JP5892030B2 - Method for producing gas barrier film and gas barrier film - Google Patents

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Description

本発明は、ガスバリアーフィルムの製造方法及びガスバリアーフィルムに関する。より詳しくは、主に有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子等の電子デバイスに用いられるガスバリアーフィルムの製造方法及びガスバリアーフィルムに関する。   The present invention relates to a method for producing a gas barrier film and a gas barrier film. In more detail, it is related with the manufacturing method and gas barrier film of a gas barrier film mainly used for electronic devices, such as an organic electroluminescent (EL) element.

従来、プラスチック基板やフィルムの表面に、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、及び酸化ケイ素等の金属酸化物の薄膜を含む複数の層を積層して形成したガスバリアーフィルムは、水蒸気や酸素等の各種ガスの遮断を必要とする物品の包装、例えば、食品や工業用品及び医薬品等の変質を防止するための包装用途に広く用いられている。   Conventionally, a gas barrier film formed by laminating a plurality of layers including thin films of metal oxides such as aluminum oxide, magnesium oxide, and silicon oxide on the surface of a plastic substrate or film is used for various gases such as water vapor and oxygen. It is widely used for packaging of articles that need to be blocked, for example, packaging for preventing deterioration of food, industrial goods, pharmaceuticals, and the like.

包装用途以外にも、フレキシブル性を有する太陽電池素子、有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子、液晶表示素子等のフレキシブル電子デバイスへの展開が要望され、多くの検討がなされている。しかし、これらフレキシブル電子デバイスにおいては、ガラス基材レベルの非常に高いガスバリアー性が要求されるため、現状では十分な性能を有するガスバリアーフィルムはいまだ得られていないのが現状である。   In addition to packaging applications, development to flexible electronic devices such as flexible solar cell elements, organic electroluminescence (EL) elements, liquid crystal display elements, etc. has been demanded, and many studies have been made. However, these flexible electronic devices are required to have a gas barrier property at a glass substrate level, so that a gas barrier film having sufficient performance has not been obtained yet.

この様なガスバリアーフィルムを形成する方法としては、テトラエトキシシラン(TEOS)に代表される有機ケイ素化合物を用いて、減圧下、酸素プラズマで酸化しながら基板上に成膜する化学堆積法(CVD法:Chemical Vapor Deposition)や、半導体レーザーを用いて金属Siを蒸発させ酸素の存在下で基板上に成膜する物理堆積法(真空蒸着法やスパッタ法)といった気相法が知られている。   As a method of forming such a gas barrier film, a chemical deposition method (CVD) in which an organic silicon compound typified by tetraethoxysilane (TEOS) is used and a film is formed on a substrate while being oxidized with oxygen plasma under reduced pressure. Gas phase methods such as a chemical vapor deposition (chemical vapor deposition) and a physical deposition method (vacuum evaporation method or sputtering method) in which metal Si is evaporated using a semiconductor laser and a film is formed on a substrate in the presence of oxygen are known.

特許文献1には、図1に示されている装置でプラズマCVD法を利用しながらロールtoロール方式で10−4g/m/24hレベルのバリアー層を形成する製造方法が記載されている。上記で製造されたガスバリアーフィルムは、炭素原子を基材周辺に多く配置することができるCVD法により、基材との密着性、及び屈曲性を向上させているが、屋外使用のような高温高湿の使用環境下では、有機EL素子をはじめとする電子デバイス用途のガスバリアー性、及び屈曲性として不十分であることがわかった。 Patent Document 1 discloses a manufacturing method of forming a 10 -4 g / m 2 / 24h level barrier layer in roll-to-roll method while utilizing the plasma CVD method in the apparatus shown in FIG. 1 . The gas barrier film manufactured above has improved the adhesion and flexibility with the substrate by the CVD method that can arrange many carbon atoms around the substrate. It was found that the gas barrier property and the flexibility of the electronic device including the organic EL element are insufficient under the use environment of high humidity.

一方、特許文献2には、生産性やコスト等で優位な塗布方式でのガスバリアー層の製造方法が開示されている。上記製造方法は無機前駆体化合物としてポリシラザンを用いて、塗布乾燥し、塗膜に真空紫外光(VUV光)を照射することによりガスバリアー層を形成するものである。また特許文献2には、ブリードアウト防止、平滑化の目的で基材とガスバリアー層の間に紫外線硬化樹脂層を設けたガスバリアーフィルムが開示されているが、CVD法との組み合わせやその効果等については言及していない。   On the other hand, Patent Document 2 discloses a method for producing a gas barrier layer by a coating method that is superior in productivity and cost. In the above production method, polysilazane is used as an inorganic precursor compound, applied and dried, and a gas barrier layer is formed by irradiating the coating film with vacuum ultraviolet light (VUV light). Patent Document 2 discloses a gas barrier film in which an ultraviolet curable resin layer is provided between a substrate and a gas barrier layer for the purpose of preventing bleed out and smoothing. Etc. are not mentioned.

WO2012/046767号WO2012 / 046767 特開2011−143577号公報JP 2011-143577 A

本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、屋外使用のような高温高湿の使用環境下でも電子デバイス用途に必要なガスバリアー性を有し、かつフレキシブル性(屈曲性)に優れたガスバリアーフィルムの製造方法及びガスバリアーフィルムを提供することである。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems and situations, and its solution is to have a gas barrier property necessary for electronic device use even under high-temperature and high-humidity usage environments such as outdoor use, and to be flexible. It is providing the manufacturing method and gas barrier film of a gas barrier film excellent in property (flexibility).

本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討する過程において、樹脂基材を一対の成膜ローラーの各々に接触させながら搬送を行い、当該一対の成膜ローラー間に成膜ガスを供給しながらプラズマ放電を行うプラズマ化学気相成長法(CVD法)により、当該樹脂基材上にガスバリアー層を形成するガスバリアーフィルムの製造方法であって、当該樹脂基材が両面に特定の押し込み硬さを有する応力吸収層を有することを特徴とする製造方法によって、ガスバリアー性、及び屈曲性に優れるガスバリアーフィルムが得られることを見出し本発明に至った。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor performs transport while bringing the resin base material into contact with each of the pair of film-forming rollers in the process of examining the cause of the above-mentioned problem, and between the pair of film-forming rollers. A method for producing a gas barrier film in which a gas barrier layer is formed on a resin base material by a plasma chemical vapor deposition method (CVD method) in which plasma discharge is performed while supplying a film forming gas. It has been found that a gas barrier film excellent in gas barrier properties and flexibility can be obtained by a production method characterized by having a stress absorbing layer having a specific indentation hardness on both sides, and has led to the present invention.

すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。   That is, the said subject which concerns on this invention is solved by the following means.

1.樹脂基材を一対の成膜ローラーの各々に接触させながら搬送を行い、当該一対の成膜ローラー間に成膜ガスを供給しながらプラズマ放電を行うプラズマ化学気相成長法により、当該樹脂基材上にガスバリアー層を形成するガスバリアーフィルムの製造方法であって、当該樹脂基材が、両面に100μNの荷重に対する押し込み硬さが0.4〜1.0GPaの範囲内である応力吸収層を有し、少なくとも一方の当該応力吸収層の上に前記ガスバリアー層を形成することを特徴とするガスバリアーフィルムの製造方法。   1. The resin base material is transported while the resin base material is brought into contact with each of the pair of film forming rollers, and plasma discharge is performed while supplying a film forming gas between the pair of film forming rollers. A method for producing a gas barrier film on which a gas barrier layer is formed, wherein the resin substrate has a stress absorption layer having an indentation hardness with respect to a load of 100 μN on both sides within a range of 0.4 to 1.0 GPa. And a method for producing a gas barrier film, comprising forming the gas barrier layer on at least one of the stress absorbing layers.

2.前記成膜ガスとして有機ケイ素化合物を含有する原料ガスと酸素ガスを用い、前記ガスバリアー層が構成元素として炭素、ケイ素、及び酸素を含み、かつ該ガスバリアー層の層厚方向における該ガスバリアー層の表面からの距離と、ケイ素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する炭素原子の量の比率(炭素原子比率)との関係を示す炭素分布曲線において、
当該ガスバリアー層の炭素原子比率が層全体の平均値として8〜20at%の範囲内であり、かつ当該炭素分布曲線が、濃度勾配を有して層内で連続的に変化することを特徴とする第1項に記載のガスバリアーフィルムの製造方法。
2. A source gas containing an organosilicon compound and an oxygen gas are used as the deposition gas, the gas barrier layer contains carbon, silicon, and oxygen as constituent elements, and the gas barrier layer in the thickness direction of the gas barrier layer In the carbon distribution curve showing the relationship between the distance from the surface of and the ratio of the amount of carbon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms (carbon atom ratio),
The carbon atom ratio of the gas barrier layer is in the range of 8 to 20 at% as an average value of the entire layer, and the carbon distribution curve continuously changes in the layer with a concentration gradient. The manufacturing method of the gas barrier film of Claim 1 to do.

3.前記応力吸収層の前記成膜ローラーに接触する面の押し込み硬さが、接触しない面より0.1〜0.3GPaの範囲内で小さいことを特徴とする第1項又は第2項に記載のガスバリアーフィルムの製造方法。   3. The indentation hardness of the surface that contacts the film-forming roller of the stress absorbing layer is smaller in the range of 0.1 to 0.3 GPa than the surface that does not contact, The first or second aspect A method for producing a gas barrier film.

4.前記成膜ローラーの直径が300〜1000mmφの範囲内であることを特徴とする第1項から第3項までのいずれか一項に記載のガスバリアー性フィルムの製造方法。   4). The diameter of the said film-forming roller exists in the range of 300-1000 mmphi, The manufacturing method of the gas barrier film as described in any one of Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned.

5.前記ガスバリアー層の上に、ポリシラザン含有液を塗布、乾燥し、形成した塗膜に、波長200nm以下の真空紫外光を照射して改質処理して、第2のガスバリアー層を形成することを特徴とする第1項から第4項までのいずれか一項に記載のガスバリアーフィルムの製造方法。   5. A polysilazane-containing liquid is applied onto the gas barrier layer, dried, and the formed coating film is irradiated with vacuum ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or less to form a second gas barrier layer. The method for producing a gas barrier film according to any one of items 1 to 4, wherein:

6.樹脂基材と、当該樹脂基材の両面に応力吸収層と、当該応力吸収層の少なくとも一方の面にガスバリアー層が積層されているガスバリアーフィルムであって、当該応力吸収層が100μNの荷重に対する押し込み硬さが0.4〜1.0GPaの範囲内であり、当該ガスバリアー層が構成元素として炭素、ケイ素、及び酸素を含み、かつ該ガスバリアー層の層厚方向における該ガスバリアー層の表面からの距離と、ケイ素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する炭素原子の量の比率(炭素原子比率)との関係を示す炭素分布曲線において、当該ガスバリアー層の炭素原子比率が層全体の平均値として8〜20at%の範囲内であり、かつ当該炭素分布曲線が、層内で濃度勾配を有して連続的に変化していることを特徴とするガスバリアーフィルム。   6). A resin base material, a gas barrier film in which a stress absorption layer is laminated on both surfaces of the resin base material, and a gas barrier layer is laminated on at least one surface of the stress absorption layer, and the stress absorption layer has a load of 100 μN The indentation hardness of the gas barrier layer is in the range of 0.4 to 1.0 GPa, the gas barrier layer contains carbon, silicon, and oxygen as constituent elements, and the gas barrier layer has a thickness direction of the gas barrier layer. In the carbon distribution curve showing the relationship between the distance from the surface and the ratio of the amount of carbon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms (carbon atom ratio), the carbon atom ratio of the gas barrier layer is the entire layer A gas barrier characterized in that the carbon distribution curve is continuously changing with a concentration gradient in the layer, and an average value of 8 to 20 at% as an average value of Irumu.

7.前記ガスバリアー層の上に、ポリシラザン含有液を塗布、乾燥し、形成された塗膜に、波長200nm以下の真空紫外光を照射して改質処理した第2のガスバリアー層が積層されていることを特徴とする第6項に記載のガスバリアーフィルム。   7). On the gas barrier layer, a polysilazane-containing liquid is applied and dried, and the formed coating film is laminated with a second gas barrier layer that is modified by irradiation with vacuum ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or less. 7. The gas barrier film according to item 6, wherein

本発明の上記手段により、屋外使用のような高温高湿の使用環境下でも電子デバイス用途に必要なガスバリアー性を有し、かつフレキシブル性(屈曲性)に優れたガスバリアーフィルムの製造方法及びガスバリアーフィルムを提供することができる。   By the above means of the present invention, a method for producing a gas barrier film having gas barrier properties necessary for electronic device use and excellent in flexibility (flexibility) even under high-temperature and high-humidity environment such as outdoor use, and A gas barrier film can be provided.

本発明の効果の発現機構ないし作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。   The expression mechanism or action mechanism of the effect of the present invention is not clear, but is presumed as follows.

すなわち、両面に特定の押し込み硬さに調整した応力吸収層を有する樹脂基材を一対の成膜ローラーの各々に接触させながら搬送を行い、当該一対の成膜ローラー間に成膜ガスを供給しながらプラズマ放電を行うプラズマ化学気相成長法によってガスバリアー層を形成することで、当該成膜ローラー上の高温環境内で発生する成膜ローラー接触面と非接触面の樹脂基材の熱膨張による残留応力を、当該応力吸収層により吸収することで、ガスバリアー層形成時の微小な欠陥の発生を抑制するものと推定される。更により厳しい使用条件である高温高湿下でも、当該残留応力の解放によるガスバリアー層の微小な欠陥の発生を抑制することができるため、電子デバイスに必要な非常に良好なガスバリアー性と屈曲性を十分に満たすガスバリアーフィルムが得られるものと推定される。   That is, the resin base material having the stress absorption layer adjusted to a specific indentation hardness on both sides is conveyed while being brought into contact with each of the pair of film forming rollers, and the film forming gas is supplied between the pair of film forming rollers. By forming a gas barrier layer by plasma enhanced chemical vapor deposition with plasma discharge, the thermal expansion of the resin base material on the contact surface and non-contact surface of the film formation roller that occurs in a high temperature environment on the film formation roller It is presumed that the residual stress is absorbed by the stress absorbing layer to suppress the generation of minute defects when forming the gas barrier layer. Even under severe conditions of use, high temperature and high humidity, it is possible to suppress the generation of minute defects in the gas barrier layer due to the release of the residual stress. It is estimated that a gas barrier film that sufficiently satisfies the properties can be obtained.

優れた屈曲性は、一対の成膜ローラー間に成膜ガスを供給しながらプラズマ放電を行うプラズマ化学気相成長法によって、ガスバリアー層内の炭素原子成分が濃度勾配を有し、かつ連続的に変化することによる効果であると推定するが、上記樹脂基材の応力吸収層の硬度との組み合わせ効果で、高温高湿下のような厳しい条件下でも優れた屈曲性の効果を維持、発揮するものと推定している。   Excellent flexibility is achieved by the plasma chemical vapor deposition method in which plasma discharge is performed while supplying a deposition gas between a pair of deposition rollers, and the carbon atom component in the gas barrier layer has a concentration gradient and is continuous. Although it is presumed to be an effect of changing to the above, the combined effect with the hardness of the stress absorption layer of the above resin base material maintains and exhibits excellent flexibility even under severe conditions such as high temperature and high humidity Presumed to be.

ちなみに平坦電極(水平搬送)タイプのプラズマ放電でのCVD法では、水平搬送のため、樹脂基材の表裏の残留応力がほとんど生じないが、炭素原子成分の濃度勾配の連続的な変化が起こらないため、ガスバリアー性及び屈曲性の高度な両立は不十分である。   By the way, in the CVD method with flat electrode (horizontal transport) type plasma discharge, there is almost no residual stress on the front and back of the resin base material due to horizontal transport, but there is no continuous change in the concentration gradient of carbon atom components. Therefore, a high degree of compatibility between gas barrier properties and flexibility is insufficient.

また、本発明に係る一対の成膜ローラー間にプラズマ放電を行うプラズマ化学気相成長法は真空下で行うことが好ましいが、水分や残溶空気がないため、高温高湿下の条件になると急激に残留応力が発生しやすい。また、成膜幅が広くなったり、ラインスピードが速くなったり、放電空間を大きくするのに成膜ローラー径を大きくしたり、また樹脂基材の膜厚が薄くなったりと、生産性向上を目的とした条件が進むにつれてガスバリアー層の残留応力は増加すると考えられ、ガスバリアー性及び屈曲性を高度に両立するためには、樹脂基材の両面に特定の押し込み硬さに調整した本発明に係る応力吸収層を配置することが、当該残留応力の解放に優れた効果を発揮するものと推定される。   In addition, the plasma chemical vapor deposition method in which plasma discharge is performed between a pair of film forming rollers according to the present invention is preferably performed under vacuum, but since there is no moisture or residual dissolved air, it becomes a condition under high temperature and high humidity. Residual stress is likely to occur suddenly. It also increases productivity by increasing the film formation width, increasing the line speed, increasing the diameter of the film formation roller to increase the discharge space, and reducing the thickness of the resin substrate. The residual stress of the gas barrier layer is considered to increase as the intended condition progresses, and in order to achieve both high gas barrier properties and flexibility, the present invention is adjusted to a specific indentation hardness on both sides of the resin substrate. It is estimated that the arrangement of the stress absorbing layer according to the above exhibits an excellent effect in releasing the residual stress.

本発明のガスバリアーフィルムの一例を示す基本構成(a)と、他の構成(b)を示す模式図The basic structure (a) which shows an example of the gas barrier film of this invention, and the schematic diagram which shows another structure (b) ガスバリアーフィルムの製造装置の一例を示す概略図Schematic showing an example of gas barrier film manufacturing equipment 実施例のガスバリアー層のケイ素分布曲線、酸素分布曲線及び炭素分布曲線Silicon distribution curve, oxygen distribution curve and carbon distribution curve of gas barrier layer of Example 比較のガスバリアー層のケイ素分布曲線、酸素分布曲線及び炭素分布曲線Comparative gas barrier layer silicon distribution curve, oxygen distribution curve and carbon distribution curve ガスバリアーフィルムを具備した有機ELパネルの模式図Schematic diagram of an organic EL panel equipped with a gas barrier film

本発明のガスバリアーフィルムの製造方法は、樹脂基材を一対の成膜ローラーの各々に接触させながら搬送を行い、当該一対の成膜ローラー間に成膜ガスを供給しながらプラズマ放電を行うプラズマ化学気相成長法により、当該樹脂基材上にガスバリアー層を形成する製造方法であって、当該樹脂基材が両面に特定の押し込み硬さを有する応力吸収層を有し、少なくとも一方の当該応力吸収層の上に前記ガスバリアー層を形成することを特徴とする。この特徴は、請求項1から請求項7までの請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。   The method for producing a gas barrier film of the present invention is a plasma in which a resin base material is conveyed while contacting each of a pair of film forming rollers, and plasma discharge is performed while supplying a film forming gas between the pair of film forming rollers. A manufacturing method for forming a gas barrier layer on the resin substrate by chemical vapor deposition, wherein the resin substrate has a stress absorbing layer having a specific indentation hardness on both sides, and at least one of the The gas barrier layer is formed on the stress absorbing layer. This feature is a technical feature common to the inventions according to claims 1 to 7.

本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記成膜ガスとして有機ケイ素化合物を含有する原料ガスと酸素ガスを用い、ガスバリアー層の構成元素として炭素、ケイ素、及び酸素を含み、かつ該層の層厚方向における該層の表面からの距離と、ケイ素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する炭素原子の量の比率(炭素原子比率)との関係を示す炭素分布曲線において、当該ガスバリアー層の炭素原子比率が層全体の平均値として8〜20at%の範囲内であり、かつ当該炭素分布曲線が、層内で濃度勾配を有して連続的に変化していることが、製造時及び高温高湿下でのガスバリアー性及び屈曲性を改善し両立する観点から、好ましい。また、前記応力吸収層の前記成膜ローラーに接触する面の押し込み硬さが、接触しない面より特定の範囲内で小さいことが、製造時及び高温高湿下での残留応力を吸収する効果発現の観点から、好ましい。   As an embodiment of the present invention, from the viewpoint of manifesting the effect of the present invention, a raw material gas containing an organosilicon compound and an oxygen gas are used as the film forming gas, and carbon, silicon, and oxygen are used as constituent elements of the gas barrier layer. And a carbon distribution curve showing the relationship between the distance from the surface of the layer in the layer thickness direction of the layer and the ratio of the amount of carbon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms (carbon atom ratio) , The carbon atom ratio of the gas barrier layer is in the range of 8 to 20 at% as an average value of the whole layer, and the carbon distribution curve continuously changes with a concentration gradient in the layer. It is preferable from the viewpoint of improving and achieving both gas barrier properties and flexibility at the time of production and under high temperature and high humidity. In addition, the indentation hardness of the surface that contacts the film forming roller of the stress absorbing layer is smaller in a specific range than the non-contacting surface, so that the effect of absorbing residual stress at the time of manufacturing and under high temperature and high humidity is exhibited. From the viewpoint of

さらに、本発明においては、前記成膜ローラーの直径が300mmφ以上であることが、前記炭素原子比率の層内での濃度分布、及び極値間の距離を制御して、より屈曲性を改善する効果が得られることから好ましい。   Furthermore, in the present invention, the film forming roller having a diameter of 300 mmφ or more controls the concentration distribution in the layer having the carbon atom ratio and the distance between extreme values, thereby further improving flexibility. It is preferable because an effect is obtained.

また、前記ガスバリアー層の上に、ポリシラザン含有液を塗布、乾燥し、形成された塗膜に波長200nm以下の真空紫外光を照射して改質処理して、第2のガスバリアー層を形成することも、ガスバリアー性をより改善することから、好ましい態様である。   Further, a polysilazane-containing liquid is applied onto the gas barrier layer, dried, and the formed coating film is irradiated with vacuum ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or less to form a second gas barrier layer. It is also a preferred embodiment because it further improves the gas barrier properties.

本発明のガスバリアーフィルムは、樹脂基材の両面に特定の押し込み硬さを有する応力吸収層を有し、少なくとも一方の当該応力吸収層の上に、構成元素に炭素、ケイ素、及び酸素を含み、当該ガスバリアー層の炭素原子比率が層全体の平均値として8〜20at%の範囲内であり、かつ濃度勾配を有して層内で連続的に変化するガスバリアー層が積層されていることで、高温高湿下でのガスバリアー性及び屈曲性を改善し両立することができる。   The gas barrier film of the present invention has a stress absorption layer having a specific indentation hardness on both surfaces of a resin substrate, and contains carbon, silicon, and oxygen as constituent elements on at least one of the stress absorption layers. And a gas barrier layer in which the carbon atom ratio of the gas barrier layer is in the range of 8 to 20 at% as an average value of the whole layer and has a concentration gradient and is continuously changed in the layer. Therefore, the gas barrier property and the flexibility under high temperature and high humidity can be improved and compatible.

さらに、前記ガスバリアー層の上に、ポリシラザンを含有し、波長200nm以下の真空紫外光を照射して改質処理した第2のガスバリアー層を積層することにより、CVD法で設けたガスバリアー層に残存する微小な欠陥を、上部からポリシラザンのガスバリアー成分で埋めることができるため、高温高湿下でも電子デバイスに必要なガスバリアー性と屈曲性を十分に発揮させることができ、好ましい。   Furthermore, a gas barrier layer provided by a CVD method by laminating a second gas barrier layer containing polysilazane and modified by irradiation with vacuum ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or less on the gas barrier layer. Since the minute defects remaining on the surface can be filled with the gas barrier component of polysilazane from above, the gas barrier property and flexibility required for the electronic device can be sufficiently exhibited even under high temperature and high humidity, which is preferable.

なお、本発明でいう「ガスバリアー性」とは、JIS K 7129−1992に準拠した方法で測定された水蒸気透過度(温度:60±0.5℃、相対湿度(RH):90±2%)が3×10−3g/m・24h以下であり、JIS K 7126−1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が1×10−3ml/m・24h・atm以下であることを意味する。 The “gas barrier property” as used in the present invention is a water vapor permeability (temperature: 60 ± 0.5 ° C., relative humidity (RH): 90 ± 2%) measured by a method according to JIS K 7129-1992. ) Is 3 × 10 −3 g / m 2 · 24 h or less, and the oxygen permeability measured by a method according to JIS K 7126-1987 is 1 × 10 −3 ml / m 2 · 24 h · atm or less. Means that.

以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。   Hereinafter, the present invention, its components, and modes and modes for carrying out the present invention will be described in detail. In addition, in this application, "-" is used in the meaning which includes the numerical value described before and behind that as a lower limit and an upper limit.

<本発明のガスバリアーフィルムの製造方法の概要>
本発明のガスバリアーフィルムの製造方法は、樹脂基材を一対の成膜ローラーの各々に接触させながら搬送を行い、当該一対の成膜ローラー間に成膜ガスを供給しながらプラズマ放電を行うプラズマ化学気相成長法により、当該樹脂基材上にガスバリアー層を形成するガスバリアーフィルムの製造方法であって、当該樹脂基材が、両面に100μNの荷重に対する押し込み硬さが0.4〜1.0GPaの範囲内である応力吸収層を有し、少なくとも一方の当該応力吸収層の上に前記ガスバリアー層を形成することを特徴とする。
<Outline of production method of gas barrier film of the present invention>
The method for producing a gas barrier film of the present invention is a plasma in which a resin base material is conveyed while contacting each of a pair of film forming rollers, and plasma discharge is performed while supplying a film forming gas between the pair of film forming rollers. A method for producing a gas barrier film in which a gas barrier layer is formed on a resin substrate by chemical vapor deposition, wherein the resin substrate has an indentation hardness of 0.4 to 1 against a load of 100 μN on both surfaces. It has a stress absorption layer within a range of 0.0 GPa, and the gas barrier layer is formed on at least one of the stress absorption layers.

<ガスバリアーフィルムの構成>
本発明のガスバリアーフィルム1aは、例えば、図1(a)に示すように、樹脂基材1の両面に応力吸収層2を備え、その応力吸収層2上にガスバリアー層3が積層されてなる4層構成のバリアーフィルムである。
<Configuration of gas barrier film>
The gas barrier film 1a of the present invention includes, for example, a stress absorbing layer 2 on both surfaces of a resin base material 1 and a gas barrier layer 3 is laminated on the stress absorbing layer 2 as shown in FIG. This is a four-layer barrier film.

また、別の態様である本発明のガスバリアーフィルム1bは、例えば、図1(b)に示すように、樹脂基材1の両面に応力吸収層2を備え、その応力吸収層2上にガスバリアー層3が積層され、更に当該ガスバリアー層3にポリシラザンを含む第2ガスバリアー層4が積層されている。第2ガスバリアー層4上にはオーバーコート層5が積層されていることも好ましい態様である。   Moreover, the gas barrier film 1b of the present invention which is another aspect includes, for example, a stress absorbing layer 2 on both surfaces of a resin base material 1 as shown in FIG. A barrier layer 3 is laminated, and a second gas barrier layer 4 containing polysilazane is further laminated on the gas barrier layer 3. It is also a preferred embodiment that an overcoat layer 5 is laminated on the second gas barrier layer 4.

