KR20160035026A - Functional film and method for manufacturing functional film - Google Patents
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Abstract
유기층과 무기층을 교대로 형성하여 이루어지는 기능성 필름으로서, 무기층 위에 형성되는 유기층이, 하기의 일반식 [I]
(R1)3-Si-R2-Si-(R1)3… 일반식 [I]
(일반식 [I]에 있어서, R1은, 치환기를 가져도 되는 알콕시기이며, R2는, 직쇄의 탄소수가 2~10인 치환기를 가져도 되는 직쇄의 알킬렌기이다. 또, 각 R1은, 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.)로 나타나는 실레인 커플링제를 갖는다. 이로써, 무기층 위에, 높은 밀착성으로 아웃 가스가 적은 고품질의 유기층을 갖는, 가스 배리어성이 높은 기능성 필름, 및 그 제조 방법을 제공한다.A functional film formed by alternately forming an organic layer and an inorganic layer, wherein the organic layer formed on the inorganic layer is represented by the following general formula [I]
(R 1 ) 3 -Si-R 2 -Si- (R 1 ) 3 In the general formula [I]
(In the formula [I], R 1 is an alkoxy group which may have a substituent, R 2 is an alkylene group of a straight-chain carbon atoms in the straight-chain which may have a 2 to 10, which is the substituent. In addition, each of R 1 May be the same or different, and have a silane coupling agent. Thus, there is provided a functional film having a high gas barrier property, having a high-quality organic layer with a small amount of outgass and high adhesiveness on the inorganic layer, and a method for producing the functional film.
Description
본 발명은, 지지체 위에 유기층과 무기층을 교대로 형성하여 이루어지는 기능성 필름, 및 이 기능성 필름의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a functional film formed by alternately forming an organic layer and an inorganic layer on a support, and a method for producing the functional film.
광학 소자, 액정 디스플레이나 유기 EL 디스플레이 등의 표시 장치, 각종 반도체 장치, 태양 전지 등의 각종 장치에 있어서 방습성이 필요한 부위나 부품, 식품이나 전자 부품 등을 포장하는 포장 재료 등 가스 배리어 필름이 이용되고 있다.A gas barrier film such as an optical element, a display device such as a liquid crystal display or an organic EL display, various semiconductor devices, a solar cell, and other various devices such as a packaging material for moisture-proofing parts and parts, have.
가스 배리어 필름은, 일반적으로, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 등의 플라스틱 필름을 지지체(기판)로 하여, 그 위에, 가스 배리어성을 발현하는 막(이하, 가스 배리어막이라고도 함)을 성막하여 이루어지는 구성을 갖는다. 또, 가스 배리어 필름에 이용되는 가스 배리어막으로서는, 예를 들면 질화 규소, 산화 규소, 산화 알루미늄 등의 각종 무기 화합물로 이루어지는 막이 알려져 있다.The gas barrier film is generally formed by using a plastic film such as a polyethylene terephthalate (PET) film as a support (substrate) and forming a film (hereinafter also referred to as a gas barrier film) . As the gas barrier film used for the gas barrier film, a film made of various inorganic compounds such as silicon nitride, silicon oxide, and aluminum oxide is known.
이와 같은 가스 배리어 필름에 있어서, 보다 높은 가스 배리어 성능이 얻어지는 구성으로서, 지지체 위에, 유기 화합물로 이루어지는 유기층(유기 화합물층)과, 무기 화합물로 이루어지는 무기층(무기 화합물층)을 교대로 적층한 적층 구조를 갖는, 유기/무기 적층형의 가스 배리어 필름이 알려져 있다.In such a gas barrier film, a laminated structure in which an organic layer (organic compound layer) made of an organic compound and an inorganic layer (inorganic compound layer) made of an inorganic compound are alternately laminated is formed on a support An organic / inorganic laminated gas barrier film is known.
유기/무기 적층형의 가스 배리어 필름에 있어서, 주로 가스 배리어성을 발현하는 것은 무기층이다. 유기/무기 적층형의 가스 배리어 필름에서는, 하지(下地)가 되는 유기층 위에 무기층을 형성함으로써, 유기층에 의하여 무기층의 형성면을 평활화하고 있다. 양호한 평활성을 갖는 유기층 위에 무기층을 형성함으로써, 금이나 균열 등이 없는 균일한 무기층을 형성하여, 우수한 가스 배리어 성능을 얻고 있다.In the organic / inorganic laminate type gas barrier film, it is an inorganic layer that mainly exhibits gas barrier properties. In the organic / inorganic laminated gas barrier film, the inorganic layer is formed on the organic layer which becomes the base (bottom), and the formation surface of the inorganic layer is smoothed by the organic layer. By forming an inorganic layer on the organic layer having good smoothness, a uniform inorganic layer free from gold, cracks, or the like is formed and excellent gas barrier performance is obtained.
유기/무기 적층형의 가스 배리어 필름에서는, 하지가 되는 유기층과 무기층의 조합을, 복수 가짐으로써, 보다 우수한 가스 배리어 성능을 얻을 수 있는 것도, 알려져 있다.In the organic / inorganic laminated gas barrier film, it is also known that more gas barrier performance can be obtained by having a plurality of combinations of the underlying organic layer and the inorganic layer.
여기에서, 유기/무기 적층형의 가스 배리어 필름에서는, 층간의 밀착성, 특히, 무기층 위에 형성하는 유기층의 밀착성을 확보하는 것이 곤란하다.Here, in the organic / inorganic laminated gas barrier film, it is difficult to ensure the adhesion between the layers, in particular, the adhesion of the organic layer formed on the inorganic layer.
가스 배리어성을 발현하는 무기층은, 치밀한 결정 구조를 갖는다. 이로 인하여, 무기층 위에 형성되는 유기층은, 이접착층과 같이 층 내에 투과하여, 앵커링 효과를 얻을 수 없고, 충분한 밀착성을 확보할 수 없다.The inorganic layer exhibiting gas barrier properties has a dense crystal structure. As a result, the organic layer formed on the inorganic layer permeates through the layer like the adhesive layer, and an anchoring effect can not be obtained, and sufficient adhesion can not be ensured.
이에 대응하여, 유기/무기 적층형의 가스 배리어 필름에 있어서는, 무기층 위에 유기층을 형성할 때에, 유기층에 실레인 커플링제를 함유시켜, 유기층의 밀착성을 확보하는 것이 알려져 있다.Correspondingly, in the organic / inorganic laminated gas barrier film, it is known that when forming an organic layer on an inorganic layer, a silane coupling agent is contained in the organic layer to ensure adhesion of the organic layer.
주지와 같이, 실레인 커플링제는, 분자 내에 유기 재료 및 무기 재료와 결합하는 관능기를 갖는 화합물이다. 유기/무기 적층형의 가스 배리어 필름에 있어서는, 실레인 커플링제는, 예를 들면 무기층과는, 실란올화에 의하여 Si-O-Si의 결합을 형성하고, 또 아크릴기 등의 유기층을 형성하는 유기 재료(수지 재료)와 결합하기 쉬운 관능기를 가짐으로써, 무기층 상의 유기층의 밀착성을 확보한다.As is well known, a silane coupling agent is a compound having a functional group binding to an organic material and an inorganic material in a molecule. In the organic / inorganic laminate type gas barrier film, the silane coupling agent is a silane coupling agent which forms a bond of Si-O-Si by silanolization with the inorganic layer and forms an organic layer such as an acrylic group By having a functional group that is easy to bond to a material (resin material), the adhesion of the organic layer on the inorganic layer is ensured.
실레인 커플링제를 이용하는 유기/무기 적층형의 가스 배리어 필름에 관하여, 각종 제안이 이루어지고 있다.Various proposals have been made for an organic / inorganic laminated gas barrier film using a silane coupling agent.
예를 들면, 특허문헌 1에는, 유기/무기 적층형의 가스 배리어 필름에 있어서, 무기층 상의 유기층이, 유기 용제와, 유기층이 되는 유기 화합물과, 실레인 커플링제를 갖고, 또한 pH 조정제를 갖지 않는 도료로 형성된 것이며, 또한 유기층의 형성 공정에 있어서, 유기 용제나 실레인 커플링제에 기인하는 부생성물 등보다 고온의 가열을 행하는 가스 배리어 필름의 제조 방법이 기재되어 있다.For example, Patent Document 1 discloses an organic / inorganic laminated gas barrier film in which the organic layer on the inorganic layer has an organic solvent, an organic compound to be an organic layer, and a silane coupling agent, And a method for producing a gas barrier film which is heated at a higher temperature, such as by-products resulting from organic solvents and silane coupling agents, in a process of forming an organic layer.
또, 특허문헌 2에는, 유기/무기 적층형의 가스 배리어 필름에 있어서, 유기층이, 하기의 일반식으로 나타나는 실레인 커플링제를 갖는 가스 배리어 필름이 기재되어 있다.Patent Document 2 describes a gas barrier film having a silane coupling agent in which the organic layer is represented by the following general formula in the organic / inorganic laminated gas barrier film.
(R1, R2, R3)Si-NH-Si(R4, R5, R6)(R 1 , R 2 , R 3 ) Si-NH-Si (R 4 , R 5 , R 6 )
(상기 식에 있어서, R1~R6은, 각각, 치환 혹은 무치환의 알킬기 또는 아릴기이다. 단, R1~R6 중 적어도 하나는, 라디칼 중합성의 탄소-탄소 이중 결합을 포함한다.)(Wherein R 1 to R 6 are each a substituted or unsubstituted alkyl group or aryl group, provided that at least one of R 1 to R 6 contains a radically polymerizable carbon-carbon double bond. )
특허문헌 1이나 2에 나타나는 가스 배리어 필름에 의하면, 유기층의 밀착성이 우수하고, 또한 높은 가스 배리어성을 갖는 가스 배리어 필름을 얻을 수 있다.According to the gas barrier film shown in Patent Document 1 or 2, a gas barrier film having excellent adhesion to an organic layer and having high gas barrier properties can be obtained.
그러나, 최근에는, 유기/무기 적층형의 가스 배리어 필름에 대한 요구는, 더 엄격해지고 있다. 이로 인하여, 용도나 요구되는 성능에 따라서는, 이들 유기층에 실레인 커플링제를 이용한 가스 배리어 필름이더라도, 유기층의 밀착성이나 가스 배리어성 중 어느 하나, 혹은 양쪽 모두가 불충분한 경우도 있다.However, in recent years, the demand for an organic / inorganic laminated gas barrier film has become stricter. As a result, depending on the application and required performance, the gas barrier film using a silane coupling agent for these organic layers may be insufficient in either or both of the adhesion of the organic layer and gas barrier property.
본 발명의 목적은, 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하는 것에 있으며, 가스 배리어 필름 등의 유기/무기 적층형의 기능성 필름에 있어서, 무기층 위의 유기층의 우수한 밀착성과, 높은 가스 배리어성 등의 우수한 성능을 양립하여 얻을 수 있는 기능성 필름, 및 이 기능성 필름의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.It is an object of the present invention to solve such a problem of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a functional film of an organic / inorganic laminate type such as a gas barrier film which is excellent in adhesion between an organic layer on an inorganic layer and a gas barrier property And to provide a method for producing the functional film.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기능성 필름은, 지지체와, 이 지지체 위에 교대로 형성된 유기층 및 무기층을 갖는 기능성 필름으로서,In order to solve the above problems, the functional film of the present invention is a functional film having a support and an organic layer and an inorganic layer alternately formed on the support,
무기층 위에 형성된 유기층을, 적어도 1층 갖고, 또한 이 무기층 위에 형성된 유기층이, 하기의 일반식 [I]로 나타나는 실레인 커플링제를 함유하는 것을 특징으로 하는 기능성 필름을 제공한다.There is provided a functional film characterized in that it has at least one organic layer formed on an inorganic layer and the organic layer formed on the inorganic layer contains a silane coupling agent represented by the following general formula [I].
(R1)3-Si-R2-Si-(R1)3… 일반식 [I](R 1 ) 3 -Si-R 2 -Si- (R 1 ) 3 In the general formula [I]
(일반식 [I]에 있어서, R1은, 치환기를 가져도 되는 알콕시기이며, R2는, 직쇄의 탄소수가 2~10인 치환기를 가져도 되는 직쇄의 알킬렌기이다. 또, 각 R1은, 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.)(In the formula [I], R 1 is an alkoxy group which may have a substituent, R 2 is an alkylene group of a straight-chain carbon atoms in the straight-chain which may have a 2 to 10, which is the substituent. In addition, each of R 1 May be the same or different from each other.)
이와 같은 본 발명의 기능성 필름에 있어서, 일반식 [I]에 있어서, R1이 -OCH3 및 -OCH2CH3으로부터 선택되는 1 이상인 것이 바람직하다.In the functional film of the present invention, it is preferable that R 1 in the general formula [I] is at least one selected from -OCH 3 and -OCH 2 CH 3 .
또, 일반식 [I]에 있어서, R1이 치환기를 갖지 않는 것이 바람직하다.In the general formula [I], it is preferable that R 1 does not have a substituent.
또, 일반식 [I]에 있어서, R2가 치환기를 갖지 않는 것이 바람직하다.In the general formula [I], it is preferable that R 2 does not have a substituent.
또, 무기층 위의 유기층이, 2관능 이상의 (메트)아크릴레이트로 이루어지는 수지를 주성분으로 하는 것이며, 또한 실레인 커플링제의 함유량이 1~25질량%인 것이 바람직하다.Further, the organic layer on the inorganic layer mainly contains a resin comprising two or more functional (meth) acrylates, and the content of the silane coupling agent is preferably 1 to 25 mass%.
또, 유기층이 되는 유기 화합물의 유리 전이 온도가, 실레인 커플링제에 기인하는 부생성물의 비점 혹은 유기층의 형성에 이용하는 유기 용제의 비점보다 고온인 것이 바람직하다.It is also preferable that the glass transition temperature of the organic compound to be an organic layer is higher than the boiling point of the by-product resulting from the silane coupling agent or the boiling point of the organic solvent used for forming the organic layer.
또, 무기층 위의 유기층의 두께가 5μm 이하인 것이 바람직하다.The thickness of the organic layer on the inorganic layer is preferably 5 占 퐉 or less.
또, 무기층이 질화 규소로 이루어지는 것이며, 그 표면에 -OH기 및 -O기 중 적어도 한쪽이 도입되는 것이 바람직하다.It is preferable that the inorganic layer is made of silicon nitride and at least one of -OH group and -O group is introduced on the surface thereof.
또한, 무기층의 밀도가 2~2.4g/cm3인 것이 바람직하다.The density of the inorganic layer is preferably 2 to 2.4 g / cm 3 .
또, 본 발명의 기능성 필름의 제조 방법은, 지지체 위에, 유기층과 무기층을 교대로 형성하여 이루어지는 기능성 필름을 제조할 때,In the method for producing a functional film of the present invention, when a functional film is formed by alternately forming an organic layer and an inorganic layer on a support,
적어도 1회, 무기층 위에 유기층을 형성하고, 또한An organic layer is formed on the inorganic layer at least once,
무기층 위에 유기층을 형성할 때에는, 적어도, 유기 용제, 유기층이 되는 유기 화합물, 및 하기의 일반식 [I]로 나타나는 실레인 커플링제를 함유하는 도료를 도포하는 도포 공정,When the organic layer is formed on the inorganic layer, a coating step of applying at least a coating material containing an organic solvent, an organic compound to be an organic layer, and a silane coupling agent represented by the following general formula [I]
(R1)3-Si-R2-Si-(R1)3… 일반식 [I](R 1 ) 3 -Si-R 2 -Si- (R 1 ) 3 In the general formula [I]
(일반식 [I]에 있어서, R1은, 치환기를 가져도 되는 알콕시기이며, R2는, 직쇄의 탄소수가 2~10인 치환기를 가져도 되는 직쇄의 알킬렌기이다. 또, 각 R1은, 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.)(In the formula [I], R 1 is an alkoxy group which may have a substituent, R 2 is an alkylene group of a straight-chain carbon atoms in the straight-chain which may have a 2 to 10, which is the substituent. In addition, each of R 1 May be the same or different from each other.)
실레인 커플링제에 기인하는 부생성물과 유기 용제의 공비점보다 고온, 혹은 부생성물의 비점과 유기 용제의 비점 중 높은 쪽보다 고온으로 도료를 건조하는 건조 공정,A drying step of drying the coating material at a temperature higher than the azeotropic point of the by-product resulting from the silane coupling agent and the organic solvent or higher than the boiling point of the by-product and the boiling point of the organic solvent,
및 건조한 도료를 광조사에 의하여 경화시키는 경화 공정을 행하는 것을 특징으로 하는 기능성 필름의 제조 방법을 제공한다.And a curing step of curing the dried paint by light irradiation is provided.
이와 같은 본 발명의 기능성 필름의 제조 방법에 있어서, 장척의 지지체를 이용하여, 이 지지체를 길이 방향으로 반송하면서, 유기층 및 무기층의 형성을 행하는 것이 바람직하다.In such a method for producing a functional film of the present invention, it is preferable to form an organic layer and an inorganic layer while conveying the support in the longitudinal direction by using a long support.
상기 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 유기층과 무기층을 교대로 적층하여 이루어지는, 유기/무기 적층형의 기능성 필름에 있어서, 무기층 위의 유기층의 높은 밀착성과, 우수한 가스 배리어성 등의 높은 성능을, 양립하여 얻을 수 있다.According to the present invention having the above-described constitution, in the organic / inorganic laminate type functional film in which the organic layer and the inorganic layer are alternately laminated, the high adhesion of the organic layer on the inorganic layer, Can be obtained at the same time.
도 1에 있어서 도 1(A)~도 1(D)는, 본 발명의 기능성 필름의 일례를 개념적으로 나타내는 도이다.
도 2에 있어서 도 2(A)는, 본 발명의 기능성 필름의 제조 방법을 실시하는 유기층의 형성 장치의 일례를 개념적으로 나타내는 도, 도 2(B)는, 본 발명의 기능성 필름의 제조 방법을 실시하는 무기층의 형성 장치의 일례를 개념적으로 나타내는 도이다.1 (A) to 1 (D) in Fig. 1 conceptually show an example of the functional film of the present invention.
