JP4821925B2 - ガスバリア性フィルム、装置、及びガスバリア性フィルムの製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明のガスバリア性フィルムの一例を示す模式的な断面図である。
本発明の装置は、上記説明した本発明のガスバリア性フィルムを用いる装置であって、表示装置又は発電装置である。これにより、10−2g/m2・dayレベル(0.01g/m2・day以下)という高いガスバリア性が必要とされる表示装置又は発電装置に本発明のガスバリア性フィルムが用いられることになり、ガスバリア性に優れるガスバリア性フィルムを用いた装置を提供することができる。
本発明のガスバリア性フィルムの製造方法は、オリゴマー量が1質量%以下のプラスチックフィルムを準備するプラスチックフィルム準備工程、プラスチックフィルム上に、このプラスチックフィルム表面における最大高低差よりも厚い有機層を形成する有機層形成工程、有機層上に、無機層を形成する無機層形成工程、を有する。これにより、プラスチックフィルム中のオリゴマー量の低減により良好な膜質の無機層が形成されやすくなるとともに、オリゴマー量の低減によりプラスチックフィルム表面の最大高低差が大きくなっても、有機層がこの最大高低差を覆って平坦化が行われ、この平坦化された有機層上に無機層が設けられることになる。その結果、ガスバリア性に優れるガスバリア性フィルムを製造することが可能なガスバリア性フィルムの製造方法を提供することができる。以下、各工程について説明する。
<プラスチックフィルム準備工程>
先ず、プラスチックフィルムとして、厚さ50μmのポリエステルフィルム(東レ株式会社製、PETフィルム、商品名:ルミラーX10S(ルミラーは登録商標)、オリゴマー量:0.65質量%)を用いた。ここで、オリゴマー量(オリゴマー分量)は、東レ株式会社のホームページ(http://www.toray.jp/films/properties/lumirror/lum_x10s.html)を参考にしたものである。同ホームページではオリゴマーの分析は「キシレン24HR」と記載されており、東レ株式会社の特許公開公報(特開平11−288622号公報)に記載された以下の方法に準拠して行われたと考えられる。まず、50mm角に切断したフィルムサンプル16枚を、140℃の熱風オーブン中で2時間乾燥し、重量(抽出前重量)を測定する。次に、ソックスレー抽出器を用いて沸騰キシレン(500ml)で24時間抽出する。その後、抽出したサンプルを取り出し、水の入った超音波洗浄機で6分間洗浄するのを3回繰り返し、ガーゼで表面に付着しているキシレンを軽くふき取る。最後に抽出したサンプルを160℃の熱風オーブン中で8時間乾燥し、重量(抽出後重量)を測定して、オリゴマー量を、「オリゴマー量(%)=100×(抽出前重量−抽出後重量)/抽出前重量」の計算式から求める。
このプラスチックフィルムの片面に、下記の組成に調整した紫外線硬化型樹脂組成物(紫外線硬化型有機層用インキ)をダイコートにて塗布し、120℃で2分間乾燥させた後、波長260nmから400nmの範囲における積算光量300mJ/cm2の条件で紫外線を照射し、厚さ5μmの有機層を形成した。この有機層の厚さは、ガスバリア性フィルムを集束イオンビーム加工装置(FIB:日立製作所製、FB−2000)にて加工し、有機層の断面を露出させた後、その断面を走査型電子顕微鏡(SEM:日立製作所製、S−5000H、加速電圧1.5kV)で観察することにより測定した。このとき、有機層断面の任意の6箇所を測定し、平均値を採用した。
ポリエステルアクリレートオリゴマー(東亞合成(株)製、アロニックスM−8060):39重量部
トルエン/メチルエチルケトン(1/1)の混合溶媒:60重量部
オリゴ[2−ヒドロキシ−2−メチル−[1−(4−メチルビニル)フェニル]プロパノン](光重合開始剤、lamberti社製、ESACURE ONE):1重量部
無機層は、スパッタ成膜方式で形成した。具体的には、上記有機層を形成したプラスチックフィルムを、バッチ式スパッタリング装置(アネルバ株式会社製、SPF−530H)のチャンバー内に、有機層側に成膜する向きに設置し、珪素をターゲット材として搭載した。ここでターゲットと、有機層が形成されたプラスチックフィルムとの距離は50mmに設定した。成膜時の添加ガスとして、窒素ガス(太陽東洋酸素株式会社製、純度99.9995%以上)、アルゴンガス(太陽東洋酸素株式会社製、純度99.9999%以上)を用いた。チャンバー内を、油回転ポンプおよびクライオポンプで到達真空度2.5×10−4Paまで減圧した。次いで、チャンバー内に窒素ガスを流量15sccmで導入し、アルゴンガスを流量20sccmで導入した。そして、真空ポンプとチャンバーとの間にあるバルブの開閉度を制御することにより、チャンバー内圧力を0.25Paに保ちながら、RFマグネトロンスパッタリング法により、投入電力1.2kWで、有機層上に厚み80nmの酸化窒化珪素層を形成した。なお、sccmとは、standard cubic centimeter per minuteの略である。
無機層形成工程において無機層の形成をイオンプレーティング成膜方式で行い、以下の組成の無機層としたこと以外は、実施例1と同様にしてガスバリア性フィルムを製造した。以下、相違点たる無機層形成工程について記載する。
