JPWO2016009801A1 - Gas barrier film and electronic device - Google Patents

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Abstract

高いガスバリア性と優れたガスバリア性の面内均一性とを有するガスバリア性フィルムを提供する。また、高温高湿環境での耐久性に優れた電子デバイスを提供する。基材上に、アンカーコート層、前記アンカーコート層に接しており真空成膜法により形成されるガスバリア層をこの順に有するガスバリア性フィルムであって、前記アンカーコート層は、ポリシラザンを含有する層にエネルギーを印加した改質処理を行って得られる層であり、かつ、前記アンカーコート層の厚さをA(nm)とし、前記アンカーコート層全体のケイ素原子に対する窒素原子の原子比(N/Si)をBとした時に、A×B≦60である、ガスバリア性フィルム。Provided is a gas barrier film having high gas barrier properties and excellent in-plane uniformity of gas barrier properties. In addition, an electronic device having excellent durability in a high temperature and high humidity environment is provided. A gas barrier film having, in this order, an anchor coat layer and a gas barrier layer in contact with the anchor coat layer and formed by a vacuum film forming method on a substrate, wherein the anchor coat layer is a layer containing polysilazane. It is a layer obtained by performing a modification treatment applying energy, and the thickness of the anchor coat layer is A (nm), and the atomic ratio of nitrogen atoms to silicon atoms (N / Si) of the entire anchor coat layer ) Is a gas barrier film, where A × B ≦ 60.

Description

本発明は、ガスバリア性フィルムおよび電子デバイスに関する。  The present invention relates to a gas barrier film and an electronic device.

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、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性フィルムは、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、食品や工業用品およ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 to block various gases such as water vapor and oxygen. For example, it is widely used for packaging of articles that require the use of, for example, packaging for preventing deterioration of foods, industrial products, 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、有機ELデバイスの封止に用いるガスバリア性フィルムには高いバリア性とフレキシブル性とが求められている。特に、ガスバリア性フィルムを基板として用いるボトムエミッションタイプの有機ELデバイスは、ガラスレベルの非常に高いガスバリア性が必要とされるとともに、ガスバリア性の面内均一性(スポット状にバリア性が低い部分がない)が求められている。  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, gas barrier films used for sealing organic EL devices are required to have high barrier properties and flexibility. In particular, a bottom emission type organic EL device using a gas barrier film as a substrate is required to have a gas barrier property with a very high glass level, and in-plane uniformity of the gas barrier property (a portion having a low barrier property in a spot shape). Is not required).

従来、このようなガスバリア性フィルムが有するガスバリア層は、プラズマCVD法で成膜されてきた(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、高いプラズマ励起電力を使用したプラズマCVD法でガスバリア層を成膜した場合、成膜時に基材表面にエネルギー的な負荷がかかることや、ガスバリア層のダメージが発生しやすいことが判明し、このようなガスバリア性フィルムを有機ELデバイスの基板として用いると、多くのダークスポットを生じることから、基材やガスバリア層へのダメージを改善することが求められていた。  Conventionally, a gas barrier layer included in such a gas barrier film has been formed by a plasma CVD method (see, for example, Patent Document 1). However, when the gas barrier layer was formed by plasma CVD using high plasma excitation power, it was found that the substrate surface was subject to an energy load during film formation, and the gas barrier layer was likely to be damaged. When such a gas barrier film is used as a substrate of an organic EL device, many dark spots are generated, and thus it has been demanded to improve damage to the base material and the gas barrier layer.

このようなガスバリア性フィルムの基材やガスバリア層へのダメージを改善すべく、最近、真空成膜法により形成したガスバリア層の下部にアンダーコート層を設けることが検討されている。例えば、特許文献2には、シランカップリング剤を主成分とした塗布液から塗布、乾燥によって形成した、無機成分比率の高いアンダーコート層が開示されている。  In order to improve the damage to the base material and gas barrier layer of such a gas barrier film, it has recently been studied to provide an undercoat layer under the gas barrier layer formed by a vacuum film forming method. For example, Patent Document 2 discloses an undercoat layer having a high inorganic component ratio, which is formed by applying and drying a coating solution containing a silane coupling agent as a main component.

特許文献3には、蒸着バリア層のアンダーコート層として、ポリシラザン(PHPS)にジアルコキシシランを添加し、混合した塗布液から塗布、乾燥によって形成した、無機成分を主体としたアンダーコート層が開示されている。  Patent Document 3 discloses an undercoat layer mainly composed of an inorganic component formed by applying dialkoxysilane to polysilazane (PHPS) and applying and drying the mixed application liquid as an undercoat layer of the vapor deposition barrier layer. Has been.

さらに、特許文献4には、真空成膜法により形成したガスバリア層の下部に、ポリシラザンを含有する塗布液から塗布、乾燥によって形成したポリシラザン膜にエネルギー線を照射して少なくとも一部を改質することにより、表面にガスバリア性を付与した無機膜を設けることが開示されている。  Furthermore, in Patent Document 4, at least a part is modified by irradiating a polysilazane film formed by applying and drying a coating liquid containing polysilazane on a lower portion of a gas barrier layer formed by a vacuum film-forming method by drying. Thus, providing an inorganic film having a gas barrier property on the surface is disclosed.

国際公開第2006/033233号International Publication No. 2006/033233 特開2012−232504号公報JP 2012-232504 A 特開2012−254579号公報JP 2012-254579 A 国際公開第2011/007543号International Publication No. 2011/007543

しかしながら、特許文献2または3に記載の技術においては、アンダーコート層にアルコキシ基またはSi−OHが残存する。このため、アンダーコート層上部にプラズマCVD法等の方法でガスバリア層を成膜した場合、強いエネルギーがアンダーコート層に加わり、アルコールや水が生成し、ガスバリア層にスポット状に欠陥が形成されてしまう。よって、ガスバリア性の面内均一性を確保できないという問題があった。  However, in the technique described in Patent Document 2 or 3, an alkoxy group or Si—OH remains in the undercoat layer. For this reason, when a gas barrier layer is formed on the undercoat layer by a method such as plasma CVD, strong energy is applied to the undercoat layer, alcohol and water are generated, and defects are formed in spots in the gas barrier layer. End up. Therefore, there is a problem that the in-plane uniformity of the gas barrier property cannot be ensured.

さらに、特許文献4に記載の技術では、無機膜上部にプラズマCVD法によりガスバリア層を形成した場合、未改質のポリシラザンからアンモニアや水素などのアウトガスが生成してしまう。これにより、無機膜およびその上のガスバリア層は大きく変形し、ガスバリア層に欠陥が形成される。よって、有機ELデバイスの基盤として用いられるレベルの高いガスバリア性を有するガスバリア性フィルムを得ることはできないという問題があった。  Furthermore, in the technique described in Patent Document 4, when a gas barrier layer is formed on the inorganic film by plasma CVD, outgas such as ammonia or hydrogen is generated from unmodified polysilazane. Thereby, the inorganic film and the gas barrier layer thereon are greatly deformed, and defects are formed in the gas barrier layer. Therefore, there has been a problem that a gas barrier film having a high level of gas barrier property used as a base of an organic EL device cannot be obtained.

したがって、本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、高いガスバリア性とガスバリア性の面内均一性とを有する、ガスバリア性フィルムを提供することを目的とする。また、本発明は、高温高湿環境での耐久性に優れた電子デバイスを提供することを目的とする。  Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a gas barrier film having high gas barrier properties and in-plane uniformity of gas barrier properties. Another object of the present invention is to provide an electronic device excellent in durability in a high temperature and high humidity environment.

本発明者らは、上記の問題を解決すべく、鋭意研究を行った。その結果、基材上に、ポリシラザンを含有する層にエネルギーを印加し改質処理して得られるアンカーコート層、該アンカーコート層に接しており真空成膜法により形成されるガスバリア層をこの順に有し、アンカーコート層の厚さと、アンカーコート層全体のケイ素原子に対する窒素原子の原子比との積が特定の値以下であるガスバリア性フィルムにより、上記課題が解決されうることを見出し、本発明を完成させるに至った。  The present inventors have intensively studied to solve the above problems. As a result, an anchor coat layer obtained by applying energy to a layer containing polysilazane and modifying the substrate, and a gas barrier layer in contact with the anchor coat layer and formed by a vacuum film formation method in this order. And the present invention finds that the above problem can be solved by a gas barrier film in which the product of the thickness of the anchor coat layer and the atomic ratio of nitrogen atoms to silicon atoms in the entire anchor coat layer is a specific value or less. It came to complete.

すなわち、本発明の上記課題は、基材上に、アンカーコート層、および前記アンカーコート層に接しており真空成膜法により形成されるガスバリア層をこの順に有するガスバリア性フィルムであって、前記アンカーコート層は、ポリシラザンを含有する層にエネルギーを印加し改質処理して得られる層であり、かつ、前記アンカーコート層の厚さをA(nm)とし、前記アンカーコート層全体のケイ素原子に対する窒素原子の原子比(N/Si)をBとした時に、A×B≦60であるガスバリア性フィルムによって達成される。  That is, the above-described problem of the present invention is a gas barrier film having, in this order, an anchor coat layer and a gas barrier layer that is in contact with the anchor coat layer and is formed by a vacuum film forming method on the base material. The coat layer is a layer obtained by applying energy to the polysilazane-containing layer and performing a modification treatment. The thickness of the anchor coat layer is A (nm), and the anchor coat layer has a total thickness of silicon atoms. This is achieved by a gas barrier film where A × B ≦ 60, where B is the atomic ratio of nitrogen atoms (N / Si).

本発明に係るガスバリア層の好ましい形態であるCVD層の形成に用いられる真空プラズマCVD装置の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the vacuum plasma CVD apparatus used for formation of the CVD layer which is a preferable form of the gas barrier layer concerning this invention. 本発明に係るガスバリア層の好ましい形態であるCVD層の形成に用いられる他の製造装置の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the other manufacturing apparatus used for formation of the CVD layer which is a preferable form of the gas barrier layer which concerns on this invention.

本発明は、基材上に、アンカーコート層、および前記アンカーコート層に接しており真空成膜法により形成されるガスバリア層をこの順に有するガスバリア性フィルムであって、前記アンカーコート層は、ポリシラザンを含有する層にエネルギーを印加し改質処理して得られるものであり、かつ、前記アンカーコート層の厚さをA(nm)とし、前記アンカーコート層全体のケイ素原子に対する窒素原子の原子比(N/Si、以下単にN/Si比率とも称する)をBとした時に、A×B≦60であるガスバリア性フィルムである。  The present invention is a gas barrier film having, in this order, an anchor coat layer and a gas barrier layer that is in contact with the anchor coat layer and formed by a vacuum film formation method on a base material, wherein the anchor coat layer comprises polysilazane. The layer containing the carbon atom is obtained by applying energy to the layer, and the thickness of the anchor coat layer is A (nm), and the atomic ratio of nitrogen atoms to silicon atoms in the entire anchor coat layer A gas barrier film where A × B ≦ 60, where B is N / Si (hereinafter also referred to simply as N / Si ratio).

本発明のガスバリア性フィルムは、高いガスバリア性と優れたガスバリア性の面内均一性とを有する。また、本発明のガスバリア性フィルムを有する電子デバイスは、高温高湿環境での耐久性に優れる。  The gas barrier film of the present invention has high gas barrier properties and excellent in-plane uniformity of gas barrier properties. Moreover, the electronic device having the gas barrier film of the present invention is excellent in durability in a high temperature and high humidity environment.

本発明のガスバリア性フィルムは、アンカーコート層の厚さをA(nm)とし、アンカーコート層全体のN/Si比率をBとした時に、A×B≦60であることを特徴とする。このような構成を有するガスバリア性フィルムは、高いガスバリア性とガスバリア性の面内均一性とを有する。ここで、本発明の構成による上記作用効果の発揮のメカニズムは以下のように推測される。なお、本発明は下記に限定されるものではない。  The gas barrier film of the present invention is characterized in that A × B ≦ 60 when the thickness of the anchor coat layer is A (nm) and the N / Si ratio of the entire anchor coat layer is B. The gas barrier film having such a configuration has high gas barrier properties and in-plane uniformity of gas barrier properties. Here, the mechanism for exerting the above-described effects by the configuration of the present invention is presumed as follows. The present invention is not limited to the following.

すなわち、本発明に係るガスバリア性フィルムのアンカーコート層が満たすべき条件A×Bは、アンカーコート層に含まれる窒素の量を間接的に示すものであり、値が大きいほどアンカーコート層に含まれる窒素の量が多いことを示す。この値を制御することによってアウトガスの発生量を抑制することができる。よって、ガスバリア層の成膜過程で欠陥が生成することを抑制し、高いガスバリア性とガスバリア性の面内均一性とを有するガスバリア性フィルムを得ることができる。  That is, the condition A × B to be satisfied by the anchor coat layer of the gas barrier film according to the present invention indirectly indicates the amount of nitrogen contained in the anchor coat layer, and the larger the value, the more included in the anchor coat layer. Indicates that the amount of nitrogen is large. By controlling this value, the amount of outgas generated can be suppressed. Therefore, it is possible to obtain a gas barrier film having high gas barrier properties and in-plane uniformity of gas barrier properties by suppressing the generation of defects during the film formation process of the gas barrier layer.

具体的には、フレキシブルかつガスバリア性が高い、つまり膜厚方向に炭素濃度が高い組成分布の領域を有し、かつ高密度なガスバリア層をアンカーコート層上に成膜するためには、従来の条件とは異なり、真空下で高いエネルギーを印加する必要がある。ここで、アンカーコート層は、ポリシラザンを含有する層に真空紫外光などのエネルギーを印加して改質処理を行うことにより形成される。このため、表面付近に比べて真空紫外光などのエネルギーが届きにくいアンカーコート層の基材側は、表面に比べて窒素や水素を多く含む未改質領域が残りやすい。このような未改質のポリシラザンが残存するアンカーコート層上に、上記のような真空下でかつ高エネルギーを印加してガスバリア層を成膜すると、アンカーコート層に含まれる未改質のポリシラザンの改質が急激に進行し、アンモニアや水素などから成るアウトガスが発生する。このアウトガスは、アンカーコート層に含まれる窒素の量が多いほど、発生する量が多くなる。  Specifically, in order to form a high-density gas barrier layer on an anchor coat layer having a flexible and high gas barrier property, that is, a region having a composition distribution with a high carbon concentration in the film thickness direction, Unlike the conditions, it is necessary to apply high energy under vacuum. Here, the anchor coat layer is formed by applying an energy such as vacuum ultraviolet light to the layer containing polysilazane and performing a modification treatment. For this reason, an unmodified region containing more nitrogen and hydrogen tends to remain on the base material side of the anchor coat layer where the energy such as vacuum ultraviolet light is difficult to reach compared to the vicinity of the surface. When a gas barrier layer is formed by applying high energy under the above-described vacuum on the anchor coat layer where the unmodified polysilazane remains, the unmodified polysilazane contained in the anchor coat layer The reforming proceeds rapidly, and outgas consisting of ammonia, hydrogen, etc. is generated. The amount of generated outgas increases as the amount of nitrogen contained in the anchor coat layer increases.

アンカーコート層の表面の改質が既に十分に進行している場合、高いガスバリア性を有するため、発生したアウトガスの抜け道は基材側にしかない。しかし、真空下であるため、アウトガスは抜けにくく、基材とアンカーコート層との間にアウトガスの気泡ができ、ガスバリア層やアンカーコート層に欠陥が発生する。その結果、ガスバリア性フィルムのガスバリア性が低下し、またスポット状に、ガスバリア性が低い部分が発生してしまう。  When the modification of the surface of the anchor coat layer has already progressed sufficiently, since it has a high gas barrier property, the exit path of the generated outgas is only on the substrate side. However, since it is under vacuum, outgas is difficult to escape, and outgas bubbles are generated between the base material and the anchor coat layer, causing defects in the gas barrier layer and the anchor coat layer. As a result, the gas barrier property of the gas barrier film is lowered, and a portion having a low gas barrier property is generated in a spot shape.

よって、A×Bの値を所定の値以下とすることにより、すなわち、アンカーコート層に含まれる窒素の量を低減させることにより、アンカーコート層と基材との間に生成するアウトガスの量が少なくなり、気泡の生成を抑制することができる。  Therefore, the amount of outgas generated between the anchor coat layer and the substrate is reduced by setting the value of A × B to a predetermined value or less, that is, by reducing the amount of nitrogen contained in the anchor coat layer. The generation of bubbles can be suppressed.

したがって、本発明のガスバリア性フィルムは、高いガスバリア性とガスバリア性の面内均一性とを有する。  Therefore, the gas barrier film of the present invention has high gas barrier properties and in-plane uniformity of gas barrier properties.

以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態のみには限定されない。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。  Embodiments of the present invention will be described below. In addition, this invention is not limited only to the following embodiment. In addition, the dimensional ratios in the drawings are exaggerated for convenience of explanation, and may be different from the actual ratios.

また、本明細書において、範囲を示す「X〜Y」は「X以上Y以下」を意味する。また、特記しない限り、操作および物性等の測定は室温(20〜25℃)/相対湿度40〜50%の条件で測定する。  In this specification, “X to Y” indicating a range means “X or more and Y or less”. Unless otherwise specified, measurement of operation and physical properties is performed under conditions of room temperature (20 to 25 ° C.) / Relative humidity 40 to 50%.

[基材]
本発明のガスバリア性フィルムに用いられる基材としては、例えば、シリコン等の金属基板、ガラス基板、セラミックス基板、プラスチックフィルム等が挙げられるが、好ましくはプラスチックフィルムが用いられる。用いられるプラスチックフィルムは、バリア層、クリアハードコート層等を保持できるフィルムであれば材質、厚み等に特に制限はなく、使用目的等に応じて適宜選択することができる。前記プラスチックフィルムとしては、具体的には、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、メタクリル酸−マレイン酸共重合体、ポリスチレン樹脂、透明フッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、セルロースアシレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、シクロオレフィルンコポリマー、フルオレン環変性ポリカーボネート樹脂、脂環変性ポリカーボネート樹脂、フルオレン環変性ポリエステル樹脂、アクリロイル化合物などの熱可塑性樹脂が挙げられる。
[Base material]
Examples of the base material used in the gas barrier film of the present invention include a metal substrate such as silicon, a glass substrate, a ceramic substrate, a plastic film, and the like, and a plastic film is preferably used. The plastic film to be used is not particularly limited in material, thickness and the like as long as it can hold a barrier layer, a clear hard coat layer, and the like, and can be appropriately selected according to the purpose of use. Specific examples of the plastic film include polyester resin, methacrylic resin, methacrylic acid-maleic acid copolymer, polystyrene resin, transparent fluororesin, polyimide, fluorinated polyimide resin, polyamide resin, polyamideimide resin, and polyetherimide. Resin, cellulose acylate resin, polyurethane resin, polyetheretherketone resin, polycarbonate resin, alicyclic polyolefin resin, polyarylate resin, polyethersulfone resin, polysulfone resin, cycloolefin copolymer, fluorene ring-modified polycarbonate resin, alicyclic ring Examples thereof include thermoplastic resins such as modified polycarbonate resins, fluorene ring-modified polyester resins, and acryloyl compounds.

その他、基材の種類、基材の製造方法等については、特開2013−226758号公報の段落「0125」〜「0136」に開示されている技術を適宜採用することができる。  In addition, as for the type of the base material and the manufacturing method of the base material, the techniques disclosed in paragraphs “0125” to “0136” of JP2013-226758A can be appropriately employed.

[アンカーコート層]
アンカーコート層は、ポリシラザン化合物を含む塗布液を基材上に塗布し、得られたポリシラザンを含有する層にエネルギーを印加し改質処理して得られる層である。また、本発明に係るアンカーコート層は、アンカーコート層の厚さをA(nm)とし、アンカーコート層全体のN/Si比率をBとしたときに、A×B≦60である。該アンカーコート層は、単層でもよいし、2層以上の積層構造であってもよい。
[Anchor coat layer]
The anchor coat layer is a layer obtained by applying a coating solution containing a polysilazane compound on a substrate and applying energy to the resulting polysilazane-containing layer for modification treatment. In the anchor coat layer according to the present invention, A × B ≦ 60, where A (nm) is the thickness of the anchor coat layer and B is the N / Si ratio of the entire anchor coat layer. The anchor coat layer may be a single layer or a laminated structure of two or more layers.

