TW201334967A

TW201334967A - 阻氣結構體和阻氣結構體的形成方法

Info

Publication number: TW201334967A
Application number: TW102105988A
Authority: TW
Inventors: Yuta Suzuki
Original assignee: Lintec Corp
Priority date: 2012-02-21
Filing date: 2013-02-21
Publication date: 2013-09-01
Also published as: JP5408818B1; WO2013125351A1; JPWO2013125351A1

Abstract

本發明提供具備能夠得到優異的阻氣性、透明性的同時密合性、耐斷裂性等優異的阻氣層的阻氣結構體、以及這種阻氣結構體的有效的形成方法。一種在基材上具備阻氣層的阻氣結構體以及這種阻氣結構體的形成方法，其特徵在於，阻氣層來自含有聚矽氮烷化合物和極性聚合物而成的阻氣層形成用材料，對該阻氣層形成用材料進行電漿離子注入處理，所述極性聚合物為含羥基的聚合物和含羧基的聚合物、或者它們中的任一方。

Description

阻氣結構體和阻氣結構體的形成方法

本發明涉及阻氣結構體和阻氣結構體的製造方法，特別涉及具備來自阻氣層形成用材料的阻氣層的阻氣結構體和阻氣結構體的形成方法。所述阻氣層形成用材料含有規定的極性聚合物和聚矽氮烷化合物而成。

以往，由於塑膠膜等高分子成型體價格低且加工性優異，所以賦予所希望的功能，用於各種領域。

例如，在食品、醫藥品的包裝用膜中，為了抑制蛋白質、油脂等的氧化、變質而保持味道、鮮度，使用防止水蒸氣、氧透過的阻氣性的塑膠膜。

另外，近年來，在使用了液晶設備、有機電致發光設備(有機EL元件)的圖像顯示裝置中，為了實現輕薄化、輕量化、柔性化等，研究了使用透明塑膠膜，例如，聚酯膜代替玻璃板作為電極形成用的基板。

然而，聚酯膜等透明塑膠膜容易透過水蒸氣、氧等，因此，有容易引起設置於圖像顯示裝置的內部的各種元件的性能劣化、電極腐蝕的問題。

因此，出於抑制水蒸氣、氧等的透過等目的，提出了在透明塑膠膜上層疊由金屬氧化物形成的透明阻氣層的柔性顯示器基板(例如，參照專利文獻1)。

更具體而言，一種柔性顯示器基板的製造方法，其中，包括：第1步驟，在透明塑膠膜的表面層疊由金屬氧化物形成的阻氣層；第2步驟，在形成的阻氣層上層疊透明保護層；以及第3步驟，在透明保護層上進一步層疊透明導電層，其特徵在於，為了抑制層疊後的各層的變化，在同一真空裝置內進行1步驟、2步驟以及第3步驟。

另外，公開了一種阻氣膜的製造方法，其特徵在於，在塑膠膜的至少一個面上形成由聚矽氮烷化合物形成的聚矽氮烷膜，對該聚矽氮烷膜實施電漿處理，形成阻氣膜(例如，參照專利文獻2)。

並且，為了提高對基材的密合性、彎曲性等，還提出了一種在聚矽氮烷化合物中混合丙烯酸樹脂而成的塗佈組合物(例如，參照專利文獻3)。

更具體而言，一種塗佈用組合物，使用鹵代烴等作為溶劑，向其中溶解聚矽氮烷和丙烯酸系樹脂而成，所述聚矽氮烷具有數均分子量為100~5萬的規定結構。

專利文獻1：日本特開2000-338901號公報

專利文獻2：日本特開2007-237588號公報

專利文獻3：日本特開平7-292321號公報

然而，根據專利文獻1中公開的柔性顯示器基板的製造方法，在第1步驟中，由於通過蒸鍍法、離子鍍敷法、濺射法等在透明塑膠膜的表面層疊僅由金屬氧化物形成的阻氣層，所以發現柔軟性差，例如，如果將得到的柔性顯示器基板卷起或者折彎，則在阻氣層產生斷裂，阻氣性顯著降低的問題。

另外，在專利文獻2中公開的阻氣膜的製造方法在對膜形成聚矽氮烷膜之後，實施電漿處理，並使用其作為阻氣膜，但發現阻氣性仍就不足，另外，柔軟性也差的問題。

並且另外，在專利文獻3中公開的塗佈用組合物在塗佈後，僅進行乾燥，沒有進行電漿離子注入處理，因此發現阻氣性不足的問題。

即，發現現有的具備阻氣層的阻氣膜、柔性顯示器基板如果反復彎曲，則柔軟性不足，因此容易在阻氣層產生斷裂，阻氣性降低的問題。

因此，本發明人等經過深入研究這種問題，結果發現如果阻氣層是通過對含有規定極性聚合物和聚矽氮烷化合物的阻氣層形成用材料進行電漿離子注入處理而形成的，則柔軟性提高，且阻氣性也優異的事實，從而完成了本發明。

即，本發明的目的在於提供具備柔軟性優異的阻氣層的阻氣結構體和這種阻氣結構體的有效的形成方法。

根據本發明，提供一種阻氣結構體，其特徵在於，是在基材上具備阻氣層的阻氣結構體，阻氣層是對由阻氣層形成用材料形成的層(以下，有時稱為預阻層)進行電漿離子注入處理而成的，所述阻氣層形成用材料含有聚矽氮烷化合物和極性聚合物而成，所述極性聚合物為含羥基的聚合物和含羧基的聚合物、或者它們中的任一方，由此能夠解決上述問題。

即，由於對層疊在基材上的、由含有規定的極性聚合物和聚矽氮烷化合物的阻氣層形成用材料形成的層進行電漿離子注入處理而形成阻氣層，所以柔軟性和被膜強度分別提高，進而，能夠提高耐斷裂性，或者能夠有效防止在製作步驟產生損傷。

另外，在構成本發明的阻氣結構體時，較佳阻氣層包含膜厚為10~30nm的表層，所述表層至少含有矽、氧以及氮，相對於該表層中的由XPS測定的這些元素的總量，矽量為25~45mol%的範圍內的值，氧量為5~74mol%的範圍內的值，以及氮量為0.1~15mol%的範圍內的值。

這樣通過形成包含規定組成的表層的阻氣層，得到進一步優異的阻氣性。

另外，在構成本發明的阻氣結構體時，較佳含羥基的聚合物為選自聚乙烯醇、聚乙烯醇縮甲醛、聚乙烯醇縮丁醛以及乙烯-乙烯醇共聚物中的至少一種。

另一方面，在構成本發明的阻氣結構體時，較佳含羧基的聚合物為乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物。

通過使用這種含羥基的聚合物、含羧基的聚合物，從而與聚矽氮烷化合物的相溶性變得良好，柔軟性和被膜強度分別提高，進而能夠進一步提高優異的耐斷裂性、或能夠有效地防止在製作步驟中產生損傷。