<樹脂基材>
本発明のガスバリアーフィルムの樹脂基材としては、後述のバリアー性を有するガスバリアー層を保持することができる有機材料で形成されたものであれば、特に限定されるものではない。
<Resin substrate>
The resin base material of the gas barrier film of the present invention is not particularly limited as long as it is formed of an organic material capable of holding a gas barrier layer having a barrier property described later.

例えば、メタクリル酸エステル、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)、ポリカーボネート(PC)、ポリアリレート、ポリスチレン(PS)、芳香族ポリアミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、及びポリエーテルイミド等の各樹脂フィルム、更には前記樹脂を2層以上積層して成る樹脂フィルム等を挙げることができる。コストや入手の容易性の点では、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)、及びポリカーボネート(PC)などが好ましく用いられる。   For example, methacrylic acid ester, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), polyarylate, polystyrene (PS), aromatic polyamide, polyether ether ketone, polysulfone, polyether sulfone, polyimide, and Examples include resin films such as polyetherimide, and resin films formed by laminating two or more layers of the above resins. In terms of cost and availability, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), and the like are preferably used.

樹脂基材の厚さは5〜500μm程度が好ましく、更に好ましくは25〜250μmの範囲である。   The thickness of the resin base material is preferably about 5 to 500 μm, more preferably 25 to 250 μm.

また、本発明に係る樹脂基材は透明であることが好ましい。樹脂基材が透明であり、樹脂基材上に形成する層も透明であることにより、透明なガスバリアーフィルムとすることが可能となるため、有機EL素子等の透明基板とすることも可能となるからである。   Moreover, it is preferable that the resin base material which concerns on this invention is transparent. Since the resin base material is transparent and the layer formed on the resin base material is also transparent, it becomes possible to make a transparent gas barrier film, so that it can be made a transparent substrate such as an organic EL element. Because it becomes.

また、上記に挙げた樹脂等を用いた樹脂基材は、未延伸フィルムでもよく、延伸フィルムでもよい。強度向上、熱膨張抑制の点から延伸フィルムが好ましい。また延伸により位相差等を調整することもできる。   Moreover, the unstretched film may be sufficient as the resin base material using the resin etc. which were mentioned above, and a stretched film may be sufficient as it. A stretched film is preferable from the viewpoint of strength improvement and thermal expansion suppression. Moreover, retardation etc. can also be adjusted by extending | stretching.

本発明に用いられる樹脂基材は、従来公知の一般的な方法により製造することが可能である。例えば、材料となる樹脂を押し出し機により溶融し、環状ダイやTダイにより押し出して急冷することにより、実質的に無定形で配向していない未延伸の樹脂基材を製造することができる。また、材料となる樹脂を溶媒に溶解し、無端の金属支持体上に流延(キャスト)して乾燥、剥離することにより、実質的に無定形で配向していない未延伸の樹脂基材を製造することもができる。   The resin base material used in the present invention can be produced by a conventionally known general method. For example, an unstretched resin substrate that is substantially amorphous and not oriented can be produced by melting a resin as a material with an extruder, extruding it with an annular die or a T-die, and quenching. Moreover, an unstretched resin base material that is substantially amorphous and not oriented is obtained by dissolving a resin as a material in a solvent, casting (casting) on an endless metal support, drying, and peeling. It can also be manufactured.

未延伸の樹脂基材を一軸延伸、テンター式逐次二軸延伸、テンター式同時二軸延伸、チューブラー式同時二軸延伸などの公知の方法により、樹脂基材の流れ(縦軸)方向、又は樹脂基材の流れ方向と直角(横軸)方向に延伸することにより延伸樹脂基材を製造することができる。この場合の延伸倍率は、樹脂基材の原料となる樹脂に合わせて適宜選択することできるが、縦軸方向及び横軸方向にそれぞれ2〜10倍の範囲が好ましい。   The unstretched resin base material is uniaxially stretched, tenter-type sequential biaxial stretching, tenter-type simultaneous biaxial stretching, tubular-type simultaneous biaxial stretching, and other known methods, such as the resin base material flow (vertical axis) direction, or A stretched resin substrate can be produced by stretching in the direction perpendicular to the flow direction of the resin substrate (horizontal axis). The draw ratio in this case can be appropriately selected according to the resin used as the raw material for the resin base material, but is preferably in the range of 2 to 10 times in the vertical axis direction and the horizontal axis direction.

また本発明に用いられる樹脂基材は、寸法安定性の点で弛緩処理、オフライン熱処理を行ってもよい。弛緩処理は前記ポリエステルフィルムの延伸製膜工程中の熱固定した後、横延伸のテンター内、又はテンターを出た後の巻取りまでの工程で行われるのが好ましい。弛緩処理は処理温度が80〜200℃の範囲で行われることが好ましく、より好ましくは処理温度が100〜180℃の範囲である。オフライン熱処理の方法としては、特に限定されないが、例えば、複数のローラー群によるローラー搬送方法、空気をフィルムに吹き付けて浮揚させるエアー搬送などにより搬送させる方法(複数のスリットから加熱空気をフィルム面の片面あるいは両面に吹き付ける方法)、赤外線ヒーターなどによる輻射熱を利用する方法、フィルムを自重で垂れ下がらせ、下方で巻き等搬送方法等を挙げることができる。熱処理の搬送張力は、できるだけ低くして熱収縮を促進することで、良好な寸法安定性の樹脂基材となる。処理温度としてはTg+50〜Tg+150℃の温度範囲が好ましい。Tgとは樹脂のガラス転移温度(℃)をいう。   Moreover, the resin base material used for this invention may perform a relaxation | loosening process and off-line heat processing at the point of dimensional stability. The relaxation treatment is preferably carried out in the process from the heat setting in the stretching process of the polyester film to the winding in the transversely stretched tenter or after exiting the tenter. The relaxation treatment is preferably performed at a treatment temperature in the range of 80 to 200 ° C, more preferably in the range of 100 to 180 ° C. Although it does not specifically limit as a method of off-line heat processing, For example, the method of conveying by the roller conveyance method by a several roller group, the air conveyance which blows and blows air to a film, etc. (one side of a film surface heated air from several slits) Or, a method of spraying on both surfaces), a method of using radiant heat from an infrared heater, a method of hanging the film under its own weight, and a method of conveying such as winding below. The conveyance tension of the heat treatment is made as low as possible to promote thermal shrinkage, thereby providing a resin substrate with good dimensional stability. The treatment temperature is preferably in the temperature range of Tg + 50 to Tg + 150 ° C. Tg refers to the glass transition temperature (° C.) of the resin.

本発明に係る樹脂基材は、製膜過程で片面又は両面にインラインで下引層塗布液を塗布することができる。本発明において、製膜工程中での下引塗布をインライン下引という。本発明に有用な下引層塗布液に使用する樹脂としては、ポリエステル樹脂、アクリル変性ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリエチレンイミンビニリデン樹脂、ポリエチレンイミン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、変性ポリビニルアルコール樹脂及びゼラチン等を挙げることができ、いずれも好ましく用いることができる。これらの下引層には、従来公知の添加剤を加えることもできる。そして、上記の下引層は、ロールコート、グラビアコート、ナイフコート、ディップコート、スプレーコート等の公知の方法によりコーティングすることができる。上記の下引層の塗布量としては、0.01〜2g/m(乾燥状態)程度が好ましい。 In the resin base material according to the present invention, the undercoat layer coating solution can be applied inline on one side or both sides in the film forming process. In the present invention, undercoating during the film forming process is referred to as in-line undercoating. Examples of resins used in the undercoat layer coating solution useful in the present invention include polyester resins, acrylic-modified polyester resins, polyurethane resins, acrylic resins, vinyl resins, vinylidene chloride resins, polyethyleneimine vinylidene resins, polyethyleneimine resins, and polyvinyl alcohol resins. , Modified polyvinyl alcohol resin, gelatin and the like, and any of them can be preferably used. A conventionally well-known additive can also be added to these undercoat layers. The undercoat layer can be coated by a known method such as roll coating, gravure coating, knife coating, dip coating or spray coating. The coating amount of the undercoat layer is preferably about 0.01 to 2 g / m 2 (dry state).

<応力吸収層>
本発明に係る応力吸収層は、上記100μNの荷重に対する押し込み硬さが0.4〜1.0GPaの範囲であれば構成は問わないが、上記硬さを得るためには硬化性樹脂、特に紫外線硬化タイプの樹脂で構成されることが好ましい。これは、硬化性樹脂の種類、開始剤種類や硬化条件等を調整することで上記記載の硬さに調整しやすく、生産性、平滑性、透明性も両立できるので好ましい。
<Stress absorbing layer>
The stress-absorbing layer according to the present invention may have any configuration as long as the indentation hardness with respect to the load of 100 μN is in the range of 0.4 to 1.0 GPa. It is preferable to be composed of a curable resin. This is preferable because it can be easily adjusted to the above-mentioned hardness by adjusting the type of curable resin, the type of initiator, the curing conditions, and the like, and productivity, smoothness, and transparency can be compatible.

〈硬化性樹脂〉
本発明に用いられる硬化性樹脂としては、例えばエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、シリコーン系樹脂、及びエチレンビニルアセテート(EVA)樹脂等が挙げられる。紫外線硬化樹脂としては、硬化によって透明な樹脂組成物を形成する物であれば特に制限なく使用でき、特に好ましくは、硬度、平滑性、透明性の観点からアクリル、ウレタン、及びポリエステル系樹脂等を用いることができる。
<Curable resin>
Examples of the curable resin used in the present invention include epoxy resins, acrylic resins, urethane resins, polyester resins, silicone resins, and ethylene vinyl acetate (EVA) resins. The ultraviolet curable resin can be used without particular limitation as long as it forms a transparent resin composition by curing, and particularly preferably acrylic, urethane, and polyester resins from the viewpoint of hardness, smoothness, and transparency. Can be used.

アクリル系樹脂組成物としては、ラジカル反応性不飽和化合物を有するアクリレート化合物、アクリレート化合物とチオール基を有するメルカプト化合物、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ポリエチレングリコールアクリレート、グリセロールメタクリレート等の多官能アクリレートモノマーを溶解させたもの等が挙げられる。また、上記のような樹脂組成物の任意の混合物を使用することも可能であり、光重合性不飽和結合を分子内に1個以上有する反応性のモノマーを含有している感光性樹脂であれば特に制限はない。   Examples of the acrylic resin composition include acrylate compounds having a radical reactive unsaturated compound, mercapto compounds having an acrylate compound and a thiol group, epoxy acrylate, urethane acrylate, polyester acrylate, polyether acrylate, polyethylene glycol acrylate, glycerol methacrylate and the like. What dissolved the polyfunctional acrylate monomer etc. are mentioned. It is also possible to use an arbitrary mixture of the above resin compositions, and any photosensitive resin containing a reactive monomer having one or more photopolymerizable unsaturated bonds in the molecule can be used. There are no particular restrictions.

光重合開始剤としては、公知のものを使用することができ、1種又は2種以上の組み合わせで使用することができる。   As a photoinitiator, a well-known thing can be used and it can be used by 1 type, or 2 or more types of combination.

本発明の応力吸収層は、上記100μNの荷重に対する押し込み硬さが0.4〜1.0GPaの範囲内である。   In the stress absorbing layer of the present invention, the indentation hardness with respect to the load of 100 μN is in the range of 0.4 to 1.0 GPa.

押し込み硬さとは、電磁石により圧子(三角すい圧子)を試料に押しつけ、この押圧力一定の割合で増加させ、圧子が試料に侵入していく過程で、圧子の試料への侵入深さを自動計測するものであって、その際に生じるくぼみの大きさを顕微鏡にて測定し、塑性変形分から硬さの値を得る方法である。   Indentation hardness means that an indenter (triangular pan indenter) is pressed against a sample by an electromagnet and increased at a constant rate, and the depth of penetration of the indenter into the sample is automatically measured as the indenter enters the sample. In this method, the size of the indentation generated at that time is measured with a microscope, and the hardness value is obtained from the plastic deformation.

具体的な押し込み硬さの測定としては、以下のような条件で実施したものである。   The specific indentation hardness was measured under the following conditions.

HYSITRON社製超微小押し込み硬さ試験機TriboScopeを用いて、23℃55%RHの雰囲気下で、試料に荷重100μNを加え、負荷開始から除荷までの全過程にわたって押し込み荷重P(mgf)に対応する押し込み深さh(nm)を連続的に測定し、P−h曲線を作成した。作成したP−h曲線から押し込み硬さHを、下記式(1)により求めた。   Using a microscopic indentation hardness tester TriboScope manufactured by HYSITRON, a load of 100 μN was applied to the sample in an atmosphere of 23 ° C. and 55% RH, and the indentation load P (mgf) was applied throughout the entire process from the start of loading to unloading. The corresponding indentation depth h (nm) was measured continuously to create a Ph curve. The indentation hardness H was determined from the created Ph curve by the following formula (1).

H(GPa)=Pmax/A ・・・(1)
[Pmax:最大荷重(μN)、A:圧子投影面積(μm)]
応力吸収層の押し込み硬さは0.4〜1.0GPaの範囲内であるが、特に0.45〜0.65の範囲内が好ましい。0.4GPa未満では、ガスバリアー層の残留応力を解消することができず、バリアー性や密着性が劣る。一方、1.0GPaを超えると、樹脂基材より剛性が強いため成膜ローラーとの密着性が不十分となり、プラズマ放電が均一に起こりにくくなるためガスバリアー層内の炭素原子成分の濃度勾配が不均一になり、ガスバリアー性や屈曲性の改善が阻害される。
H (GPa) = Pmax / A (1)
[Pmax: maximum load (μN), A: indenter projected area (μm 2 )]
The indentation hardness of the stress absorbing layer is in the range of 0.4 to 1.0 GPa, but is particularly preferably in the range of 0.45 to 0.65. If it is less than 0.4 GPa, the residual stress of the gas barrier layer cannot be eliminated, and the barrier properties and adhesion are inferior. On the other hand, if it exceeds 1.0 GPa, the rigidity of the resin substrate is stronger, so the adhesion with the film forming roller becomes insufficient, and the plasma discharge is less likely to occur uniformly, so the concentration gradient of the carbon atom component in the gas barrier layer is It becomes non-uniform and hinders improvement of gas barrier properties and flexibility.

前記押し込み硬さの範囲に調整するには、硬化性樹脂の選択、膜厚の調整、後述するマット剤の添加等で行うことができる。   Adjustment to the indentation hardness range can be performed by selecting a curable resin, adjusting the film thickness, adding a matting agent described later, and the like.

また、応力吸収層の両面の押し込み硬さは0.4〜1.0GPaの範囲内である必要があるが、成膜ローラーと接触する面の押し込み硬さが接触しない面より0.1〜0.3GPaの範囲内で小さいことがより好ましい。成膜ローラーと接触する面の押し込み硬さが接触しない面の押し込み硬さより上記範囲内で小さいと、フィルムカールや剛性に影響せず、成膜ローラーとの密着性が良好になり、プラズマ放電が均一に起こるため、ガスバリアー層内の炭素原子成分の濃度勾配が均一になって、ガスバリアー性や屈曲性がより改善される傾向になる。   The indentation hardness on both sides of the stress absorbing layer needs to be in the range of 0.4 to 1.0 GPa, but the indentation hardness of the surface in contact with the film forming roller is 0.1 to 0 than the surface that does not contact. More preferably, it is small within the range of 3 GPa. If the indentation hardness of the surface in contact with the film formation roller is smaller than the indentation hardness of the non-contact surface within the above range, the film curl and rigidity are not affected, the adhesion to the film formation roller is improved, and plasma discharge is prevented. Since it occurs uniformly, the concentration gradient of the carbon atom component in the gas barrier layer becomes uniform, and the gas barrier property and the flexibility tend to be further improved.

硬化性樹脂を溶媒に溶解又は分散させた樹脂組成物を用いて応力吸収層を形成する際に使用する溶媒としては、公知のアルコール系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒、ケトン系溶媒、エステル系溶媒等を使用することができる。   As a solvent used when forming a stress absorption layer using a resin composition in which a curable resin is dissolved or dispersed in a solvent, known alcohol solvents, aromatic hydrocarbon solvents, ether solvents, ketone solvents A solvent, an ester solvent, or the like can be used.

本発明の応力吸収層は、上述した樹脂組成物を、例えばドクターブレード法、スピンコート法、ディッピング法、テーブルコート法、スプレー法、アプリケーター法、カーテンコート法、ダイコート法、インクジェット法、ディスペンサー法等により塗布し(必要に応じて硬化剤を加え)、加熱や紫外線照射して樹脂組成物を硬化することで形成することができる。   The stress-absorbing layer of the present invention comprises the resin composition described above, for example, doctor blade method, spin coating method, dipping method, table coating method, spray method, applicator method, curtain coating method, die coating method, ink jet method, dispenser method, etc. It can be formed by applying (adding a curing agent if necessary) and curing the resin composition by heating or ultraviolet irradiation.

紫外線を照射する方法としては、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、メタルハライドランプ等から発せられる100〜400nmの範囲、好ましくは200〜400nmの範囲の波長領域の紫外線を照射する、又は走査型やカーテン型の電子線加速器から発せられる100nm以下の波長領域の電子線を照射することにより行うことができる。   As a method of irradiating ultraviolet rays, ultraviolet rays having a wavelength range of 100 to 400 nm, preferably 200 to 400 nm, emitted from an ultrahigh pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, a low pressure mercury lamp, a carbon arc, a metal halide lamp, etc., or The irradiation can be performed by irradiating an electron beam having a wavelength region of 100 nm or less emitted from a scanning or curtain type electron beam accelerator.

本発明の応力吸収層の厚さは、特に限定されないが、0.1〜10μmの範囲が好ましく、特に0.5〜5μmの範囲が好ましい。応力吸収層は2層以上の構成になっていても良い。また、樹脂基材の両面の応力吸収層の厚さは、同一でも異なっていてもよく、前記両面の押し込み硬さの設計によって、適宜厚さを変えることが好ましい。   The thickness of the stress absorbing layer of the present invention is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.1 to 10 μm, particularly preferably in the range of 0.5 to 5 μm. The stress absorbing layer may be composed of two or more layers. The thicknesses of the stress absorbing layers on both sides of the resin substrate may be the same or different, and it is preferable to change the thickness as appropriate depending on the design of the indentation hardness on both sides.

前記応力吸収層には、必要に応じて、酸化防止剤、可塑剤、マット剤、熱可塑性樹脂等の添加剤を加えることができる。   If necessary, additives such as an antioxidant, a plasticizer, a matting agent, and a thermoplastic resin can be added to the stress absorbing layer.

特に応力吸収層には、マット剤を加えることが好ましい。用いられるマット剤としては、無機微粒子又は有機微粒子を含有させることが好ましい。無機微粒子又は有機微粒子は塗膜の硬化収縮を抑制し、応力吸収層の基材への密着性を向上させることができる。   In particular, it is preferable to add a matting agent to the stress absorbing layer. The matting agent to be used preferably contains inorganic fine particles or organic fine particles. The inorganic fine particles or the organic fine particles can suppress the curing shrinkage of the coating film and improve the adhesion of the stress absorbing layer to the substrate.

応力吸収層の透明性を低下させないために、無機微粒子の一次粒子径が100nm未満であることが好ましく、特に50nm未満であることが好ましい。粒子径が100nmを越えると光の散乱が発生し、透過率の低下による透明性の低下が発生するため好ましくない。   In order not to lower the transparency of the stress absorption layer, the primary particle diameter of the inorganic fine particles is preferably less than 100 nm, and particularly preferably less than 50 nm. When the particle diameter exceeds 100 nm, light scattering occurs, and transparency is lowered due to a decrease in transmittance, which is not preferable.

無機微粒子としては、乾式シリカ、湿式シリカなどのシリカ微粒子、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化セリウム、酸化アンチモン、インジウム錫混合酸化物及びアンチモン錫混合酸化物などの金属酸化物微粒子、アクリル、スチレンなどの有機微粒子などが挙げられ、とりわけ、透明性、硬度の観点から10〜50nmの範囲のシリカ微粒子を有機溶媒に分散させたナノ分散シリカ微粒子であることが好ましい。   Inorganic fine particles include silica fine particles such as dry silica and wet silica, metal oxide fine particles such as titanium oxide, zirconium oxide, zinc oxide, tin oxide, cerium oxide, antimony oxide, indium tin mixed oxide and antimony tin mixed oxide. In particular, organic fine particles such as acrylic and styrene are preferable. From the viewpoints of transparency and hardness, nano-dispersed silica fine particles in which silica fine particles in the range of 10 to 50 nm are dispersed in an organic solvent are preferable.

また、無機微粒子は、応力吸収層を構成する硬化性樹脂100質量部に対し、5〜50質量部の範囲配合されることが好ましく、特に10〜40質量部の範囲配合されることが好ましい。添加量はまた後述する算術平均粗さによって適宜決定される。   In addition, the inorganic fine particles are preferably blended in the range of 5 to 50 parts by weight, particularly preferably in the range of 10 to 40 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the curable resin constituting the stress absorbing layer. The addition amount is also appropriately determined according to the arithmetic average roughness described later.

本発明に係る応力吸収層は、算術平均粗さRa値が0.3〜5nmの範囲内であることが好ましい。好ましくは0.5〜3nmの範囲である。0.3nmより大きいと、表面が平滑すぎず成膜ローラー搬送の劣化がみられないため、CVD法でのガスバリアー層形成が良好に行える。一方、5nmより小さいと、成膜ローラーとの密着性がよく、放電に影響を与えないのでガスバリアー層内の炭素原子成分の濃度勾配が均一になり、ガスバリアー性や屈曲性等が改善され好ましい。   The stress absorbing layer according to the present invention preferably has an arithmetic average roughness Ra value in the range of 0.3 to 5 nm. Preferably it is the range of 0.5-3 nm. When the thickness is larger than 0.3 nm, the surface is not too smooth and deterioration of the film forming roller conveyance is not observed, so that the gas barrier layer can be satisfactorily formed by the CVD method. On the other hand, if it is smaller than 5 nm, the adhesion with the film-forming roller is good and does not affect the discharge, so the concentration gradient of the carbon atom component in the gas barrier layer becomes uniform, and the gas barrier properties and flexibility are improved. preferable.

本発明の応力吸収層の算術平均粗さ(Ra)は以下の方法で測定することができる。   The arithmetic average roughness (Ra) of the stress absorbing layer of the present invention can be measured by the following method.

算術平均粗さ測定の方法;AFM測定:
算術平均粗さは、AFM(原子間力顕微鏡)、例えば、Digital Instruments社製DI3100で、極小の先端半径の触針を持つ検出器で連続測定した凹凸の断面曲線から算出され、極小の先端半径の触針により測定方向が数十μmの区間内を多数回測定し、微細な凹凸の振幅に関する粗さである。
Arithmetic mean roughness measurement method; AFM measurement:
Arithmetic mean roughness is calculated from an uneven sectional curve continuously measured by an AFM (Atomic Force Microscope), for example, DI3100 manufactured by Digital Instruments, with a detector having a stylus having a minimum tip radius. This is a roughness related to the amplitude of fine irregularities, measured in a section having a measurement direction of several tens of μm many times with a stylus.

<ガスバリアー層>
本発明に係るガスバリアー層は、応力吸収層を両面に有する樹脂基材を一対の成膜ローラーの各々に接触させながら搬送を行い、当該一対の成膜ローラー間に成膜ガスを供給しながらプラズマ放電を行うプラズマ化学気相成長法によって、前記応力吸収層上に形成する薄膜層である。
<Gas barrier layer>
The gas barrier layer according to the present invention conveys a resin base material having a stress absorbing layer on both surfaces while contacting each of a pair of film forming rollers, and supplies a film forming gas between the pair of film forming rollers. It is a thin film layer formed on the stress absorbing layer by plasma enhanced chemical vapor deposition with plasma discharge.

前記ガスバリアー層は、成膜ガスとして有機ケイ素化合物を含有する原料ガスと酸素ガスを用い、ガスバリアー層の構成元素として炭素、ケイ素、及び酸素を含み、かつ該層の層厚方向における該層の表面からの距離と、ケイ素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する炭素原子の量の比率(炭素原子比率)との関係を示す炭素分布曲線において、当該ガスバリアー層の炭素原子比率が層全体の平均値として8〜20at%の範囲内であり、かつ当該炭素分布曲線が、層内で濃度勾配を有して連続的に変化していることが、ガスバリアー性と屈曲性を高度に両立する観点から好ましい。当該炭素原子比率の層全体の平均値は後述するXPSデプスプロファイルの測定によって得られたデータより、求めることができる。   The gas barrier layer uses a source gas containing an organosilicon compound and oxygen gas as a film forming gas, contains carbon, silicon, and oxygen as constituent elements of the gas barrier layer, and the layer in the layer thickness direction of the layer In the carbon distribution curve showing the relationship between the distance from the surface of the metal and the ratio of the amount of carbon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms (carbon atom ratio), the carbon atom ratio of the gas barrier layer is the layer It is in the range of 8 to 20 at% as a whole average value, and the carbon distribution curve is continuously changing with a concentration gradient in the layer, so that the gas barrier property and flexibility are highly enhanced. It is preferable from the viewpoint of achieving both. The average value of the entire carbon atom ratio layer can be obtained from data obtained by measurement of an XPS depth profile described later.

なお、上記炭素分布曲線における、「ケイ素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量」とは、ケイ素原子、酸素原子及び炭素原子の合計数を意味し、「炭素原子の量」とは炭素原子数を意味する。同様に、ケイ素分布曲線のケイ素原子の量、及び酸素分布曲線の酸素原子の量についても同義であり、単位は「at%(原子%)」とする。   In the carbon distribution curve, “total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms” means the total number of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms, and “amount of carbon atoms” means the number of carbon atoms. Means. Similarly, the amount of silicon atoms in the silicon distribution curve and the amount of oxygen atoms in the oxygen distribution curve are also synonymous, and the unit is “at% (atomic%)”.

また、本発明に係るガスバリアー層は、以下の条件(A)を満たすことも好ましい。   In addition, the gas barrier layer according to the present invention preferably satisfies the following condition (A).

