxide, zinc oxide, tin oxide, cerium oxide, and magnesium oxide. The inorganic oxide may be a composite oxide of multiple (semi)metals. Among the exemplified inorganic oxides, silica is preferable because it has a high adhesion improving effect. That is, silica particles (nanosilica particles) are preferable as the nanoparticles. A functional group such as an acrylic group or an epoxy group may be introduced into the surface of the inorganic oxide particles as nanoparticles for the purpose of enhancing adhesion and affinity with the resin.

ハードコート層31におけるナノ粒子の量は、バインダー樹脂とナノ粒子の合計量100重量部に対して、5重量部以上であることが好ましく、10重量部以上、20重量部以上又は30重量部以上であってもよい。ナノ粒子の量が5重量部以上であれば、ハードコート層31上に形成されるガスバリア層との密着性を向上させることができる。ハードコート層31におけるナノ粒子の量の上限は、バインダー樹脂とナノ粒子の合計量100重量部に対して、例えば90重量部であり、80重量部であることが好ましく、70重量部であってもよい。 The amount of the nanoparticles in the hard coat layer 31 is preferably 5 parts by weight or more, 10 parts by weight or more, 20 parts by weight or more, or 30 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the total amount of the binder resin and the nanoparticles. may be If the amount of the nanoparticles is 5 parts by weight or more, the adhesion to the gas barrier layer formed on the hard coat layer 31 can be improved. The upper limit of the amount of nanoparticles in the hard coat layer 31 is, for example, 90 parts by weight, preferably 80 parts by weight, and preferably 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the binder resin and the nanoparticles. good too.

ハードコート層31の厚みは、特に限定されないが、高い硬度を実現しつつガスバリア層との密着性を向上させるためには、0.5μm以上であることが好ましく、1.0μm以上であることがより好ましく、2.0μm以上であることが更に好ましく、3.0μm以上であることが更により好ましい。一方、凝集破壊による強度の低下を抑制するためには、ハードコート層31の厚みは、20μm以下であることが好ましく、15μm以下であることがより好ましく、12μm以下であることが更に好ましい。 The thickness of the hard coat layer 31 is not particularly limited, but is preferably 0.5 μm or more, more preferably 1.0 μm or more, in order to improve the adhesion to the gas barrier layer while achieving high hardness. It is more preferably 2.0 μm or more, and even more preferably 3.0 μm or more. On the other hand, the thickness of the hard coat layer 31 is preferably 20 μm or less, more preferably 15 μm or less, and even more preferably 12 μm or less, in order to suppress a decrease in strength due to cohesive failure.

(ハードコート層31の形成方法)
透明フィルム基材11上にハードコート組成物を塗布し、必要に応じて溶媒の除去及び樹脂の硬化を行うことにより、ハードコート層31が形成される。ハードコート組成物は、例えば、上記のバインダー樹脂及びナノ粒子を含み、必要に応じてこれらの成分を溶解又は分散可能な溶媒を含む。ハードコート組成物中の樹脂成分が硬化性樹脂である場合は、ハードコート組成物中に、適宜の重合開始剤が含まれていることが好ましい。例えば、ハードコート組成物中の樹脂成分が光硬化型樹脂である場合には、ハードコート組成物中に光重合開始剤が含まれていることが好ましい。
(Method for Forming Hard Coat Layer 31)
The hard coat layer 31 is formed by applying the hard coat composition onto the transparent film substrate 11, and optionally removing the solvent and curing the resin. The hard coat composition contains, for example, the above binder resin and nanoparticles, and optionally contains a solvent capable of dissolving or dispersing these components. When the resin component in the hard coat composition is a curable resin, the hard coat composition preferably contains an appropriate polymerization initiator. For example, when the resin component in the hard coat composition is a photocurable resin, the hard coat composition preferably contains a photopolymerization initiator.

ハードコート組成物は、上記成分の他に、個数平均一次粒子径が1.0μm以上の粒子(マイクロ粒子)、レベリング剤、粘度調整剤(チクソトロピー剤、増粘剤等)、帯電防止剤、ブロッキング防止剤、分散剤、分散安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、消泡剤、界面活性剤、滑剤等の添加剤を含んでいてもよい。 In addition to the above components, the hard coat composition includes particles (microparticles) having a number average primary particle diameter of 1.0 μm or more, leveling agents, viscosity modifiers (thixotropic agents, thickeners, etc.), antistatic agents, blocking agents, Additives such as inhibitors, dispersants, dispersion stabilizers, antioxidants, UV absorbers, antifoaming agents, surfactants and lubricants may be included.

ハードコート組成物の塗布方法としては、バーコート法、ロールコート法、グラビアコート法、ロッドコート法、スロットオリフィスコート法、カーテンコート法、ファウンテンコート法、コンマコート法等の任意の適切な方法を採用し得る。 As a method for applying the hard coat composition, any suitable method such as bar coating, roll coating, gravure coating, rod coating, slot orifice coating, curtain coating, fountain coating, comma coating, etc. can be used. can be adopted.

[粘着剤層51]
粘着剤層51の構成材料としては、可視光線透過率が高い粘着剤が好適に用いられる。粘着剤層51を構成する粘着剤としては、例えば、アクリル系ポリマー、シリコーン系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルエーテル、酢酸ビニル-塩化ビニル共重合体、変性ポリオレフィン、エポキシ系樹脂、フッ素系樹脂、天然ゴム、合成ゴム等のポリマーをベースポリマーとする透明な粘着剤を、適宜に選択して用いることができる。粘着剤層51の厚みは、例えば5μm以上100μm以下である。粘着剤層51の屈折率は、例えば1.4以上1.5以下である。
[Adhesive layer 51]
As a constituent material of the adhesive layer 51, an adhesive having a high visible light transmittance is preferably used. Examples of adhesives constituting the adhesive layer 51 include acrylic polymers, silicone polymers, polyesters, polyurethanes, polyamides, polyvinyl ethers, vinyl acetate-vinyl chloride copolymers, modified polyolefins, epoxy resins, and fluorine resins. , natural rubber, synthetic rubber or the like as a base polymer can be appropriately selected and used. The thickness of the adhesive layer 51 is, for example, 5 μm or more and 100 μm or less. The refractive index of the adhesive layer 51 is, for example, 1.4 or more and 1.5 or less.

[ガスバリアフィルムの特性]
ガスバリアフィルムの水蒸気透過率は、3.0×10-2g/m・day以下であることが好ましく、2.0×10-2g/m・day以下であることがより好ましく、1.0×10-2g/m・day以下であることが更に好ましい。有機EL素子等の保護対象の劣化を抑制する観点からは、水蒸気透過率は小さいほど好ましい。ガスバリアフィルムの水蒸気透過率の下限は、特に限定されないが、一般には1.0×10-5g/m・dayである。水蒸気透過率(WVTR)は、温度40℃かつ相対湿度90%の条件下、ISO 15106-5に記載された差圧法(Pressure Sensor Method)に従って測定される。
[Characteristics of gas barrier film]
The water vapor transmission rate of the gas barrier film is preferably 3.0×10 −2 g/m 2 ·day or less, more preferably 2.0×10 −2 g/m 2 ·day or less. It is more preferably 0×10 −2 g/m 2 ·day or less. From the viewpoint of suppressing deterioration of the protection object such as the organic EL element, the lower the water vapor transmission rate, the better. Although the lower limit of the water vapor transmission rate of the gas barrier film is not particularly limited, it is generally 1.0×10 −5 g/m 2 ·day. Water vapor transmission rate (WVTR) is measured according to the differential pressure method (Pressure Sensor Method) described in ISO 15106-5 under conditions of a temperature of 40° C. and a relative humidity of 90%.