無機層形成工程において無機層の形成を真空蒸着成膜方式で行い、以下の組成の無機層としたこと以外は、実施例1と同様にしてガスバリア性フィルムを製造した。以下、相違点たる無機層形成工程について記載する。
プラスチックフィルムとして、厚み125μmのポリエステルフィルム(東レ株式会社製、PETフィルム、商品名:ルミラーX10S、オリゴマー量:0.53質量%)を用いたこと以外は、実施例1と同様にガスバリア性フィルムを製造した。オリゴマー量は、実施例1と同様に、東レ株式会社のホームページに掲載されたデータを用いてものである。また、プラスチックフィルムの表面粗さを実施例1と同様にして測定したところ、最大高低差は、1.5μmであった。得られたガスバリア性フィルムにつき、水蒸気透過率を実施例1と同様にして測定した。その結果を表−2に示す。
プラスチックフィルムとして、厚み300μmのポリエステルフィルム(東レ株式会社製、PETフィルム、商品名:ルミラーX10S、オリゴマー量:0.37質量%)を用いたこと以外は、実施例1と同様にガスバリア性フィルムを製造した。オリゴマー量は、実施例1と同様に、東レ株式会社のホームページに掲載されたデータを用いてものである。また、プラスチックフィルムの表面粗さを実施例1と同様にして測定したところ、最大高低差は、1.6μmであった。得られたガスバリア性フィルムにつき、水蒸気透過率を実施例1と同様にして測定した。その結果を表−2に示す。
有機層の厚みを3μmとしたこと以外は、実施例1と同様にガスバリア性フィルムを製造した。得られたガスバリア性フィルムにつき、水蒸気透過率を実施例1と同様にして測定した。その結果を表−2に示す。
有機層の厚みを2.0μmとしたこと以外は、実施例1と同様にガスバリア性フィルムを製造した。得られたガスバリア性フィルムにつき、水蒸気透過率を実施例1と同様にして測定した。その結果を表−2に示す。
有機層の厚みを1.7μmとしたこと以外は、実施例1と同様にガスバリア性フィルムを製造した。得られたガスバリア性フィルムにつき、水蒸気透過率を実施例1と同様にして測定した。その結果を表−2に示す。
有機層を形成しなかったこと以外は、実施例1と同様にガスバリア性フィルムを製造した。得られたガスバリア性フィルムにつき、水蒸気透過率を実施例1と同様にして測定した。その結果を表−2に示す。
有機層の厚みを1μmとしたこと以外は、実施例1と同様にガスバリア性フィルムを製造した。得られたガスバリア性フィルムにつき、水蒸気透過率を実施例1と同様にして測定した。その結果を表−2に示す。
オリゴマー量が低減されていないプラスチックフィルムとして、厚さ50μmのポリエステルフィルム(東レ株式会社製、PETフィルム、商品名:ルミラーS10、オリゴマー量:約1.6質量%)を用いた以外は、実施例1と同様にガスバリア性フィルムを製造した。オリゴマー量は、実施例1と同様に、東レ株式会社のホームページに掲載されたデータを用いてものであるが、さらに以下の方法を用いて求めた。すなわち、同ホームページには、ルミラーS10については厚さ250μmのオリゴマー量(オリゴマー分量)が1.4質量%と記載されているところ、ルミラーX10Sでは、厚さが250μmから50μmとなると、オリゴマー量が0.46質量%から0.65質量%となり0.2質量%程度増加している。そこで、厚さ50μmのルミラーS10についても、250μmのものよりも0.2質量%程度オリゴマー量が増加していると考え、オリゴマー量を1.4+0.2=1.6質量%とした。また、オリゴマー量が低減されていないプラスチックフィルムの表面粗さを実施例1と同様にして測定したところ、最大高低差は、0.6μmであった。得られたガスバリア性フィルムにつき、水蒸気透過率を実施例1と同様にして測定した。その結果を表−2に示す。
2 プラスチックフィルム
3 有機層
4 無機層
Claims (5)
- 沸騰キシレンで24時間抽出する方法で測定されたオリゴマーの含有量が1質量%以下であるプラスチックフィルム、該プラスチックフィルム上に設けられた有機層、及び該有機層の上に設けられた無機層、を有し、
前記有機層の厚さが、前記プラスチックフィルム表面における最大高低差よりも大きくなっている、ことを特徴とするガスバリア性フィルム。 - 前記有機層の厚さが、1.7μm以上、10μm以下である、請求項1に記載のガスバリア性フィルム。
- 前記プラスチックフィルムの材質がポリエチレンテレフタレートである、請求項1又は2に記載のガスバリア性フィルム。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載のガスバリア性フィルムを用いる装置であって、当該装置が表示装置又は発電装置であることを特徴とする装置。
- 沸騰キシレンで24時間抽出する方法で測定されたオリゴマーの含有量が1質量%以下のプラスチックフィルムを準備するプラスチックフィルム準備工程、
前記プラスチックフィルム上に、該プラスチックフィルム表面における最大高低差よりも厚い有機層を形成する有機層形成工程、
前記有機層上に、無機層を形成する無機層形成工程、を有することを特徴とするガスバリア性フィルムの製造方法。
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