該層が炭素、ケイ素、及び酸素を含有しており、且つ、該層の層厚方向における該層の表面からの距離と、ケイ素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対するケイ素原子の量の比率(ケイ素原子比率)、酸素原子の量の比率(酸素原子比率)及び炭素原子の量の比率(炭素原子比率)との関係をそれぞれ示すケイ素分布曲線、酸素分布曲線及び炭素分布曲線において、
〔条件(A)〕
(i)ケイ素原子比率、酸素原子比率及び炭素原子比率が、該層の層厚の90%以上の距離領域において下記式(1):
(酸素原子比率)>(ケイ素原子比率)>(炭素原子比率)・・・(1)
で表される条件を満たすこと、あるいは、下記式(2):
(炭素原子比率)>(ケイ素原子比率)>(酸素原子比率)・・・(2)
で表される条件を満たすこと、
(ii)前記炭素分布曲線が少なくとも1つの極値を有すること、
(iii)前記炭素分布曲線における炭素原子比率の最大値及び最小値の差の絶対値が5at%以上であること、
がガスバリアー性と屈曲性を高度に両立する観点から好ましい。
The layer contains carbon, silicon, and oxygen, and the distance from the surface of the layer in the layer thickness direction of the layer and the amount of silicon atoms relative to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms. In the silicon distribution curve, oxygen distribution curve and carbon distribution curve showing the relationship between the ratio (silicon atom ratio), the ratio of the amount of oxygen atoms (oxygen atom ratio) and the ratio of the amount of carbon atoms (carbon atom ratio), respectively.
[Condition (A)]
(I) In the distance region where the silicon atomic ratio, oxygen atomic ratio, and carbon atomic ratio are 90% or more of the layer thickness, the following formula (1):
(Oxygen atom ratio)> (silicon atom ratio)> (carbon atom ratio) (1)
Or the following expression (2):
(Carbon atom ratio)> (silicon atom ratio)> (oxygen atom ratio) (2)
Satisfying the condition represented by
(Ii) the carbon distribution curve has at least one extreme value;
(Iii) The absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the carbon atom ratio in the carbon distribution curve is 5 at% or more,
Is preferable from the viewpoint of achieving both high gas barrier properties and flexibility.

以下、本発明に係るガスバリアー層の詳細について更に説明する。   Hereinafter, the details of the gas barrier layer according to the present invention will be further described.

〈ガスバリアー層−元素極値〉
本発明に係るガスバリアー層は、ガスバリアー層の構成元素に炭素、ケイ素、及び酸素を含み、かつ該層の層厚方向における該層の表面からの距離と、ケイ素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する炭素原子の量の比率(炭素原子比率)との関係を示す炭素分布曲線において、当該ガスバリアー層の炭素原子比率が層全体の平均値として8〜20at%の範囲内である。より好ましくは10〜20at%の範囲である。
<Gas barrier layer-element extreme value>
The gas barrier layer according to the present invention contains carbon, silicon, and oxygen as constituent elements of the gas barrier layer, and the distance from the surface of the layer in the layer thickness direction of the layer, silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms In the carbon distribution curve showing the relationship with the ratio of the amount of carbon atoms to the total amount (carbon atom ratio), the carbon atom ratio of the gas barrier layer is in the range of 8 to 20 at% as the average value of the entire layer. More preferably, it is the range of 10-20 at%.

当該範囲内にすることにより、ガスバリアー性と屈曲性を十分に満たすガスバリアー層を形成することができる。   By setting it within this range, it is possible to form a gas barrier layer that sufficiently satisfies gas barrier properties and flexibility.

また、前記炭素原子比率が濃度勾配を有して連続的に変化するものであることが、ガスバリアー性と屈曲性を両立する観点から好ましい。このようなガスバリアー層においては、層内における炭素分布曲線が少なくとも1つの極値を有することが好ましい。更に、少なくとも2つの極値を有することがより好ましく、少なくとも3つの極値を有することが特に好ましい。前記炭素分布曲線が極値を有さない場合には、得られるガスバリアーフィルムのフィルムを屈曲させた場合におけるガスバリアー性が不十分となる。また、このように少なくとも2つ又は3つの極値を有する場合においては、前記炭素分布曲線が有する一つの極値及び該極値に隣接する極値における前記ガスバリアー層の層厚方向における前記ガスバリアー層の表面からの距離の差の絶対値が、いずれも200nm以下であることが好ましく、100nm以下であることがより好ましい。   In addition, it is preferable that the carbon atom ratio continuously changes with a concentration gradient from the viewpoint of achieving both gas barrier properties and flexibility. In such a gas barrier layer, the carbon distribution curve in the layer preferably has at least one extreme value. Furthermore, it is more preferable to have at least two extreme values, and it is particularly preferable to have at least three extreme values. When the carbon distribution curve does not have an extreme value, the gas barrier property when the obtained gas barrier film is bent is insufficient. In the case of having at least two or three extreme values as described above, the gas in the thickness direction of the gas barrier layer at one extreme value and an extreme value adjacent to the extreme value that the carbon distribution curve has. The absolute value of the difference in distance from the surface of the barrier layer is preferably 200 nm or less, and more preferably 100 nm or less.

なお、本発明において極値とは、各元素の原子比率の極大値又は極小値のことをいう。   In the present invention, the extreme value refers to the maximum value or the minimum value of the atomic ratio of each element.

〈極大値、及び極小値の定義〉
本発明において極大値とは、ガスバリアー層の表面からの距離を変化させた場合に元素の原子比率の値が増加から減少に変わる点であって、かつその点の元素の原子比率の値よりも、該点からガスバリアー層の層厚方向におけるガスバリアー層の表面からの距離を更に20nm変化させた位置の元素の原子比率の値が3at%以上減少する点のことをいう。
<Definition of maximum and minimum values>
In the present invention, the maximum value is a point where the value of the atomic ratio of an element changes from increasing to decreasing when the distance from the surface of the gas barrier layer is changed, and from the value of the atomic ratio of the element at that point. This also means that the atomic ratio value of the element at a position where the distance from the surface of the gas barrier layer in the layer thickness direction of the gas barrier layer is further changed by 20 nm from that point is reduced by 3 at% or more.

さらに、本発明において極小値とは、ガスバリアー層の表面からの距離を変化させた場合に元素の原子比の値が減少から増加に変わる点であり、且つその点の元素の原子比率の値よりも、該点からガスバリアー層の層厚方向におけるガスバリアー層の表面からの距離を更に20nm変化させた位置の元素の原子比の値が3at%以上増加する点のことをいう。   Further, in the present invention, the minimum value is a point where the value of the atomic ratio of the element changes from decrease to increase when the distance from the surface of the gas barrier layer is changed, and the value of the atomic ratio of the element at that point Rather, the atomic ratio value of the element at a position where the distance from the surface of the gas barrier layer in the layer thickness direction of the gas barrier layer from this point is further changed by 20 nm increases by 3 at% or more.

〈実質連続の定義〉
本発明においては、前記炭素分布曲線は実質的に連続であることが好ましい。
<Definition of real continuity>
In the present invention, the carbon distribution curve is preferably substantially continuous.

本明細書において、炭素分布曲線が実質的に連続とは、炭素分布曲線における炭素原子比率が不連続に変化する部分を含まないことを意味し、具体的には、エッチング速度とエッチング時間とから算出される前記ガスバリアー層のうちの少なくとも1層の層厚方向における該層の表面からの距離(x、単位:nm)と、炭素原子比率(C、単位:at%)との関係において、下記数式(F1):
(dC/dx)≦ 0.5 ・・・(F1)
で表される条件を満たすことをいう。
In this specification, that the carbon distribution curve is substantially continuous means that it does not include a portion where the carbon atom ratio in the carbon distribution curve changes discontinuously. Specifically, from the etching rate and the etching time, In the relationship between the distance (x, unit: nm) from the surface of the layer in the layer thickness direction of at least one of the gas barrier layers calculated and the carbon atom ratio (C, unit: at%), Formula (F1) below:
(DC / dx) ≦ 0.5 (F1)
This means that the condition represented by

〈炭素原子比率の最大値と最小値の関係〉
また、このようなガスバリアー層は、更に、(iii)前記炭素分布曲線における炭素原子比率の最大値及び最小値の差の絶対値が5at%以上であることが好ましい。また、このようなガスバリアー層においては、炭素原子比率の最大値及び最小値の差の絶対値が6at%以上であることがより好ましく、7at%以上であることが特に好ましい。前記絶対値が5at%以上では、得られるガスバリアーフィルムのフィルムを屈曲させた場合におけるガスバリアー性が十分となる。
<Relationship between maximum and minimum carbon atom ratio>
Further, such a gas barrier layer preferably further has (iii) the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the carbon atom ratio in the carbon distribution curve is 5 at% or more. In such a gas barrier layer, the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the carbon atom ratio is more preferably 6 at% or more, and particularly preferably 7 at% or more. When the absolute value is 5 at% or more, the gas barrier property when the obtained gas barrier film is bent is sufficient.

〈酸素原子比率の最大値と最小値の関係〉
本発明においては、前記ガスバリアー層の酸素分布曲線における最大値及び最小値の差の絶対値が5at%以上であることが好ましく、6at%以上であることがより好ましく、7at%以上であることが特に好ましい。前記絶対値が5at%以上では、得られるガスバリアーフィルムを屈曲させた場合におけるガスバリアー性が十分となる。
<Relationship between maximum and minimum oxygen atom ratio>
In the present invention, the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value in the oxygen distribution curve of the gas barrier layer is preferably 5 at% or more, more preferably 6 at% or more, and 7 at% or more. Is particularly preferred. When the absolute value is 5 at% or more, the gas barrier property when the obtained gas barrier film is bent is sufficient.

〈ケイ素原子比率の最大値と最小値の関係〉
本発明においては、前記ガスバリアー層のケイ素分布曲線における最大値及び最小値の差の絶対値が5at%未満であることが好ましく、4at%未満であることがより好ましく、3at%未満であることが特に好ましい。前記絶対値が5at%未満であれば、得られるガスバリアーフィルムのガスバリアー性及び機械的強度が十分となる。
<Relationship between maximum and minimum values of silicon atom ratio>
In the present invention, the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value in the silicon distribution curve of the gas barrier layer is preferably less than 5 at%, more preferably less than 4 at%, and more preferably less than 3 at%. Is particularly preferred. If the absolute value is less than 5 at%, the gas barrier film obtained has sufficient gas barrier properties and mechanical strength.

〈酸素原子+炭素原子の合計量の比率〉
本発明においては、前記ガスバリアー層のうちの少なくとも1層の層厚方向における該層の表面からの距離と、ケイ素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する酸素原子及び炭素原子の合計量の比率(酸素−炭素合計の原子比率という。)である酸素−炭素合計の分布曲線(酸素炭素分布曲線ともいう。)において、前記酸素−炭素合計の原子比率の最大値及び最小値の差の絶対値が5at%未満であることが好ましく、4at%未満であることがより好ましく、3at%未満であることが特に好ましい。前記絶対値が5at%未満であれば、得られるガスバリアーフィルムのガスバリアー性が十分となる。
<Ratio of the total amount of oxygen atoms + carbon atoms>
In the present invention, the distance from the surface of the layer in the thickness direction of at least one of the gas barrier layers and the total amount of oxygen atoms and carbon atoms relative to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms. In an oxygen-carbon total distribution curve (also referred to as an oxygen-carbon distribution curve), which is a ratio (referred to as oxygen-carbon total atomic ratio), the absolute difference between the maximum value and the minimum value of the oxygen-carbon total atomic ratio. The value is preferably less than 5 at%, more preferably less than 4 at%, and particularly preferably less than 3 at%. When the absolute value is less than 5 at%, the gas barrier property of the obtained gas barrier film is sufficient.

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

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

本発明のガスバリアーフィルムは、上記条件(i)〜(iii)を全て満たすガスバリアー層を少なくとも1層備えることが好ましいが、そのような条件を満たす層を2層以上備えていてもよい。さらに、このようなガスバリアー層を2層以上備える場合には、複数のガスバリアー層の材質は、同一であってもよく、異なっていてもよい。また、このようなガスバリアー層を2層以上備える場合には、このようなガスバリアー層は前記基材の一方の表面上に形成されていてもよく、前記基材の両方の表面上に形成されていてもよい。また、このような複数のガスバリアー層としては、ガスバリアー性を必ずしも有しないガスバリアー層を含んでいてもよい。   The gas barrier film of the present invention preferably includes at least one gas barrier layer that satisfies all of the above conditions (i) to (iii), but may include two or more layers that satisfy such conditions. Furthermore, when two or more such gas barrier layers are provided, the materials of the plurality of gas barrier layers may be the same or different. Further, when two or more such gas barrier layers are provided, such a gas barrier layer may be formed on one surface of the base material, and is formed on both surfaces of the base material. May be. Moreover, as such a plurality of gas barrier layers, a gas barrier layer not necessarily having a gas barrier property may be included.

また、前記ケイ素分布曲線、前記酸素分布曲線及び前記炭素分布曲線において、ケイ素原子比率、酸素原子比率及び炭素原子比率が、該層の層厚の90%以上の距離領域において前記式(1)で表される条件を満たす場合には、前記ガスバリアー層中におけるケイ素原子比率は、25〜45at%の範囲であることが好ましく、30〜40at%の範囲であることがより好ましい。また、前記ガスバリアー層中における酸素原子比率は、33〜67at%の範囲であることが好ましく、45〜67at%の範囲であることがより好ましい。さらに、前記ガスバリアー層中における炭素原子比率は、3〜33at%の範囲であることが好ましく、3〜25at%の範囲であることがより好ましい。   In the silicon distribution curve, the oxygen distribution curve, and the carbon distribution curve, the silicon atom ratio, the oxygen atom ratio, and the carbon atom ratio are expressed by the formula (1) in a distance region that is 90% or more of the layer thickness of the layer. When the conditions to be expressed are satisfied, the silicon atom ratio in the gas barrier layer is preferably in the range of 25 to 45 at%, and more preferably in the range of 30 to 40 at%. The oxygen atom ratio in the gas barrier layer is preferably in the range of 33 to 67 at%, and more preferably in the range of 45 to 67 at%. Furthermore, the carbon atom ratio in the gas barrier layer is preferably in the range of 3 to 33 at%, and more preferably in the range of 3 to 25 at%.

さらに、前記ケイ素分布曲線、前記酸素分布曲線及び前記炭素分布曲線において、ケイ素原子比率、酸素原子比率及び炭素原子比率が、該層の層厚の90%以上の距離領域において前記式(2)で表される条件を満たす場合には、前記ガスバリアー層中におけるケイ素原子比率は、25〜45at%の範囲であることが好ましく、30〜40at%の範囲であることがより好ましい。また、前記ガスバリアー層中における酸素原子比率は、1〜33at%の範囲であることが好ましく、10〜27at%の範囲であることがより好ましい。さらに、前記ガスバリアー層中における炭素原子比率は、33〜66at%の範囲であることが好ましく、40〜57at%の範囲であることがより好ましい。   Further, in the silicon distribution curve, the oxygen distribution curve, and the carbon distribution curve, the silicon atom ratio, the oxygen atom ratio, and the carbon atom ratio are expressed by the formula (2) in a distance region that is 90% or more of the layer thickness of the layer. When the conditions to be expressed are satisfied, the silicon atom ratio in the gas barrier layer is preferably in the range of 25 to 45 at%, and more preferably in the range of 30 to 40 at%. The oxygen atomic ratio in the gas barrier layer is preferably in the range of 1 to 33 at%, and more preferably in the range of 10 to 27 at%. Furthermore, the carbon atom ratio in the gas barrier layer is preferably in the range of 33 to 66 at%, and more preferably in the range of 40 to 57 at%.

〈バリアー層の厚さ〉
前記ガスバリアー層の厚さは、5〜3000nmの範囲であることが好ましく、10〜2000nmの範囲であることより好ましく、100〜1000nmの範囲であることが特に好ましい。ガスバリアー層の厚さが前記範囲内であれば、酸素ガスバリアー性、水蒸気バリアー性等のガスバリアー性に優れ、屈曲によるガスバリアー性の低下がみられない。
<Barrier layer thickness>
The thickness of the gas barrier layer is preferably in the range of 5 to 3000 nm, more preferably in the range of 10 to 2000 nm, and particularly preferably in the range of 100 to 1000 nm. When the thickness of the gas barrier layer is within the above range, the gas barrier properties such as oxygen gas barrier property and water vapor barrier property are excellent, and the gas barrier property is not deteriorated by bending.

また、本発明のガスバリアーフィルムが複数のガスバリアー層を備える場合には、それらのガスバリアー層の厚さのトータルの値は、通常10〜10000nmの範囲であり、10〜5000nmの範囲であることが好ましく、100〜3000nmの範囲であることより好ましく、200〜2000nmの範囲であることが特に好ましい。ガスバリアー層の厚さの合計値が前記範囲内であると、酸素ガスバリアー性、水蒸気バリアー性等のガスバリアー性が十分であり、屈曲によりガスバリアー性も低下しにくい傾向にある。   When the gas barrier film of the present invention includes a plurality of gas barrier layers, the total value of the thicknesses of the gas barrier layers is usually in the range of 10 to 10,000 nm, and in the range of 10 to 5000 nm. It is more preferable, it is more preferable that it is the range of 100-3000 nm, and it is especially preferable that it is the range of 200-2000 nm. When the total thickness of the gas barrier layers is within the above range, gas barrier properties such as oxygen gas barrier properties and water vapor barrier properties are sufficient, and the gas barrier properties tend not to be lowered by bending.

〈ガスバリアー層の製造方法〉
本発明に係るガスバリアー層は、プラズマ化学気相成長法により形成される層である。より詳しく当該プラズマ化学気相成長法により形成されるガスバリアー層として、前記樹脂基材を一対の成膜ローラーの各々に接触させながら搬送を行い、前記一対の成膜ローラー間に成膜ガスを供給しながらプラズマ放電して、プラズマ化学気相成長法により形成される層である。また、このようにして一対の成膜ローラー間に放電する際には、前記一対の成膜ローラーの極性を交互に反転させることが好ましい。更に、このようなプラズマ化学気相成長法に用いる前記成膜ガスとしては有機ケイ素化合物と酸素とを含むものが好ましく、その成膜ガス中の酸素の含有量は、前記成膜ガス中の前記有機ケイ素化合物の全量を完全酸化するのに必要な理論酸素量以下であることが好ましい。また、本発明のガスバリアーフィルムにおいては、前記ガスバリアー層が連続的な成膜プロセスにより形成された層であることが好ましい。
<Method for producing gas barrier layer>
The gas barrier layer according to the present invention is a layer formed by a plasma chemical vapor deposition method. More specifically, as the gas barrier layer formed by the plasma chemical vapor deposition method, the resin substrate is transported while being in contact with each of the pair of film forming rollers, and the film forming gas is supplied between the pair of film forming rollers. It is a layer formed by plasma chemical vapor deposition by plasma discharge while being supplied. Further, when discharging between the pair of film forming rollers in this way, it is preferable to reverse the polarities of the pair of film forming rollers alternately. Further, the film forming gas used in such a plasma chemical vapor deposition method preferably contains an organosilicon compound and oxygen, and the content of oxygen in the film forming gas is the same as that in the film forming gas. It is preferable that the amount is less than or equal to the theoretical oxygen amount necessary for complete oxidation of the entire amount of the organosilicon compound. In the gas barrier film of the present invention, the gas barrier layer is preferably a layer formed by a continuous film forming process.

次に、本発明のガスバリアーフィルムを製造する方法について説明する。本発明のガスバリアーフィルムは、前記樹脂基材の応力吸収層表面上に前記ガスバリアー層を形成させることにより製造することができる。このような本発明にかかるガスバリアー層を前記樹脂基材の表面上に形成させる方法としては、ガスバリアー性の観点から、プラズマ化学気相成長法(プラズマCVD法)を採用するものであるが、前記プラズマ化学気相成長法はペニング放電プラズマ方式のプラズマ化学気相成長法であっても良い。   Next, a method for producing the gas barrier film of the present invention will be described. The gas barrier film of this invention can be manufactured by forming the said gas barrier layer on the stress absorption layer surface of the said resin base material. As a method for forming such a gas barrier layer according to the present invention on the surface of the resin substrate, a plasma chemical vapor deposition method (plasma CVD method) is employed from the viewpoint of gas barrier properties. The plasma enhanced chemical vapor deposition method may be a Penning discharge plasma type chemical vapor deposition method.

本発明に係るガスバリアー層のように、炭素原子比率が濃度勾配を有し、かつ層内で連続的に変化する層を形成するには、前記プラズマ化学気相成長法においてプラズマを発生させる際に、複数の成膜ローラーの間の空間にプラズマ放電を発生させることが好ましく、本発明では一対の成膜ローラーを用い、その一対の成膜ローラーのそれぞれに前記樹脂基材を接触させながら搬送を行い、当該一対の成膜ローラー間に放電してプラズマを発生させることが好ましい。このようにして、一対の成膜ローラーを用い、その一対の成膜ローラー上に樹脂基材を接触させながら搬送して、かかる一対の成膜ローラー間にプラズマ放電することにより、樹脂基材と成膜ローラー間のプラズマ放電位置との距離が変化することによって、前記炭素原子比率が濃度勾配を有し、かつ層内で連続的に変化するようなガスバリアー層を形成することが可能となる。   In order to form a layer having a concentration gradient of carbon atoms and continuously changing in the layer, such as the gas barrier layer according to the present invention, plasma is generated in the plasma chemical vapor deposition method. In addition, it is preferable to generate a plasma discharge in a space between a plurality of film forming rollers. In the present invention, a pair of film forming rollers is used, and the resin base material is conveyed while contacting each of the pair of film forming rollers. It is preferable to generate plasma by discharging between the pair of film forming rollers. In this way, by using a pair of film forming rollers, conveying the resin base material on the pair of film forming rollers, and carrying out plasma discharge between the pair of film forming rollers, By changing the distance between the film discharge rollers and the plasma discharge position, it becomes possible to form a gas barrier layer in which the carbon atom ratio has a concentration gradient and continuously changes in the layer. .

また、成膜時に一方の成膜ローラー上に存在する樹脂基材の表面部分を成膜しつつ、もう一方の成膜ローラー上に存在する樹脂基材の表面部分も同時に成膜することが可能となって効率よく薄膜を製造できるばかりか、成膜レートを倍にでき、なおかつ、同じ構造の膜を成膜できるので前記炭素分布曲線における極値を少なくとも倍増させることが可能となり、効率よく上記条件(i)〜(iii)を全てを満たす層を形成することが可能となる。   It is also possible to form a film on the surface part of the resin substrate that exists on the other film forming roller while forming a film on the surface part of the resin substrate that exists on one film formation roller. In addition to efficiently producing a thin film, the film formation rate can be doubled, and a film having the same structure can be formed, so that the extreme value in the carbon distribution curve can be at least doubled. It is possible to form a layer that satisfies all of the conditions (i) to (iii).

また、本発明のガスバリアーフィルムは、生産性の観点から、ロールtoロール方式で前記基材の表面上に前記ガスバリアー層を形成させることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the gas barrier film of this invention forms the said gas barrier layer on the surface of the said base material by the roll to roll system from a viewpoint of productivity.

また、このようなプラズマ化学気相成長法によりガスバリアーフィルムを製造する際に用いることが可能な装置としては、特に制限されないが、少なくとも一対の成膜ローラーと、プラズマ電源とを備え且つ前記一対の成膜ローラー間において放電することが可能な構成となっている装置であることが好ましく、例えば、図2に示す製造装置を用いた場合には、プラズマ化学気相成長法を利用しながらロールtoロール方式で製造することも可能となる。   An apparatus that can be used when producing a gas barrier film by such a plasma chemical vapor deposition method is not particularly limited, and includes at least a pair of film forming rollers and a plasma power source, and the pair It is preferable that the apparatus has a configuration capable of discharging between the film forming rollers. For example, when the manufacturing apparatus shown in FIG. 2 is used, a roll is used while utilizing plasma chemical vapor deposition. It is also possible to manufacture by a to-roll method.

以下、図2を参照しながら、本発明のガスバリアーフィルムを製造する方法についてより詳細に説明する。なお、図2は、本発明のガスバリアーフィルムを製造するのに好適に利用することが可能な製造装置の一例を示す模式図である。以下の説明における樹脂基材1とは、本発明に係る応力吸収層を両面に有する樹脂基材をいう。   Hereinafter, the method for producing the gas barrier film of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic view showing an example of a production apparatus that can be suitably used for producing the gas barrier film of the present invention. The resin base material 1 in the following description refers to a resin base material having the stress absorption layer according to the present invention on both surfaces.

図2に示す製造装置は、送り出しローラー11と、搬送ローラー21、22、23、24と、成膜ローラー31、32と、ガス供給管41と、プラズマ発生用電源51と、成膜ローラー31及び32の内部に設置された磁場発生装置61、62と、巻取りローラー71とを備えている。また、このような製造装置においては、少なくとも成膜ローラー31、32と、ガス供給管41と、プラズマ発生用電源51と、永久磁石からなる磁場発生装置61、62とが図示を省略した真空チャンバー内に配置されている。更に、このような製造装置において前記真空チャンバーは図示を省略した真空ポンプに接続されており、かかる真空ポンプにより真空チャンバー内の圧力を適宜調整することが可能となっている。   The manufacturing apparatus shown in FIG. 2 includes a delivery roller 11, transport rollers 21, 22, 23, 24, film formation rollers 31, 32, a gas supply pipe 41, a plasma generation power source 51, a film formation roller 31, and 32, magnetic field generators 61 and 62 installed inside 32, and a winding roller 71 are provided. In such a manufacturing apparatus, at least the film forming rollers 31, 32, the gas supply pipe 41, the plasma generation power source 51, and the magnetic field generators 61, 62 made of permanent magnets are not shown in the vacuum chamber. Is placed inside. Further, in such a manufacturing apparatus, the vacuum chamber is connected to a vacuum pump (not shown), and the pressure in the vacuum chamber can be appropriately adjusted by the vacuum pump.

このような製造装置においては、一対の成膜ローラー(成膜ローラー31と成膜ローラー32)を一対の対向電極として機能させることが可能となるように、各成膜ローラーがそれぞれプラズマ発生用電源51に接続されている。そのため、このような製造装置においては、プラズマ発生用電源51により電力を供給することにより、成膜ローラー31と成膜ローラー32との間の空間に放電することが可能であり、これにより成膜ローラー31と成膜ローラー32との間の空間にプラズマを発生させることができる。なお、このように、成膜ローラー31と成膜ローラー32を電極としても利用する場合には、電極としても利用可能なようにその材質や設計を適宜変更すればよい。また、このような製造装置においては、一対の成膜ローラー(成膜ローラー31及び32)は、その中心軸が同一平面上において略平行となるようにして配置することが好ましい。このようにして、一対の成膜ローラー(成膜ローラー31及び32)を配置することにより、成膜レートを倍にでき、なおかつ、同じ構造の膜を成膜できるので前記炭素分布曲線における極値を少なくとも倍増させることが可能となる。   In such a manufacturing apparatus, each film-forming roller has a power source for plasma generation so that the pair of film-forming rollers (the film-forming roller 31 and the film-forming roller 32) can function as a pair of counter electrodes. 51 is connected. Therefore, in such a manufacturing apparatus, it is possible to discharge into the space between the film forming roller 31 and the film forming roller 32 by supplying electric power from the plasma generating power source 51, thereby forming the film. Plasma can be generated in the space between the roller 31 and the film forming roller 32. In addition, when using the film-forming roller 31 and the film-forming roller 32 as electrodes as described above, the material and design may be appropriately changed so that the film-forming roller 31 and the film-forming roller 32 can also be used as electrodes. Moreover, in such a manufacturing apparatus, it is preferable to arrange | position a pair of film-forming roller (film-forming rollers 31 and 32) so that the central axis may become substantially parallel on the same plane. By arranging a pair of film forming rollers (film forming rollers 31 and 32) in this way, the film forming rate can be doubled, and a film having the same structure can be formed. Can be at least doubled.