ガスバリアフィルムの光透過率は、75%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましい。光透過率は、JlS Z8781-3:2016で規定されるCIE三刺激値のY値である。 The light transmittance of the gas barrier film is preferably 75% or more, more preferably 80% or more. Light transmittance is the Y value of the CIE tristimulus values specified in JlS Z8781-3:2016.

ガスバリアフィルム1cmあたりのアンモニウムイオンの抽出量は、0.30μg以下であることが好ましい。なお、アンモニウムイオンの抽出量の測定方法は、後述する実施例と同じ方法又はそれに準ずる方法である。 The amount of ammonium ions extracted from 1 cm 2 of the gas barrier film is preferably 0.30 μg or less. The method for measuring the extracted amount of ammonium ions is the same method as in Examples described later or a method based thereon.

<第2実施形態:ガスバリアフィルムの製造方法>
次に、本発明の第2実施形態に係るガスバリアフィルムの製造方法について説明する。第2実施形態に係るガスバリアフィルムの製造方法は、上述した第1実施形態に係るガスバリアフィルムの好適な製造方法である。よって、上述した第1実施形態と重複する構成要素については、その説明を省略する場合がある。第2実施形態に係るガスバリアフィルムの製造方法は、成膜装置のチャンバー(真空チャンバー)内に、トリシリルアミン、窒素源(例えば、窒素等)及び酸素源(例えば、酸素等)を導入して、CVD法により酸窒化ケイ素層を形成する工程を備える。
<Second Embodiment: Method for Producing Gas Barrier Film>
Next, a method for manufacturing a gas barrier film according to the second embodiment of the present invention will be described. The method for manufacturing the gas barrier film according to the second embodiment is a suitable method for manufacturing the gas barrier film according to the first embodiment described above. Therefore, descriptions of components that overlap with those of the above-described first embodiment may be omitted. In the method for producing a gas barrier film according to the second embodiment, trisilylamine, a nitrogen source (eg, nitrogen), and an oxygen source (eg, oxygen) are introduced into a chamber (vacuum chamber) of a film forming apparatus. and forming a silicon oxynitride layer by a CVD method.

第2実施形態では、例えば、CVD成膜装置(不図示)を用いて、第1実施形態に係るガスバリアフィルムの説明において例示したプラズマCVD法における諸条件を採用することで、第1実施形態に係るガスバリアフィルムを容易に製造することができる。例えば、一対の成膜ロールが一対の対向電極を構成しているCVD成膜装置(不図示)を用いて、第1実施形態に係るガスバリアフィルムを製造する場合は、成膜ガス(より具体的には、トリシリルアミン、酸素源、窒素源等)を真空チャンバー内に供給しつつ、一対の成膜ロール間にプラズマ放電を発生させることにより、上記成膜ガスがプラズマによって分解され、例えば透明フィルム基材11上に酸窒化ケイ素層13が形成される。x、y及びx/yの各々の値は、例えば、トリシリルアミンに対する窒素源及び酸素源の少なくとも一方の導入量を変更することにより調整できる。また、S2/S1は、例えば、トリシリルアミンに対する窒素源(好ましくは、窒素)の導入量を変更することにより調整できる。 In the second embodiment, for example, by using a CVD film forming apparatus (not shown) and adopting the conditions of the plasma CVD method illustrated in the explanation of the gas barrier film according to the first embodiment, Such a gas barrier film can be easily produced. For example, when producing the gas barrier film according to the first embodiment using a CVD film forming apparatus (not shown) in which a pair of film forming rolls constitutes a pair of counter electrodes, a film forming gas (more specifically trisilylamine, an oxygen source, a nitrogen source, etc.) is supplied into the vacuum chamber, and plasma discharge is generated between a pair of film-forming rolls, so that the film-forming gas is decomposed by the plasma. A silicon oxynitride layer 13 is formed on the film substrate 11 . Each value of x, y and x/y can be adjusted, for example, by changing the introduction amount of at least one of the nitrogen source and the oxygen source to trisilylamine. Also, S2/S1 can be adjusted, for example, by changing the introduction amount of a nitrogen source (preferably nitrogen) to trisilylamine.

<第3実施形態:ガスバリア層付き偏光板>
次に、本発明の第3実施形態に係るガスバリア層付き偏光板について説明する。第3実施形態に係るガスバリア層付き偏光板は、第1実施形態に係るガスバリアフィルムと、偏光子とを備える。図7は、第3実施形態に係るガスバリア層付き偏光板の一例を示す断面図である。図7に示すガスバリア層付き偏光板100は、上述したガスバリアフィルム50と、偏光板101とを有する。ガスバリア層付き偏光板100では、粘着剤層51の酸窒化ケイ素層13側とは反対側の主面51aに偏光板101が配置されている。つまり、偏光板101と酸窒化ケイ素層13とが、粘着剤層51を介して貼り合わせられている。なお、図7に示すガスバリア層付き偏光板100はガスバリアフィルム50(ガスバリアフィルム40)を有するが、第3実施形態に係るガスバリア層付き偏光板が有するガスバリアフィルムは、ガスバリアフィルム50に限定されず、例えば、ガスバリアフィルム10、ガスバリアフィルム20又はガスバリアフィルム30であってもよい。
<Third Embodiment: Polarizing Plate with Gas Barrier Layer>
Next, a polarizing plate with a gas barrier layer according to a third embodiment of the present invention will be described. A polarizing plate with a gas barrier layer according to the third embodiment includes the gas barrier film according to the first embodiment and a polarizer. FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a polarizing plate with a gas barrier layer according to the third embodiment. A polarizing plate 100 with a gas barrier layer shown in FIG. 7 has the above-described gas barrier film 50 and a polarizing plate 101 . In the polarizing plate 100 with a gas barrier layer, the polarizing plate 101 is arranged on the main surface 51a of the pressure-sensitive adhesive layer 51 opposite to the silicon oxynitride layer 13 side. That is, the polarizing plate 101 and the silicon oxynitride layer 13 are bonded together with the adhesive layer 51 interposed therebetween. Although the polarizing plate 100 with a gas barrier layer shown in FIG. 7 has a gas barrier film 50 (gas barrier film 40), the gas barrier film of the polarizing plate with a gas barrier layer according to the third embodiment is not limited to the gas barrier film 50. For example, it may be the gas barrier film 10, the gas barrier film 20, or the gas barrier film 30.

偏光板101は、偏光子(不図示)を含み、一般には、偏光子の両主面に偏光子保護フィルムとしての透明保護フィルム(不図示)が積層されている。偏光子の一方の主面又は両主面の透明保護フィルムは、設けられていなくてもよい。偏光子としては、例えば、ポリビニルアルコール系フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質を吸着させて一軸延伸したものが挙げられる。 The polarizing plate 101 includes a polarizer (not shown), and generally transparent protective films (not shown) are laminated as polarizer protective films on both main surfaces of the polarizer. A transparent protective film may not be provided on one principal surface or both principal surfaces of the polarizer. As a polarizer, for example, a hydrophilic polymer film such as a polyvinyl alcohol film is uniaxially stretched after adsorbing a dichroic substance such as iodine or a dichroic dye.