Fig. 2 (A) is a conceptual view of an example of an apparatus for forming an organic layer to which the method for producing a functional film of the present invention is applied, and Fig. 2 (B) Fig. 8 is a diagram conceptually showing an example of an apparatus for forming an inorganic layer to be carried out.
이하, 본 발명의 기능성 필름 및 기능성 필름의 제조 방법에 대하여, 첨부의 도면에 나타나는 적합한 실시예를 근거로, 상세하게 설명한다.Hereinafter, the method for producing the functional film and the functional film of the present invention will be described in detail based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.
본 발명의 기능성 필름은, 기본적으로, 지지체 위에, 유기층과 무기층을 교대로 형성하여 이루어지는, 유기/무기 적층형의 기능성 필름이다.The functional film of the present invention is basically an organic / inorganic laminate type functional film formed by alternately forming an organic layer and an inorganic layer on a support.
또, 본 발명의 기능성 필름은, 무기층 위에 형성된 유기층을 적어도 1층 갖고, 또한 이 무기층 위에 형성된 유기층은, 일반식 [I]로 나타나는 실레인 커플링제를 함유한다.The functional film of the present invention has at least one organic layer formed on the inorganic layer and the organic layer formed on the inorganic layer contains the silane coupling agent represented by the general formula [I].
도 1(A)에, 본 발명의 기능성 필름을 이용하는 가스 배리어 필름의 일례를 개념적으로 나타낸다.Fig. 1 (A) conceptually shows an example of a gas barrier film using the functional film of the present invention.
또한, 본 발명의 기능성 필름 및 기능성 필름의 제조 방법은, 가스 배리어 필름 및 가스 배리어 필름의 제조 방법에 한정되지는 않는다. 즉, 본 발명은, 광학 필터나 광반사 방지 필름 등의 각종 광학 필름 등, 목적으로 하는 기능을 발현하는 공지의 각종 기능성 필름에 이용 가능하다. 그러나, 후술하지만, 본 발명에 따르면, 유기층 내에 생성되는 실레인 커플링제의 자기 축합물 등에 기인하는 물질에 의한 악영향을 큰 폭으로 저감하여, 무기층 위에 높은 밀착성으로 유기층을 형성하고, 그 위에, 치밀한 무기층을 형성할 수 있다. 이로 인하여, 본 발명은, 무기막의 치밀함이 성능에 크게 기여하는 가스 배리어 필름에는, 적합하게 이용된다.In addition, the method for producing a functional film and a functional film of the present invention is not limited to a method for producing a gas barrier film and a gas barrier film. That is, the present invention can be applied to various known functional films such as various optical films such as optical filters and antireflection films, which exhibit desired functions. However, as will be described later, according to the present invention, the adverse effects caused by the substances originating in the self-condensation product of the silane coupling agent produced in the organic layer and the like are significantly reduced, the organic layer is formed with high adhesiveness on the inorganic layer, A dense inorganic layer can be formed. Therefore, the present invention is preferably used for a gas barrier film in which the denseness of the inorganic film contributes greatly to the performance.
도 1(A)에 나타내는 가스 배리어 필름(10a)은, 지지체(Z) 위(표면/주면)에 유기층(12a)을 갖고, 이 유기층(12a) 위에 무기층(14)을 가지며, 이 무기층(14) 위에, 2층째의 유기층(12b)을 갖고, 2층째의 유기층(12b) 위에 2층째의 무기층(14)을 가지며, 또한 이 2층째의 무기층(14) 위에, 3층째의 유기층(12b)을 갖는 것이다.The
즉, 2층째 및 3층째의 유기층(12b)은, 무기층(14) 위에 형성되는 유기층으로서, 상술과 같이, 일반식 [I]로 나타나는 소정의 실레인 커플링제를 함유하는 것이다.That is, the second and third layer
또한, 도 1(A)(마찬가지로 도 1(B)~도 1(D))에 있어서는, 구성을 명확하게 나타내기 위하여, 무기층(14)만 해칭을 넣고 있다.1 (A) (FIG. 1 (B) to FIG. 1 (D)), only the
또한, 본 발명의 가스 배리어 필름(기능성 필름)은, 도시예와 같은, 1층의 유기층(12a), 2층의 유기층(12b) 및 2층의 무기층(14)의, 유기층과 무기층을 교대로, 합계 5층, 적층한 구성에 한정되지는 않는다.The gas barrier film (functional film) of the present invention has an organic layer and an inorganic layer of one layer of the
본 발명의 가스 배리어 필름은, 유기층과 무기층을 교대로 갖고, 또한 무기층 위에 형성된 유기층을 1층 이상 갖는 것이면, 각종 층 구성을 이용 가능하다.The gas barrier film of the present invention may have various layer constructions so long as it has an organic layer and an inorganic layer alternately and has one or more organic layers formed on the inorganic layer.
예를 들면, 도 1(B)에 나타내는 바와 같은, 도 1(A)에 나타내는 가스 배리어 필름(10a)의 표면에, 3층째의 무기층(14)을 더 갖고, 그 위에, 4층째의 유기층(12b)을 갖는, 교대로 형성된 유기층과 무기층을 합계로 7층 갖는, 가스 배리어 필름(10b)도, 적합하게 예시된다.For example, as shown in Fig. 1 (B), the
본 발명의 가스 배리어 필름에 있어서는, 기본적으로, 하지가 되는 유기층과, 유기층 위에 형성되는 무기층의 조합이 많을 수록, 우수한 가스 배리어성을 발현한다. 또, 도 1(A)에 나타내는 가스 배리어 필름(10a) 등도 마찬가지이지만, 최상층에 유기층(12b)을 가짐으로써, 이 유기층(12b)이 보호층으로서 작용하기 때문에, 무기층(14)의 손상에 기인하는 가스 배리어성의 저하를, 적합하게 방지할 수 있다.In the gas barrier film of the present invention, basically, the greater the number of combinations of the underlying organic layer and the inorganic layer formed on the organic layer, the more excellent gas barrier properties are exhibited. The
본 발명의 가스 배리어 필름은, 지지체(Z) 위에 무기층(14)을 갖고, 그 위에 유기층과 무기층을 교대로 갖는 구성이어도 된다. 예를 들면, 도 1(C)에 나타내는, 지지체(Z) 위에 무기층(14)을 갖고, 그 위에 유기층(12b)을 가지며, 그 위에 2층째의 무기층(14)을 갖고, 그 위에, 최상층의 유기층(12b)을 갖는 가스 배리어 필름(10c)과 같은 구성이어도 된다. 이 구성의 경우에는, 모든 유기층이 무기층(14) 위에 형성되는 유기층(12b)이 된다.The gas barrier film of the present invention may have an
유기층(12a) 및 유기층(12b)은, 일반적으로, 유기층이 되는 모노머 등의 유기 화합물을 유기 용제에 용해한 도료를 이용하는 도포법으로 형성한다. 도 1(C)에 나타내는 바와 같이, 지지체(Z) 위에 무기층(14)을 갖고, 그 위에 유기층(12b) 및 무기층(14)을 교대로 형성함으로써, 사이클로올레핀 코폴리머 등의, 광학 특성이 우수하지만, 유기 용제에 의하여 용해나 변질이 발생하기 쉬운 재료로 이루어지는 지지체(Z)를 이용했을 때에, 유기 용제에 기인하는 지지체(Z)의 광학 특성의 열화를 방지할 수 있다.The
본 발명의 가스 배리어 필름은, 최상층이 무기층(14)이어도 된다. 예를 들면, 도 1(D)에 나타내는, 지지체(Z) 위에 유기층(12a)을 갖고, 그 위에 무기층(14)을 가지며, 그 위에, 2층째의 유기층(12b)을 갖고, 그 위에 2층째의 무기층(14)을 갖는 가스 배리어 필름(10d)과 같은 구성이어도 된다.In the gas barrier film of the present invention, the uppermost layer may be the inorganic layer (14). For example, the
최상층을 무기층(14)으로 함으로써, 본 발명의 가스 배리어 필름을 유기 EL디바이스(OLED 디바이스) 등에 이용했을 때에, 유기층(12b)으로부터의 아웃 가스에 의한 악영향을, 보다 적합하게 방지하여, 다크 스폿의 생성 등의 유기 EL디바이스의 열화를, 보다 확실히 방지할 수 있다.When the gas barrier film of the present invention is used as the organic EL device (OLED device) or the like, the outermost layer from the
본 발명에 있어서, 지지체(기판/기재)(Z)에는, 특별히 한정은 없고, 가스 배리어 필름의 지지체로서 이용되고 있는, 공지의 시트 형상물을 각종 이용 가능하다.In the present invention, the support (substrate / substrate) Z is not particularly limited, and various known sheet materials used as a support of the gas barrier film can be used.
바람직하게는, 후술하는 롤·투·롤에 의한 유기층 및 무기층의 형성이 가능하도록, 장척의 시트 형상의 지지체(Z)(웨브 형상의 지지체(Z))가 이용된다.Preferably, an elongated sheet-shaped support Z (web-shaped support Z) is used so that an organic layer and an inorganic layer can be formed by roll-to-roll as described later.
지지체(Z)로서는, 구체적으로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스타이렌, 폴리아마이드, 폴리염화 바이닐, 폴리카보네이트, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리이미드, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리카보네이트(PC), 사이클로올레핀 폴리머(COP), 사이클로올레핀 코폴리머(COC), 트라이아세틸셀룰로스(TAC), 투명 폴리이미드 등의, 각종 플라스틱(고분자 재료)으로 이루어지는 플라스틱 필름이, 적합하게 예시된다.Specific examples of the support Z include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyamide, polyvinyl chloride, polycarbonate, polyacrylonitrile, polyimide, (Polymer material) such as polyacrylate, polymethacrylate, polycarbonate (PC), cycloolefin polymer (COP), cycloolefin copolymer (COC), triacetyl cellulose (TAC) and transparent polyimide A plastic film is suitably exemplified.
또, 지지체(Z)는, 이와 같은 플라스틱 필름의 표면에, 보호층, 접착층, 광반사층, 반사 방지층, 차광층, 평탄화층, 완충층, 응력 완화층 등의, 각종 기능을 얻기 위한 층(막)이 형성되어 있는 것이어도 된다.The support Z is a layer (film) for obtaining various functions such as a protective layer, an adhesive layer, a light reflection layer, an antireflection layer, a light shielding layer, a planarization layer, a buffer layer, May be formed.
가스 배리어 필름(10a)에 있어서, 유기층(12a) 및 유기층(12b)은, 유기 화합물로 이루어지는 층(유기 화합물을 주성분으로 하는 층(막))으로서, 유기층이 되는 유기 화합물을, 중합(가교)하여 경화시킨 것이다. 유기층(12a) 및 유기층(12b)이 되는 유기 화합물은, 모노머, 다이머, 트라이머 및 올리고머 등 중 어느 하나여도 되고, 이들의 2 이상이 병용되어도 된다.In the
본 발명의 가스 배리어 필름(10a)에 있어서, 지지체(Z)의 표면 등, 무기층(14)의 하층으로서 형성되는 유기층(12a) 및 유기층(12b)은, 기본적으로, 가스 배리어성을 발현하는 무기층(14)의 하지층으로서 작용한다. 유기층(12a) 및 유기층(12b)을 하지층으로 하여, 무기층(14)을 형성함으로써, 무기층(14)의 형성면을 평활화하여, 금이나 균열, 비형성부 등의 공극이 없는(공극을 큰 폭으로 저감한), 균일한 무기층(14)을 형성하여, 높은 가스 배리어 성능을 발현하는 가스 배리어 필름을, 안정적으로 제조할 수 있다.In the
최상층의 유기층(12b)은, 보호층으로서 작용한다. 가스 배리어 필름(10a)은, 이 최상층의 유기층(12b)을 가짐으로써, 무기층(14)의 손상 등에 의한 가스 배리어성의 열화 등을 방지할 수 있다.The uppermost
또한, 본 발명의 가스 배리어 필름에 있어서는, 지지체(Z)의 표면에 유기층(12a)이 아닌 무기층(14)을 형성해도 되고, 또 최상층이 무기층(14)이어도 되는 것은 상술한 바와 같다.In the gas barrier film of the present invention, the
본 발명의 제조 방법에 있어서, 지지체(Z)의 표면에 형성되는 유기층(12a), 및 무기층(14)의 표면에 형성되는 유기층(12b)의 형성 재료에는, 특별히 한정은 없고, 공지의 유기 화합물(수지/고분자 재료)을 각종 이용 가능하다.In the production method of the present invention, the material for forming the
구체적으로는, 폴리에스터, 아크릴 수지, 메타크릴 수지, 메타크릴산-말레산 공중합체, 폴리스타이렌, 투명 불소 수지, 폴리이미드, 불소화 폴리이미드, 폴리아마이드, 폴리아마이드이미드, 폴리에터이미드, 셀룰로스아실레이트, 폴리유레테인, 폴리에터에터케톤, 폴리카보네이트, 지환식 폴리올레핀, 폴리아릴레이트, 폴리에터설폰, 폴리설폰, 플루오렌환 변성 폴리카보네이트, 지환 변성 폴리카보네이트, 플루오렌환 변성 폴리에스터, 아크릴로일 화합물 등의 열가소성 수지, 혹은 폴리실록세인, 그 외의 유기 규소 화합물의 막이 적합하게 예시된다.Specific examples of the resin include polyolefins such as polyester, acrylic resin, methacrylic resin, methacrylic acid-maleic acid copolymer, polystyrene, transparent fluororesin, polyimide, fluorinated polyimide, polyamide, polyamideimide, polyetherimide, cellulose acyl But are not limited to, polyolefins, polyurethanes, polyurethanes, polyurethanes, polyetherketones, polycarbonates, alicyclic polyolefins, polyarylates, polyethersulfones, polysulfones, fluorene ring-modified polycarbonates, alicyclic modified polycarbonates, Ester or acryloyl compound, or a film of polysiloxane or other organic silicon compound is suitably exemplified.
그 중에서도, 무기층(14)의 형성면을 평탄하게 하고, 그 기능을 충분히 발현할 수 있으며, 내열성이 우수한 등의 점에서, 라디칼 중합성 화합물 및/또는 에터기를 관능기에 갖는 양이온 중합성 화합물의 중합물로 구성된 유기층(12a) 및 유기층(12b)이 적합하다.Among them, a cationic polymerizable compound having a radically polymerizable compound and / or an ether group in a functional group, in view of the flatness of the surface on which the
그 중에서도, 강도나 광학 특성도 우수한 등의 점에서, 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트의 모노머의 중합체를 주성분으로 하는 아크릴 수지나 메타크릴 수지 등은, 유기층(12a) 및 유기층(12b)으로서 적합하게 이용된다.Among them, an acrylic resin or a methacrylic resin containing a polymer of a monomer of acrylate and / or methacrylate as a main component is preferably used as the
그 중에서도 특히, 다이프로필렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트(DPGDA), 1,9-노네인다이올다이(메트)아크릴레이트(A-NODN), 1,6헥세인다이올다이아크릴레이트(A-HD-N), 트라이메틸올프로페인트라이(메트)아크릴레이트(TMPTA), (변성)비스페놀 A 다이(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트(DPHA) 등의, 2관능 이상의 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트의 모노머 등의 중합체를 주성분으로 하는, 아크릴 수지나 메타크릴 수지는, 적합하게 예시된다. 또, 이들 아크릴 수지나 메타크릴 수지를, 복수 이용하는 것도 바람직하다.Particularly preferred among them are dipropylene glycol di (meth) acrylate (DPGDA), 1,9-nonene diol di (meth) acrylate (A-NODN), 1,6 hexanediol diacrylate A-HD-N), trimethylol propyl acrylate (TMPTA), (modified) bisphenol A di (meth) acrylate, and dipentaerythritol hexa (meth) acrylate (DPHA) Acrylic resins or methacrylic resins containing a polymer such as monomers of acrylate and / or methacrylate having two or more functional groups as a main component are suitably exemplified. It is also preferable to use a plurality of these acrylic resins or methacrylic resins.
유기층(12a) 및 유기층(12b)을, 아크릴 수지나 메타크릴 수지, 특히 2관능 이상의 아크릴 수지나 메타크릴 수지로 형성함으로써, 골격이 견실한 하지 위에 무기막(14)을 형성할 수 있다. 그 결과, 보다 치밀하게 가스 배리어성이 높은 무기막(14)을 형성할 수 있다.The
유기층(12a) 및 유기층(12b)의 두께는, 5μm 이하가 바람직하다. 유기층(12a) 및 유기층(12b)의 두께를 5μm 이하로 함으로써, 유기막(12a) 및 유기층(12b)이 너무 두꺼운 것에 기인하는, 유기막(12a) 및 유기층(12b)의 크랙이나, 가스 배리어 필름(10a)의 컬링 등의 문제의 발생을 적합하게 방지할 수 있다. 특히, 유기층(12b)의 두께는, 5μm 이하로 하는 것이 바람직하다.The thickness of the
유기층(12a) 및 유기층(12b)의 두께는, 0.5μm 이상이 바람직하다. 유기층(12a) 및 유기층(12b)의 두께를 0.5μm 이상으로 함으로써, 보다 적합하게 무기층(14)의 형성면을 적정하게 하여, 균열이나 금 등이 없는 적정한 무기층(14)을, 형성면의 전체면에 걸쳐 형성할 수 있다.The thickness of the
이상의 점을 고려하면, 유기막(12a) 및 유기층(12b)의 두께는, 1~3μm로 하는 것이, 보다 바람직하다.Considering the above points, the thickness of the
도 1(A)에 나타내는 가스 배리어 필름(10a)과 같이, 복수의 유기층을 갖는 경우에는, 각 유기층은, 동일한 재료로 형성해도 되고, 상이한 재료로 형성해도 된다. 그러나, 생산성 등을 고려하면, 모든 유기층을, 동일한 재료로 형성하는 것이 바람직하다.In the case of having a plurality of organic layers like the
또, 복수의 유기층을 갖는 경우에는, 각 유기층의 두께는, 동일해도 되고 상이해도 된다.In the case of having a plurality of organic layers, the thicknesses of the respective organic layers may be the same or different.