また、成膜ローラー31及び成膜ローラー32の内部には、成膜ローラーが回転しても回転しないようにして固定された磁場発生装置61及び62がそれぞれ設けられている。   Further, inside the film forming roller 31 and the film forming roller 32, magnetic field generators 61 and 62 fixed so as not to rotate even when the film forming roller rotates are provided, respectively.

さらに、成膜ローラー31及び成膜ローラー32としては適宜公知のローラーを用いることができる。このような成膜ローラー31及び32としては、より効率よく薄膜を形成せしめるという観点から、直径が同一のものを使うことが好ましい。また、このような成膜ローラー31及び32の直径としては、放電条件、チャンバーのスペース等の観点から、直径が300〜1000mmφの範囲、特に300〜700mmφの範囲が好ましい。300mmφより大きいと、プラズマ放電空間が小さくなることがないため生産性の劣化もなく、短時間でプラズマ放電の全熱量がフィルムにかかることを回避できることから、残留応力が大きくなりにくく好ましい。一方、1000mmφより小さいと、プラズマ放電空間の均一性等も含めて装置設計上、実用性を保持することができるため好ましい。   Furthermore, as the film forming roller 31 and the film forming roller 32, known rollers can be used as appropriate. As such film forming rollers 31 and 32, it is preferable to use ones having the same diameter from the viewpoint of forming a thin film more efficiently. Further, the diameter of the film forming rollers 31 and 32 is preferably in the range of 300 to 1000 mmφ, particularly in the range of 300 to 700 mmφ, from the viewpoint of discharge conditions, chamber space, and the like. When the diameter is larger than 300 mmφ, the plasma discharge space is not reduced, productivity is not deteriorated, and the total amount of heat of the plasma discharge can be prevented from being applied to the film in a short time. On the other hand, it is preferable that the diameter is smaller than 1000 mmφ because practicality can be maintained in terms of device design including uniformity of plasma discharge space.

また、このような製造装置に用いる送り出しローラー11及び搬送ローラー21、22、23、24としては適宜公知のローラーを用いることができる。また、巻取りローラー71としても、ガスバリアー層を形成した樹脂基材1を巻き取ることが可能なものであればよく、特に制限されず、適宜公知のローラーを用いることができる。   Moreover, a well-known roller can be used suitably as the sending-out roller 11 and the conveyance rollers 21, 22, 23, and 24 which are used for such a manufacturing apparatus. The winding roller 71 is not particularly limited as long as it can wind the resin base material 1 on which the gas barrier layer is formed, and a known roller can be used as appropriate.

ガス供給管41としては原料ガス等を所定の速度で供給又は排出することが可能なものを適宜用いることができる。さらに、プラズマ発生用電源51としては、適宜公知のプラズマ発生装置の電源を用いることができる。このようなプラズマ発生用電源51は、これに接続された成膜ローラー31と成膜ローラー32に電力を供給して、これらを放電のための対向電極として利用することを可能とする。このようなプラズマ発生用電源51としては、より効率よくプラズマCVD法を実施することが可能となることから、前記一対の成膜ローラーの極性を交互に反転させることが可能なもの(交流電源など)を利用することが好ましい。また、このようなプラズマ発生用電源51としては、より効率よくプラズマCVD法を実施することが可能となることから、印加電力を100W〜10kWの範囲とすることができ且つ交流の周波数を50Hz〜500kHzの範囲とすることが可能なものであることがより好ましい。また、磁場発生装置61、62としては適宜公知の磁場発生装置を用いることができる。   As the gas supply pipe 41, a pipe capable of supplying or discharging a source gas or the like at a predetermined speed can be used as appropriate. Furthermore, as the plasma generating power source 51, a known power source for a plasma generating apparatus can be used as appropriate. Such a power source 51 for generating plasma supplies power to the film forming roller 31 and the film forming roller 32 connected thereto, and makes it possible to use these as counter electrodes for discharge. As such a plasma generation power source 51, it is possible to more efficiently carry out the plasma CVD method, so that the polarity of the pair of film forming rollers can be alternately reversed (AC power source or the like) ) Is preferably used. Moreover, as such a plasma generating power source 51, it is possible to more efficiently perform the plasma CVD method, so that the applied power can be in the range of 100 W to 10 kW and the AC frequency is 50 Hz to It is more preferable that the frequency range is 500 kHz. As the magnetic field generators 61 and 62, known magnetic field generators can be used as appropriate.

このような図2に示す製造装置を用いて、例えば、原料ガスの種類、プラズマ発生装置の電極ドラムの電力、真空チャンバー内の圧力、成膜ローラーの直径、並びに、樹脂基材の搬送速度を適宜調整することにより、本発明のガスバリアーフィルムを製造することができる。すなわち、図2に示す製造装置を用いて、成膜ガス(原料ガス等)を真空チャンバー内に供給しつつ、一対の成膜ローラー(成膜ローラー31及び32)間にプラズマ放電を発生させることにより、前記成膜ガス(原料ガス等)がプラズマによって分解され、成膜ローラー31上の樹脂基材1の表面上並びに成膜ローラー32上の樹脂基材1の表面上に、前記ガスバリアー層がプラズマCVD法により形成される。なお、このような成膜に際しては、樹脂基材1が送り出しローラー11や成膜ローラー31等により、それぞれ搬送されることにより、ロールtoロール方式の連続的な成膜プロセスにより樹脂基材1の表面上に前記ガスバリアー層が形成される。   Using such a manufacturing apparatus shown in FIG. 2, for example, the type of source gas, the power of the electrode drum of the plasma generator, the pressure in the vacuum chamber, the diameter of the film forming roller, and the transport speed of the resin substrate By appropriately adjusting, the gas barrier film of the present invention can be produced. That is, using the manufacturing apparatus shown in FIG. 2, a plasma discharge is generated between a pair of film forming rollers (film forming rollers 31 and 32) while supplying a film forming gas (such as a raw material gas) into the vacuum chamber. The film deposition gas (raw material gas or the like) is decomposed by plasma, and the gas barrier layer is formed on the surface of the resin base material 1 on the film formation roller 31 and on the surface of the resin base material 1 on the film formation roller 32. Is formed by plasma CVD. In such film formation, the resin base material 1 is conveyed by the delivery roller 11 and the film formation roller 31, respectively, so that the resin base material 1 is formed by a roll-to-roll continuous film formation process. The gas barrier layer is formed on the surface.

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

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

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

このような成膜ガスが原料ガスと反応ガスを含有する場合には、原料ガスと反応ガスの比率としては、原料ガスと反応ガスとを完全に反応させるために理論上必要となる反応ガスの量の比率よりも、反応ガスの比率を過剰にし過ぎないことが好ましい。反応ガスの比率を過剰にし過ぎてしまうと、本発明のガスバリアー層が得られにくい。よって、所望したバリアーフィルムとしての性能が得る上では、前記成膜ガスが前記有機ケイ素化合物と酸素とを含有するものである場合には、前記成膜ガス中の前記有機ケイ素化合物の全量を完全酸化するのに必要な理論酸素量以下とすることが好ましい。   When such a film-forming gas contains a source gas and a reactive gas, the ratio of the source gas and the reactive gas is the reaction gas that is theoretically necessary for completely reacting the source gas and the reactive gas. It is preferable not to make the ratio of the reaction gas excessive rather than the ratio of the amount. If the ratio of the reaction gas is excessive, it is difficult to obtain the gas barrier layer of the present invention. Therefore, in order to obtain the desired performance as a barrier film, when the film-forming gas contains the organosilicon compound and oxygen, the total amount of the organosilicon compound in the film-forming gas is completely reduced. It is preferable that the amount of oxygen be less than or equal to the theoretical oxygen amount necessary for oxidation.

以下代表例として、原料ガスとしてのヘキサメチルジシロキサン(有機ケイ素化合物:HMDSO:(CHSiO:)と反応ガスとしての酸素(O)を取上げ説明する。 Hereinafter, hexamethyldisiloxane (organosilicon compound: HMDSO: (CH 3 ) 6 Si 2 O :) as a source gas and oxygen (O 2 ) as a reaction gas will be described as representative examples.

原料ガスとしてのヘキサメチルジシロキサン(HMDSO、(CHSiO)と、反応ガスとしての酸素(O)とを含有する成膜ガスをプラズマCVD法により反応させてケイ素−酸素系の薄膜を作製する場合、その成膜ガスにより下記反応式(1):
(CHSiO+12O→6CO+9HO+2SiO (1)
で示される反応が起こり、二酸化ケイ素が製造される。このような反応においては、ヘキサメチルジシロキサン1モルを完全酸化するのに必要な酸素量は12モルである。そのため、成膜ガス中に、ヘキサメチルジシロキサン1モルに対して酸素を12モル以上含有させて完全に反応させた場合には、均一な二酸化ケイ素膜が形成されてしまうため、原料のガス流量比を理論比である完全反応の原料比以下の流量に制御して、非完全反応を遂行させる。つまりヘキサメチルジシロキサン1モルに対して酸素量を化学量論比の12モルより少なくする必要がある。
A film-forming gas containing hexamethyldisiloxane (HMDSO, (CH 3 ) 6 Si 2 O) as a source gas and oxygen (O 2 ) as a reaction gas is reacted by a plasma CVD method to form a silicon-oxygen system In the case of producing a thin film of the following reaction formula (1):
(CH 3 ) 6 Si 2 O + 12O 2 → 6CO 2 + 9H 2 O + 2SiO 2 (1)
The reaction shown by follows occurs to produce silicon dioxide. In such a reaction, the amount of oxygen required to completely oxidize 1 mol of hexamethyldisiloxane is 12 mol. Therefore, when the film forming gas contains 12 moles or more of oxygen with respect to 1 mole of hexamethyldisiloxane and is completely reacted, a uniform silicon dioxide film is formed. The ratio is controlled to a flow rate equal to or less than the raw material ratio of the complete reaction, which is the theoretical ratio, and the incomplete reaction is performed. That is, the amount of oxygen must be less than the stoichiometric ratio of 12 moles per mole of hexamethyldisiloxane.

なお、実際のプラズマCVDチャンバー内の反応では、原料のヘキサメチルジシロキサンと反応ガスの酸素は、ガス供給部から成膜領域へ供給されて成膜されるので、反応ガスの酸素のモル量(流量)が原料のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)の12倍のモル量(流量)であったとしても、現実には完全に反応を進行させることはできず、酸素の含有量を化学量論比に比して大過剰に供給して初めて反応が完結すると考えられる(例えば、CVD法により完全酸化させて酸化ケイ素を得るために、酸素のモル量(流量)を原料のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)の20倍以上程度とする場合もある。)。そのため、原料のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)に対する酸素のモル量(流量)は、化学量論比である12倍量以下(より好ましくは、10倍以下)の量であることが好ましい。このような比でヘキサメチルジシロキサン及び酸素を含有させることにより、完全に酸化されなかったヘキサメチルジシロキサン中の炭素原子や水素原子がガスバリアー層中に取り込まれ、所望したガスバリアー層を形成することが可能となって、得られるガスバリアーフィルムに優れたバリアー性及び耐屈曲性を発揮させることが可能となる。なお、成膜ガス中のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)に対する酸素のモル量(流量)が少なすぎると、酸化されなかった炭素原子や水素原子がガスバリアー層中に過剰に取り込まれるため、この場合はバリアー膜の透明性が低下して、バリアーフィルムは有機ELデバイスや有機薄膜太陽電池などのような透明性を必要とするデバイス用のフレキシブル基板には利用できなくなってしまう。このような観点から、成膜ガス中のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)に対する酸素のモル量(流量)の下限は、ヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)の0.1倍より多い量とすることが好ましく、0.5倍より多い量とすることがより好ましい。   Note that in the actual reaction in the plasma CVD chamber, the raw material hexamethyldisiloxane and the reaction gas oxygen are supplied from the gas supply unit to the film formation region to form a film, so the molar amount of oxygen in the reaction gas ( Even if the flow rate is 12 times the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane as the raw material, the reaction cannot actually proceed completely. It is considered that the reaction is completed only when a large excess is supplied as compared with the stoichiometric ratio (for example, in order to obtain silicon oxide by complete oxidation by the CVD method, the molar amount (flow rate) of oxygen is changed to the hexamethyldioxide raw material. (It may be about 20 times or more the molar amount (flow rate) of siloxane.) Therefore, the molar amount (flow rate) of oxygen with respect to the molar amount (flow rate) of the raw material hexamethyldisiloxane is preferably an amount of 12 times or less (more preferably 10 times or less) which is the stoichiometric ratio. . By containing hexamethyldisiloxane and oxygen in such a ratio, carbon atoms and hydrogen atoms in hexamethyldisiloxane that have not been completely oxidized are taken into the gas barrier layer to form a desired gas barrier layer. This makes it possible to exhibit excellent barrier properties and flex resistance in the resulting gas barrier film. If the molar amount (flow rate) of oxygen with respect to the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane in the film forming gas is too small, unoxidized carbon atoms and hydrogen atoms are excessively taken into the gas barrier layer. In this case, the transparency of the barrier film is lowered, and the barrier film cannot be used for a flexible substrate for a device requiring transparency, such as an organic EL device or an organic thin film solar cell. From such a viewpoint, the lower limit of the molar amount (flow rate) of oxygen relative to the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane in the film forming gas is more than 0.1 times the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane. Preferably, the amount is more than 0.5 times.

〈真空度〉
真空チャンバー内の圧力(真空度)は、原料ガスの種類等に応じて適宜調整することができるが、0.5Pa〜100Paの範囲とすることが好ましい。
<Degree of vacuum>
Although the pressure (degree of vacuum) in a vacuum chamber can be suitably adjusted according to the kind etc. of source gas, it is preferable to set it as the range of 0.5 Pa-100 Pa.

〈ローラー成膜〉
また、このようなプラズマCVD法において、成膜ローラー31及び32間に放電するために、プラズマ発生用電源51に接続された電極ドラム(本実施形態においては成膜ローラー31及び32に設置されている。)に印加する電力は、原料ガスの種類や真空チャンバー内の圧力等に応じて適宜調整することができるものであり一概に言えるものでないが、0.1〜10kWの範囲とすることが好ましい。このような範囲の印加電力であれば、パーティクルの発生もみられず、膜時に発生する熱量も制御内であるため、成膜時の基材表面の温度上昇による、樹脂基材の熱負けや成膜時の皺の発生もない。また、熱で樹脂基材が溶けて、裸の成膜ローラー間に大電流の放電が発生して成膜ローラー自体を傷めてしまう可能性も小さい。
<Roller film formation>
In such a plasma CVD method, in order to discharge between the film forming rollers 31 and 32, an electrode drum connected to the plasma generating power source 51 (in this embodiment, the electrode drums are installed on the film forming rollers 31 and 32). The electric power to be applied can be adjusted as appropriate according to the type of source gas, the pressure in the vacuum chamber, etc., and cannot be generally stated, but may be in the range of 0.1 to 10 kW. preferable. If the applied power is in this range, no particles are generated and the amount of heat generated during film formation is within the control. Therefore, heat loss or formation of the resin base material due to temperature rise on the surface of the base material during film formation occurs. There is no generation of wrinkles during filming. In addition, the possibility that the resin base material is melted by heat and a large current discharge is generated between the bare film forming rollers to damage the film forming roller itself.

樹脂基材1の搬送速度(ライン速度)は、原料ガスの種類や真空チャンバー内の圧力等に応じて適宜調整することができるが、0.25〜100m/minの範囲とすることが好ましく、0.5〜20m/minの範囲とすることがより好ましい。ライン速度が前記範囲内であれば、樹脂基材の熱に起因する皺の発生もし難く、形成されるガスバリアー層の厚さも十分に制御可能である。   Although the conveyance speed (line speed) of the resin base material 1 can be suitably adjusted according to the kind of raw material gas, the pressure in a vacuum chamber, etc., it is preferable to set it as the range of 0.25-100 m / min, A range of 0.5 to 20 m / min is more preferable. When the line speed is within the above range, wrinkles due to the heat of the resin base material are hardly generated, and the thickness of the formed gas barrier layer can be sufficiently controlled.

以上のようにして形成される本発明のガスバリアー層のXPSデプスプロファイルによる層の厚さ方向の各元素プロファイルの一例を図3に示す。   FIG. 3 shows an example of each element profile in the layer thickness direction based on the XPS depth profile of the gas barrier layer of the present invention formed as described above.

図3において、符号A〜Dは、A:炭素分布曲線、B:ケイ素分布曲線、C:酸素分布曲線、D:酸素炭素分布曲線を各々表す。図3から、本発明のガスバリアー層が、当該ガスバリアー層の炭素原子比率が、ガスバリアー層全体の平均値として8〜20at%の範囲内であり、かつ濃度勾配を有して層内で連続的に変化し、〔条件(A)〕を満たすことがわかる。   In FIG. 3, symbols A to D represent A: carbon distribution curve, B: silicon distribution curve, C: oxygen distribution curve, and D: oxygen carbon distribution curve, respectively. FIG. 3 shows that the gas barrier layer of the present invention has a carbon atom ratio in the gas barrier layer in the range of 8 to 20 at% as an average value of the entire gas barrier layer, and has a concentration gradient in the layer. It turns out that it changes continuously and satisfies [condition (A)].

図4は、比較のガスバリアー層のXPSデプスプロファイルによる層の厚さ方向の各元素プロファイルの一例である。当該ガスバリアー層は、平坦電極(水平搬送)タイプのプラズマ放電でのCVD法で形成しており、炭素原子成分の濃度勾配の連続的な変化が起こらない様子がわかる。   FIG. 4 is an example of each element profile in the layer thickness direction according to the XPS depth profile of the comparative gas barrier layer. The gas barrier layer is formed by a CVD method using a flat electrode (horizontal transport) type plasma discharge, and it can be seen that a continuous change in the concentration gradient of the carbon atom component does not occur.

<第2のガスバリアー層>
本発明において、本発明に係るガスバリアー層の上に、塗布方式のポリシラザン含有液の塗膜を設け、波長200nm以下の真空紫外光(VUV光)を照射して改質処理することにより形成された第2のガスバリアー層を設けることが好ましい。上記第2のガスバリアー層をCVD法で設けたガスバリアー層の上に設けることにより、ガスバリアー層に残存する微小な欠陥を、上部からポリシラザンのガスバリアー成分で埋めることができ、更なるガスバリアー性と屈曲性を向上できるので、好ましい。
<Second gas barrier layer>
In the present invention, a coating film of a coating-type polysilazane-containing liquid is provided on the gas barrier layer according to the present invention, and it is formed by irradiating with vacuum ultraviolet light (VUV light) having a wavelength of 200 nm or less. It is preferable to provide a second gas barrier layer. By providing the second gas barrier layer on the gas barrier layer provided by the CVD method, minute defects remaining in the gas barrier layer can be filled with the gas barrier component of polysilazane from above, and further gas Since the barrier property and the flexibility can be improved, it is preferable.

第2のガスバリアー層の厚さは、1nm〜500nmの範囲が好ましい、より好ましくは10nm〜300nmの範囲である。上記厚さの範囲内であれば、ガスバリアー性能が発揮でき、緻密な酸窒化ケイ素膜にクラックが入りにくい。   The thickness of the second gas barrier layer is preferably in the range of 1 nm to 500 nm, more preferably in the range of 10 nm to 300 nm. When the thickness is within the above range, gas barrier performance can be exhibited, and cracks are unlikely to occur in the dense silicon oxynitride film.

〈ポリシラザン〉
本発明に係る「ポリシラザン」とは、構造内にケイ素−窒素結合を持つポリマーで、酸窒化ケイ素の前駆体となるポリマーであり、下記の構造を有するものが好ましく用いられる。
<Polysilazane>
The “polysilazane” according to the present invention is a polymer having a silicon-nitrogen bond in the structure and is a polymer that is a precursor of silicon oxynitride, and those having the following structure are preferably used.

Figure 0005892030
式中、R、R、Rは、各々水素原子、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基、又はアルコキシ基を表す。
Figure 0005892030
In the formula, each of R 1 , R 2 , and R 3 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkylsilyl group, an alkylamino group, or an alkoxy group.

本発明では、得られるガスバリアー層の膜としての緻密性の観点からは、R、R及びRの全てが水素原子であるパーヒドロポリシラザンが特に好ましい。 In the present invention, perhydropolysilazane in which all of R 1 , R 2 and R 3 are hydrogen atoms is particularly preferable from the viewpoint of the denseness as a film of the obtained gas barrier layer.

パーヒドロポリシラザンは、直鎖構造と6員環及び8員環を中心とする環構造が存在した構造と推定されており、その分子量は、数平均分子量(Mn)で約600〜2000程度(ゲルパーミエーションクロマトグラフィによるポリスチレン換算)であり、液体又は固体の物質である。   Perhydropolysilazane is presumed to have a linear structure and a ring structure centered on a 6-membered ring and an 8-membered ring. Its molecular weight is about 600 to 2000 in terms of number average molecular weight (Mn) (gel Polystyrene conversion by permeation chromatography), which is a liquid or solid substance.

ポリシラザンは、有機溶媒に溶解した溶液の状態で市販されており、市販品をそのままポリシラザン含有塗布液として使用することができる。ポリシラザン溶液の市販品としては、AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製のNN120−20、NAX120−20、NL120−20などが挙げられる。   Polysilazane is commercially available in the form of a solution dissolved in an organic solvent, and a commercially available product can be used as it is as a polysilazane-containing coating solution. Examples of commercially available polysilazane solutions include NN120-20, NAX120-20, and NL120-20 manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.

第2のガスバリアー層は、CVD法でのガスバリアー層上にポリシラザンを含む塗布液を塗布し乾燥した後、真空紫外線を照射することにより形成することができる。   The second gas barrier layer can be formed by applying a coating liquid containing polysilazane on the gas barrier layer formed by the CVD method and drying it, followed by irradiation with vacuum ultraviolet rays.

塗布液を調製する有機溶媒としては、ポリシラザンと容易に反応してしまうようなアルコール系や水分を含有するものを用いることは避けることが好ましい。例えば、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素等の炭化水素溶媒、ハロゲン化炭化水素溶媒、脂肪族エーテル、脂環式エーテル等のエーテル類が使用でき、具体的には、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、ソルベッソ、ターベン等の炭化水素、塩化メチレン、トリクロロエタン等のハロゲン炭化水素、ジブチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類等がある。これらの有機溶媒は、ポリシラザンの溶解度や溶媒の蒸発速度等の目的にあわせて選択し、複数の有機溶媒を混合しても良い。   As the organic solvent for preparing the coating solution, it is preferable to avoid using an alcohol or water-containing one that easily reacts with polysilazane. For example, hydrocarbon solvents such as aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, halogenated hydrocarbon solvents, aliphatic ethers, ethers such as alicyclic ethers can be used, specifically, There are hydrocarbons such as pentane, hexane, cyclohexane, toluene, xylene, solvesso and turben, halogen hydrocarbons such as methylene chloride and trichloroethane, ethers such as dibutyl ether, dioxane and tetrahydrofuran. These organic solvents may be selected according to purposes such as the solubility of polysilazane and the evaporation rate of the solvent, and a plurality of organic solvents may be mixed.

ポリシラザンを含有する塗布液中のポリシラザンの濃度は、第2のガスバリアー層の層厚や塗布液のポットライフによっても異なるが、好ましくは0.2〜35質量%程度である。   The concentration of polysilazane in the coating liquid containing polysilazane varies depending on the thickness of the second gas barrier layer and the pot life of the coating liquid, but is preferably about 0.2 to 35% by mass.

酸窒化ケイ素への変性を促進するために、該塗布液にアミン触媒や、Ptアセチルアセトナート等のPt化合物、プロピオン酸Pd等のPd化合物、Rhアセチルアセトナート等のRh化合物等の金属触媒を添加することもできる。本発明においては、アミン触媒を用いることが特に好ましい。具体的なアミン触媒としては、N,N−ジエチルエタノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリエチルアミン、3−モルホリノプロピルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチル−1,3−ジアミノプロパン、N,N,N’,N’−テトラメチル−1,6−ジアミノヘキサン等が挙げられる。   In order to promote the modification to silicon oxynitride, the coating solution is coated with a metal catalyst such as an amine catalyst, a Pt compound such as Pt acetylacetonate, a Pd compound such as propionic acid Pd, or an Rh compound such as Rh acetylacetonate. It can also be added. In the present invention, it is particularly preferable to use an amine catalyst. Specific amine catalysts include N, N-diethylethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, triethanolamine, triethylamine, 3-morpholinopropylamine, N, N, N ′, N′-tetramethyl-1 , 3-diaminopropane, N, N, N ′, N′-tetramethyl-1,6-diaminohexane and the like.

ポリシラザンに対するこれら触媒の添加量は、塗布液全体に対して0.1〜10質量%の範囲であることが好ましく、0.2〜5質量%の範囲であることがより好ましく、0.5〜2質量%の範囲であることがさらに好ましい。触媒添加量をこの範囲とすることで、反応の急激な進行よる過剰なシラノール形成、及び膜密度の低下、膜欠陥の増大のなどを避けることができる。   The amount of these catalysts added to the polysilazane is preferably in the range of 0.1 to 10% by mass, more preferably in the range of 0.2 to 5% by mass, and 0.5 to More preferably, it is in the range of 2% by mass. By setting the addition amount of the catalyst within this range, it is possible to avoid excessive silanol formation due to rapid progress of the reaction, reduction in film density, increase in film defects, and the like.

ポリシラザンを含有する塗布液を塗布する方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。具体例としては、例えば、ロールコート法、フローコート法、インクジェット法、スプレーコート法、プリント法、ディップコート法、流延成膜法、バーコート法、グラビア印刷法等が挙げられる。   Any appropriate method can be adopted as a method of applying the coating liquid containing polysilazane. Specific examples include a roll coating method, a flow coating method, an ink jet method, a spray coating method, a printing method, a dip coating method, a cast film forming method, a bar coating method, and a gravure printing method.

塗膜の厚さは、目的に応じて適切に設定され得る。例えば、塗膜の厚さは、乾燥後の厚さとして50nm〜2μmの範囲にあることが好ましく、より好ましくは70nm〜1.5μmの範囲にあり、100nm〜1μmの範囲にあることがさらに好ましい。   The thickness of the coating film can be appropriately set according to the purpose. For example, the thickness of the coating film is preferably in the range of 50 nm to 2 μm as the thickness after drying, more preferably in the range of 70 nm to 1.5 μm, and further preferably in the range of 100 nm to 1 μm. .

〈エキシマ処理〉
本発明に係る第2のガスバリアー層は、ポリシラザンを含む層に真空紫外線を照射する工程で、ポリシラザンの少なくとも一部が酸窒化ケイ素へと改質される。
<Excimer treatment>
In the second gas barrier layer according to the present invention, at least a part of the polysilazane is modified into silicon oxynitride in the step of irradiating the layer containing polysilazane with vacuum ultraviolet rays.