透明保護フィルムとしては、セルロース系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、フェニルマレイミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等から構成された透明樹脂フィルムが好ましく用いられる。透明保護フィルムとしてガスバリアフィルムを用いてもよい。 As the transparent protective film, a transparent resin film composed of a cellulose-based resin, a cyclic polyolefin-based resin, an acrylic-based resin, a phenylmaleimide-based resin, a polycarbonate-based resin, or the like is preferably used. A gas barrier film may be used as the transparent protective film.

偏光板101は、偏光子の一方又は両方の主面に、必要に応じて適宜の接着剤層や粘着剤層を介して積層された光学機能フィルムを備えていてもよい。光学機能フィルムとしては、位相差板、視野角拡大フィルム、視野角制限(覗き見防止)フィルム、輝度向上フィルム等が挙げられる。 The polarizing plate 101 may include an optical functional film laminated on one or both main surfaces of a polarizer via an appropriate adhesive layer or adhesive layer as necessary. Examples of the optical functional film include retardation plates, viewing angle widening films, viewing angle limiting (peep prevention) films, brightness improving films, and the like.

第3実施形態に係るガスバリア層付き偏光板は、第1実施形態に係るガスバリアフィルムを備えるため、アンモニアの発生を抑制しつつ、高温高湿環境下にさらされた場合でもガスバリア性を確保できる上、透明性に優れる。 Since the polarizing plate with a gas barrier layer according to the third embodiment includes the gas barrier film according to the first embodiment, it is possible to suppress the generation of ammonia and ensure gas barrier properties even when exposed to a high-temperature and high-humidity environment. , excellent transparency.

<第4実施形態:画像表示装置>
次に、本発明の第4実施形態に係る画像表示装置について説明する。第4実施形態に係る画像表示装置は、第1実施形態に係るガスバリアフィルム又は第3実施形態に係るガスバリア層付き偏光板と、画像表示セルとを備える。
<Fourth Embodiment: Image Display Device>
Next, an image display device according to a fourth embodiment of the invention will be described. An image display device according to the fourth embodiment includes the gas barrier film according to the first embodiment or the polarizing plate with a gas barrier layer according to the third embodiment, and an image display cell.

図8は、第4実施形態に係る画像表示装置の一例を示す断面図である。図8に示す画像表示装置200は、ガスバリアフィルム50を有するガスバリア層付き偏光板100と、画像表示セル202とを備える。画像表示セル202は、基板203と、基板203上に設けられた表示素子204とを備える。画像表示装置200では、ガスバリア層41と表示素子204とが、粘着剤層201を介して貼り合わせられている。なお、図8に示す画像表示装置200はガスバリアフィルム50(ガスバリアフィルム40)を有するが、第4実施形態に係る画像表示装置が有するガスバリアフィルムは、ガスバリアフィルム50に限定されず、例えば、ガスバリアフィルム10、ガスバリアフィルム20又はガスバリアフィルム30であってもよい。 FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of an image display device according to the fourth embodiment. An image display device 200 shown in FIG. 8 includes a gas barrier layer-attached polarizing plate 100 having a gas barrier film 50 and an image display cell 202 . The image display cell 202 includes a substrate 203 and display elements 204 provided on the substrate 203 . In the image display device 200 , the gas barrier layer 41 and the display element 204 are bonded together with the adhesive layer 201 interposed therebetween. Although the image display device 200 shown in FIG. 8 has the gas barrier film 50 (gas barrier film 40), the gas barrier film of the image display device according to the fourth embodiment is not limited to the gas barrier film 50. For example, the gas barrier film 10, it may be the gas barrier film 20 or the gas barrier film 30;

粘着剤層201を構成する粘着剤としては、例えば上述した粘着剤層51を構成する粘着剤として例示したものと同じ粘着剤が挙げられる。粘着剤層201を構成する粘着剤と粘着剤層51を構成する粘着剤とは、同種であってもよく、互いに異なる種類であってもよい。 As the adhesive constituting the adhesive layer 201, for example, the same adhesive as those exemplified as the adhesive constituting the adhesive layer 51 described above can be used. The adhesive that forms the adhesive layer 201 and the adhesive that forms the adhesive layer 51 may be of the same type or of different types.

粘着剤層201の厚みの好ましい範囲は、例えば、上述した粘着剤層51の厚みの好ましい範囲と同じである。粘着剤層201の厚み及び粘着剤層51の厚みは、同一であっても異なっていてもよい。 A preferable range of the thickness of the adhesive layer 201 is, for example, the same as the preferable range of the thickness of the adhesive layer 51 described above. The thickness of the adhesive layer 201 and the thickness of the adhesive layer 51 may be the same or different.

基板203としては、ガラス基板又はプラスチック基板が用いられる。画像表示セル202がトップエミッション型である場合、基板203は透明である必要はなく、基板203としてポリイミドフィルム等の高耐熱性フィルムを用いてもよい。 A glass substrate or a plastic substrate is used as the substrate 203 . When the image display cell 202 is of the top emission type, the substrate 203 does not have to be transparent, and a highly heat-resistant film such as a polyimide film may be used as the substrate 203 .

表示素子204としては、有機EL素子、液晶素子、電気泳動方式の表示素子(電子ペーパー)等が挙げられる。画像表示セル202の視認側には、タッチパネルセンサー(不図示)が配置されていてもよい。 Examples of the display element 204 include an organic EL element, a liquid crystal element, an electrophoretic display element (electronic paper), and the like. A touch panel sensor (not shown) may be arranged on the viewing side of the image display cell 202 .

表示素子204が有機EL素子である場合、画像表示セル202は、例えばトップエミッション型である。有機EL素子は、例えば、基板203側から、金属電極(不図示)、有機発光層(不図示)及び透明電極(不図示)をこの順に備える。 When the display element 204 is an organic EL element, the image display cell 202 is, for example, a top emission type. The organic EL element includes, for example, a metal electrode (not shown), an organic light emitting layer (not shown), and a transparent electrode (not shown) in this order from the substrate 203 side.

有機発光層は、それ自身が発光層として機能する有機層の他に、電子輸送層、正孔輸送層等を備えていてもよい。透明電極は、金属酸化物層又は金属薄膜であり、有機発光層からの光を透過する。基板203の裏面側には基板203の保護や補強を目的としてバックシート(不図示)が設けられていてもよい。 The organic light emitting layer may include an electron transport layer, a hole transport layer, etc., in addition to the organic layer that itself functions as a light emitting layer. The transparent electrode is a metal oxide layer or a metal thin film and transmits light from the organic light emitting layer. A back sheet (not shown) may be provided on the back side of the substrate 203 for the purpose of protecting and reinforcing the substrate 203 .

有機EL素子の金属電極は光反射性である。そのため、外光が画像表示セル202の内部に入射すると、金属電極で光が反射し、外部からは反射光が鏡面のように視認される。画像表示セル202の視認側に、偏光板101として円偏光板を配置することにより、金属電極での反射光の外部への再出射を防止して、画像表示装置200の画面の視認性及び意匠性を向上させることができる。 The metal electrodes of the organic EL element are light reflective. Therefore, when external light enters the inside of the image display cell 202, the light is reflected by the metal electrodes, and the reflected light is visually recognized as a mirror surface from the outside. By arranging a circularly polarizing plate as the polarizing plate 101 on the viewing side of the image display cell 202, the re-emission of light reflected by the metal electrode to the outside is prevented, and the visibility and design of the screen of the image display device 200 are improved. can improve sexuality.

