JP6504284B2 - Gas barrier film, method for producing the same, and electronic device using the same - Google Patents

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Description

本発明は、ガスバリア性フィルム、その製造方法、およびこれを用いた電子デバイスに関する。   The present invention relates to a gas barrier film, a method for producing the same, and an electronic device using the same.

従来、プラスチック基板やフィルムの表面に、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素等の金属酸化物を含む薄膜(ガスバリア層)を形成したガスバリア性フィルムが、食品、医薬品等の分野で物品を包装する用途に用いられている。ガスバリア性フィルムを用いることによって、水蒸気や酸素等のガスによる物品の変質を防止することができる。   Conventionally, gas barrier films in which a thin film (gas barrier layer) containing a metal oxide such as aluminum oxide, magnesium oxide or silicon oxide is formed on the surface of a plastic substrate or film are used to package articles in the field of food, medicines, etc. Used in By using a gas barrier film, it is possible to prevent deterioration of the article due to a gas such as water vapor or oxygen.

近年、このような水蒸気や酸素等の透過を防ぐガスバリア性フィルムについて、有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子、液晶表示(LCD)素子等の電子デバイスへの展開が要望され、多くの検討がなされている。これらの電子デバイスにおいては、高いガスバリア性、例えば、ガラス基材に匹敵するガスバリア性が要求される。しかし、このような高いバリア性を有するガスバリア性フィルムは未だ得られていないのが現状である。   In recent years, there has been a demand for the development of electronic devices such as organic electroluminescent (EL) elements and liquid crystal display (LCD) elements for gas barrier films that prevent such permeation of water vapor, oxygen, etc., and many studies have been made. . These electronic devices are required to have high gas barrier properties, for example, gas barrier properties comparable to glass substrates. However, at present the gas barrier film having such high barrier properties has not been obtained yet.

ガスバリア性フィルムを製造する方法としては、気相法による無機成膜方法を利用した方法が知られている。当該気相法による無機成膜方法としては、フィルム等の基材上に、プラズマCVD法(Chemical Vapor Deposition:化学気相成長法、化学蒸着法)によって金属(テトラエトキシシラン(TEOS)に代表される有機ケイ素化合物等)を酸素プラズマで酸化しながら蒸着して無機膜(ガスバリア層)を形成する方法、および半導体レーザー等を用いて金属を蒸発させて、酸素の存在下で基板上に堆積する真空蒸着法やスパッタ法により無機膜(ガスバリア層)を形成する方法等が挙げられる。   As a method for producing a gas barrier film, a method using an inorganic film forming method by a vapor phase method is known. As the inorganic film forming method by the vapor phase method, metal (tetraethoxysilane (TEOS) is exemplified by plasma CVD method (Chemical Vapor Deposition: chemical vapor deposition method) on a substrate such as a film. Method to form an inorganic film (gas barrier layer) by oxidizing an organic silicon compound or the like while oxidizing with oxygen plasma, and evaporating a metal using a semiconductor laser etc. to deposit on a substrate in the presence of oxygen Examples of the method include a method of forming an inorganic film (gas barrier layer) by a vacuum evaporation method or a sputtering method.

これらの気相法による無機成膜方法は、食品、医薬品等の分野で物品を包装に用いられるガスバリア性フィルムの製造に用いられてきた。そして近年、当該無機成膜方法により製造されたガスバリア性フィルムを電子デバイスに適用すべく、さらに高いガスバリア性を得るための検討が行われている。   These inorganic film-forming methods by the vapor phase method have been used for the production of gas barrier films used for packaging articles in the fields of food, medicine and the like. And in recent years, in order to apply the gas barrier film manufactured by the said inorganic film-forming method to an electronic device, examination for obtaining still higher gas-barrier property is performed.

かような検討としては、例えば、蒸着法により形成された金属酸化物層上にポリシラザンを含む塗布液を改質処理して得られる酸化物層を形成させた積層体のガスバリア性フィルムが開示されている(例えば、特開平8−281861号公報、特開2012−106421号公報参照)。   As such examination, for example, a gas barrier film of a laminate in which an oxide layer obtained by modifying a coating solution containing polysilazane on a metal oxide layer formed by a vapor deposition method is formed is disclosed. (See, for example, JP-A-8-281861 and JP-A-2012-106421).

しかしながら、上記特開平8−281861号公報または特開2012−106421号公報に記載の従来のガスバリア性フィルムでは、ガスバリア性能は高いものの、フィルムを屈曲させた場合に、ガスバリア性能が低下する場合があった。特に、高温高湿条件下にフィルムが配置された場合、フィルムのガスバリア性能の低下が顕著となり、要求されるガスバリア性能に満たないものとなっていた。   However, in the conventional gas barrier film described in the above-mentioned JP-A-8-281861 or JP-A-2012-106421, although the gas barrier performance is high, when the film is bent, the gas barrier performance may be deteriorated. The In particular, when the film is disposed under high temperature and high humidity conditions, the deterioration of the gas barrier performance of the film becomes remarkable, and the required gas barrier performance is not satisfied.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、高温高湿条件下であっても十分なガスバリア性能を示すガスバリア性フィルムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a gas barrier film which exhibits sufficient gas barrier performance even under high temperature and high humidity conditions.

