KR101502202B1 - 성형체, 그 제조 방법, 전자 디바이스 부재 및 전자 디바이스 - Google Patents

성형체, 그 제조 방법, 전자 디바이스 부재 및 전자 디바이스 Download PDF

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Abstract

적어도 산소 원자, 탄소 원자 및 규소 원자를 포함하는 재료로부터 형성된 가스 배리어층을 갖는 성형체가 제공되고, 여기서 가스 배리어층의 표면에서 시작하는 깊이에 따라 가스 배리어층에 존재하는 산소 원자의 비율은 점차적으로 감소하는 반면, 가스 배리어층에 존재하는 탄소 원자의 비율은 점차적으로 증가한다. 이 성형체는 우수한 가스 배리어성 및 투명성을 가진다. 또한, 이 성형체를 제조하는 방법, 이 성형체로부터 형성되는 전자 디바이스 부재, 및 이 전자 디바이스 부재를 포함하는 전자 디바이스를 제공한다.

Description

성형체, 그 제조 방법, 전자 디바이스 부재 및 전자 디바이스{MOULDED ARTICLE, METHOD FOR PRODUCING THE SAME, ELECTRONIC DEVICE MEMBER, AND ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은, 우수한 가스 배리어성과 우수한 투명성을 나타내는 성형체, 이 성형체의 제조 방법, 이 성형체를 포함하는 전자 디바이스 부재, 및 이 전자 디바이스 부재를 포함하는 전자 디바이스에 관한 것이다.
최근, 유리 시트 대신에 기판으로서 투명 플라스틱 필름을 사용하는 것이, 박형화, 경량화, 유연성 증가 등을 구현하기 위해서 디스플레이 (예를 들어, 액정 디스플레이 또는 전계 발광 (EL) 디스플레이) 에 제안되고 있다. 하지만, 플라스틱 필름은, 유리 시트와 비교해 수증기, 산소 등을 통과시키는 경향이 있기 때문에, 디스플레이 내에 제공된 소자가 열화될 수 있다.
이 문제를 해결하기 위하여, 특허 문헌 1 에는, 금속 산화물로 형성된 투명 가스 배리어층이 투명 플라스틱 필름 상에 적층되는, 플렉시블 디스플레이 기판이 개시되어 있다.
하지만, 금속 산화물로 형성된 투명 가스 배리어층은 증착, 이온 도금, 스퍼터링 등에 의해 투명 플라스틱 필름의 표면 상에 적층되기 때문에, 기판이 구부러지거나 또는 접히는 경우 가스 배리어층에 크랙이 발생할 수 있어, 가스 배리어성이 열화될 수 있다.
특허 문헌 2 에는, 플라스틱 필름, 및 그 플라스틱 필름의 적어도 일 측에 적층되고 폴리유기실세스퀴옥산을 주성분으로 포함하는 수지층을 포함하는, 가스 배리어 적층체가 개시되어 있다.
하지만, 가스 (예를 들어, 산소 및 수증기) 배리어성을 획득하기 위해서, 무기 화합물 층을 더욱 적층하는 것이 필요하기 때문에, 공정이 복잡해지고, 제조 비용이 증가한다. 또한, 독성 가스가 사용될 수도 있다.
특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2000-338901호 특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 2006-123307호
본 발명은, 상기 상황에 비추어 고려되었다. 본 발명의 목적은, 우수한 가스 배리어성과 우수한 투명성을 나타내는 성형체, 이 성형체의 제조 방법, 이 성형체를 포함하는 전자 디바이스 부재, 및 이 전자 디바이스 부재를 포함하는 전자 디바이스를 제공하는 것이다.
본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위하여 예의 검토하였다. 그 결과, 발명자들은 적어도 산소 원자, 탄소 원자, 및 규소 원자를 포함한 재료로 형성되고, 가스 배리어층의 표면으로부터 깊이 방향으로 산소 원자 함량이 점차 감소하고 탄소 원자 함량이 점차 증가하는 구성을 가지는 가스 배리어층을 포함하는 성형체가, 우수한 가스 배리어성, 및 우수한 접힘 (밴딩) 저항성을 나타낸다는 것을 알아냈다. 또한, 발명자들은 상기 가스 배리어층을 포함하는 성형체가, 폴리유기실록산 화합물 함유층을 표면 영역에서 포함하는 성형체의, 상기 폴리유기실록산 화합물 함유층에 이온을 주입함으로써, 간편하고 효율적으로 제조될 수 있다는 것을 알아냈다. 이 지견들은 본 발명의 완성을 이끌었다.
본 발명의 제 1 양태는 하기 성형체 ((1) 내지 (10) 참조) 를 제공한다.
(1) 적어도 산소 원자, 탄소 원자 및 규소 원자를 포함하는 재료로 형성된 가스 배리어층을 포함하는 성형체로서, 가스 배리어층은, 가스 배리어층의 표면으로부터 깊이 방향으로 점차적으로 감소하는 산소 원자 함량을 가지고, 가스 배리어층의 표면으로부터 깊이 방향으로 점차적으로 증가하는 탄소 원자 함량을 가지는, 성형체.
(2) 가스 배리어층의 표층부는, 산소 원자, 탄소 원자 및 규소 원자의 총 함량에 대하여, 산소 원자의 함량이 10 ~ 70% 이고, 탄소 원자의 함량이 10 ~ 70% 이며, 규소 원자의 함량이 5 ~ 35% 인, (1) 에 의한 성형체.
(3) 가스 배리어층의 표층부는, X선 광전자 분광 (XPS) 에 의해 결정된 규소 원자의 2p 전자의 결합 에너지의 피크 위치 (이하, 규소 원자 2p 전자 결합 에너지 피크 위치라 함) 가 102 ~ 104 eV 인, (1) 또는 (2) 에 의한 성형체.
(4) 폴리유기실록산 화합물을 포함하는, (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 의한 성형체.
(5) 폴리유기실록산 화합물은, 하기 식 (a) 또는 식 (b) 에 의해 나타낸 폴리유기실록산이고,
[화학식 1]
Figure 112011009672910-pct00001
[화학식 2]
Figure 112011009672910-pct00002
식 중, Rx 및 Ry 는 독립적으로 수소 원자, 또는 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 알케닐기, 또는 치환 또는 비치환된 아릴기와 같은 비가수분해성기를 나타내고, 식 (a) 의 복수의 Rx 및 식 (b) 의 복수의 Ry 는 각각 동일 또는 상이할 수 있으며, 단, 2 개의 Rx 가 수소 원자인 경우는 제외되는, (4) 에 의한 성형체.
(6) 가스 배리어층은, 두께가 30 nm 내지 200 ㎛ 인 폴리유기실록산 화합물 함유층의 표면 영역에 형성되고, 깊이가 5 nm 내지 100 nm 인, (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 의한 성형체.
(7) 가스 배리어층은, 폴리유기실록산 화합물 함유층에 이온들을 주입함으로써 획득되는, (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 의한 성형체.
(8) 이온들은 폴리유기실록산 화합물 함유층의 표층부에 주입되는, (7) 에 의한 성형체.
(9) 이온들은, 수소, 질소, 산소, 희가스 및 플루오로카본으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 일종의 가스를 이온화함으로써 획득되는, (7) 에 의한 성형체.
(10) 이온들은, 플라즈마 이온 주입에 의해 주입되는, (7) 에 의한 성형체.
본 발명의 제 2 양태는 성형체를 제조하는 하기 방법 ((11) 내지 (16) 참조) 을 제공한다.
(11) 폴리유기실록산 화합물 함유층을 표면 영역에 포함하는 성형물의, 폴리유기실록산 화합물 함유층에 이온들을 주입하는 단계를 포함하는, (1) 내지 (10) 중 어느 하나에 의한 성형체의 제조 방법.
(12) 이온들은 수소, 질소, 산소, 희가스 및 플루오로카본으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 일종의 가스를 이온화함으로써 획득되는, (11) 에 의한 성형체의 제조 방법.
(13) 이온들은 플라즈마 이온 주입에 의해 주입되는, (11) 또는 (12) 에 의한 성형체의 제조 방법.
(14) 이온들은, 폴리유기실록산 화합물 함유층을 표면 영역에서 포함하는 길이가 긴 성형물을 소정 방향으로 반송하면서, 폴리유기실록산 화합물 함유층에 주입되는, (11) 내지 (13) 중 어느 하나에 의한 성형체의 제조 방법.
본 발명의 제 3 양태는 하기 전자 디바이스 부재 ((16) 참조) 를 제공한다.
(15) (1) 내지 (10) 중 어느 하나에 의한 성형체를 포함하는, 전자 디바이스 부재.
본 발명의 제 4 양태는 하기 전자 디바이스 ((16) 참조) 를 제공한다.
(16) (15)에 기재된 전자 디바이스 부재를 포함하는, 전자 디바이스.
상기 성형체는 우수한 가스 배리어성, 우수한 접힘 저항성, 및 우수한 투명성을 가진다.
상기 방법은 우수한 가스 배리어성을 나타내는 상기 성형체를 안전하고 간편하게 제조할 수 있다. 또한, 대면적화가 무기막 성막과 비교해 저비용으로 용이하게 달성될 수 있다.
상기 전자 디바이스 부재는 우수한 가스 배리어성과 우수한 투명성을 나타낸다.