A×B>60である場合、アンカーコート層上に真空成膜法によりガスバリア層を成膜した際に、急激なアウトガスの発生に伴う気泡の発生により、ガスバリア性フィルムに欠陥が発生し、ガスバリア性とガスバリア性の面内均一性とが低下してしまう。  When A × B> 60, when the gas barrier layer is formed on the anchor coat layer by a vacuum film forming method, a defect occurs in the gas barrier film due to the generation of bubbles accompanying the rapid outgas generation, and the gas barrier And in-plane uniformity of gas barrier properties are deteriorated.

また、A×Bの下限値は、0以上であってもよいが、ガスバリア性向上などの観点から3以上であることが好ましく、10以上であることがより好ましい。また、A×Bの上限値は、上述のアウトガス発生の観点から60以下であるが、50以下であることが好ましく、30以下であることがより好ましい。  The lower limit of A × B may be 0 or more, but is preferably 3 or more, more preferably 10 or more from the viewpoint of improving gas barrier properties. Moreover, although the upper limit of AxB is 60 or less from a viewpoint of the above-mentioned outgas generation | occurrence | production, it is preferable that it is 50 or less, and it is more preferable that it is 30 or less.

該アンカーコート層は、単層でもよいし2層以上の積層構造であってもよい。また、該アンカーコート層が2層以上の積層構造である場合、各アンカーコート層は同じ組成であってもよいし異なる組成であってもよい。  The anchor coat layer may be a single layer or a laminated structure of two or more layers. When the anchor coat layer has a laminated structure of two or more layers, the respective anchor coat layers may have the same composition or different compositions.

アンカーコート層の厚さ(A)の上限値としては、後述のようにポリシラザンを含有する層にエネルギーを印加して改質処理する際に、エネルギーを基材側のポリシラザンまで届かせて改質を十分に進行させるという観点から、1000nm以下となることが好ましく、より好ましくは、500nm以下であり、さらに好ましくは300nm以下であり、さらにより好ましくは150nm未満であり、特に好ましくは120nm以下である。  As the upper limit of the thickness (A) of the anchor coat layer, when the energy is applied to the layer containing polysilazane as described later, the energy reaches the polysilazane on the substrate side for modification. From the viewpoint of sufficiently proceeding, it is preferably 1000 nm or less, more preferably 500 nm or less, still more preferably 300 nm or less, even more preferably less than 150 nm, and particularly preferably 120 nm or less. .

また、アンカーコート層の厚さの下限値としては、真空成膜時のプラズマ照射などによって基材がダメージを受けることを防ぐ観点や気泡の発生を抑制する観点から、5nm以上であることが好ましく、より好ましくは30nm以上であり、さらに好ましくは40nm以上である。アンカーコート層の厚さは、層の断面を透過型電子顕微鏡(TEM)により観察することで測定することができる。  Further, the lower limit value of the thickness of the anchor coat layer is preferably 5 nm or more from the viewpoint of preventing the base material from being damaged by plasma irradiation or the like during vacuum film formation or suppressing the generation of bubbles. More preferably, it is 30 nm or more, and further preferably 40 nm or more. The thickness of the anchor coat layer can be measured by observing the cross section of the layer with a transmission electron microscope (TEM).

また、アンカーコート層のN/Si比率(B)は、0.01〜0.40であることが好ましく、0.05〜0.30であることがより好ましく、0.1〜0.25であることがさらに好ましい。この範囲であれば、上述のアンカーコート層として好ましい機能を有しつつ、A×Bの値を好ましい範囲とすることができる。  Further, the N / Si ratio (B) of the anchor coat layer is preferably 0.01 to 0.40, more preferably 0.05 to 0.30, and preferably 0.1 to 0.25. More preferably it is. If it is this range, the value of AxB can be made into a preferable range, having a preferable function as the above-mentioned anchor coat layer.

なお、アンカーコート層が2層以上ある場合は、各層について、A×B≦60を満たすようにする。  In addition, when there are two or more anchor coat layers, A × B ≦ 60 is satisfied for each layer.

アンカーコート層のN/Si比率を調整する方法としては、特に限定されないが、例として、(1)ポリシラザンを含有する層の改質処理時にN/Si比率を低減させる方法、(2)ポリシラザンを含有する層の改質処理後にエイジングを行う方法、(3)ポリシラザンを含有する層の改質処理後の追加エキシマ改質処理を行う方法、(4)ポリシラザンにアルミニウム化合物を添加した層を改質する方法、などが挙げられる。アンカーコート層の成膜工程において上記のような方法を適用することによって、A×B≦60を満たすアンカーコート層を効率よく得ることができ、高いガスバリア性とガスバリア性の面内均一性とを有するガスバリア性フィルムを効率よく得ることができる。以下、これらの方法を簡単に説明する。  The method for adjusting the N / Si ratio of the anchor coat layer is not particularly limited. For example, (1) a method for reducing the N / Si ratio during the modification treatment of the polysilazane-containing layer, and (2) polysilazane. A method of performing aging after the modification treatment of the layer containing, (3) a method of performing additional excimer modification treatment after the modification treatment of the layer containing polysilazane, and (4) modifying the layer in which the aluminum compound is added to polysilazane. And the like. By applying the above-described method in the anchor coating layer forming step, an anchor coating layer satisfying A × B ≦ 60 can be efficiently obtained, and high gas barrier properties and in-plane uniformity of gas barrier properties can be obtained. The gas barrier film which has can be obtained efficiently. Hereinafter, these methods will be briefly described.

(1)ポリシラザンを含有する層の改質処理時にN/Si比率を低減させる方法
ポリシラザンを含有する層の改質処理時にN/Si比率を低減させる方法としては、ポリシラザンを含有する層の膜厚を10〜130nm程度の薄層とする方法が挙げられる。
(1) Method of reducing the N / Si ratio during the modification treatment of the layer containing polysilazane As a method of reducing the N / Si ratio during the modification treatment of the layer containing polysilazane, the film thickness of the layer containing polysilazane Is a thin layer of about 10 to 130 nm.

ポリシラザンを含有する層の厚さを薄くしていくと、改質処理の際に、基材側にもエキシマ光などのエネルギーが到達するようになり、特に110〜150nmの範囲では、エネルギーが基材表面にも有意に到達するため改質が大きく進行する。このメカニズムは明確ではないが、ポリシラザン層は波長172nmのエキシマ光を用いた場合、このエキシマ光の吸収率が高く、例えば120nmの厚さで90%程度吸収することが知られている。この領域ではN/Si比率を改質前の0.8から大きく低減させることができる。これはエキシマ光が基材表面に到達することにより、基材表面が含有する水分が離脱し、これを酸素源としてポリシラザンの窒素が酸素に置き換わって改質が進んだものと考えられる。  When the thickness of the polysilazane-containing layer is reduced, energy such as excimer light reaches the substrate side during the modification treatment, and particularly in the range of 110 to 150 nm. The modification progresses greatly because it reaches the material surface significantly. Although this mechanism is not clear, it is known that the polysilazane layer has a high absorptivity of the excimer light when excimer light having a wavelength of 172 nm is used, for example, it absorbs about 90% at a thickness of 120 nm. In this region, the N / Si ratio can be greatly reduced from 0.8 before the modification. This is thought to be due to the fact that the excimer light reaches the substrate surface, the moisture contained in the substrate surface is released, and using this as an oxygen source, the nitrogen of the polysilazane is replaced by oxygen and the reforming proceeds.

このことから、ポリシラザンを含有する層の厚さを薄くするとともに、基材表面の組成を変化させることで、より改質を進めることもできる。例えば、ポリシラザンを含有する層と基材との間に、結晶水を持つ無機微粒子を含有する層を形成する等である。このようにすることにより、改質処理の際にポリシラザンの改質に寄与する水が基材側からより多く供給されるようになり、改質を促進することができる。  For this reason, the thickness of the layer containing polysilazane can be reduced, and the modification can be further promoted by changing the composition of the substrate surface. For example, a layer containing inorganic fine particles having crystal water is formed between the layer containing polysilazane and the substrate. By doing in this way, the water which contributes to modification | reformation of polysilazane in the modification | reformation process comes to be supplied more from the base material side, and modification | reformation can be accelerated | stimulated.

結晶水を持つ無機微粒子としては、特に限定されないが、例えば、酸化珪素、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化インジウム、酸化錫、酸化鉛などが挙げられる。これらのうち好ましくは酸化珪素であり、より好ましくはコロイダルシリカである。このような無機微粒子は、基材表面に設けることができるクリアハードコート層の塗布液に含まれていてもよい。このような塗布液としては、市販品を使用することができ、例えば、JSR株式会社製のOPSTAR(登録商標)シリーズ(シリカ微粒子に重合性不飽和基を有する有機化合物を結合させてなる化合物を含む塗布液)を使用することができる。  The inorganic fine particles having crystal water are not particularly limited. For example, silicon oxide, titanium oxide, zinc oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, magnesium oxide, calcium oxide, strontium oxide, and oxidation. Barium, indium oxide, tin oxide, lead oxide and the like can be mentioned. Of these, silicon oxide is preferable, and colloidal silica is more preferable. Such inorganic fine particles may be contained in a clear hard coat layer coating solution that can be provided on the surface of the substrate. As such a coating solution, a commercially available product can be used. For example, an OPSTAR (registered trademark) series manufactured by JSR Corporation (a compound obtained by bonding an organic compound having a polymerizable unsaturated group to silica fine particles). Containing coating liquid).

この態様におけるポリシラザンを含有する層の膜厚は、改質処理の際に基材側から供給される水分で好ましいN/Si比率にまで酸化を進行させるという観点から、好ましくは40〜130nm、より好ましくは60〜120nmである。  The film thickness of the polysilazane-containing layer in this embodiment is preferably 40 to 130 nm, from the viewpoint that oxidation proceeds to a preferable N / Si ratio with moisture supplied from the substrate side during the modification treatment. Preferably it is 60-120 nm.

(2)ポリシラザンを含有する層の改質処理後にエイジングを行う方法
ポリシラザンを含有する層の改質処理後にエイジング(加温、加湿)を行うことによって、アンカーコート層のN/Si比率を調整することができる。エイジングの条件としては、40〜90℃で、相対湿度40〜100%RHで、1時間〜10日間のエイジングを行うことが好ましい。
(2) Method of performing aging after the modification treatment of the layer containing polysilazane By adjusting the N / Si ratio of the anchor coat layer by performing aging (heating, humidification) after the modification treatment of the layer containing polysilazane. be able to. As aging conditions, it is preferable to perform aging for 1 hour to 10 days at 40 to 90 ° C. and relative humidity of 40 to 100% RH.

また、エイジングを行う際にポリシラザンを含有する層に触媒を添加することによって、後述のエネルギー印加の際に改質を促進させることができる。例えば、ポリシラザンに対してアミン触媒を1〜5質量%含有させることができる。この態様におけるポリシラザン層の膜厚は、同様に好ましいN/Si比率にまで酸化を進行させるという観点から、好ましくは40〜500nm、より好ましくは60〜400nmである。  Further, by adding a catalyst to the layer containing polysilazane when aging is performed, reforming can be promoted when energy is applied, which will be described later. For example, 1-5 mass% of amine catalysts can be contained with respect to polysilazane. The thickness of the polysilazane layer in this embodiment is preferably 40 to 500 nm, more preferably 60 to 400 nm, from the viewpoint of allowing oxidation to proceed to a preferable N / Si ratio.

(3)ポリシラザンを含有する層の改質処理後に追加の改質処理を行う方法
改質処理の照射エネルギー量を一回の改質処理として印加するよりも、複数回に分割して改質処理を行うことで、N/Si比率を大きく低減させることができるため好ましい。改質処理の回数としては、2〜10回が好ましい。例えば、2回改質処理を行う場合、改質処理の間隔は6時間以上であることが好ましく、12時間以上であることがより好ましい。2回改質処理を行う場合の間隔の上限は特に制限されないが、工程コスト面や上述のエイジング効果との関係から、7日以内であることが好ましい。この態様におけるポリシラザンを含有する層の膜厚は、同様に好ましいN/Si比率にまで酸化を進行させるという観点から、好ましくは40〜500nm、より好ましくは60〜400nmである。
(3) Method of performing additional modification process after modification process of layer containing polysilazane Rather than applying the amount of irradiation energy of modification process as one modification process, the modification process is divided into multiple times Is preferable because the N / Si ratio can be greatly reduced. The number of reforming treatments is preferably 2 to 10 times. For example, when the reforming process is performed twice, the interval between the reforming processes is preferably 6 hours or more, and more preferably 12 hours or more. The upper limit of the interval when performing the twice reforming treatment is not particularly limited, but it is preferably within 7 days from the viewpoint of the process cost and the above-mentioned aging effect. The film thickness of the polysilazane-containing layer in this embodiment is preferably 40 to 500 nm, more preferably 60 to 400 nm, from the viewpoint of proceeding oxidation to a preferable N / Si ratio.

(4)ポリシラザンにアルミニウム化合物を添加した層を改質処理する方法
ポリシラザンにアルミニウム化合物を添加した層を改質処理することにより、ポリシラザンの改質が著しく進行し、N/Si比率をほぼ0とすることができるとともに、ガスバリア性を有するアンカーコート層を得ることができる。
(4) Method of modifying the layer in which the aluminum compound is added to polysilazane By modifying the layer in which the aluminum compound is added to polysilazane, the modification of the polysilazane proceeds remarkably, and the N / Si ratio is almost zero. In addition, an anchor coat layer having gas barrier properties can be obtained.

上記アルミニウム化合物の例としては、例えば、アルミニウムトリメトキシド、アルミニウムトリエトキシド、アルミニウムトリn−プロポキシド、アルミニウムトリイソプロポキシド、アルミニウムトリn−ブトキシド、アルミニウムトリsec−ブトキシド、アルミニウムトリtert−ブトキシド、アルミニウムアセチルアセトナート、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムエチルアセトアセテート・ジイソプロピレート、アルミニウムエチルアセトアセテートジn−ブチレート、アルミニウムジエチルアセトアセテートモノn−ブチレート、アルミニウムジイソプロピレートモノsec−ブチレート、アルミニウムトリスアセチルアセトネート、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート、ビス(エチルアセトアセテート)(2,4−ペンタンジオナト)アルミニウム、アルミニウムアルキルアセトアセテートジイソプロピレート、アルミニウムオキサイドイソプロポキサイドトリマー、アルミニウムオキサイドオクチレートトリマー等が挙げられる。これらは単独でも、または2種以上混合しても用いることができる。  Examples of the aluminum compound include, for example, aluminum trimethoxide, aluminum triethoxide, aluminum tri n-propoxide, aluminum triisopropoxide, aluminum tri n-butoxide, aluminum tri sec-butoxide, aluminum tri tert-butoxide. , Aluminum acetylacetonate, acetoalkoxyaluminum diisopropylate, aluminum ethyl acetoacetate diisopropylate, aluminum ethyl acetoacetate di n-butyrate, aluminum diethyl acetoacetate mono n-butyrate, aluminum diisopropylate mono sec-butylate, aluminum Trisacetylacetonate, aluminum trisethylacetoacetate, bis (eth Acetoacetate) (2,4-pentanedionato) aluminum, aluminum alkyl acetoacetate diisopropylate, aluminum oxide isopropoxide trimer, aluminum oxide octylate trimer. These can be used alone or in combination of two or more.

アルミニウム化合物の含有量は、Al/Si元素比率として、0.01〜0.2とすることが好ましい。また、この態様におけるポリシラザンにアルミニウムを添加した層の膜厚は、ポリシラザンの改質を十分に進行させる観点から、好ましくは40〜500nm、より好ましくは60〜400nmである。  The content of the aluminum compound is preferably 0.01 to 0.2 as the Al / Si element ratio. Moreover, the film thickness of the layer in which aluminum is added to polysilazane in this embodiment is preferably 40 to 500 nm, more preferably 60 to 400 nm, from the viewpoint of sufficiently progressing modification of polysilazane.

このようなアンカーコート層全体のN/Si比率は、下記のようなXPS(光電子分光法)分析を用いた方法で測定して求めることができる。  The N / Si ratio of the anchor coat layer as a whole can be obtained by measurement by the following method using XPS (photoelectron spectroscopy) analysis.

本発明におけるXPS分析は下記の条件で行ったものであるが、装置や測定条件が変わっても本発明の主旨に即した測定方法であれば問題なく適用できるものである。  The XPS analysis in the present invention is performed under the following conditions, but even if the apparatus and measurement conditions are changed, any measurement method that conforms to the gist of the present invention can be applied without any problem.

本発明の主旨に即した測定方法とは、主に厚さ方向の解像度であり、測定点1点あたりのエッチング深さ(下記のスパッタイオンとデプスプロファイルの条件に相当)は1〜15nmであることが好ましく、1〜10nmであることがより好ましい。下記条件においては、測定点1点あたりのエッチング深さ(エッチングレート)はSiO換算で約2.8nmに相当する。The measurement method according to the gist of the present invention is mainly resolution in the thickness direction, and the etching depth per measurement point (corresponding to the conditions of the following sputter ion and depth profile) is 1 to 15 nm. It is preferable that the thickness is 1 to 10 nm. Under the following conditions, the etching depth (etching rate) per measurement point corresponds to about 2.8 nm in terms of SiO 2 .

《XPS分析条件》
・装置:アルバックファイ製QUANTERASXM
・X線源:単色化Al−Kα
・測定領域:Si2p、C1s、N1s、O1s
・スパッタイオン:Ar(2keV)
・デプスプロファイル:一定時間スパッタ後、測定を繰り返す。1回の測定は、SiO 換算で約2.8nmとなるようにスパッタ時間を調整する
・定量:バックグラウンドをShirley法で求め、得られたピーク面積から相対感度係数法を用いて定量した。データ処理は、アルバックファイ社製のMultiPakを用いた。
  << XPS analysis conditions >>
  ・ Equipment: ULVAC-PHI QUANTERASXM
  ・ X-ray source: Monochromatic Al-Kα
  Measurement area: Si2p, C1s, N1s, O1s
  ・ Sputtering ion: Ar (2 keV)
  Depth profile: repeats measurement after sputtering for a certain time. One measurement is SiO 2Adjust the sputtering time so that it becomes approximately 2.8 nm in terms of conversion.
  Quantification: The background was determined by the Shirley method, and quantified using the relative sensitivity coefficient method from the obtained peak area. For data processing, MultiPak manufactured by ULVAC-PHI was used.

次に、アンカーコート層の成膜方法を説明する。  Next, a method for forming the anchor coat layer will be described.

<塗膜形成法>
本発明に係るアンカーコート層は、成膜性、クラック等の欠陥が少ないことからポリシラザンを含有する塗布液を塗布して形成される塗膜に、さらにエネルギーを印加して形成する方法(塗膜形成法)により形成される。以下、塗膜形成法を説明する。
<Coating method>
The anchor coat layer according to the present invention is formed by applying energy to a coating film formed by applying a coating liquid containing polysilazane since the defects such as film formability and cracks are few (coating film) Forming method). Hereinafter, the coating film forming method will be described.

ポリシラザンとしては、パーヒドロポリシラザン、オルガノポリシラザン等が挙げられるが、残留有機物の少ないことから好ましくはパーヒドロポリシラザンである。  Examples of polysilazane include perhydropolysilazane, organopolysilazane, and the like, but perhydropolysilazane is preferred because of the small amount of residual organic matter.

ポリシラザンとは、ケイ素−窒素結合を有するポリマーであり、Si−N、Si−H、N−H等の結合を有するSiO、Si、および両方の中間固溶体SiO等のセラミック前駆体無機ポリマーである。Polysilazane is a polymer having a silicon-nitrogen bond, and ceramics such as SiO 2 , Si 3 N 4 , and both intermediate solid solutions SiO x N y having bonds such as Si—N, Si—H, and N—H. It is a precursor inorganic polymer.

具体的には、ポリシラザンは、好ましくは下記の構造を有する。  Specifically, the polysilazane preferably has the following structure.