이와 같은 유기층(12a) 및 유기층(12b)은, 공지의 방법으로 형성하면 된다. 바람직하게는, 유기층(12a)이나 유기층(12b)이 되는 모노머를 함유하는 도료를 조제하고, 이 도료를 도포하여, 건조 및 경화시키는, 도포법으로 형성한다.The
여기에서, 무기층(14) 위에 형성되는 유기층(12b)은, 소정의 실레인 커플링제를 함유한다. 즉, 유기층(12b)을 형성하기 위한 도료에는, 실레인 커플링제가 첨가된다. 이 점에 관해서는, 후에 상세히 설명한다.Here, the
본 발명의 가스 배리어 필름(10a)에 있어서, 무기층(14)은, 무기 화합물로 이루어지는 층(무기 화합물을 주성분으로 하는 층(막))으로, 가스 배리어 필름(10a)에 있어서, 가스 배리어성을 주로 발현하는 것이다. 즉, 본 발명의 기능성 필름에 있어서, 무기층은, 목적으로 하는 기능을 종에 발현하는 층이다.In the
무기층(14)으로서는, 가스 배리어성을 발현하는 무기 화합물로 이루어지는 막을 각종 이용 가능하다.As the
구체적으로는, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 산화 탄탈럼, 산화 지르코늄, 산화 타이타늄, 산화 인듐 주석(ITO) 등의 금속 산화물; 질화 알루미늄 등의 금속 질화물; 탄화 알루미늄 등의 금속 탄화물; 산화 규소, 산화 질화 규소, 산탄화 규소, 산화 질화 탄화 규소 등의 규소 산화물; 질화 규소, 질화 탄화 규소 등의 규소 질화물; 탄화 규소 등의 규소 탄화물; 이들의 수소화물; 이들 2종 이상의 혼합물; 및, 이들의 수소 함유물 등의 것이 적합하게 예시된다.Specifically, metal oxides such as aluminum oxide, magnesium oxide, tantalum oxide, zirconium oxide, titanium oxide, and indium tin oxide (ITO); Metal nitrides such as aluminum nitride; Metal carbides such as aluminum carbide; Silicon oxides such as silicon oxide, silicon oxynitride, silicon oxycarbide, and silicon oxynitride; Silicon nitrides such as silicon nitride and silicon carbide; Silicon carbide such as silicon carbide; Their hydrides; Mixtures of two or more thereof; And hydrogen-containing materials thereof, and the like are suitably exemplified.
특히, 투명성이 높고, 또한 우수한 가스 배리어성을 발현할 수 있는 점에서, 규소 화합물로 이루어지는 막이 적합하게 예시된다. 그 중에서도 특히, 질화 규소로 이루어지는 막은, 보다 우수한 가스 배리어성에 더하여 투명성도 높아, 적합하게 예시된다.Particularly, a film made of a silicon compound is preferably exemplified because it has high transparency and can exhibit excellent gas barrier properties. Particularly, the film made of silicon nitride has a higher transparency in addition to better gas barrier properties and is suitably exemplified.
도 1(A)에 나타내는 가스 배리어 필름(10a)과 같이, 복수의 무기층(14)을 갖는 경우에는, 각 무기층(14)은 동일한 재료로 형성해도 되고 상이한 재료로 형성해도 된다. 그러나, 생산성 등을 고려하면, 모든 무기층(14)을 동일한 재료로 형성하는 것이 바람직하다.When each of the
본 발명의 가스 배리어 필름(10a)에 있어서는, 유기층(12b)이 위에 형성되는 무기층(14)이, 규소 화합물인 경우에는, 무기층(14)의 표면에, -O기 및/또는 -OH기가 도입되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 무기층(14)은, 표층이 산화 규소화 및/또는 수산화 규소화되어 있는 것이 바람직하다. 특히, 유기층(12b)이 위에 형성되는 무기층(14)이, 질화 규소인 경우에는, 그 표면에, -O기 및/또는 -OH기가 도입되어 있는 것이 바람직하다.In the
후에 상세히 설명하지만, 본 발명의 가스 배리어 필름(10a)에 있어서, 무기층(14) 위의 유기층(12b)은, 소정의 실레인 커플링제를 함유한다. 이로 인하여, 위에 유기층(12b)이 형성되는 무기층(14)의 표면에, -O기나 -OH기가 도입되어 있음으로써, 무기층(14)과 유기층(12b)의 밀착성을, 보다 높게 할 수 있다. 이 점에 관해서는, 후에 상세히 설명한다.As will be described in detail later, in the
무기층(14)의 두께는, 형성 재료에 따라, 목적으로 하는 가스 배리어성을 발현할 수 있는 두께를, 적절히 결정하면 된다. 본 발명자의 검토에 의하면, 무기층(14)의 두께는, 10~200nm로 하는 것이 바람직하다.The thickness of the
무기층(14)의 두께를 10nm 이상으로 함으로써, 충분한 가스 배리어 성능을 안정적으로 발현하는 무기층(14)을 형성할 수 있다. 또, 무기층(14)은, 일반적으로 무르고, 너무 두꺼우면, 균열이나 금, 박리 등을 일으킬 가능성이 있지만, 무기층(14)의 두께를 200nm 이하로 함으로써, 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있다.By setting the thickness of the
이와 같은 점을 고려하면, 무기층(14)의 두께는, 10~100nm로 하는 것이 바람직하고, 특히, 20~75nm로 하는 것이 바람직하다.In consideration of this, the thickness of the
도 1(A)에 나타내는 가스 배리어 필름(10a)과 같이, 복수의 무기층(14)을 갖는 경우에는, 각 무기층(14)의 두께는, 동일해도 되고 상이해도 된다.In the case of having the plurality of
본 발명의 가스 배리어 필름(10a)에 있어서, 무기층(14)은, 밀도가 2~2.4g/cm3인 것이 바람직하다.In the gas barrier film (10a) of the present invention, the
무기층(14)의 밀도를 2g/cm3 이상으로 함으로써, 치밀한 막으로 높은 가스 배리어성이 얻어지고, 상층에 형성되는 유기층(12b)이 함유하는 실레인 커플링제의 결합에 대하여 충분한 결합수를 얻을 수 있는 등의 점에서 바람직하다.When the density of the
무기층(14)의 밀도를 2.4g/cm3 이하로 함으로써, 고강성에 기인하는 무기층(14)의 균열을 적합하게 방지할 수 있고, 투명성을 확보할 수 있는 등의 점에서 바람직하다.By setting the density of the
무기층(14)은, 공지의 방법으로 형성하면 된다. 구체적으로는, CCP-CVD나 ICP-CVD 등의 플라즈마 CVD, 마그네트론 스퍼터링이나 반응성 스퍼터링 등의 스퍼터링, 진공 증착 등, 기상 퇴적법(기상 성막법)이 적합하게 예시된다.The
여기에서, 기상 퇴적법에 의하여 형성되는 규소 화합물로 이루어지는 막에서는, 모든 규소가 예를 들면 질화 규소 등의 목적으로 하는 화합물로 되어 있는 것은 아니며, 미결합의 결합손을 갖는 규소도 존재한다. 특히, 막의 표면에서는, 미결합의 결합손을 갖는 규소가 다량으로 존재하고 있다.Here, in a film made of a silicon compound formed by a vapor deposition method, not all silicon is made of a desired compound such as silicon nitride, and silicon having unbonded bonding hands is also present. Particularly, on the surface of the film, a large amount of silicon having unbonded bonding hands exists.
이로 인하여, 무기층(14)을 형성한 후, 막의 표면을 공기(대기)에 노출하면, 이 미결합의 결합손에 -O기나 -OH기가 결합하여, 무기층(14)의 표면에, 상술과 같이 -O기나 -OH기를 도입할 수 있다. 이 점에 관해서는, 후에 상세히 설명한다.Therefore, when the surface of the film is exposed to air (atmosphere) after the formation of the
도 1(A)에 나타내는 가스 배리어 필름(10a)에 있어서는, 1층째의 무기층(14) 위에, 2층째의 유기층(12b)이 형성되고, 2층째의 무기층(14) 위에, 3층째의 유기층(12b)이 형성된다.In the
본 발명의 가스 배리어 필름(10a)(본 발명의 기능성 필름)은, 무기층(14) 위에 형성되는 유기층(12b)을, 1층 이상 갖고, 또한 이 무기층(14) 위에 형성되는 유기층(12b)은, 하기의 일반식 [I]The
(R1)3-Si-R2-Si-(R1)3… 일반식 [I](R 1 ) 3 -Si-R 2 -Si- (R 1 ) 3 In the general formula [I]
(일반식 [I]에 있어서, R1은, 치환기를 가져도 되는 알콕시기이며, R2는, 직쇄의 탄소수가 2~10인 치환기를 가져도 되는 직쇄의 알킬렌기이다. 또, 각 R1은, 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.)(In the formula [I], R 1 is an alkoxy group which may have a substituent, R 2 is an alkylene group of a straight-chain carbon atoms in the straight-chain which may have a 2 to 10, which is the substituent. In addition, each of R 1 May be the same or different from each other.)
로 나타나는 실레인 커플링제를 함유한다.Lt; / RTI >
본 발명의 가스 배리어 필름(10a)은, 이와 같은 구성을 가짐으로써, 유기층과 무기층을 교대로 적층하여 이루어지는, 유기/무기 적층형의 가스 배리어 필름에 있어서, 무기층(14) 위의 유기층(12b)의 높은 밀착성과, 결함이나 손상이 없는 균일한 무기층(14)에 의한 우수한 가스 배리어성을, 양립하여 얻고 있다.The
상술과 같이, 유기층과 무기층을 교대로 적층하여 이루어지는 유기/무기 적층형의 가스 배리어 필름은, 하지로서의 유기층을 가짐으로써, 결함이 없는 균일한 무기층을 형성할 수 있으며, 이로써, 높은 가스 배리어성을 얻을 수 있다. 또한, 이 하지의 유기층과 무기층의 조합을, 복수 가짐으로써, 보다 높은 가스 배리어성이 얻어진다. 또, 무기층을 보호하기 위하여, 최상층에 유기층을 갖는 것도 유효하다.As described above, the organic / inorganic laminate type gas barrier film formed by alternately laminating the organic layer and the inorganic layer can form a uniform inorganic layer free from defects by having an organic layer as a base, Can be obtained. Further, by having a plurality of combinations of the organic layer and the inorganic layer in the lower layer, higher gas barrier properties can be obtained. In order to protect the inorganic layer, it is also effective to have an organic layer in the uppermost layer.
여기에서, 높은 가스 배리어성을 얻기 위해서는, 예를 들면 밀도가 2g/cm3 이상과 같은, 치밀한 무기층을 형성하는 것이 유효하다. 그러나, 무기층이 치밀하므로, 무기층 위에 유기층을 형성할 때에는, 이(易)접착층과 같은 앵커링의 효과를 얻는 것이 곤란하여, 충분한 밀착성이 얻어지지 않는다.Here, in order to obtain a high gas barrier property, it is effective to form a dense inorganic layer having a density of 2 g / cm 3 or more, for example. However, when the organic layer is formed on the inorganic layer, since the inorganic layer is dense, it is difficult to obtain the effect of anchoring like the easy adhesive layer, and sufficient adhesion can not be obtained.
이로 인하여, 특허문헌 1이나 특허문헌 2에도 나타나는 바와 같이, 유기/무기 적층형의 가스 배리어 필름에서는, 무기층 위에 유기층을 형성하는 경우에는, 유기층에 실레인 커플링제를 첨가하고 있다.As a result, as shown in Patent Document 1 and Patent Document 2, in the case of forming the organic layer on the inorganic layer, the silane coupling agent is added to the organic layer in the organic / inorganic laminated gas barrier film.
주지와 같이, 실레인 커플링제는, 분자 내에 유기 재료 및 무기 재료와 결합하는 관능기를 갖는 화합물이다.As is well known, a silane coupling agent is a compound having a functional group binding to an organic material and an inorganic material in a molecule.
유기/무기 적층형의 가스 배리어 필름에 있어서는, 실레인 커플링제는, 예를 들면 무기층과는 실란올화에 의하여 Si-O-Si의 결합을 형성하고, 유기층을 형성하는 재료와 결합하기 쉬운 기를 가짐으로써, 무기층 위의 유기층의 밀착성을 확보한다.In the organic / inorganic laminate type gas barrier film, the silane coupling agent has a group which forms a bond of Si-O-Si by silanolization with, for example, an inorganic layer and is easy to bond with the material forming the organic layer Thereby securing the adhesion of the organic layer on the inorganic layer.
이상의 점을 고려하면, 유기/무기 적층형의 가스 배리어 필름에 있어서는, 실레인 커플링제로서, 예를 들면 아크릴기와 같은 라디칼 중합성(라디칼 반응성)을 갖고, 유기층을 형성하는 수지 재료와의 반응성이 높은 관능기(치환기)를 갖는 화합물을 이용하는 것이 바람직하다고 생각된다.In view of the above points, in the organic / inorganic laminate type gas barrier film, as the silane coupling agent, for example, a compound having a radical polymerizing property such as an acrylic group (radical reactivity) and a high reactivity with a resin material forming an organic layer It is considered preferable to use a compound having a functional group (substituent).
그러나, 본 발명자의 검토에 의하면, 유기/무기 적층형의 가스 배리어 필름에 있어서는, 이와 같은 라디칼 중합성을 갖는 관능기를 갖는 실레인 커플링제를 이용하면, 실레인 커플링제가 유기층의 형성의 저해 요인으로서 작용하게 되어, 충분한 가스 배리어성이 얻어지지 않으며, 또 충분한 유기층의 밀착성이 얻어지지 않는 등이 문제가 발생하는 경우가 있는 것을 알 수 있었다.However, according to the study by the present inventors, in the organic / inorganic laminated gas barrier film, when such a silane coupling agent having a functional group having radical polymerizability is used, the silane coupling agent is an inhibitor of the formation of the organic layer It is found that sufficient gas barrier property can not be obtained and sufficient adhesion of the organic layer can not be obtained.
유기층의 형성은, 통상, 유기층이 되는 유기 화합물을 함유하는 도료를 이용하는 도포법으로 행해진다. 실레인 커플링제는, 이 도료에 첨가된다.The formation of the organic layer is usually carried out by a coating method using a paint containing an organic compound to be an organic layer. The silane coupling agent is added to the coating material.
도료를 이용하는 유기층의 형성에서는, 유기층의 형성면인 무기층 위에 도료를 도포하여 건조하고, 그 후, 자외선 조사 등의 유기층에 따른 경화가 행해져, 유기층이 형성된다.In the formation of the organic layer using the coating material, the coating material is coated on the inorganic layer, which is the formation surface of the organic layer, followed by drying, and then curing according to the organic layer such as ultraviolet irradiation is performed to form an organic layer.
또, 특허문헌 1에도 나타나는 바와 같이, 실레인 커플링제에 기인하는 부생성물의 제거, 실레인 커플링제의 가수 분해 및 실란올화의 진행 등을 고려하면, 도료의 건조는, 실레인 커플링제에 기인하는 부생성물이나, 도료에 이용하는 용제의 비점 등보다 고온으로 행하는 것이 유리하다.Also, as shown in Patent Document 1, in consideration of the removal of by-products attributable to the silane coupling agent, the hydrolysis of the silane coupling agent, and the progress of the silanization, drying of the paint is caused by the silane coupling agent And the boiling point of the solvent used for the paint.
그러나, 라디칼 중합성의 관능기를 갖는 실레인 커플링제를 이용하는 종래의 유기층의 형성에서는, 무기층 표면의 -OH기 등에 의한 프로톤으로 실레인 커플링제가 가수 분해된다. 또한, 상술과 같은 부생성물이나 용제의 비점에 따른 고온에서의 건조에 의하여, 가수 분해 등의 반응이 진행된다.However, in the formation of the conventional organic layer using a silane coupling agent having a radically polymerizable functional group, the silane coupling agent is hydrolyzed with a proton by -OH group or the like on the surface of the inorganic layer. Further, by the drying at a high temperature depending on the boiling points of the above-mentioned by-products and the solvent, a reaction such as hydrolysis proceeds.
반응에 따라, 무기층 표면의 -OH기 등과 적정하게 결합하는 실레인 커플링제도 물론 존재한다. 그러나, 이 건조에 있어서의 가수 분해에 의하여, 실레인 커플링제끼리가 자기 축합하여, 어느 정도의 분자량을 갖는 구조가 되어 버리는 것도 많이 존재한다. 이와 같이 자기 축합한 실레인 커플링제도, 라디칼 중합을 일으키는 관능기 부분은, 미반응인 채 유지되고 있다. 그 결과, 자기 축합한 실레인 커플링제는, 분자량이 커지므로, 주성분인 유기 화합물과 비교하여, 자외선 등에 의한 경화가 어려운 재료가 된다.There is, of course, a silane coupling scheme which, depending on the reaction, properly bonds with the -OH group on the surface of the inorganic layer. However, there are many cases where the silane coupling agents are self-condensed by the hydrolysis in this drying, resulting in a structure having a certain molecular weight. The self-condensed silane coupling system and the functional group causing the radical polymerization remain unreacted. As a result, the self-condensed silane coupling agent has a higher molecular weight, and thus becomes a material which is harder to cure by ultraviolet rays or the like as compared with an organic compound as a main component.
이와 같은, 건조에 있어서의 가수 분해로 자기 축합한 실레인 커플링제는, 분자량이 너무 크기 때문에, 유동성이 나쁘고, 무기층 및 유기층이 되는 유기 화합물과의 결합이 곤란하며, 실레인 커플링제로서 충분히 기능하지 않는다.Such a silane coupling agent that is self-condensed by hydrolysis in drying has a too large molecular weight and thus has poor fluidity and is difficult to bond with an organic compound to be an inorganic layer and an organic layer, It does not function.
