JP5836235B2 - Functional film - Google Patents

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Description

本発明は、基板の上に無機層を成膜してなる、ガスバリアフィルム等の機能性フィルムに関する。   The present invention relates to a functional film such as a gas barrier film formed by forming an inorganic layer on a substrate.

光学素子、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイなどの表示装置、半導体装置、薄膜太陽電池など、各種の装置に、ガスバリアフィルム、保護フィルム、光学フィルタや反射防止フィルム等の光学フィルムなど、各種の機能性フィルム(機能性シート)が利用されている。
このような機能性フィルムは、一例として、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム等のプラスチックフィルムを基板として、その上に、目的とする機能を発現する無機層(無機化合物からなる層)を成膜してなる構成を有する。
Various functional films such as gas barrier films, protective films, optical films such as optical filters and antireflection films, etc. in various devices such as optical elements, display devices such as liquid crystal displays and organic EL displays, semiconductor devices, thin film solar cells, etc. (Functional sheet) is used.
As an example of such a functional film, a plastic film such as a polyethylene terephthalate (PET) film is used as a substrate, and an inorganic layer (a layer made of an inorganic compound) that exhibits a desired function is formed thereon. It has the composition which becomes.

例えば、ガスバリアフィルムであれば、プラズチックフィルムの表面に、ガスバリア性を発現する酸化珪素や窒化珪素からなる無機層を成膜してなるガスバリアフィルムが知られている。   For example, in the case of a gas barrier film, a gas barrier film is known in which an inorganic layer made of silicon oxide or silicon nitride that exhibits gas barrier properties is formed on the surface of a plastic film.

このような基板の上に無機層を成膜してなるガスバリアフィルムにおいて、目的とする機能を発現する無機層に割れ(クラック)等が有ると、此処から水分が透過してしまうので、ガスバリア性が低下する。
これに対して、無機層に適正な内部応力を付与することにより、無機層の損傷等を防止し、また、良好なガスバリア性を確保することが知られている。
In a gas barrier film in which an inorganic layer is formed on such a substrate, if there is a crack or the like in the inorganic layer that expresses the target function, moisture will permeate from here. Decreases.
On the other hand, it is known that by applying an appropriate internal stress to the inorganic layer, the inorganic layer is prevented from being damaged and good gas barrier properties are secured.

例えば、特許文献1には、基材フィルムにガラス薄膜(酸化珪素薄膜)を蒸着してなるガスバリアフィルムを製造する際に、蒸着速度を3〜10Å/secと低速にすることにより、ガラス薄膜に280〜480MPaの残留圧縮応力を与える、ガスバリアフィルムの製造方法が記載されている。
特許文献1においては、ガラス薄膜が、280〜480MPaの残留圧縮応力を有することにより、ガラス薄膜の破壊を防止して、生産性や品質を向上し、かつ、ガスバリア性を維持できるとしている。
For example, Patent Document 1 discloses that when a gas barrier film formed by vapor-depositing a glass thin film (silicon oxide thin film) on a base film is produced, the deposition rate is reduced to 3 to 10 liters / sec. A method for producing a gas barrier film that gives a residual compressive stress of 280 to 480 MPa is described.
In Patent Document 1, the glass thin film has a residual compressive stress of 280 to 480 MPa, thereby preventing breakage of the glass thin film, improving productivity and quality, and maintaining gas barrier properties.

また、特許文献2には、基材フィルムに、無機酸化物からなるバリア層を有し、かつ、このバリア層が、残留圧縮応力が100MPa〜3GPaの薄膜であるガスバリアフィルムが記載されている。
特許文献2においては、無機酸化物からなるバリア層が、100MPa〜3GPaの残留圧縮応力を有することにより、長期に渡って良好なガスバリア性を維持でき、さらに、透明性も確保したガスバリアフィルムを得られるとしている。
Patent Document 2 describes a gas barrier film that has a barrier layer made of an inorganic oxide on a base film, and the barrier layer is a thin film having a residual compressive stress of 100 MPa to 3 GPa.
In Patent Document 2, since the barrier layer made of an inorganic oxide has a residual compressive stress of 100 MPa to 3 GPa, a gas barrier film that can maintain a good gas barrier property for a long period of time and further ensure transparency is obtained. It is supposed to be done.

特開2000−71378号公報JP 2000-71378 A 特開2000−280395号公報JP 2000-280395 A

特許文献1や特許文献2に示されるように、酸化珪素等の無機酸化物からなる無機層を有するガスバリアフィルムにおいて、無機層の残留圧縮応力を高くすることにより、フィルムを曲げられた際や、引っ張られた際に無機層に割れ等が生じ、ガスバリア性が低下することを防止できる。
しかしながら、これらのガスバリアフィルムでは、より高性能なガスバリアフィルム、例えば、水蒸気透過率が1×10-3[g/(m2・day)]未満となるような、高性能なガスバリアフィルムを安定して得ることは、困難である。
As shown in Patent Document 1 and Patent Document 2, in the gas barrier film having an inorganic layer made of an inorganic oxide such as silicon oxide, when the film is bent by increasing the residual compressive stress of the inorganic layer, When pulled, the inorganic layer can be prevented from being cracked and the gas barrier property is lowered.
However, these gas barrier films stabilize a higher performance gas barrier film, for example, a high performance gas barrier film having a water vapor transmission rate of less than 1 × 10 −3 [g / (m 2 · day)]. It is difficult to obtain.

本発明の目的は、プラスチックフィルム等を基板(あるいは支持体)として、その表面に無機層を成膜してなる機能性フィルムにおいて、高いガスバリア性など、高い性能を有し、しかも、良好な可撓性も有する機能性フィルムを提供することにある。   An object of the present invention is a functional film formed by forming an inorganic layer on the surface of a plastic film or the like as a substrate (or support), and has high performance such as high gas barrier properties, and also has good performance. The object is to provide a functional film having flexibility.

上記課題を解決するために、本発明の機能性フィルムは、可撓性を有するシート状で、少なくとも一面が有機化合物からなる基板と、基板の有機化合物からなる表面の上に成膜された、窒化珪素からなる無機層とを有し、
かつ、無機層の残留圧縮応力が200〜4000MPaであり、
また、無機層のフーリエ変換赤外吸収スペクトルにおける、800〜900cm-1に位置するSi−N結合のピーク、2100〜2200cm-1に位置するSi−H結合のピーク、および、3300〜3400cm-1に位置するN−H結合のピークが、『0.02<SiH/SiN<0.14』と『0.005<NH/SiN<0.09』とを満たすことを有することを特徴とする機能性フィルムを提供する。
In order to solve the above problems, the functional film of the present invention is formed into a flexible sheet-like film on at least one surface made of an organic compound and a surface of the substrate made of an organic compound. An inorganic layer made of silicon nitride,
And the residual compressive stress of an inorganic layer is 200-4000 MPa,
Further, in the Fourier transform infrared absorption spectrum of the inorganic layer, Si-N bonds of the peak located at 800~900cm -1, Si-H bonds of the peak located 2100~2200Cm -1, and, 3300~3400Cm -1 The N—H bond peak located in the region satisfies “0.02 <SiH / SiN <0.14” and “0.005 <NH / SiN <0.09”. Provide a protective film.

このような本発明の機能性フィルムにおいて、基板が、プラスチックフィルムの表面に、無機層の下地となる有機層を成膜したものであるのが好ましい。
また、最表面に有機層を有するのが好ましい。
さらに、無機層と、この無機層の下地となる有機層との組み合わせを、複数、有するのが好ましい。
In such a functional film of the present invention, it is preferable that the substrate is formed by forming an organic layer as a base of the inorganic layer on the surface of the plastic film.
Moreover, it is preferable to have an organic layer in the outermost surface.
Furthermore, it is preferable to have a plurality of combinations of an inorganic layer and an organic layer serving as a base for the inorganic layer.

このような本発明によれば、高いガスバリア性など、高い性能を有し、しかも、良好な可撓性も有する高性能な機能性フィルムを得ることができる。   According to the present invention, a high-performance functional film having high performance such as high gas barrier properties and good flexibility can be obtained.

(A)〜(C)は、本発明の機能性フィルムを利用するガスバリアフィルムの一例を概念的に示す図である。(A)-(C) are figures which show notionally an example of the gas barrier film using the functional film of this invention. 図1に示すガスバリアフィルムを製造する成膜装置の一例を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally an example of the film-forming apparatus which manufactures the gas barrier film shown in FIG. 本発明の実施例2の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of Example 2 of this invention.

以下、本発明の機能性フィルムについて、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。   Hereinafter, the functional film of the present invention will be described in detail based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.

図1(A)に、本発明の機能性フィルムを利用するガスバリアフィルムの一例を概念的に示す。
図1(A)に示すガスバリアフィルム10は、プラスチックフィルムからなる基板12の上に、窒化珪素からなる無機層(無機膜)14を成膜してなるものである。
FIG. 1A conceptually shows an example of a gas barrier film using the functional film of the present invention.
A gas barrier film 10 shown in FIG. 1A is obtained by forming an inorganic layer (inorganic film) 14 made of silicon nitride on a substrate 12 made of a plastic film.

ここで、ガスバリアフィルム10の無機層14は、200〜4000MPaの残留圧縮応力を有し、さらに、フーリエ変換赤外吸収スペクトル(以下、FT−IRとする)における800〜900cm-1に位置するSi−N結合のピーク、2100〜2200cm-1に位置するSi−H結合のピーク、および、3300〜3400cm-1に位置するN−H結合のピークの強度比が、0.02<SiH/SiN<0.14と0.005<NH/SiN<0.09とを満たす。
この点に関しては、後に詳述する。
Here, the inorganic layer 14 of the gas barrier film 10 has a residual compressive stress of 200 to 4000 MPa, and further, Si located at 800 to 900 cm −1 in a Fourier transform infrared absorption spectrum (hereinafter referred to as FT-IR). -N bond of the peak, SiH bond peak located at 2100~2200Cm -1, and the peak intensity ratio of N-H bond located 3300~3400Cm -1 is, 0.02 <SiH / SiN < 0.14 and 0.005 <NH / SiN <0.09 are satisfied.
This will be described in detail later.

なお、本発明の機能性フィルムは、ガスバリアフィルムに限定はされない。
すなわち、本発明は、各種の保護フィルム、光学フィルタや光反射防止フィルムなどの各種の光学フィルム等、公知の機能性フィルムに、各種、利用可能である。しかしながら、後述するが、本発明によれば、基板12の表面のゴミ等の異物や、基板12の表面粗さなどの凹凸に起因する無機層14の割れ(クラック)等の損傷を、好適に抑制することができる。そのため、本発明の機能性フィルムは、無機層14の損傷に起因する性能劣化が大きい、ガスバリアフィルムには、好適に利用される。
In addition, the functional film of this invention is not limited to a gas barrier film.
That is, the present invention can be used in various known functional films such as various protective films, various optical films such as an optical filter and an antireflection film, and the like. However, as will be described later, according to the present invention, damages such as foreign matter such as dust on the surface of the substrate 12 and cracks (cracks) of the inorganic layer 14 due to irregularities such as the surface roughness of the substrate 12 are suitably applied. Can be suppressed. Therefore, the functional film of the present invention is suitably used for a gas barrier film in which performance deterioration due to damage to the inorganic layer 14 is large.

本発明のガスバリアフィルムにおいて、基板12は、可撓性を有するシート状で、かつ、少なくとも1面が有機化合物からなるものである。基板12は、この条件を満たすものであれば、公知のシート状物が、各種、利用可能である。
好ましくは、後述するロール・ツー・ロールでの無機層14(および有機層28)の成膜が可能なように、長尺で、かつ、可撓性を有するシート状の基板12(基板24(支持体26)が利用される。すなわち、本発明においては、いわゆるウエブ状の基板12が、好適に利用される。
In the gas barrier film of the present invention, the substrate 12 is a flexible sheet, and at least one surface is made of an organic compound. If the board | substrate 12 satisfy | fills this condition, various well-known sheet-like materials can be utilized.
Preferably, the long and flexible sheet-like substrate 12 (substrate 24 (substrate 24 ()) is formed so that the inorganic layer 14 (and the organic layer 28) can be formed by roll-to-roll described later. The support 26) is used, that is, in the present invention, the so-called web-like substrate 12 is preferably used.

基板12としては、具体的には、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレートなどの、各種のプラスチック(高分子材料/樹脂材料)からなるプラスチックフィルムが、好適に例示される。   As the substrate 12, specifically, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyamide, polyvinyl chloride, polycarbonate, polyacrylonitrile, polyimide, polyacrylate, polymethacrylate, etc., A plastic film made of various plastics (polymer material / resin material) is preferably exemplified.

また、本発明においては、このようなプラスチックフィルムの表面に、保護層、接着層、光反射層、反射防止層、遮光層、平坦化層、緩衝層、応力緩和層等の、各種の機能を得るための有機化合物からなる層(膜)が成膜されているものを、支持体26(基板)として用いてもよい。
さらに、本発明においては、このようなプラスチックフィルムを支持体(支持体26)として、支持体の上に、無機層14の下地層となる有機層(有機層28)を成膜してなる基板(基板24)も、好適に利用可能である。この支持体の上に有機層を成膜してなる基板については、後に詳述する。
In the present invention, various functions such as a protective layer, an adhesive layer, a light reflection layer, an antireflection layer, a light shielding layer, a planarization layer, a buffer layer, and a stress relaxation layer are provided on the surface of such a plastic film. A layer (film) made of an organic compound to be obtained may be used as the support 26 (substrate).
Furthermore, in the present invention, such a plastic film is used as a support (support 26), and an organic layer (organic layer 28) serving as a base layer for the inorganic layer 14 is formed on the support. (Substrate 24) can also be suitably used. A substrate obtained by forming an organic layer on this support will be described in detail later.