上記一般式(I)において、R、RおよびRは、それぞれ独立して、水素原子、置換または非置換の、アルキル基、アリール基、ビニル基または(トリアルコキシシリル)アルキル基である。この際、R、RおよびRは、それぞれ、同じであってもあるいは異なってもよい。ここで、アルキル基としては、炭素原子数1〜8の直鎖、分岐鎖または環状のアルキル基が挙げられる。より具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などがある。また、アリール基としては、炭素原子数6〜30のアリール基が挙げられる。より具体的には、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基などの非縮合炭化水素基;ペンタレニル基、インデニル基、ナフチル基、アズレニル基、ヘプタレニル基、ビフェニレニル基、フルオレニル基、アセナフチレニル基、プレイアデニル基、アセナフテニル基、フェナレニル基、フェナントリル基、アントリル基、フルオランテニル基、アセフェナントリレニル基、アセアントリレニル基、トリフェニレニル基、ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基などの縮合多環炭化水素基が挙げられる。(トリアルコキシシリル)アルキル基としては、炭素原子数1〜8のアルコキシ基で置換されたシリル基を有する炭素原子数1〜8のアルキル基が挙げられる。より具体的には、3−(トリエトキシシリル)プロピル基、3−(トリメトキシシリル)プロピル基などが挙げられる。上記R〜Rに場合によって存在する置換基は、特に制限はないが、例えば、アルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシル基(−OH)、メルカプト基(−SH)、シアノ基(−CN)、スルホ基(−SOH)、カルボキシル基(−COOH)、ニトロ基(−NO)などがある。なお、場合によって存在する置換基は、置換するR〜Rと同じとなることはない。例えば、R〜Rがアルキル基の場合には、さらにアルキル基で置換されることはない。これらのうち、好ましくは、R、RおよびRは、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、フェニル基、ビニル基、3−(トリエトキシシリル)プロピル基または3−(トリメトキシシリルプロピル)基である。In the general formula (I), R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, aryl group, vinyl group or (trialkoxysilyl) alkyl group. . At this time, R 1 , R 2 and R 3 may be the same or different. Here, as an alkyl group, a C1-C8 linear, branched or cyclic alkyl group is mentioned. More specifically, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, n -Hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group, cyclopropyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like. Moreover, as an aryl group, a C6-C30 aryl group is mentioned. More specifically, non-condensed hydrocarbon groups such as phenyl group, biphenyl group, terphenyl group; pentarenyl group, indenyl group, naphthyl group, azulenyl group, heptaenyl group, biphenylenyl group, fluorenyl group, acenaphthylenyl group, preadenenyl group , Condensed polycyclic hydrocarbon groups such as acenaphthenyl group, phenalenyl group, phenanthryl group, anthryl group, fluoranthenyl group, acephenanthrenyl group, aceantrirenyl group, triphenylenyl group, pyrenyl group, chrysenyl group, naphthacenyl group, etc. Can be mentioned. Examples of the (trialkoxysilyl) alkyl group include an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms having a silyl group substituted with an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms. More specifically, 3- (triethoxysilyl) propyl group, 3- (trimethoxysilyl) propyl group and the like can be mentioned. The substituent optionally present in R 1 to R 3 is not particularly limited. For example, an alkyl group, a halogen atom, a hydroxyl group (—OH), a mercapto group (—SH), a cyano group (—CN), There are a sulfo group (—SO 3 H), a carboxyl group (—COOH), a nitro group (—NO 2 ), and the like. In addition, the substituent which exists depending on the case does not become the same as R < 1 > -R < 3 > to substitute. For example, when R 1 to R 3 are alkyl groups, they are not further substituted with an alkyl group. Of these, R 1 , R 2 and R 3 are preferably a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a phenyl group, a vinyl group, 3 -(Triethoxysilyl) propyl group or 3- (trimethoxysilylpropyl) group.

また、上記一般式(I)において、nは、整数であり、一般式(I)で表される構造を有するポリシラザンが150〜150,000g/モルの数平均分子量を有するように定められることが好ましい。  In the general formula (I), n is an integer, and the polysilazane having the structure represented by the general formula (I) is determined to have a number average molecular weight of 150 to 150,000 g / mol. preferable.

上記一般式(I)で表される構造を有する化合物において、好ましい態様の一つは、R 、RおよびRのすべてが水素原子であるパーヒドロポリシラザンである。このようなポリシラザンから形成されるアンカーコート層は高い緻密性を有する。  In the compound having the structure represented by the general formula (I), one of preferable embodiments is R 1, R2And R3Is perhydropolysilazane, all of which are hydrogen atoms. The anchor coat layer formed from such polysilazane has high density.

または、ポリシラザンとしては、下記一般式(II)で表される構造を有する。  Alternatively, polysilazane has a structure represented by the following general formula (II).

上記一般式(II)において、R1’、R2’、R3’、R4’、R5’およびR6’は、それぞれ独立して、水素原子、置換または非置換の、アルキル基、アリール基、ビニル基または(トリアルコキシシリル)アルキル基である。この際、R1’、R2’、R 、R4’、R5’およびR6’は、それぞれ、同じであってもあるいは異なるものであってもよい。上記における、置換または非置換の、アルキル基、アリール基、ビニル基または(トリアルコキシシリル)アルキル基は、上記一般式(I)の定義と同様であるため、説明を省略する。In the general formula (II), R 1 ′ , R 2 ′ , R 3 ′ , R 4 ′ , R 5 ′ and R 6 ′ are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, An aryl group, a vinyl group or a (trialkoxysilyl) alkyl group. In this case, R 1 ′ , R 2 ′ , R 3 , R 4 ′ , R 5 ′ and R 6 ′ may be the same or different. The substituted or unsubstituted alkyl group, aryl group, vinyl group or (trialkoxysilyl) alkyl group in the above is the same as the definition of the general formula (I), and thus the description is omitted.

また、上記一般式(II)において、n’およびpは、整数であり、一般式(II)で表される構造を有するポリシラザンが150〜150,000g/モルの数平均分子量を有するように定められることが好ましい。なお、n’およびpは、同じであってもあるいは異なるものであってもよい。  In the general formula (II), n ′ and p are integers, and the polysilazane having the structure represented by the general formula (II) is determined to have a number average molecular weight of 150 to 150,000 g / mol. It is preferred that Note that n ′ and p may be the same or different.

上記一般式(II)のポリシラザンのうち、R1’、R3’およびR6’が各々水素原子を表し、R2’、R4’およびR5’が各々メチル基を表す化合物;R1’、R3’およびR6’が各々水素原子を表し、R2’、R4’が各々メチル基を表し、R5’がビニル基を表す化合物;R1’、R3’、R4’およびR6’が各々水素原子を表し、R2’およびR5’が各々メチル基を表す化合物が好ましい。Among the polysilazanes of the above general formula (II), R 1 ′ , R 3 ′ and R 6 ′ each represent a hydrogen atom, and R 2 ′ , R 4 ′ and R 5 ′ each represent a methyl group; R 1 ' , R 3' and R 6 ' each represents a hydrogen atom, R 2' , R 4 ' each represents a methyl group, and R 5' represents a vinyl group; R 1 ' , R 3' , R 4 A compound in which ' and R 6' each represent a hydrogen atom and R 2 ' and R 5' each represents a methyl group is preferred.

または、ポリシラザンとしては、下記一般式(III)で表される構造を有する。  Alternatively, polysilazane has a structure represented by the following general formula (III).

上記一般式(III)において、R1”、R2”、R3”、R4”、R5”、R6”、R7”、R8”およびR9”は、それぞれ独立して、水素原子、置換または非置換の、アルキル基、アリール基、ビニル基または(トリアルコキシシリル)アルキル基である。この際、R1”、R2”、R3”、R4”、R5”、R6”、R7”、R8”およびR9”は、それぞれ、同じであってもあるいは異なるものであってもよい。上記における、置換または非置換の、アルキル基、アリール基、ビニル基または(トリアルコキシシリル)アルキル基は、上記一般式(I)の定義と同様であるため、説明を省略する。In the general formula (III), R 1 ″ , R 2 ″ , R 3 ″ , R 4 ″ , R 5 ″ , R 6 ″ , R 7 ″ , R 8 ″ and R 9 ″ are each independently A hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, aryl group, vinyl group or (trialkoxysilyl) alkyl group, wherein R 1 ″ , R 2 ″ , R 3 ″ , R 4 ″ , R 5 ″ , R 6 ″ , R 7 ″ , R 8 ″ and R 9 ″ may be the same or different. The substituted or unsubstituted alkyl group, aryl group, vinyl group or (trialkoxysilyl) alkyl group in the above is the same as the definition of the general formula (I), and thus the description is omitted.

また、上記一般式(III)において、n”、p”およびqは、整数であり、一般式(III)で表される構造を有するポリシラザンが150〜150,000g/モルの数平均分子量を有するように定められることが好ましい。なお、n”、p”およびqは、同じであってもあるいは異なるものであってもよい。  In the general formula (III), n ″, p ″ and q are integers, and the polysilazane having the structure represented by the general formula (III) has a number average molecular weight of 150 to 150,000 g / mol. It is preferable to be determined as follows. Note that n ″, p ″, and q may be the same or different.

上記一般式(III)のポリシラザンのうち、R1”、R3”およびR6”が各々水素原子を表し、R2”、R4”、R5”およびR8”が各々メチル基を表し、R9”が(トリエトキシシリル)プロピル基を表し、R7”がアルキル基または水素原子を表す化合物が好ましい。Of the polysilazanes of the above general formula (III), R 1 ″ , R 3 ″ and R 6 ″ each represent a hydrogen atom, and R 2 ″ , R 4 ″ , R 5 ″ and R 8 ″ each represent a methyl group. , R 9 ″ represents a (triethoxysilyl) propyl group, and R 7 ″ represents an alkyl group or a hydrogen atom.

一方、そのSiと結合する水素原子部分の一部がアルキル基等で置換されたオルガノポリシラザンは、メチル基等のアルキル基を有することにより下地である基材との接着性が改善され、かつ硬くてもろいポリシラザンによるセラミック膜に靭性を持たせることができ、より(平均)膜厚を厚くした場合でもクラックの発生が抑えられる利点がある。このため、用途に応じて適宜、これらパーヒドロポリシラザンとオルガノポリシラザンとを選択してよく、混合して使用することもできる。  On the other hand, the organopolysilazane in which a part of the hydrogen atom portion bonded to Si is substituted with an alkyl group or the like has improved adhesion to the base material as a base by having an alkyl group such as a methyl group and is hard. The ceramic film made of brittle polysilazane can be toughened, and there is an advantage that the occurrence of cracks can be suppressed even when the (average) film thickness is increased. For this reason, these perhydropolysilazane and organopolysilazane may be appropriately selected according to the application, and may be used in combination.

パーヒドロポリシラザンは、直鎖構造と6および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いる。その分子量は数平均分子量(Mn)で約600〜2000程度(ポリスチレン換算)で、液体または固体の物質があり、その状態は分子量により異なる。  Perhydropolysilazane is presumed to have a linear structure and a ring structure centered on 6- and 8-membered rings. Its molecular weight is about 600 to 2000 (polystyrene conversion) in terms of number average molecular weight (Mn), and there are liquid or solid substances, and the state varies depending on the molecular weight.

ポリシラザンは有機溶媒に溶解した溶液状態で市販されており、市販品をそのままアンカーコート層形成用塗布液として使用してもよく、市販品を複数混合して使用してもよい。また、市販品を適当な溶剤で希釈して使用してもよい。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NN120−10、NN120−20、NAX120−20、NN110、NN310、NN320、NL110A、NL120A、NL120−20、NL150A、NP110、NP140、SP140等が挙げられる。  Polysilazane is commercially available in a solution state dissolved in an organic solvent, and a commercially available product may be used as it is as a coating solution for forming an anchor coat layer, or a plurality of commercially available products may be mixed and used. Moreover, you may dilute and use a commercial item with a suitable solvent. As a commercially available product of polysilazane solution, NN120-10, NN120-20, NAX120-20, NN110, NN310, NN320, NL110A, NL120A, NL120-20, NL150A, NP110, NP140, SP140, etc. manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd. Is mentioned.

ポリシラザンを用いる場合、エネルギー印加前のアンカーコート層中におけるポリシラザンの含有率としては、アンカーコート層の全重量を100質量%としたとき、100質量%でありうる。また、アンカーコート層がポリシラザン以外のものを含む場合には、アンカーコート層中におけるポリシラザンの含有率は、10質量%以上99質量%以下であることが好ましく、40質量%以上95質量%以下であることがより好ましく、特に好ましくは70質量%以上95質量%以下である。  When polysilazane is used, the content of polysilazane in the anchor coat layer before energy application can be 100% by mass when the total weight of the anchor coat layer is 100% by mass. When the anchor coat layer contains other than polysilazane, the content of polysilazane in the anchor coat layer is preferably 10% by mass or more and 99% by mass or less, and 40% by mass or more and 95% by mass or less. More preferably, it is 70 mass% or more and 95 mass% or less.

(アンカーコート層形成用塗布液)
アンカーコート層形成用塗布液を調製するための溶剤としては、ポリシラザンを溶解できるものであれば特に制限されないが、ポリシラザンと容易に反応してしまう水および反応性基(例えば、ヒドロキシル基、あるいはアミン基等)を含まず、ポリシラザンに対して不活性の有機溶剤が好ましく、非プロトン性の有機溶剤がより好ましい。具体的には、溶剤としては、非プロトン性溶剤;例えば、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、ターペン等の、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;塩化メチレン、トリクロロエタン等のハロゲン炭化水素溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;ジブチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等の脂肪族エーテル、脂環式エーテル等のエーテル類:例えば、テトラヒドロフラン、ジブチルエーテル、モノ−およびポリアルキレングリコールジアルキルエーテル(ジグライム類)などを挙げることができる。上記溶剤は、ケイ素化合物の溶解度や溶剤の蒸発速度等の目的にあわせて選択され、単独で使用されてもまたは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。
(Coating solution for anchor coat layer formation)
The solvent for preparing the coating solution for forming the anchor coat layer is not particularly limited as long as it can dissolve polysilazane, but water and reactive groups (for example, hydroxyl group or amine) that easily react with polysilazane. An organic solvent inert to polysilazane, and more preferably an aprotic organic solvent. Specifically, the solvent is an aprotic solvent; for example, carbon such as aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons such as pentane, hexane, cyclohexane, toluene, xylene, solvesso, terpenes, etc. Hydrogen solvents; Halogen hydrocarbon solvents such as methylene chloride and trichloroethane; Esters such as ethyl acetate and butyl acetate; Ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; Aliphatic ethers such as dibutyl ether, dioxane and tetrahydrofuran; Alicyclic ethers and the like Ethers: Examples include tetrahydrofuran, dibutyl ether, mono- and polyalkylene glycol dialkyl ethers (diglymes), and the like. The solvent is selected according to purposes such as the solubility of the silicon compound and the evaporation rate of the solvent, and may be used alone or in the form of a mixture of two or more.

アンカーコート層形成用塗布液におけるポリシラザンの濃度は、特に制限されず、アンカーコート層の膜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1〜80質量%、より好ましくは5〜50質量%、さらに好ましくは10〜40質量%である。  The concentration of polysilazane in the coating liquid for forming the anchor coat layer is not particularly limited, and varies depending on the thickness of the anchor coat layer and the pot life of the coating liquid, but is preferably 1 to 80% by mass, more preferably 5 to 50% by mass. %, More preferably 10 to 40% by mass.

アンカーコート層形成用塗布液は、改質を促進するために、触媒を含有することが好ましい。本発明に適用可能な触媒としては、塩基性触媒が好ましく、特に、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のアミン触媒、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、N−複素環式化合物が挙げられる。これらのうち、アミン触媒を用いることが好ましい。この際添加する触媒の濃度としては、ケイ素化合物を基準としたとき、好ましくは0.1〜10質量%、より好ましくは0.5〜7質量%の範囲である。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、および膜密度の低下、膜欠陥の増大などを避けることができる。  The anchor coating layer forming coating solution preferably contains a catalyst in order to promote the modification. As the catalyst applicable to the present invention, a basic catalyst is preferable, and in particular, N, N-diethylethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, triethanolamine, triethylamine, 3-morpholinopropylamine, N, N, N ", N" -tetramethyl-1,3-diaminopropane, amine catalysts such as N, N, N ", N" -tetramethyl-1,6-diaminohexane, Pt compounds such as Pt acetylacetonate, propion Examples thereof include metal catalysts such as Pd compounds such as acid Pd, Rh compounds such as Rh acetylacetonate, and N-heterocyclic compounds. Of these, it is preferable to use an amine catalyst. The concentration of the catalyst added at this time is preferably in the range of 0.1 to 10% by mass, more preferably 0.5 to 7% by mass, based on the silicon compound. 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, decrease in film density, increase in film defects, and the like.

アンカーコート層形成用塗布液には、必要に応じて下記に挙げる添加剤を用いることができる。例えば、セルロースエーテル類、セルロースエステル類;例えば、エチルセルロース、ニトロセルロース、セルロースアセテート、セルロースアセトブチレート等、天然樹脂;例えば、ゴム、ロジン樹脂等、合成樹脂;例えば、重合樹脂等、縮合樹脂;例えば、アミノプラスト、特に尿素樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、ポリエステルもしくは変性ポリエステル、エポキシド、ポリイソシアネートもしくはブロック化ポリイソシアネート、ポリシロキサン等である。  The following additives can be used in the anchor coating layer forming coating solution as necessary. For example, cellulose ethers, cellulose esters; for example, ethyl cellulose, nitrocellulose, cellulose acetate, cellulose acetobutyrate, etc., natural resins; for example, rubber, rosin resin, etc., synthetic resins; Aminoplasts, especially urea resins, melamine formaldehyde resins, alkyd resins, acrylic resins, polyesters or modified polyesters, epoxides, polyisocyanates or blocked polyisocyanates, polysiloxanes, and the like.

(ポリシラザンを含有する層の形成方法)
ポリシラザンを含有する層は、上記のアンカーコート層形成用塗布液を基材上に塗布することによって形成することができる。塗布方法としては、従来公知の適切な湿式塗布方法が採用され得る。具体例としては、スピンコート法、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、ダイコート法、グラビア印刷法等が挙げられる。
(Method for forming a layer containing polysilazane)
The layer containing polysilazane can be formed by applying the above-described coating liquid for forming an anchor coat layer on a substrate. As a coating method, a conventionally known appropriate wet coating method can be adopted. Specific examples include spin coating method, roll coating method, flow coating method, ink jet method, spray coating method, printing method, dip coating method, casting film forming method, bar coating method, die coating method, gravure printing method and the like. It is done.

塗布厚さは、上記のアンカーコート層の厚さに応じて適宜選択することができる。  The coating thickness can be appropriately selected according to the thickness of the anchor coat layer.

塗布液を塗布した後は、塗膜を乾燥させることが好ましい。塗膜を乾燥させることによって、塗膜中に含有される有機溶媒を除去することができる。この際、塗膜に含有される有機溶媒は、すべてを乾燥させてもよいが、一部残存させていてもよい。一部の有機溶媒を残存させる場合であっても、好適なアンカーコート層が得られうる。なお、残存する溶媒は後に除去されうる。  After applying the coating solution, it is preferable to dry the coating film. By drying the coating film, the organic solvent contained in the coating film can be removed. At this time, all of the organic solvent contained in the coating film may be dried or may be partially left. Even when a part of the organic solvent is left, a suitable anchor coat layer can be obtained. The remaining solvent can be removed later.

塗膜の乾燥温度は、適用する基材によっても異なるが、50〜200℃であることが好ましい。例えば、ガラス転位温度(Tg)が70℃のポリエチレンテレフタレート基材を基材として用いる場合には、乾燥温度は、熱による基材の変形等を考慮して150℃以下に設定することが好ましい。  Although the drying temperature of a coating film changes also with the base material to apply, it is preferable that it is 50-200 degreeC. For example, when a polyethylene terephthalate substrate having a glass transition temperature (Tg) of 70 ° C. is used as the substrate, the drying temperature is preferably set to 150 ° C. or less in consideration of deformation of the substrate due to heat.

<エネルギーの印加>
続いて、上記のようにして形成されたポリシラザンを含有する層に対して、エネルギーを印加し、ポリシラザンの改質処理を行い、アンカーコート層への改質を行う。
<Application of energy>
Subsequently, energy is applied to the polysilazane-containing layer formed as described above to modify the polysilazane and modify the anchor coat layer.