ここで、真空紫外線照射工程でポリシラザンを含む塗膜が改質され、SiOの特定組成となる推定メカニズムを、パーヒドロポリシラザンを例にとって説明する。 Here, the presumed mechanism in which the coating film containing polysilazane is modified in the vacuum ultraviolet irradiation step and becomes a specific composition of SiO x N y will be described by taking perhydropolysilazane as an example.

パーヒドロポリシラザンは「−(SiH−NH)−」の組成で示すことができる。SiOで示す場合、x=0、y=1である。x>0となるためには外部の酸素源が必要であるが、これは、(i)ポリシラザン塗布液に含まれる酸素や水分、(ii)塗布乾燥過程の雰囲気中から塗膜に取り込まれる酸素や水分、(iii)真空紫外線照射工程での雰囲気中から塗膜に取り込まれる酸素や水分、オゾン、一重項酸素、(iv)真空紫外線照射工程で印加される熱等により基材側からアウトガスとして塗膜中に移動してくる酸素や水分、(v)真空紫外線照射工程が非酸化性雰囲気で行われる場合には、その非酸化性雰囲気から酸化性雰囲気へと移動した際に、その雰囲気から塗膜に取り込まれる酸素や水分、などが酸素源となる。 Perhydropolysilazane can be represented by a composition of “— (SiH 2 —NH) n —”. In the case of SiO x N y , x = 0 and y = 1. An external oxygen source is required to achieve x> 0. This is because (i) oxygen and moisture contained in the polysilazane coating solution, and (ii) oxygen taken into the coating film from the atmosphere during the coating and drying process. As an outgas from the substrate side by (iii) oxygen, moisture, ozone, singlet oxygen taken into the coating film from the atmosphere in the vacuum ultraviolet irradiation process, (iv) heat applied in the vacuum ultraviolet irradiation process, etc. Oxygen and moisture moving into the coating film, (v) When the vacuum ultraviolet irradiation process is performed in a non-oxidizing atmosphere, when moving from the non-oxidizing atmosphere to the oxidizing atmosphere, Oxygen, moisture, etc. taken into the coating film become oxygen sources.

一方、yについては、Siの酸化よりも窒化が進行する条件は非常に特殊であると考えられるため、基本的には1が上限である。   On the other hand, for y, the condition under which nitriding proceeds rather than the oxidation of Si is considered to be very special, so basically 1 is the upper limit.

また、Si、O、Nの結合手の関係から、基本的にはx、yは2x+3y≦4の範囲にある。酸化が完全に進んだy=0の状態においては、塗膜中にシラノール基を含有するようになり、2<x<2.5の範囲となる場合もある。   Also, from the relationship of Si, O, and N bond, x and y are basically in the range of 2x + 3y ≦ 4. In the state of y = 0 where the oxidation has progressed completely, the coating film contains silanol groups, and there are cases where 2 <x <2.5.

真空紫外線照射工程でパーヒドロポリシラザンから酸窒化ケイ素、さらには酸化ケイ素が生じると推定される反応機構について、以下に説明する。   The reaction mechanism presumed to produce silicon oxynitride and further silicon oxide from perhydropolysilazane in the vacuum ultraviolet irradiation step will be described below.

(1)脱水素、それに伴うSi−N結合の形成
パーヒドロポリシラザン中のSi−H結合やN−H結合は真空紫外線照射による励起等で比較的容易に切断され、不活性雰囲気下ではSi−Nとして再結合すると考えられる(Siの未結合手が形成される場合もある)。すなわち、酸化することなくSiN組成として硬化する。この場合はポリマー主鎖の切断は生じない。Si−H結合やN−H結合の切断は触媒の存在や、加熱によって促進される。切断されたHはHとして膜外に放出される。
(1) Dehydrogenation and associated Si—N bond formation Si—H bonds and N—H bonds in perhydropolysilazane are relatively easily cleaved by excitation by vacuum ultraviolet irradiation, etc., and in an inert atmosphere, Si— It is considered that they are recombined as N (a dangling bond of Si may be formed). That is, the cured as SiN y composition without oxidizing. In this case, the polymer main chain is not broken. The breaking of Si—H bonds and N—H bonds is promoted by the presence of a catalyst and heating. The cut H is released out of the membrane as H 2 .

(2)加水分解・脱水縮合によるSi−O−Si結合の形成
パーヒドロポリシラザン中のSi−N結合は水により加水分解され、ポリマー主鎖が切断されてSi−OHを形成する。二つのSi−OHが脱水縮合してSi−O−Si結合を形成して硬化する。これは大気中でも生じる反応であるが、不活性雰囲気下での真空紫外線照射中では、照射の熱によって基材からアウトガスとして生じる水蒸気が主な水分源となると考えられる。水分が過剰となると脱水縮合しきれないSi−OHが残存し、SiO2.1〜2.3の組成で示されるガスバリアー性の低い硬化膜となる。
(2) Formation of Si—O—Si Bonds by Hydrolysis / Dehydration Condensation Si—N bonds in perhydropolysilazane are hydrolyzed by water, and the polymer main chain is cleaved to form Si—OH. Two Si—OHs are dehydrated and condensed to form Si—O—Si bonds and harden. This is a reaction that occurs in the air, but during vacuum ultraviolet irradiation in an inert atmosphere, water vapor generated as outgas from the base material by the heat of irradiation is considered to be the main moisture source. When the moisture is excessive, Si—OH that cannot be dehydrated and condensed remains, and a cured film having a low gas barrier property represented by a composition of SiO2.1 to 2.3 is obtained.

(3)一重項酸素による直接酸化、Si−O−Si結合の形成
真空紫外線照射中、雰囲気下に適当量の酸素が存在すると、酸化力の非常に強い一重項酸素が形成される。パーヒドロポリシラザン中のHやNはOと置き換わってSi−O−Si結合を形成して硬化する。ポリマー主鎖の切断により結合の組み換えを生じる場合もあると考えられる。
(3) Direct oxidation by singlet oxygen, formation of Si-O-Si bond When a suitable amount of oxygen is present in the atmosphere during irradiation with vacuum ultraviolet rays, singlet oxygen having a very strong oxidizing power is formed. H or N in the perhydropolysilazane is replaced with O to form a Si—O—Si bond and harden. It is thought that recombination of the bond may occur due to cleavage of the polymer main chain.

(4)真空紫外線照射・励起によるSi−N結合切断を伴う酸化
真空紫外線のエネルギーはパーヒドロポリシラザン中のSi−Nの結合エネルギーよりも高いため、Si−N結合は切断され、周囲に酸素、オゾン、水等の酸素源が存在すると酸化されてSi−O−Si結合やSi−O−N結合が生じると考えられる。ポリマー主鎖の切断により結合の組み換えを生じる場合もあると考えられる。
(4) Oxidation with Si-N bond cleavage by vacuum ultraviolet irradiation / excitation Since the energy of vacuum ultraviolet light is higher than the bond energy of Si-N in perhydropolysilazane, the Si-N bond is cleaved, and oxygen, It is considered that when an oxygen source such as ozone or water is present, it is oxidized to form a Si—O—Si bond or a Si—O—N bond. It is thought that recombination of the bond may occur due to cleavage of the polymer main chain.

ポリシラザンを含有する層に真空紫外線照射を施した層の酸窒化ケイ素の組成の調整は、上述の(1)〜(4)の酸化機構を適宜組み合わせて酸化状態を制御することで行うことができる。   Adjustment of the composition of the silicon oxynitride of the layer subjected to vacuum ultraviolet irradiation on the layer containing polysilazane can be performed by appropriately controlling the oxidation state by appropriately combining the oxidation mechanisms (1) to (4) described above. .

本発明における真空紫外線照射工程において、ポリシラザン層塗膜が受ける塗膜面での該真空紫外線の照度は30〜200mW/cmの範囲であることが好ましく、50〜160mW/cmの範囲であることがより好ましい。30mW/cm以上では、改質効率が低下する懸念がなく、200mW/cm以下では、塗膜にアブレーションを生じず、基材にダメージを与えないため好ましい。 In vacuum ultraviolet irradiation step in the present invention, it is preferable that the illuminance of the vacuum ultraviolet rays in the coating film surface for receiving the polysilazane coating film is in the range of 30~200mW / cm 2, in the range of 50~160mW / cm 2 It is more preferable. When it is 30 mW / cm 2 or more, there is no concern that the reforming efficiency is lowered, and when it is 200 mW / cm 2 or less, the coating film is not ablated and the substrate is not damaged.

ポリシラザン層塗膜面における真空紫外線の照射エネルギー量は、200〜10000mJ/cmの範囲であることが好ましく、500〜5000mJ/cmの範囲であることがより好ましい。200mJ/cm以上では、改質が十分行え、10000mJ/cm以下では過剰改質にならずクラック発生や、基材の熱変形がない。 Irradiation energy amount of the VUV in the polysilazane coating film surface is preferably in the range of 200~10000mJ / cm 2, and more preferably in the range of 500~5000mJ / cm 2. 200 mJ / cm 2 or more, the performed modification sufficiently, cracking and not excessive modification is 10000 mJ / cm 2 or less, there is no thermal deformation of the substrate.

真空紫外光源としては、希ガスエキシマランプが好ましく用いられる。Xe、Kr、Ar、Neなどの希ガスの原子は、化学的に結合して分子を作らないため、不活性ガスと呼ばれる。   As the vacuum ultraviolet light source, a rare gas excimer lamp is preferably used. Atoms of noble gases such as Xe, Kr, Ar, and Ne are called inert gases because they are not chemically bonded to form molecules.

しかし、放電などによりエネルギーを得た希ガスの励起原子は他の原子と結合して分子を作ることができる。希ガスがキセノンの場合には、
e+Xe→Xe
Xe+2Xe→Xe +Xe
Xe →Xe+Xe+hν(172nm)
となり、励起されたエキシマ分子であるXe が基底状態に遷移するときに172nmのエキシマ光を発光する。
However, excited atoms of rare gases that have gained energy by discharge or the like can form molecules by combining with other atoms. When the rare gas is xenon,
e + Xe → Xe *
Xe * + 2Xe → Xe 2 * + Xe
Xe 2 * → Xe + Xe + hν (172 nm)
Thus, when the excited excimer molecule Xe 2 * transitions to the ground state, excimer light of 172 nm is emitted.

エキシマランプの特徴としては、放射が一つの波長に集中し、必要な光以外がほとんど放射されないので効率が高いことが挙げられる。また、余分な光が放射されないので、対象物の温度を低く保つことができる。さらには始動及び再始動に時間を要さないので、瞬時の点灯点滅が可能である。   A feature of the excimer lamp is that the radiation is concentrated on one wavelength, and since only the necessary light is not emitted, the efficiency is high. Further, since no extra light is emitted, the temperature of the object can be kept low. Furthermore, since no time is required for starting and restarting, instantaneous lighting and blinking are possible.

エキシマ発光を得るには、誘電体バリアー放電を用いる方法が知られている。誘電体バリアー放電とは、両電極間に透明石英などの誘電体を介してガス空間を配し、電極に数10kHzの高周波高電圧を印加することによりガス空間に生じ、雷に似た非常に細いmicro dischargeと呼ばれる放電であり、micro dischargeのストリーマが管壁(誘導体)に達すると誘電体表面に電荷が溜まるため、micro dischargeは消滅する。   In order to obtain excimer light emission, a method using dielectric barrier discharge is known. Dielectric barrier discharge is a gas space created by placing a gas space between both electrodes via a dielectric such as transparent quartz and applying a high frequency high voltage of several tens of kHz to the electrode. It is a discharge called a thin micro discharge. When the micro discharge streamer reaches the tube wall (derivative), electric charges accumulate on the dielectric surface, and the micro discharge disappears.

このmicro dischargeが管壁全体に広がり、生成・消滅を繰り返している放電である。このため、肉眼でも確認できる光のチラツキを生じる。また、非常に温度の高いストリーマが局所的に直接管壁に達するため、管壁の劣化を早める可能性もある。   This micro discharge spreads over the entire tube wall, and is a discharge that is repeatedly generated and extinguished. For this reason, flickering of light that can be confirmed with the naked eye occurs. Moreover, since a very high temperature streamer reaches a pipe wall directly locally, there is a possibility that deterioration of the pipe wall may be accelerated.

効率よくエキシマ発光を得る方法としては、誘電体バリアー放電以外に、無電極電界放電でも可能である。容量性結合による無電極電界放電で、別名RF放電とも呼ばれる。ランプと電極及びその配置は基本的には誘電体バリアー放電と同じで良いが、両極間に印加される高周波は数MHzで点灯される。無電極電界放電はこのように空間的にまた時間的に一様な放電が得られるため、チラツキが無い長寿命のランプが得られる。   As a method for efficiently obtaining excimer light emission, electrodeless electric field discharge is possible in addition to dielectric barrier discharge. Electrodeless electric field discharge by capacitive coupling, also called RF discharge. The lamp and electrodes and their arrangement may be basically the same as those of dielectric barrier discharge, but the high frequency applied between the two electrodes is lit at several MHz. Since the electrodeless field discharge can provide a spatially and temporally uniform discharge in this way, a long-life lamp without flickering can be obtained.

誘電体バリアー放電の場合は、micro dischargeが電極間のみで生じるため、放電空間全体で放電を行わせるには外側の電極は外表面全体を覆い、かつ外部に光を取り出すために光を透過するものでなければならない。   In the case of dielectric barrier discharge, since micro discharge occurs only between the electrodes, the outer electrode covers the entire outer surface and transmits light to extract light to the outside in order to cause discharge in the entire discharge space. Must be a thing.

このため、細い金属線を網状にした電極が用いられる。この電極は、光を遮らないようにできるだけ細い線が用いられるため、酸素雰囲気中では真空紫外光により発生するオゾンなどにより損傷しやすい。これを防ぐためには、ランプの周囲、すなわち照射装置内を窒素などの不活性ガスの雰囲気にし、合成石英の窓を設けて照射光を取り出す必要が生じる。合成石英の窓は高価な消耗品であるばかりでなく、光の損失も生じる。   For this reason, an electrode in which a fine metal wire is formed in a net shape is used. Since this electrode uses as thin a line as possible so as not to block light, it is easily damaged by ozone generated by vacuum ultraviolet light in an oxygen atmosphere. In order to prevent this, it is necessary to provide an atmosphere of an inert gas such as nitrogen around the lamp, that is, the inside of the irradiation apparatus, and provide a synthetic quartz window to extract the irradiation light. Synthetic quartz windows are not only expensive consumables, but also cause light loss.

二重円筒型ランプは外径が25mm程度であるため、ランプ軸の直下とランプ側面では照射面までの距離の差が無視できず、照度に大きな差を生じる。したがって、仮にランプを密着して並べても、一様な照度分布が得られない。合成石英の窓を設けた照射装置にすれば、酸素雰囲気中の距離を一様にでき、一様な照度分布が得られる。   Since the double cylindrical lamp has an outer diameter of about 25 mm, the difference in distance to the irradiation surface cannot be ignored between the position directly below the lamp axis and the side surface of the lamp, resulting in a large difference in illuminance. Therefore, even if the lamps are closely arranged, a uniform illuminance distribution cannot be obtained. If the irradiation device is provided with a synthetic quartz window, the distance in the oxygen atmosphere can be made uniform, and a uniform illuminance distribution can be obtained.

無電極電界放電を用いた場合には、外部電極を網状にする必要は無い。ランプ外面の一部に外部電極を設けるだけでグロー放電は放電空間全体に広がる。外部電極には通常アルミのブロックで作られた光の反射板を兼ねた電極がランプ背面に使用される。しかし、ランプの外径は誘電体バリアー放電の場合と同様に大きいため一様な照度分布にするためには合成石英が必要となる。   When electrodeless field discharge is used, it is not necessary to make the external electrodes mesh. The glow discharge spreads over the entire discharge space simply by providing an external electrode on a part of the outer surface of the lamp. As the external electrode, an electrode that also serves as a light reflector made of an aluminum block is usually used on the back of the lamp. However, since the outer diameter of the lamp is as large as in the case of the dielectric barrier discharge, synthetic quartz is required to obtain a uniform illuminance distribution.

細管エキシマランプの最大の特徴は、構造がシンプルなことである。石英管の両端を閉じ、内部にエキシマ発光を行うためのガスを封入しているだけである。   The biggest feature of the capillary excimer lamp is its simple structure. The quartz tube is closed at both ends, and only gas for excimer light emission is sealed inside.

細管ランプの管の外径は6nm〜12mm程度で、余り太いと始動に高い電圧が必要になる。   The outer diameter of the tube of the thin tube lamp is about 6 nm to 12 mm, and if it is too thick, a high voltage is required for starting.

放電の形態は、誘電体バリアー放電及び無電極電界放電のいずれも使用できる。電極の形状はランプに接する面が平面であっても良いが、ランプの曲面に合わせた形状にすればランプをしっかり固定できるとともに、電極がランプに密着することにより放電がより安定する。また、アルミで曲面を鏡面にすれば光の反射板にもなる。   As the form of discharge, both dielectric barrier discharge and electrodeless field discharge can be used. The electrode may have a flat surface in contact with the lamp, but if the shape is matched to the curved surface of the lamp, the lamp can be firmly fixed and the discharge is more stable when the electrode is in close contact with the lamp. Also, if the curved surface is made into a mirror surface with aluminum, it also becomes a light reflector.

Xeエキシマランプは、波長の短い172nmの紫外線を単一波長で放射することから、発光効率に優れている。この光は、酸素の吸収係数が大きいため、微量な酸素でラジカルな酸素原子種やオゾンを高濃度で発生することができる。   The Xe excimer lamp emits ultraviolet light having a short wavelength of 172 nm at a single wavelength, and thus has excellent luminous efficiency. Since this light has a large oxygen absorption coefficient, it can generate radical oxygen atom species and ozone at a high concentration with a very small amount of oxygen.

また、波長の短い172nmの光のエネルギーは、有機物の結合を解離させる能力が高いことが知られている。この活性酸素やオゾンと紫外線放射が持つ高いエネルギーによって、短時間でポリシラザン層の改質を実現できる。   Moreover, it is known that the energy of light having a short wavelength of 172 nm has a high ability to dissociate organic bonds. Due to the high energy of the active oxygen, ozone and ultraviolet radiation, the polysilazane layer can be modified in a short time.

したがって、波長185nm、254nmの発する低圧水銀ランプやプラズマ洗浄と比べて高スループットに伴うプロセス時間の短縮や設備面積の縮小、熱によるダメージを受けやすい有機材料やプラスチック基板などへの照射を可能としている。   Therefore, compared with low-pressure mercury lamps with wavelengths of 185 nm and 254 nm and plasma cleaning, it is possible to shorten the process time associated with high throughput, reduce the equipment area, and irradiate organic materials and plastic substrates that are easily damaged by heat. .

エキシマランプは光の発生効率が高いため、低い電力の投入で点灯させることが可能である。また、光による温度上昇の要因となる波長の長い光は発せず、紫外線領域で、すなわち短い波長でエネルギーを照射するため、解射対象物の表面温度の上昇が抑えられる特徴を持っている。このため、熱の影響を受けやすいとされるPETなどのフレシキブルフィルム材料に適している。   Since the excimer lamp has high light generation efficiency, it can be turned on with low power. In addition, light having a long wavelength that causes a temperature increase due to light is not emitted, and energy is irradiated in the ultraviolet region, that is, in a short wavelength, so that the increase in the surface temperature of the target object is suppressed. For this reason, it is suitable for flexible film materials such as PET that are easily affected by heat.

紫外線照射時の反応には、酸素が必要であるが、真空紫外線は、酸素による吸収があるため紫外線照射工程での効率が低下しやすいことから、真空紫外線の照射は、可能な限り酸素濃度の低い状態で行うことが好ましい。すなわち、真空紫外線照射時の酸素濃度は、10〜10000ppmの範囲とすることが好ましく、より好ましくは50〜5000ppmの範囲、更に好ましく1000〜4500ppmの範囲である。   Oxygen is required for the reaction at the time of ultraviolet irradiation, but since vacuum ultraviolet rays are absorbed by oxygen, the efficiency in the ultraviolet irradiation process tends to decrease. It is preferable to carry out in a low state. That is, the oxygen concentration during vacuum ultraviolet irradiation is preferably in the range of 10 to 10000 ppm, more preferably in the range of 50 to 5000 ppm, and still more preferably in the range of 1000 to 4500 ppm.

真空紫外線照射時に用いられる、照射雰囲気を満たすガスとしては乾燥不活性ガスとすることが好ましく、特にコストの観点から乾燥窒素ガスにすることが好ましい。酸素濃度の調整は照射庫内へ導入する酸素ガス、不活性ガスの流量を計測し、流量比を変えることで調整可能である。   As a gas that satisfies the irradiation atmosphere used at the time of irradiation with vacuum ultraviolet rays, a dry inert gas is preferable, and a dry nitrogen gas is particularly preferable from the viewpoint of cost. The oxygen concentration can be adjusted by measuring the flow rate of oxygen gas and inert gas introduced into the irradiation chamber and changing the flow rate ratio.

<オーバーコート層>
本発明に係る第2のガスバリアー層の上には屈曲性を更に改善するのに、オーバーコート層を形成しても良い。オーバーコート層に用いられる有機物としては、有機モノマー、オリゴマー、ポリマー等の有機樹脂、有機基を有するシロキサンやシルセスキオキサンのモノマー、オリゴマー、ポリマー等を用いた有機無機複合樹脂層を好ましく用いることができる。これらの有機樹脂若しくは有機無機複合樹脂は重合性基や架橋性基を有することが好ましく、これらの有機樹脂若しくは有機無機複合樹脂を含有し、必要に応じて重合開始剤や架橋剤等を含有する有機樹脂組成物塗布液から塗布形成した層に、光照射処理や熱処理を加えて硬化させることが好ましい。
<Overcoat layer>
An overcoat layer may be formed on the second gas barrier layer according to the present invention in order to further improve the flexibility. As the organic substance used for the overcoat layer, an organic resin such as an organic monomer, oligomer or polymer, or an organic-inorganic composite resin layer using a siloxane or silsesquioxane monomer, oligomer or polymer having an organic group is preferably used. Can do. These organic resins or organic-inorganic composite resins preferably have a polymerizable group or a crosslinkable group, contain these organic resins or organic-inorganic composite resins, and contain a polymerization initiator, a crosslinking agent, etc. as necessary. It is preferable to apply a light irradiation treatment or a heat treatment to the layer formed by coating from the organic resin composition coating solution to be cured.

<電子デバイス>
本発明のガスバリアーフィルムは、有機素子デバイス用フィルムとして使用することを特徴の一つとする。本発明の有機素子デバイスとしては、有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子と略記する)、有機光電変換素子、液晶素子等が挙げられる。
<Electronic device>
One feature of the gas barrier film of the present invention is that it is used as a film for an organic element device. Examples of the organic element device of the present invention include an organic electroluminescence element (hereinafter abbreviated as an organic EL element), an organic photoelectric conversion element, and a liquid crystal element.

〈電子デバイスとしての有機ELパネル〉
本発明のガスバリアーフィルム1a(1b)は、太陽電池、液晶表示素子、有機EL素子等を封止する封止フィルムとして用いることができる。
<Organic EL panel as an electronic device>
The gas barrier film 1a (1b) of the present invention can be used as a sealing film for sealing solar cells, liquid crystal display elements, organic EL elements and the like.

このガスバリアーフィルム1aを封止フィルムとして用いた電子デバイスである有機ELパネルPの一例を図5に示す。   An example of the organic EL panel P which is an electronic device using the gas barrier film 1a as a sealing film is shown in FIG.

有機ELパネルPは、図5に示すように、ガスバリアーフィルム1aと、ガスバリアーフィルム1a上に形成されたITOなどの透明電極6と、透明電極6を介してガスバリアーフィルム1a上に形成された電子デバイス本体である有機EL素子7と、その有機EL素子7を覆うように接着剤層8を介して配設された対向フィルム9等を備えている。なお、透明電極6は、有機EL素子7の一部を成すこともある。   As shown in FIG. 5, the organic EL panel P is formed on the gas barrier film 1 a through the gas barrier film 1 a, the transparent electrode 6 such as ITO formed on the gas barrier film 1 a, and the transparent electrode 6. And an organic EL element 7 that is a main body of the electronic device, and a counter film 9 disposed via an adhesive layer 8 so as to cover the organic EL element 7. The transparent electrode 6 may form part of the organic EL element 7.

このガスバリアーフィルム1aにおけるガスバリアー層3側の表面に、透明電極6と有機EL素子7が形成されるようになっている。   A transparent electrode 6 and an organic EL element 7 are formed on the surface of the gas barrier film 1a on the gas barrier layer 3 side.

そして、有機ELパネルPにおいて、有機EL素子7は水蒸気に晒されないように好適に封止されており、有機EL素子7は劣化し難くなっているので、有機ELパネルPを長く使用することが可能になり、有機ELパネルPの寿命が延びる。   In the organic EL panel P, the organic EL element 7 is suitably sealed so as not to be exposed to water vapor, and the organic EL element 7 is not easily deteriorated. Therefore, the organic EL panel P can be used for a long time. It becomes possible, and the lifetime of the organic EL panel P is extended.

なお、対向フィルム9は、アルミ箔などの金属フィルムのほか、本発明に係るガスバリアーフィルムを用いてもよい。対向フィルム9としてガスバリアーフィルムを用いる場合、ガスバリアー層3が形成された面を有機EL素子7に向けて、接着剤層8によって貼付するようにすればよい。   The counter film 9 may be a gas barrier film according to the present invention in addition to a metal film such as an aluminum foil. When a gas barrier film is used as the counter film 9, the surface on which the gas barrier layer 3 is formed may be attached to the organic EL element 7 with the adhesive layer 8.

〈有機EL素子〉
有機ELパネルPにおいてガスバリアーフィルム1aで封止される有機EL素子7について説明する。
<Organic EL device>
The organic EL element 7 sealed with the gas barrier film 1a in the organic EL panel P will be described.

以下に有機EL素子7の層構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。   Although the preferable specific example of the layer structure of the organic EL element 7 is shown below, this invention is not limited to these.

(1)陽極/発光層/陰極
(2)陽極/正孔輸送層/発光層/陰極
(3)陽極/発光層/電子輸送層/陰極
(4)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(5)陽極/陽極バッファー層(正孔注入層)/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極バッファー層(電子注入層)/陰極
(陽極)
有機EL素子7における陽極(透明電極6)としては、仕事関数の大きい(4eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としては、Au等の金属、CuI、インジウムチンオキシド(ITO)、SnO、ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。また、IDIXO(In−ZnO)等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。
(1) Anode / light emitting layer / cathode (2) Anode / hole transport layer / light emitting layer / cathode (3) Anode / light emitting layer / electron transport layer / cathode (4) Anode / hole transport layer / light emitting layer / electron Transport layer / cathode (5) Anode / anode buffer layer (hole injection layer) / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode buffer layer (electron injection layer) / cathode (anode)
As the anode (transparent electrode 6) in the organic EL element 7, an electrode material made of a metal, an alloy, an electrically conductive compound or a mixture thereof having a high work function (4 eV or more) is preferably used. Specific examples of such electrode materials include metals such as Au, and conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2 , and ZnO. Alternatively, an amorphous material such as IDIXO (In 2 O 3 —ZnO) capable of forming a transparent conductive film may be used.