本発明のガスバリアフィルム10において、基板12の表面粗さには限定は無い。
ここで、後述するが、無機層14の割れを防止できる点では、基板自身が有する表面の凹凸や、基板表面に付着した異物に起因する凹凸も含んで、基板12の表面は、平滑な方がガスバリア性の点では有利である。その反面、ゴミ等の異物の付着物が無く、また、表面平滑性が高い基板12ほど、高価である。
これに対し、本発明のガスバリアフィルム10は、表面粗さが高い基板12を用いても、基板表面の凹凸に起因する無機層14の割れの発生を防止できる。そのため、本発明によれば、特に高度な平滑化処理や洗浄等を施していない、一般的な安価な基板12を用いても、高性能なガスバリアフィルム10が得られる。
In the gas barrier film 10 of the present invention, the surface roughness of the substrate 12 is not limited.
Here, as will be described later, in terms of preventing cracking of the inorganic layer 14, the surface of the substrate 12 is smoother, including irregularities on the surface of the substrate itself and irregularities caused by foreign matter attached to the substrate surface. However, this is advantageous in terms of gas barrier properties. On the other hand, the substrate 12 having no foreign matter such as dust and having high surface smoothness is more expensive.
On the other hand, the gas barrier film 10 of the present invention can prevent the inorganic layer 14 from cracking due to the unevenness of the substrate surface even when the substrate 12 having a high surface roughness is used. Therefore, according to the present invention, a high-performance gas barrier film 10 can be obtained even when a general inexpensive substrate 12 that has not been subjected to particularly high-level smoothing treatment or cleaning is used.

ガスバリアフィルム10において、基板12の上には、無機層14が成膜される。
無機層14は、窒化珪素からなる膜(窒化珪素を主成分とする膜)であり、ガスバリアフィルム10において、ガスバリア性を主に発現するものである。すなわち、無機層14は、本発明の機能性フィルムにおいて、目的とする機能を主に発現するものである。
In the gas barrier film 10, an inorganic layer 14 is formed on the substrate 12.
The inorganic layer 14 is a film made of silicon nitride (a film containing silicon nitride as a main component), and the gas barrier film 10 mainly exhibits gas barrier properties. That is, the inorganic layer 14 mainly expresses the intended function in the functional film of the present invention.

ここで、本発明のガスバリアフィルム10(機能性フィルム)において、無機層14は、200〜4000MPaの残留圧縮応力を有する。   Here, in the gas barrier film 10 (functional film) of the present invention, the inorganic layer 14 has a residual compressive stress of 200 to 4000 MPa.

また、本発明のガスバリアフィルム10において、無機層14は、FT−IR(フーリエ変換赤外吸収スペクトル)における800〜900cm-1に位置するSi−N結合のピーク(Si−Nの伸縮振動による吸収のピーク(ピーク強度))、2100〜2200cm-1に位置するSi−H結合のピーク(Si−Hの伸縮振動による吸収のピーク)、および3300〜3400cm-1に位置するN−H結合のピーク(N−Hの伸縮振動による吸収のピーク)が、所定の強度比を有する。
具体的には、Si−N結合のピークとSi−H結合のピークとの強度比であるSiH/SiNが、0.02<SiH/SiN<0.14であり、Si−N結合のピークとN−H結合のピークとの強度比であるNH/SiNが、0.005<NH/SiN<0.09である。
Further, in the gas barrier film 10 of the present invention, the inorganic layer 14 has an Si—N bond peak (absorption due to Si—N stretching vibration) located at 800 to 900 cm −1 in FT-IR (Fourier transform infrared absorption spectrum). Peak (peak intensity)), Si—H bond peak located at 2100-2200 cm −1 (absorption peak due to Si—H stretching vibration), and N—H bond peak located at 3300-3400 cm −1. (Absorption peak due to stretching vibration of NH) has a predetermined intensity ratio.
Specifically, SiH / SiN, which is the intensity ratio between the Si—N bond peak and the Si—H bond peak, is 0.02 <SiH / SiN <0.14, and the Si—N bond peak NH / SiN, which is the intensity ratio with the peak of the N—H bond, satisfies 0.005 <NH / SiN <0.09.

本発明のガスバリアフィルム10は、このような構成を有することにより、基板12の表面に付着したゴミ等の異物や、基板12の表面粗さ等の基板表面の凹凸に起因する無機層14の割れ等の損傷を防止し、かつ、フィルムとして十分な可撓性(柔軟性)を確保した、高性能なガスバリアフィルムを実現している。   Since the gas barrier film 10 of the present invention has such a configuration, the inorganic layer 14 is cracked due to foreign matters such as dust attached to the surface of the substrate 12 and unevenness of the substrate surface such as the surface roughness of the substrate 12. In this way, a high-performance gas barrier film that prevents damage such as the above and secures sufficient flexibility (softness) as a film is realized.

前述のように、プラスチックフィルムの表面に酸化珪素等からなる無機層を成膜してなるガスバリアフィルムでは、無機層の内部応力を高くすることにより、曲げられた際や引っ張られた際における無機層の割れ等を防止して、ガスバリア性の低下を防げることが知られている。
しかしながら、酸化珪素等の無機酸化物では、緻密な膜を成膜することが難しく、例えば、水蒸気透過率が1×10-3[g/(m2・day)]未満となるような、高性能なガスバリアフィルムを得ることは、困難である。
As described above, in the gas barrier film formed by forming an inorganic layer made of silicon oxide or the like on the surface of the plastic film, the inorganic layer when bent or pulled by increasing the internal stress of the inorganic layer. It is known that the gas barrier property can be prevented from lowering by preventing cracks and the like.
However, with inorganic oxides such as silicon oxide, it is difficult to form a dense film. For example, a high water vapor transmission rate is less than 1 × 10 −3 [g / (m 2 · day)]. It is difficult to obtain a high performance gas barrier film.

これに対し、窒化珪素であれば、非常に緻密な膜を成膜することができ、高性能なガスバリアフィルムを形成することが可能になる。
しかしながら、窒化珪素からなる無機層14であっても、無機層に14に割れやヒビ等が有れば、高いガスバリア性を得ることができない。特に、水蒸気透過率が1×10-3[g/(m2・day)]未満となるような高性能なガスバリアフィルムでは、極微細な割れやヒビ等でも、此処から侵入する水分は大きな問題となり、すなわち、目的とする性能を得るためには、大きな障害となる。
In contrast, if silicon nitride is used, a very dense film can be formed, and a high-performance gas barrier film can be formed.
However, even if the inorganic layer 14 is made of silicon nitride, a high gas barrier property cannot be obtained if the inorganic layer 14 has cracks or cracks. In particular, in the case of a high-performance gas barrier film having a water vapor transmission rate of less than 1 × 10 −3 [g / (m 2 · day)], moisture that penetrates from here is a major problem even with extremely fine cracks and cracks. That is, in order to obtain the target performance, it becomes a big obstacle.

しかしながら、窒化珪素からなる無機層14には、微細な割れ等が形成されてしまう場合が、往々にして有る。
本発明者は、この微細な割れの原因について、鋭意検討を重ねた。その結果、基板12の表面に付着したゴミなどの異物に起因する凹凸や、基板12自身の表面の凹凸(基板12の表面粗さ)など、無機層14の成膜面(形成面)が有する凹凸が原因であることを見出した。
すなわち、無機層14の成膜面に凹凸が有ると、凸部において、無機層14を外側に押し広げようとする力が働く。その結果、この凸部を起点に無機層14が割れてしまい、無機層14に微細な割れが生じてしまう。
However, fine cracks and the like are often formed in the inorganic layer 14 made of silicon nitride.
The present inventor has intensively studied the cause of this fine crack. As a result, the film formation surface (formation surface) of the inorganic layer 14 includes unevenness caused by foreign matters such as dust attached to the surface of the substrate 12 and unevenness of the surface of the substrate 12 itself (surface roughness of the substrate 12). It was found that unevenness was the cause.
That is, if the film-forming surface of the inorganic layer 14 has irregularities, a force that pushes the inorganic layer 14 outwardly acts on the convex portions. As a result, the inorganic layer 14 is cracked starting from this convex portion, and fine cracks are generated in the inorganic layer 14.

本発明者は、さらに検討を重ねた結果、窒化珪素からなる無機層14を有するガスバリアフィルム10(機能性フィルム)では、無機層14の残留圧縮応力(以下、単に圧縮応力とする)を200〜4000MPaとすることにより、基板12の表面の凹凸に起因する無機層14の微細な割れやヒビの発生を防止でき、また、微細な割れやヒビが生じても、これらが広がるのを防止できることを見出した。   As a result of further investigation, the present inventor has found that the residual compressive stress (hereinafter simply referred to as compressive stress) of the inorganic layer 14 is 200 to 200 in the gas barrier film 10 (functional film) having the inorganic layer 14 made of silicon nitride. By setting the pressure to 4000 MPa, it is possible to prevent the generation of fine cracks and cracks in the inorganic layer 14 due to the unevenness of the surface of the substrate 12, and to prevent the spread of these even if fine cracks or cracks occur. I found it.

この無機層14の圧縮応力は、当然、無機層14の含有成分(不可避的に混入する水素(水素化合物)など)によっても影響されるが、中でも、水素量の影響は大きい。
また、ガスバリアフィルム10は、フィルムである以上、良好な可撓性を有するのが好ましい。しかしながら。無機層14の柔軟性が低いと、ガスバリアフィルムを曲げた際に、無機層14が割れてしまい、ガスバリア性が低下してしまう。
ここで、窒化珪素からなる無機層14は、膜中の水素量が多くなると、緻密な膜が成膜できず、十分なガスバリア性を得ることができない。しかしながら、ある程度の水素を含有することにより、無機層14の柔軟性を確保することができる。
Naturally, the compressive stress of the inorganic layer 14 is also influenced by the components contained in the inorganic layer 14 (hydrogen (hydrogen compound) inevitably mixed in), but the influence of the amount of hydrogen is significant.
Moreover, as long as the gas barrier film 10 is a film, it is preferable to have good flexibility. However. If the flexibility of the inorganic layer 14 is low, when the gas barrier film is bent, the inorganic layer 14 is cracked and the gas barrier property is lowered.
Here, if the amount of hydrogen in the film of the inorganic layer 14 made of silicon nitride increases, a dense film cannot be formed and sufficient gas barrier properties cannot be obtained. However, the flexibility of the inorganic layer 14 can be ensured by containing a certain amount of hydrogen.

以上の点につき、本発明者は、さらに検討を重ねた結果、窒化珪素からなる無機層14の、FT−IRにおけるSi−N結合のピークとSi−H結合のピークとの強度比であるSiH/SiNを0.02<SiH/SiN<0.14とし、かつ、Si−N結合のピークとN−H結合のピークとの強度比であるNH/SiNを0.005<NH/SiN<0.09とすることにより、緻密でガスバリア性に優れた無機層14が得られ、かつ、無機層14の圧縮応力を好適に上記範囲にできると共に、良好な無機層14の柔軟性すなわちガスバリアフィルム10の可撓性も確保できることを見出した。   As a result of further investigations, the present inventor has further investigated SiH, which is an intensity ratio between the Si—N bond peak and the Si—H bond peak in FT-IR of the inorganic layer 14 made of silicon nitride. / SiN is 0.02 <SiH / SiN <0.14, and NH / SiN which is the intensity ratio of the Si—N bond peak to the N—H bond peak is 0.005 <NH / SiN <0. 0.09 provides a dense inorganic layer 14 having excellent gas barrier properties, and the compressive stress of the inorganic layer 14 can be suitably within the above range, and the flexibility of the inorganic layer 14, that is, the gas barrier film 10 It was found that the flexibility can be secured.

すなわち、このような構成を有する本発明によれば、水蒸気透過率が1×10-3[g/(m2・day)]未満となるような、高いガスバリア性を有し、かつ、十分な可撓性も確保した、高性能なガスバリアフィルム10を得ることができる。 That is, according to the present invention having such a configuration, the water vapor transmission rate is less than 1 × 10 −3 [g / (m 2 · day)], and the gas barrier property is high and sufficient. A high-performance gas barrier film 10 that also ensures flexibility can be obtained.

前述のように、本発明のガスバリアフィルム10において、無機層14の圧縮応力は200〜4000MPaである。
無機層14の圧縮応力が200MPa未満では、前述の基板表面の凹凸に起因する無機層14の割れ防止の効果を十分に得ることができない、無機層14の十分な可撓性が確保できない等の不都合が生じる。
無機層14の圧縮応力が4000MPaを超えると、圧縮応力が高すぎて無機層14の割れや剥離を生じてしまう、ガスバリアフィルム10のカールが大きくなる等の不都合が生じる。
As described above, in the gas barrier film 10 of the present invention, the compressive stress of the inorganic layer 14 is 200 to 4000 MPa.
When the compressive stress of the inorganic layer 14 is less than 200 MPa, the effect of preventing the cracking of the inorganic layer 14 due to the unevenness of the substrate surface described above cannot be sufficiently obtained, and sufficient flexibility of the inorganic layer 14 cannot be ensured. Inconvenience arises.
When the compressive stress of the inorganic layer 14 exceeds 4000 MPa, the compressive stress is too high, causing the inorganic layer 14 to crack or peel off, and the gas barrier film 10 has increased curl.