도 1 은 플라즈마 이온 주입 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2 는 플라즈마 이온 주입 장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 3 은 실시예 1의 성형체 1의 가스 배리어층에 있어서의, 산소 원자 함량 (%), 탄소 원자 함량 (%) 및 규소 원자 함량 (%) 을 나타낸 도면이다.
도 4 는 실시예 2의 성형체 2의 가스 배리어층에 있어서의, 산소 원자 함량 (%), 탄소 원자 함량 (%) 및 규소 원자 함량 (%) 을 나타낸 도면이다.
도 5 는 실시예 3의 성형체 3의 가스 배리어층에 있어서의, 산소 원자 함량 (%), 탄소 원자 함량 (%) 및 규소 원자 함량 (%) 을 나타낸 도면이다.
도 6 은 실시예 4의 성형체 4의 가스 배리어층에 있어서의, 산소 원자 함량 (%), 탄소 원자 함량 (%) 및 규소 원자 함량 (%) 을 나타낸 도면이다.
도 7 은 실시예 5의 성형체 5의 가스 배리어층에 있어서의, 산소 원자 함량 (%), 탄소 원자 함량 (%) 및 규소 원자 함량 (%) 을 나타낸 도면이다.
도 8 은 실시예 6의 성형체 6의 가스 배리어층에 있어서의, 산소 원자 함량 (%), 탄소 원자 함량 (%) 및 규소 원자 함량 (%) 을 나타낸 도면이다.
도 9 는 실시예 7의 성형체 7의 가스 배리어층에 있어서의, 산소 원자 함량 (%), 탄소 원자 함량 (%) 및 규소 원자 함량 (%) 을 나타낸 도면이다.
도 10 은 실시예 8의 성형체 8의 가스 배리어층에 있어서의, 산소 원자 함량 (%), 탄소 원자 함량 (%) 및 규소 원자 함량 (%) 을 나타낸 도면이다.
도 11 은 실시예 9의 성형체 9의 가스 배리어층에 있어서의, 산소 원자 함량 (%), 탄소 원자 함량 (%) 및 규소 원자 함량 (%) 을 나타낸 도면이다.
도 12 는 실시예 10의 성형체 10의 가스 배리어층에 있어서의, 산소 원자 함량 (%), 탄소 원자 함량 (%) 및 규소 원자 함량 (%) 을 나타낸 도면이다.
도 13 은 비교예 1의 성형체 19의 가스 배리어층에 있어서의, 산소 원자 함량 (%), 탄소 원자 함량 (%) 및 규소 원자 함량 (%) 을 나타낸 도면이다.
도 14 는 실시예 2의 성형체 2의 규소 원자 2p 전자 결합 에너지의 분포에 대한 XPS 분석 결과를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 의한 성형체, 성형체의 제조 방법, 전자 디바이스 부재 및 전자 디바이스를 상세하게 설명한다.
1) 성형체
본 발명의 성형체는, 적어도 산소 원자, 탄소 원자 및 규소 원자를 포함하는 재료로 형성되는 가스 배리어층을 포함하고, 가스 배리어층은 가스 배리어층의 표면으로부터 깊이 방향으로 점차적으로 감소하는 산소 원자 함량을 가지고, 가스 배리어층의 표면으로부터 깊이 방향으로 점차적으로 증가하는 탄소 원자 함량을 가진다.
적어도 산소 원자, 탄소 원자 및 규소 원자를 포함한 재료는, 재료가 적어도 산소 원자, 탄소 원자 및 규소 원자를 포함하는 고분자인 한 특별히 제한되지 않는다. 보다 우수한 가스 배리어성을 획득하는 관점으로부터, 가스 배리어층의 표층부가 산소 원자, 탄소 원자 및 규소 원자의 총 함량 (=100%) 에 대해, 10 ~ 70% 의 산소 원자 함량을 가지고, 10 ~ 70% 의 탄소 원자 함량을 가지며, 5 ~ 35% 의 규소 원자 함량을 가지는 것이 바람직하다. 가스 배리어층의 표층부가 15 ~ 65% 의 산소 원자 함량을 가지고, 15 ~ 65% 의 탄소 원자 함량을 가지며, 10 ~ 30% 의 규소 원자 함량을 가지는 것이 보다 바람직하다. 산소 원자 함량, 탄소 원자 함량, 및 규소 원자 함량은 실시예에서 기재되는 방법에 의해 측정된다.
표면으로부터 깊이 방향으로 산소 원자 함량이 점차 감소하고 탄소 원자 함량이 점차 증가하는 영역이, 가스 배리어층에 상당하는 영역이다. 가스 배리어층의 두께는, 통상 5 ~ 100 nm, 바람직하게는 10 ~ 50 nm 이다. 가스 배리어층의 예는 폴리유기실록산 화합물 함유층에 이온들을 주입함으로써 획득되는 층 (이하, "주입층" 이라고 하기도 함), 및 폴리유기실록산 화합물 함유층을 플라즈마 처리함으로써 획득되는 층을 포함한다 (후술됨).
가스 배리어층의 표층부가 X선 광전자 분광 (XPS) 에 의해 결정되는 규소 원자의 2p 전자 결합 에너지 피크 위치가 102 ~ 104 eV 인 것이 바람직하다.
예를 들어, 폴리디메틸실록산 층은, X선 광전자 분광 (XPS) 에 의해 결정되는 규소 원자 2p 전자 결합 에너지 피크 위치가 약 101.5 eV 이다. 한편, 폴리디메틸실록산 층에 아르곤 이온들을 주입함으로써 획득된 이온 주입층 (가스 배리어층) 의 표층부는 X선 광전자 분광 (XPS) 에 의해 결정된 규소 원자 2p 전자 결합 에너지 피크 위치가 약 103 eV 이다. 이 값은, 가스 배리어성을 갖는 공지된 규소 함유 고분자 (예를 들어, 유리 또는 이산화 규소 필름) 의 것과 거의 동일하다 (유리는 X선 광전자 분광 (XPS) 에 의해 결정되는 규소 원자 2p 전자 결합 에너지 피크 위치가 약 102.5 eV 이고, 이산화 규소 필름은 X선 광전자 분광 (XPS) 에 의해 결정되는 규소 원자 2p 전자 결합 에너지 피크 위치가 약 103 eV 이다). 결과적으로, 성형체가 우수한 가스 배리어성을 나타내는 것은, 가스 배리어층의 표층부가 102 ~ 104 eV 의 규소 원자 2p 전자 결합 에너지 피크 위치를 가지는, 본 발명의 성형물이 유리 또는 이산화 규소 필름과 동일 또는 유사의 구조를 가지기 때문인 것으로 추측된다. 또한, 규소 원자 2p 전자 결합 에너지 피크 위치는 실시예에 기재된 방식에 의해 측정된다.
본 발명의 성형체는 폴리유기실록산 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 가스 배리어층이, 두께가 30 nm 내지 200 ㎛ 인 폴리유기실록산 화합물 함유층의 표면 영역에 형성되고, 깊이가 5 nm 내지 100 nm 인 것이 바람직하고, 30 nm 내지 50 nm 인 것이 보다 바람직하다.
가스 배리어층이, 폴리유기실록산 화합물 함유층에 이온을 주입함으로써 획득된 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 성형체에 사용되는 폴리유기실록산 화합물의 주쇄 구조는 특별히 제한되지 않는다. 폴리유기실록산 화합물의 주쇄 구조는, 직쇄상, 래더상 (ladder-like), 또는 다면체일 있다.
폴리유기실록산 화합물의 직쇄상의 주쇄 구조의 예는 하기 식 (a) 로 나타낸 구조를 포함한다. 폴리유기실록산 화합물의 래더상 주쇄 구조의 예는 하기 식 (b) 로 나타낸 구조를 포함한다. 폴리유기실록산 화합물의 다면체 주쇄 구조는 하기 식 (c) 로 나타낸 구조를 포함한다.
[화학식 3]
Figure 112011009672910-pct00003
[화학식 4]
Figure 112011009672910-pct00004
[화학식 5]
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식 중, Rx, Ry, 및 Rz는 독립적으로, 수소 원자, 또는 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 알케닐기, 치환 또는 비치환된 아릴기와 같은 비가수분해성기를 나타내고, 식 (a) 의 복수의 Rx, 식 (b) 의 복수의 Ry, 및 식 (c) 의 복수의 Rz 는 각각 동일 또는 상이할 수 있으며, 단, 2 개의 Rx 가 수소 원자인 경우는 제외된다.
치환 또는 비치환된 알킬기의 예는, 탄소 원자수 1 ~ 10 의 알킬기 (예를 들어, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, n-헥실기, n-헵틸기, 및 n-옥틸기) 를 포함한다.
알케닐기의 예는 탄소 원자수 2 ~ 10 의 알케닐기 (예를 들어, 비닐기, 1-프로페닐기, 2-프로페닐기, 1-부테닐기, 2-부테닐기, 및 3-부테닐기) 를 포함한다.
알킬기 및 알케닐기의 치환기의 예는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 및 요오드 원자와 같은 할로겐 원자; 히드로키실기; 티올기; 에폭시기; 글리시독시기; (메타)아크릴로일 옥시기; 페닐기, 4-메틸페닐기, 및 4-클로로페닐기와 같은 치환 또는 비치환된 아릴기 등을 포함한다.
아릴기의 예는 탄소 원자수 6 ~ 10 의 아릴기 (예를 들어, 페닐기, 1-나프틸기, 및 2-나프틸기) 를 포함한다.