另外，在構成本發明的阻氣結構體時，較佳相對於阻氣層形成用材料的總量，極性聚合物的配合量為1~90重量%的範圍內的值。

通過成為這樣的極性聚合物的配合量，從而與聚矽氮烷化合的相溶性變得良好，阻氣層形成用材料的操作、穩定性變得良好，並且能夠得到進一步優異的柔軟性、被膜強度。

並且，另外在構成本發明的阻氣結構體時，較佳所述阻氣層中的彈性模量為1~2.5GPa的範圍內的值。

通過成為具有這樣的彈性模量的阻氣層，從而能夠得到優異的柔軟性和被膜強度。

另外，本發明的另一個發明是阻氣結構體的形成方法，其特徵在於，是在基材上具備阻氣層而成的阻氣結構體的形成方法，包括下述步驟(1)~(2)。

(1)層疊步驟，在基材上層疊由阻氣層形成用材料形成的層，所述阻氣層形成用材料含有聚矽氮烷化合物和極性聚合物，所述極性聚合物為含羥基的聚合物和含羧基的聚合物、或者它們中的任一方，(2)離子注入步驟，對由阻氣層形成用材料形成的層進行電漿離子注入，形成阻氣層。

即，通過在步驟(1)中，在基材上層疊由含有規定的極性聚合物和聚矽氮烷化合物的阻氣層形成用材料形成的層，在步驟(2)中，對由含有規定的極性聚合物和聚矽氮烷化合物的阻氣層形成用材料形成的層進行電漿離子注入處理，形成阻氣層，從而能夠得到具備柔軟性和被膜強度分別提高、進而耐斷裂性優異、在製作步驟中產生的損傷少的阻氣層的阻氣結構體。

10a‧‧‧由阻氣層形成用材料形成的層

10‧‧‧阻氣層

11‧‧‧表層

12‧‧‧基材

50‧‧‧阻氣結構體

200‧‧‧電漿離子注入裝置

16‧‧‧形成有由阻氣層形成用材料形成的層10的基材12(被處理物)

202‧‧‧導體

203‧‧‧氣體導入口

207‧‧‧示波器

208‧‧‧直流外加裝置(脈衝電源)

210‧‧‧高電壓導入端子

211‧‧‧真空腔

第1圖是為了說明本發明的阻氣結構體的截面而提供的示意圖。

第2a~2e圖是為了說明本發明的阻氣結構體的製造方法而提供的圖。

第3圖是為了說明離子注入裝置的一個例子而提供的圖。

[第1實施方式]

第1實施方式是阻氣結構體，其特徵在於，是在基材上具備阻氣層的阻氣結構體，阻氣層是對由含有聚矽氮烷化合物和極性聚合物的阻氣層形成用材料形成的層進行電漿離子注入處理而成的，所述極性聚合物為含羥基的聚合物和含羧基的聚合物、或者它們中的任一方。

在第1圖中示出本發明的阻氣結構體的一個例子。

在此，第1圖所示的阻氣結構體50具備基材12，並且在基材12上，具備阻氣層10。

以下，適當參照圖式，對第1實施方式的阻氣結構體進行具體說明。

1.基材

關於基材的種類，只要具有柔軟性，就沒有特別限制，可舉出塑膠樹脂膜、塑膠樹脂板、玻璃基板(包括陶瓷基板)等。

作為在塑膠樹脂膜或者塑膠樹脂板中使用的樹脂，可舉出聚醯亞胺、聚醯胺、聚醯胺醯亞胺、聚苯醚、聚醚酮、聚醚醚酮、聚烯烴、聚酯、聚碳酸酯、聚碸、聚醚碸、聚苯硫醚、聚芳酯、丙烯酸系樹脂、環烯烴系聚合物、芳香族系聚合物等。

作為聚酯，可舉出聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚芳酯等。

作為環烯烴系聚合物，可舉出降冰片烯系聚合物、單環的環狀烯烴系聚合物、環狀共軛二烯系聚合物、乙烯基脂環式烴聚合物以及它們的氫化物。

基材的厚度根據使用目的等決定即可，從柔軟性和操作容易的角度出發，較佳為1~1000μm，更佳為5~100μm。

2.阻氣層

本發明的阻氣結構體中的阻氣層來自由阻氣層形成用材料形成的層，是對該由阻氣層形成用材料形成的層進行電漿離子注入處理而得的，所述阻氣層形成用材料含有聚矽氮烷化合物和極性聚合物而成，所述極性聚合物為含羥基的聚合物和含羧基的聚合物、或者它們中的任一方。

該阻氣層為具有抑制氧、水蒸氣等的透過的特性(以下，稱為“阻氣性”)的層。

(1)阻氣層形成用材料聚矽氮烷化合物

構成阻氣層形成用材料的一部分的聚矽氮烷化合物是在分子內具有含-Si-N-鍵(矽氮烷鍵)的重複單元的化合物，是具有由下述通式(1)表示的重複單元的化合物。具體而言，可舉出有機聚矽氮烷、無機聚矽氮烷、改性聚矽氮烷等。

以下，進一步具體說明較佳的聚矽氮烷化合物。

其中，可舉出各種聚矽氮烷化合物，其中，特別較佳使用Rx、Ry、Rz全部為氫原子的無機聚矽氮烷。

該理由如下：如果為上述無機聚矽氮烷(全氫聚矽氮烷)，則即便與後述規定的極性聚合物混合使用時，也不會與極性聚合物過度地反應，在利用電漿離子注入法形成阻氣層時，能夠得到具有進一步優異的阻氣特性、柔軟性等的阻氣結構體。

另外，使用的聚矽氮烷化合物的數均分子量沒有特別限定，較佳為100~50000的範圍內的值。

(通式(1)中，Rx、Ry以及Rz各自獨立地為氫原子、無取代或者具有取代基的鏈烷基、無取代或者具有取代基的環烷基、無取代或者具有取代基的鏈烯基、無取代或者具有取代基的芳基或者烷基甲矽烷基等非水解性基團，下角標n表示任意的自然數。)

另外，作為上述無取代或者具有取代基的鏈烷基的鏈烷基，例如，可舉出甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、新戊基、正己基、正庚基、正辛基等碳原子數1~10的烷基。

另外，作為上述無取代或者具有取代基的環烷基的環烷基，可舉出環丁基、環戊基、環己基、環庚基等碳原子數3~10的環烷基。

另外，作為上述無取代或者具有取代基的鏈烯基的鏈烯基，例如，可舉出乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基等碳原子數2~10的鏈烯基。

另外，作為上述烷基、環烷基以及鏈烯基的取代基，可舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等鹵原子；羥基；硫醇基；環氧基；環氧丙氧基；(甲基)丙烯醯氧基；苯基、4-甲基苯基、4-氯苯基等無取代或者具有取代基的芳基等。