이로 인하여, 실레인 커플링제를 이용하고 있음에도 불구하고, 무기층 위에 형성한 유기층은, 충분한 밀착성이 얻어지지 않는 경우가 많이 발생한다.Thus, in spite of the use of a silane coupling agent, the organic layer formed on the inorganic layer often fails to have sufficient adhesion.
또, 자기 축합한 무기층과 결합할 수 없는 실레인 커플링제가, 유기층이 되는 유기 화합물과 결합하면, 유기 화합물의 결합손이 감소되어 버리기 때문에, 가교성이 높은 다관능의 유기 화합물을 이용한 경우에도, 유기층이 되는 모노머의 중합을 저해한다.Further, when a silane coupling agent that can not bind to the self-condensed inorganic layer is bonded to an organic compound to be an organic layer, the binding loss of the organic compound is reduced. Therefore, when a polyfunctional organic compound having high crosslinkability is used , The polymerization of the monomer which becomes the organic layer is inhibited.
또한, 자기 축합한 실레인 커플링제는, 어느 정도의 분자량을 가지므로, 유기층이 되는 유기 화합물의 중합도 저해하기 때문에, 유기층 중에 충분히 다 중합되지 않은 영역이 생성되게 된다.In addition, since the self-condensed silane coupling agent has a certain molecular weight, the polymerization of the organic compound to be an organic layer is also inhibited, so that a region not sufficiently polymerized in the organic layer is generated.
또한, 자기 축합한 실레인 커플링제는, 어느 정도의 분자량이나 입체 구조를 가지므로, 자신의 중합성도 낮다.In addition, the self-condensed silane coupling agent has a certain degree of molecular weight or steric structure, and therefore has low self-polymerization.
그 결과, 유기층 중에는, 무기층과 결합할 수 없는 자기 축합한 실레인 커플링제, 자기 축합한 실레인 커플링제와 유기 화합물의 결합체, 저분자량의 유기 화합물의 중합체 등의 저분자 화합물이 잔존하게 된다.As a result, a low molecular weight compound such as a self-condensed silane coupling agent that can not bind to the inorganic layer, a conjugate of a self-condensed silane coupling agent and an organic compound, or a polymer of a low molecular weight organic compound remains in the organic layer.
이와 같은 저분자 화합물은, 적정하게 중합한 유기층에 비하여 분자량이 작고, 열이나 플라즈마 등에 대한 내성이 낮다. 이로 인하여, 유기층 위에 무기층을 형성할 때에, 플라즈마 CVD에 의한 플라즈마 등에 의하여, 이들 저분자 화합물의 가스화나 분해가 발생하여, 이것이 무기층의 형성을 저해한다. 그 결과, 적정한 무기층을 형성하지 못하여, 목적으로 하는 가스 배리어성을 갖는 가스 배리어 필름을 얻을 수 없게 된다.Such a low-molecular compound has a smaller molecular weight than that of an appropriately polymerized organic layer, and is low in resistance to heat, plasma, and the like. Therefore, when the inorganic layer is formed on the organic layer, gasification or decomposition of these low molecular compounds occurs due to plasma or the like caused by plasma CVD, which hinders the formation of the inorganic layer. As a result, an appropriate inorganic layer can not be formed, and a gas barrier film having a desired gas barrier property can not be obtained.
또, 가스 배리어 필름을 유기 EL디바이스(OLED 디바이스) 등에 이용했을 때에, 유기 EL층의 형성 시 등의 열로, 저분자 화합물이 증발하여 유기층으로부터 아웃 가스가 발생하고, 이 아웃 가스가 유기 EL층 등에 악영향을 주어, 다크 스폿이 발생하게 된다. 특히, 무기층에 협지된 유기층에서는, 가스 배리어성이 높은 무기층에 협지되어 있기 때문에, 가열에 의하여 저분자 화합물이 팽창하여, 파열된다. 이 파열에 의하여, 무기층이 손상되어 가스 배리어성이 저하되고, 또한 발생되는 가스가 유기 EL층 등에 악영향을 준다.Further, when the gas barrier film is used in an organic EL device (OLED device) or the like, an out gas is generated from the organic layer due to evaporation of the low-molecular compound due to heat such as the formation of the organic EL layer, And a dark spot is generated. Particularly, in the organic layer sandwiched by the inorganic layer, since the inorganic compound layer is sandwiched by the inorganic layer having a high gas barrier property, the low molecular compound expands and ruptures by heating. This rupture damages the inorganic layer to degrade gas barrier properties, and the generated gas adversely affects the organic EL layer and the like.
이에 대하여, 본 발명의 가스 배리어 필름에서는, 무기층(14) 위에 형성되는 유기층(12b)은, 하층의 무기층(14)과의 밀착성을 확보하기 위한 실레인 커플링제로서, 하기의 일반식 [I]On the other hand, in the gas barrier film of the present invention, the
(R1)3-Si-R2-Si-(R1)3… 일반식 [I](R 1 ) 3 -Si-R 2 -Si- (R 1 ) 3 In the general formula [I]
(일반식 [I]에 있어서, R1은, 치환기를 가져도 되는 알콕시기이며, R2는, 직쇄의 탄소수가 2~10인 치환기를 가져도 되는 직쇄의 알킬렌기이다. 또, 각 R1은, 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.)(In the formula [I], R 1 is an alkoxy group which may have a substituent, R 2 is an alkylene group of a straight-chain carbon atoms in the straight-chain which may have a 2 to 10, which is the substituent. In addition, each of R 1 May be the same or different from each other.)
로 나타나는 실레인 커플링제를 이용한다.Is used as the silane coupling agent.
일반식 [I]에 나타나는 바와 같이, 이 실레인 커플링제는, 라디칼 중합성을 갖는 관능기를 갖지 않는다.As shown in the general formula [I], this silane coupling agent does not have a functional group having a radical polymerizable property.
따라서, 도료를 도포 및 건조한 후에, 자외선 조사 등에 의한 경화가 행해져도, 자기 축합하는 일이 없기 때문에, 적정하게 실레인 커플링제로서 작용한다.Therefore, even if curing by ultraviolet irradiation or the like is performed after application and drying of the coating material, it does not undergo self-condensation and accordingly functions as a silane coupling agent properly.
또한, 이 실레인 커플링제는, 무기층(14)과 결합하는 알콕시기를 갖는 규소 원자를 직쇄의 알킬렌기로 결합한 구성을 가지므로, 3차원 가교한 유기 화합물의 중합체와 잘 얽혀, 높은 앵커링 효과에 의한 밀착성을 얻을 수 있다. 특히, 이 직쇄 알킬렌을, 어느 정도의 길이로 함으로써, 양단이 무기층(14)에 결합한 브릿지 형상과 같이 되는 실레인 커플링제가 발생하여, 보다 적합하게 3차원 가교한 유기 화합물의 중합체와 얽힌다.The silane coupling agent has a structure in which a silicon atom having an alkoxy group bonded to the
이로 인하여, 유기층(12b)이 함유하는 실레인 커플링제가 라디칼 중합성의 관능기를 갖지 않아도, 본 발명의 가스 배리어 필름(10)은, 무기층(14) 위에 형성되는 유기층(12b)의 밀착성을, 매우 높게 할 수 있다.Thus, even if the silane coupling agent contained in the
또한, 이 실레인 커플링제는, 라디칼 중합성의 관능기를 갖지 않기 때문에, 실레인 커플링제에 의하여 유기층(12b)이 되는 유기 화합물의 중합을 저해하는 일도 없고, 또한 저분자 화합물 등을 생성하는 일도 없다. 즉, 본 발명의 가스 배리어 필름(10a)에 있어서, 무기층(14) 위의 유기층(12b)의 내부에는, 상술과 같은, 저분자 화합물도 존재하지 않는다.Further, since the silane coupling agent does not have a radically polymerizable functional group, the silane coupling agent neither inhibits the polymerization of the organic compound to be the
이로 인하여, 저분자 화합물의 가스화 등에 기인하는 무기층(14)의 성막 저해나 무기층(14)의 손상이 없고, 균일한 무기층(14)에 의하여 매우 높은 가스 배리어성을 얻을 수 있다. 또, 본 발명의 가스 배리어 필름(10a)을 유기 EL디바이스 등에 이용했을 때에도, 저분자 화합물의 가스에 의한 다크 스폿의 발생 등이 발생하는 일도 없다.This makes it possible to obtain a very high gas barrier property by the uniform
일반식 [I]로 나타나는 실레인 커플링제에 있어서, Si에 결합하는 R1은, 치환기를 가져도 되는 알콕시기이다. 그러나, 일반식 [I]로 나타나는 실레인 커플링제에 있어서, R1은, 치환기를 갖지 않는 것이 바람직하다.In the silane coupling agent represented by the general formula [I], R 1 bonded to Si is an alkoxy group which may have a substituent. However, in the silane coupling agent represented by the general formula [I], it is preferable that R 1 has no substituent.
무기층(14)과 결합할 때에, 이 R1은, 부생성물이 되지만, R1이 치환기를 가지면, 이 부생성물이 복잡하고 비점이 높은 것이 되어 버려, 유기층(12b)을 형성하는 도료의 건조 시에, 부생성물을 제거하는 것이 어려워지게 된다.This R 1 becomes a by-product when bound to the
동일한 이유로, R1은, 탄소수가 2 이하, 특히 탄소수가 1인 알콕시기인 것이 바람직하다.For the same reason, R 1 is preferably an alkoxy group having 2 or less carbon atoms, especially 1 carbon atom.
이와 같은 R1로서는, 구체적으로는, -OCH3 및 -OCH2CH3으로부터 선택되는 1 이상이, 바람직하게 예시된다. 즉, R1은, -OCH3, 혹은 -OCH2CH3, 혹은 -OCH3 및 -OCH2CH3인 것이 바람직하다.As such R 1 , specifically, at least one selected from -OCH 3 and -OCH 2 CH 3 is preferably exemplified. That is, R 1 is preferably -OCH 3 or -OCH 2 CH 3 , or -OCH 3 and -OCH 2 CH 3 .
또한, 이 예를 포함하여, R1이 어떠한 알콕시기이더라도, 상기 일반식 [I]로 나타나는 실레인 커플링제에 있어서, 각 R1은, 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.Incidentally, in this silane coupling agent represented by the general formula [I], R 1 may be the same or different from each other, even when R 1 is any alkoxy group, including this example.
한편, 일반식 [I]로 나타나는 실레인 커플링제에 있어서, R2는, 직쇄의 탄소수가 2~10인 치환기를 가져도 되는 직쇄의 알킬렌기이다.On the other hand, in the silane coupling agent represented by the general formula [I], R 2 is a straight chain alkylene group which may have a substituent having 2 to 10 carbon atoms in the straight chain.
R2의 직쇄의 탄소수가 2 미만에서는, 상술한 3차원 가교한 중합체와 얽히는 효과를 충분히 얻지 못하여 유기층(12b)의 밀착성을 확보할 수 없는 등의 문제가 발생한다.When the number of carbon atoms in the straight chain of R 2 is less than 2, the effect of entanglement with the above-mentioned three-dimensionally crosslinked polymer can not be sufficiently obtained, and the adhesion of the
또, R2의 직쇄의 탄소수가 10을 넘으면, 하층의 무기층(14)과의 결합수가 적어져, 실레인 커플링제의 절대량을 늘릴 필요가 발생하는 등이 문제가 발생한다.When the number of carbon atoms in the straight chain of R 2 exceeds 10, the number of bonds with the
R2를, 어느 정도, 길게 함으로써, 무기층(14)과 결합하는 실레인 커플링제를 브릿지 형상과 같이 할 수 있어, 높은 유기층(12b)의 밀착성이 얻어진다. 즉, R2는, 긴 것이 유기층(12b)의 밀착성의 점에서는 유리하다.By making R 2 longer, the silane coupling agent binding to the
이 점을 고려하면, R2의 직쇄의 길이는, 4 이상이 바람직하다.Taking this point into consideration, the length of the straight chain of R 2 is preferably 4 or more.
R2는, 치환기를 가져도 된다.R 2 may have a substituent.
그러나, R2가 치환기를 가지면, 실레인 커플링제의 구조가 복잡하게 되어, 입체 장애에 의하여, 양 말단의 Si의 반응에 대하여 반응속도차를 발생시키고, 무기층(14)과의 결합이 편측의 Si에만 이루어지는 등에 기인하여, 밀착력이 저하하는 등이 문제가 발생한다.However, when R 2 has a substituent, the structure of the silane coupling agent becomes complicated, and a steric hindrance causes a reaction rate difference with respect to the reaction of Si at both ends, Or the like, and the adhesion is reduced due to, for example, Si alone.
따라서, R2가 치환기를 갖는 경우에는, 직쇄의 탄소수가 5개 이상인 경우의 중앙의 메틸렌기만이 치환기를 갖는 정도인 것이 바람직하다. 또한, R2는, 치환기를 갖지 않는 것이, 특히 바람직하다.Therefore, when R 2 has a substituent, it is preferable that only the central methylene group in the case where the number of carbon atoms in the straight chain is 5 or more has a substituent. It is particularly preferable that R 2 has no substituent.
본 발명의 가스 배리어 필름(10a)에 있어서, 유기층(12b)이 함유하는 실레인 커플링제의 양은, 25질량% 이하인 것이 바람직하다.In the
유기층(12b)에 잔존하는 실레인 커플링제는, 유기층(12b)의 유리 전이 온도 (Tg)를 낮추는 방향으로 작용한다. 이로 인하여, 불필요한 실레인 커플링제가 존재하면, 예를 들면 고Tg의 유기층(12b)을 형성한 경우에도, 상층에 무기층(14)을 형성하기 위한 플라즈마 CVD에 의한 에칭이나 열에 대한 내성을 낮춰 버린다. 이에 대하여, 유기층(12b)에 있어서의 실레인 커플링제의 함유량을 25질량% 이하로 함으로써, 불필요한 실레인 커플링제가 유기층(12b)에 잔존하는 것을 방지할 수 있는 등의 점에서 바람직하다.The silane coupling agent remaining in the
유기층(12b)이 함유하는 실레인 커플링제의 양은, 1질량% 이상인 것이 바람직하다.The amount of the silane coupling agent contained in the
실레인 커플링제의 함유량을 1질량% 이상으로 함으로써, 실레인 커플링제를 함유하는 피막 면적을 충분히 확보할 수 있으며, 효과를 적합하게 얻어 유기층(12)의 높은 밀착성이 얻어지는 등의 점에서 바람직하다.By setting the content of the silane coupling agent to 1% by mass or more, it is preferable that a coating area containing the silane coupling agent can be sufficiently secured, the effect is suitably obtained, and high adhesion of the organic layer 12 is obtained .
즉, 본 발명의 가스 배리어 필름(10a)에 있어서, 유기층(12b)이 함유하는 실레인 커플링제의 양은, 1~25질량%가 바람직하다. 이상의 점을 고려하면, 본 발명의 가스 배리어 필름(10a)에 있어서, 유기층(12b)이 함유하는 실레인 커플링제의 양은, 5~20질량%인 것이 보다 바람직하다.That is, in the
도 2에, 본 발명의 제조 방법을 실시하는 제조 장치의 일례를, 개념적으로 나타낸다.Fig. 2 conceptually shows an example of a manufacturing apparatus that implements the manufacturing method of the present invention.
도 2에 나타내는 제조 장치는, 유기층(12a) 및 유기층(12b)을 형성(성막)하는 유기 성막 장치(20)와, 무기층(14)을 형성(성막)하는 무기 성막 장치(24)를 갖는다. 도 2(A)는, 유기 성막 장치(20)이며, 도 2(B)는, 무기 성막 장치(24)이다.The manufacturing apparatus shown in Fig. 2 has an organic
이 유기 성막 장치(20) 및 무기 성막 장치(24)는, 모두, 장척의 피성막 재료(웨브 형상의 피성막 재료)를 롤 형상으로 권회(卷回)하여 이루어지는 재료 롤로부터, 피성막 재료를 송출하여, 피성막 재료를 길이 방향으로 반송하면서 성막을 행하고, 성막이 완료된 피성막 재료를, 다시, 롤 형상으로 권회하는, 이른바, 롤·투·롤(Roll to Roll 이하, RtoR이라고도 함)에 의하여, 성막을 행하는 장치이다.The organic
이와 같은 본 발명의 제조 방법에 있어서는, 바람직한 양태로서, 이와 같은 RtoR을 이용함으로써, 효율적인 기능성 필름의 제조가 가능하게 된다.In such a manufacturing method of the present invention, as a preferred embodiment, by using such RtoR, it is possible to produce an efficient functional film.
또한, 본 발명의 제조 방법은, 장척의 지지체(Z)를 이용하여 RtoR에 의하여 가스 배리어 필름 등의 기능성 필름을 제조하는 데에 한정되지는 않는다. 예를 들면, 본 발명의 제조 방법은, 컷트 시트 형상의 지지체(Z)를 이용하여, 이른바 매엽식(배치식)의 성막 방법을 이용하여, 기능성 필름을 제조하는 것이어도 된다.Further, the production method of the present invention is not limited to producing a functional film such as a gas barrier film by RtoR using a long support (Z). For example, in the production method of the present invention, a functional film may be produced by using a so-called sheet-fed (batch type) film-forming method using a support sheet Z in the form of a cut sheet.