아릴기의 치환기의 예는, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 및 요오드 원자와 같은 할로겐 원자; 메틸기 및 에틸기와 같은 탄소 원자수 1 ~ 6 의 알킬기; 메톡시기 및 에톡시기와 같은 탄소 원자수 1 ~ 6의 알콕시기; 니트로기; 시아노기; 히드록실기; 티올기; 에폭시기; 글리시독시기; (메타)아크릴로일옥시기; 페닐기, 4-메틸페닐기 및 4-클로로페닐기와 같은 치환 또는 비치환된 아릴기 등을 포함한다.
Rx, Ry 및 Rz 가 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 1 ~ 6 의 알킬기 또는 페닐기인 것이 바람직하고, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 3-글리시독시 프로필기 또는 페닐기가 특히 바람직하다.
식 (a) 의 복수의 Rx, 식 (b) 의 복수의 Ry, 및 식 (c) 의 복수의 Rz 가 각각 동일 또는 상이할 수 있음에 유의한다.
폴리유기실록산 화합물은, 식 (a) 로 나타낸 직쇄상 화합물 또는 식 (b) 로 나타낸 래더상 화합물인 것이 바람직하고, 입수 용이성 및 우수한 가스 배리어성을 나타내는 주입층을 형성하는 능력의 관점으로부터, Rx 가 메틸기 또는 페닐기인 식 (a) 로 나타낸 직쇄상의 화합물 또는 Ry 가 메틸기, 프로필기, 3-글리시독시 프로필기 또는 페닐기인 식 (b) 로 나타낸 래더상 화합물인 것이 특히 바람직하다.
폴리유기실록산 화합물은 가수분해성 관능기를 포함하는 실란 화합물을 중축합하는, 공지된 제조 방법에 의해 획득될 수 있다.
실란 화합물은, 목적으로 하는 폴리유기실록산 화합물의 구조에 의존하여 적절히 선택될 수 있다. 바람직한 실란 화합물의 구체예는 디메틸디메톡시 실란, 디메틸디에톡시실란, 디에틸디메톡시실란, 및 디에틸디에톡시실란과 같은 이관능 실란 화합물; 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, n-프로필트리메톡시실란, n-부틸트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시 실란, 및 페닐디에톡시메톡시실란과 같은 삼관능 실란 화합물; 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라-n-프로폭시실란, 테트라이소프로폭시실란, 테트라-n-부톡시실란, 테트라-t-부톡시실란, 테트라-s-부톡시실란, 메톡시트리에톡시실란, 디메톡시디에톡시실란, 및 트리메톡시에톡시실란과 같은 사관능 실란 화합물을 포함한다.
박리제, 접착제, 실란트, 페인트 등으로서 시판되고 있는 제품은 폴리유기실록산 화합물로서 그대로 사용될 수 있다.
폴리유기실록산 화합물 함유층은, 본 발명의 목적이 달성될 수 있는 한, 폴리유기실록산 화합물 이외의 성분을 포함할 수 있다. 폴리유기실록산 화합물 이외의 성분의 예는 경화제, 다른 고분자, 노화 방지제, 광 안정제, 난연제 등을 포함한다.
폴리유기실록산 화합물 함유층에서의 폴리유기실록산 화합물의 함량은, 우수한 가스 배리어성을 나타내는 주입층을 획득하는 관점으로부터, 50 중량% 이상인 것이 바람직하고, 70 중량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 90 중량% 이상인 것이 특히 바람직하다.
폴리유기실록산 화합물 함유층은 임의의 방법으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 폴리유기실록산 화합물 함유층은 적어도 일종의 폴리유기실록산 화합물, 광학 성분 및 용매를 포함하는 용액을 적절한 기재 상에 도포하고, 형성된 필름을 건조하고, 그리고 건조된 필름을 가열하여 형성할 수 있다.
폴리유기실록산 화합물 함유층의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 보통 30 nm 내지 200 ㎛, 바람직하게 50 nm 내지 100 ㎛ 이다.
주입층은, 폴리유기실록산 화합물 함유층에 이온들을 주입함으로써 획득된다.
주입량은, 성형체의 용도 (예를 들어, 가스 배리어성 및 투명성) 에 의존하여 적절히 결정될 수 있다.
주입되는 이온들의 예는 아르곤, 헬륨, 네온, 크립톤 및 크세논과 같은 희가스; 플루오로카본, 수소, 질소, 산소, 이산화탄소, 염소, 불소, 황 등의 이온들; 금, 은, 구리, 백금, 니켈, 팔라듐, 크롬, 티탄, 몰리브덴, 니오브, 탄탈, 텅스텐 및 알루미늄과 같은 도전성 금속의 이온들 등을 포함한다.
이들 중에서, 수소, 산소, 질소, 희가스 및 플루오로카본으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 일종의 이온이, 주입이 용이하고, 우수한 가스 배리어성과 우수한 투명성을 나타내는 주입층을 형성할 수 있어 바람직하다. 질소, 산소, 아르곤 또는 헬륨의 이온들을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
이온 주입 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 폴리유기실록산 화합물 함유층을 형성하는 단계, 및 폴리유기실록산 화합물 함유층에 이온들을 주입하는 단계를 포함하는 방법이 적용될 수 있다.
이온들은, 전계에 의해 가속된 이온들 (이온 빔들) 을 가하는 방법, 플라즈마에서 존재하는 이온들을 주입하는 방법 등에 의해 주입될 수 있다. 가스 배리어성 성형체가 간편하게 획득될 수 있기 때문에, 플라즈마 이온 주입 방법을 적용하는 것이 바람직하다.
플라즈마 이온 주입은, 예를 들어, 플라즈마 생성 가스 (희가스) 를 포함하는 분위기에서 플라즈마를 생성하고, 그리고 폴리유기실록산 화합물 함유층에 부의 고전압 펄스를 인가함으로써, 폴리유기실록산 화합물 함유층의 표면 영역에 이온들 (양이온) 을 주입함으로써 구현될 수 있다.
이온들의 주입은, X 선 광전자 분광 (XPS) 에 의한 원소 분석으로 가스 배리어층 표층부를 처리함으로써 확인될 수 있다.
본 발명의 성형체의 형상은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 성형체는 필름, 시트, 직육면체, 다각형 프리즘, 튜브 등의 형상일 수 있다. 성형체를 전자 디바이스 부재로 사용하는 경우 (후술됨) 에는, 성형체가 필름 또는 시트의 형상인 것이 바람직하다. 필름의 두께는 전자 디바이스의 원하는 용도에 의존하여 적절히 결정될 수 있다.
본 발명의 성형체는 주입층만을 포함할 수 있거나, 또는 주입층 이외에 부가층을 또한 포함할 수 있다. 부가층은 단일층일 수 있거나, 또는 복수의 동일한 층 또는 상이한 층을 포함할 수도 있다. 부가층의 예는 폴리유기실록산 화합물 이외의 재료로 형성되는 기재를 포함한다.
부가층용 재료는, 성형체의 응용이 방해되지 않는 한 특별히 제한되지 않는다. 부가층용 재료의 예는 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리페닐렌 에테르, 폴리에테르 케톤, 폴리에테르 에테르 케톤, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리술폰, 폴리에테르 술폰, 폴리페닐렌 술파이드, 폴리알릴레이트, 아크릴 수지, 시클로올레핀 폴리머, 방향족 폴리머 등을 포함한다.
이들 중에서, 폴리에스테르, 폴리아미드 또는 시클로올레핀 폴리머가 우수한 투명성 및 범용성 때문에 바람직하다. 폴리에스테르 또는 시클로올레핀 폴리머를 사용하는 것이 보다 바람직하다.
폴리에스테르의 예는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리알릴레이트 등을 포함한다.
폴리아미드의 예는 전체 방향족 폴리아미드, 나일론 6, 나일론 66, 나일론 코폴리머 등을 포함한다.
시클로올레핀 폴리머의 예는 노르보르넨 폴리머, 단환형 올레핀 폴리머, 환형 공액 디엔 폴리머, 비닐 지환식 탄화수소 폴리머, 및 이들의 수소화물을 포함한다. 시클로올레핀 폴리머의 구체예는 Apel (Mitsui Chemicals Inc. 제작의 에틸렌-시클로올레핀 코폴리머), Arton (JSR Corporation 제작의 노르보르넨계 폴리머), Zeonor (Zeon Corporation 제작의 노르보르넨계 폴리머) 등을 포함한다.
본 발명의 성형체가 부가층을 포함하는 적층체인 경우, 주입층은 임의의 위치에 위치할 수 있으나, 제조 효율성의 관점에서 성형체의 표면을 형성하는 것이 바람직하다. 주입층이 성형체의 표면을 형성하는 경우, 주입층은 부가층의 일측에 형성될 수 있거나, 또는 부가층의 각 측면에 형성될 수도 있다.
본 발명의 성형체는 우수한 가스 배리어성 및 우수한 투명성을 나타낸다. 성형체가 필름 또는 시트의 형상 (이하, "필름 형상"이라고 함) 으로 형성되는 경우, 성형체가 접히더라도, 성형체가 가스 배리어성을 유지하는 것이 바람직하다.
성형체가 접히는 경우 성형체가 가스 배리어성을 유지하는지의 여부는, 필름 형상의 성형체를 밴딩하고, 필름 형상의 성형체에 압력을 가하며, 그리고 필름 형상의 성형체를 다시 펼쳤을 때 접힌 부분이 열화되었는지의 여부를 결정함으로써, 결정될 수 있다. 본 발명의 필름 형상의 성형체는 동일한 두께를 가지는 무기 필름과 비교하여 가스 배리어성을 유지하여 이롭다.