円偏光板は、例えば偏光子の画像表示セル202側の主面に位相差フィルムを備える。偏光子に隣接して配置された透明保護フィルムが位相差フィルムであってもよい。また、ガスバリアフィルム50の透明フィルム基材11が位相差フィルムであってもよい。位相差フィルムがλ/4のレターデーションを有し、位相差フィルムの遅相軸方向と偏光子の吸収軸方向とのなす角度が45°である場合に、偏光子と位相差フィルムとの積層体が、金属電極での反射光の再出射を抑制するための円偏光板として機能する。円偏光板を構成する位相差フィルムは、2層以上のフィルムが積層されたものであってもよい。例えば、偏光子とλ/2板とλ/4板とを、それぞれの光学軸が所定の角度をなすように積層することにより、可視光の広帯域にわたって円偏光板として機能する広帯域円偏光板が得られる。 The circularly polarizing plate includes, for example, a retardation film on the main surface of the polarizer on the image display cell 202 side. The transparent protective film arranged adjacent to the polarizer may be a retardation film. Further, the transparent film substrate 11 of the gas barrier film 50 may be a retardation film. Lamination of the polarizer and the retardation film when the retardation film has a retardation of λ / 4 and the angle formed by the slow axis direction of the retardation film and the absorption axis direction of the polarizer is 45 ° The body functions as a circular polarizer for suppressing re-emission of reflected light from the metal electrode. The retardation film that constitutes the circularly polarizing plate may be a laminate of two or more layers of films. For example, by laminating a polarizer, a λ/2 plate and a λ/4 plate so that their optical axes form a predetermined angle, a broadband circularly polarizing plate that functions as a circularly polarizing plate over a wide band of visible light is obtained. can get.

画像表示セル202は、基板上に透明電極と有機発光層と金属電極とをこの順に積層したボトムエミッション型であってもよい。ボトムエミッション型の画像表示セル202では、透明基板が用いられ、透明基板が視認側に配置される。透明基板としてガスバリアフィルムを用いてもよい。 The image display cell 202 may be of a bottom emission type in which a transparent electrode, an organic light emitting layer and a metal electrode are laminated in this order on a substrate. In the bottom emission type image display cell 202, a transparent substrate is used, and the transparent substrate is arranged on the viewing side. A gas barrier film may be used as the transparent substrate.

第4実施形態に係る画像表示装置は、第1実施形態に係るガスバリアフィルムを備えるため、ガス(例えば水蒸気)に起因する表示素子の劣化を抑制できる。 Since the image display device according to the fourth embodiment includes the gas barrier film according to the first embodiment, deterioration of the display element caused by gas (for example, water vapor) can be suppressed.

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following examples.

<ガスバリアフィルムの作製>
以下、実施例1~3及び比較例1~7のガスバリアフィルムの作製方法について、それぞれ説明する。なお、実施例1~3並びに比較例1~5及び7のガスバリアフィルムの作製において、ガスバリア層(酸窒化ケイ素層又は酸化ケイ素層)の成膜には、いずれも、ロールトゥロール方式のCVD成膜装置を使用した。また、比較例6のガスバリアフィルムの作製において、酸窒化ケイ素層の成膜には、ロールトゥロール方式のスパッタ成膜装置を使用した。
<Production of gas barrier film>
The methods for producing the gas barrier films of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 7 are described below. In the preparation of the gas barrier films of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5 and 7, the gas barrier layer (silicon oxynitride layer or silicon oxide layer) was formed by roll-to-roll CVD. A membrane device was used. In addition, in the production of the gas barrier film of Comparative Example 6, a roll-to-roll type sputtering deposition apparatus was used for the deposition of the silicon oxynitride layer.

[実施例1]
透明フィルム基材としての厚み40μmの環状ポリオレフィンフィルム(日本ゼオン社製「ゼオノア(登録商標)フィルムZF-14」)を成膜装置にセットし、真空チャンバー内を1×10-3Paまで減圧した。次いで、フィルムを走行させながら、基材温度12℃で、厚み60nmの酸窒化ケイ素層(ガスバリア層)をCVD成膜し、実施例1のガスバリアフィルムを得た。実施例1のガスバリアフィルムを得る際のCVD成膜では、プラズマ発生用電源の周波数を80Hzとし、印加電力1.0kWの条件で放電してプラズマを発生させ、成膜ガスとして、トリシリルアミン(TSA)(流量条件:30sccm)、窒素(流量条件:575sccm)及び酸素(流量条件:25sccm)を使用し、真空チャンバー内の成膜ロール間(電極間)に上記成膜ガスを導入し、圧力1.0Paで成膜した。なお、TSAは加熱気化させて、真空チャンバー内に導入した。
[Example 1]
A 40 μm-thick cyclic polyolefin film (“Zeonor (registered trademark) film ZF-14” manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) as a transparent film substrate was set in a film forming apparatus, and the pressure in the vacuum chamber was reduced to 1×10 −3 Pa. . Next, while the film was running, a silicon oxynitride layer (gas barrier layer) having a thickness of 60 nm was formed by CVD at a substrate temperature of 12° C. to obtain a gas barrier film of Example 1. In the CVD film formation for obtaining the gas barrier film of Example 1, the frequency of the power supply for plasma generation was set to 80 Hz, and plasma was generated by discharging under the conditions of an applied power of 1.0 kW, and trisilylamine ( TSA) (flow condition: 30 sccm), nitrogen (flow condition: 575 sccm) and oxygen (flow condition: 25 sccm) are used, and the film-forming gas is introduced between the film-forming rolls (between the electrodes) in the vacuum chamber, and the pressure is A film was formed at 1.0 Pa. Note that TSA was vaporized by heating and introduced into the vacuum chamber.

[実施例2]
窒素の流量条件を550sccmとし、かつ酸素の流量条件を50sccmとしたこと以外は、実施例1と同じ方法により実施例2のガスバリアフィルムを作製した。
[Example 2]
A gas barrier film of Example 2 was produced in the same manner as in Example 1, except that the nitrogen flow conditions were set to 550 sccm and the oxygen flow conditions were set to 50 sccm.

[実施例3]
窒素の流量条件を525sccmとし、かつ酸素の流量条件を75sccmとしたこと以外は、実施例1と同じ方法により実施例3のガスバリアフィルムを作製した。
[Example 3]
A gas barrier film of Example 3 was produced in the same manner as in Example 1, except that the nitrogen flow conditions were set to 525 sccm and the oxygen flow conditions were set to 75 sccm.

[比較例1]
窒素の流量条件を600sccmとし、かつ酸素を導入しなかったこと以外は、実施例1と同じ方法により比較例1のガスバリアフィルムを作製した。
[Comparative Example 1]
A gas barrier film of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1, except that the nitrogen flow rate was set to 600 sccm and oxygen was not introduced.

[比較例2]
窒素の流量条件を300sccmとし、かつ酸素の流量条件を300sccmとしたこと以外は、実施例1と同じ方法により比較例2のガスバリアフィルムを作製した。
[Comparative Example 2]
A gas barrier film of Comparative Example 2 was produced in the same manner as in Example 1, except that the nitrogen flow conditions were set to 300 sccm and the oxygen flow conditions were set to 300 sccm.