另外，作為上述無取代或者具有取代基的芳基，例如，可舉出苯基、1-萘基、2-萘基等碳原子數6~10的芳基。

另外，作為上述芳基的取代基，可舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等鹵原子；甲基、乙基等碳原子數1~6的烷基；甲氧基、乙氧基等碳原子數1~6的烷氧基；硝基；氰基；羥基；硫醇基；環氧基；環氧丙氧基；(甲基)丙烯醯氧基；苯基、4-甲基苯基、4-氯苯基等無取代或者具有取代基的芳基等。

另外，作為上述烷基甲矽烷基，可舉出三甲基甲矽烷基、三乙基甲矽烷基、三異丙基甲矽烷基、三叔丁基甲矽烷基、甲基二乙基甲矽烷基、二甲基甲矽烷基、二乙基甲矽烷基、甲基甲矽烷基、乙基甲矽烷基等。

此外，作為Rx、Ry、Rz，較佳氫原子、碳原子數1~6的烷基、或者苯基，特別較佳氫原子。

(i)無機聚矽氮烷化合物

另外，在通式(1)中，較佳Rx、Ry、Rz全部為氫原子的無機聚矽氮烷化合物(全氫聚矽氮烷)。

作為上述無機聚矽氮烷化合物，可舉出含有由下述通式(2)~(3)和式(4)表示的結構的化合物。

即，可舉出如下的數均分子量為690~2000的範圍內的值的全氫聚矽氮烷，該全氫聚矽氮烷具備具有由下述通式(2)表示的重複單元的直鏈狀結構，並且在1分子中具有3~10個SiH₃基(日本特公昭63-16325號公報)。

(通式(2)中，下角標b表示任意的自然數。)

另外，可舉出具備具有由下述通式(3)表示的重複單元的直鏈狀結構和支鏈結構的全氫聚矽氮烷。

(通式(3)中，Y¹為氫原子或者由下述通式(3’)表示的基團，下角標c和d各自表示任意的自然數。)

(通式(3’)中，Y²為氫原子或者由通式(3’)表示的基團，下角標e表示任意的自然數，＊表示鍵合位置。)

並且，例如，可舉出具有由下述式(4)表示的全氫聚矽氮烷結構的、在分子內具有直鏈狀結構、支鏈結構以及環狀結構的全氫聚矽氮烷。

(ii)有機聚矽氮烷化合物

另外，也較佳通式(1)中的Rx、Ry、Rz的至少一個不為氫原子，為有機基團的有機聚矽氮烷化合物。

作為上述有機聚矽氮烷化合物，可舉出含有由下述通式(5)~(9)表示的結構的化合物。

即，可舉出以由下述通式(5)表示的結構為重複單元的、主要具有聚合度為3~5的環狀結構的化合物。

(通式(5)中，Rx’表示無取代或者具有取代基的鏈烷基、無取代或者具有取代基的環烷基、無取代或者具有取代基的鏈烯基、無取代或者具有取代基的芳基或者烷基甲矽烷基，在以下通式中也同樣。)

另外，可舉出以由下述通式(6)表示的結構為重複單元的、主要具有聚合度為3~5的環狀結構的化合物。

(通式(6)中，Rz’為無取代或者具有取代基的鏈烷基、無取代或者具有取代基的環烷基或者烷基甲矽烷基。)

另外，可舉出以由下述通式(7)表示的結構為重複單元的、主要具有聚合度為3~5的環狀結構的化合物。

(通式(7)中，Ry’為無取代或者具有取代基的鏈烷基、無取代或者具有取代基的環烷基、無取代或者具有取代基的鏈烯基、無取代或者具有取代基的芳基或者烷基甲矽烷基。)

另外，可舉出在分子內具有由下述式(8)表示的結構的聚有機(氫)矽氮烷化合物。

並且，可舉出具有由下述通式(9)表示的重複結構的聚矽氮烷化合物。

(通式(9)中，Y³為氫原子、或者由下述通式(9’)表示的基團，下角標f和g表示任意的自然數。)

(通式(9’)中，Y⁴為氫原子、或者由通式(9’)表示的基團，下角標h表示任意的自然數，＊表示鍵合位置。)

此外，上述有機聚矽氮烷化合物可以利用公知的方法製造。

例如，通過使由下述通式(10)表示的無取代或者具有取代基的鹵代矽烷化合物和仲胺的反應生成物與胺或者伯胺反應從而能夠得到。

此外，使用的仲胺、胺以及伯胺，可以根據作為目標的聚矽氮烷化合物的結構，適當地選擇。

R¹ _4-mSiX_m (10)

(通式(10)中，X表示鹵原子，R¹為上述Rx、Ry、Rz、Rx’、Ry’以及Rz’中任意的取代基，m表示1~3的自然數。)

(iii)改性聚矽氮烷

另外，在本發明中，也較佳使用改性聚矽氮烷作為聚矽氮烷化合物。

作為上述改性聚矽氮烷，例如，可舉出含金屬原子(該金屬原子可以形成交聯)的聚金属矽氮烷(polymetallosilazane)、重覆單元由〔(SiH₂)_i(NH)_j)〕和〔(SiH₂)_kO〕(下角標i、j以及k各自獨立地為1、2或3)表示的聚矽氧氮烷(ploysiloxyzane)、使聚矽氮烷與硼化合物反應而製造的聚硼矽氮烷、使聚矽氮烷與金屬醇鹽反應而製造的聚金屬矽氮烷、無機矽氮烷高聚物或重整聚矽氮烷、在聚矽氮烷中導入了有機成分的共聚矽氮烷、在聚矽氮烷中加成或添加了用於促進陶瓷化的催化劑化合物的低温陶瓷化聚矽氮烷、加成矽醇盐的聚矽氮烷、加成縮水甘油的聚矽氮烷、加成乙酰丙酮配位化合物的聚矽氮烷、加成金屬羧酸盐的聚矽氮烷等。

其他，可舉出在上述聚矽氮烷化合物或其改性物中添加胺類和/或酸類而成的聚矽氮烷組合物、在全氫聚矽氮烷中在末端N原子加成甲醇等醇或六甲基二矽氮烷而得的化合物等。

(2)阻氣層形成用材料極性聚合物

另外，作為構成阻氣層形成用材料的一部分的極性聚合物，其特徵在於，使用含羥基的聚合物和含羧基的聚合物、或者它們中的任一方。

即，這是因為通過上述的聚矽氮烷化合物與極性聚合物的組合，從而對於得到的阻氣層而言，能夠形成柔軟性和被膜強度分別提高、且阻擋性也優異的阻氣層。

因此，作為含羥基的聚合物或者含羧基的聚合物，可舉出具有羥基和羧基、或者具有其中任一方的各種聚合物，即，丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚酯系樹脂、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇縮甲醛或聚乙烯醇縮丁醛等聚乙烯基縮醛樹脂(PVAc)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、乙烯醇-(N-乙烯基甲醯胺)共聚物、乙烯醇-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物等中的單獨一種或者二種以上的組合。