본 발명의 성형체는, 성형체가 낮은 가스 (예를 들어, 수증기) 투과율을 가지기 때문에, 우수한 가스 배리어성을 나타낸다. 예를 들어, 성형체의 수증기 투과율은 5 g/㎡/day 이하인 것이 바람직하고, 3 g/㎡/day 이하인 것이 보다 바람직하다. 예를 들어, 성형체의 가스 (예를 들어, 수증기) 의 투과율은, 공지된 가스 투과율 측정 장치를 사용하여 측정될 수 있다.
본 발명의 성형체는, 성형체가 높은 가시광 투과율을 가지기 때문에, 우수한 투명성을 나타낸다. 성형체의 가시광 투과율 (총 광 투과율) 은, 80% 이상인 것이 바람직하고, 85% 이상인 것이 보다 바람직하다. 성형체의 가시광 투과율은, 공지된 가시광 투과율 측정 장치를 사용해 측정될 수 있다.
2) 성형체의 제조 방법
본 발명의 성형체의 제조 방법은, 폴리유기실록산 화합물 함유층을 그 표면 영역에 포함하는 성형물의, 폴리유기실록산 화합물 함유층에 이온들을 주입하는 것을 포함한다.
본 발명의 성형체의 제조 방법에서, 폴리유기실록산 화합물 함유층을 표면 영역에 포함하는 길이가 긴 성형물을 소정 방향으로 반송하면서, 폴리유기실록산 화합물 함유층에 이온들을 주입시키는 것이 바람직하다.
이 방법에 따라서, 예를 들어, 공급 롤로부터 롤링되고 소정 방향으로 반송되는 길이가 긴 성형물에 이온들이 주입되며, 이후 권취 롤 둘레로 권취될 수 있다. 따라서, 이온 주입된 성형체가 연속적으로 제조될 수 있다.
길이가 긴 성형물은 필름 형상이다. 성형물은 폴리유기실록산 화합물 함유층만을 포함하거나, 또는 폴리유기실록산 화합물 함유층 이외의 부가층을 또한 포함할 수 있다. 부가층의 예는 폴리유기실록산 화합물 이외의 재료로 형성된 기재를 포함한다. 상기에서 언급된 부가층이 사용될 수도 있다.
성형물의 두께는, 권취/권출 능력 및 반송력의 관점에서 1 ㎛ ~ 500 ㎛ 가 바람직하고, 5 ㎛ ~ 300 ㎛ 가 보다 바람직하다.
이온들이 폴리유기실록산 화합물 함유층에 임의의 방법으로 주입될 수 있다. 플라즈마 이온 주입법에 의해 폴리유기실록산 화합물 함유층의 표층부에 이온 주입층을 형성하는 것이 바람직하다.
플라즈마 이온 주입법은, 폴리유기실록산 화합물 함유층을 그 표면 영역에 포함하고, 플라즈마에 노출되는 성형물에, 부의 고전압 펄스를 인가함으로써, 폴리유기실록산 화합물 함유층에서의 표면 영역으로 플라즈마 내에 존재하는 이온들을 주입하는 것을 포함한다.
플라즈마 이온 주입법으로서는, (A) 외부 전계를 이용함으로써 발생된 플라즈마 내에 존재하는 이온들을 폴리유기실록산 화합물 함유층의 표층부에 주입하는 방법, 또는 (B) 외부 전계를 이용하지 않고, 폴리유기실록산 화합물 함유층에 부의 고전압 펄스를 인가함으로써 생성된 외부 전계 만을 이용함으로써 발생된 플라즈마 내에 존재하는 이온들을 폴리유기실록산 화합물 함유층의 표층부에 주입하는 방법을 적용하는 것이 바람직하다.
방법 (A) 를 적용하는 경우, 이온 주입 동안 압력 (플라즈마 이온 주입 동안의 압력) 을 0.01 ~ 1 Pa 로 설정하는 것이 바람직하다. 플라즈마 이온 주입 동안의 압력이 상기 범위 내인 경우, 균일한 주입층이 간편하고 효율적으로 형성될 수 있다. 이것은 투명성 및 가스 배리어성을 나타내는 주입층을 효율적으로 형성하는 것을 가능하게 한다.
방법 (B) 는 감압도를 증가시키는 것을 요구하지 않으며, 간편한 조작을 가능하게 하고, 공정 시간을 상당히 감소시킨다. 또한, 전체 폴리유기실록산 화합물 함유층은 균일하게 처리될 수 있고, 플라즈마 내에 존재하는 이온들은, 부의 고전압 펄스를 인가할 때에 높은 에너지로 폴리유기실록산 화합물 함유층의 표면 영역으로 연속적으로 주입될 수 있다. 방법 (B) 는 또한, 고주파 전력원 (예를 들어, 무선 주파수 (RF) 전력원 또는 마이크로파 전력원) 과 같은 특별한 수단을 요구하지 않고, 폴리유기실록산 화합물 함유층에 부의 고전압 펄스를 인가하는 것만으로 폴리유기실록산 화합물 함유층의 표층부에 주입층이 균일하게 형성될 수 있다는 이점을 가진다.
방법 (A) 또는 (B) 를 적용하는 경우, 부의 고전압 펄스를 인가하는 때 (즉, 이온 주입 동안) 펄스 폭이 1 ~ 15 μsec 인 것이 바람직하다. 펄스 폭이 상기 범위 내이면, 투명하고 균일한 주입층이 보다 간편하고 효율적으로 형성될 수 있다.
플라즈마를 발생시킬 때 인가되는 전압은 바람직하게 -1 kV ~ -50 kV, 보다 바람직하게 -1 kV ~ -30 kV, 특히 바람직하게 -5 kV ~ -20 kV 이다. 인가된 전압이 -1 kV보다 크면, 이온들의 주입량이 불충분할 수 있고, 그 결과 원하는 성능을 획득할 수 없다. 인가된 전압이 -50 kV 보다 작으면, 성형체가 이온 주입 동안 대전되거나, 또는 성형체가 착색될 수 있다.
주입된 이온들의 예는 아르곤, 헬륨, 네온, 크립톤 및 크세논과 같은 희가스; 플루오로카본, 수소, 질소, 산소, 이산화탄소, 염소, 불소, 황 등의 이온들; 금, 은, 구리, 백금, 니켈, 팔라듐, 크롬, 티탄, 몰리브덴, 니오브, 탄탈, 텅스텐 및 알루미늄과 같은 도전성 금속 이온들 등을 포함한다. 이들 중에서, 수소, 산소, 질소, 희가스 및 플루오로카본의 이온들이, 주입이 용이하고, 우수한 가스 배리어성과 투명성을 나타내는 성형체를 형성할 수 있어 바람직하다. 질소, 산소, 아르곤 또는 헬륨의 이온들을 사용하는 것이 보다 바람직하다.
플라즈마 이온 주입 장치는, 플라즈마 내에 존재하는 이온들을 폴리유기실록산 화합물 함유층의 표층부에 주입하는 경우 사용된다.
플라즈마 이온 주입 장치의 구체예는, (
Figure 112011009672910-pct00006
) 폴리유기실록산 화합물 함유층(이하, "이온 주입 타켓 층"이라고 하기도 함) 으로 하여금, 이온 주입 타켓층에 부의 고전압 펄스를 인가하는 피드-쓰로우 (feed-through) 에 고주파 전력을 중첩 시킴으로써, 플라즈마에 의해 균일하게 둘러싸이도록 하여, 플라즈마 내에 존재하는 이온이 유인, 주입, 충돌, 퇴적되게 하는 장치 (일본 공개특허공보 2001-26887호), (β) 챔버 내에 안테나를 포함하고, 여기서 고주파 전력이 인가되어 플라즈마를 발생시키고, 플라즈마가 이온 주입 타켓 층 주위의 영역에 도달된 이후 정 및 부의 펄스가 이온 주입 타켓 층에 교대로 인가되어, 그 결과 정의 펄스에 의해 플라즈마 내에 존재하는 전자들이 유인 및 충돌되게 함으로써 이온 주입 타켓 층을 가열하고, 그리고 펄스 상수를 제어함으로써 온도를 제어하면서 부의 펄스를 인가함으로써, 플라즈마 내에 존재하는 이온들이 유인 및 주입되는 장치 (일본 공개특허공보 2001-156013호), (γ) 외부 전계 (예를 들어, 마이크로파 고주파 전력원) 를 이용해 플라즈마를 발생시키고, 그리고 플라즈마 내에 존재하는 이온들이 고전압 펄스를 인가함으로서 유인 및 주입되게 하는 플라즈마 이온 주입 장치, (δ) 외부 전계를 사용하지 않고 고전압 펄스를 인가하여 생성된 전계만을 이용함으로써 발생된 플라즈마 내에 존재하는 이온들을 주입하는 플라즈마 이온 주입 장치 등을 포함한다.
플라즈마 이온 주입 장치 (γ) 또는 (δ) 는 간편한 조작을 허용하고, 처리 시간도 상당히 감소시키며, 그리고 연속적으로 적용될 수 있기 때문에, 플라즈마 이온 주입 장치 (γ) 또는 (δ) 를 사용하는 것이 바람직하다.
이하, 플라즈마 이온 주입 장치 (γ) 또는 (δ) 를 사용하는 방법이 도면을 참조하여 상세히 기재된다.