ポリシラザンを含有する層に対して、エネルギーを印加する方法としては、公知の方法を適宜選択して適用することができる。改質処理としては、具体的には、プラズマ処理、紫外線照射処理、加熱処理が挙げられる。ただし、加熱処理による改質の場合、450℃以上の高温が必要であるため、プラスチック等のフレキシブル基板においては、適応が難しい。このため、熱処理は他の改質処理と組み合わせて行うことが好ましい。  As a method for applying energy to the polysilazane-containing layer, a known method can be appropriately selected and applied. Specific examples of the modification treatment include plasma treatment, ultraviolet irradiation treatment, and heat treatment. However, in the case of modification by heat treatment, since a high temperature of 450 ° C. or higher is required, adaptation is difficult for flexible substrates such as plastic. For this reason, it is preferable to perform the heat treatment in combination with other reforming treatments.

したがって、改質処理としては、プラスチック基板への適応という観点から、より低温で、転化反応が可能なプラズマ処理や紫外線照射処理による転化反応が好ましい。  Therefore, as the modification treatment, from the viewpoint of adapting to a plastic substrate, a plasma treatment capable of a conversion reaction at a lower temperature or a conversion reaction by ultraviolet irradiation treatment is preferable.

以下、好ましい改質処理方法であるプラズマ処理、紫外線照射処理について説明する。  Hereinafter, plasma treatment and ultraviolet irradiation treatment, which are preferable modification treatment methods, will be described.

(プラズマ処理)
本発明において、改質処理として用いることのできるプラズマ処理は、公知の方法を用いることができるが、好ましくは大気圧プラズマ処理等を挙げることが出来る。大気圧近傍でのプラズマCVD処理を行う大気圧プラズマCVD法は、真空下のプラズマCVD法に比べ、減圧にする必要がなく生産性が高いだけでなく、プラズマ密度が高密度であるために成膜速度が速く、さらには通常のCVD法の条件に比較して、大気圧下という高圧力条件では、ガスの平均自由工程が非常に短いため、極めて均質の膜が得られる。
(Plasma treatment)
In the present invention, a known method can be used as the plasma treatment that can be used as the modification treatment, and an atmospheric pressure plasma treatment or the like can be preferably used. The atmospheric pressure plasma CVD method, which performs plasma CVD processing near atmospheric pressure, does not need to be reduced in pressure and is more productive than the plasma CVD method under vacuum. The film speed is high, and further, under a high pressure condition under atmospheric pressure as compared with the conditions of a normal CVD method, the gas mean free process is very short, so that a very homogeneous film can be obtained.

大気圧プラズマ処理の場合は、放電ガスとしては窒素ガスまたは長周期型周期表の第18族原子を含むガス、具体的には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等が用いられる。これらの中でも窒素、ヘリウム、アルゴンが好ましく用いられ、特に窒素がコストも安く好ましい。  In the case of atmospheric pressure plasma treatment, as the discharge gas, nitrogen gas or a gas containing Group 18 atoms of the long-period periodic table, specifically helium, neon, argon, krypton, xenon, radon, or the like is used. Among these, nitrogen, helium, and argon are preferably used, and nitrogen is particularly preferable because of low cost.

(紫外線照射処理)
改質処理の方法の1つとして、紫外線照射による処理が好ましい。紫外線(紫外光と同義)によって生成されるオゾンや活性酸素原子は高い酸化能力を有しており、低温で高い緻密性と絶縁性を有する酸化ケイ素膜または酸窒化ケイ素膜を形成することが可能である。
(UV irradiation treatment)
As one of the modification treatment methods, treatment by ultraviolet irradiation is preferable. Ozone and active oxygen atoms generated by ultraviolet rays (synonymous with ultraviolet light) have high oxidation ability, and can form silicon oxide films or silicon oxynitride films with high density and insulation at low temperatures It is.

この紫外線照射により、基材が加熱され、セラミックス化(シリカ転化)に寄与するO とHOや、紫外線吸収剤、ポリシラザン自身が励起、活性化されるため、ポリシラザンのセラミックス化が促進され、また得られるアンカーコート層が一層緻密になる。紫外線照射は、塗膜形成後であればいずれの時点で実施しても有効である。  The substrate is heated by this ultraviolet irradiation, and O contributes to ceramicization (silica conversion). 2And H2O, an ultraviolet absorber, and polysilazane itself are excited and activated, so that the conversion of polysilazane into ceramic is promoted, and the resulting anchor coat layer becomes denser. Irradiation with ultraviolet rays is effective at any time after the formation of the coating film.

紫外線照射処理においては、常用されているいずれの紫外線発生装置を使用することも可能である。  In the ultraviolet irradiation treatment, any commonly used ultraviolet ray generator can be used.

なお、本発明でいう紫外線とは、一般には、10〜400nmの波長を有する電磁波をいうが、後述する真空紫外線(10〜200nm)処理以外の紫外線照射処理の場合は、好ましくは210〜375nmの紫外線を用いる。  The ultraviolet ray referred to in the present invention generally refers to an electromagnetic wave having a wavelength of 10 to 400 nm, but in the case of an ultraviolet irradiation treatment other than the vacuum ultraviolet ray (10 to 200 nm) treatment described later, it is preferably 210 to 375 nm. Use ultraviolet light.

紫外線の照射は、照射されるアンカーコート層を担持している基材がダメージを受けない範囲で、照射強度や照射時間を設定することが好ましい。  In the irradiation with ultraviolet rays, it is preferable to set the irradiation intensity and the irradiation time as long as the substrate carrying the anchor coat layer to be irradiated is not damaged.

基材としてプラスチックフィルムを用いた場合を例にとると、例えば、2kW(80W/cm×25cm)のランプを用い、基材表面の強度が20〜300mW/cm、好ましくは50〜200mW/cmになるように基材−紫外線照射ランプ間の距離を設定し、0.1秒〜10分間の照射を行うことができる。For example, when a plastic film is used as the substrate, for example, a 2 kW (80 W / cm × 25 cm) lamp is used, and the strength of the substrate surface is 20 to 300 mW / cm 2 , preferably 50 to 200 mW / cm. The distance between the substrate and the ultraviolet irradiation lamp is set so as to be 2, and irradiation can be performed for 0.1 second to 10 minutes.

一般に、紫外線照射処理時の基材温度が150℃以上になると、プラスチックフィルム等の場合には、基材が変形したり、その強度が劣化したりする等、基材の特性が損なわれることになる。しかしながら、ポリイミド等の耐熱性の高いフィルムの場合には、より高温での改質処理が可能である。したがって、この紫外線照射時の基材温度としては、一般的な上限はなく、基材の種類によって当業者が適宜設定することができる。また、紫外線照射雰囲気に特に制限はなく、空気中で実施すればよい。  In general, when the substrate temperature during ultraviolet irradiation treatment is 150 ° C. or more, in the case of a plastic film or the like, the properties of the substrate are impaired, such as deformation of the substrate or deterioration of its strength. Become. However, in the case of a film having high heat resistance such as polyimide, a modification treatment at a higher temperature is possible. Accordingly, there is no general upper limit for the substrate temperature at the time of ultraviolet irradiation, and it can be appropriately set by those skilled in the art depending on the type of substrate. Moreover, there is no restriction | limiting in particular in ultraviolet irradiation atmosphere, What is necessary is just to implement in air.

このような紫外線の発生手段としては、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、エキシマランプ(172nm、222nm、308nmの単一波長、例えば、ウシオ電機株式会社製、株式会社エム・ディ・コム製など)、UV光レーザー、等が挙げられるが、特に限定されない。また、発生させた紫外線をポリシラザンを含有する層に照射する際には、効率向上と均一な照射を達成する観点から、発生源からの紫外線を反射板で反射させてからポリシラザンを含有する層に当てることが好ましい。  Examples of such ultraviolet ray generating means include metal halide lamps, high pressure mercury lamps, low pressure mercury lamps, xenon arc lamps, carbon arc lamps, and excimer lamps (single wavelengths of 172 nm, 222 nm, and 308 nm, for example, USHIO INC. Manufactured by M.D. Com Co., Ltd.), UV light laser, and the like, but are not particularly limited. In addition, when irradiating the layer containing polysilazane with the generated ultraviolet ray, from the viewpoint of achieving efficiency improvement and uniform irradiation, the layer containing polysilazane is reflected after reflecting the ultraviolet ray from the generation source with a reflector. It is preferable to apply.

紫外線照射は、バッチ処理にも連続処理にも適合可能であり、使用する基材の形状によって適宜選定することができる。例えば、バッチ処理の場合には、ポリシラザンを含有する層を表面に有する積層体を上記のような紫外線発生源を具備した紫外線焼成炉で処理することができる。紫外線焼成炉自体は一般に知られており、例えば、アイグラフィクス株式会社製の紫外線焼成炉を使用することができる。また、ポリシラザンを含有する層を表面に有する積層体が長尺フィルム状である場合には、これを搬送させながら上記のような紫外線発生源を具備した乾燥ゾーンで連続的に紫外線を照射することによりセラミックス化することができる。紫外線照射に要する時間は、使用する基材やポリシラザンを含有する層の組成、濃度にもよるが、一般に0.1秒〜10分であり、好ましくは0.5秒〜3分である。  The ultraviolet irradiation can be adapted to both batch processing and continuous processing, and can be appropriately selected depending on the shape of the substrate to be used. For example, in the case of batch processing, a laminate having a polysilazane-containing layer on its surface can be processed in an ultraviolet baking furnace equipped with an ultraviolet source as described above. The ultraviolet baking furnace itself is generally known. For example, an ultraviolet baking furnace manufactured by I-Graphics Co., Ltd. can be used. Moreover, when the laminated body which has the layer containing polysilazane on the surface is a long film form, it irradiates with an ultraviolet-ray continuously in the drying zone equipped with the above ultraviolet ray generation sources, conveying this. Can be made into ceramics. The time required for ultraviolet irradiation is generally 0.1 seconds to 10 minutes, preferably 0.5 seconds to 3 minutes, although it depends on the composition and concentration of the base material used and the layer containing polysilazane.

(真空紫外線照射処理:エキシマ照射処理)
本発明において、アンカーコート層の最も好ましい改質処理方法は、真空紫外線照射による処理(エキシマ照射処理)である。真空紫外線照射による処理は、ポリシラザン化合物内の原子間結合力より大きい100〜200nmの光エネルギーを用い、好ましくは100〜180nmの波長の光エネルギーを用い、原子の結合を光量子プロセスと呼ばれる光子のみの作用により、直接切断しながら活性酸素やオゾンによる酸化反応を進行させることで、比較的低温(約200℃以下)で、酸化ケイ素膜の形成を行う方法である。
(Vacuum ultraviolet irradiation treatment: excimer irradiation treatment)
In the present invention, the most preferable modification treatment method for the anchor coat layer is a treatment by vacuum ultraviolet irradiation (excimer irradiation treatment). The treatment by vacuum ultraviolet irradiation uses light energy of 100 to 200 nm, preferably light energy with a wavelength of 100 to 180 nm, which is larger than the interatomic bonding force in the polysilazane compound, and bonds the atoms with only photons called photon processes. This is a method of forming a silicon oxide film at a relatively low temperature (about 200 ° C. or lower) by causing an oxidation reaction with active oxygen or ozone to proceed while cutting directly by action.

本発明においての放射線源は、100〜180nmの波長の光を発生させるものであれば良いが、好適には約172nmに最大放射を有するエキシマラジエータ(例えば、Xeエキシマランプ)、約185nmに輝線を有する低圧水銀蒸気ランプ、並びに230nm以下の波長成分を有する中圧および高圧水銀蒸気ランプ、および約222nmに最大放射を有するエキシマランプである。  The radiation source in the present invention may be any radiation source that generates light having a wavelength of 100 to 180 nm, but preferably an excimer radiator (for example, a Xe excimer lamp) having a maximum emission at about 172 nm, and an emission line at about 185 nm. Low pressure mercury vapor lamps, and medium and high pressure mercury vapor lamps having a wavelength component of 230 nm or less, and excimer lamps having maximum emission at about 222 nm.

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および水蒸気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、10〜20,000体積ppm(0.001〜2体積%)とすることが好ましく、50〜10,000体積ppm(0.005〜1体積%)とすることがより好ましい。また、転化プロセスの間の水蒸気濃度は、好ましくは1000〜4000体積ppm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 state where the water vapor concentration is low. That is, the oxygen concentration at the time of vacuum ultraviolet irradiation is preferably 10 to 20,000 volume ppm (0.001 to 2 volume%), and preferably 50 to 10,000 volume ppm (0.005 to 1 volume%). More preferably. Also, the water vapor concentration during the conversion process is preferably in the range of 1000 to 4000 ppm by volume.

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.

真空紫外線照射工程において、ポリシラザンを含有する層が受ける塗膜面での該真空紫外線の照度は1mW/cm〜10W/cmであると好ましく、30mW/cm〜200mW/cmであることがより好ましく、50mW/cm〜160mW/cmであるとさらに好ましい。1mW/cm未満では、改質効率が大きく低下する懸念があり、10W/cmを超えると、塗膜にアブレーションを生じたり、基材にダメージを与えたりする懸念が出てくる。In vacuum ultraviolet irradiation step, preferably the intensity of the vacuum ultraviolet rays in the coating film surface for receiving a layer containing polysilazane is 1mW / cm 2 ~10W / cm 2 , it is 30mW / cm 2 ~200mW / cm 2 It is more preferable, further preferably a 50mW / cm 2 ~160mW / cm 2 . If it is less than 1 mW / cm 2, there is a concern that the reforming efficiency is greatly reduced. If it exceeds 10 W / cm 2 , there is a concern that the coating film may be ablated or the substrate may be damaged.

塗膜面における真空紫外線の照射エネルギー量(照射量)は、100mJ/cm〜50J/cmであることが好ましく、200mJ/cm〜20J/cmであることがより好ましく、500mJ/cm〜10J/cmであることがさらに好ましい。100mJ/cm以上であれば、改質が不十分となることを避けることができる、50J/cm以下であれば過剰改質によるクラック発生や、基材の熱変形を防ぐことができる。The amount of irradiation energy (irradiation amount) of vacuum ultraviolet rays on the coating surface is preferably 100 mJ / cm 2 to 50 J / cm 2 , more preferably 200 mJ / cm 2 to 20 J / cm 2 , and 500 mJ / cm 2. More preferably, it is 2 to 10 J / cm 2 . If it is 100 mJ / cm 2 or more, it is possible to avoid insufficient modification, and if it is 50 J / cm 2 or less, generation of cracks due to excessive modification and thermal deformation of the substrate can be prevented.

また、真空紫外線の照射は、複数回に分けて照射してもよい。その場合、照射エネルギーの合計量が上記範囲内となるように照射するのが好ましい。  Further, irradiation with vacuum ultraviolet rays may be performed in a plurality of times. In that case, it is preferable to irradiate so that the total amount of irradiation energy is within the above range.

また、用いられる真空紫外光は、CO、COおよびCHの少なくとも一種を含むガスで形成されたプラズマにより発生させてもよい。さらに、CO、COおよびCHの少なくとも一種を含むガス(以下、炭素含有ガスとも称する)は、炭素含有ガスを単独で使用してもよいが、希ガスまたはHを主ガスとして、炭素含有ガスを少量添加することが好ましい。プラズマの生成方式としては容量結合プラズマなどが挙げられる。Further, the vacuum ultraviolet light used may be generated by plasma formed of a gas containing at least one of CO, CO 2 and CH 4 . Further, as the gas containing at least one of CO, CO 2 and CH 4 (hereinafter also referred to as carbon-containing gas), the carbon-containing gas may be used alone, but carbon containing rare gas or H 2 as the main gas. It is preferable to add a small amount of the contained gas. Examples of plasma generation methods include capacitively coupled plasma.

[ガスバリア層]
本発明に係るガスバリア性フィルムは、上記アンカーコート層の上部に、前記アンカーコート層に接しており、真空成膜法により形成されるガスバリア層を有する。
[Gas barrier layer]
The gas barrier film according to the present invention has a gas barrier layer which is in contact with the anchor coat layer and formed by a vacuum film formation method on the anchor coat layer.

ガスバリア層の好ましい形成方法である真空成膜法としては、物理気相成膜法(PVD法)と化学気相成膜法(CVD法)がある。  As a vacuum film forming method which is a preferable method for forming the gas barrier layer, there are a physical vapor deposition method (PVD method) and a chemical vapor deposition method (CVD method).

<気相成膜法>
物理気相成長法(Physical Vapor Deposition、PVD法)は、気相中で物質の表面に物理的手法により、目的とする物質、例えば、炭素膜等の薄膜を堆積する方法であり、例えば、スパッタ法(DCスパッタ法、RFスパッタ法、イオンビームスパッタ法、およびマグネトロンスパッタ法等)、真空蒸着法、イオンプレーティング法などが挙げられる。
<Gas deposition method>
The physical vapor deposition method (PVD method) is a method of depositing a target material, for example, a thin film such as a carbon film, on the surface of the material in a gas phase by a physical method. Examples thereof include a DC sputtering method, an RF sputtering method, an ion beam sputtering method, and a magnetron sputtering method, a vacuum deposition method, and an ion plating method.

化学気相成長法(Chemical Vapor Deposition、CVD法)は、基材上に、目的とする薄膜の成分を含む原料ガスを供給し、基材表面または気相での化学反応により膜を堆積する方法である。また、化学反応を活性化する目的で、プラズマなどを発生させる方法などがあり、熱CVD法、触媒化学気相成長法、光CVD法、真空プラズマCVD法など公知のCVD方式等が挙げられる。特に限定されるものではないが、成膜速度や処理面積、得られるガスバリア層のフレキシビリティやガスバリア性の観点から、真空プラズマCVD法を適用することが好ましい。  The chemical vapor deposition (CVD) method is a method of depositing a film by a chemical reaction on the surface of the substrate or in the vapor phase by supplying a raw material gas containing a target thin film component onto the substrate. It is. In addition, for the purpose of activating the chemical reaction, there are methods for generating plasma and the like, and well-known CVD methods such as a thermal CVD method, catalytic chemical vapor deposition method, photo CVD method, vacuum plasma CVD method and the like can be mentioned. Although not particularly limited, it is preferable to apply a vacuum plasma CVD method from the viewpoints of film formation speed, processing area, flexibility of the obtained gas barrier layer, and gas barrier properties.

例えば、ケイ素化合物を原料化合物として用い、分解ガスに酸素を用いれば、ケイ素酸化物が生成する。これはプラズマ空間内では非常に活性な荷電粒子・活性ラジカルが高密度で存在するため、プラズマ空間内では多段階の化学反応が非常に高速に促進され、プラズマ空間内に存在する元素は熱力学的に安定な化合物へと非常な短時間で変換されるためである。  For example, if a silicon compound is used as a raw material compound and oxygen is used as the decomposition gas, silicon oxide is generated. This is because highly active charged particles and active radicals exist in the plasma space at a high density, so that multistage chemical reactions are accelerated at high speed in the plasma space, and the elements present in the plasma space are thermodynamic. This is because it is converted into an extremely stable compound in a very short time.

なお、以下では、成膜装置として、真空プラズマCVD法によって薄膜を形成する、対向ロール型のロール・トゥ・ロール成膜装置を使用して、ガスバリア層を製造する場合を例示して説明する。  In the following, a case where a gas barrier layer is manufactured by using a facing roll type roll-to-roll film forming apparatus that forms a thin film by a vacuum plasma CVD method will be described as an example.

図1および図2は、成膜装置の一例を示す概略構成図である。図2に例示した成膜装置101は、図1に例示した成膜装置100をタンデムに2台接合した構成を基本としている。ここでは、図2に例示した成膜装置を例にしてガスバリア層を形成する場合を説明するが、図2に記載の成膜装置に関する説明は、図1に記載の成膜装置に関する説明に対しても適宜参酌される。  1 and 2 are schematic configuration diagrams illustrating an example of a film forming apparatus. The film forming apparatus 101 illustrated in FIG. 2 has a basic structure in which two film forming apparatuses 100 illustrated in FIG. 1 are joined in tandem. Here, the case where the gas barrier layer is formed will be described using the film forming apparatus illustrated in FIG. 2 as an example. However, the description regarding the film forming apparatus illustrated in FIG. 2 is the same as the description regarding the film forming apparatus illustrated in FIG. However, it is considered as appropriate.