以下，大致分為含羥基的聚合物和含羧基的聚合物，進一步詳細說明。

(i)含羥基的聚合物

作為在本發明中使用的含羥基的聚合物，只要在分子中具有羥基，與矽氮烷化合物的相溶性好就沒有特別限定。

另外，作為用於得到含羟基的聚合物的單体成分(含羥基的乙烯基單體)，例如，可舉出(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸3-羥丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丁酯、(甲基)丙烯酸3-羥丁酯、(甲基)丙烯酸4-羥丁酯等(甲基)丙烯酸羥基烷基酯、羥丁基乙烯基醚等羥基烷基乙烯基醚、(甲基)丙烯酸羥乙酯、乙二醇單丙烯酸酯等烷撐二醇單丙烯酸酯等。這些單體可以單獨使用1種或者組合2種以上。

另外，作為用於得到含羟基的聚合物的其他的單體成分(乙烯基單體)，例如，可舉出(甲基)丙烯酸甲酯等烷基的碳原子數為1~20的範圍內的值的(甲基)丙烯酸酯、丙烯醯胺等丙烯醯胺類、(甲基)丙烯酸單甲基胺基乙酯等(甲基)丙烯酸單烷基胺基烷基酯、丙烯酸、甲基丙烯酸等乙烯性不飽和羧酸等。這些單體可以單獨使用1種或者組合2種以上。

因此，作為含羥基的聚合物，更佳選自聚乙烯醇、聚乙烯醇縮甲醛、聚乙烯醇縮丁醛以及乙烯-乙烯醇共聚物中的至少一種。

該理由如下：通過使用這種含羥基的聚合物，從而與聚矽氮烷化合物的相溶性能夠變得良好，能夠得到進一步優異的阻氣性。

另外，這些含羥基的聚合物為聚乙烯醇時，較佳皂化率(表示存在於極性聚合物中的乙酸酯等的水解程度的指標)為10~60%的範圍內。

該理由如下：如果聚乙烯醇的皂化率為低於10%的值，則即便進行規定量配合的情況下，有時阻氣層中的柔軟性、耐斷裂性的提高也不足。

另一方面，這是因為如果聚乙烯醇的皂化率為超過60%的值，則有時與聚矽氮烷化合物的相溶性、阻氣層形成用材料的穩定性降低，難以形成均勻的阻氣層。

因此，聚乙烯醇的皂化率較佳為10~60%的範圍內，更佳為20~50%的範圍內，進一步較佳為30~40%的範圍內。

(ii)含羧基的聚合物

作為在本發明中使用的含羧基的聚合物，只要在分子中具有羧基，與矽氮烷化合物的相溶性好就沒有特別限定，例如，可舉出含羧基的乙烯基單體以及根據需要與其他的乙烯基單體進行自由基聚合而得的聚合物。

在此，作為用於得到含羧基的聚合物的單體成分(含羧基的乙烯基單體)，例如，可舉出丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸單甲酯、檸康酸單甲酯等。這些單體可以單獨使用1種或者組合2種以上。

另外，作為用於得到含羧基的聚合物的其他的乙烯基單體，例如，可舉出(甲基)丙烯酸甲酯等烷基的碳原子數為1~20的範圍內的值的(甲基)丙烯酸酯、丙烯醯胺等丙烯醯胺類、(甲基)丙烯酸單甲基胺基乙酯等(甲基)丙烯酸單烷基胺基烷基酯、乙烯、丙烯等乙烯性單體等。這些單體可以單獨使用1種或者組合2種以上。

因此，因此，作為含羧基的聚合物，更佳使用乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物，因此與聚矽氮烷化合物的相溶性能夠變得良好，能夠得到進一步優異的阻氣性。

另外，這些極性聚合物的重均分子量較佳為1000~500000的範圍內的值。

該理由如下：如果上述極性聚合物的重均分子量為低於1000的值，則即便進行規定量配合的情況下，有時阻氣層中的柔軟性、耐斷裂性的提高也不足。

另一方面，這是因為如果上述極性聚合物的重均分子量為超過500000的值，則有時與聚矽氮烷化合物的相溶性、阻氣層形成用材料的穩定性降低，難以形成均勻的阻氣層。

因此，極性聚合物的重均分子量更佳為10000~150000的範圍內的值，進一步較佳為50000~100000的範圍內的值。

此外，在不過度損害阻氣層的阻氣性、透明性、耐斷裂性等的範圍，也較佳向這些極性聚合物中規定量配合下述聚合物、寡聚物中的至少一種，即，丙烯酸聚合物、聚胺酯聚合物、有機矽聚合物、乙酸乙烯酯聚合物、氯乙烯聚合物、環氧聚合物、丙烯酸寡聚物、聚胺酯寡聚物、有機矽寡聚物、乙酸乙烯酯寡聚物、氯乙烯寡聚物、環氧寡聚物等。

另外，極性聚合物的配合量沒有特別限制，相對於由聚矽氮烷化合物和極性聚合物形成的阻氣層形成用材料的總量，極性聚合物的配合量較佳為1~50重量%的範圍內的值。

該理由如下：通過成為這樣的極性聚合物的配合量，從而與聚矽氮烷化合物的相溶性能夠變得良好，操作變得良好，並且能夠得到具有由與聚矽氮烷化合物的反應性進一步提高而帶來的優異的阻氣性的、兼得柔軟性和被膜強度的阻氣層。

更具體而言，這是因為如果上述極性聚合物的配合量為低於1重量%的值，則有時得不到柔軟性。

另一方面，這是因為如果上述極性聚合物的配合量為超過50重量%值，則有時得到的阻氣層的阻氣性和被膜強度等降低。

因此，相對於阻氣層形成用材料的總量，極性聚合物的配合量較佳為1~50重量%的範圍內的值，更佳為10~45重量%的範圍內的值，進一步較佳為15~40重量%的範圍內的值。

(3)膜厚

另外，阻氣層的膜厚較佳為50~10000nm的範圍內的值。

該理由如下：通過成為這種規定厚度的阻氣層，從而能夠得到進一步優異的阻氣性、密合性，並且能夠兼得柔軟性和被膜強度。

因此，阻氣層的膜厚更佳為70~2000nm的範圍內的值，進一步較佳為100~500nm的範圍內的值。

另外，較佳本發明的阻氣層在表面具有後述的表層。

而且，在阻氣層的表面形成表層時，其表層的膜厚較佳為10~30nm的範圍內的值。

該理由如下：通過成為包含這樣的規定厚度的表層的阻氣層，從而能夠得到進一步優異的阻氣性，並且也能夠得到優異的透明性。

因此，阻氣層的表層的膜厚更佳為13~25nm的範圍內的值，進一步較佳為15~20nm的範圍內的值。

此外，阻氣層的膜厚和規定表層的厚度可以用電子顯微鏡實際測量。

(4)彈性模量

另外，阻氣層中的彈性模量較佳為1.0~2.5GPa的範圍內的值。

即，在本發明中，作為阻氣層的表層，從阻氣層的與設置有阻氣層的基材相反的一側的表面到10~30nm的深度位置的彈性模量(為了方便，將上述彈性模量稱為阻氣層的彈性模量)較佳為1.0~2.5GPa的範圍內的值。