本発明者らは、上記の問題を解決すべく、鋭意研究を行った。その結果、基材、第1の層、第2の層、および第3の層をこの順に含み、前記第1の層は、ケイ素、アルミニウムおよびチタンからなる群より選択される少なくとも1種の酸化物、窒化物、酸窒化物または酸炭化物の少なくとも1種を含み、かつ化学蒸着法により形成され、前記第2の層は、無機酸化物を含み、かつ原子層堆積法により形成され、前記第3の層は、ケイ素化合物を含有する液を塗布して形成される塗膜を改質処理して得られる、ガスバリア性フィルム、とすることにより、上記課題が解決された優れたガスバリア性フィルムが得られることを見出した。   The present inventors diligently studied to solve the above problems. As a result, the substrate, the first layer, the second layer, and the third layer are included in this order, and the first layer is at least one oxidation selected from the group consisting of silicon, aluminum and titanium. , Nitride, oxynitride or at least one of oxycarbides, and formed by a chemical vapor deposition method, the second layer contains an inorganic oxide, and is formed by atomic layer deposition; The layer of No. 3 is a gas barrier film obtained by applying a solution containing a silicon compound to form a gas barrier film, which is obtained by modifying the coating film. I found that I could get it.

本発明に係る第1の層の形成に用いられる真空プラズマCVD装置の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the vacuum plasma CVD apparatus used for formation of the 1st layer which concerns on this invention. 本発明に係る第1の層の形成に用いられる他の製造装置の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the other manufacturing apparatus used for formation of the 1st layer based on this invention. 極値等を有さないガスバリア層のXPSデプスプロファイルによる層の厚さ方向の各元素プロファイルの一例である。It is an example of each element profile of the thickness direction of the layer by the XPS depth profile of the gas barrier layer which does not have an extreme value etc. 実施例であるガスバリア性フィルム2における第1の層の膜厚組成を示す図である。It is a figure which shows the film thickness composition of the 1st layer in the gas barrier film 2 which is an Example. 本発明に係るガスバリア性フィルムを封止フィルムとして用いた電子機器である有機ELパネルの一例である。It is an example of the organic electroluminescent panel which is an electronic device which used the gas barrier film which concerns on this invention as a sealing film.

本発明は、基材、第1の層、第2の層、および第3の層をこの順に含み、第1の層は、ケイ素、アルミニウムおよびチタンからなる群より選択される少なくとも1種の酸化物、窒化物、酸窒化物または酸炭化物の少なくとも1種を含み、かつ化学蒸着法により形成され、第2の層は、無機酸化物を含み、かつ原子層堆積法により形成され、第3の層は、ケイ素化合物を含有する液を塗布して形成される塗膜を改質処理して得られる、ガスバリア性フィルム、に関する。本発明のガスバリア性フィルムは、優れたガスバリア性を有するとともに、屈曲時または高温高湿条件下であっても十分なガスバリア性能を示す。   The present invention comprises a substrate, a first layer, a second layer, and a third layer in this order, the first layer comprising at least one oxidation selected from the group consisting of silicon, aluminum and titanium. A nitride layer, an oxynitride or an oxide carbide, and formed by a chemical vapor deposition method, the second layer includes an inorganic oxide, and is formed by an atomic layer deposition method; The layer relates to a gas barrier film obtained by modifying a coating film formed by applying a solution containing a silicon compound. The gas barrier film of the present invention has excellent gas barrier properties and exhibits sufficient gas barrier performance even under bending or under high temperature and high humidity conditions.

ガスバリア層を化学蒸着法(以下、単にCVD法とも称する)により形成することにより、ガスバリア性能が高いフィルムが得られ、また、CVD法は、成膜速度が速く、生産性が高いことから、CVD法によりガスバリア層を形成することはこれまでにも行われていた。しかしながら、CVD法により膜面を形成すると、膜面に欠陥が生じ、また、CVD法は膜面をエッチングしやすく、膜表面の平滑性が悪い。   By forming the gas barrier layer by a chemical vapor deposition method (hereinafter, also simply referred to as a CVD method), a film having a high gas barrier performance can be obtained, and the CVD method has a high film forming speed and high productivity. It has been practiced to form a gas barrier layer by the method. However, when the film surface is formed by the CVD method, defects occur on the film surface, and the CVD method is easy to etch the film surface, and the smoothness of the film surface is poor.