図2に示す通り、成膜装置101は、送り出しロール10と、搬送ロール11〜14と、第1、第2、第3および第4成膜ロール15、16、15’、16’と、巻取りロール17と、ガス供給管18、18’と、プラズマ発生用電源19、19’と、磁場発生装置20、21、20’、21’と、真空チャンバ30と、真空ポンプ40、40’と、制御部41と、を有する。  As shown in FIG. 2, the film forming apparatus 101 includes a delivery roll 10, transport rolls 11 to 14, first, second, third, and fourth film forming rolls 15, 16, 15 ′, 16 ′, Take-off roll 17, gas supply pipes 18, 18 ', plasma generation power sources 19, 19', magnetic field generators 20, 21, 20 ', 21', vacuum chamber 30, vacuum pumps 40, 40 ' And a control unit 41.

送り出しロール10、搬送ロール11〜14、第1、第2、第3および第4成膜ロール15、16、15’、16’、および巻取りロール17は、真空チャンバ30に収容されている。  The delivery roll 10, the transport rolls 11 to 14, the first, second, third and fourth film forming rolls 15, 16, 15 ′, 16 ′ and the take-up roll 17 are accommodated in the vacuum chamber 30.

送り出しロール10は、予め巻き取られた状態で設置されている基材1aを搬送ロール11に向けて送り出す。送り出しロール10は、紙面に対して垂直方向に延在した円筒状のロールであり、図示しない駆動モーターにより反時計回りに回転(図2の矢印を参照)することにより、送り出しロール10に巻回された基材1aを搬送ロール11に向けて送り出す。  The feed roll 10 feeds the base material 1 a installed in a state of being wound in advance toward the transport roll 11. The delivery roll 10 is a cylindrical roll extending in a direction perpendicular to the paper surface, and is wound around the delivery roll 10 by rotating counterclockwise (see an arrow in FIG. 2) by a drive motor (not shown). The base material 1a is sent out toward the transport roll 11.

搬送ロール11〜14は、送り出しロール10と略平行な回転軸を中心に回転可能に構成された円筒状のロールである。搬送ロール11は、基材1aに適当な張力を付与しつつ、基材1aを送り出しロール10から成膜ロール15に搬送するためのロールである。搬送ロール12、13は、成膜ロール15で成膜された基材1bに適当な張力を付与しつつ、基材1bを成膜ロール15から成膜ロール16に搬送するためのロールである。搬送ロール12’、13’は、成膜ロール15’で成膜された基材1eに適当な張力を付与しつつ、基材1eを成膜ロール15’から成膜ロール16’に搬送するためのロールである。さらに、搬送ロール14は、成膜ロール16’で成膜された基材1cに適当な張力を付与しつつ、基材1cを成膜ロール16から巻取りロール17に搬送するためのロールである。  The transport rolls 11 to 14 are cylindrical rolls configured to be rotatable around a rotation axis substantially parallel to the delivery roll 10. The transport roll 11 is a roll for transporting the base material 1 a from the feed roll 10 to the film forming roll 15 while applying an appropriate tension to the base material 1 a. The transport rolls 12 and 13 are rolls for transporting the base material 1 b from the film forming roll 15 to the film forming roll 16 while applying an appropriate tension to the base material 1 b formed by the film forming roll 15. The transporting rolls 12 ′ and 13 ′ are for supplying the base material 1e from the film forming roll 15 ′ to the film forming roll 16 ′ while applying an appropriate tension to the base material 1e formed by the film forming roll 15 ′. It is a roll of. Further, the transport roll 14 is a roll for transporting the base material 1 c from the film forming roll 16 to the take-up roll 17 while applying an appropriate tension to the base material 1 c formed by the film forming roll 16 ′. .

第1成膜ロール15および第2成膜ロール16は、送り出しロール10と略平行な回転軸を有し、互いに所定距離だけ離間して対向配置された成膜ロール対である。また、第3成膜ロール15’および第4成膜ロール16’も同様に、送り出しロール10と略平行な回転軸を有し、互いに所定距離だけ離間して対向配置された成膜ロール対である。成膜ロール16は、基材1bを成膜し、成膜された基材1dに適当な張力を付与しつつ、基材1dを成膜ロール15’へ搬送する。成膜ロール16’は、基材1eを成膜し、成膜された基材1cに適当な張力を付与しつつ、基材1cを搬送ロール14へ搬送する。  The first film-forming roll 15 and the second film-forming roll 16 are a pair of film-forming rolls that have a rotation axis substantially parallel to the delivery roll 10 and are opposed to each other by a predetermined distance. Similarly, the third film-forming roll 15 ′ and the fourth film-forming roll 16 ′ have a rotation axis that is substantially parallel to the delivery roll 10, and are formed by a pair of film-forming rolls that are opposed to each other by a predetermined distance. is there. The film forming roll 16 forms the substrate 1b and conveys the substrate 1d to the film forming roll 15 'while applying an appropriate tension to the formed substrate 1d. The film forming roll 16 ′ forms the base material 1 e and transports the base material 1 c to the transport roll 14 while applying an appropriate tension to the formed base material 1 c.

図2に示す例では、第1成膜ロール15と第2成膜ロール16との離間距離は、点Aと点Bとを結ぶ距離であり、第3成膜ロール15’と第2成膜ロール16’との離間距離は、点A’と点B’とを結ぶ距離である。第1〜第4成膜ロール15、16、15’、16’は、導電性材料で形成された放電電極であり、第1成膜ロール15と第2成膜ロール16、第3成膜ロール15’と第4成膜ロール16’とは、それぞれは互いに絶縁されている。なお、第1〜第4成膜ロール15、16、15’、16’の材質や構成は、電極として所望の機能を達成できるように適宜選択することができる。  In the example shown in FIG. 2, the separation distance between the first film-forming roll 15 and the second film-forming roll 16 is a distance connecting the point A and the point B, and the third film-forming roll 15 ′ and the second film-forming roll. The separation distance from the roll 16 ′ is a distance connecting the point A ′ and the point B ′. The first to fourth film forming rolls 15, 16, 15 ′, 16 ′ are discharge electrodes formed of a conductive material, and the first film forming roll 15, the second film forming roll 16, and the third film forming roll. The 15 ′ and the fourth film forming roll 16 ′ are insulated from each other. The materials and configurations of the first to fourth film forming rolls 15, 16, 15 ′, 16 ′ can be appropriately selected so that a desired function can be achieved as an electrode.

さらに、第1〜第4成膜ロール15、16、15’、16’は、それぞれ独立に調温してもよい。第1〜第4成膜ロール15、16、15’、16’の温度は、特に制限されるものではないが、例えば−30〜100℃であるが、基材1aのガラス転移温度を超えて過度に高温に設定すると、基材が熱によって変形等を生じるおそれがある。  Further, the first to fourth film forming rolls 15, 16, 15 ', 16' may be independently temperature controlled. The temperature of the first to fourth film forming rolls 15, 16, 15 ′, 16 ′ is not particularly limited, but is, for example, −30 to 100 ° C., but exceeds the glass transition temperature of the base material 1a. If the temperature is set too high, the substrate may be deformed by heat.

第1〜第4成膜ロール15、16、15’、16’の内部には、磁場発生装置20、21、20’および21’が、各々設置されている。第1成膜ロール15と第2成膜ロール16とにはプラズマ発生用電源19により、第3成膜ロール15’と第4成膜ロール16’とにはプラズマ発生用電源19’により、プラズマ発生用の高周波電圧が印加される。それにより、第1成膜ロール15と第2成膜ロール16との間の成膜部S、または第3成膜ロール15’と第4成膜ロール16’との間の成膜部S’に電場が形成され、ガス供給管18または18’から供給される成膜ガスの放電プラズマが発生する。プラズマ発生用電源19が印加する電圧と、プラズマ発生用電源19’が印加する電圧とは、同一であってもよいが、異なっていてもよい。プラズマ発生用電源19または19’の電源周波数は任意に設定できるが、本構成の装置としては、例えば60〜100kHzであり、印加される電力は、有効成膜幅1mに対して、例えば1〜10kWである。  Magnetic field generators 20, 21, 20 'and 21' are installed in the first to fourth film forming rolls 15, 16, 15 'and 16', respectively. The first film forming roll 15 and the second film forming roll 16 are supplied with a plasma generating power source 19, and the third film forming roll 15 ′ and the fourth film forming roll 16 ′ are supplied with a plasma generating power supply 19 ′. A generating high frequency voltage is applied. Thereby, the film forming section S between the first film forming roll 15 and the second film forming roll 16 or the film forming section S ′ between the third film forming roll 15 ′ and the fourth film forming roll 16 ′. An electric field is formed in the film, and discharge plasma of the film forming gas supplied from the gas supply pipe 18 or 18 'is generated. The voltage applied by the plasma generating power supply 19 and the voltage applied by the plasma generating power supply 19 ′ may be the same or different. The power source frequency of the plasma generating power source 19 or 19 ′ can be arbitrarily set. However, the apparatus of this configuration is, for example, 60 to 100 kHz, and the applied power is, for example, 1 to 1 m with respect to the effective film forming width 1 m. 10 kW.

巻取りロール17は、送り出しロール10と略平行な回転軸を有し、基材1cを巻き取り、ロール状にして収容する。巻取りロール17は、図示しない駆動モーターにより反時計回りに回転(図2の矢印を参照)することにより、基材1cを巻き取る。  The take-up roll 17 has a rotation axis substantially parallel to the feed roll 10 and takes up the base material 1c and accommodates it in a roll shape. The take-up roll 17 takes up the substrate 1c by rotating counterclockwise by a drive motor (not shown) (see the arrow in FIG. 2).

送り出しロール10から送り出された基材1aは、送り出しロール10と巻き取りロール17との間で、搬送ロール11〜14、第1〜第4成膜ロール15、16、15’、16’に巻き掛けられることにより適当な張力を保ちつつ、これらの各ロールの回転により搬送される。なお、基材1a、1b、1c、1d、1e(以下、基材1a、1b、1c、1d、1eを「基材1a〜1e」とも総称する。)の搬送方向は矢印で示されている。基材1a〜1eの搬送速度(ラインスピード)(たとえば、図2の点Cや点C’における搬送速度)は、原料ガスの種類や真空チャンバ30内の圧力などに応じて適宜調整されうる。搬送速度は、送り出しロール10および巻取りロール17の駆動モーターの回転速度を制御部41によって制御することにより調整される。搬送速度を遅くすると、形成される領域の厚さが厚くなる。  The substrate 1a fed from the feed roll 10 is wound around the transport rolls 11 to 14 and the first to fourth film forming rolls 15, 16, 15 ′ and 16 ′ between the feed roll 10 and the take-up roll 17. It is conveyed by rotation of each of these rolls while maintaining an appropriate tension by being applied. In addition, the conveyance direction of the base materials 1a, 1b, 1c, 1d, and 1e (hereinafter, the base materials 1a, 1b, 1c, 1d, and 1e are also collectively referred to as “base materials 1a to 1e”) is indicated by arrows. . The conveyance speed (line speed) of the base materials 1a to 1e (for example, the conveyance speed at the point C or the point C ′ in FIG. The conveyance speed is adjusted by controlling the rotation speeds of the drive motors of the delivery roll 10 and the take-up roll 17 by the control unit 41. When the conveyance speed is decreased, the thickness of the formed region is increased.

また、この成膜装置を用いる場合、基材1a〜1eの搬送方向を図2の矢印で示す方向(以下、順方向と称する)とは反対方向(以下、逆方向と称する)に設定してガスバリア性フィルムの成膜工程を実行することもできる。具体的には、制御部41は、巻取りロール17によって基材1cが巻き取られた状態において、送り出しロール10および巻き取りロール17の駆動モーターの回転方向を上述の場合とは逆方向に回転するように制御する。このように制御すると、巻取りロール17から送り出された基材1cは、送り出しロール10と巻き取りロール17との間で、搬送ロール11〜14、第1〜第4成膜ロール15、16、15’、16’に巻き掛けられることにより適当な張力を保ちつつ、これらの各ロールの回転により逆方向に搬送される。  When this film forming apparatus is used, the transport direction of the base materials 1a to 1e is set to a direction (hereinafter referred to as a reverse direction) opposite to a direction indicated by an arrow in FIG. 2 (hereinafter referred to as a forward direction). A gas barrier film forming step can also be performed. Specifically, the control unit 41 rotates the rotation direction of the drive motors of the feed roll 10 and the take-up roll 17 in the direction opposite to that described above in a state where the substrate 1c is taken up by the take-up roll 17. Control to do. When controlled in this way, the base material 1c sent out from the take-up roll 17 is transported between the feed roll 10 and the take-up roll 17, and the transport rolls 11 to 14, the first to fourth film forming rolls 15 and 16, While being wound around 15 'and 16', appropriate tension is maintained, and the rolls are conveyed in the reverse direction by rotation of these rolls.

成膜装置101を用いてガスバリア層を形成する場合は、基材1aを順方向および逆方向に搬送して成膜部Sまたは成膜部S’を往復させることにより、ガスバリア層の形成(成膜)工程を複数回繰り返すこともできる。  When forming a gas barrier layer using the film forming apparatus 101, the base material 1a is transported in the forward direction and the reverse direction, and the film forming unit S or the film forming unit S ′ is reciprocated to form a gas barrier layer. The (film) step can be repeated multiple times.

ガス供給管18、18’は、真空チャンバ30内にプラズマCVDの原料ガスなどの成膜ガスを供給する。ガス供給管18は、成膜部Sの上方に第1成膜ロール15および第2成膜ロール16の回転軸と同じ方向に延在する管状の形状を有しており、複数箇所に設けられた開口部から成膜部Sに成膜ガスを供給する。ガス供給管18’も同様に、成膜部S’の上方に第3成膜ロール15’および第4成膜ロール16’の回転軸と同じ方向に延在する管状の形状を有しており、複数箇所に設けられた開口部から成膜部S’に成膜ガスを供給する。ガス供給管18から供給される成膜ガスとガス供給管18’から供給される成膜ガスとは同一でもよいが、異なっていてもよい。さらに、これらのガス供給管から供給される供給ガス圧についても、同一でもよいが異なっていてもよい。  The gas supply pipes 18 and 18 ′ supply a film forming gas such as a plasma CVD source gas into the vacuum chamber 30. The gas supply pipe 18 has a tubular shape extending in the same direction as the rotation axes of the first film forming roll 15 and the second film forming roll 16 above the film forming section S, and is provided at a plurality of locations. A film forming gas is supplied to the film forming part S from the opened opening. Similarly, the gas supply pipe 18 ′ has a tubular shape extending above the film forming section S ′ in the same direction as the rotation axes of the third film forming roll 15 ′ and the fourth film forming roll 16 ′. The film forming gas is supplied to the film forming part S ′ from the openings provided at a plurality of locations. The film forming gas supplied from the gas supply pipe 18 and the film forming gas supplied from the gas supply pipe 18 'may be the same or different. Further, the supply gas pressure supplied from these gas supply pipes may be the same or different.

原料ガスには、ケイ素化合物を使用することができる。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(HMDSO)、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、ジメチルジシラザン、トリメチルジシラザン、テトラメチルジシラザン、ペンタメチルジシラザン、ヘキサメチルジシラザン等が挙げられる。これ以外にも、特開2008−056967号公報の段落「0075」に記載の化合物を使用することもできる。これらのケイ素化合物の中でも、化合物の取り扱い易さや得られるガスバリア性フィルムの高いガスバリア性などの観点から、ガスバリア層の形成においては、HMDSOを使用することが好ましい。なお、これらのケイ素化合物は、2種以上が組み合わせて使用されてもよい。また、原料ガスには、ケイ素化合物の他にモノシランが含有されてもよい。  A silicon compound can be used as the source gas. Examples of the silicon compound include hexamethyldisiloxane (HMDSO), 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, vinyltrimethylsilane, methyltrimethylsilane, hexamethyldisilane, methylsilane, dimethylsilane, trimethylsilane, and diethylsilane. Propylsilane, phenylsilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, tetramethoxysilane, dimethyldisilazane, trimethyldisilazane, tetramethyldisilazane, pentamethyldisilazane, hexamethyldisilazane, and the like. In addition to this, the compounds described in paragraph “0075” of JP2008-056967 A can also be used. Among these silicon compounds, HMDSO is preferably used in the formation of the gas barrier layer from the viewpoint of easy handling of the compound and high gas barrier properties of the resulting gas barrier film. Two or more of these silicon compounds may be used in combination. The source gas may contain monosilane in addition to the silicon compound.

成膜ガスとしては、原料ガスの他に反応ガスが使用されてもよい。反応ガスとしては、原料ガスと反応して酸化物、窒化物などのケイ素化合物となるガスが選択される。薄膜として酸化物を形成するための反応ガスとしては、例えば、酸素ガス、オゾンガスを使用することができる。なお、これらの反応ガスは、2種以上を組み合わせて使用してもよい。  As the film forming gas, a reactive gas may be used in addition to the source gas. As the reaction gas, a gas that reacts with the raw material gas to become a silicon compound such as oxide or nitride is selected. As a reactive gas for forming an oxide as a thin film, for example, oxygen gas or ozone gas can be used. In addition, you may use these reaction gas in combination of 2 or more type.

成膜ガスとしては、原料ガスを真空チャンバ30内に供給するために、さらにキャリアガスが使用されてもよい。また、成膜ガスとして、プラズマを発生させるために、さらに放電用ガスが使用されてもよい。キャリアガスおよび放電ガスとしては、例えば、アルゴンなどの希ガス、および水素や窒素が使用される。  As the film forming gas, a carrier gas may be further used to supply the source gas into the vacuum chamber 30. Further, as a film forming gas, a discharge gas may be further used to generate plasma. As the carrier gas and the discharge gas, for example, a rare gas such as argon, hydrogen, or nitrogen is used.

磁場発生装置20、21は、第1成膜ロール15と第2成膜ロール16との間の成膜部Sに磁場を形成する部材であり、磁場発生装置20’、21’も同様に、第3成膜ロール15’と第4成膜ロール16’との間の成膜部S’に磁場を形成する部材である。これらの磁場発生装置20、20’、21、21’は、第1〜第4成膜ロール15、16、15’、16’の回転に追随せず、所定位置に格納されている。  The magnetic field generators 20 and 21 are members that form a magnetic field in the film forming unit S between the first film forming roll 15 and the second film forming roll 16, and the magnetic field generating apparatuses 20 ′ and 21 ′ are similarly configured. It is a member that forms a magnetic field in the film forming section S ′ between the third film forming roll 15 ′ and the fourth film forming roll 16 ′. These magnetic field generators 20, 20 ', 21, 21' do not follow the rotation of the first to fourth film forming rolls 15, 16, 15 ', 16', and are stored at predetermined positions.

真空チャンバ30は、送り出しロール10、搬送ロール11〜14、第1〜第4成膜ロール15、16、15’、16’、および巻取りロール17を密封して減圧された状態を維持する。真空チャンバ30内の圧力(真空度)は、原料ガスの種類などに応じて適宜調整することができる。成膜部SまたはS’の圧力は、0.1〜50Paであることが好ましい。  The vacuum chamber 30 maintains the decompressed state by sealing the delivery roll 10, the transport rolls 11 to 14, the first to fourth film forming rolls 15, 16, 15 ′, 16 ′, and the take-up roll 17. The pressure (degree of vacuum) in the vacuum chamber 30 can be adjusted as appropriate according to the type of source gas. The pressure of the film forming part S or S ′ is preferably 0.1 to 50 Pa.

真空ポンプ40、40’は、制御部41に通信可能に接続されており、制御部41の指令に従って真空チャンバ30内の圧力を適宜調整する。  The vacuum pumps 40 and 40 ′ are communicably connected to the control unit 41 and appropriately adjust the pressure in the vacuum chamber 30 in accordance with a command from the control unit 41.