컷트 시트 형상의 지지체(Z)를 이용한 경우에도, 유기층(12a) 및 유기층(12b), 및 무기층(14)의 형성 방법은, 이하에 설명하는 RtoR에 의한 제조 방법과 동일하다.The method of forming the
또, 본 발명의 제조 방법에 있어서, 유기층(12) 및/또는 무기층(14)을, 복수 형성하는 경우에는, 형성 방법(성막 방법)은, 각 층에서 동일해도 되고 상이해도 된다.In the case where a plurality of the organic layers 12 and / or the
여기에서, 도 2(A) 및 도 2(B)에 나타내는 제조 장치는, 도 1(A)~도 1(D)에 나타내는 바와 같은, 지지체(Z) 위에, 유기층과 무기층(14)이 교대로 형성되고, 또한 무기층(14) 위의 유기층(12b)을, 1 이상 갖는 가스 배리어 필름(10a) 등을 제조하는 것이다.Here, the manufacturing apparatus shown in Figs. 2A and 2B is a manufacturing apparatus as shown in Figs. 1 (A) to 1 (D) in which an organic layer and an
따라서, 도 2(A)에 나타내는 유기 성막 장치(20)에 있어서, 피성막 재료(Za)가 되는 것은, 장척의 지지체(Z)나, 지지체(Z)의 표면에 1 이상의 층이 형성된, 표면이 무기층(14)인 재료이다. 한편, 도 2(B)의 무기 성막 장치(24)에 있어서, 피성막 재료(Zb)가 되는 것은, 장척의 지지체(Z)나, 지지체(Z)의 표면에 1 이상의 층이 형성된, 표면이 유기층(12a) 혹은 유기층(12b)인 재료이다.Therefore, in the organic
도 2(A)에 나타내는 유기 성막 장치(20)는, 피성막 재료(Z)를 길이 방향으로 반송하면서, 유기층(12a 혹은 12b)이 되는 도료를 도포, 건조한 후, 광조사에 의하여 도료에 포함되는 유기 화합물을 가교하여 경화시켜, 유기층(12a나 12b)을 형성하는 장치이다.The organic
도시예의 유기 성막 장치(20)는, 일례로서, 도포부(26)와, 건조부(28)와, 광조사부(30)와, 회전축(32)과, 권취축(34)과, 반송 롤러쌍(36 및 38)을 갖는다.The organic
또한, 유기 성막 장치(20)는, 도시한 부재 이외에도, 반송 롤러쌍, 피성막 재료(Zb)의 가이드 부재, 각종 센서 등, 장척의 피성막 재료를 반송하면서 도포에 의한 성막을 행하는 공지의 장치에 마련되는 각종 부재를 가져도 된다.The organic
유기 성막 장치(20)에 있어서, 피성막 재료(Za)를 권회하여 이루어지는 재료 롤(42)은, 회전축(32)에 장전된다.In the organic
회전축(32)에 재료 롤(42)이 장전되면, 피성막 재료(Za)는, 재료 롤(42)로부터 인출되어, 도포부(26), 건조부(28) 및 광조사부(30)를 통과하여 권취축(34)에 이르는, 소정의 반송 경로를 통과하게 된다(통지(通紙)된다).When the
유기 성막 장치(20)에서는, 재료 롤(42)로부터의 피성막 재료(Za)의 송출과, 권취축(34)에 있어서의 피성막 재료(Za)의 권취를 동기하여 행하여, 장척의 피성막 재료(Za)를 소정의 반송 경로에서 길이 방향으로 반송하면서, 피성막 재료(Za)에, 연속적으로, 유기층(12a)이나 유기층(12b) 등의 성막을 행한다.The organic
재료 롤(42)로부터 송출된 피성막 재료(Za)는, 반송 롤러쌍(36)에 의하여 협지 반송되어, 먼저 도포부(26)에 반송된다.The film-forming material Za fed out from the
도포부(26)는, 피성막 재료(Za)의 표면에, 유기층(12a이나 12b)이 되는 도료를 도포하는 것이다.The
본 발명의 제조 방법에 있어서, 지지체(Z)의 표면에 형성되는 유기층(12a)이 되는 도료는, 유기층(12a)이 되는 유기 화합물을 유기 용제에 용해하여 이루어지는, 공지의 유기 화합물로 이루어지는 층의 형성에 이용되는 도료이면 된다.In the production method of the present invention, the paint serving as the
이에 대하여, 본 발명의 제조 방법에 있어서, 무기층(14) 위에 형성되는 유기층(12b)이 되는 도료는, 이와 같은 유기 화합물이나 유기 용제에 더하여, 상술한 일반식 [I]로 나타나는 실레인 커플링제를 더 함유하는 도료이다. 또한, 실레인 커플링제의 함유량은, 바람직하게는 대고형분 농도로 25질량% 이하이다. 대고형분 농도란, 유기 용제를 제외한, 유기층(12b)이 되는 도료의 고형분에 있어서의 농도이다. 즉, 대고형분 농도란, 고형분이 되는 성분(고형분 전체량)을 100질량%로 했을 때의 함유량(질량%)이다.On the other hand, in the production method of the present invention, the coating material to be the
또, 이 도료는, 실레인 커플링제를 이용할 때에, 통상, 첨가되는, pH 조정제를 함유하지 않아도 되다.Further, when using a silane coupling agent, the coating material may not contain a pH adjusting agent, which is usually added.
또한, 유기층(12a) 및 유기층(12b) 중 어느 것을 형성하는 경우이더라도, 도료에는, 필요에 따라서, 계면활성제, 점도 조정제, 중합 개시제, 가교제, 굴절률 조정제 등의 유기 화합물로 이루어지는 층을 도포법으로 형성하는 경우에 첨가되는 성분을 첨가해도 된다.In the case of forming either the
도포부(26)에 있어서, 피성막 재료(Za)에 대한 도료의 도포 방법에는, 특별히 한정은 없다.In the
따라서, 도료의 도포는, 다이코트법, 딥 코트법, 에어 나이프 코트법, 커텐 코트법, 롤러 코트법, 와이어 바 코트법, 그라비아 코트법, 슬라이드 코트법 등의 공지의 도료의 도포 방법을, 모두 이용 가능하다.Therefore, the application of the coating material can be carried out by a known coating method such as die coating, dip coating, air knife coating, curtain coating, roller coating, wire bar coating, gravure coating, All are available.
여기에서, 도포부(26)는, 무기층(14) 위에 도료를 도포할 필요가 있으므로, 다이코트법(다이코터)에 따라, 도료의 도포를 행하는 것이 바람직하다. 무기층(14)은, 무르고, 금 등이 생기기 쉽지만, 다이코트법에 의하면, 도료 이외가 무기층(14)에 접촉하는 일이 없기 때문에, 무기층(14)의 손상을 적합하게 방지할 수 있다.Here, since the
피성막 재료(Za)는, 다음으로, 건조부(28)에 반송된다. 건조부(28)는, 도포부(26)가 도포한 도료(도막)를 건조하는 것이다.The film formation material Za is then conveyed to the
여기에서, 도시예의 유기 성막 장치(20)에 있어서는, 바람직한 양태로서, 건조부(28)는, 표면측(도료측)으로부터 가열하여 건조를 행하는 건조부(28a)와, 이면측(지지체(Z)측)으로부터 가열하여 건조를 행하는 건조부(28b)를 갖고, 표면측과 이면측의 양쪽 모두로부터, 도료의 건조를 행한다. 예를 들면, 표면측의 건조부(28a)는, 온풍 건조부이며, 이면측의 건조부(28b)는 히트 롤러(가열 기구를 갖는 패스 롤러)이다.Here, in the organic
즉, 건조부(28)는, 지지체(Z)마다 가열함으로써 도료의 건조를 행하는 것이며, 유기층(12b)을 형성할 때에는, 도료는, 무기층(14)측으로부터도 충분히 가열되어, 건조가 행해진다.That is, the drying
건조부(28)에 있어서의 건조 수단에는, 특별히 한정은 없고, 지지체(Z)의 반송 속도 등에 따라, 피성막 재료(Za)가 광조사부(30)에 이르기 전에, 도료를 건조(유기 용제를 제거)하여, 유기 화합물의 중합이 가능한 상태로 할 수 있는 것이면, 공지의 가열 수단을 모두 이용 가능하다.The drying means in the
구체적으로는, 히트 롤러를 이용하는 건조 수단, 온풍에 의한 건조 수단, 전열판을 이용하는 건조 수단 등이 예시된다. 건조부(28)는, 이들 중 1개만을 이용해도 되고, 복수를 병용해도 된다.Specifically, drying means using a heat roller, drying means using hot air, drying means using a heat transfer plate, and the like are exemplified. The drying
피성막 재료(Za)는, 다음으로, 광조사부(30)에 반송된다. 광조사부(30)는, 도포부(26)가 도포하고, 건조부(28)가 건조한 도료에 자외선(UV광)이나 가시광 등을 조사하여, 도료에 포함되는 유기 화합물을 가교(중합)하여 경화시키며, 유기층(12a)이나 유기층(12b)으로 하는 것이다.The film formation material Za is then conveyed to the
본 발명에 있어서, 유기 화합물의 가교는, 광중합에 한정되지는 않고, 전자선 중합이나 플라즈마 중합 등, 유기층(12a)이나 유기층(12b)이 되는 유기 화합물에 따른, 각종 방법을 이용 가능하다. 여기에서, 본 발명의 제조 방법에 있어서는, 상술과 같이, 유기층(12a) 및 유기층(12b)으로서, 아크릴 수지나 메타크릴 수지 등의 아크릴계 수지가 적합하게 이용되므로, 광중합 및 전자선 중합이 적합하게 이용된다.In the present invention, the crosslinking of the organic compound is not limited to the photopolymerization, and various methods depending on the organic compound to be the
광조사부(30)에 있어서는, 필요에 따라서, 피성막 재료(Za)를 가열하면서, 유기 화합물의 경화를 행해도 된다.In the
가열 방법은, 건조부(28)와 마찬가지로, 공지의 각종 수단을 이용 가능하다.As in the case of the drying
이와 같이 하여 유기층(12a)이나 유기층(12b)이 형성된 피성막 재료(Za)는, 반송 롤러쌍(38)에 협지 반송되어 권취축(34)에 이르러, 권취축(34)에 의하여, 다시, 롤 형상으로 권취된다.The film forming material Za on which the
유기층(12a)이나 유기층(12b)이 형성된 피성막 재료(Za)는, 필요에 따라서, 무기층(14)을 형성하는 무기 성막 장치(24)에서 성막이 행해지는 재료 롤(46)로서, 도 2(B)에 나타내는 무기 성막 장치(24)(그 공급실(50))에 공급된다.The material film Za on which the
최상층이 되는 유기층(12b)이 형성된 피성막 재료(Za)는, 가스 배리어 필름(10a) 등을 권회하여 이루어지는 재료 롤(46)로서, 다음의 공정 등에 이용된다.The film forming material Za on which the
무기 성막 장치(24)는, 피성막 재료(Zb)의 표면 즉 유기층(12a)이나 유기층(12b)의 표면에, 기상 퇴적법(진공 성막법)에 따라 무기층(14)을 성막(형성)하는 것으로, 공급실(50)과, 성막실(52)과, 권취실(54)을 갖는다.The inorganic
무기 성막 장치(24)는, 도시한 부재 이외에도, 반송 롤러쌍이나, 피성막 재료(Zb)의 폭 방향의 위치를 규제하는 가이드 부재, 각종 센서 등, 장척의 피성막 재료를 반송하면서 기상 퇴적법에 의한 성막을 행하는 공지의 장치에 마련되는 각종 부재를 가져도 된다.In addition to the illustrated members, the inorganic
공급실(50)은, 회전축(56)과, 가이드 롤러(60)와, 진공 배기 수단(61)을 갖는다.The
무기 성막 장치(24)에 있어서, 피성막 재료(Zb)를 권회한 재료 롤(46)은, 공급실(50)의 회전축(56)에 장전된다.In the inorganic
회전축(56)에 재료 롤(46)이 장전되면, 피성막 재료(Zb)는, 공급실(50)로부터, 성막실(52)을 지나, 권취실(54)의 권취축(58)에 이르는 소정의 반송 경로를 통과하게 된다. 무기 성막 장치(24)에 있어서도, 재료 롤(46)로부터의 피성막 재료(Zb)의 송출과, 권취축(58)에서의 성막이 완료된 피성막 재료(Zb)의 권취를 동기하여 행하고, 피성막 재료(Zb)를 길이 방향으로 반송하면서, 성막실(52)에 있어서, 피성막 재료(Zb)에 연속적으로 무기층(14)의 성막을 행한다.When the
공급실(50)에서는, 도시하지 않은 구동원에 의하여 회전축(56)을 도면 중 시계 방향으로 회전시켜, 재료 롤(46)로부터 피성막 재료(Zb)를 송출하고, 가이드 롤러(60)에 의하여 소정의 경로를 안내하여, 격벽(76)에 형성된 슬릿(76a)으로부터, 성막실(52)에 보낸다.In the
도시예의 무기 성막 장치(24)에는, 바람직한 양태로서, 공급실(50)에 진공 배기 수단(61)을, 권취실(54)에 진공 배기 수단(82)을, 각각 마련하고 있다. 무기 성막 장치(24)에 있어서는, 성막 중에는, 각각의 진공 배기 수단에 의하여, 공급실(50) 및 권취실(54)의 압력을, 후술하는 성막실(52)의 압력(성막 압력)에 따른, 소정의 압력으로 유지한다. 이로써, 인접하는 실의 압력이, 성막실(52)의 압력(성막실(52)에서의 성막)에 영향을 주는 것을 방지하고 있다.In the inorganic
진공 배기 수단(61)에는, 특별히 한정은 없고, 터보 펌프, 메카니컬 부스터 펌프, 드라이 펌프, 로터리 펌프 등의 진공 펌프 등, 진공에서의 성막 장치에 이용되고 있는 공지의 (진공)배기 수단을 각종 이용 가능하다. 이 점에 관해서는, 후술하는 다른 진공 배기 수단(74 및 82)도 동일하다.The vacuum evacuation means 61 is not particularly limited and various known vacuum evacuation means such as a vacuum pump such as a turbo pump, a mechanical booster pump, a dry pump, a rotary pump, etc., It is possible. As for this point, the other vacuum evacuation means 74 and 82 to be described later are also the same.
성막실(52)은, 피성막 재료(Zb) 즉 유기층(12a)이나 유기층(12b)의 표면에, 진공 성막법에 의하여 무기층(14)을 형성하는 것이다. 도시예에 있어서, 성막실(52)은, 드럼(62)과, 성막 수단(64)과, 가이드 롤러(68)와, 가이드 롤러(72)와, 진공 배기 수단(74)을 갖는다.The
성막실(52)에 반송된 피성막 재료(Zb)는, 가이드 롤러(68)에 의하여 소정의 경로에 안내되어, 드럼(62)의 소정 위치에 감겨 걸쳐진다. 피성막 재료(Zb)는, 드럼(62)에 의하여 소정 위치에 위치되면서 길이 방향으로 반송되어, 성막 수단(64)에 의하여 기상 퇴적법에 의하여 무기층(14)이 형성된다.The film forming material Zb conveyed to the
진공 배기 수단(74)은, 성막실(52) 내를 진공 배기하여, 기상 퇴적법에 의한 무기층(14)의 형성에 따른 진공도로 하는 것이다.The vacuum evacuation means 74 evacuates the inside of the
드럼(62)은, 원통 형상의 부재로, 원통의 중심선을 중심으로 도면 중 반시계 방향으로 회전한다.The
공급실(50)로부터 공급되어, 가이드 롤러(68)에 의하여 소정의 경로에 안내되고, 드럼(62)의 소정 위치에 감겨 걸쳐진 피성막 재료(Zb)는, 드럼(62)의 둘레면의 소정 영역에 걸쳐 돌려져, 드럼(62)에 지지/안내되면서, 소정의 반송 경로를 통하여 반송되어, 성막 수단(64)에 의하여 표면에 무기층(14)이 형성된다.The material to be coated Zb which is supplied from the
성막 수단(64)은, 진공 성막법에 의하여, 피성막 재료(Zb)의 표면에 무기층(14)을 형성하는 것이다.The film forming means 64 forms the
본 발명의 제조 방법에 있어서, 무기층(14)은, 상술한 특허문헌에 기재되는 형성 방법 등, 공지의 기상 퇴적법(진공 성막법)으로 형성하면 된다. 따라서, 성막 수단(64)에 의한 성막 방법에도, 특별히 한정은 없고, CVD, 플라즈마 CVD, 스퍼터링, 진공 증착, 이온플레이팅 등, 공지의 성막 방법을 모두 이용 가능하다.In the manufacturing method of the present invention, the
따라서, 성막 수단(64)은, 실시하는 진공 성막법에 따른, 각종 부재로 구성된다.Therefore, the film forming means 64 is composed of various members in accordance with the vacuum film forming method to be performed.