該理由如下：通過成為具有這樣的彈性模量的阻氣層，從而得到優異的柔軟性和被膜強度。

另外，如果阻氣層的彈性模量大於2.5GPa，則有時在折彎等情況下在阻氣層產生斷裂，阻氣性顯著降低，所以不佳。

另一方面，這是因為如果小於1.0GPa，則被膜強度降低，容易劃傷，所以不佳。

因此，阻氣層的彈性模量較佳為1.0~2.5GPa的範圍內的值，更佳為1.0~2.4GPa的範圍內的值，進一步較佳為1.5~2.0GPa的範圍內的值。

此外，為了方便，對於阻氣層(表層)的彈性模量，在含有基材(PET膜等)的方式中，可以用實施例1所示的條件進行測定。

(5)表層

另外，如第1圖所示，阻氣層10包含至少含有矽、氧以及氮的表層11，相對於該表層中的由XPS測定的這些元素的總量，較佳矽量為15~30mol%的範圍內的值，氧量為45~70mol%的範圍內的值，碳量為5~30mol%的範圍內的值以及氮量為1.5~4.0mol%的範圍內的值。

該理由如下：通過成為這樣包含規定組成的表層的阻氣層，能夠得到進一步優異的阻氣性，並且也能夠得到良好的透明性。

此外，作為阻氣層10的表層11，是指從表面到約10~30nm的範圍的區域，代表性地，可以使從表面到約10nm的深度位置中的元素量成為問題。

因此，例如，可以將由XPS測定從阻氣層10的與基材相反的一側的表面到10nm的深度位置中的元素量而得的值作為阻氣層10的表層中的元素組成比來算出。

而且，通過在阻氣層形成用材料中使用聚矽氮烷化合物，從而容易生成這樣的表層。

(6)電漿離子注入處理

本發明的阻氣層是對上述由含有聚矽氮烷化合物和極性聚合物的阻氣層形成用材料形成的層進行電漿離子注入處理而得到的，所述極性聚合物為含羥基的聚合物和含羧基的聚合物、或者它們中的任一方。

通過實施電漿離子注入處理，從而阻氣層形成用材料中的聚矽氮烷陶瓷化，呈現優異的阻氣性。

關於電漿離子注入處理，詳細內容在後述的第2實施方式中進行說明。

3.阻氣結構體

(1)水蒸氣透過率(WVTR)

另外，阻氣結構體在40℃、相對濕度90%的氣氛下的水蒸氣透過率較佳為0.3g/(m²．day)以下的值。

該理由如下：通過成為這樣的水蒸氣透過率的值，從而定量得到優異的阻氣性。

其中，如果阻氣結構體的水蒸氣透過率的值變得過度低，則過度地限制可使用的材料，或者製造上的成品率顯著降低。

因此，阻氣結構體的水蒸氣透過率的值更佳為 0.001~0.3g/(m²．day)的範圍內的值，進一步較佳為0.01~0.2g/(m²．day)的範圍內的值。

此外，作為阻氣結構體的水蒸氣透過率，可以用公知的方法測定，例如，可以用實施例1所示的方法測定。

(2)其他層

本發明的阻氣結構體可以含有其他層。其他層可以為單層也可以為多層。另外，其他層可以在阻氣結構體的兩面形成，也可以在阻氣層側或者基材側的單面形成。

(i)無機化合物層

無機化合物層是由無機化合物的一種或者二種以上的組合形成的層，較佳將所述無機化合物層與阻氣層並設。

在此，作為構成無機化合物層的無機化合物，可舉出通常可進行真空成膜的、具有阻氣性的無機化合物，例如無機氧化物、無機氮化物、無機碳化物、無機硫化物、作為它們的複合體的無機氧化氮化物、無機氧化碳化物、無機氮化碳化物、無機氧化氮化碳化物等。

(ii)衝擊吸收層

另外，衝擊吸收層是在對成型體施加衝擊時，用於防止破裂產生的層，較佳將所述衝擊吸收層與阻氣層並設。

在此，作為形成衝擊吸收層的材料，沒有特別限定，例如，可以使用丙烯酸系樹脂、聚胺酯系樹脂、有機矽系樹脂、烯烴系樹脂、橡膠系材料等。

(iii)導電體層

另外，導電體層是用於對阻氣層賦予通常作為表面電阻的1~1000Ω/□的導電性、防靜電性等的層，較佳將所述導電體層與阻氣層並設。

在此，作為構成導電體層的材料，可舉出金屬、合金、金屬氧化物、導電化合物、它們的混合物等。更具體而言，可舉出摻雜了銻的氧化錫(ATO)；摻雜了氟的氧化錫(FTO)；氧化錫、氧化鋅、氧化銦、氧化銦錫(ITO)、氧化鋅銦(IZO)等導電性金屬氧化物；金、銀、鉻、鎳等金屬；這些金屬與導電性金屬氧化物的混合物；碘化銅、硫化銅等無機導電性物質；聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯等有機導電性材料等。

(iv)底層塗料層

底層塗料層起到提高基材的表面與阻氣層的層間密合性的作用。即，通過設置這樣的底層塗料層，從而能夠得到層間密合性和表面平滑性極優異的阻氣層。

在此，作為構成底層塗料層的材料，沒有特別限定，可以使用公知的材料。例如，可舉出含矽的化合物；由光聚合性單體和/或光聚合性預聚物構成的光聚合性化合物、和至少含有用可見光區域的光而產生自由基的聚合引發劑的光聚合性組合物；聚酯系樹脂、聚胺酯系樹脂(特別是聚丙烯酸多元醇、聚酯多元醇、聚醚多元醇等與異氰酸酯化合物的二液固化型樹脂)、丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇縮丁醛系樹脂、硝化纖維素系樹脂等樹脂類；鈦酸烷基酯；吖丙啶等。這些材料可以單獨使用一種、或者組合二種以上使用。

此外，可以利用與後述的向離子注入層中注入離子的方法同樣的方法對得到的底層塗料層進行離子注入。該理由如下：通過對底層塗料層進行離子注入，從而能夠得到更優異的阻氣結構體。

本發明的阻氣結構體由於柔軟性、被膜强度性等優異，所以適合用作液晶顯示器、EL顯示器、電子紙張等顯示器部件；太陽能電池用背板、太陽能電池用前板(front sheet)等柔性電子設備用的部件。

[第2實施方式]

第2實施方式是阻氣結構體的形成方法，其特徵在於，是在基材上具備由阻氣層形成用材料形成的阻氣層而成的阻氣結構體的形成方法，包括下述步驟(1)~(2)。

(1)層疊步驟，在基材上層疊由含有聚矽氮烷化合物和極性聚合物的阻氣層形成用材料形成的層，所述極性聚合物為含羥基的聚合物和含羧基的聚合物、或者它們中的任一方，(2)離子注入步驟，對由阻氣層形成用材料形成的層進行電漿離子注入，形成阻氣層。