도 1 은, 플라즈마 이온 주입 장치 (γ) 를 포함하는 연속식 플라즈마 이온 주입 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1(a) 에 있어서, 참조 부호 1a 는 폴리유기실록산 화합물 함유층을 그 표면 영역에 포함하는 길이가 긴 필름 형상의 성형물 (이하, "필름"이라고 함) 을 나타내고, 참조 부호 2a 는 고전압 회전식 캔을 나타내고, 3a 는 이온 주입 이전에 필름 (1a) 이 그 둘레에서 권취되는 공급 롤을 나타내고, 참조 부호 4 는 플라즈마 방전 전극 (외부 전계) 를 나타내고, 참조 부호 5a 는 이온 주입된 필름 (성형체)(1b) 이 둘레에 권취되는 권취 롤을 나타내고, 참조 부호 6a 는 반송 롤을 나타내고, 참조 부호 7a 는 고전압 펄스 전력원을 나타내고, 참조 부호 10a 는 가스 인입구를 나타내고, 참조 부호 11a 는 챔버를 나타내고, 참조 부호 20a 는 오일 확산 펌프를 나타낸다. 도 1(b) 는, 고전압 회전식 캔 (2a) 을 나타내는 사시도이다. 참조 부호 13 은 중심축을 나타내고, 참조 부호 15 는 고전압 인가 단자 (피드-쓰로우) 를 나타낸다.
폴리유기실록산 화합물 함유층을 표면 영역에 포함하는, 이 실시형태에서 사용되는 길이가 긴 필름 (1a) 는, 폴리유기실록산 화합물 함유층이 기재 (부가층) 상에 형성되는 필름이다.
도 1 에 나타낸 연속식 플라즈마 이온 주입 장치에 있어서, 필름 (1a) 는 챔버 (11a) 내측에서 공급 롤 (3a) 로부터 화살표 방향 X 로 반송되고, 고전압 회전식 캔 (2a) 을 통과하며, 권취 롤 (5a) 둘레에 권취된다. 필름 (1a) 은 임의의 방법으로 권취되고 반송될 수 있다. 이 실시형태에서, 필름 (1a) 이 고전압 회전식 캔 (2a) 을 일정 속도로 회전시킴으로써 반송된다. 고전압 회전식 캔 (2a) 은 고전압 인가 단자 (15) 의 중심축 (13) 을 모터를 이용하여 회전시킴으로써 회전된다.
고전압 인가 단자 (15), 필름 (1a) 과 접촉되는 반송 롤 (6a) 등은 절연체로 형성된다. 예를 들어, 고전압 인가 단자 (15), 반송 롤 (6a) 등은 알루미나의 표면을 수지 (예를 들어, 폴리테트라플루오로에틸렌) 로 코팅함으로써 형성된다. 고전압 회전식 캔 (2a) 은 도체 (예를 들어, 스테인리스 스틸) 로 형성된다.
필름 (1a) 의 반송 속도는 적절히 설정될 수 있다. 필름 (1a) 의 반송 속도는, 필름 (1a) 이 공급 롤 (3a) 로부터 반송되고 권취 롤 (5a) 둘레에 권취될 때, 이온들이 필름 (1a) 의 표면 영역 (폴리유기실록산 화합물 함유층) 에 주입되어 원하는 주입층이 형성되는 한, 특별히 제한되지 않는다. 필름 권취 속도 (라인 속도) 는, 인가 전압, 장치 크기 등에 의존하여 결정되지만, 보통 0.1 ~ 3 m/min, 바람직하게 0.2 ~ 2.5 m/min 이다.
챔버 (11a) 내측의 압력은, 회전식 펌프에 접속된 오일 확산 펌프 (20a) 를 이용하여 챔버 (11a) 로부터 공기를 배기함으로써 감압된다. 감압도는 보통 1×10-2 Pa 이하, 바람직하게 1×10-3 Pa 이하이다.
이온 주입 가스가 가스 인입구 (10a) 를 통해 챔버 (11a) 내에 도입되어, 챔버 (11a) 가 감압 하에서 이온 주입 가스로 충진된다.
이후, 플라즈마가 플라즈마 방전 전극 (4)(외부 전계) 을 이용하여 생성된다. 플라즈마는 공지된 방법 (예를 들어, 마이크로파 또는 RF 고주파 전력원) 을 이용하여 생성될 수 있다.
부의 고전압 펄스 (9a) 가, 고전압 인가 단자 (15) 를 통해 고전압 회전식 캔 (2a) 에 접속된 고전압 펄스 전력원 (7a) 으로부터 인가된다. 부의 고전압 펄스 (9a) 가 고전압 회전식 캔 (2a) 에 인가되는 경우, 플라즈마 내에 존재하는 이온들이 유인되고, 고전압 회전식 캔 (2a) 의 주위의 필름의 표면 영역에 주입되어 (도 1(a) 의 화살표 Y), 가스 배리어층을 포함하는 성형체 (1b) 가 획득된다.
이온 주입 동안의 압력 (챔버 (11a) 내측의 플라즈마 가스의 압력) 은 바람직하게 0.01 ~ 1 Pa 이다. 이온 주입 동안의 펄스 폭은 바람직하게 1 ~ 15μsec 이다. 부의 고전압이 고전압 회전식 캔 (2a) 에 인가할 때의 인가 전압은 바람직하게 -1 kV ~ -50 kV 이다.
이하, 도 2 에 나타낸 연속식 플라즈마 이온 주입 장치를 사용하여 폴리유기실록산 화합물 함유층을 표면 영역에 포함하는 필름의 폴리유기실록산 화합물 함유층에 이온들을 주입하는 방법이 설명된다.
도 2 에 나타낸 장치는 플라즈마 이온 주입 장치 (δ) 를 포함한다. 플라즈마 이온 주입 장치 (δ) 는 외부 전계 (즉, 도 1 에 나타낸 플라즈마 방전용 전극 (4)) 를 사용하지 않고 고전압 펄스를 인가함으로써 생성된 전계만을 사용하여 플라즈마를 발생시킨다.
도 2 에 나타낸 연속식 플라즈마 이온 주입 장치에 있어서, 필름 (1c)(필름 형상의 성형물) 은, 도 1 에 도시된 장치와 동일한 방식으로, 고전압 회전식 캔 (2b) 을 회전시킴으로써 도 2 에 도시된 화살표 방향 X 로 공급 롤 (3b) 로부터 반송되고, 반송 롤 (6b) 을 통과하고, 그리고 권취 롤 (5b) 둘레에 권취된다.
도 2 에 나타낸 연속식 플라즈마 이온 주입 장치는 필름의 폴리유기실록산 화합물 함유층의 표면 영역에 이온들을 주입한다.
필름 (1c) 은, 도 1 에 도시된 플라즈마 이온 주입 장치와 동일한 방식으로 챔버 (11b) 에 배치된다. 챔버 (11b) 내측의 압력은 회전식 펌프에 접속된 오일 확산 펌프 (20b) 를 사용하여 챔버 (11b) 로부터 배기함으로써 감소된다.
이온 주입 가스가 가스 인입구 (10b) 를 통해 챔버 (11b) 로 도입되어, 챔버 (11b) 가 감압하에서 이온 주입 가스로 충진된다.
이온 주입 동안의 압력 (즉, 챔버 (11b) 내측의 플라즈마 가스의 압력) 은 10 Pa 이하, 바람직하게는 0.01 ~ 5 Pa, 보다 바람직하게는 0.01 ~ 1 Pa 이다.
필름 (1b) 을 도 2 에 도시된 방향 X 로 반송하면서, 고전압 펄스 (9b) 가 고전압 회전식 캔 (2b) 에 접속된 고전압 펄스 전력원 (7b) 으로부터 인가된다.
부의 고전압 펄스가 고전압 회전식 캔 (2b) 에 인가되는 경우, 플라즈마가 고전압 회전식 캔 (2b) 의 둘레에 배치된 필름 (1c) 을 따라 발생되고, 플라즈마 내에 존재하는 이온들이 유인되어 고전압 회전식 캔 (2b) 둘레의 필름 (1c) 의 표면 영역에 주입된다 (도 2 의 화살표 Y). 이온들이 필름 (1b) 의 폴리유기실록산 화합물 함유층의 표층부에 주입되는 경우, 주입층이 필름의 표층부에 형성된다. 이로써 가스 배리어층을 포함하는 성형체 (1d) 가 획득된다.
고전압 회전식 캔 (2b) 에 부의 고전압을 인가한 경우의 인가 전압 및 펄스 폭은, 도 1 에 도시된 연속식 플라즈마 이온 주입 장치와 동일하다.
도 2 에 도시된 플라즈마 이온 주입 장치에서는, 고전압 펄스 전력원이 플라즈마 발생 수단으로서 역할을 하기 때문에, 고주파 전력원 (예를 들어, RF 전력원 또는 마이크로파 전력원) 과 같은 특별한 수단이 필요하다. 주입된 층은, 부의 고전압 펄스를 인가하는 것만으로, 플라즈마 내에 존재하는 이온들을 폴리유기실록산 화합물 함유층의 표층부에 주입함으로써 연속적으로 형성될 수 있다. 따라서, 주입된 층이 필름의 표층부에 형성되는, 성형체가 대량 제조될 수 있다.