[比較例3]
酸素の流量条件を600sccmとし、かつ窒素を導入しなかったこと以外は、実施例1と同じ方法により比較例3のガスバリアフィルムを作製した。
[Comparative Example 3]
A gas barrier film of Comparative Example 3 was produced in the same manner as in Example 1, except that the oxygen flow rate was set to 600 sccm and nitrogen was not introduced.

[比較例4]
以下に示す変更点以外は、実施例1と同じ方法により比較例4のガスバリアフィルムを作製した。
[Comparative Example 4]
A gas barrier film of Comparative Example 4 was produced in the same manner as in Example 1, except for the following changes.

(変更点)
比較例4では、成膜ガスとして、ヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)(流量条件:20sccm)、窒素(流量条件:300sccm)及び酸素(流量条件:400sccm)を使用し、厚み150nmの酸窒化ケイ素層(ガスバリア層)をCVD成膜した。なお、HMDSOは、加熱気化させて、真空チャンバー内に導入した。
(change point)
In Comparative Example 4, hexamethyldisiloxane (HMDSO) (flow rate: 20 sccm), nitrogen (flow rate: 300 sccm), and oxygen (flow rate: 400 sccm) were used as deposition gases, and a silicon oxynitride layer having a thickness of 150 nm was formed. (gas barrier layer) was deposited by CVD. Note that HMDSO was vaporized by heating and introduced into the vacuum chamber.

[比較例5]
以下に示す変更点以外は、実施例1と同じ方法により比較例5のガスバリアフィルムを作製した。
[Comparative Example 5]
A gas barrier film of Comparative Example 5 was produced in the same manner as in Example 1 except for the following changes.

(変更点)
比較例5では、成膜ガスとして、HMDSO(流量条件:25sccm)及び酸素(流量条件:700sccm)を使用し、厚み180nmの酸化ケイ素層(ガスバリア層)をCVD成膜した。なお、HMDSOは、加熱気化させて、真空チャンバー内に導入した。
(change point)
In Comparative Example 5, HMDSO (flow rate: 25 sccm) and oxygen (flow rate: 700 sccm) were used as deposition gases, and a silicon oxide layer (gas barrier layer) with a thickness of 180 nm was deposited by CVD. Note that HMDSO was vaporized by heating and introduced into the vacuum chamber.

[比較例6]
透明フィルム基材としての厚み40μmの環状ポリオレフィンフィルム(日本ゼオン社製「ゼオノア(登録商標)フィルムZF-14」)を成膜装置にセットし、真空チャンバー内を1×10-4Paまで減圧した。次いで、フィルムを走行させながら、基材温度を-8℃とし、DCマグネトロンスパッタにより、厚み220nmの酸窒化ケイ素層(ガスバリア層)をスパッタ成膜し、比較例6のガスバリアフィルムを得た。比較例6のガスバリアフィルムを得る際のスパッタ成膜では、ターゲットとして純Siターゲットを用い、スパッタガスとしてAr/O/Nを23.5/1.0/23.5の体積比で導入し、電力密度2.23W/cm、圧力0.15Paの条件でスパッタを実施した。
[Comparative Example 6]
A cyclic polyolefin film (“Zeonor (registered trademark) film ZF-14” manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) with a thickness of 40 μm as a transparent film substrate was set in a film forming apparatus, and the pressure in the vacuum chamber was reduced to 1×10 −4 Pa. . Next, while the film was running, the substrate temperature was set to −8° C., and a silicon oxynitride layer (gas barrier layer) with a thickness of 220 nm was formed by DC magnetron sputtering to obtain a gas barrier film of Comparative Example 6. In the sputtering film formation for obtaining the gas barrier film of Comparative Example 6, a pure Si target was used as the target, and Ar/O 2 /N 2 was introduced as the sputtering gas at a volume ratio of 23.5/1.0/23.5. Then, sputtering was performed under the conditions of a power density of 2.23 W/cm 2 and a pressure of 0.15 Pa.

[比較例7]
窒素の流量条件を400sccmとし、かつ酸素の流量条件を200sccmとしたこと以外は、実施例1と同じ方法により比較例7のガスバリアフィルムを作製した。
[Comparative Example 7]
A gas barrier film of Comparative Example 7 was produced in the same manner as in Example 1, except that the nitrogen flow conditions were set to 400 sccm and the oxygen flow conditions were set to 200 sccm.

<ガスバリア層の組成分析>
Arイオン銃を備えるX線光電子分光装置(アルバック・ファイ社製「Quantera SXM」)を用いて、ガスバリア層(酸窒化ケイ素層又は酸化ケイ素層)の透明フィルム基材側とは反対側の主面からガスバリア層を下記条件でエッチングしながら、XPSによりガスバリア層の厚み方向における組成分析を行った。そして、ガスバリア層の厚み方向の中央部(総エッチング時間の1/2が経過したとき)における各元素(Si、O、N及びC)の含有率を算出し、ガスバリア層の組成を示す一般式SiOにおけるx及びyの値を得た。なお、「総エッチング時間」とは、エッチングの開始から終了までの時間を意味する。各元素の含有率の算出には、ワイドスキャンスペクトルから得られるSiの2p、Oの1s、Nの1s、及びCの1sのそれぞれの結合エネルギーに相当するピークを用いた。詳細な測定条件を以下に示す。なお、実施例1~3のガスバリア層については、Si、O、N及びCの合計100原子%に対するCの含有率は、いずれも0原子%であった。
<Composition analysis of gas barrier layer>
Using an X-ray photoelectron spectrometer equipped with an Ar ion gun (“Quantera SXM” manufactured by ULVAC-Phi, Inc.), the main surface of the gas barrier layer (silicon oxynitride layer or silicon oxide layer) opposite to the transparent film substrate side Composition analysis in the thickness direction of the gas barrier layer was performed by XPS while the gas barrier layer was etched under the following conditions. Then, the content of each element (Si, O, N, and C) in the central portion of the gas barrier layer in the thickness direction (when 1/2 of the total etching time has elapsed) is calculated, and the general formula showing the composition of the gas barrier layer is The values of x and y in SiO x N y were obtained. In addition, "total etching time" means the time from the start to the end of etching. Peaks corresponding to the binding energies of 2p of Si, 1s of O, 1s of N, and 1s of C obtained from the wide scan spectrum were used to calculate the content of each element. Detailed measurement conditions are shown below. In the gas barrier layers of Examples 1 to 3, the content of C with respect to the total 100 atomic % of Si, O, N and C was 0 atomic %.