1.步驟(1)：層疊步驟

步驟(1)為下述步驟，即，如第2a圖所示，準備需求阻氣性的基材12，如第2b圖所示，在準備的基材12上形成由阻氣層形成用材料形成的層10a。

在此，形成由阻氣層形成用材料形成的層的方法沒有特別限定，可以使用公知的方法。例如，可舉出在基材上塗佈塗佈液，對得到的塗膜進行適度乾燥而形成的方法，所述塗佈液含有聚矽氮烷化合物和極性聚合物中的至少一種，根據需要含有其他成分和溶劑等。

作為塗佈塗佈液的方法，例如，可舉出絲網印刷法、刀塗法、輥塗法、模塗法、噴墨法、旋塗法等公知的塗佈方法。

另外，得到的塗膜的乾燥在80~150℃進行數十秒到數十分鐘(第2c圖)。

並且，使用的聚矽氮烷化合物、極性聚合物以及基材可以與在上述阻氣結構體中記載的內容同樣。

另外，風乾處理為隨意步驟，但較佳將形成有由阻氣層形成用材料形成的層10a的基材12在規定條件下進行風乾處理。

在此，作為風乾處理的條件，較佳溫度15~35℃、處理時間24~480小時的處理條件，更佳溫度20~30℃、處理時間48~240小時的處理條件。

這是因為通過這樣進行風乾處理，從而進行由阻氣層形成用材料形成的層中的聚矽氮烷化合物的陶瓷化，得到優異的阻氣性。

3.步驟(2)：電漿離子注入步驟

步驟(2)為下述步驟，即，如第2d圖所示，對由阻氣層形成用材料形成的層10進行電漿離子注入法，像用箭頭P表示的那樣，注入存在於使用外部電場產生的電漿中的離子，最終，如第2(e)圖所示，形成具備規定的阻氣層10的阻氣結構體50。

更具體而言，電漿離子注入法為下述基本方法，即，在含有稀有氣體等電漿生成氣體的氣氛下產生電漿，外加負的高電壓脈衝，由此向由阻氣層形成用材料形成的表面注入電漿中的離子(陽離子)。

此外，第2e圖中，為了便於理解在阻氣層10中形成的表層11的形成位置，用虛線表示它們的邊界區域。

另外，作為電漿離子注入法，較佳將存在於使用外部電場產生的電漿中的離子注入到由阻氣層形成用材料形成的層的方法，或者將存在於不使用外部電場而僅由對由阻氣層形成用材料形成的層外加的負的高電壓脈衝而產生的電場產生的電漿中的離子注入到由阻氣層形成用材料形成的層的方法。

另外，在向由阻氣層形成用材料形成的層中注入電漿中的離子時，可以使用公知的電漿離子注入裝置。

因此，作為一個例子，可以使用第3圖所示的電漿離子注入裝置200。

即，上述電漿離子注入裝置200基本具備真空腔211、微波電源(未圖示)、電磁鐵線圈(未圖示)以及直流外加裝置(脈衝電源)208。

而且，真空腔211是用於對配置在其內部的規定位置的、在基材12上形成有由阻氣層形成用材料形成的層10的基材膜16(以下，有時簡稱為基材膜16)進行離子注入的容器，所述離子來自從氣體導入口203導入的規定氣體。

另外，直流外加裝置208是安裝有示波器207的直流電源，是用於向作為基材的基材膜16外加高電壓脈衝的脈衝電源。

因此，直流外加裝置208與配置在作為基材的基材膜16上的導體202電連接。

由此，根據這樣構成的電漿離子注入裝置200，通過驅動微波電源(電漿放電用電極)和電磁鐵線圈，從而在導體202和基材膜16的周圍產生規定氣體的電漿。

接著，經過規定時間後，微波電源和電磁鐵線圈的驅動停止，並且直流外加裝置208被驅動，規定的高電壓脈衝(負電壓)介由高電壓導入端子210和導體202，外加到被處理物16。

因此，可以通過外加上述高電壓脈衝(負電壓)來誘發電漿中的離子種類(氮離子等)，注入到由阻氣層形成用材料形成的層，由此形成至少在表面具備阻氣層的阻氣結構體。

此外，雖未圖示，但在用於連續注入電漿離子的注入裝置中，可以對被處理物16進行反復操作、搬送、捲繞，依次進行電漿離子注入。

而且，對於導入到上述真空腔，進而注入到聚矽氮烷化合物的離子種類沒有特別限制，可舉出氬、氦、氖、氪、氙等稀有氣體的離子；氟碳、氫、氮、氧、二氧化碳、氯、氟、硫等的離子；甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷等鏈烷烴系氣體類的離子；乙烯、丙烯、丁烯、戊烯等鏈烯烴系氣體類的離子；戊二烯、丁二烯等二烯烴系氣體類的離子；乙炔、甲基乙炔等炔烴系氣體類的離子；苯、甲苯、二甲苯、茚、萘、菲等芳香族烴系氣體類的離子；環丙烷、環己烷等環烷烴系氣體類的離子；環戊烯、環己烯等環烯烴系氣體類的離子；金、銀、銅、鉑、鎳、鈀、鉻、鈦、鉬、鈮、鉭、鎢、鋁等導電性金屬的離子；矽烷(SiH₄)或有機矽化合物的離子等。

其中，從能夠更簡便地注入，得到具有優異的阻氣性的阻氣層的角度出發，較佳選自氫、氮、氧、氬、氦、氖、氙以及氪中的至少一種的離子。

而且，可知如果為氬(Ar)、氪(Kr)、氦(He)、氮(N)、氖(Ne)以及氧(O)，則由蒙特-卡羅模擬法(使用亂數進行的數值解析)算出的離子數分別相對於深度方向厚度(nm)的波動小，能夠在規定深度位置進行離子注入，特別佳作為注入的離子種類。

此外，注入到聚矽氮烷化合物的離子種類，即，離子注入用氣體也具有作為電漿生成氣體的功能。

另外，離子注入時的真空腔的壓力，即，電漿離，子注入壓力較佳為0.01~1Pa的範圍內的值。

該理由如下：上述電漿離子注入時的壓力在這樣的範圍時，能夠簡便且有效地均勻地注入離子，能夠有效地形成兼具優異的耐折彎性、阻氣性的阻氣層。

因此，電漿離子注入壓力較佳為0.01~1Pa的範圍內的值，更佳為0.02~0.8Pa的範圍內的值，進一步較佳為0.03~0.6Pa的範圍內的值。

另外，離子注入時的外加電壓(高電壓脈衝/負電壓)較佳為-1kV~-50kV的範圍內的值。

該理由如下：如果以上述外加電壓大於-1kV的值進行離子注入，則有時離子注入量(劑量)變得不足，有時得不到所希望的阻氣性。

另一方面，這是因為如果以外加電壓小於-50kV的值進行離子注入，則有時離子注入時被處理物帶電，另外產生對基材12、由阻氣層形成用材料形成的層10a的著色等不良情況，有時得不到所希望的阻氣性。