かようなCVD法によるガスバリア層の欠点を補うべく、例えば上記特開平8−281861号公報や特開2012−106421号公報のようにCVD法によって形成される層(以下、CVD層とも称する)とケイ素化合物を改質することによって得られる層(以下、ケイ素化合物改質層とも称する)とを積層して得られるガスバリア性フィルムが提案されてきた。かようなガスバリア性フィルムは、異なる機構によってバリア層が形成されており、2つの層内のガスの通り道が異なり、このため両者を積層した場合、ガスバリア性能が向上する。さらに、CVD層の膜面欠陥に、ケイ素化合物改質層を形成される際に用いられる塗布液が含浸することによって、欠陥が補修され、ガスバリア性能が向上するものと考えられていた。   In order to compensate for the defects of the gas barrier layer by such a CVD method, for example, a layer formed by the CVD method as described in the above-mentioned JP-A-8-281861 and JP-A-2012-106421 (hereinafter also referred to as a CVD layer) A gas barrier film obtained by laminating a layer obtained by modifying a silicon compound (hereinafter also referred to as a silicon compound modified layer) has been proposed. Such a gas barrier film has a barrier layer formed by different mechanisms, and the passage of gas in the two layers is different. Therefore, when the two layers are laminated, the gas barrier performance is improved. Furthermore, it is considered that the defect is repaired and the gas barrier performance is improved by impregnating the film surface defect of the CVD layer with the coating liquid used when forming the silicon compound modified layer.

しかしながら、本発明者らは、かようなガスバリア性フィルムが、屈曲時にガスバリア性能が低下し、求められるガスバリア性能を満たさなくなることを見出した。そして、かような現象が引き起こされる要因を鋭意検討した結果、ケイ素化合物改質層を形成する際に用いる塗布液を塗布する際に、塗布面であるCVD層に存在するピンホールなどの微小欠陥が塗布液によっては未だ十分に補修されていないのではないかと考えた。これは、塗布液が大きな欠陥には入り込むことができるが、微小欠陥には入り込めないことが原因ではないかと推定される。   However, the present inventors have found that such a gas barrier film lowers the gas barrier performance at the time of bending and does not satisfy the required gas barrier performance. And as a result of earnestly examining the factor which causes such a phenomenon, when applying the coating liquid used when forming a silicon compound modified layer, minute defects such as pinholes present in the CVD layer which is a coated surface However, it was considered that some coating solutions were not sufficiently repaired. It is presumed that this is because the coating solution can enter into large defects but can not enter into minute defects.

上記微小欠陥の存在による、ガスバリア性能の低下の原因として以下のようなメカニズムが考えられる。真空紫外光やプラズマなどでケイ素化合物を改質する際に膜を緻密化させるにしたがって、ケイ素化合物層の膜厚が減少し、膜中に応力が残る。ケイ素化合物改質層を形成する際に用いる塗布液の塗布面にピンホールなどの微小欠陥があると、上記残存した応力が、ピンホール箇所に集中し、微小なクラックを生成する結果、バリア性能が劣化するものと考えられる。したがって、ケイ素化合物改質層を形成する際に用いる塗布液によっても微小欠陥が依然として塗布面に存在し、かような微小欠陥への改質時の応力集中が、特に屈曲時のガスバリア性層の向上を妨げる主因であると考えた。   The following mechanism can be considered as a cause of the deterioration of the gas barrier performance due to the presence of the above-mentioned minute defects. As the film is densified when the silicon compound is reformed by vacuum ultraviolet light or plasma, the film thickness of the silicon compound layer decreases and stress remains in the film. If micro defects such as pinholes are present on the application surface of the coating solution used when forming the silicon compound modified layer, the remaining stress is concentrated on the pinholes, resulting in micro cracks, resulting in barrier performance. Is considered to deteriorate. Therefore, even with the coating solution used in forming the silicon compound modified layer, microdefects still exist on the coated surface, and stress concentration at the time of modification to such microdefects is particularly observed in the gas barrier layer at bending. It was considered to be the main factor that impedes improvement.

本願発明者らは上記課題に鑑み、上記微小欠陥を補修する際にALD法によって形成される無機酸化物の第2の層をCVD層の上層に用いた結果、屈曲時のフィルム性能を向上させることができた。これは、ALD法により形成される無機酸化物は比較的分子量が小さく、微小欠陥を埋めることができ、微小欠陥の補修が可能となったためであると考えられる。   In view of the above problems, the inventors of the present invention improve the film performance at the time of bending as a result of using the second layer of the inorganic oxide formed by the ALD method in the upper layer of the CVD layer when repairing the minute defects. I was able to. It is considered that this is because the inorganic oxide formed by the ALD method has a relatively small molecular weight, can fill micro defects, and can repair micro defects.