[測定条件]
X線源:モノクロAlKα
X線の焦点サイズ:100μmφ(15kV、25W)
光電子取り出し角:試料表面に対して45°
結合エネルギーの補正:C-C結合由来のピークを285.0eVに補正(最表面のみ)
帯電中和条件:電子中和銃とArイオン銃(中和モード)の併用
Arイオン銃の加速電圧:1kV
Arイオン銃のラスターサイズ:1mm×1mm
Arイオン銃のエッチング速度:5nm/分(SiO換算)
[Measurement condition]
X-ray source: monochrome AlKα
X-ray focal size: 100 μmφ (15 kV, 25 W)
Photoelectron extraction angle: 45° with respect to the sample surface
Bond energy correction: CC bond derived peak corrected to 285.0 eV (top surface only)
Charge neutralization conditions: combined use of electron neutralization gun and Ar ion gun (neutralization mode) Acceleration voltage of Ar ion gun: 1 kV
Ar ion gun raster size: 1mm x 1mm
Etching rate of Ar ion gun: 5 nm/min (in terms of SiO2 )

<ガスバリア層のS2/S1の測定>
上記<ガスバリア層の組成分析>と同じ条件でXPSにより分析し、ガスバリア層の厚み方向の中央部(総エッチング時間の1/2が経過したとき)のSi2pスペクトルを得た。得られたSi2pスペクトルについて、波形解析ソフトウェア(アルバック・ファイ社製「PHI MultiPak」)を用いて波形解析し、ガスバリア層のS2/S1を得た。詳しくは、上記波形解析ソフトウェアを用いて、Shirley法によりSi2pスペクトルのバックグラウンドを除去した後、当該スペクトルをガウス-ローレンツ関数で処理することで、当該スペクトルからSi-Siの結合に由来するピーク(結合エネルギー99eV以上101eV以下の範囲に極大を有するピーク)を分離した。次いで、上記波形解析ソフトウェアを用いて、面積S1(結合エネルギー95eV以上110eV以下の範囲のSi2pスペクトル曲線とベースラインとの間の領域の面積)と、面積S2(分離したSi-Siの結合に由来するピークの面積)とを測定し、これらの面積比(S2/S1)を算出した。
<Measurement of S2/S1 of gas barrier layer>
An XPS analysis was performed under the same conditions as <Composition analysis of the gas barrier layer> to obtain a Si2p spectrum of the central portion in the thickness direction of the gas barrier layer (when 1/2 of the total etching time has elapsed). The obtained Si2p spectrum was subjected to waveform analysis using waveform analysis software (“PHI MultiPak” manufactured by ULVAC-Phi, Inc.) to obtain S2/S1 of the gas barrier layer. Specifically, using the waveform analysis software, after removing the background of the Si2p spectrum by the Shirley method, the spectrum is processed with a Gauss-Lorentz function to obtain a peak derived from the Si—Si bond from the spectrum ( A peak having a maximum in the range of binding energy 99 eV or more and 101 eV or less) was separated. Next, using the waveform analysis software, the area S1 (the area of the region between the Si2p spectrum curve and the baseline in the range of binding energy 95 eV or more and 110 eV or less) and the area S2 (derived from the separated Si—Si bond The area of the peak to be measured) was measured, and the area ratio (S2/S1) was calculated.

<ガスバリア層の赤外分光測定>
FT-IR装置(パーキンエルマー社製「Frontier」)を用いて、反射法(ATR法)により、ガスバリア層の波数2160cm-1以上2280cm-1以下の範囲の赤外吸収スペクトルを測定し、吸収ピークの波数を確認した。
<Infrared spectroscopic measurement of gas barrier layer>
Using an FT-IR device (“Frontier” manufactured by PerkinElmer), the infrared absorption spectrum of the gas barrier layer in the wave number range of 2160 cm −1 to 2280 cm −1 is measured by the reflection method (ATR method), and the absorption peak is obtained. confirmed the wavenumber of

<ガスバリアフィルムの評価方法>
[光透過率]
分光光度計(日立ハイテクサイエンス社製「U4100」)により、ガスバリアフィルムの光透過率(Y値)を測定した。光透過率が75%以上である場合、「透明性に優れている」と評価した。一方、光透過率が75%未満である場合、「透明性に優れていない」と評価した。
<Method for evaluating gas barrier film>
[Light transmittance]
The light transmittance (Y value) of the gas barrier film was measured with a spectrophotometer ("U4100" manufactured by Hitachi High-Tech Science). When the light transmittance was 75% or more, it was evaluated as "excellent in transparency". On the other hand, when the light transmittance was less than 75%, it was evaluated as "not excellent in transparency".

[水蒸気透過率]
ISO 15106-5に記載された差圧法(Pressure Sensor Method)に従って、Technolox社製の水蒸気透過率測定装置「Deltaperm(登録商標)」を用いて、温度40℃かつ相対湿度90%の条件下で、ガスバリアフィルムの水蒸気透過率(WVTR)を測定した。以下、ここで得られたWVTRを「初期WVTR」と記載する。なお、比較例4~6の初期WVTRについては、厚み60nmのガスバリア層を基準に規格化した値とした。例えば、比較例4の初期WVTRは、上記測定方法で得られた測定値×150/60で算出される値である。
[Water vapor transmission rate]
According to the differential pressure method (Pressure Sensor Method) described in ISO 15106-5, using a water vapor transmission rate measuring device "Deltaperm (registered trademark)" manufactured by Technolox, under the conditions of a temperature of 40 ° C. and a relative humidity of 90%, The water vapor transmission rate (WVTR) of the gas barrier film was measured. The WVTR obtained here is hereinafter referred to as "initial WVTR". The initial WVTR values of Comparative Examples 4 to 6 were normalized based on a gas barrier layer having a thickness of 60 nm. For example, the initial WVTR of Comparative Example 4 is a value calculated by multiplying the measured value obtained by the above measuring method by 150/60.

初期WVTRを測定したガスバリアフィルムとは別に用意したガスバリアフィルム(サンプル)を用いて、高温高湿環境下にさらされた後のWVTRを測定した。詳しくは、まず、上記サンプルを、温度85℃かつ相対湿度85%に設定したオーブンに240時間投入した。次いで、オーブンからサンプルを取り出し、上記初期WVTRの測定方法と同じ方法で、高温高湿環境下にさらされた後のサンプルのWVTRを測定した。以下、ここで得られたWVTRを「高温高湿WVTR」と記載する。なお、比較例4~6の高温高湿WVTRについては、厚み60nmのガスバリア層を基準に規格化した値とした。例えば、比較例4の高温高湿WVTRは、上記測定方法で得られた測定値×150/60で算出される値である。高温高湿WVTRが0.10g/m・day以下である場合、「高温高湿環境下にさらされた場合でもガスバリア性を確保できている」と評価した。一方、高温高湿WVTRが0.10g/m・dayを超えている場合、「高温高湿環境下にさらされた後においてガスバリア性を確保できていない」と評価した。 A gas barrier film (sample) prepared separately from the gas barrier film for which the initial WVTR was measured was used to measure the WVTR after being exposed to a high-temperature and high-humidity environment. Specifically, first, the sample was placed in an oven set at a temperature of 85° C. and a relative humidity of 85% for 240 hours. Next, the sample was taken out from the oven, and the WVTR of the sample after exposure to the high temperature and high humidity environment was measured by the same method as the initial WVTR measurement method. The WVTR obtained here is hereinafter referred to as "high temperature and high humidity WVTR". For the high-temperature, high-humidity WVTR of Comparative Examples 4 to 6, the values were normalized based on the gas barrier layer having a thickness of 60 nm. For example, the high-temperature, high-humidity WVTR of Comparative Example 4 is a value calculated by multiplying the measured value obtained by the above measuring method by 150/60. When the high-temperature, high-humidity WVTR was 0.10 g/m 2 ·day or less, it was evaluated as "the gas barrier property can be secured even when exposed to a high-temperature, high-humidity environment". On the other hand, when the high-temperature, high-humidity WVTR exceeded 0.10 g/m 2 ·day, it was evaluated as "the gas barrier property cannot be ensured after being exposed to the high-temperature, high-humidity environment".