因此，離子注入時的外加電壓較佳為-1kV~-50kV的範圍內的值，更較佳為-1kV~-15kV的範圍內的值，進一步較佳為-5kV~-8kV的範圍內的值。

實施例

以下，舉出實施例，進一步詳細說明本發明。其中，若無特殊理由，本發明不限於以下實施例的記載。

[實施例1]

1.阻氣結構體的製造

(1)步驟1：由阻氣層形成用材料形成的層形成步驟

準備聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(三菱樹脂社制， “PET38 T-100”，厚度38μm，以下稱為“PET膜”)作為基材。

接著，準備相對於作為聚矽氮烷化合物的全氫聚矽氮烷(Clariant Japan公司製，“AQUAMICA NL110-20”，表中表述為PHPS)100重量份以50重量份的比例含有通過下述方式得到的樹脂(皂化率20%，表中表述為PVA1)的阻氣層形成用材料(固體成分濃度：10重量%)，所述樹脂是通過在0.5M的NaOH水溶液中水解聚乙烯醇系樹脂“GOHSENOL NH-26”(日本合成化學社製)而得到的。

接著，將阻氣層形成用材料輥塗在PET膜上，再於120℃，加熱2分鐘，形成厚度150nm(膜厚)的由阻氣層形成用材料形成的層。

(2)步驟2：電漿離子注入步驟

接著，使用圖3所示的電漿離子注入裝置(RF電源：日本電子株式會社製，RF56000，高電壓脈衝電源：栗田製作所株式會社，PV-3-HSHV-0835)，按下述條件對得到的由阻氣層形成用材料形成的層進行電漿離子注人，形成實施例1的具備阻氣層(厚度：50nm)的阻氣結構體。

腔內壓：0.2Pa

電漿生成氣體：氬氣

氣體流量：100sccm

RF輸出功率：1000W

RF頻率：1000Hz

RF脈衝寬度：50μsec

RF延遲(delay)：25nsec

DC電壓：-10kV

DC頻率：1000Hz

DC脈衝寬度：5μsec

DC延遲(delay)：50μsec

占空比(Duty Ration)：0.5%

處理時間：300sec

2.阻氣結構體的測定

對得到的阻氣結構體進行以下測定。

(1)彈性模量測定

關於得到的阻氣結構體，用奈米壓痕儀(美國MTS公司製，“Nanoindentor DCM”)測定在23℃的彈性模量(GPa)，求出從阻氣層的表面到10nm的深度位置的彈性模量。

壓頭形狀：三角錐

振動頻率：45Hz

漂移速度：0.5nm/sec.

試樣泊松比：0.25

表面檢測閾值：5%

(2)XPS測定

關於得到的阻氣結構體，阻氣層(表層)中的原子的存在比例的測定使用X射線光電子分光分析裝置(ULVAC-PHI公司製，Quantum2000，XPS：X-ray Photoelectron Spectroscopy)按下述所示的測定條件進行。

X射線源：AlKα

X射線束直徑：100μm

電功率值：25W

電壓：15Kv

出射角度：45°

真空度：5.0×10^-8Pa

其結果，從阻氣層的表面到10nm的深度位置中的由XPS測定的矽、氧、碳以及氮分別為矽22%、氧55%、碳21%、氮2%。

3.阻氣結構體的評價

對得到的具備阻氣層的阻氣結構體進行以下評價。

(1)柔軟性的評價

以阻氣層在外側的方式在中央部分對得到的阻氣結構體進行對折，在層壓速度5m/min、溫度23℃的條件下使該狀態的阻氣結構體2次通過層壓裝置(FUJIPLA公司製，“LAMIPACKER LPC1502”)的2根輥間。

接著，以阻氣結構體中的阻氣層在內側的方式在中央部分進行對折，在層壓速度5m/min、溫度23℃的條件下使該狀態的阻氣結構體再1次通過上述層壓裝置的2根輥間。

其後，顯微鏡觀察(100倍)折彎的部分，目視觀察有無阻氣層的斷裂產生，評價柔軟性。

(2)水蒸氣透過率(WVTR)

關於得到的阻氣結構體，使用水蒸氣透過率測定裝置(MOCON株式會社製，AQUATRAN)，測定在40℃、相對濕度90%的條件下的水蒸氣透過率。

此外，在上述耐斷裂性評價的彎曲試驗前後，分別測定水蒸氣透過率，記為WVTR1和WVTR2。

作為阻氣性的評價的指標，WVTR1和WVTR2均為0.2g/m²/day以上時評價為×，WVTR1和WVTR2中一方為0.2g/m²/day以下時評價為○，WVTR1和WVTR2均為0.2g/m²/day以下時評價為◎。

[實施例2~4]

在實施例2~4中，分別使用皂化率不同的聚乙烯醇樹脂(分別為GOHSENOL L-5407、GOHSENOL L-7514、GOHSENOL LL-02(全部為日本合成化學社制，皂化率30%、40%、50%，表中表述為PVA2~4))作為規定的極性聚合物，除此之外，與實施例1同樣地製成阻氣結構體等，進行評價。

此外，從在實施例2中得到的阻氣層的表面到10nm的深度位置中的由XPS測定的矽、氧、碳以及氮為矽22%、氧55%、碳21%、氮2%。

另外，從在實施例3中得到的阻氣層的表面到10nm的深度位置中的由XPS測定的矽、氧、碳以及氮為矽22%、氧55%、碳21%、氮2%。

另外，從在實施例4中得到的阻氣層的表面到10nm的深度位置中的由XPS測定的矽、氧、碳以及氮為矽22%、氧55%、碳21%、氮2%。

[實施例5]

在實施例5中，使用下述阻氣層形成用材料，即，使用在0.5MNaOH水溶液中水解皂化率不同的聚乙烯醇樹脂GOHSENOL KP-08R(日本合成化學社制，皂化率60%，表中表述為PVA5)而得到的樹脂作為規定的極性聚合物，並且使PVA5的配合量相對於聚矽氮烷化合物100重量份為60重量份的比例，除此之外，與實施例1同樣地製成阻氣結構體等，進行評價。

此外，從阻氣層的表面到10nm的深度位置中的由XPS測定的矽、氧、碳以及氮為矽22%、氧63%、碳13%、氮2%。

[實施例6]

在實施例6中，使用聚乙烯醇縮乙醛樹脂S-LEC BH-6(積水化學社製，羥基含有率30mol%，表中表述為PVAC1)作為規定的極性聚合物，除此之外，與實施例1同樣地製成阻氣結構體等，進行評價。

此外，從阻氣層的表面到10nm的深度位置中的由XPS測定的矽、氧、碳以及氮為矽22%、氧52%、碳24%、氮2%。

[實施例7~10]