また、ALD法により形成される無機酸化物層上に、ケイ素化合物改質層を形成させると、驚くべきことに、高温高湿時のガスバリア性能の低下が抑制され、十分なガスバリア性が確保されることを見出した。   In addition, when the silicon compound modified layer is formed on the inorganic oxide layer formed by the ALD method, the deterioration of the gas barrier performance at high temperature and high humidity is surprisingly suppressed, and sufficient gas barrier properties are secured. I found that.

上記高温高湿時のガスバリア性能の低下を抑制することができる理由として以下のようなメカニズムが考えられる。   The following mechanism can be considered as a reason which can suppress the fall of the gas barrier performance at the time of high temperature and high humidity.

ケイ素化合物改質層と第2の層との接触面積が、微小欠陥の補修によりCVD層がケイ素化合物改質層の下層となる場合よりも増大し、ケイ素化合物改質層と第2の層との密着性が向上する。ケイ素化合物改質層は高温高湿条件下では膨張する性質がある。ケイ素化合物改質層と第2の層との密着性が向上することにより、かような膨張に働く力を打ち消す力が増大し、ガスバリア性の低下を抑制できるものと考えられる。また、ALD法で堆積する膜で酸化物を形成することで、成膜面全面をOH基にすることができ、ケイ素化合物が原子単位で緻密に原子層堆積膜と密着し、ケイ素化合物改質層自体が緻密になるため、ガスバリア性能が向上するという面もあると考えられる。   The contact area between the silicon compound modified layer and the second layer is increased as compared with the case where the CVD layer becomes the lower layer of the silicon compound modified layer by the repair of micro defects, and the silicon compound modified layer and the second layer Adhesion is improved. The silicon compound modified layer has the property of expanding under high temperature and high humidity conditions. By improving the adhesion between the silicon compound modified layer and the second layer, it is considered that the force that counteracts such expansion is increased, and the decrease in the gas barrier property can be suppressed. In addition, by forming an oxide with a film deposited by ALD, the entire surface can be made into an OH group, and the silicon compound closely adheres to the atomic layer deposition film in atomic units, and the silicon compound is reformed. Since the layer itself becomes dense, it is considered that the gas barrier performance is improved.

なお、上記メカニズムは推定であり、本発明の効果はこれらメカニズムに拘泥されるものではない。   The above mechanism is presumed, and the effect of the present invention is not limited to these mechanisms.

したがって、本発明のガスバリア性フィルムにおいては、好適な一実施形態は、基材と、第1の層と、第1の層上に形成されてなる第2の層と、第3の層と、をこの順に有する形態である。さらに、好適な一実施形態は、基材と、第1の層と、第1の層上に形成されてなる第2の層と、第2の層上に形成されてなる第3の層と、をこの順に有する形態である。   Therefore, in the gas barrier film of the present invention, a preferred embodiment includes a substrate, a first layer, a second layer formed on the first layer, and a third layer. In this order. Furthermore, a preferred embodiment includes a substrate, a first layer, a second layer formed on the first layer, and a third layer formed on the second layer. , In this order.

また、第1の層、第2の層、および第3の層を有するガスバリア性ユニットは、基材の一方の表面上に形成されていてもよく、基材の両方の表面上に形成されていてもよい。また、該ガスバリア性ユニットは、ガスバリア性を必ずしも有しない層を含んでいてもよい。   Also, a gas barrier unit having a first layer, a second layer, and a third layer may be formed on one surface of the substrate, and is formed on both surfaces of the substrate May be Moreover, the gas barrier unit may include a layer not necessarily having the gas barrier property.

また、本発明のガスバリア性フィルムは、後述の実施例に記載の方法により測定された透過水分量が1×10−3g/(m・24h)未満であることが好ましく、1×10−4g/(m・24h)未満であることがより好ましい。 In addition, the gas barrier film of the present invention preferably has a water permeation amount measured by the method described in the below-mentioned Examples of less than 1 × 10 −3 g / (m 2 · 24 h), 1 × 10 More preferably, it is less than 4 g / (m 2 · 24 h).

以下、本発明を実施するための好ましい形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited thereto.

〔第1の層(CVD層)〕
第1の層の1層当たりの厚みは特に限定されないが、ガスバリア性能および欠陥の生じやすさという観点から、通常、30〜500nmの範囲内であり、好ましくは50〜300nmである。第1の層は、各層がCVD法により形成される複数のサブレイヤーからなる積層構造であってもよい。この場合サブレイヤーの層数は、2〜10層であることが好ましい。また、各サブレイヤーが同じ組成であっても異なる組成であってもよい。
[First layer (CVD layer)]
The thickness per one layer of the first layer is not particularly limited, but is usually in the range of 30 to 500 nm, preferably 50 to 300 nm, from the viewpoint of the gas barrier performance and the possibility of defects. The first layer may be a laminated structure consisting of a plurality of sublayers, each layer being formed by a CVD method. In this case, the number of sublayers is preferably 2 to 10. Also, each sublayer may have the same composition or different compositions.