以上の点を考慮すると、無機層14の圧縮応力は500〜3000MPaが好ましい。   Considering the above points, the compressive stress of the inorganic layer 14 is preferably 500 to 3000 MPa.

また、FT−IRにおける800〜900cm-1に位置するSi−N結合のピークと、2100〜2200cm-1に位置するSi−H結合のピークとの強度比であるSiH/SiNが0.02未満、および/または、800〜900cm-1に位置するSi−N結合のピークと3300〜3400cm-1に位置するN−H結合のピークとの強度比であるNH/SiNが0.005未満では、無機層14中の水素量が不十分であり、無機層14の柔軟性が確保できずにガスバリアフィルムの曲げ等によって無機層14が割れてしまう等の不都合が生じる。 Moreover, SiH / SiN which is an intensity ratio of the Si—N bond peak located at 800 to 900 cm −1 and the Si—H bond peak located at 2100 to 2200 cm −1 in FT-IR is less than 0.02. , and / or, is less than NH / SiN 0.005 is the intensity ratio between the peak of NH bond located SiN bond peaks and 3300~3400Cm -1 located 800~900Cm -1, The amount of hydrogen in the inorganic layer 14 is insufficient, so that the flexibility of the inorganic layer 14 cannot be ensured and the inorganic layer 14 is broken due to bending of the gas barrier film or the like.

逆に、FT−IRにおけるSi−N結合のピークとSi−H結合のピークとの強度比であるSiH/SiNが0.14を超えると、および/または、Si−N結合のピークとN−H結合のピークとの強度比であるNH/SiNが0.09を超えると、無機層14中の水素量が多すぎて膜の緻密さが低くなり、十分なガスバリア性が得られない等の不都合が生じる。   Conversely, when SiH / SiN, which is the intensity ratio between the Si—N bond peak and the Si—H bond peak in FT-IR, exceeds 0.14 and / or the Si—N bond peak and N— When NH / SiN, which is the intensity ratio with respect to the peak of H bond, exceeds 0.09, the amount of hydrogen in the inorganic layer 14 is too large, resulting in low film density and insufficient gas barrier properties. Inconvenience arises.

以上の点を考慮すると、SiH/SiNは、0.03<SiH/SiN<0.11であるのが好ましい。
また、NH/SiNは、0.01<NH/SiN<0.05が好ましい。
Considering the above points, it is preferable that SiH / SiN is 0.03 <SiH / SiN <0.11.
Further, NH / SiN is preferably 0.01 <NH / SiN <0.05.

本発明において、無機層14の厚さは、15〜200nmであるのが好ましい。
無機層14の厚さを15nm以下では、安定して目的とするガスバリア性を得ることが困難になる場合がある。また、窒化珪素は、硬く、かつ、脆い。そのため、無機層14の厚さが200nmを超えると、自然に割れやヒビ、剥がれ等を生じ易く、やはり、安定して目的とするガスバリア性(目的性能)を得ることが困難になる場合が有る。
また、このような点を考慮すると、無機層14の厚さは、15〜100nmにするのがより好ましく、特に、20〜75nmとするのが好ましい。
In the present invention, the thickness of the inorganic layer 14 is preferably 15 to 200 nm.
If the thickness of the inorganic layer 14 is 15 nm or less, it may be difficult to obtain a desired gas barrier property stably. Silicon nitride is hard and brittle. For this reason, if the thickness of the inorganic layer 14 exceeds 200 nm, it tends to naturally cause cracks, cracks, peeling, etc., and it may be difficult to stably obtain the desired gas barrier properties (target performance). .
In consideration of such points, the thickness of the inorganic layer 14 is more preferably 15 to 100 nm, and particularly preferably 20 to 75 nm.

図1(A)に示すガスバリアフィルム10は、PET等のプラスチックフィルムを基板12として用いている。
しかしながら、本発明は、これに限定はされず、可撓性を有し、かつ、一面が有機化合物からなる基板であれば、各種の基板が利用可能である。
A gas barrier film 10 shown in FIG. 1A uses a plastic film such as PET as a substrate 12.
However, the present invention is not limited to this, and various substrates can be used as long as they are flexible and one surface is made of an organic compound.

例えば、図1(B)に示すガスバリアフィルム20のように、支持体26の表面に、有機層28を有するシート状物を、基板24として用いるのも好ましい。   For example, a sheet-like material having an organic layer 28 on the surface of the support 26 is preferably used as the substrate 24 as in the gas barrier film 20 shown in FIG.

支持体26としては、前述の基板12と同様のプラスチックフィルムが好適に例示される。また、必要な可撓性を有するものであれば、金属製のフィルム等も利用可能である。   As the support 26, a plastic film similar to that of the substrate 12 described above is preferably exemplified. Further, a metal film or the like can be used as long as it has necessary flexibility.

有機層28は、有機化合物からなる層(有機化合物を主成分とする層(膜))で、基本的に、モノマーおよび/またはオリゴマーを、架橋(重合)したものである。
支持体26の表面に成膜された有機層28、すなわち、無機層14の下層となる有機層28は、無機層14を適正に成膜するための、下地層として機能する。
このような有機層28を有することにより、支持体26の表面の凹凸や、支持体26の表面に付着している異物等を包埋して、有機層28の表面を平坦化できる。この有機層表面の平坦化によって、支持体26の表面の凹凸や異物の影のような、無機層14となる無機化合物が着膜し難い領域を無くし、有機層28の表面全面に、適正に無機層14を成膜することが可能になる。
The organic layer 28 is a layer made of an organic compound (a layer (film) containing an organic compound as a main component), and is basically formed by crosslinking (polymerizing) monomers and / or oligomers.
The organic layer 28 formed on the surface of the support 26, that is, the organic layer 28 that is the lower layer of the inorganic layer 14 functions as a base layer for properly forming the inorganic layer 14.
By having such an organic layer 28, the surface of the organic layer 28 can be flattened by embedding irregularities on the surface of the support 26, foreign matters attached to the surface of the support 26, and the like. By flattening the surface of the organic layer, areas where the inorganic compound that becomes the inorganic layer 14 is difficult to deposit, such as irregularities on the surface of the support 26 and shadows of foreign matter, are eliminated, and the entire surface of the organic layer 28 is appropriately formed. The inorganic layer 14 can be formed.

また、窒化珪素からなる無機層14は、硬く、かつ、脆いので、外部から受ける衝撃等により損傷し易い。
そのため、図1(B)に示すガスバリアフィルム20は、好ましい態様として、無機層14を保護する保護層として、最上層にも有機層28を有する。ガスバリアフィルム20は、このような最上層の有機層28を有することにより、無機層14の損傷を防止して、安定して目的とするガスバリア性を発現できる。
In addition, the inorganic layer 14 made of silicon nitride is hard and brittle, and thus is easily damaged by an impact received from the outside.
Therefore, the gas barrier film 20 shown in FIG. 1 (B) has the organic layer 28 also in the uppermost layer as a protective layer which protects the inorganic layer 14 as a preferable aspect. By having such an uppermost organic layer 28, the gas barrier film 20 can prevent the inorganic layer 14 from being damaged and can stably exhibit the target gas barrier property.

さらに、本発明のガスバリアフィルムは、図1(C)に示すガスバリアフィルム30のように、無機層14と、無機層14の下地となる有機層28との組み合わせを、複数、有してもよい(図1(C)に示すガスバリアフィルム30では、有機層/無機層の組み合わせは2つ)。
言い換えれば、本発明においては、支持体26の上に、下地の有機層28と無機層14との組み合わせを、複数、有し、その上に有機層が成膜された物を、基板として、その上に無機層14を成膜し、さらに、好ましくは、その上に保護層としての有機層28を成膜してなる構成でもよい。
下地の有機層28と無機層14との組み合わせを、複数、有することにより、より高いガスバリア性を有するガスバリアフィルムを得ることができる。
Further, the gas barrier film of the present invention may have a plurality of combinations of the inorganic layer 14 and the organic layer 28 which is the base of the inorganic layer 14 as in the gas barrier film 30 shown in FIG. (In the gas barrier film 30 shown in FIG. 1C, there are two combinations of organic layers / inorganic layers).
In other words, in the present invention, a substrate having a plurality of combinations of the underlying organic layer 28 and the inorganic layer 14 on the support 26 and having an organic layer formed thereon is used as a substrate. The inorganic layer 14 may be formed thereon, and more preferably, the organic layer 28 may be formed thereon as a protective layer.
By having a plurality of combinations of the underlying organic layer 28 and the inorganic layer 14, a gas barrier film having higher gas barrier properties can be obtained.

なお、本発明のガスバリアフィルムが複数の無機層14を有する場合には、少なくとも1つの無機層14が、前記圧縮応力およびFT−IRのピーク比の条件を満たせばよい。しかしながら、本発明においては、好ましくは、全ての無機層14が、前記圧縮応力およびFT−IRのピーク比の条件を満たす。
また、本発明のガスバリアフィルムが複数の無機層14を有する場合には、各無機層14の厚さは、同じでも異なってもよい。
In addition, when the gas barrier film of this invention has the some inorganic layer 14, at least 1 inorganic layer 14 should just satisfy the conditions of the said compression stress and the peak ratio of FT-IR. However, in the present invention, preferably, all the inorganic layers 14 satisfy the conditions of the compressive stress and the peak ratio of FT-IR.
Moreover, when the gas barrier film of this invention has the some inorganic layer 14, the thickness of each inorganic layer 14 may be the same or different.

本発明のガスバリアフィルムが複数の有機層28を有する場合には、各有機層28の成膜材料は、同じでも異なってもよいが、生産性等を考慮すれば、全ての有機層28が同じ材料で成膜されるのが好ましい。
さらに、本発明のガスバリアフィルムが複数の有機層28を有する場合には、各有機層28の厚さは、同じでも異なってもよい。
In the case where the gas barrier film of the present invention has a plurality of organic layers 28, the material for forming each organic layer 28 may be the same or different, but considering the productivity, all the organic layers 28 are the same. It is preferable to form a film with a material.
Furthermore, when the gas barrier film of the present invention has a plurality of organic layers 28, the thickness of each organic layer 28 may be the same or different.

有機層28の厚さは、0.5〜5μmとするのが好ましい。
有機層28の厚さを0.5μm以上とすることにより、支持体26(無機層14の成膜面)の表面の凹凸や、支持体26の表面に付着した異物を好適に包埋して、有機層28の表面を平坦化できる。また、最上層の有機層28であれば、無機層14の保護層としての機能を、十分に得ることができる。
また、有機層28の厚さを5μm以下とすることにより、有機層28が厚すぎることに起因する、有機層28のクラックや、ガスバリアフィルム10のカール等の問題の発生を、好適に抑制することができる。
以上の点を考慮すると、有機層28の厚さは、1〜3μmとするのが、より好ましい。
The thickness of the organic layer 28 is preferably 0.5 to 5 μm.
By setting the thickness of the organic layer 28 to 0.5 μm or more, unevenness on the surface of the support 26 (deposition surface of the inorganic layer 14) and foreign matters attached to the surface of the support 26 are suitably embedded. The surface of the organic layer 28 can be flattened. Moreover, if it is the uppermost organic layer 28, the function as a protective layer of the inorganic layer 14 can fully be acquired.
Further, by setting the thickness of the organic layer 28 to 5 μm or less, it is possible to suitably suppress the occurrence of problems such as cracks in the organic layer 28 and curling of the gas barrier film 10 due to the organic layer 28 being too thick. be able to.
Considering the above points, the thickness of the organic layer 28 is more preferably 1 to 3 μm.

前述のように、有機層28は、有機化合物からなる層で、基本的に、モノマーおよび/またはオリゴマーを、架橋(重合)したものである。
有機層28の形成材料には、限定はなく、公知の有機化合物(樹脂/高分子化合物)が、各種、利用可能である。
具体的には、ポリエステル、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、メタクリル酸−マレイン酸共重合体、ポリスチレン、透明フッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、セルロースアシレート、ポリウレタン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、脂環式ポリオレフィン、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、フルオレン環変性ポリカーボネート、脂環変性ポリカーボネート、フルオレン環変性ポリエステル、アクリロイル化合物、などの熱可塑性樹脂、あるいはポリシロキサン、その他の有機珪素化合物が好適に例示される。
As described above, the organic layer 28 is a layer made of an organic compound, and is basically obtained by crosslinking (polymerizing) monomers and / or oligomers.
The material for forming the organic layer 28 is not limited, and various known organic compounds (resins / polymer compounds) can be used.
Specifically, polyester, acrylic resin, methacrylic resin, methacrylic acid-maleic acid copolymer, polystyrene, transparent fluororesin, polyimide, fluorinated polyimide, polyamide, polyamideimide, polyetherimide, cellulose acylate, polyurethane, poly Ether ether ketone, polycarbonate, alicyclic polyolefin, polyarylate, polyether sulfone, polysulfone, fluorene ring modified polycarbonate, alicyclic modified polycarbonate, fluorene ring modified polyester, acryloyl compound, thermoplastic resin, or polysiloxane, etc. An organosilicon compound is preferably exemplified.