[アンモニウムイオンの抽出量]
まず、ガスバリアフィルムを、60mm×60mmの大きさに裁断し、測定用のサンプルを得た。次いで、得られたサンプルを、ポリプロピレン製容器に入れた後、容器に超純水100mLを入れた。次いで、サンプル及び超純水が入った容器を、温度120℃に設定した乾燥機に1時間投入した後、容器内の液体(抽出液)を、孔径0.2μmのメンブレンフィルターでろ過した。そして、イオンクロマトグラフ法(IC法)を用いて、下記条件により、得られたろ液中のアンモニウムイオンの量(抽出量)を定量した。定量には、市販のアンモニウムイオン標準液(関東化学社製)を用いた。サンプル1cmあたりのアンモニウムイオンの抽出量が0.30μg以下である場合、「アンモニアの発生を抑制できている」と評価した。一方、サンプル1cmあたりのアンモニウムイオンの抽出量が0.30μgを超えている場合、「アンモニアの発生を抑制できていない」と評価した。
[Extraction amount of ammonium ions]
First, the gas barrier film was cut into a size of 60 mm×60 mm to obtain a sample for measurement. Next, after putting the obtained sample into a container made of polypropylene, 100 mL of ultrapure water was put into the container. Next, the container containing the sample and ultrapure water was placed in a dryer set at a temperature of 120° C. for 1 hour, and then the liquid (extract) in the container was filtered through a membrane filter with a pore size of 0.2 μm. Then, using ion chromatography (IC method), the amount of ammonium ions (extracted amount) in the resulting filtrate was quantified under the following conditions. A commercially available ammonium ion standard solution (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd.) was used for quantification. When the amount of extracted ammonium ions per 1 cm 2 of the sample was 0.30 µg or less, it was evaluated as "ammonia generation can be suppressed." On the other hand, when the amount of extracted ammonium ions per 1 cm 2 of the sample exceeded 0.30 µg, it was evaluated as "the generation of ammonia cannot be suppressed."

(IC法の測定条件)
分析装置:サーモフィッシャーサイエンティフィック社製「Dionex(登録商標)ICS-6000」
分離カラム:サーモフィッシャーサイエンティフィック社製「Dionex(登録商標)IonPac CS16(3mm×250mm)」
ガードカラム:サーモフィッシャーサイエンティフィック社製「Dionex(登録商標)IonPac CG16(3mm×50mm)」
サプレッサー:サーモフィッシャーサイエンティフィック社製「Dionex(登録商標)CDRS 600(エクスターナルモード)」
検出器:電気伝導度検出器
溶離液:メタンスルホン酸水溶液(メタンスルホン酸の濃度:25mmоl/L)
溶離液流量:0.36mL/分
試料(ろ液)の注入量:5μL
(Measurement conditions for the IC method)
Analyzer: Thermo Fisher Scientific "Dionex (registered trademark) ICS-6000"
Separation column: Thermo Fisher Scientific "Dionex (registered trademark) IonPac CS16 (3 mm × 250 mm)"
Guard column: Thermo Fisher Scientific "Dionex (registered trademark) IonPac CG16 (3 mm × 50 mm)"
Suppressor: Thermo Fisher Scientific "Dionex (registered trademark) CDRS 600 (external mode)"
Detector: Conductivity detector Eluent: Methanesulfonic acid aqueous solution (concentration of methanesulfonic acid: 25 mmol/L)
Eluent flow rate: 0.36 mL/min Injection volume of sample (filtrate): 5 μL

<分析結果及び評価結果>
実施例1~3及び比較例1~7について、SiOにおけるxの値、yの値及びx/yの値、S2/S1、並びに波数2160cm-1以上2280cm-1以下の範囲の赤外吸収スペクトルの吸収ピークの波数を、表1に示す。また、実施例1~3及び比較例1~7について、光透過率、初期WVTR、高温高湿WVTR、及びサンプル1cmあたりのアンモニウムイオンの抽出量を、表2に示す。
<Analysis results and evaluation results>
For Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 7, the value of x, the value of y and the value of x/y in SiO x N y , S2/S1, and the redness in the wavenumber range of 2160 cm −1 to 2280 cm −1 Table 1 shows the wave number of the absorption peak of the external absorption spectrum. Table 2 shows the light transmittance, the initial WVTR, the high-temperature and high-humidity WVTR, and the amount of extracted ammonium ions per 1 cm 2 of the sample for Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 7.

なお、表1の「吸収ピークの波数」は、波数2160cm-1以上2280cm-1以下の範囲の赤外吸収スペクトルの吸収ピークの波数である。表1の「吸収ピークの波数」の欄において、「-」は、波数2160cm-1以上2280cm-1以下の範囲において吸収ピークがなかったことを意味する。また、表2の「NH 抽出量」は、サンプル1cmあたりのアンモニウムイオンの抽出量である。表2の「NH 抽出量」の欄において、「-」は、アンモニウムイオンの抽出量を測定しなかったことを意味する。 The “absorption peak wavenumber” in Table 1 is the wavenumber of the absorption peak of the infrared absorption spectrum in the wavenumber range of 2160 cm −1 to 2280 cm −1 . In the column of "absorption peak wavenumber" in Table 1, "-" means that there was no absorption peak in the wavenumber range of 2160 cm -1 or more and 2280 cm -1 or less. In addition, "NH 4 + extraction amount" in Table 2 is the extraction amount of ammonium ions per 1 cm 2 of the sample. In the column of "NH 4 + extraction amount" in Table 2, "-" means that the extraction amount of ammonium ions was not measured.

Figure 2023050695000002
Figure 2023050695000002

Figure 2023050695000003
Figure 2023050695000003

表1に示すように、実施例1~3では、x及びyが、0.30<x<1.20、0.40<y<0.80及び0.50<x/y<2.30の関係を満たしていた。実施例1~3では、S2/S1が0.05以上0.30以下であった。 As shown in Table 1, in Examples 1 to 3, x and y are 0.30<x<1.20, 0.40<y<0.80 and 0.50<x/y<2.30. fulfilled the relationship. In Examples 1 to 3, S2/S1 was 0.05 or more and 0.30 or less.

表2に示すように、実施例1~3では、光透過率が75%以上であった。よって、実施例1~3のガスバリアフィルムは、透明性に優れていた。実施例1~3では、高温高湿WVTRが0.10g/m・day以下であった。よって、実施例1~3のガスバリアフィルムは、高温高湿環境下にさらされた場合でもガスバリア性を確保できていた。実施例1~3では、サンプル1cmあたりのアンモニウムイオンの抽出量が0.30μg以下であった。よって、実施例1~3のガスバリアフィルムは、アンモニアの発生を抑制できていた。 As shown in Table 2, in Examples 1 to 3, the light transmittance was 75% or more. Therefore, the gas barrier films of Examples 1 to 3 were excellent in transparency. In Examples 1 to 3, the high-temperature, high-humidity WVTR was 0.10 g/m 2 ·day or less. Therefore, the gas barrier films of Examples 1 to 3 were able to secure gas barrier properties even when exposed to a high-temperature and high-humidity environment. In Examples 1 to 3, the amount of ammonium ions extracted per 1 cm 2 of the sample was 0.30 μg or less. Therefore, the gas barrier films of Examples 1 to 3 were able to suppress the generation of ammonia.

表1に示すように、比較例1では、xが0.30以下であった。比較例2~5及び7では、xが1.20以上であった。比較例2~5及び7では、yが0.40以下であった。比較例1では、x/yが0.50以下であった。比較例2~4及び7では、x/yが2.30以上であった。比較例1では、S2/S1が0.30を超えていた。比較例2~7では、S2/S1が0.05未満であった。 As shown in Table 1, in Comparative Example 1, x was 0.30 or less. In Comparative Examples 2 to 5 and 7, x was 1.20 or more. In Comparative Examples 2 to 5 and 7, y was 0.40 or less. In Comparative Example 1, x/y was 0.50 or less. In Comparative Examples 2 to 4 and 7, x/y was 2.30 or more. In Comparative Example 1, S2/S1 exceeded 0.30. In Comparative Examples 2 to 7, S2/S1 was less than 0.05.