第1の層は、ケイ素、アルミニウムおよびチタンからなる群より選択される少なくとも1種の酸化物、窒化物、酸窒化物または酸炭化物の少なくとも1種を含む。ケイ素、アルミニウムおよびチタンからなる群より選択される少なくとも1種の酸化物、窒化物、酸窒化物または酸炭化物としては、具体的には、酸化ケイ素(SiO)、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素(SiON)、酸炭化ケイ素(SiOC)、酸化アルミニウム、酸化チタン、およびアルミニウムシリケートなどのこれらの複合体が挙げられる。これらは、副次的な成分として他の元素を含有してもよい。 The first layer comprises at least one of at least one oxide, nitride, oxynitride or oxycarbide selected from the group consisting of silicon, aluminum and titanium. As at least one oxide, nitride, oxynitride or oxycarbide selected from the group consisting of silicon, aluminum and titanium, specifically, silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride, silicon oxynitride ( SiON), silicon oxycarbide (SiOC), aluminum oxide, titanium oxide, and their complexes such as aluminum silicate. These may contain other elements as secondary components.

第1の層は上記化合物を有することで、ガスバリア性を有する。ここで、第1の層のガスバリア性は、基材上に第1の層を形成させた積層体で算出した際に、後述の実施例に記載の方法により測定された透過水分量が0.1g/(m・24h)以下であることが好ましく、0.01g/(m・24h)以下であることがより好ましい。 The first layer has a gas barrier property by having the above-described compound. Here, when the gas barrier properties of the first layer are calculated using the laminate in which the first layer is formed on the base material, the amount of moisture transmission measured by the method described in the examples described later is 0. is preferably 1g / (m 2 · 24h) or less, and more preferably 0.01g / (m 2 · 24h) or less.

第1の層は、化学蒸着法(CVD法)で形成される。化学蒸着法(化学気相成長法、Chemical Vapor Deposition)は、基材上に、目的とする薄膜の成分を含む原料ガスを供給し、基板表面或いは気相での化学反応により膜を堆積する方法である。また、化学反応を活性化する目的で、プラズマなどを発生させる方法などがあり、熱CVD法、触媒化学気相成長法、光CVD法、真空プラズマCVD法、大気圧プラズマCVD法など公知のCVD方式等が挙げられる。特に限定されるものではないが、製膜速度や処理面積の観点から、プラズマCVD法を適用することが好ましい。化学蒸着法により第1の層を形成すると、ガスバリア性の点で有利である。   The first layer is formed by a chemical vapor deposition method (CVD method). Chemical vapor deposition (Chemical Vapor Deposition) is a method in which a source gas containing the components of a target thin film is supplied onto a substrate, and the film is deposited by a chemical reaction on the substrate surface or in the gas phase. It is. In addition, there is a method of generating plasma etc. for the purpose of activating chemical reaction, and known CVD such as thermal CVD method, catalytic chemical vapor deposition method, photo CVD method, vacuum plasma CVD method, atmospheric pressure plasma CVD method System etc. Although not particularly limited, it is preferable to apply the plasma CVD method from the viewpoint of the film forming speed and the processing area. Forming the first layer by chemical vapor deposition is advantageous in terms of gas barrier properties.

真空プラズマCVD法、大気圧または大気圧近傍の圧力下でのプラズマCVD法により得られるガスバリア層は、原材料(原料ともいう)である金属化合物、分解ガス、分解温度、投入電力などの条件を選ぶことで、目的の化合物を製造できるため好ましい。   The gas barrier layer obtained by vacuum plasma CVD method or plasma CVD method under atmospheric pressure or pressure near atmospheric pressure selects conditions such as metal compounds which are raw materials (also referred to as raw materials), decomposition gas, decomposition temperature, input electric power, etc. It is preferable because the desired compound can be produced.

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

原料化合物としては、ケイ素化合物、チタン化合物、およびアルミニウム化合物を用いる。   As a raw material compound, a silicon compound, a titanium compound, and an aluminum compound are used.