中でも、Tgや強度に優れる等の点で、ラジカル重合性化合物および/またはエーテル基を官能基に有するカチオン重合性化合物の重合物から構成された有機層28は、好適である。
中でも特に、上記Tgや強度に加え、屈折率が低い、光学特性に優れる等の点で、アクリレートおよび/またはメタクリレートのモノマーやオリゴマーの重合体を主成分とするアクリル樹脂やメタクリル樹脂は、有機層28として好適に例示される。
その中でも特に、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート(DPGDA)、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート(TMPTA)、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート(DPHA)などの、2官能以上、特に3官能以上のアクリレートおよび/またはメタクリレートのモノマーやオリゴマーの重合体を主成分とするアクリル樹脂やメタクリル樹脂は、好適に例示される。
Among these, the organic layer 28 composed of a radical polymerizable compound and / or a polymer of a cationic polymerizable compound having an ether group as a functional group is preferable from the viewpoint of excellent Tg and strength.
In particular, in addition to the above Tg and strength, acrylic resin and methacrylic resin mainly composed of acrylate and / or methacrylate monomer or oligomer polymer in terms of low refractive index and excellent optical properties are organic layers. 28 is preferably exemplified.
Among them, in particular, dipropylene glycol di (meth) acrylate (DPGDA), trimethylolpropane tri (meth) acrylate (TMPTA), dipentaerythritol hexa (meth) acrylate (DPHA), etc. Acrylic resins and methacrylic resins mainly composed of a polymer of acrylate and / or methacrylate monomers or oligomers are preferably exemplified.

このような有機層28は、公知の方法で成膜(形成)すればよい。
例えば、有機溶剤、有機層28となる有機化合物、界面活性剤などを含む塗料を調製して、この塗料を塗布、乾燥した後、架橋する、いわゆる塗布法によって成膜すればよい。
Such an organic layer 28 may be formed (formed) by a known method.
For example, a coating material containing an organic solvent, an organic compound that becomes the organic layer 28, a surfactant, and the like is prepared, and this coating material is applied, dried, and then cross-linked.

本発明のガスバリアフィルム10において、無機層14は、好ましくは、原料ガス(成膜ガス/プロセスガス)として、シランガス、アンモニアガスおよび水素ガス(あるいはさらに窒素ガス)を用いる、プラズマCVDによって成膜(形成)する。
このプラズマCVDによる無機層14の成膜の際に、基板12に掛けるバイアス電界、水素ガスの導入量(水素希釈量)、シランガスとアンモニアガスとの供給量(供給量比)、および、基板温度(成膜温度)の少なくとも1つを調節することにより、成膜する無機層14の圧縮応力を制御できる。
また、水素ガスの供給量、および/または、シランガスとアンモニアガスとの供給量を調節することにより、FT−IRにおけるSi−N結合のピークとSi−H結合のピークとの強度比であるSiH/SiN、および、Si−N結合のピークとN−H結合のピークとの強度比であるNH/SiNを制御できる。
In the gas barrier film 10 of the present invention, the inorganic layer 14 is preferably formed by plasma CVD using silane gas, ammonia gas and hydrogen gas (or further nitrogen gas) as a source gas (film formation gas / process gas) ( Form.
During the formation of the inorganic layer 14 by plasma CVD, a bias electric field applied to the substrate 12, the amount of hydrogen gas introduced (hydrogen dilution amount), the amount of silane gas and ammonia gas supplied (supply amount ratio), and the substrate temperature By adjusting at least one of (film formation temperature), the compressive stress of the inorganic layer 14 to be formed can be controlled.
Further, by adjusting the supply amount of hydrogen gas and / or the supply amount of silane gas and ammonia gas, SiH which is an intensity ratio between the Si—N bond peak and the Si—H bond peak in FT-IR. / SiN and NH / SiN which is the intensity ratio of the Si—N bond peak and the N—H bond peak can be controlled.

プラズマCVDによる窒化珪素からなる無機層14の成膜は、無機層14の圧縮応力およびFT−IRのピーク強度比が前記所定の範囲に入るように、上記各条件を制御して、公知の方法で行えばよい。
ここで、無機層14の成膜は、ロール・ツー・ロール(Roll to Roll 以下、RtoRとも言う)を利用して行うのが好ましい。RtoRとは、長尺な基板(ウエブ状の基板)12を巻回してなるロールから、基板を送り出し、基板を長手方向に搬送しつつ無機層14を成膜し、無機層14を成膜した基板を、再度、ロール状に巻回する製造方法である。
このようなRtoRを利用することにより、高い生産効率でガスバリアフィルム10を製造することが可能になる。
Film formation of the inorganic layer 14 made of silicon nitride by plasma CVD is performed by a known method by controlling the above conditions so that the compressive stress of the inorganic layer 14 and the peak intensity ratio of FT-IR fall within the predetermined range. Just do it.
Here, the inorganic layer 14 is preferably formed by using a roll-to-roll (hereinafter referred to as RtoR). RtoR is an inorganic layer 14 formed by feeding a substrate from a roll formed by winding a long substrate (web-shaped substrate) 12 and transporting the substrate in the longitudinal direction. This is a manufacturing method in which the substrate is again wound into a roll.
By using such RtoR, it becomes possible to manufacture the gas barrier film 10 with high production efficiency.

図2に、RtoRによって無機層14を成膜する成膜装置の一例を概念的に示す。
図2に示す成膜装置50は、基本的に、真空チャンバ60と、この真空チャンバ60内の、巻出し室62および成膜室64と、ドラム68とを有して構成される。
なお、図2においては、成膜室64に配置されるシャワー電極80の一部を断面で示している。また、成膜装置50は、図示した部材以外にも、搬送ローラ対やガイド部材、各種のセンサなど、長尺な被成膜材料を搬送しつつ気相堆積法による成膜を行なう公知の装置に設けられる各種の部材を有してもよい。
FIG. 2 conceptually shows an example of a film forming apparatus for forming the inorganic layer 14 by RtoR.
A film forming apparatus 50 shown in FIG. 2 basically includes a vacuum chamber 60, an unwind chamber 62 and a film forming chamber 64 in the vacuum chamber 60, and a drum 68.
In FIG. 2, a part of the shower electrode 80 disposed in the film forming chamber 64 is shown in cross section. In addition to the illustrated members, the film forming apparatus 50 is a known apparatus that forms a film by a vapor deposition method while conveying a long film forming material such as a pair of conveying rollers, a guide member, and various sensors. You may have the various members provided in.

成膜装置50において、基板12(基板24)を巻回してなる基板ロールRは、巻出し室62に装填される。
基板12は、巻出し室62で基板ロールRから引き出され、ドラム68に巻き掛けられた状態で長手方向に搬送されつつ、成膜室64で無機層14を成膜され、その後、再度、巻出し室62に搬送されて、巻き取られる(ロール状に巻回される)。
In the film forming apparatus 50, the substrate roll R formed by winding the substrate 12 (substrate 24) is loaded into the unwind chamber 62.
The substrate 12 is pulled out from the substrate roll R in the unwinding chamber 62 and is transported in the longitudinal direction while being wound around the drum 68, and the inorganic layer 14 is formed in the film forming chamber 64. It is transported to the take-out chamber 62 and wound (rolled).

ドラム68は、中心線を中心に図中反時計方向に回転する円筒状の部材である。
ドラム68は、後述する巻出し室62のガイドローラ76aよって所定の経路で案内された基板12を、周面の所定領域に掛け回して、所定位置に保持しつつ長手方向に搬送して、成膜室64内に搬送して、再度、巻出し室62のガイドローラ76bに送る。
The drum 68 is a cylindrical member that rotates counterclockwise in the drawing around the center line.
The drum 68 wraps the substrate 12 guided by a guide roller 76a of the unwind chamber 62, which will be described later, on a predetermined area of the peripheral surface and conveys the substrate 12 in the longitudinal direction while holding it at a predetermined position. It is conveyed into the film chamber 64 and sent again to the guide roller 76b in the unwind chamber 62.

ここで、ドラム68は、後述する成膜室64のシャワー電極80(成膜電極)の対向電極としても作用する。すなわち、図示例の成膜装置50においては、ドラム68とシャワー電極80とで、電極対を構成する。
また、ドラム68には、基板12にバイアス電界を掛ける(バイアス電位を印加する)ためのバイアス電源94が接続されている。バイアス電源94は、各種の成膜装置で利用されている、被成膜基板にバイアス電界を掛けるための、高周波電源やパルス電源等の公知の電源が、全て利用可能である。
Here, the drum 68 also functions as a counter electrode of a shower electrode 80 (film formation electrode) of the film formation chamber 64 described later. That is, in the illustrated film forming apparatus 50, the drum 68 and the shower electrode 80 constitute an electrode pair.
The drum 68 is connected to a bias power supply 94 for applying a bias electric field to the substrate 12 (applying a bias potential). As the bias power source 94, all known power sources such as a high frequency power source and a pulse power source for applying a bias electric field to the deposition target substrate, which are used in various film forming apparatuses, can be used.

また、ドラム68は、無機層14を成膜の基板12(すなわち成膜温度)の温度調節手段を兼ねてもよい。そのため、ドラム68は、温度調節手段を内蔵するのが好ましい。
ドラム68の温度調節手段には、特に限定はなく、冷媒等を循環する温度調節手段、ペルチェ素子等を用いる冷却手段等、各種の温度調節手段が、全て利用可能である。
The drum 68 may also serve as a temperature adjusting unit for the substrate 12 (that is, the film formation temperature) on which the inorganic layer 14 is formed. Therefore, it is preferable that the drum 68 includes a temperature adjusting means.
The temperature adjusting means of the drum 68 is not particularly limited, and various temperature adjusting means such as a temperature adjusting means for circulating a refrigerant or the like, a cooling means using a Peltier element or the like can be used.

前述のように、真空チャンバ60内には、巻出し室62と、成膜室64とを有する。図示例において、巻出し室62と成膜室64とは、巻出し室62を上にして、上下方向に配列される。
巻出し室62と成膜室64とは、ドラム68と、真空チャンバ60の側面側の内壁面60aからドラム68の周面近傍まで延在する隔壁70aおよび70bとによって、(略)気密に分離される。
As described above, the vacuum chamber 60 includes the unwinding chamber 62 and the film forming chamber 64. In the illustrated example, the unwinding chamber 62 and the film forming chamber 64 are arranged in the vertical direction with the unwinding chamber 62 facing upward.
The unwinding chamber 62 and the film forming chamber 64 are (substantially) hermetically separated by the drum 68 and the partition walls 70 a and 70 b extending from the inner wall surface 60 a on the side surface side of the vacuum chamber 60 to the vicinity of the peripheral surface of the drum 68. Is done.

巻出し室62は、回転軸72と、巻取り軸74と、ガイドローラ76aおよび76bと、真空排気手段78とを有する。   The unwinding chamber 62 includes a rotating shaft 72, a winding shaft 74, guide rollers 76a and 76b, and a vacuum exhaust means 78.

回転軸72は、基板ロールRを軸支して回転する、公知の物である。また、巻取り軸74は、成膜済みの基板12を巻き取る、公知の長尺物の巻取り軸である。
さらに、ガイドローラ76aおよび76bは、基板12を所定の搬送経路で案内する通常のガイドローラである。
The rotating shaft 72 is a known object that rotates while pivotally supporting the substrate roll R. The take-up shaft 74 is a well-known long take-up shaft for taking up the film-formed substrate 12.
Further, the guide rollers 76a and 76b are ordinary guide rollers that guide the substrate 12 along a predetermined transport path.

基板ロールRは、回転軸72に装着される。
基板ロールRが、回転軸72に装着されると、基板12は、ガイドローラ76a、ドラム68、および、ガイドローラ76bを経て、巻取り軸74に至る、所定の経路を通される(挿通される)。
成膜装置50においては、基板ロールRからの基板12の送り出しと、巻取り軸74における成膜済の基板12すなわちガスバリアフィルム10(20,30)の巻き取りとを同期して行なって、長尺な基板12を所定の搬送経路で長手方向に搬送しつつ、成膜室64において基板12の表面に連続的に無機層14(窒化珪素)の成膜を行なう。
The substrate roll R is attached to the rotating shaft 72.
When the substrate roll R is mounted on the rotating shaft 72, the substrate 12 passes through a predetermined path (inserted) through the guide roller 76a, the drum 68, and the guide roller 76b to the winding shaft 74. )
In the film forming apparatus 50, the feeding of the substrate 12 from the substrate roll R and the winding of the film-formed substrate 12, that is, the gas barrier film 10 (20, 30) on the winding shaft 74 are performed in synchronization. The inorganic layer 14 (silicon nitride) is continuously formed on the surface of the substrate 12 in the film forming chamber 64 while the long substrate 12 is transferred in the longitudinal direction along a predetermined transfer path.

真空排気手段78は、巻出し室62内を所定の真空度に減圧するためのものである。
成膜装置50においては、巻出し室62にも真空排気手段78を設け、巻出し室62内を所定の真空度に保つことにより、巻出し室62の圧力が成膜室64での無機層14の成膜に影響を与えることを防止している。
The vacuum exhaust means 78 is for depressurizing the inside of the unwinding chamber 62 to a predetermined degree of vacuum.
In the film forming apparatus 50, an evacuation unit 78 is also provided in the unwinding chamber 62, and the inside of the unwinding chamber 62 is maintained at a predetermined degree of vacuum, whereby the pressure in the unwinding chamber 62 is changed to the inorganic layer in the film forming chamber 64. 14 is prevented from being affected.

本発明において、真空排気手段78には、特に限定はなく、ターボポンプ、メカニカルブースターポンプ、ロータリーポンプ、ドライポンプなどの真空ポンプ、さらには、クライオコイル等の補助手段、到達真空度や排気量の調節手段等を利用する、真空成膜装置に用いられている公知の(真空)排気手段が、各種、利用可能である。
この点に関しては、後述する真空排気手段92も同様である。
In the present invention, the vacuum exhaust means 78 is not particularly limited, and vacuum pumps such as turbo pumps, mechanical booster pumps, rotary pumps, and dry pumps, further auxiliary means such as cryocoils, the degree of ultimate vacuum and the amount of exhaust. Various known (vacuum) evacuation means used in a vacuum film forming apparatus using an adjusting means or the like can be used.
In this regard, the same applies to the vacuum exhaust means 92 described later.