制御部41は、成膜装置101の各構成要素を制御する。制御部41は、送り出しロール10および巻取りロール17の駆動モーターに接続されており、これらの駆動モーターの回転数を制御することにより、基材1aの搬送速度を調整する。また、駆動モーターの回転方向を制御することにより、基材1aの搬送方向を変更する。また、制御部41は、図示しない成膜ガスの供給機構と通信可能に接続されており、成膜ガスの各々の成分ガスの供給量を制御する。また、制御部41は、プラズマ発生用電源19、19’と通信可能に接続されており、プラズマ発生用電源19の出力電圧および出力周波数を制御する。さらに、制御部41は、真空ポンプ40、40’に通信可能に接続されており、真空チャンバ30内を所定の減圧雰囲気に維持するように真空ポンプ40を制御する。  The control unit 41 controls each component of the film forming apparatus 101. The control unit 41 is connected to the drive motors of the feed roll 10 and the take-up roll 17 and adjusts the conveyance speed of the substrate 1a by controlling the rotation speed of these drive motors. Moreover, the conveyance direction of the base material 1a is changed by controlling the rotation direction of the drive motor. The control unit 41 is connected to a film-forming gas supply mechanism (not shown) so as to be communicable, and controls the supply amount of each component gas of the film-forming gas. The control unit 41 is communicably connected to the plasma generation power sources 19 and 19 ′ and controls the output voltage and output frequency of the plasma generation power source 19. Further, the control unit 41 is communicably connected to the vacuum pumps 40 and 40 ′, and controls the vacuum pump 40 so as to maintain the inside of the vacuum chamber 30 in a predetermined reduced pressure atmosphere.

制御部41は、CPU(Central Processing Unit)、HDD(Hard Disk Drive)、RAM(Random Access Memory)、およびROM(Read Only Memory)を備える。HDDには、成膜装置101の各構成要素を制御して、ガスバリア性フィルムの製造方法を実現する手順を記述したソフトウェアプログラムが格納されている。そして、成膜装置101の電源が投入されると、上記ソフトウェアプログラムが上記RAMにロードされ上記CPUによって逐次的に実行される。また、上記ROMには、上記CPUが上記ソフトウェアプログラムを実行する際に使用する各種データおよびパラメーターが記憶されている。  The control unit 41 includes a CPU (Central Processing Unit), an HDD (Hard Disk Drive), a RAM (Random Access Memory), and a ROM (Read Only Memory). The HDD stores a software program describing a procedure for controlling each component of the film forming apparatus 101 and realizing a method for producing a gas barrier film. When the film forming apparatus 101 is turned on, the software program is loaded into the RAM and sequentially executed by the CPU. The ROM stores various data and parameters used when the CPU executes the software program.

該ガスバリア層は、単層でもよいし2層以上の積層構造であってもよい。該ガスバリア層が2層以上の積層構造である場合、各ガスバリア層は同じ組成であってもよいし異なる組成であってもよい。  The gas barrier layer may be a single layer or a laminated structure of two or more layers. When the gas barrier layer has a laminated structure of two or more layers, the gas barrier layers may have the same composition or different compositions.

本発明に係る真空成膜法により形成されるガスバリア層は、ガスバリア層の厚さ方向に高密度で、かつ炭素濃度が高い組成分布の領域を有することが好ましい。すなわち、ガスバリア層は、組成がSiCで表される組成分布の領域であって、xが0.8〜1.2である領域を厚さ方向に有することが好ましい。xは0.9〜1.1であることがより好ましい。このような組成を有する領域を有することにより、ガスバリア性をより向上させることができる。The gas barrier layer formed by the vacuum film formation method according to the present invention preferably has a composition distribution region having a high density in the thickness direction of the gas barrier layer and a high carbon concentration. That is, the gas barrier layer preferably has a region having a composition distribution represented by SiC x in the thickness direction, where x is 0.8 to 1.2. x is more preferably 0.9 to 1.1. By having a region having such a composition, the gas barrier property can be further improved.

ガスバリア層の厚さ方向の組成分布の測定および領域の厚さの測定は、上記アンカーコート層全体のN/Si比率の測定と同様の条件を採用したXPS分析により行うことができる。  The measurement of the composition distribution in the thickness direction of the gas barrier layer and the measurement of the thickness of the region can be performed by XPS analysis employing the same conditions as the measurement of the N / Si ratio of the entire anchor coat layer.

組成がSiCで表される組成分布の領域であって、xが0.8〜1.2である領域の厚さの下限は、用途により異なるため、特に限定されるものではないが、ガスバリア性向上の観点から、1nm以上であることが好ましく、より好ましくは30nm以上であり、さらに好ましくは50nm以上であり、さらにより好ましくは90nm以上である。また、上限についても、用途により異なるため、特に限定されないが、光学特性を確保する観点から300nm以下であることが好ましく、より好ましくは200nm以下であり、さらに好ましくは150nm以下である。The lower limit of the thickness of the region where the composition is represented by SiC x and where x is 0.8 to 1.2 is not particularly limited because it varies depending on the application. From the viewpoint of improving the properties, it is preferably 1 nm or more, more preferably 30 nm or more, still more preferably 50 nm or more, and even more preferably 90 nm or more. The upper limit is also not particularly limited because it varies depending on the application, but is preferably 300 nm or less, more preferably 200 nm or less, and even more preferably 150 nm or less from the viewpoint of ensuring optical characteristics.

組成がSiCで表される組成分布の領域であって、xが0.8〜1.2である領域の厚さは、例えば、製膜原料と酸素の供給量とその比率、製膜時の搬送速度、製膜回数等を適宜組み合わせることにより制御することができる。The thickness of the region in which the composition is represented by SiC x and the composition distribution is represented by SiC x, where x is 0.8 to 1.2, is, for example, the amount and ratio of the film forming raw material and oxygen supplied, It is possible to control by appropriately combining the conveyance speed, the number of times of film formation, and the like.

ガスバリア層の成膜は、上記(2)ポリシラザンを含有する層の改質処理後にエイジングを行う方法や(3)ポリシラザンを含有する層の改質処理後に追加の改質処理を行う方法等で示されるアンカーコート層のN/Si比率の組成調整処理を行わなかった試料については、アンカーコート層を形成後、1〜2日間のうちに行うことが好ましい。一方、アンカーコート層の組成調整処理を行った試料については、N/Si比率の調整後の1〜2日間のうちに行うことが好ましい。  The formation of the gas barrier layer is shown by (2) a method of performing aging after the modification treatment of the layer containing polysilazane, or (3) a method of performing an additional modification treatment after the modification treatment of the layer containing polysilazane. About the sample which did not perform the composition adjustment process of the N / Si ratio of the anchor coat layer, it is preferable to carry out within 1 to 2 days after forming the anchor coat layer. On the other hand, about the sample which performed the composition adjustment process of the anchor coat layer, it is preferable to carry out within 1 to 2 days after adjustment of N / Si ratio.

ガスバリア層の厚さ(2層以上の積層構造である場合はその総厚)は、特に制限されないが、5〜1000nmであることが好ましく、20〜500nmであることがより好ましく、50〜300nmであることがさらに好ましい。この範囲であれば、生産性とガスバリア性との両立という利点が得られる。ガスバリア層の厚さは、TEM観察により測定することができる。  The thickness of the gas barrier layer (the total thickness in the case of a laminated structure of two or more layers) is not particularly limited, but is preferably 5 to 1000 nm, more preferably 20 to 500 nm, and 50 to 300 nm. More preferably it is. If it is this range, the advantage of coexistence of productivity and gas barrier property will be acquired. The thickness of the gas barrier layer can be measured by TEM observation.

また、他の一実施形態においては、上記ガスバリア層の基材側とは反対側の面上に、ポリシラザンを含有する層にエネルギーを印加し改質処理して得られる層をさらに設けることが好ましい。  In another embodiment, it is preferable to further provide a layer obtained by applying energy to the layer containing polysilazane and modifying it on the surface of the gas barrier layer opposite to the substrate side. .

ガスバリア層上にさらに設けられる上記ポリシラザンを含有する層の形成および改質処理は、上記アンカーコート層の形成と同様の方法で行うことができる。例えば、使用するポリシラザンの種類としては、残留有機物の少ないことから好ましくはパーヒドロポリシラザンであり。改質処理の際のエネルギーの印加は、比較的低温で改質処理を行うことができるなどの観点から真空紫外光照射によってエネルギーを印加することが好ましい。  The formation and modification treatment of the polysilazane-containing layer further provided on the gas barrier layer can be performed by the same method as the formation of the anchor coat layer. For example, the type of polysilazane used is preferably perhydropolysilazane because it has a small amount of residual organic matter. The energy is preferably applied by irradiation with vacuum ultraviolet light from the viewpoint that the modification treatment can be performed at a relatively low temperature.

ガスバリア層上にさらに設けられるポリシラザンを含有する層を改質処理して得られる層の厚さについても、上記アンカーコート層の厚さとして好ましい範囲内にあることが好ましい。  The thickness of the layer obtained by modifying the layer containing polysilazane further provided on the gas barrier layer is also preferably within the preferable range as the thickness of the anchor coat layer.

このようなポリシラザンを含有する層を改質処理して得られる層をガスバリア層上にさらに設けることは、ガスバリア性やガスバリア性の面内均一性、あるいは高温高湿環境での電子デバイスの耐久性をさらに向上させることができるため好ましい。  Further providing a layer obtained by modifying such a layer containing polysilazane on the gas barrier layer is a gas barrier property, in-plane uniformity of the gas barrier property, or durability of an electronic device in a high temperature and high humidity environment. Can be further improved.

[種々の機能を有する層]
本発明のガスバリア性フィルムにおいては、種々の機能を有する層を設けることができる。
[Layers with various functions]
In the gas barrier film of the present invention, layers having various functions can be provided.

(クリアハードコート層)
本発明のガスバリア性フィルムにおいては、基材上には、クリアハードコート層が設けられていてもよい。
(Clear hard coat layer)
In the gas barrier film of the present invention, a clear hard coat layer may be provided on the substrate.

クリアハードコート層は、基材とアンカーコート層との密着性向上、高温高湿下での基材およびアンカーコート層の膨張・収縮の差から生じる内部応力の緩和、アンカーコート層を設ける基材の平坦化、基材からのモノマー、オリゴマー等の低分子量成分のブリードアウト防止等の機能を付与しうる。また、クリアハードコート層の表面にわずかに粗さを付与することなどによってアンチブロック機能を付与することもできる。アンチブロック機能とは、両面に平滑なクリアハードコート層を形成した基材を巻き取った際に生じる貼り付き(=ブロッキングという)を回避する機能をいう。  The clear hard coat layer improves adhesion between the base material and the anchor coat layer, relieves internal stress caused by the difference in expansion and contraction between the base material and the anchor coat layer under high temperature and high humidity, and a base material on which the anchor coat layer is provided It is possible to provide functions such as flattening and prevention of bleeding out of low molecular weight components such as monomers and oligomers from the substrate. Moreover, an antiblock function can also be provided by giving the surface of a clear hard-coat layer a little roughness. The anti-blocking function refers to a function of avoiding sticking (= blocking) that occurs when a substrate having a smooth clear hard coat layer formed on both sides is wound.

クリアハードコート層は、基材とアンカーコート層との間に設けられていてもよく、基材のガスバリア層を有する面とは反対側の面に設けられていてもよい。本発明に係るガスバリア性フィルムにおいては、ブリードアウト防止等の観点から基材のガスバリア層を有する面とは反対側の面に設けられていることが好ましく、より好ましくはアンチブロック機能を有するクリアハードコート層である。  The clear hard coat layer may be provided between the substrate and the anchor coat layer, or may be provided on the surface of the substrate opposite to the surface having the gas barrier layer. In the gas barrier film according to the present invention, it is preferably provided on the surface opposite to the surface having the gas barrier layer of the base material from the viewpoint of preventing bleeding out, and more preferably clear hard having an anti-block function. It is a coat layer.

このようなクリアハードコート層は、基本的には感光性材料、または、熱硬化性材料を硬化させて作製される。  Such a clear hard coat layer is basically produced by curing a photosensitive material or a thermosetting material.

クリアハードコート層の具体的な構成材料、形成方法、膜厚等は、特開2013−226758号公報の段落「0141」〜「0152」に開示される材料、方法等が適宜採用される。  As specific constituent materials, forming methods, film thicknesses, and the like of the clear hard coat layer, materials, methods, and the like disclosed in paragraphs “0141” to “0152” of JP2013-226758A are appropriately employed.

(ブリードアウト防止層)
本発明のガスバリア性フィルムは、上記基材の上記アンカーコート層を設けた面とは反対側の面にブリードアウト防止層を有してもよい。
(Bleed-out prevention layer)
The gas barrier film of the present invention may have a bleed-out preventing layer on the surface of the substrate opposite to the surface on which the anchor coat layer is provided.

ブリードアウト防止層は、フィルムを加熱した際に、フィルム中から未反応のオリゴマー等が表面へ移行して、接触する面を汚染してしまう現象を抑制する目的で、基材のアンカーコート層を設けた面とは反対側の面に設けられる。ブリードアウト防止層は、この機能を有していれば基本的に上記のクリアハードコート層と同じ構成をとっても構わない。  The bleed-out prevention layer is used for the purpose of suppressing the phenomenon that unreacted oligomers migrate from the film to the surface and contaminate the contact surface when the film is heated. It is provided on the surface opposite to the provided surface. The bleed-out prevention layer may basically have the same configuration as the clear hard coat layer as long as it has this function.

ブリードアウト防止層の構成材料、形成方法、膜厚等は、特開2013−52561号公報の段落「0249」〜「0262」に開示される材料、方法等が適宜採用される。  As the constituent material, forming method, film thickness and the like of the bleed-out prevention layer, materials, methods and the like disclosed in paragraphs “0249” to “0262” of JP2013-52561A are appropriately employed.

[電子デバイス本体]
本発明のガスバリア性フィルムは、空気中の化学成分(酸素、水、窒素酸化物、硫黄酸化物、オゾン等)によって性能が劣化するデバイスに好ましく適用できる。すなわち、本発明は、本発明のガスバリア性フィルムと、該ガスバリア性フィルム上に形成される電子デバイス本体と、を含む電子デバイスを提供する。
[Electronic device body]
The gas barrier film of the present invention can be preferably applied to a device whose performance is deteriorated by chemical components (oxygen, water, nitrogen oxide, sulfur oxide, ozone, etc.) in the air. That is, this invention provides the electronic device containing the gas barrier film of this invention, and the electronic device main body formed on this gas barrier film.

本発明の電子デバイスに用いられる電子デバイス本体の例としては、例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)、液晶表示素子(LCD)、薄膜トランジスタ、タッチパネル、電子ペーパー、太陽電池(PV)等を挙げることができる。本発明の効果がより効率的に得られるという観点から、該電子デバイス本体は有機EL素子または太陽電池が好ましく、有機EL素子がより好ましい。本発明に係るガスバリア性フィルム上に有機EL素子を形成することによって、高温高湿環境での耐久性に優れ、ダークスポット発生の少ない有機ELパネルを得ることができる。  Examples of the electronic device body used in the electronic device of the present invention include, for example, an organic electroluminescence element (organic EL element), a liquid crystal display element (LCD), a thin film transistor, a touch panel, electronic paper, a solar cell (PV), and the like. be able to. From the viewpoint that the effects of the present invention can be obtained more efficiently, the electronic device body is preferably an organic EL element or a solar cell, and more preferably an organic EL element. By forming the organic EL element on the gas barrier film according to the present invention, it is possible to obtain an organic EL panel that is excellent in durability in a high-temperature and high-humidity environment and has few dark spots.

以下、具体的な電子デバイス本体の一例として有機EL素子およびこれを用いた有機ELパネルについて説明する。  Hereinafter, an organic EL element and an organic EL panel using the same will be described as an example of a specific electronic device body.

下記では有機EL素子の層構成の好ましい具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。  Although the preferable specific example of the layer structure of an organic EL element 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素子における陽極(透明電極)としては、仕事関数の大きい(4eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物およ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) in the organic EL element, 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あま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。  For the anode, these electrode materials may be formed as a thin film by a method such as vapor deposition or sputtering, and the thin film may be formed into a desired shape pattern by photolithography, or if the pattern accuracy is not required ( 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、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 10-1000 nm normally, Preferably it is chosen in the range of 10-200 nm.

(陰極)
有機EL素子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、電気伝導性化合物およ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、電子注入性およ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, a material having a small work function (4 eV or less) metal (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof 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, a mixture of an electron injecting metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function value 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、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素子の陽極または陰極のいずれか一方が透明または半透明であれば、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 film thickness of the cathode is usually selected in the range of 10 nm to 5 μm, preferably 50 to 200 nm. In order to transmit the emitted light, if either the anode or the cathode of the organic EL element 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、透明また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 manufacturing the said metal quoted by description of the cathode with the film thickness of 1-20 nm, the transparent transparent or semi-transparent cathode is produced by producing the electroconductive transparent material quoted by description of the anode on it. 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、陽極と発光層または正孔輸送層の間、および陰極と発光層また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. An electron injection layer and a hole injection layer are provided as necessary, and 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 desirably a very thin film, and although it depends on the material, the film thickness is preferably in the range of 0.1 nm to 5 μm.

(発光層)
有機EL素子における発光層は、電極(陰極、陽極)または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子およ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 is a layer that emits light by recombination of electrons and holes injected from the electrode (cathode, anode) or electron transport layer, hole transport layer, and the light emitting portion is the light emitting layer. It may be in the layer or the interface between the light emitting layer and the adjacent layer.

有機EL素子の発光層には、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 device 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、また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第8族、第9族、第10族の金属を含有する錯体系化合物であり、さら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。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。  As a typical example of the phosphorescent dopant, preferably a complex compound containing a metal of Group 8, Group 9, or Group 10 in the periodic table of elements, more preferably an iridium compound or an osmium compound, Of these, iridium compounds are the most preferred. 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(単にホストとも言う)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、ドーパントとも言う)」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。さらに発光層を化合物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 kinds of compounds. It is also simply called 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. Furthermore, if a light emitting layer is comprised from 3 types of a compound A, a compound B, and the compound C and the mixing ratio is A: B: C = 5: 10: 85, the compound A and the compound B are dopant compounds, and a 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、また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) For example). 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、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種または2種以上からなる単層構造であってもよいし、あるいは同一組成また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, 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 in which the dopant compound and the host compound are one kind or two or more kinds, or may have a laminated structure made up 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。正孔輸送層は単層また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、正孔の注入または輸送、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、ピラゾリン誘導体およ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級アミン化合物およ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。さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、また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 one 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である。この正孔輸送層は上記材料の1種または2種以上からなる単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, 5 nm-about 5 micrometers, Preferably it is 5-200 nm. The 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。電子輸送層は単層また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およ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、また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(Alq3)、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、およびこれらの金属錯体の中心金属がIn、Mg、Cu、Ca、Sn、Gaまたは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、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、また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 (Alq3), 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 metal of these metal complexes is 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 transporting 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である。電子輸送層は上記材料の1種または2種以上からなる単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, 5 nm-about 5 micrometers, Preferably it is 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素子の作製方法)
有機EL素子の作製方法について説明する。
(Method for producing organic EL element)
A method for manufacturing the organic EL element will be described.

ここでは有機EL素子の一例として、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, a method for manufacturing an organic EL element including an anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer / cathode will be described.

まず、ガスバリア性フィルム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 a gas barrier film so as to have a thickness of 1 μm or less, preferably 10 to 200 nm, for example, by vapor deposition, sputtering, plasma CVD, or the like. To produce an anode.

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。さら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℃、真空度10−6〜10−2Pa、蒸着速度0.01〜50nm/秒、基板温度−50〜300℃、膜厚0.1nm〜5μm、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 of 50 to 450 ° C., a vacuum degree of 10 −6 to 10 −2 Pa, and a vapor deposition rate of 0.01 to It is desirable to select appropriately within the range of 50 nm / second, substrate temperature −50 to 300 ° C., film thickness 0.1 nm to 5 μm, preferably 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 film thickness of 1 μm or less, preferably 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 device 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素子を備える多色の表示装置(有機ELパネル)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 a multicolor display device (organic EL panel) provided with the organic EL element thus obtained, a voltage of about 2 to 40 V is applied with the positive polarity of the anode and the negative polarity of the cathode. Then luminescence can be observed. 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.

<ガスバリア性フィルムの製造>
〔樹脂基材〕
基材1:両面に易接着処理した厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ株式会社製、ルミラー(登録商標)(U48))のガスバリア層を形成する面とは反対の面に、厚さ0.5μmのアンチブロック機能を有するクリアハードコート層を形成して基材1とした。すなわち、UV硬化型樹脂(アイカ工業株式会社製、品番:Z731L)を乾燥膜厚が0.5μmになるように塗布した後、80℃で乾燥し、その後、空気下、高圧水銀ランプを用いて照射エネルギー量0.5J/cmの条件で硬化を行った。
<Manufacture of gas barrier film>
[Resin substrate]
Substrate 1: A 100 μm-thick polyethylene terephthalate film (Lumirror (registered trademark) (U48), manufactured by Toray Industries, Inc.) with easy adhesion treatment on both sides has a thickness of 0. A substrate 1 was formed by forming a clear hard coat layer having an antiblock function of 5 μm. That is, a UV curable resin (manufactured by Aika Kogyo Co., Ltd., product number: Z731L) was applied so as to have a dry film thickness of 0.5 μm, and then dried at 80 ° C. Then, using a high-pressure mercury lamp in air. Curing was performed under the condition of an irradiation energy amount of 0.5 J / cm 2 .