陽極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜として形成し、その薄膜をフォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度を余り必要としない場合は(100μm以上程度)、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。   The anode may be formed by depositing these electrode materials as a thin film by a method such as vapor deposition or sputtering, and the thin film may be formed into a pattern having a desired shape by a photolithography method. The pattern may be formed through a mask having a desired shape when the electrode material is deposited or sputtered.

この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましい。また、陽極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。また、陽極の膜厚は材料にもよるが、通常10〜1000nmの範囲、好ましくは10〜200nmの範囲で選ばれる。   When light emission is taken out from the anode, it is desirable that the transmittance be larger than 10%. The sheet resistance as the anode is preferably several hundred Ω / □ or less. Moreover, although the film thickness of an anode is based also on material, it is normally selected in the range of 10-1000 nm, Preferably it is the range of 10-200 nm.

(陰極)
有機EL素子7における陰極としては、仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム等が陰極として好適である。
(cathode)
As the cathode in the organic EL element 7, a material having a low work function (4 eV or less) metal (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof as an electrode material is used. Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, rare earth metals and the like. Among these, from the point of durability against electron injection and oxidation, etc., a mixture of an electron injecting metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function than this, for example, a magnesium / silver mixture, Magnesium / aluminum mixtures, magnesium / indium mixtures, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixtures, lithium / aluminum mixtures, aluminum and the like are suitable as the cathode.

陰極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。また、陰極の膜厚は通常10nm〜5μmの範囲、好ましくは50〜200nmの範囲で選ばれる。なお、発光した光を透過させるため、有機EL素子7の陽極又は陰極のいずれか一方が透明又は半透明であれば、発光輝度が向上し好都合である。   The cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering. The sheet resistance as a cathode is preferably several hundred Ω / □ or less. The thickness of the cathode is usually selected in the range of 10 nm to 5 μm, preferably in the range of 50 to 200 nm. In order to transmit the emitted light, if either one of the anode or the cathode of the organic EL element 7 is transparent or translucent, the light emission luminance is improved, which is convenient.

また、陰極の説明で挙げた上記金属を1〜20nmの範囲の膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げた導電性透明材料をその上に作製することで、透明又は半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。   Moreover, after producing the metal mentioned in the description of the cathode with a film thickness in the range of 1 to 20 nm, a transparent transparent or semi-transparent cathode is produced by producing the conductive transparent material mentioned in the explanation of the anode on the metal. By applying this, an element in which both the anode and the cathode are transmissive can be manufactured.

(注入層:電子注入層、正孔注入層)
注入層には電子注入層と正孔注入層があり、電子注入層と正孔注入層を必要に応じて設け、陽極と発光層又は正孔輸送層の間、及び陰極と発光層又は電子輸送層との間に存在させる。
(Injection layer: electron injection layer, hole injection layer)
The injection layer includes an electron injection layer and a hole injection layer, and an electron injection layer and a hole injection layer are provided as necessary, between the anode and the light emitting layer or the hole transport layer, and between the cathode and the light emitting layer or the electron transport. Exist between the layers.

注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123〜166頁)に詳細に記載されており、正孔注入層(陽極バッファー層)と電子注入層(陰極バッファー層)とがある。   An injection layer is a layer provided between an electrode and an organic layer in order to reduce drive voltage and improve light emission luminance. “Organic EL element and its forefront of industrialization (issued by NTT Corporation on November 30, 1998) 2), Chapter 2, “Electrode Materials” (pages 123 to 166) in detail, and includes a hole injection layer (anode buffer layer) and an electron injection layer (cathode buffer layer).

陽極バッファー層(正孔注入層)は、特開平9−45479号公報、特開平9−260062号公報、特開平8−288069号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン(エメラルディン)やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。   The details of the anode buffer layer (hole injection layer) are also described in JP-A-9-45479, JP-A-9-260062, JP-A-8-288069, and the like. Examples thereof include a phthalocyanine buffer layer typified by phthalocyanine, an oxide buffer layer typified by vanadium oxide, an amorphous carbon buffer layer, and a polymer buffer layer using a conductive polymer such as polyaniline (emeraldine) or polythiophene.

陰極バッファー層(電子注入層)は、特開平6−325871号公報、特開平9−17574号公報、特開平10−74586号公報等にもその詳細が記載されており、具体的には、ストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。上記バッファー層(注入層)はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるが、その膜厚は0.1nm〜5μmの範囲が好ましい。   Details of the cathode buffer layer (electron injection layer) are described in JP-A-6-325871, JP-A-9-17574, JP-A-10-74586, and the like. Specifically, strontium Metal buffer layer typified by aluminum and aluminum, alkali metal compound buffer layer typified by lithium fluoride, alkaline earth metal compound buffer layer typified by magnesium fluoride, oxide buffer layer typified by aluminum oxide, etc. Is mentioned. The buffer layer (injection layer) is preferably a very thin film, and the film thickness is preferably in the range of 0.1 nm to 5 μm, although depending on the material.

(発光層)
有機EL素子7における発光層は、電極(陰極、陽極)又は電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
(Light emitting layer)
The light-emitting layer in the organic EL element 7 is a layer that emits light by recombination of electrons and holes injected from the electrode (cathode, anode) or electron transport layer or hole transport layer, and the light-emitting portion is the light-emitting layer. The interface between the light emitting layer and the adjacent layer may be used.

有機EL素子7の発光層には、以下に示すドーパント化合物(発光ドーパント)とホスト化合物(発光ホスト)が含有されることが好ましい。これにより、より一層発光効率を高くすることができる。   The light emitting layer of the organic EL element 7 preferably contains the following dopant compound (light emitting dopant) and host compound (light emitting host). Thereby, the luminous efficiency can be further increased.

(発光ドーパント)
発光ドーパントは、大きく分けて蛍光を発光する蛍光性ドーパントとリン光を発光するリン光性ドーパントの2種類がある。
(Luminescent dopant)
There are two types of luminescent dopants: a fluorescent dopant that emits fluorescence and a phosphorescent dopant that emits phosphorescence.

蛍光性ドーパントの代表例としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素、又は希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。   Representative examples of fluorescent dopants include coumarin dyes, pyran dyes, cyanine dyes, croconium dyes, squalium dyes, oxobenzanthracene dyes, fluorescein dyes, rhodamine dyes, pyrylium dyes, perylene dyes. Stilbene dyes, polythiophene dyes, rare earth complex phosphors, and the like.

リン光性ドーパントの代表例としては、好ましくは元素の周期表で8属、9属、10属の金属を含有する錯体系化合物であり、更に好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化合物であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。   Typical examples of the phosphorescent dopant are preferably complex compounds containing metals of Group 8, Group 9, and Group 10 in the periodic table of elements, more preferably iridium compounds and osmium compounds, and most preferable among them. Is an iridium compound.

発光ドーパントは複数種の化合物を混合して用いてもよい。   The light emitting dopant may be used by mixing a plurality of kinds of compounds.

(発光ホスト)
発光ホスト(単にホストともいう)とは、2種以上の化合物で構成される発光層中にて混合比(質量)の最も多い化合物のことを意味し、それ以外の化合物については「ドーパント化合物(単に、ドーパントともいう)」という。例えば、発光層を化合物A、化合物Bという2種で構成し、その混合比がA:B=10:90であれば化合物Aがドーパント化合物であり、化合物Bがホスト化合物である。更に発光層を化合物A、化合物B、化合物Cの3種から構成し、その混合比がA:B:C=5:10:85であれば、化合物A、化合物Bがドーパント化合物であり、化合物Cがホスト化合物である。
(Light emitting host)
A light-emitting host (also simply referred to as a host) means a compound having the largest mixing ratio (mass) in a light-emitting layer composed of two or more compounds. For other compounds, “dopant compound ( Simply referred to as a dopant). " For example, if the light emitting layer is composed of two types of compound A and compound B and the mixing ratio is A: B = 10: 90, compound A is a dopant compound and compound B is a host compound. Further, if the light emitting layer is composed of three types of compound A, compound B and compound C and the mixing ratio is A: B: C = 5: 10: 85, compound A and compound B are dopant compounds, and compound C is a host compound.

発光ホストとしては構造的には特に制限はないが、代表的にはカルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、芳香族ボラン誘導体、含窒素複素環化合物、チオフェン誘導体、フラン誘導体、オリゴアリーレン化合物等の基本骨格を有するもの、又はカルボリン誘導体やジアザカルバゾール誘導体(ここで、ジアザカルバゾール誘導体とは、カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の少なくとも一つの炭素原子が窒素原子で置換されているものを表す。)等が挙げられる。中でも、カルボリン誘導体、ジアザカルバゾール誘導体等が好ましく用いられる。   The light emitting host is not particularly limited in terms of structure, but is typically a basic skeleton such as a carbazole derivative, a triarylamine derivative, an aromatic borane derivative, a nitrogen-containing heterocyclic compound, a thiophene derivative, a furan derivative, or an oligoarylene compound. Or a carboline derivative or a diazacarbazole derivative (herein, a diazacarbazole derivative is one in which at least one carbon atom of the hydrocarbon ring constituting the carboline ring of the carboline derivative is substituted with a nitrogen atom) And the like). Of these, carboline derivatives, diazacarbazole derivatives and the like are preferably used.

そして、発光層は上記化合物を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、LB法、インクジェット法等の公知の薄膜化法により成膜して形成することができる。発光層としての膜厚は特に制限はないが、通常は5nm〜5μmの範囲、好ましくは5〜200nmの範囲で選ばれる。この発光層はドーパント化合物やホスト化合物が1種又は2種以上からなる一層構造であってもよいし、あるいは同一組成又は異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。   The light emitting layer can be formed by depositing the above compound by a known thinning method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, an LB method, or an ink jet method. Although the film thickness as a light emitting layer does not have a restriction | limiting in particular, Usually, the range of 5 nm-5 micrometers, Preferably it is chosen in the range of 5-200 nm. This light emitting layer may have a single layer structure composed of one or more dopant compounds and host compounds, or may have a multilayer structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions.

(正孔輸送層)
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層又は複数層設けることができる。
(Hole transport layer)
The hole transport layer is made of a hole transport material having a function of transporting holes, and in a broad sense, a hole injection layer and an electron blocking layer are also included in the hole transport layer. The hole transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.

正孔輸送材料としては、正孔の注入又は輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。正孔輸送材料としては上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第3級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第3級アミン化合物を用いることが好ましい。更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。また、p型−Si、p型−SiC等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。   The hole transport material has any of hole injection or transport and electron barrier properties, and may be either organic or inorganic. For example, triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, Examples thereof include stilbene derivatives, silazane derivatives, aniline copolymers, and conductive polymer oligomers, particularly thiophene oligomers. The above-mentioned materials can be used as the hole transport material, but it is preferable to use a porphyrin compound, an aromatic tertiary amine compound and a styrylamine compound, particularly an aromatic tertiary amine compound. Furthermore, a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used. In addition, inorganic compounds such as p-type-Si and p-type-SiC can also be used as the hole injection material and the hole transport material.

正孔輸送層は上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、LB法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は5nm〜5μm程度、好ましくは5〜200nmの範囲である。この正孔輸送層は上記材料の1種又は2種以上からなる一層構造であってもよい。   The hole transport layer can be formed by thinning the hole transport material by a known method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, a printing method including an ink jet method, or an LB method. it can. Although there is no restriction | limiting in particular about the film thickness of a positive hole transport layer, Usually, about 5 nm-5 micrometers, Preferably it is the range of 5-200 nm. This hole transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above materials.

(電子輸送層)
電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する電子輸送材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層又は複数層設けることができる。
(Electron transport layer)
The electron transport layer is made of an electron transport material having a function of transporting electrons, and in a broad sense, an electron injection layer and a hole blocking layer are also included in the electron transport layer. The electron transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.

電子輸送材料としては、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができ、例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。また、8−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス(8−キノリノール)アルミニウム(Alq)、トリス(5,7−ジクロロ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5,7−ジブロモ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(2−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、ビス(8−キノリノール)亜鉛(Znq)等、及びこれらの金属錯体の中心金属がIn、Mg、Cu、Ca、Sn、Ga又はPbに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、正孔注入層、正孔輸送層と同様に、n型−Si、n型−SiC等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。   The electron transport material only needs to have a function of transmitting electrons injected from the cathode to the light emitting layer, and the material can be selected and used from conventionally known compounds. Examples include nitro-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyran dioxide derivatives, carbodiimides, fluorenylidenemethane derivatives, anthraquinodimethane and anthrone derivatives, oxadiazole derivatives, and the like. Furthermore, in the above oxadiazole derivative, a thiadiazole derivative in which the oxygen atom of the oxadiazole ring is substituted with a sulfur atom, and a quinoxaline derivative having a quinoxaline ring known as an electron withdrawing group can also be used as an electron transport material. Furthermore, a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used. In addition, metal complexes of 8-quinolinol derivatives such as tris (8-quinolinol) aluminum (Alq), tris (5,7-dichloro-8-quinolinol) aluminum, tris (5,7-dibromo-8-quinolinol) aluminum Tris (2-methyl-8-quinolinol) aluminum, tris (5-methyl-8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (Znq), and the like, and the central metals of these metal complexes are In, Mg, Metal complexes replaced with Cu, Ca, Sn, Ga, or Pb can also be used as the electron transport material. In addition, metal-free or metal phthalocyanine, or those having terminal ends substituted with an alkyl group or a sulfonic acid group can be preferably used as the electron transport material. Similarly to the hole injection layer and the hole transport layer, an inorganic semiconductor such as n-type-Si or n-type-SiC can also be used as the electron transport material.

電子輸送層は上記電子輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、LB法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は5nm〜5μm程度、好ましくは5〜200nmの範囲である。電子輸送層は上記材料の1種又は2種以上からなる一層構造であってもよい。   The electron transport layer can be formed by thinning the electron transport material by a known method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, a printing method including an ink jet method, or an LB method. Although there is no restriction | limiting in particular about the film thickness of an electron carrying layer, Usually, about 5 nm-5 micrometers, Preferably it is the range of 5-200 nm. The electron transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above materials.

有機EL素子7の作製方法について説明する。   A method for producing the organic EL element 7 will be described.

ここでは有機EL素子7の一例として、陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極からなる有機EL素子の作製方法について説明する。   Here, as an example of the organic EL element 7, a method for manufacturing an organic EL element composed of an anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer / cathode will be described.

まず、バリアーフィルム10上に所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる薄膜を1μm以下、好ましくは10〜200nmの範囲の膜厚になるように、例えば、蒸着やスパッタリング、プラズマCVD法等の方法により形成させ、陽極を作製する。   First, a desired electrode material, for example, a thin film made of an anode material is formed on the barrier film 10 so as to have a thickness of 1 μm or less, preferably in the range of 10 to 200 nm. The anode is prepared by the method.

次に、その上に有機EL素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層の有機化合物薄膜を形成させる。この有機化合物薄膜の成膜方法としては、蒸着法、ウェットプロセス(スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法)等があるが、均質な膜が得られやすく、且つピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法が特に好ましい。更に層毎に異なる成膜法を適用してもよい。成膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度50〜450℃の範囲、真空度10−6〜10−2Paの範囲、蒸着速度0.01〜50nm/秒の範囲、基板温度−50〜300℃の範囲、膜厚0.1nm〜5μmの範囲、好ましくは5〜200nmの範囲で適宜選ぶことが望ましい。 Next, an organic compound thin film of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer, which are organic EL element materials, is formed thereon. As a method for forming this organic compound thin film, there are a vapor deposition method, a wet process (spin coating method, casting method, ink jet method, printing method), etc., but a homogeneous film is easily obtained and pinholes are not easily generated. From the point of view, the vacuum deposition method, the spin coating method, the ink jet method and the printing method are particularly preferable. Further, different film forming methods may be applied for each layer. When a vapor deposition method is employed for film formation, the vapor deposition conditions vary depending on the type of compound used, but generally a boat heating temperature range of 50 to 450 ° C., a vacuum degree of 10 −6 to 10 −2 Pa, a vapor deposition rate. It is desirable to select appropriately in the range of 0.01 to 50 nm / second, the substrate temperature in the range of −50 to 300 ° C., the film thickness in the range of 0.1 nm to 5 μm, and preferably in the range of 5 to 200 nm.

これらの層を形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を1μm以下好ましくは50〜200nmの範囲の膜厚になるように、例えば、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陰極を設けることにより所望の有機EL素子が得られる。   After these layers are formed, a thin film made of a cathode material is formed thereon by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a thickness of 1 μm or less, preferably in the range of 50 to 200 nm, and a cathode is provided. Thus, a desired organic EL element can be obtained.

この有機EL素子7の作製は、一回の真空引きで一貫して陽極、正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる成膜法を施しても構わない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。また、作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。   The organic EL element 7 is preferably manufactured from the anode and the hole injection layer to the cathode consistently by a single evacuation, but may be taken out halfway and subjected to different film forming methods. At that time, it is necessary to consider that the work is performed in a dry inert gas atmosphere. In addition, it is also possible to reverse the production order and produce the cathode, the electron injection layer, the electron transport layer, the light emitting layer, the hole transport layer, the hole injection layer, and the anode in this order.

このようにして得られた有機EL素子7を備える多色の表示装置(有機ELパネル20)に、直流電圧を印加する場合には、陽極をプラス、陰極をマイナスの極性として電圧2〜40V程度を印加すると発光が観測できる。また、交流電圧を印加してもよい。なお、印加する交流の波形は任意でよい。   When a DC voltage is applied to the multicolor display device (organic EL panel 20) including the organic EL element 7 obtained in this manner, the voltage is about 2 to 40 V with the anode being positive and the cathode being negative. Luminescence can be observed by applying. An alternating voltage may be applied. The alternating current waveform to be applied may be arbitrary.

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」あるいは「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」あるいは「質量%」を表す。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, although the display of "part" or "%" is used in an Example, unless otherwise indicated, "part by mass" or "mass%" is represented.

≪評価条件≫
<水蒸気透過係数(WVTR)>
ガスバリアーフィルムの水蒸気透過度は以下の方法により測定した。
(1)水蒸気透過度の測定(評価A、評価B)
温度40℃、低湿度側の湿度0%RH、高湿度側の湿度90%RHの条件において、水蒸気透過度測定機(GTRテック社製、機種名「GTRテック−30XASC」)を用いて、ガスバリアーフィルムの水蒸気透過度(評価A)を測定した。また、温度40℃、低湿度側の湿度10%RH、高湿度側の湿度100%RHの条件において、水蒸気透過度測定機(Lyssy社製、機種名「Lyssy−L80−5000」)を用いて、ガスバリアーフィルムの水蒸気透過度(評価B)を測定した。
(2)(1)の評価方法で検出限界以下の時は、以下の方法で測定を行った。
≪Evaluation conditions≫
<Water vapor transmission coefficient (WVTR)>
The water vapor permeability of the gas barrier film was measured by the following method.
(1) Measurement of water vapor transmission rate (Evaluation A, Evaluation B)
Under conditions of a temperature of 40 ° C., a humidity of 0% RH on the low humidity side, and a humidity of 90% RH on the high humidity side, gas was measured using a water vapor transmission meter (GTR Tech, model name “GTR Tech-30XASC”). The water vapor permeability (Evaluation A) of the barrier film was measured. In addition, using a water vapor permeability measuring machine (manufactured by Lyssy, model name “Lyssy-L80-5000”) under conditions of a temperature of 40 ° C., a humidity of 10% RH on the low humidity side, and a humidity of 100% RH on the high humidity side. The water vapor permeability (evaluation B) of the gas barrier film was measured.
(2) When the evaluation method (1) was below the detection limit, the measurement was performed by the following method.

《水蒸気バリアー性の評価(Ca評価方法)》
(水蒸気バリアー性評価試料の作製装置)
蒸着装置:日本電子(株)製真空蒸着装置JEE−400
恒温恒湿度オーブン:Yamato Humidic ChamberIG47M
(原材料)
水分と反応して腐食する金属:カルシウム(粒状)
水蒸気不透過性の金属:アルミニウム(φ3〜5mm、粒状)
(水蒸気バリアー性評価試料の作製)
真空蒸着装置(日本電子製真空蒸着装置 JEE−400)を用い、作製したガスバリアーフィルムのガスバリアー層表面に、マスクを通して12mm×12mmのサイズで金属カルシウムを蒸着させた。この際、蒸着膜厚は80nmとなるようにした。
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(Water vapor barrier property evaluation sample preparation device)
Vapor deposition apparatus: Vacuum vapor deposition apparatus JEE-400 manufactured by JEOL
Constant temperature and humidity oven: Yamato Humidic Chamber IG47M
(raw materials)
Metal that reacts with water and corrodes: Calcium (granular)
Water vapor-impermeable metal: Aluminum (φ3-5mm, granular)
(Preparation of water vapor barrier property evaluation sample)
Using a vacuum vapor deposition apparatus (vacuum vapor deposition apparatus JEE-400 manufactured by JEOL Ltd.), metallic calcium was vapor-deposited with a size of 12 mm × 12 mm through the mask on the surface of the gas barrier layer of the produced gas barrier film. At this time, the deposited film thickness was set to 80 nm.

その後、真空状態のままマスクを取り去り、シート片側全面にアルミニウムを蒸着させて仮封止をした。次いで、真空状態を解除し、速やかに乾燥窒素ガス雰囲気下に移して、アルミニウム蒸着面に封止用紫外線硬化樹脂(ナガセケムテックス社製)を介して厚さ0.2mmの石英ガラスを張り合わせ、紫外線を照射して樹脂を硬化接着させて本封止することで、水蒸気バリアー性評価試料を作製した。   Thereafter, the mask was removed in a vacuum state, and aluminum was vapor-deposited on the entire surface of one side of the sheet to perform temporary sealing. Next, the vacuum state is released, quickly transferred to a dry nitrogen gas atmosphere, and a quartz glass with a thickness of 0.2 mm is bonded to the aluminum deposition surface via an ultraviolet curing resin for sealing (manufactured by Nagase ChemteX). A water vapor barrier property evaluation sample was prepared by irradiating ultraviolet rays to cure and adhere the resin to perform main sealing.

得られた試料を60℃、90%RHの高温高湿下で保存し、保存時間に対して金属カルシウムが腐食して行く様子を観察した。観察は、保存時間6時間までは1時間ごとに、それ以降24時間までは3時間ごとに、それ以降48時間までは6時間ごとに、それ以降は12時間ごとに行い、12mm×12mmの金属カルシウム蒸着面積に対する金属カルシウムが腐食した面積を%表示で算出した。金属カルシウムが腐食した面積が1%となった時間を観察結果から直線で内挿して求め、金属カルシウム蒸着面積と、面積1%分の金属カルシウムを腐食させる水蒸気量と、それに要した時間との関係からそれぞれのガスバリアーフィルムの水蒸気透過度を算出した。   The obtained sample was stored at a high temperature and high humidity of 60 ° C. and 90% RH, and the state in which metallic calcium was corroded with respect to the storage time was observed. Observation is performed every hour for up to 6 hours, every 3 hours for up to 24 hours, every 6 hours for up to 48 hours thereafter, and every 12 hours thereafter, 12 mm x 12 mm metal The area where metallic calcium corroded relative to the calcium deposition area was calculated in%. The time when the area where the metal calcium corrodes becomes 1% is obtained by interpolating from the observation result by a straight line. From the relationship, the water vapor permeability of each gas barrier film was calculated.

<元素のプロファイル(XPSデータ)測定>
下記条件にてXPSデプスプロファイル測定を行い、ケイ素分布曲線、酸素分布曲線、及び炭素分布曲線及び酸素−炭素合計の分布曲線を得た。
<Element profile (XPS data) measurement>
XPS depth profile measurement was performed under the following conditions to obtain a silicon distribution curve, an oxygen distribution curve, a carbon distribution curve, and an oxygen-carbon total distribution curve.

エッチングイオン種:アルゴン(Ar
エッチングレート(SiO熱酸化膜換算値):0.05nm/sec
エッチング間隔(SiO換算値):10nm
X線光電子分光装置:Thermo Fisher Scientific社製、機種名「VG Theta Probe」
照射X線:単結晶分光AlKα
X線のスポット及びそのサイズ:800×400μmの楕円形。
Etching ion species: Argon (Ar + )
Etching rate (SiO 2 thermal oxide equivalent value): 0.05 nm / sec
Etching interval (SiO 2 equivalent value): 10 nm
X-ray photoelectron spectrometer: Model “VG Theta Probe”, manufactured by Thermo Fisher Scientific
Irradiation X-ray: Single crystal spectroscopy AlKα
X-ray spot and size: 800 × 400 μm oval.

こうして評価したデータをもとにバリアーの表面からの距離を横軸に、ケイ素分布曲線、酸素分布曲線、炭素分布曲線、及び酸素炭素分布曲線を作成した。代表として表1記載の試料No.20の各分布曲線を図3に示した。   Based on the data evaluated in this way, a silicon distribution curve, an oxygen distribution curve, a carbon distribution curve, and an oxygen carbon distribution curve were prepared with the distance from the surface of the barrier as the horizontal axis. As a representative sample No. Twenty distribution curves are shown in FIG.

図3において、符号A〜Dは、A:炭素分布曲線、B:ケイ素分布曲線、C:酸素分布曲線、D:酸素炭素分布曲線を各々表す。   In FIG. 3, symbols A to D represent A: carbon distribution curve, B: silicon distribution curve, C: oxygen distribution curve, and D: oxygen carbon distribution curve, respectively.

<屈曲性評価>
各ガスバリアーフィルムについて、金属製の棒にガスバリアーフィルムを巻き付けた後、1分放置する屈曲試験を施し、その後、ガスバリアーフィルムを平らに戻して、水蒸気透過係数評価を行った。なお、屈曲試験における曲率半径Rは棒の直径の1/2に相当するが、ガスバリアーフィルムの巻き数が多くなる場合は、フィルムを巻き付けた時の直径の1/2を曲率半径Rとした。Rは、8mmにて屈曲性試験を行った。
<Flexibility evaluation>
Each gas barrier film was subjected to a bending test in which the gas barrier film was wound around a metal rod and allowed to stand for 1 minute, and then the gas barrier film was returned to a flat state to evaluate a water vapor transmission coefficient. The radius of curvature R in the bending test corresponds to ½ of the diameter of the rod, but when the number of turns of the gas barrier film increases, ½ of the diameter when the film is wound is defined as the radius of curvature R. . R was subjected to a flexibility test at 8 mm.

屈曲性試験をする前の水蒸気透過係数と屈曲性試験後の数値の比を調べ、下記の基準で評価した。   The ratio between the water vapor transmission coefficient before the flexibility test and the numerical value after the flexibility test was examined and evaluated according to the following criteria.