본 발명의 성형체는, 또한 폴리유기실록산 화합물 함유층의 표면에 플라즈마 처리를 함으로써 제조될 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 수소, 산소, 질소, 희가스 (예를 들어, 헬륨, 아르곤, 또는 네온) 등이 플라즈마 발생 가스로서 사용되고, 폴리유기실록산 화합물을 함유층이 외부 전계를 인가함으로써 발생된 플라즈마에 노출된다. 플라즈마 처리는 통상 플라즈마 발생 가스의 유량 1 ~ 100 ㎖/분, 압력 0.1 ~ 50 Pa, 및 온도 20 ~ 50℃ 에서 1 분 ~ 20 분간 수행될 수 있다.
3) 전자 디바이스 부재 및 전자 디바이스
본 발명의 전자 디바이스 부재는 본 발명의 성형체를 포함한다. 본 발명의 전자 디바이스 부재가 우수한 가스 배리어성 및 우수한 투명성을 나타내기 때문에, 가스 (예를 들어, 수증기) 에 의한 소자의 열화가 방지될 수 있다. 전자 디바이스 부재가 우수한 광 투과율을 나타내기 때문에, 전자 디바이스 부재가 액정 디스플레이, 전계발광 디스플레이 등을 위한 디스플레이 부재; 태양 전지 백시트 등으로서 적합하게 사용될 수 있다.
본 발명의 전자 디바이스는 본 발명의 전자 디바이스 부재를 포함한다. 전자 디바이스의 구체예는 액정 디스플레이, 유기 EL 디스플레이, 무기 EL 디스플레이, 전자 페이퍼, 태양 전지 등을 포함한다.
본 발명의 전자 디바이스는 본 발명의 성형체를 포함하는 전자 디바이스 부재를 포함하기 때문에, 전자 디바이스는 우수한 가스 배리어성 및 우수한 투명성을 나타낸다.
실시예
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 설명한다. 본 발명이 하기 실시예에 한정되지 않는다는 것에 유의한다.
실시예에서 적용되는 플라즈마 이온 주입 장치, X 선 광전자 분광 (XPS) 측정 장치, X 선 광전자 분광 (XPS) 측정 조건, 수증기 투과율 측정 장치, 수증기 투과율 측정 조건, 가시광 투과율 측정 장치 및 접힘 (folding) 테스트 방법은 하기와 같다. 외부 전계를 이용하여 이온들을 주입하는 장치가 플라즈마 이온 주입 장치로 사용되었다.
(플라즈마 이온 주입 장치)
RF 전력원: JEOL Ltd. 에 의해 제작된 "RF56000"
고전압 펄스 전력원: Kurita Seisakusho Co., Ltd. 에 의해 제작된 "PV-3-HSHV-0835"
(X 선 광전자 분광 측정 장치)
측정 장치: ULVAC-PHI, Incorporated 에 의해 제작된 "PHI Quantera SXM"
X 선 빔 직경: 100 ㎛
전기력: 25 W
전압: 15 kV
테이크-오프 (take-off) 각도: 45°
하기 측정 (1) 및 (2) 가 상기 측정 조건에서 수행되었다.
(1) 주입된 이온들의 측정
플라즈마 이온 주입 처리된 실시예 1, 2, 5 내지 15 및 18 그리고 비교예 2 의 성형체 표면에 주입된 이온들의 유무가 결정되었다.
(2) 산소 원자 함량, 탄소 원자 함량 및 규소 원자 함량, 그리고 규소 원자 2p 전자 결합 에너지 피크 위치의 측정
플라즈마 이온 주입 처리된 실시예 1 내지 10 의 성형체의 표면, 플라즈마 처리된 실시예 19 의 성형체의 표면, 및 비교예 1의 성형체의 폴리디메틸실록산 함유층의 표면에서의 산소 원자 함량, 탄소 원자 함량 및 규소 원자 함량, 및 규소 원자 2p 전자 결합 에너지 피크 위치가 측정되었다. 각 성형체의 플라즈마 이온 주입된 표면 (실시예 1 내지 10), 폴리디메틸실록산 포함층의 플라즈마 처리된 표면(실시예 19), 또는 폴리디메틸실록산 포함층의 표면 (비교예 1) 이 깊이 방향으로 아르곤 가스를 이용하여 스퍼터링되었다. 이 동작은, 산소 원자 함량, 탄소 원자 함량 및 규소 원자 함량, 그리고 규소 원자 2p 전자 결합 에너지 피크 위치를 측정하기 위해서 반복되었다.
아르곤 가스를 이용한 스퍼터링 동안의 인가 전압은 -4 kV 였다. 1 회당 스퍼터링 시간은 12 초였다. 스퍼터링 레이트는 100 nm/분 (실시예 1 내지 6, 실시예 19 및 비교예 1), 70 nm/분 (실시예 7 및 8), 또는 30 nm/분 (실시예 9 내지 10) 이었다.
산소 원자 함량, 탄소 원자 함량 및 규소 원자 함량은, 산소 원자, 탄소 원자 및 규소 원자의 총 피크 영역 (=100%) 에 대한 각 원자의 피크 영역으로부터 산출되었다.
(수증기 투과율 측정 장치)
투과율 측정기: LYSSY 에 의해 제작된 "L80-5000"
상대 습도 및 온도: 90% 및 40℃
(가시광 투과율 측정 장치)
총 광 투과율은, 헤이즈 미터 (Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. 에 의해 제작된 "NDH2000") 를 사용하여 측정되었다. 성형체의 빔 입사면은 이온 주입된 표면 (실시예 1 내지 18 및 비교예 2), 플라즈마 처리된 표면 (실시예 19), 폴리디메틸실록산 포함층의 표면 (비교예 1), 또는 질화 규소 필름의 표면 (비교예 3) 이었다.
(접힘 테스트)
성형체를, 이온 주입된 표면 (실시예 1 내지 18 및 비교예 2), 플라즈마 처리된 표면 (실시예 19), 폴리디메틸실록산 포함층의 표면 (비교예 1), 또는 질화 규소 필름의 표면 (비교예 3) 이 외측에 배치되도록, 중앙에서 접었다. 성형체는 라미네이트 (Fujipla, Inc. 에 의해 제작된 "LAMIPACKER LPC1502") 의 2개의 롤 사이에서 라미네이트 속도 5 m/min 및 온도 23℃ 에서 통과되었다. 접힌 영역은 크랙의 유무를 결정하기 위해서 현미경을 사용하여 측정되었고, 성형체의 수증기 투과율도 측정되었다.
(실시예 1)
주성분으로서 폴리디메틸실록산 (폴리유기실록산 화합물) 을 포함하는 실리콘 수지 (A)(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 에 의해 제작된 실리콘 박리제 "KS835") 가 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 (Toray Industries Inc.에 의해 제작된 "PET38T-300", 두께: 38㎛)(기재) 에 메이어 바 (Meyer bar) 를 이용하여 도포되었다. 실리콘 수지 (A) 는 120℃ 에서 2 분간 가열되어, 실리콘 박리제 A 를 포함하는 층 (두께: 100 nm) 을 형성하였다. 이로써 성형물이 획득되었다. 질소 이온들이, 도 1 에 나타낸 플라즈마 이온 주입 장치를 이용하여 폴리디메틸실록산 포함층의 표면에 주입되어, 성형체 1 을 획득하였다.
플라즈마 이온 주입 조건은 다음과 같았다.
플라즈마 생성 가스: N2
듀티 비: 0.5%
반복 주파수: 1000 Hz
인가 전압: -10 kV
RF 전력원: 주파수: 13.56 MHz, 인가 전기력: 1000 W
챔버 내압: 0.2 Pa
펄스 폭: 5 μsec
처리 시간 (이온 주입 시간): 5분
반송 속도: 0.4 m/min
(실시예 2)
성형체 2 는, 플라즈마 생성 가스로서 아르곤 (Ar) 을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 1 과 동일한 방식으로 획득되었다.
(실시예 3)
성형체 3 은, 플라즈마 생성 가스로서 헬륨 (He) 을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 1 과 동일한 방식으로 획득되었다.
(실시예 4)
성형체 4 는, 플라즈마 생성 가스로서 산소 (O2) 를 사용하는 것을 제외하고, 실시예 1 과 동일한 방식으로 획득되었다.
(실시예 5)
주성분으로서 폴리유기실록산 화합물을 포함하고, 폴리디메틸실록산의 메틸기의 일부가 페닐기로 치환된 구조를 갖는 실리콘 수지 (B)(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 에 의해 제작된 "X62-9201B") 가 PET 필름 (Toray Industries Inc.에 의해 제작된 "PET38T-300") 에 메이어 바를 이용하여 도포되었다. 실리콘 수지 (B) 는 120℃ 에서 2 분간 가열되어, 페닐기를 포함하는 폴리유기실록산을 포함하는 층 (두께: 100 nm) 을 획득하였다. 이로써 성형물이 획득되었다. 질소 이온들이, 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 실리콘 수지 (B) 를 포함하는 층의 표면에 주입되어, 성형체 5 를 획득하였다.
(실시예 6)
성형체 6 이, 플라즈마 생성 가스로서 아르곤 (Ar) 을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 5 와 동일한 방식으로 획득되었다.