前述のように、成膜装置50において、巻出し室62の下(隔壁70aおよび70bの下)は、成膜室64になっている。
成膜室64は、シャワー電極80と、原料ガス供給部86と、高周波電源90と、真空排気手段92とを有する。この成膜室64は、一例として、CCP−CVD(Capacitively Coupled Plasma 容量結合プラズマCVD)によって、基板12(有機層28)の表面に無機層14を成膜するものである。
As described above, in the film forming apparatus 50, the film forming chamber 64 is provided under the unwinding chamber 62 (below the partition walls 70 a and 70 b).
The film forming chamber 64 includes a shower electrode 80, a source gas supply unit 86, a high frequency power supply 90, and a vacuum exhaust unit 92. In this film forming chamber 64, as an example, the inorganic layer 14 is formed on the surface of the substrate 12 (organic layer 28) by CCP-CVD (Capacitively Coupled Plasma).

シャワー電極80は、成膜電極であり、前述のドラム68(対向電極)と共にCCP−CVDにおける電極対を構成する。
図示例において、シャワー電極80は、一例として、アルミニウム製で、最大面をドラム68の周面に対面して配置される、略直方体状の形状を有する。また、シャワー電極80は、好ましい態様として、ドラム68との対向面が、ドラム68の周面と一定間隔離間した平行面となるように、曲面状となっている。
The shower electrode 80 is a film forming electrode, and constitutes an electrode pair in CCP-CVD together with the drum 68 (counter electrode) described above.
In the illustrated example, the shower electrode 80 has, for example, a substantially rectangular parallelepiped shape made of aluminum and having a maximum surface facing the peripheral surface of the drum 68. Moreover, the shower electrode 80 is a curved surface shape so that the opposing surface with the drum 68 may become a parallel surface spaced apart from the surrounding surface of the drum 68 as a preferable aspect.

シャワー電極80の内部には、中空部80aが成膜される。
この中空部80aからドラム68(基板12)との対向面まで連通して、原料ガスを供給するためのガス供給孔80bが、多数、形成される。シャワー電極80において、このガス供給孔80bは、ドラム68との対向面に全面的に形成される。
A hollow portion 80 a is formed in the shower electrode 80.
A large number of gas supply holes 80b are formed to communicate from the hollow portion 80a to the surface facing the drum 68 (substrate 12) to supply the source gas. In the shower electrode 80, the gas supply hole 80 b is formed entirely on the surface facing the drum 68.

本発明において、シャワー電極80は、プラズマCVDによる成膜等を行う装置に用いられる、公知のシャワー電極(シャワープレート)が利用可能である。
また、シャワー電極80のドラム68との対向面は、堆積した成膜物の剥離を防止するために、溶射膜の成膜やブラスト処理等によって粗面化されていてもよい。
In the present invention, as the shower electrode 80, a known shower electrode (shower plate) used in an apparatus for performing film formation by plasma CVD or the like can be used.
Further, the surface of the shower electrode 80 facing the drum 68 may be roughened by depositing a sprayed film, blasting or the like in order to prevent the deposited film from being peeled off.

原料ガス供給部86は、原料ガスを供給する、プラズマCVD装置に利用される公知のガス供給手段である。
原料ガス供給部86は、原料ガスをシャワー電極80の中空部80aに供給する。従って、原料ガスは、中空部80aからガス供給孔80bに流入し、ガス供給孔80bから、シャワー電極80とドラム68(基板12)との間、すなわちCCP−CVDにおける電極対間に供給される。
The source gas supply unit 86 is a known gas supply unit used in a plasma CVD apparatus for supplying source gas.
The source gas supply unit 86 supplies source gas to the hollow portion 80 a of the shower electrode 80. Accordingly, the source gas flows into the gas supply hole 80b from the hollow portion 80a, and is supplied from the gas supply hole 80b between the shower electrode 80 and the drum 68 (substrate 12), that is, between the electrode pair in CCP-CVD. .

高周波電源90は、プラズマCVD装置に利用される公知の高周波電源である。
高周波電源90は、プラズマ励起電力(成膜電力)を、成膜電極であるシャワー電極80に供給する。
The high frequency power supply 90 is a known high frequency power supply used in a plasma CVD apparatus.
The high frequency power supply 90 supplies plasma excitation power (film formation power) to the shower electrode 80 that is a film formation electrode.

成膜室64においては、原料ガス供給部86から原料ガスをシャワー電極80の中空部80aに供給し、中空部80aに連通するガス供給孔80bから原料ガスを排出することにより、シャワー電極80とドラム68(基板12)との間に原料ガスを供給し、さらに、高周波電源90からシャワー電極80にプラズマ励起電力を供給し、好ましくはバイアス電源94から基板12にバイアス電界を掛けることにより、CCP−CVDによって基板12の表面に無機層14(窒化珪素膜)を成膜する。   In the film forming chamber 64, the source gas is supplied from the source gas supply unit 86 to the hollow portion 80a of the shower electrode 80, and the source gas is discharged from the gas supply hole 80b communicating with the hollow portion 80a. A source gas is supplied between the drum 68 (substrate 12), plasma excitation power is supplied from the high-frequency power source 90 to the shower electrode 80, and a bias electric field is preferably applied to the substrate 12 from the bias power source 94, whereby the CCP. An inorganic layer 14 (silicon nitride film) is formed on the surface of the substrate 12 by -CVD.

ここで、前述のように、本発明のガスバリアフィルム10において、窒化珪素からなる無機層14は、シランガス、アンモニアガスおよび水素ガス(あるいはさらに窒素ガス)を原料ガスとして用いるプラズマCVDによって成膜するのが好ましい。   Here, as described above, in the gas barrier film 10 of the present invention, the inorganic layer 14 made of silicon nitride is formed by plasma CVD using silane gas, ammonia gas, and hydrogen gas (or nitrogen gas) as a source gas. Is preferred.

半導体装置の製造においては、パッシベーション膜として窒化珪素を成膜する際に、原料ガスとして、シランガスおよびアンモニアガスと、希釈ガスとしての水素ガスとを用い、基板(すなわちシリコンウエハ等)を非常に高温にして、プラズマCVDによって成膜が行われている。この窒化珪素の成膜方法によれば、成膜中に窒化珪素膜に付着した水素を、原料ガスの水素によって引き抜き、窒化珪素膜中の水素ガス濃度を0%近くまで低減できることが知られている。
この半導体装置の製造においては、高温成膜と、水素の引き抜きとによって、非常に緻密で、かつ、硬い窒化珪素膜を成膜している。
In the manufacture of a semiconductor device, when silicon nitride is formed as a passivation film, silane gas and ammonia gas and hydrogen gas as a dilution gas are used as source gases, and the substrate (that is, a silicon wafer or the like) is heated to a very high temperature. Thus, film formation is performed by plasma CVD. According to this silicon nitride film forming method, it is known that hydrogen adhering to the silicon nitride film during film formation can be extracted by the source gas hydrogen, and the hydrogen gas concentration in the silicon nitride film can be reduced to nearly 0%. Yes.
In manufacturing this semiconductor device, a very dense and hard silicon nitride film is formed by high-temperature film formation and hydrogen extraction.

ここで、この窒化珪素の成膜における水素の引き抜きは、半導体装置の製造のような高温成膜で生じるものであり、PETへのプラズマCVDによる窒化珪素の成膜のような、100℃以下の低温成膜では、生じないと考えられていた。
しかも、PETフィルム等のプラスチックフィルムを基板として、プラズマCVDによって窒化珪素の成膜を行う場合には、基板(成膜面となる有機化合物)のエッチングによって生じる水素が、膜中に混入する。そのため、原料ガスに水素ガスを添加するのは、成膜する窒化珪素膜の密度等の点で不利になる。
しかしながら、本発明者らの検討によれば、原料ガスにシランガスおよびアンモニアガスを用いるプラズマCVDによる窒化珪素の成膜では、原料ガスに希釈ガスとして水素ガスを用いることにより、高温時に比べれば効果は小さいものの、100℃以下の低温成膜でも、同様の水素の引き抜き効果が得られる。しかも、水素ガスの供給量を調節することにより、水素の引き抜き効果を制御して、膜中の水素量を調節し、窒化珪素膜の圧縮応力の制御、および、FT−IRにおけるピーク強度比の制御も行うことができる。
Here, the extraction of hydrogen in the film formation of silicon nitride occurs in a high temperature film formation such as the manufacture of a semiconductor device, and the film is formed at a temperature of 100 ° C. or less like the film formation of silicon nitride by plasma CVD on PET. It was thought that this would not occur in low temperature film formation.
In addition, when a silicon nitride film is formed by plasma CVD using a plastic film such as a PET film as a substrate, hydrogen generated by etching the substrate (an organic compound serving as a film formation surface) is mixed into the film. Therefore, adding hydrogen gas to the source gas is disadvantageous in terms of the density of the silicon nitride film to be formed.
However, according to the study by the present inventors, in the film formation of silicon nitride by plasma CVD using silane gas and ammonia gas as the source gas, by using hydrogen gas as the diluent gas for the source gas, the effect is higher than at high temperatures. Although it is small, the same hydrogen extraction effect can be obtained even at a low temperature of 100 ° C. or lower. Moreover, by adjusting the supply amount of hydrogen gas, the effect of extracting hydrogen is controlled, the amount of hydrogen in the film is adjusted, the compressive stress of the silicon nitride film is controlled, and the peak intensity ratio in FT-IR Control can also be performed.

無機層14(窒化珪素)の成膜において、原料ガスの供給量、プラズマ励起電力、成膜圧力、バイアス電界の強度、基板温度(成膜温度)など、成膜条件には、限定はない。
前述のように、無機層14の圧縮応力、および、無機層14のFT−IRにおけるSi−N結合のピーク、Si−H結合のピーク、および、N−H結合のピークは、基板12に掛けるバイアス電界、水素ガスの導入量、シランガスとアンモニアガスとの供給量、および、基板温度等を調節することにより、制御できる。
従って、本発明のガスバリアフィルム10の製造において、無機層14の成膜条件は、無機層14の厚さ、目的とする成膜速度、使用する成膜装置、および、基板12の種類や厚さ等に応じて、無機層14の圧縮応力およびFT−IRにおける各結合のピークが、前記所定の範囲内となる条件を、適宜、設定すればよい。
In the film formation of the inorganic layer 14 (silicon nitride), the film formation conditions such as the supply amount of source gas, plasma excitation power, film formation pressure, bias electric field strength, substrate temperature (film formation temperature) are not limited.
As described above, the compressive stress of the inorganic layer 14 and the Si—N bond peak, Si—H bond peak, and N—H bond peak in the FT-IR of the inorganic layer 14 are applied to the substrate 12. It can be controlled by adjusting the bias electric field, the amount of hydrogen gas introduced, the amount of silane gas and ammonia gas supplied, the substrate temperature, and the like.
Therefore, in the production of the gas barrier film 10 of the present invention, the film forming conditions of the inorganic layer 14 are the thickness of the inorganic layer 14, the target film forming speed, the film forming apparatus to be used, and the type and thickness of the substrate 12. The conditions under which the compressive stress of the inorganic layer 14 and the peak of each bond in the FT-IR are within the predetermined range may be set as appropriate.

成膜室64で無機層14を成膜された基板12すなわちガスバリアフィルム10(20、30)は、再度、巻出し室62に搬送され、ガイドローラ76bに案内されて巻取り軸74に搬送され、ロール状に巻回されて、ガスバリアフィルム10を巻回してなるロールとして、次工程に供給される。   The substrate 12, ie, the gas barrier film 10 (20, 30) on which the inorganic layer 14 is formed in the film forming chamber 64, is again conveyed to the unwinding chamber 62, guided by the guide roller 76b, and conveyed to the winding shaft 74. Then, it is wound into a roll shape and supplied to the next step as a roll formed by winding the gas barrier film 10.

本発明において、図1(B)や図1(C)に示されるようなガスバリアフィルム20および30において、有機層28の形成方法は、前述のように、公知の方法で行えばよいが、無機層14と同様に、RtoRで行うのが好ましい。
この際には、一例として、支持体26を巻回してなるロールから、成膜済の支持体26を巻回するまでの、支持体26の搬送経路に、有機層28となる塗料を塗布する塗布手段、塗布装置が塗布した塗料を乾燥する乾燥手段、乾燥した塗料を架橋して有機層28を形成する光照射手段等を配置した成膜装置を用い、支持体26を長手方向に搬送しつつ、塗料の塗布、乾燥および架橋を、連続的に行う。
In the present invention, in the gas barrier films 20 and 30 as shown in FIG. 1 (B) and FIG. 1 (C), the organic layer 28 may be formed by a known method as described above. As with the layer 14, RtoR is preferable.
In this case, as an example, a coating material that becomes the organic layer 28 is applied to the conveyance path of the support 26 from the roll formed by winding the support 26 to the roll of the film-formed support 26. The support 26 is transported in the longitudinal direction using a coating means, a drying means for drying the paint applied by the coating apparatus, and a film forming apparatus in which the light irradiation means for forming the organic layer 28 by crosslinking the dried paint is disposed. Meanwhile, coating, drying and crosslinking are continuously performed.

以上、本発明の機能性フィルムについて詳細に説明したが、本発明は、上記実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行なってもよいのは、もちろんである。   As mentioned above, although the functional film of this invention was demonstrated in detail, this invention is not limited to the said Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is possible to perform various improvements and changes. Of course.