基材2:基材1のガスバリア層を形成する側の面に厚さ2μmのクリアハードコート層を以下のようにして形成した。JSR株式会社製、UV硬化型樹脂オプスター(登録商標)Z7527を、乾燥膜厚が2μmになるように塗布した後、80℃で乾燥し、その後、空気下、高圧水銀ランプを用いて照射エネルギー量0.5J/cmの条件で硬化を行った。Substrate 2: A clear hard coat layer having a thickness of 2 μm was formed on the surface of the substrate 1 on the side where the gas barrier layer was to be formed as follows. A UV curable resin OPSTAR (registered trademark) Z7527 manufactured by JSR Corporation was applied to a dry film thickness of 2 μm, dried at 80 ° C., and then irradiated with a high-pressure mercury lamp in air. Curing was performed under the condition of 0.5 J / cm 2 .

〔アンカーコート層の形成〕
アンカーコート層の形成は、下記に示すような塗布液を塗布し塗膜を形成した後、真空紫外線照射による改質を行って形成した。
[Formation of anchor coat layer]
The anchor coat layer was formed by applying a coating solution as shown below to form a coating film, and then performing modification by irradiation with vacuum ultraviolet rays.

塗布液は、以下のように調製した。  The coating solution was prepared as follows.

塗布液1:パーヒドロポリシラザンを20質量%含むジブチルエーテル溶液(AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製、NN120−20)と、アミン触媒(N,N,N",N"−テトラメチル−1,6−ジアミノヘキサン(TMDAH))を含むパーヒドロポリシラザン20質量%のジブチルエーテル溶液(AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製、NAX120−20)とを、4:1(質量比)の割合で混合し、さらに乾燥膜厚調整のためジブチルエーテルで適宜希釈し、塗布液を調製した。  Coating solution 1: a dibutyl ether solution containing 20% by mass of perhydropolysilazane (manufactured by AZ Electronic Materials, NN120-20) and an amine catalyst (N, N, N ″, N ″ -tetramethyl-1,6- Dihydrohexane (TMDAH))-containing perhydropolysilazane 20 mass% dibutyl ether solution (manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd., NAX120-20) is mixed at a ratio of 4: 1 (mass ratio), and further dried film A coating solution was prepared by appropriately diluting with dibutyl ether to adjust the thickness.

塗布液2:上記塗布液1を調製する際にポリシラザンにAl/Si比が0.05となるようにアルミニウムエチルアセトアセテート・ジイソプロピレート(ALCH)を添加し、室温(25℃)で6時間撹拌して塗布液を調製した。  Coating solution 2: Aluminum ethyl acetoacetate diisopropylate (ALCH) is added to polysilazane so that the Al / Si ratio is 0.05 when preparing the coating solution 1, and the mixture is heated at room temperature (25 ° C.) for 6 hours. A coating solution was prepared by stirring.

塗布液3:市販のポリシロキサン系コーティング剤:グラスカ(JSR株式会社製)を用いた。  Coating liquid 3: Commercially available polysiloxane-based coating agent: Glasca (manufactured by JSR Corporation) was used.

得られた塗布液を、上記基材1のアンチブロック機能を有するクリアハードコート層が形成された面とは反対側の面、または基材2のクリアハードコート層上に、乾燥後の厚さが下記表1に示すような厚さとなるようにダイコート法で塗布し、大気中で下記表1に示す温度(露点5℃)で2分間乾燥した。次いで、乾燥して得られた塗膜に対して、窒素雰囲気下において波長172nmのXeエキシマランプを用い、下記表1に示す条件で、真空紫外線照射処理(改質処理)を施してアンカーコート層を形成した。  Thickness after drying the obtained coating liquid on the surface opposite to the surface on which the clear hard coat layer having the antiblock function of the substrate 1 is formed, or on the clear hard coat layer of the substrate 2 Was applied by a die coating method so as to have a thickness as shown in Table 1 below, and dried in air at a temperature shown in Table 1 below (dew point 5 ° C.) for 2 minutes. Next, the coating film obtained by drying was subjected to a vacuum ultraviolet ray irradiation treatment (modification treatment) using a Xe excimer lamp having a wavelength of 172 nm in a nitrogen atmosphere under the conditions shown in Table 1 below, and an anchor coat layer. Formed.

試料によっては、塗膜に対して下記表2に示すアンカーコート層の組成調整処理を行った。  Depending on the sample, the composition adjustment treatment of the anchor coat layer shown in Table 2 below was performed on the coating film.

ポリシラザンを含有する層は、下記の条件により改質処理した。  The layer containing polysilazane was modified under the following conditions.

・改質処理装置
(株)エム・ディ・コム製エキシマ照射装置MODEL:MECL−M−1−200
波長:172nm
ランプ封入ガス:Xe
・改質処理条件
エキシマ光強度 :130mW/cm(172nm)
試料と光源の距離 :2mm
ステージ加熱温度 :80℃
照射装置内の酸素濃度:0.3体積%
エキシマ光照射時のステージ搬送速度:10mm/秒
エキシマ光照射時のステージ搬送回数:3往復
このようなアンカーコート層の厚さ方向の組成分布(N/Si比率)は、下記のようなXPS(光電子分光法)分析を用いた方法で測定して求めた。
・ Modification processing equipment Excimer irradiation equipment MODEL: MECL-M-1-200 manufactured by M.D.
Wavelength: 172nm
Lamp filled gas: Xe
-Modification treatment conditions Excimer light intensity: 130 mW / cm 2 (172 nm)
Distance between sample and light source: 2mm
Stage heating temperature: 80 ° C
Oxygen concentration in the irradiation device: 0.3% by volume
Stage transport speed during excimer light irradiation: 10 mm / second Stage transport count during excimer light irradiation: 3 reciprocations The composition distribution (N / Si ratio) in the thickness direction of such an anchor coat layer is expressed by the following XPS ( Measurement was made by a method using photoelectron spectroscopy) analysis.

(XPS分析条件)
・装置:アルバックファイ製QUANTERASXM
・X線源:単色化Al−Kα
・測定領域:Si2p、C1s、N1s、O1s
・スパッタイオン:Ar(2keV)
・デプスプロファイル:1分間スパッタ後、測定を繰り返す
※SiO換算のエッチングレートで厚さ約2.8nmに相当
・定量:バックグラウンドをShirley法で求め、得られたピーク面積から相対感度係数法を用いて定量した。データ処理は、アルバックファイ社製のMultiPakを用いた。
(XPS analysis conditions)
・ Equipment: ULVAC-PHI QUANTERASXM
・ X-ray source: Monochromatic Al-Kα
Measurement area: Si2p, C1s, N1s, O1s
・ Sputtering ion: Ar (2 keV)
Depth profile: after 1 minute sputtering, the measurement is repeated ※ corresponds to the thickness of about 2.8nm in the etching rate of SiO 2 in terms and quantitative: seeking background Shirley method, the relative sensitivity coefficient method from the peak area obtained with And quantified. For data processing, MultiPak manufactured by ULVAC-PHI was used.

このようにして、アンカーコート層における膜厚方向の組成分布のプロファイルを得た。アンカーコート層の膜厚は、層の断面をTEMで観察して求めた。  In this way, a composition distribution profile in the film thickness direction in the anchor coat layer was obtained. The film thickness of the anchor coat layer was determined by observing the cross section of the layer with a TEM.

〔ガスバリア層の形成〕
上記アンカーコート層上に、ガスバリア層を真空プラズマCVD法により成膜した。
[Formation of gas barrier layer]
A gas barrier layer was formed on the anchor coat layer by a vacuum plasma CVD method.

図2に記載の対向する成膜ロールからなる成膜部を有する装置を2台つなげたタイプ(第1成膜部、第2成膜部を有する)のロール・トゥ・ロール型CVD成膜装置を用いた。有効成膜幅を1000mmとし、成膜条件は、搬送速度、第一成膜部、第二成膜部それぞれの原料ガス(HMDSO)の供給量、酸素ガスの供給量、真空度、印加電力、電源の周波数、成膜回数(装置のパス数)で調整した。1パス目に対して、2パス目は基材を巻き戻す方向に搬送しているが、パス方向が異なる場合でも、最初に通過する成膜部を第一成膜部、次に通過する成膜部を第二成膜部とした。  A roll-to-roll type CVD film forming apparatus in which two apparatuses each having a film forming unit composed of opposing film forming rolls shown in FIG. 2 are connected (having a first film forming unit and a second film forming unit) Was used. The effective film formation width is 1000 mm, and the film formation conditions are: conveyance speed, supply amount of source gas (HMDSO) of each of the first film formation unit and the second film formation unit, supply amount of oxygen gas, degree of vacuum, applied power, The frequency was adjusted by the frequency of the power supply and the number of film formation (number of passes of the apparatus). In contrast to the first pass, the substrate is transported in the direction of rewinding the substrate in the second pass. However, even when the pass directions are different, the first film forming unit passes through the first film forming unit, and the component that passes next. The film part was used as the second film forming part.

その他の条件として、電源周波数は84kHz、成膜ロールの温度はすべて30℃とした。膜厚は断面TEM観察で求めた。  As other conditions, the power supply frequency was 84 kHz, and the film forming roll temperatures were all 30 ° C. The film thickness was determined by cross-sectional TEM observation.

ガスバリア層の形成は、アンカーコート層の組成調整処理を行わなかった試料については、アンカーコート層を塗布後、1〜2日間のうちに行った。上記M1、M2、M3で表されるアンカーコート層の組成調整処理を行った試料については、組成調整処理後の1〜2日間のうちに行った。  Formation of the gas barrier layer was performed within 1-2 days after applying the anchor coat layer for the samples that were not subjected to the composition adjustment treatment of the anchor coat layer. About the sample which performed the composition adjustment process of the anchor coat layer represented by said M1, M2, and M3, it carried out within 1-2 days after a composition adjustment process.

ガスバリア層としては、組成がSiCで表される組成分布の領域であって、xが0.8〜1.2である領域の厚さが異なる、CVD1〜3の3種類のうちいずれか1層を成膜した。表3に、各ガスバリア層の成膜条件、並びにガスバリア層の厚さ、および、SiC で表され、xが0.8〜1.2となる領域の厚さを示した。  The gas barrier layer has a composition of SiCxAny one of the three types of CVD1 to CVD3, in which the thicknesses of the regions having the composition distribution represented by ## EQU1 ## and the region where x is 0.8 to 1.2 are different. Table 3 shows the deposition conditions of each gas barrier layer, the thickness of the gas barrier layer, and SiC. xThe thickness of the region where x is 0.8 to 1.2 is shown.

このようなガスバリア層の厚さ方向の組成分布および組成がSiCで表される組成分布の領域であって、xが0.8〜1.2である領域の厚さは、上記アンカーコート層の厚さ方向の組成分布の測定と同様の条件で、XPSにより測定した。The composition distribution in the thickness direction of the gas barrier layer and the region of the composition distribution in which the composition is represented by SiC x , where x is 0.8 to 1.2, the thickness of the anchor coat layer It measured by XPS on the same conditions as the measurement of the composition distribution of the thickness direction.

上記条件を組み合わせてガスバリア性フィルムを作製した。比較例1〜7および実施例1〜11のガスバリア性フィルムについては、後述の「ガスバリア層の欠陥数の評価」を行った。比較例8〜12および実施例12〜18については、ガスバリア性フィルム上に有機EL素子を作製し、後述の「有機ELデバイスのダークスポット(DS)評価」を実施した。  A gas barrier film was produced by combining the above conditions. About the gas barrier film of Comparative Examples 1-7 and Examples 1-11, the below-mentioned "evaluation of the number of defects of a gas barrier layer" was performed. About Comparative Examples 8-12 and Examples 12-18, the organic EL element was produced on the gas-barrier film, and the below-mentioned "dark spot (DS) evaluation of an organic EL device" was implemented.

(比較例1)
樹脂基材2のクリアハードコート層を形成した面上に、上記表2のガスバリア層CVD2を成膜し、ガスバリア性フィルム(試料No.1)を作製した。
(Comparative Example 1)
On the surface of the resin substrate 2 on which the clear hard coat layer was formed, the gas barrier layer CVD2 shown in Table 2 was formed to produce a gas barrier film (sample No. 1).

(比較例2)
樹脂基材1のガスバリア層を形成する側の表面に上記表1のU1の条件でアンカーコート層を成膜し、さらにその上に上記表2のガスバリア層CVD2を成膜し、ガスバリア性フィルム(試料No.2)を作製した。
(Comparative Example 2)
On the surface of the resin substrate 1 on which the gas barrier layer is formed, an anchor coat layer is formed under the conditions of U1 in Table 1 above, and further, the gas barrier layer CVD2 in Table 2 above is formed thereon to form a gas barrier film ( Sample No. 2) was produced.

(比較例3)
樹脂基材2を使用し、アンカーコート層の成膜を上記表1のU2の条件で行ったこと以外は、比較例2と同様にしてガスバリア性フィルム(試料No.3)を作製した。
(Comparative Example 3)
A gas barrier film (Sample No. 3) was produced in the same manner as in Comparative Example 2 except that the resin base material 2 was used and the anchor coat layer was formed under the conditions of U2 in Table 1 above.

(比較例4)
アンカーコート層の成膜を上記表1のU3の条件で行ったこと以外は、比較例3と同様にしてガスバリア性フィルム(試料No.4)を作製した。
(Comparative Example 4)
A gas barrier film (sample No. 4) was produced in the same manner as in Comparative Example 3 except that the anchor coat layer was formed under the conditions of U3 in Table 1 above.

(比較例5)
アンカーコート層の成膜を上記表1のU8の条件で行ったこと以外は、比較例3と同様にしてガスバリア性フィルム(試料No.5)を作製した。
(Comparative Example 5)
A gas barrier film (Sample No. 5) was produced in the same manner as in Comparative Example 3 except that the anchor coat layer was formed under the conditions of U8 in Table 1 above.

(比較例6)
アンカーコート層の成膜を上記表1のU9の条件で行ったこと以外は、比較例3と同様にしてガスバリア性フィルム(試料No.6)を作製した。
(Comparative Example 6)
A gas barrier film (Sample No. 6) was produced in the same manner as in Comparative Example 3 except that the anchor coat layer was formed under the conditions of U9 in Table 1 above.

(実施例1)
ポリシラザンを含有する層の改質処理の際にアンカーコート層の組成調整処理M2を実施したこと以外は、比較例2と同様にしてガスバリア性フィルム(試料No.7)を作製した。
Example 1
A gas barrier film (Sample No. 7) was produced in the same manner as in Comparative Example 2 except that the composition adjustment treatment M2 of the anchor coat layer was performed during the modification treatment of the layer containing polysilazane.

(実施例2)
ポリシラザンを含有する層の改質処理の際にアンカーコート層の組成調整処理M1を実施したこと以外は、比較例3と同様にしてガスバリア性フィルム(試料No.8)を作製した。
(Example 2)
A gas barrier film (Sample No. 8) was produced in the same manner as in Comparative Example 3 except that the composition adjustment treatment M1 of the anchor coat layer was performed during the modification treatment of the layer containing polysilazane.

(実施例3)
アンカーコート層の成膜を上記表1のU4の条件で行ったこと以外は、比較例3と同様にしてガスバリア性フィルム(試料No.9)を作製した。
(Example 3)
A gas barrier film (Sample No. 9) was produced in the same manner as in Comparative Example 3 except that the anchor coat layer was formed under the conditions of U4 in Table 1 above.

(実施例4)
アンカーコート層の成膜を上記表1のU5の条件で行ったこと以外は、比較例3と同様にしてガスバリア性フィルム(試料No.10)を作製した。
Example 4
A gas barrier film (Sample No. 10) was produced in the same manner as in Comparative Example 3 except that the anchor coat layer was formed under the conditions of U5 in Table 1 above.

(実施例5)
アンカーコート層の成膜を上記表1のU6の条件で行ったこと以外は、比較例3と同様にしてガスバリア性フィルム(試料No.11)を作製した。
(Example 5)
A gas barrier film (Sample No. 11) was produced in the same manner as in Comparative Example 3 except that the anchor coat layer was formed under the conditions of U6 in Table 1 above.

(実施例6)
アンカーコート層の成膜において、上記表1のU7の条件で行ったこと以外は、比較例3と同様にしてガスバリア性フィルム(試料No.12)を作製した。
(Example 6)
A gas barrier film (Sample No. 12) was produced in the same manner as in Comparative Example 3 except that the anchor coat layer was formed under the conditions of U7 in Table 1 above.

(実施例7)
ガスバリア層をCVD1に変更したこと以外は、実施例3と同様にしてガスバリア性フィルム(試料No.13)を作製した。
(Example 7)
A gas barrier film (Sample No. 13) was produced in the same manner as in Example 3 except that the gas barrier layer was changed to CVD1.

(実施例8)
ガスバリア層をCVD3に変更したこと以外は、実施例3と同様にしてガスバリア性フィルム(試料No.14)を作製した。
(Example 8)
A gas barrier film (Sample No. 14) was produced in the same manner as in Example 3 except that the gas barrier layer was changed to CVD3.

(比較例7)
ガスバリア層をCVD1に変更したこと以外は、比較例3と同様にしてガスバリア性フィルム(試料No.15)を作製した。
(Comparative Example 7)
A gas barrier film (Sample No. 15) was produced in the same manner as in Comparative Example 3 except that the gas barrier layer was changed to CVD1.

(実施例9)
アンカーコート層の成膜を上記表1のU10の条件で行ったこと以外は、比較例3と同様にしてガスバリア性フィルム(試料No.16)を作製した。
Example 9
A gas barrier film (Sample No. 16) was produced in the same manner as in Comparative Example 3 except that the anchor coat layer was formed under the conditions of U10 in Table 1 above.

(実施例10)
ガスバリア層の上に、上記表1のU2の条件でポリシラザンを含有する層をさらに形成し改質処理を実施したこと以外は、実施例4と同様にしてガスバリア性フィルム(試料No.17)を作製した。
(Example 10)
A gas barrier film (sample No. 17) was formed in the same manner as in Example 4 except that a layer containing polysilazane was further formed on the gas barrier layer under the conditions of U2 in Table 1 above and the modification treatment was performed. Produced.

(実施例11)
上記比較例3において、ポリシラザンを含有する層の改質処理の際にアンカーコート層の組成調整処理M3を実施したこと以外は、比較例3と同様にしてガスバリア性フィルム(試料No.18)を作製した。
(Example 11)
In Comparative Example 3, the gas barrier film (Sample No. 18) was prepared in the same manner as Comparative Example 3 except that the anchor coat layer composition adjustment treatment M3 was performed during the modification treatment of the polysilazane-containing layer. Produced.

(比較例8)
上記比較例3と同じ条件でガスバリア性フィルム(試料No.19)を作製した。
(Comparative Example 8)
A gas barrier film (Sample No. 19) was produced under the same conditions as in Comparative Example 3 above.

(比較例9)
ガスバリア層の上に、上記表1のU2の条件でポリシラザンを含有する層をさらに形成し改質処理を実施したこと以外は、比較例3と同様にしてガスバリア性フィルム(試料No.20)を作製した。
(Comparative Example 9)
A gas barrier film (Sample No. 20) was formed in the same manner as in Comparative Example 3 except that a layer containing polysilazane was further formed on the gas barrier layer under the conditions of U2 in Table 1 above and the modification treatment was performed. Produced.

(比較例10)
アンカーコート層の成膜を上記表1のU3の条件で行ったこと以外は、比較例9と同様にしてガスバリア性フィルム(試料No.21)を作製した。
(Comparative Example 10)
A gas barrier film (Sample No. 21) was produced in the same manner as in Comparative Example 9 except that the anchor coat layer was formed under the conditions of U3 in Table 1 above.