在實施例7~10中，使用下述阻氣層形成用材料，即，使用皂化率不同的聚乙烯醇樹脂GOHSENOL L-5407(日本合成化學社製，皂化率30%，表中表述為PVA2)作為規定的極性聚合物，並且使該PVA2的配合比例相對於聚矽氮烷化合物100重量份分別為20、40、60、80重量份的比例，除此之外，與實施例1同樣地製成阻氣結構體等，進行評價。

此外，從在實施例7中得到的阻氣層的表面到10nm的深度位置中的由XPS測定的矽、氧、碳以及氮為矽27%、氧61%、碳9.3%、氮2.7%。

另外，從在實施例8中得到的阻氣層的表面到10nm的深度位置中的由XPS測定的矽、氧、碳以及氮為矽23%、氧63%、碳11.7%、氮2.3%。

另外，從在實施例9中得到的阻氣層的表面到10nm的深度位置中的由XPS測定的矽、氧、碳以及氮為矽20%、氧64%、碳14%、氮2%。

另外，從在實施例10中得到的阻氣層的表面到10nm的深度位置中的由XPS測定的矽、氧、碳以及氮為矽18%、氧65%、碳15.2%、氮1.8%。

[比較例1]

在比較例1中，不使用聚矽氮烷化合物，僅使用規定的極性聚合物，使用在0.5MNaOH水溶液中水解皂化率為20%的聚乙烯醇樹脂“GOHSENOL NH-26”(日本合成化學社製)而得到的樹脂(表中表述為PVA1)作為該極性聚合物，除此之外，與實施例1同樣地製成阻氣結構體等，進行評價。

此外，從得到的阻氣層的表面到10nm的深度位置中的由XPS測定的矽、氧、碳以及氮為矽0%、氧33%、碳67%、氮0%。

[比較例2~4]

在比較例2~4中，不使用聚矽氮烷化合物，僅使用規定的極性聚合物，進一步分別使用皂化率不同的聚乙烯醇樹脂GOHSENOL L-5407、GOHSENOL L-7514、GOHSENOL LL-02(全部為日本合成化學，皂化率30%、40%、50%，表中表述為PVA2~4)作為該極性聚合物，除此之外，與實施例1同樣地製成阻氣結構體等，進行評價。

此外，從得到的阻氣層的表面到10nm的深度位置中的由XPS測定的矽、氧、碳以及氮在比較例2中為矽0%、氧33%、碳67%、氮0%，在比較例3中為矽0%、氧33%、碳67%、氮0%，在比較例4中為矽0%、氧33%、碳67%、氮0%。

[比較例5]

在比較例5中，作為阻氣層，用濺射法形成由氮化矽材料形成的SiN膜，除此之外，與實施例1同樣地製成阻氣結構體等，進行評價。

此外，從得到的阻氣層的表面到10nm的深度位置的矽、氧、碳、以及氮分別為矽45%、氧0%、碳0%、氮55%。

[比較例6]

在比較例6中，不使用極性聚合物，僅使用聚矽氮烷化合物(PHPS)作為阻氣層形成用材料，除此之外，與實施例1同樣地製成阻氣結構體等，進行評價。

此外，從得到的阻氣層的表面到10nm的深度位置的矽、氧、碳、以及氮分別為矽30%、氧62%、碳5%、氮3%。

表1

[實施例11~12]

在實施例11~12中，分別使用丙烯酸的共聚比不同的乙烯-丙烯酸共聚物NUCREL AN4214C(DuPont公司制，丙烯酸含有比4重量%，表中表述為EAA1)和乙烯-丙烯酸共聚物NUCREL N1560C(DuPont公司制，丙烯酸含有比12重量%，表中表述為EAA2)作為規定的極性聚合物，除此之外，與實施例1同樣地製成阻氣結構體，進行評價。將各自得到的評價結果示於表2。

此外，從在實施例11中得到的阻氣層的表面到10nm的深度位置中的由XPS測定的元素量為矽21%、氧50%、碳27%、氮2%。

同樣，從在實施例12中得到的阻氣層的表面到10nm的深度位置中的由XPS測定的元素量為矽21%、氧53%、碳24%、氮2%。

產業上的可利用性

以上，如詳述，根據本發明，阻氣層是通過對由含有規定極性聚合物和聚矽氮烷化合物的阻氣層形成用材料形成的層進行電漿離子注入處理而成的，由此柔軟性能夠提高，抑制折彎時產生阻氣層斷裂。另外，水蒸氣透過率也幾乎為0.2g/m²/day以下，阻氣性優異。

並且，根據本發明的阻氣結構體的製造方法，也能夠穩定地製造具備柔軟性、被膜強度各自良好的阻氣層的阻氣結構體。

由此，本發明的阻氣結構體期待有效用於需求規定的阻氣性、柔軟性等的電氣產品、電子部件、圖像顯示裝置(有機電致發光元件、液晶顯示裝置等)、太陽能電池(太陽能電池用背板)、透明導電材料、PET瓶、包裝容器、玻璃容器等各種用途。

10‧‧‧阻氣層

11‧‧‧表層

12‧‧‧基材

50‧‧‧阻氣結構體

Claims

一種阻氣結構體，包括：一在基材上具備阻氣層的阻氣結構體，其中該阻氣層是對由阻氣層形成用材料形成的層進行電漿離子注入處理而成的，該阻氣層形成用材料含有聚矽氮烷化合物和極性聚合物而成，該極性聚合物為含羥基的聚合物和含羧基的聚合物、或者它們中的任一方。
如申請專利範圍第1項所述的阻氣結構體，其中該阻氣層包含膜厚10~30nm的表層，該表層至少含有矽、氧和氮，相對於該表層中的由XPS測定的這些元素的總量，矽量為15~30mol%的範圍內的值，氧量為45~70mol%的範圍內的值，碳量為5~30mol%的範圍內的值，以及氮量為1.5~4mol%的範圍內的值。
如申請專利範圍第1項所述的阻氣結構體，其中該含羥基的聚合物為選自聚乙烯醇、聚乙烯醇縮甲醛、聚乙烯醇縮丁醛以及乙烯-乙烯醇共聚物中的至少一種。
如申請專利範圍第1項所述的阻氣結構體，其中該含羧基的聚合物為乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物。
如申請專利範圍第1項所述的阻氣結構體，其中相對於該阻氣層形成用材料的總量，所述極性聚合物的配合量為1~50重量%的範圍內的值。
如申請專利範圍第1項所述的阻氣結構體，其中該阻氣層中的彈性模量為1~2.5GPa的範圍內的值。
一種阻氣結構體的形成方法，係在基材上具備阻氣層而成的阻氣結構體的形成方法，包括下述步驟(1)~(2)：(1)層疊步驟，在基材上層疊由阻氣層形成用材料形成的層，該阻氣層形成用材料含有聚矽氮烷化合物和極性聚合物，該極性聚合物為含羥基的聚合物和含羧基的聚合物、或者它們中的任一方，(2)離子注入步驟，對該由阻氣層形成用材料形成的層進行電漿離子注入，形成阻氣層。