以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明を、より詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples of the present invention.

<実施例1>
[発明例1]
支持体26の表面に有機層28を有する基板24の上に、窒化珪素からなる無機層14を有するガスバリアフィルムを作製した。
すなわち、このガスバリアフィルムは、保護層である最上層の有機層28を有さない以外は、図1(B)に示すガスバリアフィルム20と同様の構成を有する。
<Example 1>
[Invention Example 1]
A gas barrier film having an inorganic layer 14 made of silicon nitride was produced on a substrate 24 having an organic layer 28 on the surface of a support 26.
That is, this gas barrier film has the same configuration as the gas barrier film 20 shown in FIG. 1B except that it does not have the uppermost organic layer 28 that is a protective layer.

支持体26は、幅が1000mmで厚さが100μmの長尺なPETフィルム(東洋紡社製 コスモシャインA4300)を用いた。   As the support 26, a long PET film having a width of 1000 mm and a thickness of 100 μm (Cosmo Shine A4300 manufactured by Toyobo Co., Ltd.) was used.

有機溶剤に有機化合物を投入、攪拌して、有機層28となる塗料を調製した。
有機化合物は、TMPTA(ダイセル・サイテック社製)を用いた。有機溶剤は、MEKを用いた。塗料には、界面活性剤(ビックケミージャパン社製 BYK378)および
光重合開始剤(チバケミカルズ社製 Irg184)を添加した。
An organic compound was charged into an organic solvent and stirred to prepare a coating material for the organic layer 28.
As the organic compound, TMPTA (manufactured by Daicel-Cytec) was used. MEK was used as the organic solvent. A surfactant (BYK378 manufactured by BYK Japan) and a photopolymerization initiator (Irg184 manufactured by Ciba Chemicals) were added to the paint.

前述のようなRtoRによる有機層の成膜装置を用いて、支持体26の表面に塗料を塗布し、乾燥して、光照射を行って架橋することにより、支持体26の表面に有機層28を成膜して、基板24を作製した。
塗布手段は、ダイコータを用いた。乾燥手段は、温風を用いた。光照射手段は、紫外線照射装置を用いた。
Using the organic layer film forming apparatus using RtoR as described above, the surface of the support 26 is coated with a paint, dried, irradiated with light, and crosslinked to form the organic layer 28 on the surface of the support 26. Was formed into a substrate 24.
A die coater was used as the coating means. Hot air was used as the drying means. An ultraviolet irradiation device was used as the light irradiation means.

次いで、基板24を巻回した基板ロールを図2に示す成膜装置50に装填して、基板24(有機層28)の表面に、CCP−CVDによって、無機層14として膜厚30nmの窒化珪素膜を成膜して、ガスバリアフィルムを作製した。   Next, the substrate roll around which the substrate 24 is wound is loaded into the film forming apparatus 50 shown in FIG. 2, and the surface of the substrate 24 (organic layer 28) is silicon nitride having a film thickness of 30 nm as the inorganic layer 14 by CCP-CVD. A film was formed to produce a gas barrier film.

ドラム68はステンレス製で、直径1000mmの物を用いた。なお、このドラム68は、温度調節手段を内蔵しており、成膜中は、ドラム68の表面の温度を70℃に制御した。
高周波電源90は、周波数13.5MHzの高周波電源を用い、シャワー電極80に供給するプラズマ励起電力は2000Wとした。また、バイアス電源94は周波数100kHzの高周波電源を用い、ドラム68に200Wのバイアス電力を供給した。
The drum 68 is made of stainless steel and has a diameter of 1000 mm. The drum 68 has a built-in temperature adjusting means, and the surface temperature of the drum 68 was controlled at 70 ° C. during film formation.
The high frequency power supply 90 was a high frequency power supply with a frequency of 13.5 MHz, and the plasma excitation power supplied to the shower electrode 80 was 2000 W. The bias power source 94 was a high frequency power source having a frequency of 100 kHz, and 200 W bias power was supplied to the drum 68.

成膜ガスは、シランガス(SiH4)、アンモニアガス(NH3)、および水素ガス(H2)を用いた。供給量は、シランガスが100sccm、アンモニアガスが200sccm、水素ガスが1500sccmとした。また、成膜圧力は100Paとした。 Silane gas (SiH 4 ), ammonia gas (NH 3 ), and hydrogen gas (H 2 ) were used as the film forming gas. The supply amount was 100 sccm for silane gas, 200 sccm for ammonia gas, and 1500 sccm for hydrogen gas. The film forming pressure was 100 Pa.

作製したガスバリアフィルムについて、赤外分光装置(日本分光社製 FT−IR6100にATR−PRO410−Sを取り付けた装置)を用いて、FT−IRのATR(全反射型赤外吸収法)モードにおける800〜900cm-1に位置するSi−N結合のピーク強度、2100〜2200cm-1に位置するSi−H結合のピーク強度、および3300〜3400cm-1に位置するN−H結合のピーク強度を測定した。
この測定結果から、Si−N結合のピーク強度とSi−H結合のピーク強度との強度比であるSiH/SiN、および、Si−N結合のピーク強度とN−H結合のピーク強度との強度比であるNH/SiNを算出した。
その結果、SiH/SiNは0.11、NH/SiNは0.03であった。
About the produced gas barrier film, 800 in the ATR (total reflection type infrared absorption method) mode of FT-IR is used using an infrared spectroscopic device (a device in which ATR-PRO410-S is attached to FT-IR6100 manufactured by JASCO Corporation). peak intensity of Si-N bond located ~900cm -1, measured peak intensity of Si-H bond located 2100~2200cm -1, and the peak intensity of the N-H bond located 3300~3400Cm -1 .
From this measurement result, SiH / SiN, which is the intensity ratio between the peak intensity of the Si—N bond and the peak intensity of the Si—H bond, and the intensity of the peak intensity of the Si—N bond and the peak intensity of the N—H bond. The ratio NH / SiN was calculated.
As a result, SiH / SiN was 0.11, and NH / SiN was 0.03.

また、同じ支持体26の表面に、全く同様にして厚さ約300nmの窒化珪素膜を成膜したフィルムを作製して、無機層14の(残留)圧縮応力を測定した。
なお、圧縮応力は、段差計(アルバック社製 dektak)を用いて窒化珪素膜の膜厚を測定し、作製したフィルムの反り量をマイクロメータで計測して、ストーニーの式から算出した。
その結果、無機層14の圧縮応力は、590MPaであった。
In addition, a film in which a silicon nitride film having a thickness of about 300 nm was formed on the surface of the same support 26 in the same manner was produced, and the (residual) compressive stress of the inorganic layer 14 was measured.
The compressive stress was calculated from the Stony equation by measuring the film thickness of the silicon nitride film using a step meter (dektak manufactured by ULVAC, Inc.), measuring the warpage of the produced film with a micrometer.
As a result, the compressive stress of the inorganic layer 14 was 590 MPa.

[発明例2]
ドラム68に供給するバイアス電力を400Wとした以外は、発明例1と同様にしてガスバリアフィルムを作製した。
作製したガスバリアフィルムについて、発明例1と同様にして、SiH/SiNおよびNH/SiNを算出した。その結果、SiH/SiNは0.06、NH/SiNは0.04であった。
さらに、発明例1と同様にして無機層14の圧縮応力を測定した。その結果、無機層14の圧縮応力は1820MPaであった。
[Invention Example 2]
A gas barrier film was produced in the same manner as in Invention Example 1, except that the bias power supplied to the drum 68 was 400 W.
For the produced gas barrier film, SiH / SiN and NH / SiN were calculated in the same manner as in Invention Example 1. As a result, SiH / SiN was 0.06 and NH / SiN was 0.04.
Further, the compressive stress of the inorganic layer 14 was measured in the same manner as in Invention Example 1. As a result, the compressive stress of the inorganic layer 14 was 1820 MPa.

[発明例3]
水素ガスの供給量を5000sccmとし、ドラム68に供給するバイアス電力を400Wとした以外は、発明例1と同様にしてガスバリアフィルムを作製した。
作製したガスバリアフィルムについて、発明例1と同様にして、SiH/SiNおよびNH/SiNを算出した。その結果、SiH/SiNは0.04、NH/SiNは0.03であった。
さらに、発明例1と同様にして無機層14の圧縮応力を測定した。その結果、無機層14の圧縮応力は2650MPaであった。
[Invention Example 3]
A gas barrier film was produced in the same manner as in Invention Example 1, except that the supply amount of hydrogen gas was 5000 sccm and the bias power supplied to the drum 68 was 400 W.
For the produced gas barrier film, SiH / SiN and NH / SiN were calculated in the same manner as in Invention Example 1. As a result, SiH / SiN was 0.04 and NH / SiN was 0.03.
Further, the compressive stress of the inorganic layer 14 was measured in the same manner as in Invention Example 1. As a result, the compressive stress of the inorganic layer 14 was 2650 MPa.

[発明例4]
アンモニアガスの供給量を150sccmとし、ドラム68に供給するバイアス電力を400Wとした以外は、発明例1と同様にしてガスバリアフィルムを作製した。
作製したガスバリアフィルムについて、発明例1と同様にして、SiH/SiNおよびNH/SiNを算出した。その結果、SiH/SiNは0.06、NH/SiNは0.02であった。
さらに、発明例1と同様にして無機層14の圧縮応力を測定した。その結果、無機層14の圧縮応力は2520MPaであった。
[Invention Example 4]
A gas barrier film was produced in the same manner as in Example 1 except that the supply amount of ammonia gas was 150 sccm and the bias power supplied to the drum 68 was 400 W.
For the produced gas barrier film, SiH / SiN and NH / SiN were calculated in the same manner as in Invention Example 1. As a result, SiH / SiN was 0.06 and NH / SiN was 0.02.
Further, the compressive stress of the inorganic layer 14 was measured in the same manner as in Invention Example 1. As a result, the compressive stress of the inorganic layer 14 was 2520 MPa.

[比較例1]
ドラム68にバイアス電力を供給しない以外は、発明例1と同様にしてガスバリアフィルムを作製した。
作製したガスバリアフィルムについて、発明例1と同様にして、SiH/SiNおよびNH/SiNを算出した。その結果、SiH/SiNは0.15、NH/SiNは0.06であった。
さらに、発明例1と同様にして無機層14の圧縮応力を測定した。その結果、無機層14の圧縮応力は70MPaであった。
[Comparative Example 1]
A gas barrier film was produced in the same manner as in Invention Example 1 except that no bias power was supplied to the drum 68.
For the produced gas barrier film, SiH / SiN and NH / SiN were calculated in the same manner as in Invention Example 1. As a result, SiH / SiN was 0.15 and NH / SiN was 0.06.
Further, the compressive stress of the inorganic layer 14 was measured in the same manner as in Invention Example 1. As a result, the compressive stress of the inorganic layer 14 was 70 MPa.

[比較例2]
プラズマ励起電力を1000Wにした以外は、発明例1と同様にしてガスバリアフィルムを作製した。
作製したガスバリアフィルムについて、発明例1と同様にして、SiH/SiNおよびNH/SiNを算出した。その結果、SiH/SiNは0.16、NH/SiNは0.05であった。
さらに、発明例1と同様にして無機層14の圧縮応力を測定した。その結果、無機層14の圧縮応力は180MPaであった。
[Comparative Example 2]
A gas barrier film was produced in the same manner as in Invention Example 1, except that the plasma excitation power was 1000 W.
For the produced gas barrier film, SiH / SiN and NH / SiN were calculated in the same manner as in Invention Example 1. As a result, SiH / SiN was 0.16 and NH / SiN was 0.05.
Further, the compressive stress of the inorganic layer 14 was measured in the same manner as in Invention Example 1. As a result, the compressive stress of the inorganic layer 14 was 180 MPa.

[比較例3]
ドラム68の表面の温度を0℃とし、ドラム68に供給するバイアス電力を400Wとした以外は、発明例1と同様にしてガスバリアフィルムを作製した。
作製したガスバリアフィルムについて、発明例1と同様にして、SiH/SiNおよびNH/SiNを算出した。その結果、SiH/SiNは0.1、NH/SiNは0.1であった。
さらに、発明例1と同様にして無機層14の圧縮応力を測定した。その結果、無機層14の圧縮応力は110MPaであった。
[Comparative Example 3]
A gas barrier film was produced in the same manner as in Example 1 except that the surface temperature of the drum 68 was 0 ° C. and the bias power supplied to the drum 68 was 400 W.
For the produced gas barrier film, SiH / SiN and NH / SiN were calculated in the same manner as in Invention Example 1. As a result, SiH / SiN was 0.1 and NH / SiN was 0.1.
Further, the compressive stress of the inorganic layer 14 was measured in the same manner as in Invention Example 1. As a result, the compressive stress of the inorganic layer 14 was 110 MPa.