예를 들면, 성막실(52)이 ICP-CVD법(유도 결합형 플라즈마 CVD)에 의하여 무기층(14)의 성막을 행하는 것이라면, 성막 수단(64)은, 유도 자장을 형성하기 위한 유도 코일이나, 성막 영역에 반응 가스를 공급하기 위한 가스 공급 수단 등을 가지고 구성된다.For example, if the
성막실(52)이, CCP-CVD법(용량 결합형 플라즈마 CVD)에 의하여 무기층(14)의 성막을 행하는 것이라면, 성막 수단(64)은, 중공 형상으로 드럼(62)에 대향하는 면에 다수의 작은 구멍을 가지고 반응 가스의 공급원에 연결되는, 고주파 전극 및 반응 가스 공급 수단으로서 작용하는 샤워 전극 등을 가지고 구성된다.If the
성막실(52)이, 진공 증착에 의하여 무기층(14)의 성막을 행하는 것이라면, 성막 수단(64)은, 성막 재료를 충전하는 도가니(증발원), 도가니를 차폐하는 셔터, 도가니 내의 성막 재료를 가열하는 가열 수단 등을 가지고 구성된다.If the
성막실(52)이, 스퍼터링에 의하여 무기층(14)의 성막을 행하는 것이라면, 성막 수단(64)은, 타겟의 유지 수단이나 고주파 전극, 가스의 공급 수단 등을 가지고 구성된다.If the
드럼(62)에 의하여 지지되어 반송되면서, 성막 수단(64)에 의하여 무기층(14)이 성막된 피성막 재료(Zb)는, 가이드 롤러(72)에 의하여 소정 경로에 안내되어, 격벽(78)에 형성된 슬릿(78a)으로부터, 권취실(54)에 반송된다.The film forming material Zb on which the
도시예에 있어서, 권취실(54)은, 가이드 롤러(80)와, 권취축(58)과, 진공 배기 수단(82)을 갖는다.In the illustrated example, the winding
권취실(54)에 반송된 성막이 완료된 피성막 재료(Zb)는, 권취축(58)에 의하여 롤 형상으로 권회되어, 재료 롤(42)이 된다. 무기층(14)이 형성된 피성막 재료(Zb)를 권회하여 이루어지는 재료 롤(42)은, 필요에 따라서, 유기 성막 장치(20)에 공급(회전축(32)에 장전)된다.The film formation material Zb that has been film-completed and conveyed to the winding
이하, 도 2(A) 및 도 2(B)에 나타내는 제조 장치에 의하여, 도 1(A)에 나타내는, 지지체(Z) 위에, 유기층(12a), 무기층(14), 2층째의 유기층(12b), 2층째의 무기층(14), 및 3층째의 유기층(12b)을 갖는 가스 배리어 필름(10a)을 제조할 때의 작용을 설명함으로써, 본 발명의 제조 방법에 대하여, 보다 상세하게 설명한다.The
또한, 도 1(B)~도 1(D)에 나타내는 가스 배리어 필름(10b~10d) 등이나, 그 외의 층 구성을 갖는 가스 배리어 필름을 제작할 때에도, 형성하는 유기층(12a) 및 유기층(12b)의 수 그리고 무기층(14)의 수나, 층 구성에 따라, 동일한 유기층 및 무기층의 형성을 반복하여 행하면 된다.When the
가스 배리어 필름(10a)을 제조할 때에는, 먼저, 피성막 재료(Za)가 되는 장척의 지지체(Z)를 권회하여 이루어지는 지지체 롤이, 재료 롤(42)로서 유기 성막 장치(20)의 회전축(32)에 장전되어, 지지체(Z)의 표면으로의, 유기층(12)의 형성이 행해진다.A support roll formed by winding a long support Z to be the material to be film-formed Za is wound around the rotating shaft of the organic
회전축(32)에 재료 롤(42)이 장전되면, 피성막 재료(Za)는, 재료 롤(42)로부터 인출되어, 반송 롤러쌍(36)을 거쳐, 도포부(26), 건조부(28) 및 광조사부(30)를 통과하고, 반송 롤러쌍(38)을 거쳐, 권취축(34)에 이르는, 소정의 반송 경로를 통과하게 된다. 이 피성막 재료(Za)는, 지지체(Z)이다.When the
재료 롤(42)로부터 인출된 피성막 재료(Za)는, 반송 롤러쌍(36)에 의하여 도포부(26)에 반송되어, 표면에, 유기층(12a)이 되는 도료가 도포된다. 상술과 같이, 유기층(12a)이 되는 도료는, 형성하는 유기층(12a)에 따른 모노머 등의 유기 화합물을 유기 용제에 용해하여 이루어지는, 통상의 도료이면 된다. 도시예에 있어서는, 일례로서, TMPTA를 주성분으로서 함유하는 도료를 도포한 것으로 한다.The film formation material Za drawn out from the
유기층(12a)이 되는 도료가 도포된 피성막 재료(Za)는, 다음으로, 건조부(28)에 의하여 가열되어, 유기 용제가 제거되고 도료가 건조된다.The film forming material Za coated with the paint serving as the
도료가 건조된 피성막 재료(Za)는, 다음으로, 광조사부에 의하여 자외선 등이 조사되어, 유기 화합물이 중합(가교)되고 경화되어, 유기층(12a)이 형성된다. 또한, 필요에 따라서, 유기층(12a)이나 유기층(12b)이 되는 유기 화합물의 경화는, 질소 분위기 등의 불활성 분위기로 행하도록 해도 된다.Subsequently, ultraviolet light or the like is irradiated from the light irradiation part to the film-forming material Za from which the paint has been dried, and the organic compound is polymerized (crosslinked) and cured to form the
유기층(12)이 형성된 피성막 재료(Za)는, 반송 롤러쌍(38)에 의하여 반송되어, 권취축(34)에 의하여 롤 형상으로 권회된다.The film forming material Za on which the organic layer 12 is formed is conveyed by the conveying roller pair 38 and wound in the form of a roll by the take-up
소정 길이의 유기층(12a)의 형성이 종료되면, 필요에 따라서 절단한 후, 유기층(12a)이 형성된 피성막 재료(Za)를 권회하여 이루어지는 재료 롤(46)로서, 도 2(B)에 나타내는 무기 성막 장치(24)에 공급되어, 무기층(14)의 형성에 이용된다.When the formation of the predetermined length of the
무기 성막 장치(24)에 있어서, 재료 롤(46)은 공급실(50)의 회전축(56)에 장전된다.In the inorganic
재료 롤(46)이 회전축(56)에 장전되면, 피성막 재료(Zb)가 인출되어, 공급실(50)로부터, 성막실(52)을 거쳐 권취실(54)의 권취축(58)에 이르는 소정의 경로를 통과하게 된다. 이 피성막 재료(Zb)는, 유기층(12a)이 형성된 피성막 재료(Za)이며, 즉, 지지체(Z)에 유기층(12a)을 형성한 것이다.When the
재료 롤(46)로부터 송출된 피성막 재료(Zb)는, 가이드 롤러(60)에 의하여 안내되어 성막실(52)에 반송된다.The film-forming material Zb fed out from the
성막실(52)에 반송된, 피성막 재료(Zb)는, 가이드 롤러(68)에 안내되어 드럼(62)에 감겨 걸쳐지며, 드럼(62)에 지지되어 소정의 경로를 통하여 반송되면서, 성막 수단(64)에 의하여, 예를 들면 CCP-CVD에 의하여, 무기층(14)이 형성된다. 도시예에 있어서는, 일례로서, 무기층(14)으로서 질화 규소를 성막한 것으로 한다.The film forming material Zb conveyed to the
또한, 무기층(14)의 형성은, 형성하는 무기층(14)에 따라, 공지의 기상 퇴적법에 의한 성막 방법으로 행하면 된다. 따라서, 사용하는 프로세스 가스나 성막 조건 등은, 형성하는 무기층(14)이나 막두께 등에 따라, 적절히 설정/선택하면 된다.The
무기층(14)이 형성된 피성막 재료(Zb)는, 가이드 롤러(72)에 안내되어, 권취실(54)에 반송된다.The film forming material Zb on which the
권취실(54)에 반송된 피성막 재료(Zb)는, 가이드 롤러(80)에 의하여 권취축(58)에 안내되어, 권취축(58)에 의하여 롤 형상으로 권회된다.The film forming material Zb conveyed to the winding
무기층(14)의 형성이 종료되면, 무기 성막 장치(24)의 전체실에 청정화된 건조 공기가 도입되어, 대기 개방된다.When the formation of the
그 후, 필요에 따라 절단되어, 무기층(14)을 형성한 피성막 재료(Zb)를 권회하여 이루어지는 재료 롤(42)로서, 무기 성막 장치(24)의 권취실(54)로부터 취출된다.Thereafter, it is taken out from the winding
무기층(14)을 형성한 피성막 재료(Zb)를 권회하여 이루어지는 재료 롤(42)은, 2층째의 유기층(12b)을 형성하기 위하여, 다시, 유기 성막 장치(20)에 공급된다.The
유기 성막 장치(20)에 공급된 재료 롤(42)은, 앞의 유기층(12a)의 형성과 마찬가지로, 회전축(32)에 장전되어, 피성막 재료(Za)가 권취축(34)에 이르는 소정의 반송 경로를 통과하게 된다. 이 피성막 재료(Za)는, 무기층(14)이 형성된 피성막 재료(Zb)이며, 즉, 지지체(Z)에, 유기층(12a) 및 무기층(14)을 형성한 것이다.The
여기에서, 유기 성막 장치(20)는, 기본적으로, 대기 중에서 유기층(12a) 및 유기층(12b)을 형성하는 장치이다. 따라서, 무기 성막 장치(24)의 권취실(54)이 대기 개방된 시점부터, 도포부(26)에 의하여, 무기층(14) 위에 유기층(12b)이 되는 도료가 도포될 때까지의 기간, 무기층(14)(질화 규소막)은, 공기에 노출된다.Here, the organic
무기층(14)을 공기에 노출함으로써, 무기막(14)의 표면에 -O기 및/또는 -OH기가 도입된다(즉, 무기막(14)의 표층이 산화 규소화 및/또는 수산화 규소화한다).The -O group and / or the -OH group is introduced into the surface of the inorganic film 14 (that is, the surface layer of the
기상 퇴적법에 의하여 형성되는 규소 화합물층에 있어서는, 모든 규소가 예를 들면 질화 규소 등의 목적으로 하는 화합물로 되어 있는 것은 아니며, 미결합의 결합손을 갖는 규소도 존재한다. 특히, 무기층(14)의 표면에서는, 미결합의 결합손을 갖는 규소가 다량으로 존재하고 있다. 이로 인하여, 무기층(14)을 형성한 후, 무기층(14)의 표면을 공기(대기)에 노출하면, 이 미결합의 결합손에 -O기나 -OH기가 결합하여, 무기층(14)의 표면에, -O기 및/또는 -OH기를 도입할 수 있다.In the silicon compound layer formed by the vapor deposition method, not all silicon is formed of a desired compound such as silicon nitride, and silicon having unbonded bonding hands is present. Particularly, on the surface of the
본 발명에 있어서는, 무기층(14)의 표면에 -OH기 등을 가짐으로써, 유기층(12b)을 형성하는 도료가 pH 조정제를 함유하지 않아도, 실레인 커플링제의 반응을 적합하게 진행시킬 수 있다.In the present invention, by having the -OH group or the like on the surface of the
또한, 본 발명에 있어서, 무기층(14)의 표면을 공기에 노출시키는 타이밍은, 상술한 예에 한정되지는 않는다. 즉, 상층에 유기층(12b)이 형성되는 무기층(14)의 표면을 공기에 노출시키는 것은, 상층의 유기층을 형성할 때까지 사이라면, 어떠한 타이밍이나 방법으로 행해도 된다.Further, in the present invention, the timing of exposing the surface of the
예를 들면, 무기층(14)을 형성한 후, 무기 성막 장치(24)의 대기 개방을 질소 등의 불활성 가스로 행한 경우에는, 권취실(54)로부터 재료 롤(42)을 취출한 후, 유기층(12b)이 되는 도료가 도포될 때까지의 기간, 무기층(14)의 표면을 공기에 노출시키면 된다.For example, after the
상술과 같이, 유기 성막 장치(20)에서는, 피성막 재료(Za)(유기층(12a) 및 무기층(14)이 형성된 지지체(Z))를 길이 방향으로 반송하면서, 도포부(26)에 의하여, 무기층(14) 위에 유기층(12b)이 되는 도료를 도포한다. 또한, 도포부(26)에 의한 도료의 도포 방법에는, 특별히 한정은 없지만, 다이코트법이 적합한 것은, 상술한 바와 같다.As described above, in the organic
여기에서, 본 발명의 제조 방법에 있어서는, 무기층(14) 위의 유기층(12b)을 형성하기 위한 도료는, 유기 용제와, 유기층(12b)이 되는 유기 화합물과, 상술한 일반식 [I]로 나타나는 소정의 실레인 커플링제를 함유한다. 또한, 실레인 커플링제의 함유량은, 바람직하게는 대고형분 농도로 1~25질량%이며, 5~20질량%인 것이 보다 바람직하다. 또, 본 발명의 제조 방법에 있어서는, 유기층(12b)이 되는 도료는, 실레인 커플링제를 이용할 때에, 통상은 필수 성분으로서 첨가되는 pH 조정제를 함유하지 않아도 된다.Here, in the production method of the present invention, the coating material for forming the
또한, 도시예에 있어서는, 일례로서, TMPTA를 주성분으로서 함유하는 도료를 도포한 것으로 한다.In the illustrated example, a paint containing TMPTA as a main component is applied as an example.
여기에서, 이 유기층(12b)이 되는 유기 화합물은, 도료가 함유하는 실레인 커플링제에 기인하는 부생성물과, 도료에 이용되는 유기 용제의 공비점보다, Tg(유리 전이 온도)가 높은 것을 이용하는 것이 바람직하다. 이하의 설명에서는, 편의적으로, 이 부생성물과 유기 용제의 공비점을 간단히 "부생성물 공비점"으로 한다.Here, the organic compound to be used as the
혹은, 실레인 커플링제에 기인하는 부생성물과 사용하는 유기 용제가 공비하지 않는 경우에는, 이 부생성물의 비점과 유기 용제의 비점 중 높은 쪽의 온도보다, Tg가 높은 것을, 유기층(12b)이 되는 유기 화합물로 하고 있는 것이 바람직하다. 이하의 설명에서는, 편의적으로, 이 부생성물과 유기 용제의 비점이 높은 쪽을, "도료 비점"으로 한다.When the by-product due to the silane coupling agent and the organic solvent to be used do not coexist, the
또한, 도료가 함유하는 실레인 커플링제에 기인하는 부생성물이란, 주로 가수 분해로 부생성되는 부생성물이다. 또, 이 부생성물은, 통상은 알코올이다.The by-product resulting from the silane coupling agent contained in the coating material is a by-product mainly produced by hydrolysis. The by-product is usually an alcohol.
본 발명의 제조 방법에 있어서는, 유기층(12b)을 형성하는 도료를 도포한 후, 부생성물 공비점보다 고온으로, 혹은 도료 비점보다 고온으로, 도료의 건조를 행한다. 바람직하게는, 유기층(12b)을 형성하는 도료를 도포한 후, 상술한 공비가 발생하는 경우에는 부생성물 공비점보다 고온으로, 상술한 공비가 발생하지 않는 경우에는 도료 비점보다 고온으로, 도료의 건조를 행한다.In the production method of the present invention, the paint for forming the
여기에서, 유기층(12b)이 되는 유기 화합물의 내열성이 너무 낮으면, 이 건조 시에, 유기 화합물이 열로 연화되어, 적정한 건조를 행할 수 없고, 유기 화합물이 변질되는 등의 문제를 발생시킬 가능성이 있다.If the heat resistance of the organic compound to be the
이로 인하여, 유기층(12b)이 되는 유기 화합물로서, 부생성물 공비점 혹은 도료 비점보다 높은 Tg를 갖는 유기 화합물을 이용하는 것이 바람직하다. 이로써, 건조를 행할 때에, 유기 화합물의 연화 등이 발생하는 것을 방지하여, 적정하게 건조한 도료에 의하여, 적정한 유기층(12b)을 안정적으로 형성하는 것이 가능하게 된다.Therefore, it is preferable to use an organic compound having Tg higher than the by-product azeotropic point or the coating boiling point as the organic compound to be the
도포부(26)에 의하여 도포된 도료는, 건조부(28)에 의하여 건조된다.The paint applied by the
도시예의 유기 성막 장치(20)에 있어서, 건조부(28)는, 유기층(12b)을 형성할 때에, 유기층(12b)을 형성하는 도료의 건조를 부생성물 공비점보다 고온으로 행한다. 혹은, 건조부(28)는, 유기층(12b)을 형성할 때에, 유기층(12b)을 형성하는 도료의 건조를 도료 비점보다 고온으로 행한다.In the organic
또한, 필요에 따라서, 도료의 건조를 행하기 전에, 부생성물 공비점이나 도료 비점보다 고온으로 도료를 가열하는, 가열 공정을 마련해도 된다.If necessary, a heating step of heating the paint at a temperature higher than the by-product azeotropic point or the paint boiling point may be provided before drying the paint.
본 발명의 제조 방법은, 일반식 [I]로 나타나는 실레인 커플링제를 함유하는 도료를 이용하여, 부생성물 공비점 혹은 도료 비점보다 고온으로 건조를 행하여, 유기층(12b)(무기층 위의 유기층)을 형성한다. 본 발명의 제조 방법은, 이와 같은 구성을 가짐으로써, 하층의 무기층(14)과 유기층(12b)의 밀착성이 우수하고, 또한 가스 배리어 성능도 높으며, 또한 유기 EL디바이스 등에 이용했을 때에 다크 스폿의 생성 등의 아웃 가스에 의한 악영향도 방지한 가스 배리어 필름을 제조하는 것을, 가능하게 하고 있다.In the production method of the present invention, drying is carried out at a higher temperature than the by-product azeotropic point or the coating boiling point by using a coating material containing a silane coupling agent represented by the general formula [I] to form an
특허문헌 1에 나타나는 바와 같이, 무기층(14) 위에 유기층(12b)을 형성할 때에는, 무기층(14)이 규소 화합물인 경우에는, 무기층(14)의 표면에 -O기 및/또는 -OH기를 도입해 두고, 그 표면에, 적당량의 실레인 커플링제를 함유하는 도료를 도포하여, 부생성물 공비점 혹은 도료 비점보다 고온으로 건조를 행함으로써, pH조정을 행하지 않아도, 실레인 커플링제의 가수 분해 반응, 및 탈수 축합이 발생한다.When the
무기층의 표면에 -OH기 등을 도입한 상태로, 도료를 부생성물 공비점 등보다 고온으로 가열함으로써, 무기층의 표면으로부터 -OH기 등이 방출되어 실레인 커플링제의 가수 분해 반응이 발생하고, 무기층 표면과 실레인 커플링제가 탈수 축합에 의한 공유 결합에 의하여 결합된다. 또, 도료를 부생성물 공비점이나 도료 비점 이상으로 가열함으로써, 도료의 유기 용제와 함께 부생성물 등도 증발하여 제거되므로, 반응의 사이클이 빨라져, 무기층(14) 표면과 실레인 커플링제의 결합이, 더 촉진된다.The -OH group or the like is released from the surface of the inorganic layer by heating the paint to a temperature higher than the by-product azeotropic point in a state in which the -OH group or the like is introduced into the surface of the inorganic layer to cause the hydrolysis reaction of the silane coupling agent , And the surface of the inorganic layer and the silane coupling agent are bonded by the covalent bond by dehydration condensation. By heating the paint at a by-product azeotropic point or a paint boiling point or more, by-products and the like with the organic solvent of the paint are also evaporated and removed, so that the cycle of the reaction is accelerated and the bonding of the surface of the
즉, 본 발명에 따르면, 실레인 커플링제를 이용할 때에는 필수였던 pH 조정제를 이용하지 않아도, 이 무기층(14)의 표면과 실레인 커플링제의 결합, 및 일반식 [I]로 나타나는 실레인 커플링제와 중합한 모노머 등의 유기 화합물의 얽힘 등에 의하여, 무기층(14)과 유기층(12b)의 밀착성을 확보할 수 있다.That is, according to the present invention, even when a pH adjuster, which is essential when using a silane coupling agent, is not used, the bonding between the surface of the
또, 대기 중에서 행하는 통상의 방법으로 유기층(12b)이 되는 도료의 도포를 행할 수 있으므로, 생산성도 향상시킬 수 있다.In addition, since the paint serving as the
또한, 가열을 실레인 커플링제에 의한 부생성물이 증발하는 온도 이상으로 행하므로, 가열 중에 실레인 커플링제의 가수 분해에 의하여 생성되는 알코올 등의 부생성물을 제거하여, 유기층 내에 잔존하는 부생성물의 양을 큰 폭으로 저감할 수 있다.Further, since the heating is carried out at a temperature higher than the temperature at which the by-product by the silane coupling agent evaporates, by-products such as alcohol generated by hydrolysis of the silane coupling agent during heating are removed to remove the by- The amount can be greatly reduced.