これらのうち、ケイ素化合物として、シラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラn−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラn−ブトキシシラン、テトラt−ブトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、(3,3,3−トリフルオロプロピル)トリメトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、ビス(ジメチルアミノ)ジメチルシラン、ビス(ジメチルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(エチルアミノ)ジメチルシラン、N,O−ビス(トリメチルシリル)アセトアミド、ビス(トリメチルシリル)カルボジイミド、ジエチルアミノトリメチルシラン、ジメチルアミノジメチルシラン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルシクロトリシラザン、ヘプタメチルジシラザン、ノナメチルトリシラザン、オクタメチルシクロテトラシラザン、テトラキスジメチルアミノシラン、テトライソシアナートシラン、テトラメチルジシラザン、トリス(ジメチルアミノ)シラン、トリエトキシフルオロシラン、アリルジメチルシラン、アリルトリメチルシラン、ベンジルトリメチルシラン、ビス(トリメチルシリル)アセチレン、1,4−ビストリメチルシリル−1,3−ブタジイン、ジ−t−ブチルシラン、1,3−ジシラブタン、ビス(トリメチルシリル)メタン、シクロペンタジエニルトリメチルシラン、フェニルジメチルシラン、フェニルトリメチルシラン、プロパルギルトリメチルシラン、テトラメチルシラン、トリメチルシリルアセチレン、1−(トリメチルシリル)−1−プロピン、トリス(トリメチルシリル)メタン、トリス(トリメチルシリル)シラン、ビニルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、テトラメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルシクロテトラシロキサン、Mシリケート51等が挙げられる。また、後述の好適な形態である(i)〜(ii)の要件を満たす層の形成の際に用いられる原料化合物であるケイ素化合物が挙げられる。   Among these, as a silicon compound, silane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra n-propoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra n-butoxysilane, tetra t-butoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, Diethyldimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, (3,3,3-trifluoropropyl) trimethoxysilane, hexamethyldisiloxane, bis (dimethylamino) dimethylsilane Bis (dimethylamino) methylvinylsilane, bis (ethylamino) dimethylsilane, N, O-bis (trimethylsilyl) acetamide, bis (trimethylsilyl) carbodiimide, di Ethylaminotrimethylsilane, dimethylaminodimethylsilane, hexamethyldisilazane, hexamethylcyclotrisilazane, heptamethyldisilazane, nonamethyltrisilazane, octamethylcyclotetrasilazane, tetrakisdimethylaminosilane, tetraisocyanatosilane, tetramethyldisilazane , Tris (dimethylamino) silane, triethoxyfluorosilane, allyldimethylsilane, allyltrimethylsilane, benzyltrimethylsilane, bis (trimethylsilyl) acetylene, 1,4-bistrimethylsilyl-1,3-butadiyne, di-t-butylsilane, 1,3-disilabutane, bis (trimethylsilyl) methane, cyclopentadienyltrimethylsilane, phenyldimethylsilane, phenyltrimethylsilane, Pargyltrimethylsilane, tetramethylsilane, trimethylsilylacetylene, 1- (trimethylsilyl) -1-propyne, tris (trimethylsilyl) methane, tris (trimethylsilyl) silane, vinyltrimethylsilane, hexamethyldisilane, octamethylcyclotetrasiloxane, tetramethyl Cyclotetrasiloxane, hexamethyl cyclotetrasiloxane, M silicate 51, etc. are mentioned. Moreover, the silicon compound which is a raw material compound used in the case of formation of the layer which satisfy | fills the requirements of (i)-(ii) which is the below-mentioned suitable form is mentioned.

チタン化合物としては、例えば、チタンメトキシド、チタンエトキシド、チタンイソプロポキシド、チタンテトライソポロポキシド、チタンn−ブトキシド、チタンジイソプロポキシド(ビス−2,4−ペンタンジオネート)、チタンジイソプロポキシド(ビス−2,4−エチルアセトアセテート)、チタンジ−n−ブトキシド(ビス−2,4−ペンタンジオネート)、チタンアセチルアセトネート、ブチルチタネートダイマー等が挙げられる。   Examples of titanium compounds include titanium methoxide, titanium ethoxide, titanium isopropoxide, titanium tetraisopropoxide, titanium n-butoxide, titanium diisopropoxide (bis-2,4-pentanedionate), titanium Diisopropoxide (bis-2,4-ethylacetoacetate), titanium di-n-butoxide (bis-2,4-pentanedionate), titanium acetylacetonate, butyl titanate dimer and the like can be mentioned.

アルミニウム化合物としては、アルミニウムエトキシド、アルミニウムトリイソプロポキシド、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムn−ブトキシド、アルミニウムs−ブトキシド、アルミニウムt−ブトキシド、アルミニウムアセチルアセトナート、トリエチルジアルミニウムトリ−s−ブトキシド等が挙げられる。   As the aluminum compound, aluminum ethoxide, aluminum triisopropoxide, aluminum isopropoxide, aluminum n-butoxide, aluminum s-butoxide, aluminum t-butoxide, aluminum acetylacetonate, triethyldialuminum tri-s-butoxide, etc. It can be mentioned.

また、これらの金属を含む原料ガスを分解して無機化合物を得るための分解ガスとしては、水素ガス、メタンガス、アセチレンガス、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、窒素ガス、アンモニアガス、亜酸化窒素ガス、酸化窒素ガス、二酸化窒素ガス、酸素ガス、水蒸気などが挙げられる。また、上記分解ガスを、アルゴンガス、ヘリウムガスなどの不活性ガスと混合してもよい。   In addition, hydrogen gas, methane gas, acetylene gas, carbon monoxide gas, carbon dioxide gas, nitrogen gas, ammonia gas, nitrous oxide, etc. can be used as the decomposition gas for decomposing source gases containing these metals to obtain inorganic compounds. Gas, nitrogen oxide gas, nitrogen dioxide gas, oxygen gas, water vapor and the like can be mentioned. In addition, the decomposition gas may be mixed with an inert gas such as argon gas or helium gas.