(실시예 7)
(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 에 의해 제작된) n-프로필트리메톡시실란 3.29 g (20 mmol), (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 에 의해 제작된) 3-글리시독시프로필트리메톡시실란 4.73 g (20 mmol), 톨루엔 20 ㎖, 증류수 10 ㎖ 및 (Kanto Chemical Co., Ltd. 에 의해 제작된) 인산 0.10 g (1 mmol) 이 혼합되고, 실온에서 24시간 동안 반응되었다. 반응의 종료 이후, 포화 탄산수소나트륨 수용액이 반응 혼합물에 첨가되었다. 에틸 아세테이트 100 ㎖ 의 첨가 이후, 유기층이 예비로 분액 (isolation) 되었다. 이후 유기층이 증류수로 2 회 세정되었고, 무수 황산 마그네슘 상에서 건조되었고, 황산 마그네슘이 여과에 의해 분리되었다. 여과물을 다량의 n-헥산에 적하 첨가하여 침전시켰다. n-헥산을 데칸테이션에 의해 분리한 이후, 침전물을 THF 에 용해시키고, 용액을 회수했다. 증발기를 사용하여 감압하에서 테트라히드로푸란 (THF) 을 증류시킨 이후, 잔여물을 진공 하에서 건조시켜 래더상 구조의 폴리실세스퀴옥산 (폴리유기실록산 화합물) 을 획득하였다. 폴리실세스퀴옥산의 중량 평균 분자량은 2,000 이었다. 폴리실세스퀴옥산을 톨루엔에 용해시켜 조제된 용액 (고체 함량: 2 질량%) 을 PET 필름 (Toray Industries Inc.에 의해 제작된 "PET38T-300") 에 메이어 바를 이용해 도포하였다. 폴리실세스퀴옥산을 125℃에서 6시간 동안 경화하여 폴리실세스퀴옥산층을 포함하는 성형물 (두께: 100 nm) 을 획득하였다. 질소 이온들이, 실시예 1 과 동일한 방식으로, 경화된 폴리실세스퀴옥산층의 표면에 주입되어, 성형체 7 을 획득하였다. 중량 평균 분자량은 겔 투과 크로마토그래피 (GPC) 에 의해 측정된 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량임에 유의한다. 플라즈마 이온 주입 이전의 성형물의 수증기 투과율 및 총 광 투과율은 각각 12.1 g/㎡/day 및 89.10% 였다.
(실시예 8)
성형체 8 은, 플라즈마 생성 가스로서 아르곤 (Ar) 을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 7 과 동일한 방식으로 획득되었다.
(실시예 9)
(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 에 의해 제작된) 페닐트리메톡시실란 7.94 g (40 mmol), 톨루엔 20 ㎖, 증류수 10 ㎖ 및 (Kanto Chemical Co., Ltd. 에 의해 제작된) 인산 0.10 g (1 mmol) 이 혼합되고, 실온에서 24시간 동안 반응되었다. 반응의 종료 이후, 포화 탄산수소나트륨 수용액이 반응 혼합물에 첨가되었다. 에틸 아세테이트 100 ㎖ 의 첨가 이후, 유기층이 예비로 분액되었다. 이후 유기층이 증류수로 2 회 세정되었고, 무수 황산 마그네슘 상에서 건조되었고, 황산 마그네슘이 여과에 의해 분리되었다. 여과물을 다량의 n-헥산에 적하 첨가하여 침전시켰다. n-헥산을 데칸테이션에 의해 분리한 이후, 침전물을 THF 에 용해시키고, 용액을 회수했다. 증발기를 사용하여 감압하에서 THF 를 증류시킨 이후, 잔여물을 진공 하에서 건조시켜 래더상 구조의 폴리실세스퀴옥산 (폴리유기실록산 화합물) 을 획득하였다. 폴리실세스퀴옥산의 중량 평균 분자량은 1600 이었다. 폴리실세스퀴옥산을 톨루엔에 용해시켜 조제된 용액 (고체 함량: 2 질량%) 을 PET 필름 (Toray Industries Inc.에 의해 제작된 "PET38T-300") 에 메이어 바를 이용해 도포하였다. 폴리실세스퀴옥산을 125℃에서 6시간 동안 경화하여 폴리실세스퀴옥산층을 포함하는 성형물 (두께: 100 nm) 을 획득하였다. 질소 이온들이, 실시예 1 과 동일한 방식으로, 경화된 폴리실세스퀴옥산층의 표면에 주입되어, 성형체 9 를 획득하였다. 플라즈마 이온 주입 이전의 성형물의 수증기 투과율 및 총 광 투과율은 각각 11.7 g/㎡/day 및 86.05% 였다.
(실시예 10)
성형체 10 은, 플라즈마 생성 가스로서 아르곤 (Ar) 을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 9 와 동일한 방식으로 획득되었다.
(실시예 11)
성형체 11 은, 반송 속도를 0.2 m/min 로 바꾸고, 처리 시간 (이온 주입 시간) 을 10 분으로 바꾸는 것을 제외하고, 실시예 1 과 동일한 방식으로 획득되었다.
(실시예 12)
성형체 12 는, 플라즈마 생성 가스로서 아르곤 (Ar) 을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 11 과 동일한 방식으로 획득되었다.
(실시예 13)
성형체 13 은, 인가 전압을 -5 kV 로 바꾸는 것을 제외하고, 실시예 2 와 동일한 방식으로 획득되었다.
(실시예 14)
성형체 14 는, 펄스 폭을 10μsec 로 바꾸는 것을 제외하고, 실시예 2 와 동일한 방식으로 획득되었다.
(실시예 15)
성형체 15 는, 이온 주입 조건을 다음과 같이 바꾸는 것을 제외하고, 실시예 1 과 동일한 방식으로 획득되었다.
이온 주입 조건
플라즈마 생성 가스: Ar
듀티 비: 1%
반복 주파수: 1000 Hz
인가 전압: -15 kV
RF 전력원: 주파수: 13.56 MHz, 인가 전기력: 1000 W
챔버 내압: 0.2 Pa
펄스 폭: 10μsec
처리 시간 (이온 주입 시간): 1분
반송 속도: 2 m/min
(실시예 16)
성형체 16 은, 플라즈마 생성 가스로서 헬륨을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 11 과 동일한 방식으로 획득되었다.
(실시예 17)
성형체 17 은, 플라즈마 생성 가스로서 산소를 사용하는 것을 제외하고, 실시예 11 과 동일한 방식으로 획득되었다.
(실시예 18)
(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 에 의해 제작된) 페닐트리메톡시실란 3.97 g (20 mmol), (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 에 의해 제작된) 3-글리시독시프로필트리메톡시실란 4.73 g (20 mmol), 톨루엔 20 ㎖, 증류수 10 ㎖ 및 (Kanto Chemical Co., Ltd. 에 의해 제작된) 인산 0.10 g (1 mmol) 이 혼합되고, 실온에서 24시간 동안 반응되었다. 반응의 종료 이후, 포화 탄산수소나트륨 수용액이 반응 혼합물에 첨가되었다. 에틸 아세테이트 100 ㎖ 의 첨가 이후, 유기층이 예비로 분액되었다. 이후 유기층이 증류수로 2 회 세정되었고, 무수 황산 마그네슘 상에서 건조되었고, 황산 마그네슘이 여과에 의해 분리되었다. 여과물을 다량의 n-헥산에 적하 첨가하여 침전시켰다. n-헥산을 데칸테이션에 의해 분리한 이후, 침전물을 THF 에 용해시키고, 용액을 회수했다. 증발기를 사용하여 감압하에서 THF 를 증류시킨 이후, 잔여물을 진공 하에서 건조시켜 래더상 구조의 폴리실세스퀴옥산 (폴리유기실록산 화합물) 을 획득하였다. 폴리실세스퀴옥산의 중량 평균 분자량은 1800 이었다. 폴리실세스퀴옥산을 톨루엔에 용해시켜 조제된 용액 (고체 함량: 20 질량%) 을 PET 필름 (Toray Industries Inc.에 의해 제작된 "PET38T-300") 에 메이어 바를 이용해 도포하였다. 폴리실세스퀴옥산을 125℃에서 6시간 동안 경화하여 폴리실세스퀴옥산층을 포함하는 성형물 (두께: 10 ㎛) 을 획득하였다. 아르곤 이온들이, 실시예 12 와 동일한 방식으로, 경화된 폴리실세스퀴옥산층의 표면에 주입되어, 성형체 18 을 획득하였다.
플라즈마 이온 주입 이전의 성형물의 수증기 투과율 및 총 광 투과율은 각각 12 g/㎡/day 및 90.00% 였다.
(실시예 19)
실시예 19 는, 실시예 1 의 성형물의 폴리디메틸실록산 포함층의 표면을 플라즈마 이온 주입 대신에, 하기 조건하에서 플라즈마 처리를 가함으로써 획득되었다.
플라즈마 처리 장치: Yamato Material Co., Ltd. 에 의해 제작된 플라즈마 드라이 세척기 "PDC-210"
고주파 전력: 300 W
고주파 발진 주파수: 13.56 MHz
플라즈마 생성 가스: 아르곤
가스 유량: 50 ㎖/분
처리 압력: 30 Pa
처리 온도: 40℃
처리 시간: 3분
(비교예 1)
이온 주입이 수행되지 않는 것을 제외하고, 성형체가 실시예 1 과 동일한 방식으로 획득되었다. 구체적으로, 폴리디메틸실록산 포함층이 PET 필름 상에 형성되어 성형체 20 을 획득하였다.
(비교예 2)
실리콘 박리제 A 가 PET 필름에 도포하지 않는 것을 제외하고, 성형물이 실시예 1 과 동일한 방식으로 획득되었다. 구체적으로, 질소 이온들이 PET 필름의 표면에 주입되어 성형체 21 을 획득하였다.