이로 인하여, 불순물인 실레인 커플링제의 부생성물을 갖지 않는, 고품질로 성능을 적합하게 발현하는 유기층(12b)을 형성할 수 있다. 또, 후술하는 바와 같이 무기층(14) 위에 형성한 유기층(12b) 위에, 무기층(14)을 더 형성할 때에, 이들의 부생성물 등의 증발이 무기층(14)의 형성에 주는 악영향을 없애고, 치밀한 무기층(14)을 형성하여, 가스 배리어 성능이 높은 가스 배리어 필름을 제조할 수 있다.Thus, it is possible to form an
또한, 도료가 pH 조정제를 필요로 하지 않기 때문에, pH 조정제의 첨가에 의한, 경시에 따른 도료의 점도 상승 등도 방지할 수 있다.Further, since the paint does not require a pH adjuster, it is possible to prevent the viscosity of the paint from increasing with the passage of time due to the addition of the pH adjuster.
또한, 유기층(12b)을 형성하는 도료에 있어서는, 유기층의 형성 재료로서 본 경우에는 pH 조정제는 불순물이다. 이로 인하여, 도료에 대한 pH 조정제의 첨가에 의하여, 점도의 변동, 유기 화합물이나 형성하는 유기층(12b)의 Tg 저하 등이 발생할 가능성도 있지만, 이와 같은 문제도 방지(억제)할 수 있다.In the case of the paint forming the
또, 주지와 같이, 도료를 가열함으로써, 막내에 있어서 하방으로부터 상방을 향하는 도료의 대류가 발생한다. 이 대류에 의하여, 도료의 건조와 함께, 무기층(14)의 표면 및 표면 근방에 있어서, 실레인 커플링제와 무기층(14)의 반응을 진행시킬 수 있다. 또한, 상술과 같이, 일반식 [I]로 나타나는 실레인 커플링제는, 자기 축합도 하지 않기 때문에, 이 대류는, 적합하게 행해진다.Also, as is well known, by heating the paint, convection of the paint upward from the lower side occurs in the film. By this convection, the reaction between the silane coupling agent and the
그 결과, 실레인 커플링제를 무기층(14)의 표면 근방에 배향하여, 유기층(12b)의 표면측은, 실레인 커플링제가 적은 고순도의 유기 화합물로 이루어지는 상태로 할 수 있다. 이로써, 유기층(12b)의 표면이, 형성 재료 등에 따른 적정한 Tg 등의 특성을 갖는 것이 되어, 유기층(12b)이, 목적으로 하는 기능을 적정하게 발현할 수 있다. 또한, 실레인 커플링제를 무기층(14)의 표면 근방에 배향시킬 수 있으므로, 실레인 커플링제의 첨가량이 적어도, 충분히 첨가 효과를 얻을 수 있다.As a result, the silane coupling agent can be oriented in the vicinity of the surface of the
특히, 도시예와 같이, 건조부(28)가, 표면측(도료측) 및 이면측(지지체(Z)측 즉 무기층(14)측)의 양쪽 모두로부터, 도료의 건조를 행하는 경우에는, 이 효과를 보다 적합하게 얻을 수 있어, 보다 바람직하다.Particularly, when the drying
본 발명의 제조 방법에 있어서, 유기층(12b)을 형성하는 도료의 건조 온도는, 부생성물 공비점 혹은 도료 비점보다 고온으로 하면 된다. 유기층(12b)을 형성하는 도료의 건조 온도는, 실레인 커플링제에 의한 부생성물과 유기 용제가 공비하는 경우는, 복생성물 공비점보다 고온으로 하는 것이 바람직하다. 또, 유기층(12b)을 형성하는 도료의 건조 온도는, 실레인 커플링제에 의한 부생성물과 유기 용제가 공비하지 않는 경우에는, 도료 비점보다 고온으로 하는 것이 바람직하다.In the production method of the present invention, the drying temperature of the paint forming the
도료의 건조 온도가, 부생성물 공비점이나 도료 비점 미만에서는, 상술한 실레인 커플링제의 가수 분해나 탈수 축합 반응이, 충분히 진행되지 않는다.When the drying temperature of the paint is less than the by-product azeotropic point or the coating boiling point, the above-mentioned hydrolysis or dehydration condensation reaction of the silane coupling agent does not proceed sufficiently.
도료의 건조 온도의 상한에는, 특별히 한정은 없다. 본 발명자의 검토에 의하면, 건조 온도가 높을수록, 양호한 유기층과 무기층의 밀착성이 얻어진다. 그 반면, 지지체(Z)의 연화점을 넘는 온도로 건조를 행하면, 지지체(Z)가 열에 의하여 손상되어 적정한 제품을 제작할 수 없다. 따라서, 도료의 건조 온도는, 사용하는 지지체(Z)에 따라, 지지체(Z)의 연화점 이하로 하는 것이 바람직하다.The upper limit of the drying temperature of the coating material is not particularly limited. According to the study by the present inventors, the higher the drying temperature is, the better the adhesion between the organic layer and the inorganic layer is obtained. On the other hand, if drying is carried out at a temperature exceeding the softening point of the support (Z), the support Z is damaged by heat and an appropriate product can not be produced. Therefore, the drying temperature of the coating material is preferably set to be equal to or lower than the softening point of the support Z according to the support Z to be used.
건조부(28)에 의하여, 유기층(12b)이 되는 도료의 건조가 행해진 피성막 부재(Za)는, 다음으로, 광조사부(30)에 반송되어, 자외선이나 가시광 등이 조사된다.The film formation member Za on which the paint serving as the
이 광조사에 의하여, 도료의 유기 화합물이 중합(가교)하고, 도료가 경화되어, 무기층(14) 위에 유기층(12b)이 형성된다.By this light irradiation, the organic compound of the paint is polymerized (crosslinked), and the paint is cured, and the
유기층(12b)이 성막된 피성막 재료(Za)는, 권취 롤러(34)에 의하여 롤 형상으로 권취된다.The film-forming material Za on which the
소정 길이의 유기층(12b)의 형성이 종료되면, 필요에 따라서 절단한 후, 유기층(12b)이 형성된 피성막 재료(Za)를 권회하여 이루어지는 재료 롤(46)로서, 앞과 마찬가지로, 도 2(B)에 나타내는 무기 성막 장치(24)에 공급되어, 2층째의 무기층(14)의 형성에 이용된다.After the formation of the
1층째의 무기층(14)의 형성과 마찬가지로, 재료 롤(46)은 공급실(50)의 회전축(56)에 장전된다.The
재료 롤(46)이 회전축(56)에 장전되면, 피성막 재료(Zb)가 인출되어, 공급실(50)로부터, 성막실(52)을 거쳐 권취실(54)의 권취축(58)에 이르는 소정의 경로를 통과하게 된다. 이 피성막 재료(Zb)는, 유기층(12b)이 형성된 피성막 재료(Za)이며, 즉, 지지체(Z)에, 유기층(12a), 무기층(14) 및 유기층(12b)을 형성한 것이다.When the
다음으로, 1층째의 무기층(14)의 형성과 마찬가지로, 피성막 재료(Zb)는, 재료 롤(46)로부터 송출되어, 공급질(50)로부터 성막질(52)에 반송되어, 여기에서 2층째의 무기층(14)(앞과 마찬가지로, 질화 규소)이 형성되고, 권취실(54)에 반송되어, 권취축(58)에 의하여 롤 형상으로 권회된다.Next, similarly to the formation of the first-layer
무기층(14)의 형성이 종료되면, 무기 성막 장치(24)의 전체실에 청정화한 건조 공기가 도입되어, 대기 개방된다.When the formation of the
그 후, 필요에 따라 절단되어, 2층째의 무기층(14)을 성막이 완료된 피성막 재료(Zb)를 권회하여 이루어지는 재료 롤(42)로서, 무기 성막 장치(24)의 권취실(54)로부터 취출된다.The winding
2층째의 무기층(14)이 형성된 피성막 재료(Zb)를 권회하여 이루어지는 재료 롤(42)은, 3층째의 유기층(12b)을 형성하기 위하여, 다시 유기 성막 장치(20)에 공급된다.The
재료 롤(42)은, 앞의 2층째의 유기층(12b)의 형성과 마찬가지로, 회전축(32)에 장전되고, 피성막 재료(Za)가 인출되어, 권취축(34)에 이르는 소정의 반송 경로를 통과하게 된다. 이 피성막 재료(Za)는, 무기층(14)이 형성된 피성막 재료(Zb)이며, 즉, 지지체(Z)에, 유기층(12a), 무기층(14), 2층째의 유기층(12b) 및 2층째의 무기층(14)을 형성한 것이다.The
다음으로, 피성막 재료(Za)는, 상술한 2층째의 유기층(12b)의 형성과 마찬가지로, 길이 방향으로 반송되면서, 도포부(26)에서 일반식 [I]로 나타나는 실레인 커플링제를 포함하는 도료(앞과 마찬가지로, TMPTE가 주성분)가 도포되고, 건조부(28)에 있어서, 부생성물 공비점 혹은 도료 비점보다 고온으로 도료가 건조되며, 다음으로, 광조사부(30)에 반송되어, 3층째의 유기층(12b)이 형성된다.Subsequently, the film forming material Za is transferred in the longitudinal direction as in the formation of the above-described second
최상층의 유기층(12b)이 형성된 피성막 재료(Za) 즉 가스 배리어 필름(10a)은, 권취 롤러(34)에 의하여 롤 형상으로 권취된다.The film forming material Za on which the
최상층의 유기층(12b)의 형성이 종료되면, 필요에 따라서, 가스 배리어 필름(10a)을 절단한 후, 가스 배리어 필름(10a)을 권회하여 이루어지는 재료 롤(46)로서, 다음 공정 등에 공급된다.After the formation of the
이상, 본 발명의 기능성 필름 및 기능성 필름의 제조 방법에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은, 상기 실시예에 한정되지는 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 각종 개량이나 변경을 행해도 되는 것은 물론이다.Although the present invention has been described in detail in the foregoing for the method of producing the functional film and the functional film of the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes may be made without departing from the gist of the present invention. Of course it can be done.
실시예Example
이하, 본 발명의 구체적 실시예를 들어, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples of the present invention.
[실시예 1][Example 1]
도 2에 나타내는 제조 장치를 이용하여, 유기층(12a), 무기층(14), 2층째의 유기층(12b) 및 2층째의 무기층(14)을 갖는, 도 1(D)에 나타내는, 가스 배리어 필름(10d)을 제작했다.1 (D) having the
지지체(Z)로서, 폭이 1000mm이고 두께가 100μm인 장척의 PEN 필름(데이진 듀폰 필름사제 테오넥스 Q65FA)을 이용했다.As the support (Z), a long PEN film having a width of 1000 mm and a thickness of 100 탆 (Teonex Q65FA, manufactured by Daikin DuPont Films) was used.
유기 화합물 및 광중합 개시제를 유기 용제(메틸에틸케톤(MEK))에 용해하여, 유기층(12)을 성막하기 위한 도료를 조제했다.The organic compound and the photopolymerization initiator were dissolved in an organic solvent (methyl ethyl ketone (MEK)) to prepare a coating film for forming the organic layer 12.
유기 화합물은, TMPTA(다이셀·사이텍사제)를, 광중합 개시제는 Irg189(치바 케미컬즈사제)를 이용했다. 또, 도료는, 고형분 농도를 15질량%(MEK 85질량%)로 했다. 또, 도료 중의 고형분에 있어서의 농도는, 유기 화합물을 98질량%, 광중합 개시제를 2질량%로 했다.The organic compound used was TMPTA (manufactured by Daicel-Cytec), and the photopolymerization initiator used was Irg189 (manufactured by Chiba Chemicals). The coating material had a solid concentration of 15 mass% (MEK 85 mass%). The concentration of the organic compound in the solid content in the coating material was 98% by mass and the photopolymerization initiator in 2% by mass.
피성막 재료(Za)로서의 지지체(Z)를 권회하여 이루어지는 재료 롤(42)을, 도 2(A)에 나타내는 유기 성막 장치(20)의 회전축(32)에 장전하여, 지지체(Z)의 표면에, 조제한 도료를 도포/건조하고, 자외선 조사에 의하여 가교하여, 유기층(12a)을 형성한 피성막 재료(Za)를 권회하여 이루어지는 재료 롤(46)을 얻었다.The
도포부(26)에 있어서의 도료의 도포량은, 유기층(12a)의 막두께가 3μm가 되도록 조절했다. 또한, 도포부(26)는 다이코터를 이용했다. 건조부(28)에 의한 건조는, 온풍에 의하여 도료를 80℃로 가열하여 행했다. 또한, 광조사부(30)는, 자외선 조사 장치를 이용하여, 자외선의 조사량이 적산 조사량으로 약 500mJ/cm2가 되도록 광량 조정했다.The application amount of the coating material in the
다음으로, 재료 롤(46)을 도 2(B)에 나타내는 무기 성막 장치(24)에 장전하여, 피성막 재료(Zb)(유기층(12a)을 형성한 지지체(Z))의 표면에, CCP-CVD에 의하여, 무기층(14)으로서 막두께 50nm의 질화 규소막을 형성했다.Next, the
성막 수단(64)은, 드럼(62)에 대면하여 배치되는 샤워 전극과, 샤워 전극에 플라즈마 여기 전력을 공급하는 고주파 전원과, 드럼(62)에 바이어스 전력을 공급하는 바이어스 전원과, 샤워 전극에 원료 가스를 공급하는 공급 수단으로 구성했다. 또한, 드럼(62)은 스테인리스제로서, 샤워 전극의 대향 전극으로서 작용시켰다.The film forming means 64 includes a shower electrode disposed to face the
성막 가스는, 실레인 가스(SiH4), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2) 및 수소 가스(H2)를 이용했다. 공급량은, 실레인 가스를 100sccm, 암모니아 가스를 200sccm, 질소 가스를 500sccm, 수소 가스를 500sccm으로 했다. 또, 성막 압력은 50Pa로 했다.Silane gas (SiH 4 ), ammonia gas (NH 3 ), nitrogen gas (N 2 ), and hydrogen gas (H 2 ) were used as the deposition gas. The supply amount was 100 sccm for the silane gas, 200 sccm for the ammonia gas, 500 sccm for the nitrogen gas, and 500 sccm for the hydrogen gas. The deposition pressure was set at 50 Pa.
샤워 성막 전극에는, 고주파 전원으로부터, 주파수 13.5MHz로 3000W의 플라즈마 여기 전력을 공급했다. 또한, 드럼(62)에는, 바이어스 전원으로부터, 500W의 바이어스 전력을 공급했다. 또, 성막 중에는, 드럼(62)의 온도를 -20℃로 조정했다.Plasma-excited electric power of 3000 W was supplied from the high-frequency power source to the shower film electrode at a frequency of 13.5 MHz. The
무기층(14)의 형성을 종료하면, 공급실(50), 성막실(52) 및 권취실(54)에 청정화한 건조 공기를 도입하여 대기 개방했다.When the formation of the
다음으로, 무기층(14)을 형성한 피성막 재료(Zb)를 권회하여 이루어지는 재료 롤(42)을, 권취실(54)로부터 취출했다.Next, the
한편, 유기 화합물, 실레인 커플링제 및 광중합 개시제를 유기 용제(MEK)에 용해하여, 유기층(12b)을 형성하는 도료를 조제했다.On the other hand, a coating material for forming the
유기 화합물 및 광중합 개시제는, 유기층(12a)과 동일한 것을 이용했다.The organic compound and the photopolymerization initiator used were the same as the
실레인 커플링제는, 일반식 [I]The silane coupling agent is represented by the general formula [I]
(R1)3-Si-R2-Si-(R1)3 (R 1 ) 3 -Si-R 2 -Si- (R 1 ) 3
에 있어서, R1이 모두 -OCH3이고, R2가 -(CH2)2-인 것을 이용했다., R 1 is all -OCH 3 and R 2 is - (CH 2 ) 2 -.
또, 도료는, 고형분 농도를 15질량%(MEK 85질량%)로 했다. 또, 도료 중의 고형분에 있어서의 농도는, 유기 화합물이 88질량%, 광중합 개시제가 2질량%, 실레인 커플링제가 10질량%로 했다.The coating material had a solid concentration of 15 mass% (MEK 85 mass%). The concentration of the organic compound in the solid content in the coating material was 88% by mass, the photopolymerization initiator in 2% by mass, and the silane coupling agent in 10% by mass.
또한, 이 실레인 커플링제에 의한 부생성물(메탄올)과, 유기 용제인 MEK의 공비점은, MEK의 잔존량과 메탄올의 생성량에 따라 변화는 있지만, 대체로, 약 65℃이다.The azeotrope of the by-product (methanol) by the silane coupling agent and MEK as the organic solvent varies depending on the amount of residual MEK and the amount of methanol produced, but is generally about 65 ° C.