○ :比が0.95以上
○△:比が0.90以上〜0.95未満
△ :比が0.80以上〜0.90未満
△×:比が0.50以上〜0.80未満
× :比が0.30以上〜0.50未満
××:比が0.30未満
<高温高湿処理+屈曲性評価>
各ガスバリアーフィルムについて、高温高湿条件として、温度85℃、湿度85%RHの環境下で3000時間保存して、強制劣化処理を施した。
○: Ratio is 0.95 or more ○ △: Ratio is 0.90 or more and less than 0.95 △: Ratio is 0.80 or more and less than 0.90 △: Ratio is 0.50 or more and less than 0.80 × : Ratio is 0.30 or more and less than 0.50 XX: Ratio is less than 0.30 <High temperature and high humidity treatment + flexibility evaluation>
Each gas barrier film was stored for 3000 hours under high temperature and high humidity conditions in an environment of a temperature of 85 ° C. and a humidity of 85% RH, and subjected to forced deterioration treatment.

さらに金属製の棒にガスバリアーフィルムを巻き付けた後、1分放置する屈曲試験を施し、その後、ガスバリアーフィルムを平らに戻して、高温高湿処理+屈曲性評価試料とし、水蒸気透過係数評価と密着性評価を行った。   Furthermore, after winding a gas barrier film around a metal rod, a bending test is performed by allowing it to stand for 1 minute, and then the gas barrier film is returned to a flat state to obtain a high-temperature high-humidity treatment + flexibility evaluation sample. Adhesion evaluation was performed.

なお、屈曲試験における曲率半径Rは棒の直径の1/2に相当するが、ガスバリアーフィルムの巻き数が多くなる場合は、フィルムを巻き付けた時の直径の1/2を曲率半径Rとした。Rは、8mmにて屈曲性試験を行った。   The radius of curvature R in the bending test corresponds to ½ of the diameter of the rod, but when the number of turns of the gas barrier film increases, ½ of the diameter when the film is wound is defined as the radius of curvature R. . R was subjected to a flexibility test at 8 mm.

<押し込み硬さ評価>
HYSITRON社製超微小押し込み硬さ試験機TriboScopeを用いて、23℃55%RHの雰囲気下で、試料に荷重100μNを加え、負荷開始から除荷までの全過程にわたって押し込み荷重P(μN)に対応する押し込み深さh(nm)を連続的に測定し、P−h曲線を作成した。作成したP−h曲線から押し込み硬さHを、下述の式(1)により求めた。
<Indentation hardness evaluation>
Using a microscopic indentation hardness tester TriboScope manufactured by HYSITRON, a load of 100 μN was applied to the sample in an atmosphere of 23 ° C. and 55% RH, and the indentation load P (μN) was applied throughout the entire process from the start of loading to unloading. The corresponding indentation depth h (nm) was measured continuously to create a Ph curve. The indentation hardness H was determined from the created Ph curve by the following equation (1).

H(GPa)=Pmax/A ・・・(1)
[Pmax:最大荷重(μN)、A:圧子投影面積(μm)]
実施例1
<樹脂基材の準備>
熱可塑性樹脂基材(支持体)として、両面に易接着加工された厚さ125μmのポリエステルフィルム(帝人デュポンフィルム株式会社製、KDL86WA)をそのまま基材として用いた。基材のみを測定した表面粗さ(JIS B 0601準拠)は、Raで4nm、Rzで320nmであった。
H (GPa) = Pmax / A (1)
[Pmax: maximum load (μN), A: indenter projected area (μm 2 )]
Example 1
<Preparation of resin base material>
As a thermoplastic resin substrate (support), a 125 μm-thick polyester film (KDL86WA, manufactured by Teijin DuPont Films Ltd.) that was easily bonded on both surfaces was used as the substrate as it was. The surface roughness (based on JIS B 0601) measured only for the substrate was 4 nm for Ra and 320 nm for Rz.

<応力吸収層2の形成>
東亞合成(株)製UV硬化型樹脂アロニックスM−8100に、光重合開始剤イルガキュア184(BASFジャパン製)を、固形分比(質量%)で樹脂/開始剤:95/5になるように調整し、応力吸収層塗布液2とした。
<Formation of stress absorbing layer 2>
Photopolymerization initiator Irgacure 184 (manufactured by BASF Japan) was adjusted to a solid content ratio (mass%) of resin / initiator: 95/5 to Toagosei Co., Ltd. UV curable resin Aronix M-8100. Thus, a stress absorbing layer coating solution 2 was obtained.

上記塗布液2を支持体の片面に、塗布、80℃3分乾燥し、乾燥膜厚が4μmになるようにワイヤーバーで塗布した後、硬化条件;0.5J/cm空気下、高圧水銀ランプ使用で硬化を行い、応力吸収層2を形成した。このときの押し込み硬さ値は表1に記載した。 The above coating solution 2 is coated on one side of the support, dried at 80 ° C. for 3 minutes, coated with a wire bar so that the dry film thickness is 4 μm, and then curing conditions: 0.5 J / cm 2 under high pressure mercury. Curing was performed using a lamp to form the stress absorbing layer 2. The indentation hardness values at this time are shown in Table 1.

<応力吸収層3の形成>
DIC(株)製UV硬化型樹脂ユニディックV−4025に、光重合開始剤イルガキュア184(BASFジャパン製)を、固形分比(質量%)で樹脂/開始剤:95/5になるように調整し、応力吸収層塗布液3とした。上記塗布液3を支持体の片面に、塗布、80℃3分乾燥し、乾燥膜厚が4μmになるようにワイヤーバーで塗布した後、硬化条件;0.5J/cm空気下、高圧水銀ランプ使用で硬化を行い、応力吸収層3を形成した。
<Formation of stress absorbing layer 3>
Photopolymerization initiator Irgacure 184 (manufactured by BASF Japan) is adjusted to DIC Corporation UV curable resin Unidic V-4025 so that the solid content ratio (mass%) is resin / initiator: 95/5. Thus, a stress absorbing layer coating solution 3 was obtained. The coating solution 3 is coated on one side of the support, dried at 80 ° C. for 3 minutes, coated with a wire bar so that the dry film thickness is 4 μm, and then curing conditions: 0.5 J / cm 2 under high pressure mercury. Curing was performed using a lamp, and the stress absorbing layer 3 was formed.

<応力吸収層9〜11の形成>
応力吸収層塗布液3を支持体の両面に、塗布、80℃3分乾燥し、乾燥膜厚が4μmになるようにワイヤーバーで塗布した後、それぞれの面に硬化条件;0.5J/cm空気下、高圧水銀ランプ使用で硬化を行い、応力吸収層9〜11を形成した。
<Formation of stress absorbing layers 9 to 11>
The stress-absorbing layer coating solution 3 is applied on both sides of the support, dried at 80 ° C. for 3 minutes, applied with a wire bar so that the dry film thickness is 4 μm, and then cured on each surface; 0.5 J / cm Curing was performed using a high-pressure mercury lamp under 2 air, and stress absorbing layers 9 to 11 were formed.

<応力吸収層4の形成>
応力吸収層塗布液2を支持体の両面に、塗布、80℃3分乾燥し、乾燥膜厚が4μmになるようにワイヤーバーで塗布した後、それぞれの面に硬化条件;0.5J/cm空気下、高圧水銀ランプ使用で硬化を行い、応力吸収層4を形成した。
<Formation of stress absorbing layer 4>
The stress-absorbing layer coating solution 2 is coated on both sides of the support, dried at 80 ° C. for 3 minutes, coated with a wire bar so that the dry film thickness is 4 μm, and then cured on each surface; 0.5 J / cm Curing was performed using a high-pressure mercury lamp under 2 air, and the stress absorbing layer 4 was formed.

<応力吸収層5の形成>
応力吸収層塗布液2を支持体の片面(ガスバリアー層設置側:CVDロール非接触面側)に、応力吸収層塗布液3を支持体の片面(CVDロール接触面側)に、それぞれ塗布、80℃3分乾燥し、乾燥膜厚が4μmになるようにワイヤーバーで塗布した後、それぞれの面に硬化条件;0.5J/cm空気下、高圧水銀ランプ使用で硬化を行い、応力吸収層5を形成した。
<Formation of stress absorbing layer 5>
The stress absorbing layer coating liquid 2 is applied to one side of the support (gas barrier layer installation side: CVD roll non-contact side), and the stress absorbing layer coating liquid 3 is applied to one side of the support (CVD roll contact side), After drying at 80 ° C. for 3 minutes and applying with a wire bar so that the dry film thickness is 4 μm, curing is performed on each surface using 0.5 J / cm 2 air under high pressure mercury lamp to absorb stress Layer 5 was formed.

<応力吸収層6の形成>
応力吸収層塗布液3を支持体の両面に、塗布、80℃3分乾燥し、乾燥膜厚が4μmになるようにワイヤーバーで塗布した後、それぞれの面に硬化条件;0.12J/cm空気下、高圧水銀ランプ使用で硬化を行い、応力吸収層6を形成した。
<Formation of stress absorbing layer 6>
The stress-absorbing layer coating solution 3 was applied on both sides of the support, dried at 80 ° C. for 3 minutes, and applied with a wire bar so that the dry film thickness was 4 μm, and then the curing conditions on each surface: 0.12 J / cm Curing was performed using a high-pressure mercury lamp under 2 air, and the stress absorbing layer 6 was formed.

<応力吸収層12の形成>
応力吸収層塗布液3を支持体の両面に、塗布、80℃3分乾燥し、乾燥膜厚が4μmになるようにワイヤーバーで塗布した後、片面(ガスバリアー層設置側:CVDロール非接触面側)には硬化条件;0.5J/cm空気下、高圧水銀ランプ使用で硬化を行い、片面(CVDロール接触面側)には硬化条件;1.0J/cm空気下、高圧水銀ランプ使用で硬化を行い、応力吸収層12を形成した。
<Formation of Stress Absorbing Layer 12>
The stress absorbing layer coating solution 3 is applied to both sides of the support, dried at 80 ° C. for 3 minutes, and applied with a wire bar so that the dry film thickness becomes 4 μm, and then one side (gas barrier layer installation side: CVD roll non-contact Curing condition on the surface side): 0.5 J / cm 2 under air, using a high-pressure mercury lamp. Curing condition on one side (CVD roll contact surface side): 1.0 J / cm 2 under air, high-pressure mercury Curing was performed using a lamp, and the stress absorbing layer 12 was formed.

<応力吸収層13、20、21の形成>
UV硬化型樹脂JSR(株)製オプスターZ7501を、支持体の両面に塗布、80℃3分乾燥し、乾燥膜厚が4μmになるようにワイヤーバーで塗布した後、硬化条件;0.5J/cm空気下、高圧水銀ランプ使用で硬化を行い、応力吸収層13、20、21を形成した。
<Formation of stress absorbing layers 13, 20, 21>
UV curable resin JSR Co., Ltd. OPSTAR Z7501 was applied on both sides of the support, dried at 80 ° C. for 3 minutes, and applied with a wire bar so that the dry film thickness was 4 μm, followed by curing conditions: 0.5 J / Curing was performed using a high-pressure mercury lamp under cm 2 air to form stress absorbing layers 13, 20, and 21.

<応力吸収層14の形成>
UV硬化型樹脂JSR(株)製オプスターZ7501を、支持体の両面に塗布、80℃3分乾燥し、乾燥膜厚が4μmになるようにワイヤーバーで塗布した後、硬化条件;1.0J/cm空気下、高圧水銀ランプ使用で硬化を行い、応力吸収層14を形成した。
<Formation of Stress Absorbing Layer 14>
UV curable resin JSR Co., Ltd. OPSTAR Z7501 was applied on both sides of the support, dried at 80 ° C. for 3 minutes, and applied with a wire bar so that the dry film thickness was 4 μm, and then curing conditions: 1.0 J / Curing was performed using a high-pressure mercury lamp under cm 2 air to form the stress absorbing layer 14.

<応力吸収層15の形成>
UV硬化型樹脂JSR(株)製オプスターZ7527を、支持体の両面に塗布、80℃3分乾燥し、乾燥膜厚が4μmになるようにワイヤーバーで塗布した後、硬化条件;0.5J/cm空気下、高圧水銀ランプ使用で硬化を行い、応力吸収層15を形成した。
<Formation of stress absorbing layer 15>
UV curable resin JSR Co., Ltd. OPSTAR Z7527 was applied on both sides of the support, dried at 80 ° C. for 3 minutes, and applied with a wire bar so that the dry film thickness was 4 μm, followed by curing conditions: 0.5 J / Curing was performed using a high-pressure mercury lamp under cm 2 air to form the stress absorbing layer 15.

<応力吸収層16の形成>
UV硬化型樹脂荒川化学工業(株)製ビームセット907を、支持体の両面に塗布、80℃3分乾燥し、乾燥膜厚が4μmになるようにワイヤーバーで塗布した後、硬化条件;0.5J/cm空気下、高圧水銀ランプ使用で硬化を行い、応力吸収層16を形成した。
<Formation of Stress Absorbing Layer 16>
UV curable resin Arakawa Chemical Industries Co., Ltd. beam set 907 was applied to both sides of the support, dried at 80 ° C. for 3 minutes, and applied with a wire bar so that the dry film thickness was 4 μm, and then the curing conditions: 0 Curing was performed using a high-pressure mercury lamp under 0.5 J / cm 2 air to form the stress absorbing layer 16.

<応力吸収層17の形成>
UV硬化型樹脂東洋インキ(株)製リオデュラスLCH1559を、支持体の両面に塗布、80℃3分乾燥し、乾燥膜厚が4μmになるようにワイヤーバーで塗布した後、硬化条件;0.5J/cm空気下、高圧水銀ランプ使用で硬化を行い、応力吸収層17を形成した。
<Formation of stress absorbing layer 17>
UV curable resin Toyo Ink Co., Ltd. Ryodurasu LCH1559 was applied to both sides of the support, dried at 80 ° C. for 3 minutes, and applied with a wire bar to a dry film thickness of 4 μm, followed by curing conditions: 0.5 J Curing was performed using a high-pressure mercury lamp under / cm 2 air to form the stress absorbing layer 17.

<応力吸収層18の形成>
UV硬化型樹脂東洋インキ(株)製リオデュラスLCH1559を、片面(ガスバリアー層設置側:CVDロール非接触面側)に、UV硬化型樹脂JSR(株)製オプスターZ7501を支持体の片面(CVDロール接触面側)に、それぞれ塗布、80℃3分乾燥し、乾燥膜厚が4μmになるようにワイヤーバーで塗布した後、硬化条件;0.5J/cm空気下、高圧水銀ランプ使用で硬化を行い、応力吸収層18を形成した。
<Formation of Stress Absorbing Layer 18>
UV curable resin Toyo Ink Co., Ltd. Ryoduras LCH1559 on one side (gas barrier layer installation side: CVD roll non-contact surface side), UV curable resin JSR Co., Ltd. OPSTAR Z7501 on one side (CVD roll) Each contact surface side), dried at 80 ° C. for 3 minutes, coated with a wire bar to a dry film thickness of 4 μm, and then cured under curing conditions: 0.5 J / cm 2 in air using a high-pressure mercury lamp. The stress absorbing layer 18 was formed.

<応力吸収層19の形成>
UV硬化型樹脂荒川化学工業(株)製ビームセット907を、片面(ガスバリアー層設置側:CVDロール非接触面側)に、UV硬化型樹脂JSR(株)製オプスターZ7501を支持体の片面(CVDロール接触面側)に、それぞれ塗布、80℃3分乾燥し、乾燥膜厚が4μmになるようにワイヤーバーで塗布した後、硬化条件;0.5J/cm空気下、高圧水銀ランプ使用で硬化を行い、応力吸収層19を形成した。
<Formation of Stress Absorbing Layer 19>
UV curable resin Arakawa Chemical Industries Co., Ltd. beam set 907 on one side (gas barrier layer installation side: CVD roll non-contact surface side), UV curable resin JSR Co., Ltd. OPSTAR Z7501 on one side of the support ( (Applicable to CVD roll contact surface side), dried at 80 ° C for 3 minutes, coated with a wire bar so that the dry film thickness is 4 µm, and then curing conditions: 0.5 J / cm 2 under air, using a high-pressure mercury lamp Curing was performed to form a stress absorbing layer 19.

<応力吸収層22、24〜29の形成>
樹脂基材をPETから、PEN(両面に易接着加工された厚さ125μmのポリエステルフィルム(帝人デュポンフィルム株式会社製、Q65FWA)に変更し、UV硬化型樹脂JSR(株)製オプスターZ7501を、両面に塗布、80℃3分乾燥し、乾燥膜厚が4μmになるようにワイヤーバーで塗布した後、硬化条件;0.5J/cm空気下、高圧水銀ランプ使用で硬化を行い、応力吸収層22、24〜29を形成した。
<Formation of Stress Absorbing Layers 22, 24 to 29>
The resin base material is changed from PET to PEN (polyester film with a thickness of 125 μm that is easily bonded to both surfaces (Q65FWA, manufactured by Teijin DuPont Films Ltd.), , Dried at 80 ° C. for 3 minutes, coated with a wire bar so that the dry film thickness is 4 μm, and then cured under a condition of 0.5 J / cm 2 air using a high-pressure mercury lamp, and a stress absorbing layer 22, 24-29 were formed.

<応力吸収層23の形成>
樹脂基材をPETから、PC(厚さ50μmのポリカーボネートフィルム(帝人化成株式会社製、WR−S148)に変更し、UV硬化型樹脂JSR(株)製オプスターZ7501を、両面に塗布、80℃3分乾燥し、乾燥膜厚が4μmになるようにワイヤーバーで塗布した後、硬化条件;0.5J/cm空気下、高圧水銀ランプ使用で硬化を行い、応力吸収層23を形成した。
<Formation of Stress Absorbing Layer 23>
The resin base material was changed from PET to PC (polycarbonate film having a thickness of 50 μm (manufactured by Teijin Chemicals Ltd., WR-S148)), and UV curable resin JSR Co., Ltd. OPSTAR Z7501 was applied to both sides at 80 ° C. 3 After being partially dried and coated with a wire bar so as to have a dry film thickness of 4 μm, curing was performed using a high-pressure mercury lamp under 0.5 J / cm 2 air to form a stress absorbing layer 23.

<応力吸収層7の形成>
応力吸収層塗布液3を支持体のロール接触面に、塗布、80℃3分乾燥し、乾燥膜厚が4μmになるようにワイヤーバーで塗布した後、硬化条件;0.5J/cm空気下、高圧水銀ランプ使用で硬化を行った。その後、ロール非接触面に以下のようにして応力吸収層7層を形成した。
<Formation of stress absorbing layer 7>
The stress-absorbing layer coating solution 3 is applied to the roll contact surface of the support, dried at 80 ° C. for 3 minutes, applied with a wire bar so that the dry film thickness is 4 μm, and then curing conditions: 0.5 J / cm 2 air Below, curing was performed using a high-pressure mercury lamp. Thereafter, seven stress absorbing layers were formed on the non-contact surface of the roll as follows.

(ポリシラザンより酸化ケイ素膜形成)
パーヒドロポリシラザン(アクアミカ NN120−10、無触媒タイプ、AZエレクトロニックマテリアルズ(株)製)の10質量%ジブチルエーテル溶液を、塗布液とした。
(Silicon oxide film formation from polysilazane)
A 10 mass% dibutyl ether solution of perhydropolysilazane (Aquamica NN120-10, non-catalytic type, manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.) was used as a coating solution.

〈ポリシラザン層の形成〉
上記ポリシラザン層塗布液を、ワイヤレスバーにて、乾燥後の(平均)膜厚が300nmとなるように塗布し、温度85℃、湿度55%RHの雰囲気下で1分間処理して乾燥させ、更に温度25℃、湿度10%RH(露点温度−8℃)の雰囲気下に10分間保持し、除湿処理を行って、ポリシラザン層を形成した。
<Formation of polysilazane layer>
The polysilazane layer coating solution is applied with a wireless bar so that the (average) film thickness after drying is 300 nm, dried by treatment for 1 minute in an atmosphere at a temperature of 85 ° C. and a humidity of 55% RH, A polysilazane layer was formed by holding for 10 minutes in an atmosphere of temperature 25 ° C. and humidity 10% RH (dew point temperature −8 ° C.) to perform dehumidification.

(ガスバリアー層の形成:紫外光によるポリシラザン層のシリカ転化処理)
次いで、上記形成したポリシラザン層に対し、下記紫外線装置を真空チャンバー内に設置して、装置内の圧力を表1に示している値に調整して、シリカ転化処理を実施した。
(Formation of gas barrier layer: Silica conversion of polysilazane layer by ultraviolet light)
Next, the following ultraviolet device was installed in the vacuum chamber for the polysilazane layer formed above, and the pressure in the device was adjusted to the values shown in Table 1 to perform silica conversion treatment.

〈紫外線照射装置〉
装置:株式会社 エム・ディ・コム製エキシマ照射装置MODEL:MECL−M−1−200
照射波長:172nm
ランプ封入ガス:Xe
〈改質処理条件〉
稼動ステージ上に固定したポリシラザン層を形成した基材に対し、以下の条件で改質処理を行って、ガスバリアー層を形成した。
<Ultraviolet irradiation device>
Apparatus: M.com Co., Ltd. excimer irradiation apparatus MODEL: MECL-M-1-200
Irradiation wavelength: 172 nm
Lamp filled gas: Xe
<Reforming treatment conditions>
The base material on which the polysilazane layer fixed on the operation stage was formed was modified under the following conditions to form a gas barrier layer.

エキシマランプ光強度:130mW/cm(172nm)
試料と光源の距離:1mm
ステージ加熱温度:70℃
照射装置内の酸素濃度:1.0%
エキシマランプ照射時間:5秒
<応力吸収層8の形成>
応力吸収層32のポリシラザン硬化層を両面に形成して、応力吸収層8とした。
Excimer lamp light intensity: 130 mW / cm 2 (172 nm)
Distance between sample and light source: 1mm
Stage heating temperature: 70 ° C
Oxygen concentration in the irradiation device: 1.0%
Excimer lamp irradiation time: 5 seconds <Formation of stress absorbing layer 8>
A stress-absorbing layer 8 was formed by forming a polysilazane cured layer of the stress-absorbing layer 32 on both sides.

<ガスバリアーフィルム1〜19、22、23、26の形成>
応力吸収層付き樹脂基材の応力吸収層が、それぞれロール接触面、又はロール非接触面になるように、図2で示す装置に装着して、下記成膜条件(プラズマCVD条件)にて基材上にガスバリアー層を層厚500nmの厚さになるように形成し、ガスバリアーフィルム1〜19、22、23、26を作製した。ガスバリアーフィルム26については、2回成膜した。
<Formation of gas barrier films 1 to 19, 22, 23, 26>
The stress absorbing layer of the resin substrate with the stress absorbing layer is mounted on the apparatus shown in FIG. 2 so that each of the stress absorbing layers becomes a roll contact surface or a roll non-contact surface, and is based on the following film formation conditions (plasma CVD conditions). A gas barrier layer was formed on the material so as to have a thickness of 500 nm, and gas barrier films 1 to 19, 22, 23, and 26 were produced. The gas barrier film 26 was formed twice.

〈成膜条件〉
原料ガス(ヘキサメチルジシロキサンHMDSO)の供給量:50sccm(Standard Cubic Centimeter per Minute)
酸素ガス(O)の供給量:500sccm
真空チャンバー内の真空度:3Pa
プラズマ発生用電源からの印加電力:0.8kW
プラズマ発生用電源の周波数:70kHz
フィルムの搬送速度;0.8m/min
成膜ローラー直径:300mmφ
<ガスバリアーフィルム20の形成>
酸素ガスの供給量を750sccm、フィルム搬送速度を2.5m/minに変更した以外はガスバリアーフィルム1同様にして、層厚300nmのガスバリアー層を有するガスバリアーフィルム20を成膜した。
<Film formation conditions>
Feed rate of source gas (hexamethyldisiloxane HMDSO): 50 sccm (Standard Cubic Centimeter per Minute)
Supply amount of oxygen gas (O 2 ): 500 sccm
Degree of vacuum in the vacuum chamber: 3Pa
Applied power from the power source for plasma generation: 0.8 kW
Frequency of power source for plasma generation: 70 kHz
Film conveyance speed: 0.8 m / min
Deposition roller diameter: 300mmφ
<Formation of gas barrier film 20>
A gas barrier film 20 having a gas barrier layer having a layer thickness of 300 nm was formed in the same manner as the gas barrier film 1 except that the supply amount of oxygen gas was changed to 750 sccm and the film conveyance speed was changed to 2.5 m / min.

<ガスバリアーフィルム21の形成>
原料ガスの供給量を75sccm、フィルム搬送速度を0.4m/minに変更した以外はガスバリアーフィルム1同様にして、層厚1000nmのガスバリアーフィルム21を成膜した。
<Formation of gas barrier film 21>
A gas barrier film 21 having a layer thickness of 1000 nm was formed in the same manner as the gas barrier film 1 except that the supply amount of the source gas was changed to 75 sccm and the film conveyance speed was changed to 0.4 m / min.

<第2のガスバリアー層25、27〜29の形成>
上記ガスバリアーフィルム上に第2のガスバリアー層を以下のようにして形成し、第2のガスバリアー層付きフィルム25、27〜29を作製した。
<Formation of the second gas barrier layers 25 and 27 to 29>
A second gas barrier layer was formed on the gas barrier film as described below, and second gas barrier layer-attached films 25 and 27 to 29 were produced.

(ポリシラザンより酸化ケイ素膜形成)
パーヒドロポリシラザン(アクアミカ NN120−10、無触媒タイプ、AZエレクトロニックマテリアルズ(株)製)の10質量%ジブチルエーテル溶液を、塗布液とした。
(Silicon oxide film formation from polysilazane)
A 10 mass% dibutyl ether solution of perhydropolysilazane (Aquamica NN120-10, non-catalytic type, manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.) was used as a coating solution.

〈ポリシラザン層の形成〉
上記ポリシラザン層塗布液を、ワイヤレスバーにて、乾燥後の(平均)膜厚が300nmとなるように塗布し、温度85℃、湿度55%RHの雰囲気下で1分間処理して乾燥させ、更に温度25℃、湿度10%RH(露点温度−8℃)の雰囲気下に10分間保持し、除湿処理を行って、ポリシラザン層を形成した。
<Formation of polysilazane layer>
The polysilazane layer coating solution is applied with a wireless bar so that the (average) film thickness after drying is 300 nm, dried by treatment for 1 minute in an atmosphere at a temperature of 85 ° C. and a humidity of 55% RH, A polysilazane layer was formed by holding for 10 minutes in an atmosphere of temperature 25 ° C. and humidity 10% RH (dew point temperature −8 ° C.) to perform dehumidification.