(비교예 3)
질화 규소 (SiN) 필름 (두께: 50 nm) 이 PET 필름 상에 스퍼터링에 의해 형성되어 성형체 22 를 획득하였다.
도 3 내지 도 13 은, 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 의 성형물의 산소 원자 함량, 탄소 원자 함량 및 규소 원자 함량에 대한 XPS 원소 분석 결과를 나타낸다.
도 3 내지 도 13 에 있어서, 수직축은 산소 원자들, 탄소 원자들 및 규소 원자들의 총 함량 (=100%) 에 대한 산소 원자 함량 (%), 탄소 원자 함량 (%) 및 규소 원자 함량 (%) 을 나타내고, 수평축은 누적 스퍼터링 시간 (스퍼터 시간 (min)) 을 나타낸다. 스퍼터링 속도는 일정하므로, 누적 스퍼터링 시간 (스퍼터 시간) 은 깊이에 대응한다. 도 3 내지 도 13 에 있어서, a 는 탄소 원자 함량을 나타내고, b 는 산소 원자 함량을 나타내고, c 는 규소 원자 함량을 나타낸다.
도 3 내지 도 12 에 도시된 바와 같이, 성형체 1 내지 10 은, 표면으로부터 깊이 방향으로 산소 원자 함량이 점차적으로 감소하고 탄소 원자 함량이 점차적으로 증가하는 영역 (가스 배리어층) 을 갖는 것이 확인되었다. 또한, 성형체 19 가, 표면으로부터 깊이 방향으로 산소 원자 함량이 점차적으로 감소하고 탄소 원자 함량이 점차적으로 증가하는 영역 (가스 배리어층) 을 갖는 것도 확인되었다.
도 13 에 도시된 바와 같이, 비교예 1 의 성형체 20 은 상기 영역을 가지지 않는다.
표 1 은, 실시예 1 내지 10 및 실시예 19 의 성형체의 가스 배리어층 (표면으로부터 깊이 방향으로 산소 원자 함량이 점차적으로 감소하고 탄소 원자 함량이 점차적으로 증가하는 영역) 의 표층부에서의, 산소 원자 함량, 탄소 원자 함량, 규소 원자 함량, 및 규소 원자 2p 전자 결합 에너지 피크 위치에 대한 측정 결과를 나타낸다. 실시예 1 내지 10 및 실시예 19 의 성형체의 가스 배리어층의 표면은 플라즈마 이온 주입된 표면 또는 플라즈마 처리된 표면인 것에 유의한다. 따라서, 플라즈마 이온 주입된 표면 또는 플라즈마 처리된 표면에 대해 측정된 값은, 가스 배리어층의 표층부에서의 산소 원자 함량, 탄소 원자 함량, 규소 원자 함량, 및 규소 원자 2p 전자 결합 에너지 피크 위치에 상응한다.
Figure 112011009672910-pct00007
표 1 에 나타낸 바와 같이, 성형체 1 내지 10 및 19 는 규소 원자 2p 전자 결합 에너지 피크 위치가 102.9 eV 내지 103.3 eV 였다.
도 14 는 실시예 2 의 성형체 2 의 규소 원자의 2p 전자 결합 에너지에 대한 XPS 분석 결과를 나타낸다. 도 14 에서, 수직축은 피크 강도를 나타내고, 수평축은 결합 에너지 (eV) 를 나타낸다. 도 14 에 도시된 바와 같이, 성형체 2 는 규소 원자의 2p 전자 결합 에너지 피크 위치 (B) 가 103.3 eV 였다. 성형체 2 의 규소 원자의 2p 전자 결합 에너지 피크 위치는, 이온 주입전 101.5 eV 였고 (A (비교예 1) 에 상응함), 고에너지 측 (103.3 eV) 으로 시프트되었다.
실시예 1 내지 19 및 비교예 1 내지 3 의 성형체 1 내지 22 의 수증기 투과율과 및 총 광 투과율은, 수증기 투과율 측정 장치 및 가시광 투과율 측정 장치를 사용하여 측정되었다. 측정 결과는 표 2 에 나타낸다.
Figure 112011009672910-pct00008
표 2 에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 19 의 성형체 1 내지 19 는, 비교예 1 및 2 의 성형체 20 및 21 과 비교하여 낮은 수증기 투과율 (즉, 우수한 가스 배리어성) 을 가졌다. 성형체 1 내지 19 는, 이온 주입전과 거의 동일한 높은 총 광 투과율을 가졌다.
각각의 성형체에 이후 접힘 테스트가 수행되었다.
성형체 1 내지 22 의 크랙의 유무는 접힘 테스트 이후 육안으로 관찰되었다. 관측 결과는 표 3 에 나타낸다.
성형체 1 내지 22 의 수증기 투과율도 접힘 테스트 이후 측정되었다. 결과는 표 3 에 나타낸다.
Figure 112011009672910-pct00009
표 3 에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 19 의 성형체는 접힘 테스트에서 크랙을 생성하지 않으며, 무기 필름이 형성된 비교예 3 의 성형체와 비교하여 수증기 투과율에서 작은 상승을 나타낸다. 구체적으로, 실시예 1 내지 19 의 성형체는 우수한 접힘 저항성을 가진다.
산업상의 이용 가능성
본 발명에 의한 성형체는, 플렉시블 디스플레이 부재 및 태양 전지 백시트와 같은 전자 디바이스 부재로서 적합하게 사용될 수 있다.
본 발명에 의한 성형물의 제조 방법은, 우수한 가스 배리어성을 나타내는 본 발명에 의한 성형체를 안전하고 간편하게 제조할 수 있다.
본 발명에 의한 전자 디바이스 부재는 우수한 가스 배리어성 및 우수한 투명성을 나타내기 때문에, 전자 디바이스 부재는 디스플레이 및 태양 전지와 같은 전자 디바이스에 적합하게 사용될 수 있다.
1a, 1c…필름 형상의 성형물, 1b, 1d…필름 형상의 성형체, 2a, 2b…회전식 캔, 3a, 3b…공급 롤, 4…플라즈마 방전 전극, 5a, 5b…권취 롤, 6a, 6b…반송 롤, 7a, 7b…펄스 전력원, 9a, 9b…고전압 펄스, 10a, 10b…가스 인입구, 11a, 11b…챔버, 13…중심축, 15…고전압 인가 단자, 20a, 20b…오일 확산 펌프

Claims (16)

  1. 적어도 산소 원자, 탄소 원자 및 규소 원자를 포함하는 재료로 구성되어 이루어지는 가스 배리어층을 갖는 성형체로서,
    상기 가스 배리어층의 표면으로부터 깊이 방향으로 향하여, 층 중에 있어서의 산소 원자의 존재 비율이 점차 감소하고, 탄소 원자의 존재 비율이 점차 증가하고 있는 것, 및
    상기 가스 배리어층이, 두께가 30 nm 내지 200 ㎛ 인 폴리유기실록산계 화합물을 함유하는 층의 표면부에 형성되고, 상기 가스 배리어층의 깊이가 5 nm 내지 100 nm 인 것을 특징으로 하는 성형체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리유기실록산계 화합물이, 하기에 나타내는 (a) 또는 (b)
    Figure 112014100604303-pct00026

    Figure 112014100604303-pct00027

    (식 중, Rx 및 Ry 는 각각 독립적으로 수소 원자, 무치환 또는 치환기를 갖는 알킬기, 무치환 또는 치환기를 갖는 알케닐기, 무치환 또는 치환기를 갖는 아릴기 등의 비가수분해성기를 나타낸다. 또한, 식 (a) 의 복수의 Rx 및 식 (b) 의 복수의 Ry 는 각각 동일 또는 상이해도 된다. 단, 상기 식 (a) 의 Rx 가 2 개 모두 수소 원자인 경우는 없다) 에 의해 나타내는 폴리유기실록산인 것을 특징으로 하는 성형체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 배리어층이, 폴리유기실록산계 화합물을 함유하는 층에 이온이 주입되어 획득되는 층인 것을 특징으로 하는 성형체.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 이온이, 수소, 질소, 산소, 희가스 및 플루오로카본으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 일종의 가스가 이온화된 것임을 특징으로 하는 성형체.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 이온의 주입이, 플라즈마 이온 주입에 의한 것임을 특징으로 하는 성형체.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 성형체의 제조 방법으로서,
    폴리유기실록산계 화합물을 함유하는 층을 표면부에 갖는 성형물의, 상기 폴리유기실록산계 화합물을 함유하는 층에 이온을 주입하는 공정을 갖는, 성형체의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 이온을 주입하는 공정이, 수소, 질소, 산소, 희가스 및 플루오로카본으로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 일종의 가스를 이온화하여 주입하는 공정인 것을 특징으로 하는 성형체의 제조 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 이온을 주입하는 공정이, 플라즈마 이온을 주입하는 공정인 것을 특징으로 하는 성형체의 제조 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 이온을 주입하는 공정이, 폴리유기실록산계 화합물을 함유하는 층을 표면부에 갖는 길이가 긴 성형물을 일정 방향으로 반송하면서, 상기 폴리유기실록산계 화합물을 함유하는 층에 이온을 주입하는 공정인 것을 특징으로 하는 성형체의 제조 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 성형체로 이루어지는, 전자 디바이스 부재.
  11. 제 10 항에 기재된 전자 디바이스 부재를 구비하는, 전자 디바이스.
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