表2に示すように、比較例1では、光透過率が75%未満であった。よって、比較例1のガスバリアフィルムは、透明性に優れていなかった。比較例2~7では、高温高湿WVTRが0.10g/m・dayを超えていた。よって、比較例2~7のガスバリアフィルムは、高温高湿環境下にさらされた後においてガスバリア性を確保できていなかった。比較例1及び2では、サンプル1cmあたりのアンモニウムイオンの抽出量が0.30μgを超えていた。よって、比較例1及び2のガスバリアフィルムは、アンモニアの発生を抑制できていなかった。 As shown in Table 2, in Comparative Example 1, the light transmittance was less than 75%. Therefore, the gas barrier film of Comparative Example 1 was not excellent in transparency. In Comparative Examples 2 to 7, the high-temperature, high-humidity WVTR exceeded 0.10 g/m 2 ·day. Therefore, the gas barrier films of Comparative Examples 2 to 7 could not ensure gas barrier properties after being exposed to a high-temperature and high-humidity environment. In Comparative Examples 1 and 2, the amount of extracted ammonium ions per 1 cm 2 of the sample exceeded 0.30 μg. Therefore, the gas barrier films of Comparative Examples 1 and 2 could not suppress the generation of ammonia.

以上の結果から、本発明によれば、アンモニアの発生を抑制しつつ、高温高湿環境下にさらされた場合でもガスバリア性を確保できる上、透明性に優れるガスバリアフィルムを提供できることが示された。 From the above results, it was shown that, according to the present invention, it is possible to provide a gas barrier film that suppresses the generation of ammonia, ensures gas barrier properties even when exposed to a high-temperature, high-humidity environment, and has excellent transparency. .

10、20、30、40、50 ガスバリアフィルム
11 透明フィルム基材
12、21、41 ガスバリア層
13 酸窒化ケイ素層
31 ハードコート層
51 粘着剤層
100 ガスバリア層付き偏光板
101 偏光板
200 画像表示装置
202 画像表示セル
BL ベースライン
SP Si2pスペクトル曲線

10, 20, 30, 40, 50 gas barrier film 11 transparent film substrate 12, 21, 41 gas barrier layer 13 silicon oxynitride layer 31 hard coat layer 51 adhesive layer 100 polarizing plate with gas barrier layer 101 polarizing plate 200 image display device 202 Image display cell BL Baseline SP Si2p spectrum curve

Claims (11)

透明フィルム基材と、前記透明フィルム基材の少なくとも一方の主面に直接的又は間接的に配置されたガスバリア層とを有するガスバリアフィルムであって、
前記ガスバリア層は、構成元素として酸素、窒素及びケイ素を含む酸窒化ケイ素層を有し、
前記酸窒化ケイ素層に含まれる酸窒化ケイ素の組成は、一般式SiOで表され、
前記一般式SiOのx及びyは、0.30<x<1.20、0.40<y<0.80及び0.50<x/y<2.30の関係を満たし、
X線光電子分光法で得られた前記酸窒化ケイ素層のSi2pスペクトルにおいて、結合エネルギー95eV以上110eV以下の範囲のSi2pスペクトル曲線とベースラインとの間の領域の面積をS1とし、前記Si2pスペクトルから波形解析により分離したSi-Siの結合に由来するピークの面積をS2としたとき、0.05≦S2/S1≦0.30の関係を満たす、ガスバリアフィルム。
A gas barrier film comprising a transparent film substrate and a gas barrier layer disposed directly or indirectly on at least one main surface of the transparent film substrate,
The gas barrier layer has a silicon oxynitride layer containing oxygen, nitrogen and silicon as constituent elements,
The composition of the silicon oxynitride contained in the silicon oxynitride layer is represented by the general formula SiO x N y ,
x and y in the general formula SiO x N y satisfy the relationships of 0.30<x<1.20, 0.40<y<0.80 and 0.50<x/y<2.30,
In the Si2p spectrum of the silicon oxynitride layer obtained by X-ray photoelectron spectroscopy, the area of the region between the Si2p spectrum curve and the baseline in the range of binding energy 95 eV or more and 110 eV or less is defined as S1, and the waveform is obtained from the Si2p spectrum A gas barrier film that satisfies the relationship of 0.05≦S2/S1≦0.30, where S2 is the area of a peak derived from a Si—Si bond separated by analysis.
前記S2/S1は、0.15以上0.30以下である、請求項1に記載のガスバリアフィルム。 The gas barrier film according to claim 1, wherein said S2/S1 is 0.15 or more and 0.30 or less. 前記x/yは、2.00以下である、請求項1又は2に記載のガスバリアフィルム。 The gas barrier film according to claim 1 or 2, wherein said x/y is 2.00 or less. 前記酸窒化ケイ素層の厚みが、10nm以上200nm以下である、請求項1~3のいずれか一項に記載のガスバリアフィルム。 The gas barrier film according to any one of claims 1 to 3, wherein the silicon oxynitride layer has a thickness of 10 nm or more and 200 nm or less. 前記透明フィルム基材と前記ガスバリア層との間に配置されたハードコート層を更に有する、請求項1~4のいずれか一項に記載のガスバリアフィルム。 The gas barrier film according to any one of claims 1 to 4, further comprising a hard coat layer arranged between the transparent film substrate and the gas barrier layer. 前記ガスバリア層の前記透明フィルム基材側とは反対側に配置された粘着剤層を更に有する、請求項1~5のいずれか一項に記載のガスバリアフィルム。 The gas barrier film according to any one of claims 1 to 5, further comprising a pressure-sensitive adhesive layer disposed on the side of the gas barrier layer opposite to the transparent film substrate. 請求項1~6のいずれか一項に記載のガスバリアフィルムの製造方法であって、
成膜装置のチャンバー内に、トリシリルアミン、窒素源及び酸素源を導入して、化学気相成長法により前記酸窒化ケイ素層を形成する工程を備える、ガスバリアフィルムの製造方法。
A method for producing a gas barrier film according to any one of claims 1 to 6,
A method for producing a gas barrier film, comprising the step of introducing trisilylamine, a nitrogen source and an oxygen source into a chamber of a film forming apparatus and forming the silicon oxynitride layer by a chemical vapor deposition method.
請求項1~6のいずれか1項に記載のガスバリアフィルムと、偏光子とを備える、ガスバリア層付き偏光板。 A polarizing plate with a gas barrier layer, comprising the gas barrier film according to any one of claims 1 to 6 and a polarizer. 請求項1~6のいずれか1項に記載のガスバリアフィルムと、画像表示セルとを備える、画像表示装置。 An image display device comprising the gas barrier film according to any one of claims 1 to 6 and an image display cell. 請求項8に記載のガスバリア層付き偏光板と、画像表示セルとを備える、画像表示装置。 An image display device comprising the gas barrier layer-attached polarizing plate according to claim 8 and an image display cell. 前記画像表示セルは、有機EL素子を含む、請求項9又は10に記載の画像表示装置。

11. The image display device according to claim 9, wherein said image display cell includes an organic EL element.

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