原料化合物を含む原料ガスと、分解ガスを適宜選択することで所望のバリア層を得ることができる。化学蒸着法により形成される第1の層は、酸化物、窒化物、酸窒化物または酸炭化物である。   A desired barrier layer can be obtained by appropriately selecting the source gas containing the source compound and the decomposition gas. The first layer formed by chemical vapor deposition is an oxide, a nitride, an oxynitride or an oxycarbide.

以下、CVD法のうち、好適な形態であるプラズマCVD法について具体的に説明する。   Hereinafter, among the CVD methods, the plasma CVD method which is a preferable embodiment will be specifically described.

図1は、本発明に係る第1の層の形成に用いられる真空プラズマCVD装置の一例を示す模式図である。   FIG. 1 is a schematic view showing an example of a vacuum plasma CVD apparatus used for forming a first layer according to the present invention.

図1において、真空プラズマCVD装置101は、真空槽102を有しており、真空槽102の内部の底面側には、サセプタ105が配置されている。また、真空槽102の内部の天井側には、サセプタ105と対向する位置にカソード電極103が配置されている。真空槽102の外部には、熱媒体循環系106と、真空排気系107と、ガス導入系108と、高周波電源109が配置されている。熱媒体循環系106内には熱媒体が配置されている。熱媒体循環系106には、熱媒体を移動させるポンプと、熱媒体を加熱する加熱装置と、冷却する冷却装置と、熱媒体の温度を測定する温度センサと、熱媒体の設定温度を記憶する記憶装置とを有する加熱冷却装置160が設けられている。   In FIG. 1, a vacuum plasma CVD apparatus 101 has a vacuum chamber 102, and a susceptor 105 is disposed on the bottom side inside the vacuum chamber 102. Further, on the ceiling side inside the vacuum chamber 102, a cathode electrode 103 is disposed at a position facing the susceptor 105. A heat medium circulation system 106, a vacuum evacuation system 107, a gas introduction system 108, and a high frequency power source 109 are disposed outside the vacuum chamber 102. A heat medium is disposed in the heat medium circulation system 106. The heat medium circulation system 106 stores a pump for moving the heat medium, a heating device for heating the heat medium, a cooling device for cooling, a temperature sensor for measuring the temperature of the heat medium, and a set temperature of the heat medium A heating and cooling device 160 having a storage device is provided.

加熱冷却装置160は、熱媒体の温度を測定し、熱媒体を記憶された設定温度まで加熱又は冷却し、サセプタ105に供給するように構成されている。供給された熱媒体はサセプタ105の内部を流れ、サセプタ105を加熱又は冷却して加熱冷却装置160に戻る。このとき、熱媒体の温度は、設定温度よりも高温又は低温になっており、加熱冷却装置160は熱媒体を設定温度まで加熱又は冷却し、サセプタ105に供給する。かくして冷却媒体はサセプタと加熱冷却装置160の間を循環し、サセプタ105は、供給された設定温度の熱媒体によって加熱又は冷却される。   The heating and cooling device 160 is configured to measure the temperature of the heat medium, heat or cool the heat medium to a stored set temperature, and supply the heat medium to the susceptor 105. The supplied heat medium flows inside the susceptor 105 to heat or cool the susceptor 105 and return to the heating / cooling device 160. At this time, the temperature of the heat medium is higher or lower than the set temperature, and the heating and cooling device 160 heats or cools the heat medium to the set temperature and supplies it to the susceptor 105. Thus, the cooling medium circulates between the susceptor and the heating and cooling device 160, and the susceptor 105 is heated or cooled by the supplied heating medium of the set temperature.

真空槽102は真空排気系107に接続されており、この真空プラズマCVD装置101によって成膜処理を開始する前に、予め真空槽102の内部を真空排気すると共に、熱媒体を加熱して室温から設定温度まで昇温させておき、設定温度の熱媒体をサセプタ105に供給する。サセプタ105は使用開始時には室温であり、設定温度の熱媒体が供給されると、サセプタ105は昇温される。   The vacuum chamber 102 is connected to a vacuum evacuation system 107. Before the film forming process is started by the vacuum plasma CVD apparatus 101, the inside of the vacuum chamber 102 is evacuated in advance, and the heat medium is heated to start from room temperature. The temperature is raised to the set temperature, and the heat medium of the set temperature is supplied to the susceptor 105. The susceptor 105 is at room temperature at the start of use, and when the heat medium at the set temperature is supplied, the susceptor 105 is heated.