(実施例12)
ガスバリア層の上に上記表1のU2の条件でポリシラザンを含有する層をさらに形成し改質処理を実施したこと以外は、実施例1と同様にしてガスバリア性フィルム(試料No.22)を作製した。
(Example 12)
A gas barrier film (Sample No. 22) was produced in the same manner as in Example 1 except that a layer containing polysilazane was further formed on the gas barrier layer under the conditions of U2 in Table 1 above and the modification treatment was performed. did.

(比較例11)
ガスバリア層の上に上記表1のU2の条件でポリシラザンを含有する層をさらに形成し改質処理を実施したこと以外は、比較例5と同様にしてガスバリア性フィルム(試料No.23)を作製した。
(Comparative Example 11)
A gas barrier film (sample No. 23) was produced in the same manner as in Comparative Example 5 except that a layer containing polysilazane was further formed on the gas barrier layer under the conditions of U2 in Table 1 above and the modification treatment was performed. did.

(実施例13)
ガスバリア層の上に上記表1のU2の条件でポリシラザンを含有する層をさらに形成し改質処理を実施したこと以外は、実施例3と同様にしてガスバリア性フィルム(試料No.24)を作製した。
(Example 13)
A gas barrier film (sample No. 24) was prepared in the same manner as in Example 3 except that a layer containing polysilazane was further formed on the gas barrier layer under the conditions of U2 in Table 1 and the modification treatment was performed. did.

(実施例14)
ガスバリア層の上に上記表1のU2の条件でポリシラザンを含有する層をさらに形成し改質処理を実施したこと以外は、実施例4と同様にしてガスバリア性フィルム(試料No.25)を作製した。
(Example 14)
A gas barrier film (sample No. 25) was produced in the same manner as in Example 4 except that a layer containing polysilazane was further formed on the gas barrier layer under the conditions of U2 in Table 1 above and the modification treatment was performed. did.

(実施例15)
ガスバリア層の上に上記表1のU2の条件でポリシラザンを含有する層をさらに形成し改質処理を実施したこと以外は、実施例5と同様にしてガスバリア性フィルム(試料No.26)を作製した。
(Example 15)
A gas barrier film (sample No. 26) was prepared in the same manner as in Example 5 except that a layer containing polysilazane was further formed on the gas barrier layer under the conditions of U2 in Table 1 and the reforming treatment was performed. did.

(実施例16)
ガスバリア層の上に上記表1のU2の条件でポリシラザンを含有する層をさらに形成し改質処理を実施したこと以外は、実施例6と同様にしてガスバリア性フィルム(試料No.27)を作製した。
(Example 16)
A gas barrier film (sample No. 27) was prepared in the same manner as in Example 6 except that a layer containing polysilazane was further formed on the gas barrier layer under the conditions of U2 in Table 1 and the modification treatment was performed. did.

(実施例17)
ガスバリア層の上に上記表1のU2の条件でポリシラザンを含有する層をさらに形成し改質処理を実施したこと以外は、実施例7と同様にしてガスバリア性フィルム(試料No.28)を作製した。
(Example 17)
A gas barrier film (Sample No. 28) was produced in the same manner as in Example 7 except that a layer containing polysilazane was further formed on the gas barrier layer under the conditions of U2 in Table 1 above and the modification treatment was performed. did.

(比較例12)
ガスバリア層の上に上記表1のU2の条件でポリシラザンを含有する層をさらに形成し改質処理を実施したこと以外は、比較例7と同様にしてガスバリア性フィルム(試料No.29)を作製した。
(Comparative Example 12)
A gas barrier film (sample No. 29) was produced in the same manner as in Comparative Example 7 except that a layer containing polysilazane was further formed on the gas barrier layer under the conditions of U2 in Table 1 above and the modification treatment was performed. did.

(実施例18)
ポリシラザンを含有する層の改質処理の際に組成調整処理M2を実施したこと以外は、比較例7と同様にしてガスバリア性フィルム(試料No.30)を作製した。
(Example 18)
A gas barrier film (Sample No. 30) was produced in the same manner as in Comparative Example 7 except that the composition adjustment treatment M2 was performed during the modification treatment of the layer containing polysilazane.

《評価方法》
<真空成膜によるガスバリア層の欠陥数の評価>
上記で作製したガスバリア性フィルム試料1〜18について、Ca蒸着面積・50mmの評価素子を作製した。85℃85%RHの条件下で、6時間保存した際に生じた円換算直径で100μm以上のCa腐食点の数を求めた。
"Evaluation method"
<Evaluation of number of defects in gas barrier layer by vacuum film formation>
With respect to the gas barrier film samples 1 to 18 produced above, an evaluation element having a Ca vapor deposition area of 50 mm was produced. The number of Ca corrosion points of 100 μm or more was determined in terms of a circle-equivalent diameter generated when stored at 85 ° C. and 85% RH for 6 hours.

以上により測定された各ガスバリア性フィルムをCa腐食点の数によって評価し、以下のようにランク付けした。なお、Ca腐食点の数が19以下(△評価以上)であれば、高いガスバリア性および優れたガスバリア性の面内均一性を有していることを意味し、実使用上問題なく、合格品である。  Each gas barrier film measured as described above was evaluated by the number of Ca corrosion points and ranked as follows. In addition, if the number of Ca corrosion points is 19 or less (△ evaluation or more), it means that it has high gas barrier properties and excellent in-plane uniformity of gas barrier properties, and there is no problem in practical use, and it is a pass product. It is.

(ランク評価)
◎:2以下
○:3〜5
△:6〜19
×:20〜39
××:40以上。
(Rank evaluation)
◎: 2 or less ○: 3-5
Δ: 6 to 19
X: 20-39
XX: 40 or more.

以上の評価結果を表4にまとめた。  The above evaluation results are summarized in Table 4.

上記表4から、実施例のガスバリア性フィルムは、アンカーコート層を有さない試料1、A×B>60である試料2〜5、および試料15、ポリシロキサンを改質してアンカーコート層を成膜した試料6に比して、高いガスバリア性と優れたガスバリア性の面内均一性とを有することがわかった。  From Table 4 above, the gas barrier films of the examples are Sample 1 that does not have an anchor coat layer, Samples 2 to 5 that have A × B> 60, and Sample 15, and the anchor coat layer is formed by modifying polysiloxane. It was found that the film 6 had high gas barrier properties and excellent in-plane uniformity of gas barrier properties as compared to the sample 6 formed.

<有機ELデバイスのダークスポット(DS)評価>
上記で作製したガスバリア性フィルム試料19〜30を用い、下記に示すような方法で、発光領域の面積が5cm×5cmとなるように、ボトムエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)を作製した。
<Dark spot (DS) evaluation of organic EL devices>
Using the gas barrier film samples 19 to 30 produced above, a bottom emission type organic electroluminescence device (organic EL device) is produced by the method shown below so that the area of the light emitting region is 5 cm × 5 cm. did.

(下地層、第1電極の形成)
ガスバリア性フィルムを、市販の真空蒸着装置の基材ホルダーに固定し、化合物118をタングステン製の抵抗加熱ボートに入れ、これら基材ホルダーと加熱ボートとを真空蒸着装置の第1真空槽内に取り付けた。また、タングステン製の抵抗加熱ボートに銀(Ag)を入れ、真空蒸着装置の第2真空槽内に取り付けた。
(Formation of underlayer and first electrode)
The gas barrier film is fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum deposition apparatus, compound 118 is placed in a resistance heating boat made of tungsten, and the substrate holder and the heating boat are attached in the first vacuum chamber of the vacuum deposition apparatus. It was. Moreover, silver (Ag) was put into the resistance heating boat made from tungsten, and it attached in the 2nd vacuum chamber of a vacuum evaporation system.

次に、真空蒸着装置の第1真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、化合物118の入った加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒〜0.2nm/秒で第1電極の下地層を厚さ10nmで設けた。Next, after depressurizing the first vacuum chamber of the vacuum deposition apparatus to 4 × 10 −4 Pa, the heating boat containing the compound 118 was energized and heated, and the deposition rate was 0.1 nm / second to 0.2 nm / second. The underlayer of the first electrode was provided with a thickness of 10 nm.

次に、下地層まで形成した基材を真空のまま第2真空槽に移し、第2真空槽を4×10 −4Paまで減圧した後、銀の入った加熱ボートを通電して加熱した。これにより、蒸着速度0.1nm/秒〜0.2nm/秒で厚さ8nmの銀からなる第1電極を形成した。  Next, the base material formed up to the base layer is transferred to the second vacuum chamber while being vacuumed, and the second vacuum chamber is moved to 4 × 10. -4After reducing the pressure to Pa, the heating boat containing silver was energized and heated. Thus, a first electrode made of silver having a thickness of 8 nm was formed at a deposition rate of 0.1 nm / second to 0.2 nm / second.

(有機機能層〜第2電極)
引き続き、市販の真空蒸着装置を用い、真空度1×10−4Paまで減圧した後、基材を移動させながら化合物HT−1を、蒸着速度0.1nm/秒で蒸着し、20nmの正孔輸送層(HTL)を設けた。
(Organic functional layer-second electrode)
Subsequently, the pressure was reduced to 1 × 10 −4 Pa using a commercially available vacuum deposition apparatus, and then the compound HT-1 was deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second while moving the base material. A transport layer (HTL) was provided.

次に、化合物A−3(青色発光ドーパント)、化合物A−1(緑色発光ドーパント)、化合物A−2(赤色発光ドーパント)および化合物H−1(ホスト化合物)を、化合物A−3が膜厚に対し線形に35重量%から5重量%になるように場所により蒸着速度を変化させ、化合物A−1と化合物A−2は膜厚に依存することなく各々0.2重量%の濃度になるように、蒸着速度0.0002nm/秒で、化合物H−1は64.6重量%から94.6重量%になるように場所により蒸着速度を変化させて、厚さ70nmになるよう共蒸着し発光層を形成した。  Next, compound A-3 (blue light-emitting dopant), compound A-1 (green light-emitting dopant), compound A-2 (red light-emitting dopant) and compound H-1 (host compound), compound A-3 is film thickness In contrast, the vapor deposition rate was changed depending on the location so that it was linearly 35 wt% to 5 wt%, and the compound A-1 and the compound A-2 each had a concentration of 0.2 wt% without depending on the film thickness. Thus, at a deposition rate of 0.0002 nm / sec, the compound H-1 was co-deposited to a thickness of 70 nm by changing the deposition rate from 64.6 wt% to 94.6 wt% depending on the location. A light emitting layer was formed.

その後、化合物ET−1を膜厚30nmに蒸着して電子輸送層を形成し、更にフッ化カリウム(KF)を厚さ2nmで形成した。更に、アルミニウム110nmを蒸着して第2電極を形成した。  Thereafter, Compound ET-1 was deposited to a thickness of 30 nm to form an electron transport layer, and potassium fluoride (KF) was further formed to a thickness of 2 nm. Furthermore, aluminum 110nm was vapor-deposited and the 2nd electrode was formed.

なお、上記化合物118、化合物HT−1、化合物A−1〜3、化合物H−1、および化合物ET−1は、以下に示す化合物である。  The compound 118, compound HT-1, compound A-1 to compound 3, compound H-1, and compound ET-1 are the compounds shown below.

(固体封止)
次に、封止部材として厚さ25μmのアルミ箔を使用し、このアルミ箔の片面に封止樹脂層として熱硬化型のシート状接着剤(エポキシ系樹脂)を厚さ20μmで貼合した封止部材を用いて、第2電極までを作製した試料に重ね合わせた。このとき、第1電極及び第2電極の引き出し電極の端部が外に出るように、封止部材の接着剤形成面と、素子の有機機能層面とを連続的に重ね合わせた。
(Solid sealing)
Next, an aluminum foil with a thickness of 25 μm is used as a sealing member, and a thermosetting sheet adhesive (epoxy resin) is bonded as a sealing resin layer on one surface of the aluminum foil with a thickness of 20 μm. The stopper member was used to superimpose the sample up to the second electrode. At this time, the adhesive forming surface of the sealing member and the organic functional layer surface of the element were continuously overlapped so that the end portions of the extraction electrodes of the first electrode and the second electrode were exposed.

次いで、試料を減圧装置内に配置し、90℃で0.1MPaの減圧条件下で、重ね合わせた基材と封止部材とに押圧をかけて5分間保持した。続いて、試料を大気圧環境に戻し、さらに120℃で30分間加熱して接着剤を硬化させた。  Next, the sample was placed in a decompression device, and the laminated base material and the sealing member were pressed and held for 5 minutes under a decompression condition of 0.1 MPa at 90 ° C. Subsequently, the sample was returned to an atmospheric pressure environment and further heated at 120 ° C. for 30 minutes to cure the adhesive.

上記封止工程は、大気圧下、含水率1ppm以下の窒素雰囲気下で、JIS B 9920:2002に準拠し、測定した清浄度がクラス100で、露点温度が−80℃以下、酸素濃度0.8ppm以下の大気圧で行った。なお、陽極、陰極からの引き出し配線等の形成に関する記載は省略してある。  The sealing step is performed under atmospheric pressure and in a nitrogen atmosphere with a water content of 1 ppm or less in accordance with JIS B 9920: 2002. The measured cleanliness is class 100, the dew point temperature is −80 ° C. or less, and the oxygen concentration is 0.00. It was performed at an atmospheric pressure of 8 ppm or less. In addition, the description regarding formation of the lead-out wiring from an anode and a cathode is abbreviate | omitted.

(ダークスポット(DS)の評価)
上記のようにして得られた有機EL素子を85℃、85%RHの環境下で100時間通電を行い、発行させて写真を撮り、写真画像からダークスポットのサイズと個数を計測、円換算直径で300μm以上のダークスポットの数を求めた。ダークスポットの数は、発行面積100cmの換算値とし、以下のようにランク付けした。なお、ダークスポットの数が19以下(△評価以上)であれば、高温高湿環境での耐久性に優れた電子デバイスであることを意味し、用いられているガスバリア性フィルムが高いガスバリア性および優れたガスバリア性の面内均一性を有していることを意味する。また、ダークスポットの数が19以下(△評価以上)であれば、実使用上問題なく、合格品である。
(Dark spot (DS) evaluation)
The organic EL device obtained as described above was energized for 100 hours in an environment of 85 ° C. and 85% RH, issued and photographed, and the size and number of dark spots were measured from the photograph image. The number of dark spots of 300 μm or more was obtained. The number of dark spots was converted to an issue area of 100 cm 2 and ranked as follows. In addition, if the number of dark spots is 19 or less (Δ evaluation or more), it means that the electronic device has excellent durability in a high-temperature and high-humidity environment, and the gas barrier film used has a high gas barrier property and It means having excellent in-plane uniformity of gas barrier properties. Further, if the number of dark spots is 19 or less (Δevaluation or more), there is no problem in actual use and the product is acceptable.

(ランク評価)
◎:2以下
○:3〜5
△:6〜19
×:20〜39
××:40。
(Rank evaluation)
◎: 2 or less ○: 3-5
Δ: 6 to 19
X: 20-39
XX: 40.

以上の評価結果を表5にまとめた。  The above evaluation results are summarized in Table 5.

上記表5から、アンカーコート層がA×B≦60を満たす実施例のガスバリア性フィルムを有する有機EL素子試料22、24〜28は、高温高湿環境におけるダークスポット評価において良好な結果を示した。一方、アンカーコート層がA×B≦60を満たさないガスバリア性フィルムを使用した有機EL素子試料においては、ガスバリア層上にさらにポリシラザンの改質層を設けたり(試料20、21)、組成がSiCで表される組成分布の領域であって、xが0.8〜1.2であるガスバリア層の領域の厚みを厚くしたり(試料29)しても、高温高湿環境において顕著なダークスポットの発生がみられ、耐久性に劣ることが分かった。From Table 5 above, the organic EL element samples 22 and 24-28 having the gas barrier films of Examples in which the anchor coat layer satisfies A × B ≦ 60 showed good results in the dark spot evaluation in a high temperature and high humidity environment. . On the other hand, in an organic EL element sample using a gas barrier film whose anchor coat layer does not satisfy A × B ≦ 60, a modified layer of polysilazane is further provided on the gas barrier layer (samples 20 and 21), and the composition is SiC. Even if the thickness of the region of the gas barrier layer in which x is 0.8 to 1.2 (sample 29) is increased (Sample 29), the darkness is remarkable in a high-temperature and high-humidity environment. Spots were observed, indicating that the durability was poor.

本出願は、2014年7月14日に出願された日本特許出願番号第2014−144294号に基づいており、その開示内容は、参照され、全体として組み入れられている。  This application is based on Japanese Patent Application No. 2014-144294 filed on July 14, 2014, the disclosure of which is incorporated by reference in its entirety.

S 成膜空間、
1、1a 基材、
1b、1c、1d、1e 成膜された基材、
10 送り出しロール、
11、12、13、14 搬送ロール、
15、15’ 第1成膜ロール、
16、16’ 第2成膜ロール、
17 巻取りロール、
18、18’ ガス供給管、
19、19’ プラズマ発生用電源、
20、20’、21、21’ 磁場発生装置、
30 真空チャンバ、
40、40’ 真空ポンプ、
41 制御部。
S deposition space,
1, 1a base material,
1b, 1c, 1d, 1e film-formed substrate,
10 Delivery roll,
11, 12, 13, 14 transport rolls,
15, 15 ′ first film forming roll,
16, 16 ′ second film forming roll,
17 winding roll,
18, 18 'gas supply pipe,
19, 19 'power source for plasma generation,
20, 20 ′, 21, 21 ′ magnetic field generator,
30 vacuum chamber,
40, 40 'vacuum pump,
41 Control unit.

Claims (7)

基材上に、アンカーコート層、前記アンカーコート層に接しており真空成膜法により形成されるガスバリア層をこの順に有するガスバリア性フィルムであって、
前記アンカーコート層は、ポリシラザンを含有する層にエネルギーを印加して改質処理を行って得られる層であり、かつ、前記アンカーコート層の厚さをA(nm)とし、前記アンカーコート層全体のケイ素原子に対する窒素原子の原子比(N/Si)をBとした時に、A×B≦60である、ガスバリア性フィルム。
On the base material, an anchor coat layer, a gas barrier film having a gas barrier layer in contact with the anchor coat layer and formed in this order by a vacuum film forming method,
The anchor coat layer is a layer obtained by applying energy to a layer containing polysilazane and performing a modification treatment, and the thickness of the anchor coat layer is A (nm), and the entire anchor coat layer A gas barrier film in which A × B ≦ 60 when the atomic ratio (N / Si) of nitrogen atoms to silicon atoms is B.
前記ガスバリア層は、真空プラズマCVD法で成膜されたガスバリア層である、請求項1に記載のガスバリア性フィルム。  The gas barrier film according to claim 1, wherein the gas barrier layer is a gas barrier layer formed by a vacuum plasma CVD method. 前記ガスバリア層は、組成がSiCで表される組成分布の領域であって、
xが0.8〜1.2である領域を厚さ方向に有する、請求項1または2に記載のガスバリア性フィルム。
The gas barrier layer is a composition distribution region whose composition is represented by SiC x ,
The gas barrier film according to claim 1 or 2, wherein x has a region in the thickness direction of 0.8 to 1.2.
前記エネルギーの印加は、真空紫外光を照射することにより行われる、請求項1〜3のいずれか1項に記載のガスバリア性フィルム。  The gas barrier film according to any one of claims 1 to 3, wherein the energy is applied by irradiation with vacuum ultraviolet light. 前記ガスバリア層の基材側とは反対側の面上に、さらに、ポリシラザンを含有する層にエネルギーを印加して改質処理を行って得られる層を有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載のガスバリア性フィルム。  Any one of Claims 1-4 which has a layer obtained by applying energy to the layer containing polysilazane, and performing a modification process on the surface on the opposite side to the base material side of the said gas barrier layer. The gas barrier film according to Item. 前記エネルギーの印加は、真空紫外光を照射することにより行われる、請求項5に記載のガスバリア性フィルム。  The gas barrier film according to claim 5, wherein the energy is applied by irradiation with vacuum ultraviolet light. 請求項1〜6のいずれか1項に記載のガスバリア性フィルムと、
前記ガスバリア性フィルム上に形成される電子デバイス本体と、
を含む、電子デバイス。
The gas barrier film according to any one of claims 1 to 6,
An electronic device body formed on the gas barrier film;
Including electronic devices.
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