(ガスバリアー層の形成:紫外光によるポリシラザン層のシリカ転化処理)
次いで、上記形成したポリシラザン層に対し、下記紫外線装置を真空チャンバー内に設置して、装置内の圧力を表1に示している値に調整して、シリカ転化処理を実施した。
(Formation of gas barrier layer: Silica conversion of polysilazane layer by ultraviolet light)
Next, the following ultraviolet device was installed in the vacuum chamber for the polysilazane layer formed above, and the pressure in the device was adjusted to the values shown in Table 1 to perform silica conversion treatment.

〈紫外線照射装置〉
装置:株式会社 エム・ディ・コム製エキシマ照射装置MODEL:MECL−M−1−200
照射波長:172nm
ランプ封入ガス:Xe
〈改質処理条件〉
稼動ステージ上に固定したポリシラザン層を形成した基材に対し、以下の条件で改質処理を行って、ガスバリアー層を形成した。
<Ultraviolet irradiation device>
Apparatus: M.com Co., Ltd. excimer irradiation apparatus MODEL: MECL-M-1-200
Irradiation wavelength: 172 nm
Lamp filled gas: Xe
<Reforming treatment conditions>
The base material on which the polysilazane layer fixed on the operation stage was formed was modified under the following conditions to form a gas barrier layer.

エキシマランプ光強度:130mW/cm(172nm)
試料と光源の距離:1mm
ステージ加熱温度:70℃
照射装置内の酸素濃度:1.0%
エキシマランプ照射時間:5秒
<オーバーコート層24、27〜29の形成>
表1に記載した構成で、ガスバリアーフィルムのガスバリアー層又は第2のガスバリアー層の上に、以下のようにオーバーコート層を形成した。
Excimer lamp light intensity: 130 mW / cm 2 (172 nm)
Distance between sample and light source: 1mm
Stage heating temperature: 70 ° C
Oxygen concentration in the irradiation device: 1.0%
Excimer lamp irradiation time: 5 seconds <Formation of overcoat layers 24 and 27 to 29>
In the configuration described in Table 1, an overcoat layer was formed as follows on the gas barrier layer or the second gas barrier layer of the gas barrier film.

和信化学工業(株)製ワシンコートMP6103を塗布、120℃3分乾燥し、乾燥膜厚が500nmになるように、オーバーコート層24、27〜29を形成した。   Wasshin Coat MP6103 manufactured by Washin Chemical Industry Co., Ltd. was applied, dried at 120 ° C. for 3 minutes, and overcoat layers 24 and 27 to 29 were formed so that the dry film thickness was 500 nm.

またJSR(株)製グラスカHPC7003を塗布、120℃3分乾燥し、乾燥膜厚が500nmになるように、オーバーコート層28を形成した。   Further, Glasca HPC7003 manufactured by JSR Co., Ltd. was applied, dried at 120 ° C. for 3 minutes, and the overcoat layer 28 was formed so that the dry film thickness was 500 nm.

以上作製したガスバリアーフィルムの構成及び当該ガスバリアーフィルムを用いて、応力吸収層の押し込み硬さ評価、ガスバリアーフィルムのXPSデプスプロファイル測定、水蒸気バリアー性の評価、屈曲性評価、高温高湿処理+屈曲性評価を行い、表1及び表2に記載した。   Using the gas barrier film thus prepared and the gas barrier film, evaluation of indentation hardness of the stress absorption layer, measurement of XPS depth profile of the gas barrier film, evaluation of water vapor barrier property, evaluation of flexibility, high temperature and high humidity treatment + Flexibility evaluation was performed and listed in Tables 1 and 2.

Figure 0005892030
Figure 0005892030
表1及び表2記載したように、本発明によれば、十分なガスバリアー性を有しており、しかも高温高湿処理+フィルムを屈曲させた場合においても、ガスバリアー性の低下を十分に抑制することが可能な耐久性が良好なガスバリアーフィルムを提供することが可能となる。
Figure 0005892030
Figure 0005892030
As described in Tables 1 and 2, according to the present invention, the gas barrier property is sufficient, and even when the high temperature and high humidity treatment + film is bent, the gas barrier property is sufficiently lowered. It becomes possible to provide a gas barrier film with good durability that can be suppressed.

実施例2
<有機EL素子の作製>
(第1電極層の形成)
実施例1で作製したガスバリアーフィルム1〜29のガスバリアー層、又は第2のガスバリアー層、又はオーバーコート層の上に、厚さ150nmのITO(インジウムチンオキシド)をスパッタ法により成膜し、フォトリソグラフィー法によりパターニングを行い、第1電極層を形成した。なお、パターンは発光面積が50mm平方になるようなパターンとした。
Example 2
<Production of organic EL element>
(Formation of first electrode layer)
A 150 nm-thick ITO (indium tin oxide) film was formed by sputtering on the gas barrier layer, the second gas barrier layer, or the overcoat layer of the gas barrier films 1 to 29 produced in Example 1. Then, patterning was performed by a photolithography method to form a first electrode layer. The pattern was such that the light emission area was 50 mm square.

(正孔輸送層の形成)
第1電極層が形成された各ガスバリアーフィルムの第1電極層の上に、以下に示す正孔輸送層形成用塗布液を、25℃相対湿度50%の環境下で、押出し塗布機で塗布した後、下記の条件で乾燥及び加熱処理を行い、正孔輸送層を形成した。正孔輸送層形成用塗布液は乾燥後の厚みが50nmになるように塗布した。
(Formation of hole transport layer)
On the first electrode layer of each gas barrier film on which the first electrode layer is formed, the following hole transport layer forming coating solution is applied by an extrusion coater in an environment of 25 ° C. and 50% relative humidity. After that, drying and heat treatment were performed under the following conditions to form a hole transport layer. The coating liquid for forming the hole transport layer was applied so that the thickness after drying was 50 nm.

正孔輸送層形成用塗布液を塗布する前に、バリアーフィルムの洗浄表面改質処理を、波長184.9nmの低圧水銀ランプを使用し、照射強度15mW/cm、距離10mmで実施した。帯電除去処理は、微弱X線による除電器を使用し行った。 Before coating the hole transport layer forming coating solution, the cleaning surface modification treatment of the barrier film was performed using a low-pressure mercury lamp with a wavelength of 184.9 nm at an irradiation intensity of 15 mW / cm 2 and a distance of 10 mm. The charge removal treatment was performed using a static eliminator with weak X-rays.

〈正孔輸送層形成用塗布液の準備〉
ポリエチレンジオキシチオフェン・ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS、Bayer社製 Bytron P AI 4083)を純水で65%、メタノール5%で希釈した溶液を正孔輸送層形成用塗布液として準備した。
<Preparation of hole transport layer forming coating solution>
A solution prepared by diluting polyethylene dioxythiophene / polystyrene sulfonate (PEDOT / PSS, Baytron P AI 4083 manufactured by Bayer) with pure water at 65% and methanol at 5% was prepared as a coating solution for forming a hole transport layer.

〈乾燥及び加熱処理条件〉
正孔輸送層形成用塗布液を塗布した後、成膜面に向け高さ100mm、吐出風速1m/s、幅手の風速分布5%、温度100℃で溶媒を除去した後、引き続き、加熱処理装置を用い温度150℃で裏面伝熱方式の熱処理を行い、正孔輸送層を形成した。
<Drying and heat treatment conditions>
After applying the hole transport layer forming coating solution, the solvent is removed at a height of 100 mm toward the film formation surface, a discharge air velocity of 1 m / s, a wide air velocity distribution of 5%, and a temperature of 100 ° C., followed by heat treatment. The back surface heat transfer type heat treatment was performed at a temperature of 150 ° C. using an apparatus to form a hole transport layer.

(発光層の形成)
上記で形成した正孔輸送層上に、以下に示す白色発光層形成用塗布液を、下記の条件により押出し塗布機で塗布した後、下記の条件で乾燥及び加熱処理を行い、発光層を形成した。白色発光層形成用塗布液は乾燥後の厚みが40nmになるように塗布した。
(Formation of light emitting layer)
On the hole transport layer formed above, the following coating solution for forming a white light emitting layer is applied by an extrusion coater under the following conditions, followed by drying and heat treatment under the following conditions to form a light emitting layer. did. The white light emitting layer forming coating solution was applied so that the thickness after drying was 40 nm.

〈白色発光層形成用塗布液〉
ホスト材として下記化学式H−Aで表される化合物1.0gと、ドーパント材として下記化学式D−Aで表される化合物を100mg、ドーパント材として下記化学式D−Bで表される化合物を0.2mg、ドーパント材として下記化学式D−Cで表される化合物を0.2mg、100gのトルエンに溶解し白色発光層形成用塗布液として準備した。
<White luminescent layer forming coating solution>
As a host material, 1.0 g of a compound represented by the following chemical formula HA, 100 mg of a compound represented by the following chemical formula DA as a dopant material, and 0.1 mg of a compound represented by the following chemical formula DB as a dopant material. 2 mg of a compound represented by the following chemical formula DC as a dopant material was dissolved in 0.2 mg and 100 g of toluene to prepare a white light emitting layer forming coating solution.

Figure 0005892030
〈塗布条件〉
塗布工程を窒素ガス濃度99%以上の雰囲気で、塗布温度を25℃とし、塗布速度1m/minで行った。
Figure 0005892030
<Application conditions>
The coating process was performed in an atmosphere having a nitrogen gas concentration of 99% or more, a coating temperature of 25 ° C., and a coating speed of 1 m / min.

〈乾燥及び加熱処理条件〉
白色発光層形成用塗布液を塗布した後、成膜面に向け高さ100mm、吐出風速1m/s、幅手の風速分布5%、温度60℃で溶媒を除去した後、引き続き、温度130℃で加熱処理を行い、発光層を形成した。
<Drying and heat treatment conditions>
After applying the white light emitting layer forming coating solution, the solvent was removed at a height of 100 mm toward the film formation surface, a discharge wind speed of 1 m / s, a wide wind speed distribution of 5%, and a temperature of 60 ° C., and then a temperature of 130 ° C. A heat treatment was performed to form a light emitting layer.

(電子輸送層25の形成)
上記で形成した発光層の上に、以下に示す電子輸送層形成用塗布液を下記の条件により押出し塗布機で塗布した後、下記の条件で乾燥及び加熱処理し、電子輸送層を形成した。電子輸送層形成用塗布液は乾燥後の厚みが30nmになるように塗布した。
(Formation of the electron transport layer 25)
On the light emitting layer formed above, the following coating liquid for forming an electron transport layer was applied by an extrusion coater under the following conditions, and then dried and heated under the following conditions to form an electron transport layer. The coating solution for forming an electron transport layer was applied so that the thickness after drying was 30 nm.

〈塗布条件〉
塗布工程は窒素ガス濃度99%以上の雰囲気で、電子輸送層形成用塗布液の塗布温度を25℃とし、塗布速度1m/minで行った。
<Application conditions>
The coating process was performed in an atmosphere having a nitrogen gas concentration of 99% or more, the coating temperature of the electron transport layer forming coating solution was 25 ° C., and the coating speed was 1 m / min.

〈電子輸送層形成用塗布液〉
電子輸送層は下記化学式E−Aで表される化合物を2,2,3,3−テトラフルオロ−1−プロパノール中に溶解し0.5質量%溶液とし電子輸送層形成用塗布液とした。
<Coating liquid for electron transport layer formation>
The electron transport layer was prepared by dissolving a compound represented by the following chemical formula EA in 2,2,3,3-tetrafluoro-1-propanol to obtain a 0.5 mass% solution as a coating liquid for forming an electron transport layer.

Figure 0005892030
〈乾燥及び加熱処理条件〉
電子輸送層形成用塗布液を塗布した後、成膜面に向け高さ100mm、吐出風速1m/s、幅手の風速分布5%、温度60℃で溶媒を除去した後、引き続き、加熱処理部で、温度200℃で加熱処理を行い、電子輸送層を形成した。
Figure 0005892030
<Drying and heat treatment conditions>
After applying the electron transport layer forming coating solution, the solvent is removed at a height of 100 mm toward the film formation surface, a discharge wind speed of 1 m / s, a wide wind speed distribution of 5%, and a temperature of 60 ° C. Then, heat treatment was performed at a temperature of 200 ° C. to form an electron transport layer.

(電子注入層の形成)
上記で形成した電子輸送層上に、電子注入層26を形成した。まず、基板を減圧チャンバーに投入し、5×10−4Paまで減圧した。あらかじめ、真空チャンバーにタンタル製蒸着ボートに用意しておいたフッ化セシウムを加熱し、厚さ3nmの電子注入層を形成した。
(Formation of electron injection layer)
An electron injection layer 26 was formed on the electron transport layer formed above. First, the substrate was put into a vacuum chamber and the pressure was reduced to 5 × 10 −4 Pa. In advance, cesium fluoride prepared in a tantalum vapor deposition boat was heated in a vacuum chamber to form an electron injection layer having a thickness of 3 nm.

(第2電極の形成)
上記で形成した電子注入層26の上であって、第1電極22の取り出し電極になる部分を除く部分に、5×10−4Paの真空下で、第2電極形成材料としてアルミニウムを使用し、取り出し電極を有するように蒸着法にて、発光面積が50mm平方になるようにマスクパターン成膜し、厚さ100nmの第2電極27を積層した。
(Formation of second electrode)
Aluminum is used as the second electrode forming material on the electron injection layer 26 formed as described above, except for the portion that becomes the extraction electrode of the first electrode 22 under a vacuum of 5 × 10 −4 Pa. Then, a mask pattern was formed by vapor deposition so as to have an extraction electrode so that the light emission area was 50 mm square, and a second electrode 27 having a thickness of 100 nm was laminated.

(裁断)
以上のように、第2電極までが形成された各積層体を、再び窒素雰囲気に移動し、規定の大きさに、紫外線レーザーを用いて裁断し、有機EL素子を作製した。
(Cutting)
As described above, each laminate including the second electrode was moved again to a nitrogen atmosphere, and cut to a specified size using an ultraviolet laser to produce an organic EL element.

(電極リード接続)
作製した有機EL素子に、ソニーケミカル&インフォメーションデバイス株式会社製の異方性導電フィルムDP3232S9を用いて、フレキシブルプリント基板(ベースフィルム:ポリイミド12.5μm、圧延銅箔18μm、カバーレイ:ポリイミド12.5μm、表面処理NiAuメッキ)を接続した。
(Electrode lead connection)
An anisotropic conductive film DP3232S9 manufactured by Sony Chemical & Information Device Co., Ltd. was used for the produced organic EL element, and a flexible printed circuit board (base film: polyimide 12.5 μm, rolled copper foil 18 μm, coverlay: polyimide 12.5 μm). , Surface-treated NiAu plating).

圧着条件:温度170℃(別途熱伝対を用いて測定したACF温度140℃)、圧力2MPa、10秒で圧着を行った。   Pressure bonding conditions: Pressure bonding was performed at a temperature of 170 ° C. (ACF temperature 140 ° C. measured using a separate thermocouple), a pressure of 2 MPa, and 10 seconds.

(封止)
封止部材として、30μm厚のアルミニウム箔(東洋アルミニウム株式会社製)に、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(12μm厚)をドライラミネーション用の接着剤(2液反応型のウレタン系接着剤)を用いラミネートした(接着剤層の厚み1.5μm)ものを用意した。
(Sealing)
As a sealing member, a 30 μm thick aluminum foil (manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd.) is laminated with a polyethylene terephthalate (PET) film (12 μm thickness) using a dry lamination adhesive (two-component reaction type urethane adhesive). (Adhesive layer thickness 1.5 μm) was prepared.

用意した封止部材のアルミニウム面に熱硬化性接着剤を、ディスペンサーを使用してアルミ箔の接着面(つや面)に沿って厚み20μmで均一に塗布し、接着剤層を形成した。   A thermosetting adhesive was uniformly applied to the aluminum surface of the prepared sealing member at a thickness of 20 μm along the adhesive surface (shiny surface) of the aluminum foil using a dispenser to form an adhesive layer.

このとき、熱硬化性接着剤としては以下の成分を含むエポキシ系接着剤を用いた。   At this time, an epoxy adhesive containing the following components was used as the thermosetting adhesive.

ビスフェノールAジグリシジルエーテル(DGEBA)、ジシアンジアミド(DICY)、エポキシアダクト系硬化促進剤。   Bisphenol A diglycidyl ether (DGEBA), dicyandiamide (DICY), and epoxy adduct curing accelerator.

封止部材を、取り出し電極及び電極リードの接合部を覆うようにして密着・配置して、圧着ロールを用いて圧着条件、圧着ロール温度120℃、圧力0.5MPa、装置速度0.3m/minで密着封止した。   The sealing member is closely attached and arranged so as to cover the joint between the take-out electrode and the electrode lead, and using a pressure roll, pressure bonding conditions, a pressure roll temperature of 120 ° C., a pressure of 0.5 MPa, and an apparatus speed of 0.3 m / min. And sealed tightly.

《有機EL素子の評価》
上記作製した有機EL素子1〜29について、下記の方法に従って、耐久性の評価を行った。
<< Evaluation of organic EL elements >>
About the produced said organic EL elements 1-29, durability evaluation was performed according to the following method.

〔耐久性の評価〕
(加速劣化処理)
上記作製した各有機EL素子を、60℃、90%RHの環境下で400時間の加速劣化処理を施した後、加速劣化処理を施していない有機EL素子と共に、下記の黒点に関する評価を行った。
[Evaluation of durability]
(Accelerated deterioration processing)
Each of the produced organic EL elements was subjected to an accelerated deterioration treatment for 400 hours in an environment of 60 ° C. and 90% RH, and then evaluated for the following black spots together with the organic EL elements not subjected to the accelerated deterioration treatment. .

(黒点の評価)
加速劣化処理を施した有機EL素子及び加速劣化処理を施していない有機EL素子に対し、それぞれ1mA/cmの電流を印加し、24時間連続発光させた後、100倍のマイクロスコープ(株式会社モリテックス製MS−804、レンズMP−ZE25−200)でパネルの一部分を拡大し、撮影を行った。撮影画像を2mm四方に切り抜き、黒点の発生面積比率を求め、下式に従って素子劣化耐性率を算出し、下記の基準に従って耐久性を評価した。評価ランクが、◎、○であれば、実用上好ましい特性であると判定した。
(Evaluation of sunspots)
A current of 1 mA / cm 2 was applied to the organic EL element subjected to the accelerated deterioration treatment and the organic EL element not subjected to the accelerated deterioration treatment to emit light continuously for 24 hours. A part of the panel was magnified with a Moritex MS-804 and a lens MP-ZE25-200) and photographed. The photographed image was cut out in a 2 mm square, the black spot generation area ratio was determined, the element deterioration resistance rate was calculated according to the following formula, and the durability was evaluated according to the following criteria. If the evaluation rank was ◎ or ◯, it was determined that the characteristic was practically preferable.

素子劣化耐性率=(加速劣化処理を施していない素子で発生した黒点の面積/加速劣化処理を施した素子で発生した黒点の面積)×100(%)
◎:素子劣化耐性率が、90%以上である
○:素子劣化耐性率が、60%以上、90%未満である
△:素子劣化耐性率が、20%以上、60%未満である
×:素子劣化耐性率が、20%未満である
以上により得られた結果を、表3に示す。
Element deterioration tolerance rate = (area of black spots generated in elements not subjected to accelerated deterioration processing / area of black spots generated in elements subjected to accelerated deterioration processing) × 100 (%)
A: The element deterioration resistance rate is 90% or more. B: The element deterioration resistance ratio is 60% or more and less than 90%. Δ: The element deterioration resistance ratio is 20% or more and less than 60%. The deterioration resistance ratio is less than 20%. Table 3 shows the results obtained as described above.

Figure 0005892030
表3に記載の結果より明らかなように、本発明のガスバリアーフィルムを備えた素子は、素子劣化耐性率が90%以上であり、良好な耐久性を備えている。一方、比較例のガスバリアーフィルムを備えた素子は、素子劣化耐性率が60%未満であった。
Figure 0005892030
As is apparent from the results shown in Table 3, the element provided with the gas barrier film of the present invention has an element deterioration resistance ratio of 90% or more and has good durability. On the other hand, the element provided with the gas barrier film of the comparative example had an element deterioration resistance rate of less than 60%.

したがって、本発明の実施例のガスバリアーフィルムは、有機EL素子の封止フィルムとして用いることが可能な程度の、非常に高いガスバリアー性を有することが分かる。   Therefore, it turns out that the gas barrier film of the Example of this invention has very high gas barrier property of the grade which can be used as a sealing film of an organic EL element.

1a ガスバリアーフィルム
1b ガスバリアーフィルム
1 樹脂基材
2 応力吸収層
3 ガスバリアー層
4 第2のガスバリアー層
5 オーバーコート層
6 透明電極
7 有機EL素子(電子デバイス本体)
8 接着剤層
9 対向フィルム
P 有機ELパネル(電子デバイス)
11 送り出しローラー
21、22、23、24 搬送ローラー
31、32 成膜ローラー
41 ガス供給管
51 プラズマ発生用電源
61、62 磁場発生装置
71 巻取りローラー
A 炭素分布曲線
B ケイ素分布曲線
C 酸素分布曲線
D 酸素炭素分布曲線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a Gas barrier film 1b Gas barrier film 1 Resin base material 2 Stress absorption layer 3 Gas barrier layer 4 2nd gas barrier layer 5 Overcoat layer 6 Transparent electrode 7 Organic EL element (electronic device main body)
8 Adhesive layer 9 Opposite film P Organic EL panel (electronic device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Sending roller 21, 22, 23, 24 Conveyance roller 31, 32 Film-forming roller 41 Gas supply pipe 51 Power supply 61 for plasma generation 61, 62 Magnetic field generator 71 Winding roller A Carbon distribution curve B Silicon distribution curve C Oxygen distribution curve D Oxygen carbon distribution curve

Claims (7)

樹脂基材を一対の成膜ローラーの各々に接触させながら搬送を行い、当該一対の成膜ローラー間に成膜ガスを供給しながらプラズマ放電を行うプラズマ化学気相成長法により、当該樹脂基材上にガスバリアー層を形成するガスバリアーフィルムの製造方法であって、当該樹脂基材が、両面に100μNの荷重に対する押し込み硬さが0.4〜1.0GPaの範囲内である応力吸収層を有し、少なくとも一方の当該応力吸収層の上に前記ガスバリアー層を形成することを特徴とするガスバリアーフィルムの製造方法。   The resin base material is transported while the resin base material is brought into contact with each of the pair of film forming rollers, and plasma discharge is performed while supplying a film forming gas between the pair of film forming rollers. A method for producing a gas barrier film on which a gas barrier layer is formed, wherein the resin substrate has a stress absorption layer having an indentation hardness with respect to a load of 100 μN on both sides within a range of 0.4 to 1.0 GPa. And a method for producing a gas barrier film, comprising forming the gas barrier layer on at least one of the stress absorbing layers. 前記成膜ガスとして有機ケイ素化合物を含有する原料ガスと酸素ガスを用い、前記ガスバリアー層が構成元素として炭素、ケイ素、及び酸素を含み、かつ該ガスバリアー層の層厚方向における該ガスバリアー層の表面からの距離と、ケイ素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する炭素原子の量の比率(炭素原子比率)との関係を示す炭素分布曲線において、
当該ガスバリアー層の炭素原子比率が層全体の平均値として8〜20at%の範囲内であり、かつ当該炭素分布曲線が、濃度勾配を有して層内で連続的に変化することを特徴とする請求項1に記載のガスバリアーフィルムの製造方法。
A source gas containing an organosilicon compound and an oxygen gas are used as the deposition gas, the gas barrier layer contains carbon, silicon, and oxygen as constituent elements, and the gas barrier layer in the thickness direction of the gas barrier layer In the carbon distribution curve showing the relationship between the distance from the surface of and the ratio of the amount of carbon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms (carbon atom ratio),
The carbon atom ratio of the gas barrier layer is in the range of 8 to 20 at% as an average value of the entire layer, and the carbon distribution curve continuously changes in the layer with a concentration gradient. The method for producing a gas barrier film according to claim 1.
前記応力吸収層の前記成膜ローラーに接触する面の押し込み硬さが、接触しない面より0.1〜0.3GPaの範囲内で小さいことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のガスバリアーフィルムの製造方法。   The indentation hardness of the surface which contacts the said film-forming roller of the said stress absorption layer is smaller in the range of 0.1-0.3 GPa than the surface which does not contact, The Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. A method for producing a gas barrier film. 前記成膜ローラーの直径が300〜1000mmφの範囲内であることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載のガスバリアー性フィルムの製造方法。   The diameter of the said film-forming roller exists in the range of 300-1000 mmphi, The manufacturing method of the gas barrier film as described in any one of Claim 1- Claim 3 characterized by the above-mentioned. 前記ガスバリアー層の上に、ポリシラザン含有液を塗布、乾燥し、形成した塗膜に、波長200nm以下の真空紫外光を照射して改質処理して、第2のガスバリアー層を形成することを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載のガスバリアーフィルムの製造方法。   A polysilazane-containing liquid is applied onto the gas barrier layer, dried, and the formed coating film is irradiated with vacuum ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or less to form a second gas barrier layer. The method for producing a gas barrier film according to any one of claims 1 to 4, wherein: 樹脂基材と、当該樹脂基材の両面に応力吸収層と、当該応力吸収層の少なくとも一方の面にガスバリアー層が積層されているガスバリアーフィルムであって、当該応力吸収層が100μNの荷重に対する押し込み硬さが0.4〜1.0GPaの範囲内であり、当該ガスバリアー層が構成元素として炭素、ケイ素、及び酸素を含み、かつ該ガスバリアー層の層厚方向における該ガスバリアー層の表面からの距離と、ケイ素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する炭素原子の量の比率(炭素原子比率)との関係を示す炭素分布曲線において、当該ガスバリアー層の炭素原子比率が層全体の平均値として8〜20at%の範囲内であり、かつ当該炭素分布曲線が、層内で濃度勾配を有して連続的に変化していることを特徴とするガスバリアーフィルム。   A resin base material, a gas barrier film in which a stress absorption layer is laminated on both surfaces of the resin base material, and a gas barrier layer is laminated on at least one surface of the stress absorption layer, and the stress absorption layer has a load of 100 μN The indentation hardness of the gas barrier layer is in the range of 0.4 to 1.0 GPa, the gas barrier layer contains carbon, silicon, and oxygen as constituent elements, and the gas barrier layer has a thickness direction of the gas barrier layer. In the carbon distribution curve showing the relationship between the distance from the surface and the ratio of the amount of carbon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms (carbon atom ratio), the carbon atom ratio of the gas barrier layer is the entire layer A gas barrier characterized in that the carbon distribution curve is continuously changing with a concentration gradient in the layer, and an average value of 8 to 20 at% as an average value of Irumu. 前記ガスバリアー層の上に、ポリシラザン含有液を塗布、乾燥し、形成された塗膜に、波長200nm以下の真空紫外光を照射して改質処理した第2のガスバリアー層が積層されていることを特徴とする請求項6に記載のガスバリアーフィルム。   On the gas barrier layer, a polysilazane-containing liquid is applied and dried, and the formed coating film is laminated with a second gas barrier layer that is modified by irradiation with vacuum ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or less. The gas barrier film according to claim 6.
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