[ガスバリア性の測定]
作製した各ガスバリアフィルムについて、水蒸気透過率[g/(m2・day)]を、カルシウム腐食法(特開2005−283561号公報に記載される方法)によって、測定した。
その結果、水蒸気透過率は、
発明例1が2.4×10-5[g/(m2・day)]、
発明例2が1.8×10-5[g/(m2・day)]、
発明例3が1.5×10-5[g/(m2・day)]、
発明例4が2.3×10-5[g/(m2・day)]、
比較例1が5.3×10-4[g/(m2・day)]、
比較例2が2.1×10-4[g/(m2・day)]、
比較例3が3.2×10-4[g/(m2・day)]、
であった。
以上の結果を、下記表1に示す。
[Measurement of gas barrier properties]
About each produced gas barrier film, water-vapor-permeation rate [g / (m < 2 > * day)] was measured by the calcium corrosion method (method described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2005-283561).
As a result, the water vapor transmission rate is
Invention Example 1 is 2.4 × 10 −5 [g / (m 2 · day)],
Invention Example 2 is 1.8 × 10 −5 [g / (m 2 · day)],
Invention Example 3 is 1.5 × 10 −5 [g / (m 2 · day)],
Invention Example 4 is 2.3 × 10 −5 [g / (m 2 · day)],
Comparative Example 1 is 5.3 × 10 −4 [g / (m 2 · day)],
Comparative Example 2 is 2.1 × 10 −4 [g / (m 2 · day)],
Comparative Example 3 is 3.2 × 10 −4 [g / (m 2 · day)],
Met.
The above results are shown in Table 1 below.

表1に示されるように、無機層14の圧縮応力が200〜4000MPaで、SiH/SiNが0.02〜0.14およびNH/SiNが0.005〜0.09の範囲に入っている発明例は、いずれも1×10-4[g/(m2・day)]未満の非常に優れたガスバリア性を発現している。
これに対し、圧縮応力が200MPa未満で、SiH/SiNおよびNH/SiNのいずれかが本発明の範囲よりも高い比較例は、1×10-3[g/(m2・day)]未満の高いガスバリア性を有するものの、本発明例のようなガスバリア性は得られていない。
As shown in Table 1, the inorganic layer 14 has a compressive stress of 200 to 4000 MPa, SiH / SiN is in the range of 0.02 to 0.14, and NH / SiN is in the range of 0.005 to 0.09. In all examples, a very excellent gas barrier property of less than 1 × 10 −4 [g / (m 2 · day)] is expressed.
In contrast, a comparative example having a compressive stress of less than 200 MPa and any of SiH / SiN and NH / SiN being higher than the range of the present invention is less than 1 × 10 −3 [g / (m 2 · day)]. Although it has a high gas barrier property, the gas barrier property as in the present invention example is not obtained.

<実施例2>
[発明例5]
発明例1と同じ基板24を作製した。この基板24の有機層28の表面粗さRa(無機層成膜面の表面粗さRa)を原子間力顕微鏡で測定(10×10μm)したところ、表面粗さRaは1.1nmであった。
また、同じ基板24の有機層28の表面を、金属製の棒に擦り付けることによって処理して、表面粗さRaが4.7nm、10.2nmおよび18.3nmの、3種類の基板24を作製した。
以上の4種類の基板24の有機層28の表面に、発明例1と同様にして厚さ30nmの窒化珪素からなる無機層14を成膜して、4種類のガスバリアフィルムを作製した。
作製した各ガスバリアフィルムについて、発明例1と同様にして、SiH/SiNおよびNH/SiNを算出した。その結果、全てのガスバリアフィルムで、SiH/SiNは0.11、NH/SiNは0.03であった。
また、作製した各ガスバリアフィルムについて、発明例1と同様に無機層14の圧縮応力を測定した。その結果、
表面粗さRaが1.1nmのガスバリアフィルムは590MPa、
表面粗さRaが4.7nmのガスバリアフィルムは610MPa、
表面粗さRaが10.2nmのガスバリアフィルムは600MPa、
表面粗さRaが18.3nmのガスバリアフィルムは590MPa、であった。
<Example 2>
[Invention Example 5]
The same substrate 24 as in Invention Example 1 was produced. When the surface roughness Ra of the organic layer 28 of this substrate 24 (surface roughness Ra of the inorganic layer film-forming surface) was measured with an atomic force microscope (10 × 10 μm), the surface roughness Ra was 1.1 nm. .
Further, the surface of the organic layer 28 of the same substrate 24 is treated by rubbing it on a metal rod to produce three types of substrates 24 having surface roughness Ra of 4.7 nm, 10.2 nm, and 18.3 nm. did.
The inorganic layer 14 made of silicon nitride having a thickness of 30 nm was formed on the surface of the organic layer 28 of the above four types of substrates 24 in the same manner as in Invention Example 1 to prepare four types of gas barrier films.
For each gas barrier film produced, SiH / SiN and NH / SiN were calculated in the same manner as in Invention Example 1. As a result, in all the gas barrier films, SiH / SiN was 0.11, and NH / SiN was 0.03.
Further, the compression stress of the inorganic layer 14 was measured for each produced gas barrier film in the same manner as in Invention Example 1. as a result,
A gas barrier film having a surface roughness Ra of 1.1 nm is 590 MPa,
A gas barrier film having a surface roughness Ra of 4.7 nm is 610 MPa,
A gas barrier film having a surface roughness Ra of 10.2 nm is 600 MPa,
The gas barrier film having a surface roughness Ra of 18.3 nm was 590 MPa.

作製したガスバリアフィルムの水蒸気透過率を、実施例1と同様に測定した。
その結果、水蒸気透過率は、
表面粗さRaが1.1nmのガスバリアフィルムは2.4×10-5[g/(m2・day)]、
表面粗さRaが4.7nmのガスバリアフィルムは9.2×10-5[g/(m2・day)]、
表面粗さRaが10.2nmのガスバリアフィルムは3.0×10-4[g/(m2・day)]、
表面粗さRaが18.3nmのガスバリアフィルムは8.8×10-3[g/(m2・day)]、
であった。
The water vapor permeability of the produced gas barrier film was measured in the same manner as in Example 1.
As a result, the water vapor transmission rate is
A gas barrier film having a surface roughness Ra of 1.1 nm is 2.4 × 10 −5 [g / (m 2 · day)],
A gas barrier film having a surface roughness Ra of 4.7 nm is 9.2 × 10 −5 [g / (m 2 · day)],
A gas barrier film having a surface roughness Ra of 10.2 nm is 3.0 × 10 −4 [g / (m 2 · day)],
A gas barrier film having a surface roughness Ra of 18.3 nm is 8.8 × 10 −3 [g / (m 2 · day)],
Met.

[発明例6]
発明例2と同様にして厚さ30nmの窒化珪素からなる無機層14の成膜した以外は、発明例5と同様にして、4種類のガスバリアフィルムを作製した。
作製した各ガスバリアフィルムについて、発明例1と同様にして、SiH/SiNおよびNH/SiNを算出した。その結果、全てのガスバリアフィルムで、SiH/SiNは0.06、NH/SiNは0.04であった。
また、作製した各ガスバリアフィルムについて、発明例1と同様に無機層14の圧縮応力を測定した。その結果、
表面粗さRaが1.1nmのガスバリアフィルムは1800MPa、
表面粗さRaが4.7nmのガスバリアフィルムは1820MPa、
表面粗さRaが10.2nmのガスバリアフィルムは1820MPa、
表面粗さRaが18.3nmのガスバリアフィルムは1830MPa、であった。
[Invention Example 6]
Four types of gas barrier films were produced in the same manner as in Invention Example 5 except that the inorganic layer 14 made of silicon nitride having a thickness of 30 nm was formed in the same manner as in Invention Example 2.
For each gas barrier film produced, SiH / SiN and NH / SiN were calculated in the same manner as in Invention Example 1. As a result, in all the gas barrier films, SiH / SiN was 0.06 and NH / SiN was 0.04.
Further, the compression stress of the inorganic layer 14 was measured for each produced gas barrier film in the same manner as in Invention Example 1. as a result,
A gas barrier film having a surface roughness Ra of 1.1 nm is 1800 MPa,
A gas barrier film having a surface roughness Ra of 4.7 nm is 1820 MPa,
A gas barrier film having a surface roughness Ra of 10.2 nm is 1820 MPa,
The gas barrier film having a surface roughness Ra of 18.3 nm was 1830 MPa.

作製したガスバリアフィルムの水蒸気透過率を、実施例1と同様に測定した。
その結果、水蒸気透過率は、
表面粗さRaが1.1nmのガスバリアフィルムは1.8×10-5[g/(m2・day)]、
表面粗さRaが4.7nmのガスバリアフィルムは5.5×10-5[g/(m2・day)]、
表面粗さRaが10.2nmのガスバリアフィルムは1.9×10-4[g/(m2・day)]、
表面粗さRaが18.3nmのガスバリアフィルムは5.6×10-3[g/(m2・day)]、
であった。
The water vapor permeability of the produced gas barrier film was measured in the same manner as in Example 1.
As a result, the water vapor transmission rate is
A gas barrier film having a surface roughness Ra of 1.1 nm is 1.8 × 10 −5 [g / (m 2 · day)],
The gas barrier film having a surface roughness Ra of 4.7 nm is 5.5 × 10 −5 [g / (m 2 · day)],
A gas barrier film having a surface roughness Ra of 10.2 nm is 1.9 × 10 −4 [g / (m 2 · day)],
A gas barrier film having a surface roughness Ra of 18.3 nm is 5.6 × 10 −3 [g / (m 2 · day)],
Met.

[比較例4]
比較例1と同様にして厚さ30nmの窒化珪素からなる無機層14の成膜した以外は、発明例5と同様にして、4種類のガスバリアフィルムを作製した。
作製した各ガスバリアフィルムについて、発明例1と同様にして、SiH/SiNおよびNH/SiNを算出した。その結果、全てのガスバリアフィルムで、SiH/SiNは0.15、NH/SiNは0.06であった。
また、作製した各ガスバリアフィルムについて、発明例1と同様に無機層14の圧縮応力を測定した。その結果、
表面粗さRaが1.1nmのガスバリアフィルムは50MPa、
表面粗さRaが4.7nmのガスバリアフィルムは40MPa、
表面粗さRaが10.2nmのガスバリアフィルムは70MPa、
表面粗さRaが18.3nmのガスバリアフィルムは70MPa、であった。
[Comparative Example 4]
Four types of gas barrier films were produced in the same manner as in Invention Example 5 except that the inorganic layer 14 made of silicon nitride having a thickness of 30 nm was formed in the same manner as in Comparative Example 1.
For each gas barrier film produced, SiH / SiN and NH / SiN were calculated in the same manner as in Invention Example 1. As a result, in all the gas barrier films, SiH / SiN was 0.15 and NH / SiN was 0.06.
Further, the compression stress of the inorganic layer 14 was measured for each produced gas barrier film in the same manner as in Invention Example 1. as a result,
A gas barrier film having a surface roughness Ra of 1.1 nm is 50 MPa,
A gas barrier film having a surface roughness Ra of 4.7 nm is 40 MPa,
A gas barrier film having a surface roughness Ra of 10.2 nm is 70 MPa,
The gas barrier film having a surface roughness Ra of 18.3 nm was 70 MPa.

作製したガスバリアフィルムの水蒸気透過率を、実施例1と同様に測定した。
その結果、
表面粗さRaが1.1nmのガスバリアフィルムは5.3×10-4[g/(m2・day)]、
表面粗さRaが4.7nmのガスバリアフィルムは4.4×10-3[g/(m2・day)]、
表面粗さRaが10.2nmのガスバリアフィルムは2.5×10-2[g/(m2・day)]、
表面粗さRaが18.3nmのガスバリアフィルムは9.2×10-2[g/(m2・day)]、
であった。
The water vapor permeability of the produced gas barrier film was measured in the same manner as in Example 1.
as a result,
The gas barrier film having a surface roughness Ra of 1.1 nm is 5.3 × 10 −4 [g / (m 2 · day)],
A gas barrier film having a surface roughness Ra of 4.7 nm is 4.4 × 10 −3 [g / (m 2 · day)],
A gas barrier film having a surface roughness Ra of 10.2 nm is 2.5 × 10 −2 [g / (m 2 · day)],
A gas barrier film having a surface roughness Ra of 18.3 nm is 9.2 × 10 −2 [g / (m 2 · day)],
Met.

[比較例5]
比較例2と同様にして厚さ30nmの窒化珪素からなる無機層14の成膜した以外は、発明例5と同様にして、4種類のガスバリアフィルムを作製した。
作製した各ガスバリアフィルムについて、発明例1と同様にして、SiH/SiNおよびNH/SiNを算出した。その結果、全てのガスバリアフィルムで、SiH/SiNは0.16、NH/SiNは0.05であった。
また、作製した各ガスバリアフィルムについて、発明例1と同様に無機層14の圧縮応力を測定した。その結果、
表面粗さRaが1.1nmのガスバリアフィルムは180MPa、
表面粗さRaが4.7nmのガスバリアフィルムは180MPa、
表面粗さRaが10.2nmのガスバリアフィルムは180MPa、
表面粗さRaが18.3nmのガスバリアフィルムは170MPa、であった。
[Comparative Example 5]
Four types of gas barrier films were produced in the same manner as in Invention Example 5 except that the inorganic layer 14 made of silicon nitride having a thickness of 30 nm was formed in the same manner as in Comparative Example 2.
For each gas barrier film produced, SiH / SiN and NH / SiN were calculated in the same manner as in Invention Example 1. As a result, in all the gas barrier films, SiH / SiN was 0.16 and NH / SiN was 0.05.
Further, the compression stress of the inorganic layer 14 was measured for each produced gas barrier film in the same manner as in Invention Example 1. as a result,
The gas barrier film having a surface roughness Ra of 1.1 nm is 180 MPa,
A gas barrier film having a surface roughness Ra of 4.7 nm is 180 MPa,
The gas barrier film having a surface roughness Ra of 10.2 nm is 180 MPa,
The gas barrier film having a surface roughness Ra of 18.3 nm was 170 MPa.