피성막 재료(Za)(유기층(12a) 및 무기층(14)을 형성한 지지체(Z))를 권회하여 이루어지는 재료 롤(42)을, 유기 성막 장치(20)의 회전축(32)에 장전하여, 피성막 재료(Za)의 표면에, 조제한 도료를 도포/건조하고, 자외선 조사에 의하여 가교하여, 유기층(12b)을 형성하며, 유기층(12b)을 형성하여 이루어지는 피성막 재료(Za)를 권회하여 이루어지는 재료 롤(46)을 얻었다.The
도포부(26)에 의한 도료의 도포량은, 유기층(12)의 막두께가 3μm가 되도록 조절했다. 건조부(28)에 의한 건조는, 온풍에 의하여 도료를 80℃로 가열하여 행했다. 또한, 광조사부(30)는, 자외선의 조사량이 적산 조사량으로 약 500mJ/cm2가 되도록 했다.The application amount of the coating material by the
다음으로, 피성막 재료(Zb)(유기층(12a), 무기층(14) 및 유기층(12b)을 형성한 지지체(Z))를 권회하여 이루어지는 재료 롤(46)을, 도 2(B)에 나타내는 무기 성막 장치(24)에 장전했다.Next, the
또한, 1층째의 무기층(14)과 동일하게 하여, 2층째의 유기층(12b)을 형성한 피성막 재료(Zb)의 표면에, 2층째의 무기층(14)으로서 막두께 50nm의 질화 규소막을 형성하고, 도 1(D)에 나타내는 가스 배리어 필름(10d)을 제작하여, 이 가스 배리어 필름(10d)을 권회하여 이루어지는 재료 롤(46)을 얻었다.In the same manner as in the case of the first
[실시예 2 및 3][Examples 2 and 3]
유기층(12b)의 형성에 이용하는 실레인 커플링제를, 일반식 [I]The silane coupling agent used for forming the
(R1)3-Si-R2-Si-(R1)3 (R 1 ) 3 -Si-R 2 -Si- (R 1 ) 3
에 있어서, R1이 모두 -OCH3이고, R2가 -(CH2)6-인 것으로 변경한 것 이외(실시예 2);Except that R 1 is all -OCH 3 and R 2 is - (CH 2 ) 6 - (Example 2);
유기층(12b)의 형성에 이용하는 실레인 커플링제를, 일반식 [I]The silane coupling agent used for forming the
(R1)3-Si-R2-Si-(R1)3 (R 1 ) 3 -Si-R 2 -Si- (R 1 ) 3
에 있어서, R1이 모두 -OCH3이고, R2가 -(CH2)8-인 것으로 변경한 것 이외(실시예 3);는, 실시예 1과 동일하게 하여, 지지체(Z) 위에 유기층(12a), 무기층(14), 유기층(12b) 및 무기층(14)을 형성하여 이루어지는, 도 1(D)에 나타내는 가스 배리어 필름(10d)을 제작하여, 이것을 권회하여 이루어지는 재료 롤(46)을 얻었다.(Example 3) except that R 1 was all -OCH 3 and R 2 was - (CH 2 ) 8 -, the same procedure as in Example 1 was carried out except that the organic layer A
[실시예 4][Example 4]
유기층(12b)의 형성에 이용하는 실레인 커플링제를, 일반식 [I]The silane coupling agent used for forming the
(R1)3-Si-R2-Si-(R1)3 (R 1 ) 3 -Si-R 2 -Si- (R 1 ) 3
에 있어서, R1이 모두 -OCH2CH3이고, R2가 -(CH2)6-인 것으로 변경하고, 유기층(12b)의 형성에 있어서의 건조부 18에서의 온풍의 온도를 100℃로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 지지체(Z) 위에 유기층(12a), 무기층(14), 유기층(12b) 및 무기층(14)을 형성하여 이루어지는, 도 1(D)에 나타내는 가스 배리어 필름(10d)을 제작하여, 이것을 권회하여 이루어지는 재료 롤(46)을 얻었다.To 100 ℃ the temperature of the hot air in the change, the drying unit in the formation of the organic layer (12b) 18 to - in a, R 1 a are both -OCH 2 CH 3, R 2 is - (CH 2) 6 1 (D), in which an
또한, 건조 온도의 100℃는, 이 실레인 커플링제에 의한 부생성물(에탄올)의 비점에 따라 설정한 온도이다.The drying temperature of 100 占 폚 is a temperature set according to the boiling point of the by-product (ethanol) by the silane coupling agent.
[비교예 1][Comparative Example 1]
유기층(12b)의 형성에 이용하는 실레인 커플링제를, 일반식 [I]The silane coupling agent used for forming the
(R1)3-Si-R2-Si-(R1)3 (R 1 ) 3 -Si-R 2 -Si- (R 1 ) 3
에 있어서, 각 Si에 결합하는 R1의 2개가 -OCH3이고, 1개가 아크릴기를 갖는 -C3H6-COCH=CH2이며, R2가 -(CH2)6-인 것으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 지지체(Z) 위에 유기층(12a), 무기층(14), 유기층(12b) 및 무기층(14)을 형성하여 이루어지는, 도 1(D)에 나타내는 가스 배리어 필름(10d)을 제작하여, 이것을 권회하여 이루어지는 재료 롤(46)을 얻었다.In which two of R 1 bonded to each Si are -OCH 3 , one is -C 3 H 6 -COCH═CH 2 having an acrylic group, and R 2 is - (CH 2 ) 6 - 1 (D), in which the
[비교예 2][Comparative Example 2]
유기층(12b)의 형성에 이용하는 실레인 커플링제를, 하기 식The silane coupling agent used for forming the
(CH3O)3-Si-(CH2)5-CH3 (CH 3 O) 3 -Si- ( CH 2) 5 -CH 3
으로 나타나는 것으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 지지체(Z) 위에 유기층(12a), 무기층(14), 유기층(12b) 및 무기층(14)을 형성하여 이루어지는, 도 1(D)에 나타내는 가스 배리어 필름(10d)을 제작하여, 이것을 권회하여 이루어지는 재료 롤(46)을 얻었다.1 (a), in which an
이와 같이 하여 제작한 각 가스 배리어 필름(10d)에 대하여, 가스 배리어성 및 밀착성을 평가했다.Each
<가스 배리어성>≪ Gas barrier property &
각 가스 배리어 필름의 가스 배리어성(수증기 투과율[g/(m2·day)])을, 칼슘 부식법(일본 공개특허공보 2005-283561호에 기재되는 방법)에 따라, 측정했다.The gas barrier properties (water vapor permeability [g / (m 2 · day)]) of each gas barrier film was measured according to the calcium corrosion method (the method described in JP-A-2005-283561).
또, 수증기 투과율이, 1×10-5[g/(m2·day)] 미만(즉, 1×10-5E[g/(m2·day)] 미만)인 경우를 최우수;The case where the water vapor transmission rate is less than 1 × 10 -5 [g / (m 2 · day)] (ie, less than 1 × 10 -5 E [g / (m 2 · day)] is the best;
1×10-5[g/(m2·day)] 이상, 4×10-5[g/(m2·day)] 미만인 경우를 우수; 1 × 10 -5 [g / ( m 2 · day)] or more, excellent in the 4 × 10 -5 [g / ( m 2 · day)] is less than;
4×10-5[g/(m2·day)] 이상, 1×10-4[g/(m2·day)] 미만인 경우를 양호;4 x 10 -5 [g / (m 2 · day)] or more and less than 1 × 10 -4 [g / (m 2 · day)];
1×10-4[g/(m2·day)] 이상인 경우를 불가; 라고 평가했다.1 × 10 -4 [g / (m 2 · day)] or more; "He said.
<밀착성>≪ Adhesion >
JIS K5400에 준거한 크로스컷 박리 시험으로 평가했다.And evaluated by a cross cut peel test conforming to JIS K5400.
각 가스 배리어 필름의 유기층 및 무기층의 형성면에, 커터 나이프를 이용하여, 막면에 대하여 90°의 절입을 1mm 간격으로 넣어, 1mm 간격의 체커 보드 눈금을 100개 작성했다. 이 위에 2cm 폭의 마일러 테이프(닛토 덴코제, 폴리에스터 테이프, No. 31B)로 첩부한 테이프를 박리했다. 유기층(12b)이 잔존한 매스의 수로 평가했다.On each surface of the organic barrier layer and the inorganic layer of each gas barrier film, a cutter knife was used to insert an angle of 90 DEG with respect to the film surface at intervals of 1 mm to prepare 100 checkerboard scales at intervals of 1 mm. A tape attached with a 2 mm wide Mylar tape (polyester tape, No. 31B, manufactured by Nitto Denko Co., Ltd.) was peeled off thereon. The
잔존 매스수가 100개인 것을 최우수;The number of remaining masses is 100;
잔존 매스수가 91~99개인 것을 우수;Excellent that the number of remaining masses is 91 to 99;
잔존 매스수가 81~90개인 것을 양호;It is preferable that the number of remaining masses is 81 to 90;
잔존 매스수가 80개 이하인 것을 불가; 라고 평가했다.It is impossible that the number of remaining masses is 80 or less; "He said.
결과를, 하기 표에 나타낸다.The results are shown in the following table.
[표 1][Table 1]
상기 표에 나타나는 바와 같이, 본 발명의 가스 배리어 필름은, 모두, 양호한 가스 배리어성 및 유기층(12b)의 밀착성을 갖고 있다. 특히, R2의 직쇄 탄소수가 8이고, R1이 -OCH3인 실시예 3은, 매우 우수한 가스 배리어성 및 밀착성을 갖고 있다.As shown in the above table, all of the gas barrier films of the present invention have good gas barrier properties and adhesion of the
또한, R2의 직쇄 탄소수가 2인 실시예 1은, 실레인 커플링제와 중합한 유기 화합물의 얽힘이 적다고 생각되어, 다른 실시예에 비하여, 약간, 밀착성이 뒤떨어진다.Further, in Example 1 in which R 2 has 2 straight-chain carbon atoms, entanglement of the silane coupling agent with the organic compound polymerized is considered to be small, and the adhesion is somewhat poor as compared with the other examples.
그에 비하여, 실레인 커플링제가 아크릴기를 포함하는 비교예 1은, 상술한 실레인 커플링제의 자기 축합체가 생성되게 되고, 이것에 기인하여, 실레인 커플링제의 기능 저하, 중합의 저해, 자기 축합체 등의 저분자량물의 잔존 등이 발생하며, 이것에 기인하여, 중합성의 저하, 밀착성의 저하, 가스 배리어성의 저하 등이 발생하여, 본 발명품에 비하여, 가스 배리어성이 낮고, 또한 밀착성도 낮아지게 되었다고 생각된다.On the other hand, in Comparative Example 1 in which the silane coupling agent contains an acrylic group, the above-mentioned silane coupling agent is produced as a self-condensation product, and as a result, the function of the silane coupling agent is deteriorated, A low molecular weight water such as a co-polymer is left, resulting in lowering the polymerizability, lowering the adhesiveness, lowering the gas barrier property, and the like, resulting in lower gas barrier property and lower adhesion .
또, 실레인 커플링제가 Si원자를 1개밖에 갖지 않는 비교예 2는, 무기층(14)의 형성을 저해하는 요인을 갖지 않기 때문에, 우수한 가스 배리어성을 발현하고 있지만, 실레인 커플링제의 밀착성 향상 효과가 낮아, 본 발명품에 비하여, 밀착성이 낮아지게 되었다고 생각된다.Further, Comparative Example 2 in which the silane coupling agent has only one Si atom has no factor inhibiting the formation of the
이상의 결과로부터, 본 발명의 효과는 분명하다.From the above results, the effect of the present invention is apparent.
10a, 10b, 10c, 10d 가스 배리어 필름
12a, 12b 유기층
14 무기층
20 유기 성막 장치
24 무기 성막 장치
26 도포부
28 건조부
30 광조사부
32, 56 회전축
34, 58 권취축
36, 38 반송 롤러쌍
42, 46 재료 롤
50 공급실
52 성막실
54 권취실
60, 68, 72, 80 가이드 롤러
61, 74, 82 진공 배기 수단
62 드럼
64 성막 수단
76, 78 격벽10a, 10b, 10c, 10d Gas barrier film
12a and 12b,
14 inorganic layer
20 Organic film forming device
24 Inorganic Film-forming Device
26 dispensing part
28 Drying section
30 light irradiation unit
32, 56,
34, 58 Winding axis
36, 38 Conveying roller pair
42, 46 Material roll
50 supply rooms
52 The Tent of Meeting
54 Winding room
60, 68, 72, 80 Guide rollers
61, 74, 82 The vacuum exhaust means
62 Drums
64 Deposition means
76, 78,
Claims (11)
상기 무기층 위에 형성된 유기층을, 적어도 1층 갖고, 또한 이 무기층 위에 형성된 유기층이, 하기의 일반식 [I]로 나타나는 실레인 커플링제를 함유하는 것을 특징으로 하는 기능성 필름.
(R1)3-Si-R2-Si-(R1)3… 일반식 [I]
(일반식 [I]에 있어서, R1은, 치환기를 가져도 되는 알콕시기이며, R2는, 직쇄의 탄소수가 2~10인 치환기를 가져도 되는 직쇄의 알킬렌기이다. 또, 각 R1은, 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.)1. A functional film having a support and an organic layer and an inorganic layer alternately formed on the support,
Characterized in that the functional layer has at least one organic layer formed on the inorganic layer and the organic layer formed on the inorganic layer contains a silane coupling agent represented by the following general formula [I].
(R 1 ) 3 -Si-R 2 -Si- (R 1 ) 3 In the general formula [I]
(In the formula [I], R 1 is an alkoxy group which may have a substituent, R 2 is an alkylene group of a straight-chain carbon atoms in the straight-chain which may have a 2 to 10, which is the substituent. In addition, each of R 1 May be the same or different from each other.)
상기 일반식 [I]에 있어서, R1이 -OCH3 및 -OCH2CH3으로부터 선택되는 1 이상인 기능성 필름.The method according to claim 1,
Wherein R 1 in the general formula [I] is at least one selected from -OCH 3 and -OCH 2 CH 3 .
상기 일반식 [I]에 있어서, R1이 치환기를 갖지 않는 기능성 필름.The method according to claim 1 or 2,
In the above general formula [I], R 1 is a functional film having no substituent.
상기 일반식 [I]에 있어서, R2가 치환기를 갖지 않는 기능성 필름.The method according to any one of claims 1 to 3,
In the above general formula [I], R 2 has no substituent.
상기 무기층 위의 유기층이, 2관능 이상의 (메트)아크릴레이트로 이루어지는 수지를 주성분으로 하는 것이며, 또한 상기 실레인 커플링제의 함유량이 1~25질량%인 기능성 필름.The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the organic layer on the inorganic layer is composed mainly of a resin comprising a bifunctional or higher (meth) acrylate and the content of the silane coupling agent is 1 to 25 mass%.
상기 유기층이 되는 유기 화합물의 유리 전이 온도가, 상기 실레인 커플링제에 기인하는 부생성물의 비점 혹은 유기층의 형성에 이용하는 유기 용제의 비점보다 고온인 기능성 필름.The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein the glass transition temperature of the organic compound to be the organic layer is higher than the boiling point of the by-product due to the silane coupling agent or the boiling point of the organic solvent used for forming the organic layer.
상기 무기층 위의 유기층의 두께가 5μm 이하인 기능성 필름.The method according to any one of claims 1 to 6,
Wherein the organic layer on the inorganic layer has a thickness of 5 占 퐉 or less.
상기 무기층이 질화 규소로 이루어지는 것이며, 그 표면에 -OH기 및 -O기 중 적어도 한쪽이 도입되는 기능성 필름.The method according to any one of claims 1 to 7,
Wherein the inorganic layer is made of silicon nitride and at least one of -OH group and -O group is introduced into the surface thereof.
상기 무기층의 밀도가 2~2.4g/cm3인 기능성 필름.The method according to any one of claims 1 to 8,
Wherein the inorganic layer has a density of 2 to 2.4 g / cm < 3 >.
적어도 1회, 상기 무기층 위에 유기층을 형성하고, 또한
상기 무기층 위에 유기층을 형성할 때에는, 적어도, 유기 용제, 유기층이 되는 유기 화합물, 및 하기의 일반식 [I]로 나타나는 실레인 커플링제를 함유하는 도료를 도포하는 도포 공정,
(R1)3-Si-R2-Si-(R1)3… 일반식 [I]
(일반식 [I]에 있어서, R1은, 치환기를 가져도 되는 알콕시기이며, R2는, 직쇄의 탄소수가 2~10인 치환기를 가져도 되는 직쇄의 알킬렌기이다. 또, 각 R1은, 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.)
상기 실레인 커플링제에 기인하는 부생성물과 유기 용제의 공비점보다 고온, 혹은 상기 부생성물의 비점과 유기 용제의 비점 중 높은 쪽보다 고온으로 상기 도료를 건조하는 건조 공정,
및 상기 건조한 도료를 광조사에 의하여 경화시키는 경화 공정을 행하는 것을 특징으로 하는 기능성 필름의 제조 방법.When a functional film is produced by alternately forming an organic layer and an inorganic layer on a support,
An organic layer is formed on the inorganic layer at least once,
The organic layer is formed on the inorganic layer by a coating step of applying at least a coating material containing an organic solvent, an organic compound to be an organic layer, and a silane coupling agent represented by the following general formula [I]
(R 1 ) 3 -Si-R 2 -Si- (R 1 ) 3 In the general formula [I]
(In the formula [I], R 1 is an alkoxy group which may have a substituent, R 2 is an alkylene group of a straight-chain carbon atoms in the straight-chain which may have a 2 to 10, which is the substituent. In addition, each of R 1 May be the same or different from each other.)
A drying step of drying the coating material at a higher temperature than the azeotropic point of the by-product resulting from the silane coupling agent and the organic solvent, or higher than the boiling point of the by-product and the boiling point of the organic solvent,
And a curing step of curing the dried paint by light irradiation.
장척의 지지체를 이용하여, 이 지지체를 길이 방향으로 반송하면서, 상기 유기층 및 무기층의 형성을 행하는 기능성 필름의 제조 방법.The method of claim 10,
A method for producing a functional film, wherein the organic layer and the inorganic layer are formed by using a long support and transporting the support in the longitudinal direction.
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