作製したガスバリアフィルムの水蒸気透過率を、実施例1と同様に測定した。
その結果、
表面粗さRaが1.1nmのガスバリアフィルムは2.1×10-4[g/(m2・day)]、
表面粗さRaが4.7nmのガスバリアフィルムは1.9×10-3[g/(m2・day)]、
表面粗さRaが10.2nmのガスバリアフィルムは7.9×10-3[g/(m2・day)]、
表面粗さRaが18.3nmのガスバリアフィルムは7.4×10-2[g/(m2・day)]、
であった。
The water vapor permeability of the produced gas barrier film was measured in the same manner as in Example 1.
as a result,
A gas barrier film having a surface roughness Ra of 1.1 nm is 2.1 × 10 −4 [g / (m 2 · day)],
A gas barrier film having a surface roughness Ra of 4.7 nm is 1.9 × 10 −3 [g / (m 2 · day)],
A gas barrier film having a surface roughness Ra of 10.2 nm is 7.9 × 10 −3 [g / (m 2 · day)],
A gas barrier film having a surface roughness Ra of 18.3 nm is 7.4 × 10 −2 [g / (m 2 · day)],
Met.

以上の結果を、図3に示す。
前述のように、基板24の表面粗さRaが大きい程、ガスバリア性に関しては不利になるが、従来のガスバリアフィルムでは、基板24の表面粗さRaが5nmになると、水蒸気透過率が1×10-3[g/(m2・day)]を超えてしまっている。これに対して、本発明のガスバリアフィルムは、基板24の表面粗さRaが10nmでも、水蒸気透過率が1×10-3[g/(m2・day)]未満という高いガスバリア性を有している。
また、本発明のガスバリアフィルムによれば、基板24の表面粗さRaが、さらに大きくなっても、従来のガスバリアフィルムよりも優れたガスバリア性を維持できている。
The above results are shown in FIG.
As described above, the larger the surface roughness Ra of the substrate 24 is, the more disadvantageous the gas barrier property is. However, in the conventional gas barrier film, when the surface roughness Ra of the substrate 24 is 5 nm, the water vapor transmission rate is 1 × 10. -3 [g / (m 2 · day)] has been exceeded. On the other hand, the gas barrier film of the present invention has a high gas barrier property that the water vapor permeability is less than 1 × 10 −3 [g / (m 2 · day)] even when the surface roughness Ra of the substrate 24 is 10 nm. ing.
Further, according to the gas barrier film of the present invention, even if the surface roughness Ra of the substrate 24 is further increased, the gas barrier property superior to that of the conventional gas barrier film can be maintained.

<実施例3>
[発明例7]
支持体26として、幅が1000mmで、厚さが75μmの長尺なポリイミドフィルム(東レデュポン社製 カプトン300H)を用いた。
この支持体26の表面に、発明例1と同様にして有機層28を成膜して、基板24を作製した。
この基板24(有機層28)の表面に、水素ガスの供給量を5000sccmとし、ドラム68に供給するバイアス電力を400Wとした以外は、発明例1と同様にして厚さ30nmの窒化珪素からなる無機層14を成膜して、ガスバリアフィルムを作製した。
すなわち、このガスバリアフィルムも、保護層である最上層の有機層28を有さない以外は、図1(B)に示すガスバリアフィルム20と同様の構成を有する。
<Example 3>
[Invention Example 7]
As the support 26, a long polyimide film having a width of 1000 mm and a thickness of 75 μm (Kapton 300H manufactured by Toray DuPont) was used.
An organic layer 28 was formed on the surface of the support 26 in the same manner as in Invention Example 1 to produce a substrate 24.
The surface of the substrate 24 (organic layer 28) is made of silicon nitride having a thickness of 30 nm in the same manner as in Invention Example 1, except that the supply amount of hydrogen gas is 5000 sccm and the bias power supplied to the drum 68 is 400 W. The inorganic layer 14 was formed into a gas barrier film.
That is, this gas barrier film also has the same configuration as the gas barrier film 20 shown in FIG. 1B except that it does not have the uppermost organic layer 28 that is a protective layer.

作製したガスバリアフィルムについて、発明例1と同様にして、SiH/SiNおよびNH/SiNを算出した。その結果、SiH/SiNは0.06、NH/SiNは0.03であった。
さらに、発明例と同様にして無機層14の圧縮応力を測定した。その結果、無機層14の圧縮応力は2230MPaであった。
For the produced gas barrier film, SiH / SiN and NH / SiN were calculated in the same manner as in Invention Example 1. As a result, SiH / SiN was 0.06 and NH / SiN was 0.03.
Further, the compressive stress of the inorganic layer 14 was measured in the same manner as in the inventive examples. As a result, the compressive stress of the inorganic layer 14 was 2230 MPa.

[比較例6]
窒化珪素からなる無機層14の成膜時におけるドラム68の表面の温度を250℃(発明例7=発明例1では70℃)に変更した以外は、発明例7と同様にしてガスバリアフィルムを作製した。
[Comparative Example 6]
A gas barrier film was produced in the same manner as in Invention Example 7, except that the surface temperature of the drum 68 during the formation of the inorganic layer 14 made of silicon nitride was changed to 250 ° C. (Invention Example 7 = 70 ° C. in Invention Example 1). did.

作製したガスバリアフィルムについて、発明例1と同様にして、SiH/SiNおよびNH/SiNを算出した。その結果、SiH/SiNは0.003、NH/SiNは0.002であった。
さらに、発明例と同様にして無機層14の圧縮応力を測定した。その結果、無機層14の圧縮応力は370MPaであった。
For the produced gas barrier film, SiH / SiN and NH / SiN were calculated in the same manner as in Invention Example 1. As a result, SiH / SiN was 0.003 and NH / SiN was 0.002.
Further, the compressive stress of the inorganic layer 14 was measured in the same manner as in the inventive examples. As a result, the compressive stress of the inorganic layer 14 was 370 MPa.

[比較例7]
窒化珪素からなる無機層14の成膜時における水素ガスの供給量を1500sccm、プラズマ励起電力を500W(発明例7=発明例1では2000W)、ドラム68に供給するバイアス電力を600Wに変更した以外は、発明例7と同様にしてガスバリアフィルムを作製した。
[Comparative Example 7]
Other than changing the supply amount of hydrogen gas to 1500 sccm, the plasma excitation power to 500 W (Invention Example 7 = 2000 W in Invention Example 1), and the bias power supplied to the drum 68 to 600 W when the inorganic layer 14 made of silicon nitride is formed Produced a gas barrier film in the same manner as in Invention Example 7.

作製したガスバリアフィルムについて、発明例1と同様にして、SiH/SiNおよびNH/SiNを算出した。その結果、SiH/SiNは0.15、NH/SiNは0.12であった。
さらに、発明例と同様にして無機層14の圧縮応力を測定した。その結果、無機層14の圧縮応力は250MPaであった。
For the produced gas barrier film, SiH / SiN and NH / SiN were calculated in the same manner as in Invention Example 1. As a result, SiH / SiN was 0.15 and NH / SiN was 0.12.
Further, the compressive stress of the inorganic layer 14 was measured in the same manner as in the inventive examples. As a result, the compressive stress of the inorganic layer 14 was 250 MPa.

[ガスバリア性]
作製したガスバリアフィルムについて、発明例1と同様に水蒸気透過率を測定した。
なお、水蒸気透過率は、作製直後(初期)と、直径6mmの棒にフィルムを巻付け、広げる作業を100回繰り返した後(巻付け後)とで測定した。
その結果、発明例7のガスバリアフィルムの水蒸気透過率は、初期が9.1×10-5[g/(m2・day)]、巻付け後は1.9×10-4[g/(m2・day)]であった。
これに対し、比較例6のガスバリアフィルムの水蒸気透過率は、初期が8.4×10-5[g/(m2・day)]、巻付け後は3.6×10-2[g/(m2・day)]で、
比較例7のガスバリアフィルムの水蒸気透過率は、初期が1.1×10-3[g/(m2・day)]、巻付け後は4.7×10-2[g/(m2・day)]10-3であった。
結果を下記表2および表3に示す。
[Gas barrier properties]
About the produced gas barrier film, the water-vapor-permeation rate was measured similarly to Invention Example 1.
The water vapor transmission rate was measured immediately after the production (initial stage) and after the work of winding and spreading the film on a 6 mm diameter rod was repeated 100 times (after the winding).
As a result, the water vapor transmission rate of the gas barrier film of Invention Example 7 was initially 9.1 × 10 −5 [g / (m 2 · day)], and after winding was 1.9 × 10 −4 [g / ( m 2 · day)].
On the other hand, the water vapor transmission rate of the gas barrier film of Comparative Example 6 was 8.4 × 10 −5 [g / (m 2 · day)] in the initial stage and 3.6 × 10 −2 [g / after winding. (m 2 · day)]
The water vapor transmission rate of the gas barrier film of Comparative Example 7 is 1.1 × 10 −3 [g / (m 2 · day)] in the initial stage, and 4.7 × 10 −2 [g / (m 2 · day) after winding. day)] 10-3 .
The results are shown in Table 2 and Table 3 below.

上記表2および3に示されるように、本発明のガスバリアフィルムである発明例7は、初期のガスバリア性はもちろん、巻付け後でも、1.9×10-4[g/(m2・day)]という非常に高いガスバリア性を維持している。
これに対し、SiH/SiNおよびNH/SiNが小さい、すなわち無機層14中の水素量が少なすぎる比較例6は、無機層14の柔軟性が低く、初期は本発明と同等の高いガスバリア性を有しているが、巻付け後は3.6×10-2[g/(m2・day)]と、大幅にガス場アリア性が低下してしまった。
また、SiH/SiNおよびNH/SiNが大きい、すなわち無機層14中の水素量が多すぎる比較例7は、膜の緻密さが低く、初期でも十分なガスバリア性が得られない。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
As shown in Tables 2 and 3, Invention Example 7 which is a gas barrier film of the present invention has an initial gas barrier property of 1.9 × 10 −4 [g / (m 2 · day) even after winding. )], Which maintains a very high gas barrier property.
On the other hand, in Comparative Example 6 in which SiH / SiN and NH / SiN are small, that is, the amount of hydrogen in the inorganic layer 14 is too small, the flexibility of the inorganic layer 14 is low, and the initial high gas barrier property equivalent to that of the present invention is obtained. However, after winding, it was 3.6 × 10 -2 [g / (m 2 · day)], and the gas field area was greatly reduced.
In Comparative Example 7, where SiH / SiN and NH / SiN are large, that is, the amount of hydrogen in the inorganic layer 14 is too large, the film density is low and sufficient gas barrier properties cannot be obtained even at the initial stage.
From the above results, the effects of the present invention are clear.

太陽電池や有機ELディスプレイ等に用いられるガスバリアフィルム等に、好適に利用可能である。   It can be suitably used for gas barrier films and the like used for solar cells and organic EL displays.

10,20,30 ガスバリアフィルム
12,24 基板
14 無機層
26 支持体
28 有機層
50 成膜装置
60 真空チャンバ
62 巻出し室
64 成膜室
68 ドラム
70a,70b 隔壁
72 回転軸
74 巻取り軸
76a,76b ガイドローラ
78,92 真空排気手段
80 シャワー電極
82 排気手段
86 原料ガス供給部
90 高周波電源
94 バイアス電源
10, 20, 30 Gas barrier film 12, 24 Substrate 14 Inorganic layer 26 Support 28 Organic layer 50 Film forming device 60 Vacuum chamber 62 Unwinding chamber 64 Film forming chamber 68 Drum 70a, 70b Partition wall 72 Rotating shaft 74 Winding shaft 76a, 76b Guide roller 78, 92 Vacuum exhaust means 80 Shower electrode 82 Exhaust means 86 Raw material gas supply part 90 High frequency power supply 94 Bias power supply

Claims (3)

可撓性を有するシート状で、プラスチックフィルムの表面に成膜された有機層を有する基板と、前記基板の有機層を下地として、前記有機層の表面に成膜された、窒化珪素からなる無機層とを有し、
かつ、前記無機層の残留圧縮応力が200〜4000MPaであり、
また、前記無機層のフーリエ変換赤外吸収スペクトルにおける、800〜900cm-1に位置するSi−N結合のピーク、2100〜2200cm-1に位置するSi−H結合のピーク、および、3300〜3400cm-1に位置するN−H結合のピークが、『0.02<SiH/SiN<0.14』と『0.005<NH/SiN<0.09』とを満たすものであり、
さらに、前記無機層は、前記プラスチックフィルムの一方の表面側のみに形成されることを特徴とする機能性フィルム。
A flexible sheet-like substrate having an organic layer formed on the surface of a plastic film and an inorganic layer made of silicon nitride formed on the surface of the organic layer with the organic layer of the substrate as a base And having a layer
And the residual compressive stress of the said inorganic layer is 200-4000 MPa,
In the Fourier transform infrared absorption spectrum of the inorganic layer, the Si—N bond peak located at 800 to 900 cm −1, the Si—H bond peak located at 2100 to 2200 cm −1, and 3300 to 3400 cm − The N—H bond peak located at 1 satisfies “0.02 <SiH / SiN <0.14” and “0.005 <NH / SiN <0.09” .
Furthermore, the said inorganic layer is formed only in the one surface side of the said plastic film, The functional film characterized by the above-mentioned .
最表面に有機層を有する請求項1に記載の機能性フィルム。 The functional film of Claim 1 which has an organic layer in the outermost surface. 前記無機層と、この無機層の下地となる有機層との組み合わせを、複数、有する請求項1または2に記載の機能性フィルム。 The functional film of Claim 1 or 2 which has multiple combinations of the said inorganic layer and the organic layer used as the foundation | substrate of this inorganic layer.
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