一定時間、設定温度の熱媒体を循環させた後、真空槽102内の真空雰囲気を維持しながら真空槽102内に成膜対象の基板110を搬入し、サセプタ105上に配置する。   After circulating a heat medium having a set temperature for a certain period of time, the substrate 110 to be film-formed is carried into the vacuum chamber 102 while maintaining the vacuum atmosphere in the vacuum chamber 102, and placed on the susceptor 105.

カソード電極103のサセプタ105に対向する面には多数のノズル(孔)が形成されている。   A large number of nozzles (holes) are formed on the surface of the cathode electrode 103 facing the susceptor 105.

カソード電極103はガス導入系108に接続されており、ガス導入系108からカソード電極103にCVDガスを導入すると、カソード電極103のノズルから真空雰囲気の真空槽102内にCVDガスが噴出される。   The cathode electrode 103 is connected to a gas introduction system 108. When CVD gas is introduced from the gas introduction system 108 to the cathode electrode 103, the CVD gas is ejected from the nozzle of the cathode electrode 103 into the vacuum chamber 102 in a vacuum atmosphere.

カソード電極103は高周波電源109に接続されており、サセプタ105及び真空槽102は接地電位に接続されている。   The cathode electrode 103 is connected to a high frequency power source 109, and the susceptor 105 and the vacuum chamber 102 are connected to the ground potential.

ガス導入系108から真空槽102内にCVDガスを供給し、加熱冷却装置160から一定温度の熱媒体をサセプタ105に供給しながら高周波電源109を起動し、カソード電極103に高周波電圧を印加すると、導入されたCVDガスのプラズマが形成される。プラズマ中で活性化されたCVDガスがサセプタ105上の基板110の表面に到達すると、基板110の表面に薄膜である第1の層が成長する。   When the CVD gas is supplied from the gas introduction system 108 into the vacuum chamber 102 and the heating medium with a constant temperature is supplied from the heating and cooling device 160 to the susceptor 105, the high frequency power supply 109 is started and a high frequency voltage is applied to the cathode electrode 103, A plasma of the introduced CVD gas is formed. When the CVD gas activated in the plasma reaches the surface of the substrate 110 on the susceptor 105, a first layer which is a thin film is grown on the surface of the substrate 110.

この際のサセプタ105とカソード電極103との距離は適宜設定される。   The distance between the susceptor 105 and the cathode electrode 103 at this time is appropriately set.

また、原料ガスおよび分解ガスの流量は、原料ガスおよび分解ガス種等を考慮して適宜設定される。一実施形態として、原料ガスの流量は、30〜300sccmであり、分解ガスの流量は10〜1000sccmである。   Further, the flow rates of the source gas and the decomposition gas are appropriately set in consideration of the source gas, the type of the decomposition gas, and the like. In one embodiment, the flow rate of the source gas is 30 to 300 sccm, and the flow rate of the decomposition gas is 10 to 1000 sccm.

薄膜成長中は、加熱冷却装置160から一定温度の熱媒体がサセプタ105に供給されており、サセプタ105は、熱媒体によって加熱又は冷却され、一定温度に維持された状態で薄膜が形成される。一般に、薄膜を形成する際の成長温度の下限温度は、薄膜の膜質により決まっており、上限温度は、基板110上に既に形成されている薄膜のダメージの許容範囲により決まっている。下限温度や上限温度は形成する薄膜の材質や、既に形成されている薄膜の材質等によって異なるが、ガスバリア性の高い膜質を確保するために下限温度は50℃以上であり、上限温度は基材の耐熱温度以下であることが好ましい。   During thin film growth, a heating medium at a constant temperature is supplied from the heating and cooling device 160 to the susceptor 105, and the susceptor 105 is heated or cooled by the heating medium and a thin film is formed in a state of being maintained at a constant temperature. In general, the lower limit temperature of the growth temperature in forming the thin film is determined by the film quality of the thin film, and the upper limit temperature is determined by the allowable range of damage to the thin film already formed on the substrate 110. The lower limit temperature and the upper limit temperature vary depending on the material of the thin film to be formed, the material of the thin film already formed, etc., but the lower limit temperature is 50 ° C. or higher to secure the film quality with high gas barrier properties. It is preferable that it is below the heat-resistant temperature of.

真空プラズマCVD法で形成される薄膜の膜質と成膜温度の相関関係と、成膜対象物(基板110)が受けるダメージと成膜温度の相関関係とを予め求め、下限温度・上限温度が決定される。例えば、真空プラズマCVDプロセス中の基板110の温度は50〜250℃であることが好ましい。   The correlation between the film quality of the thin film formed by the vacuum plasma CVD method and the film forming temperature, and the correlation between the damage to the film forming object (substrate 110) and the film forming temperature is determined in advance, and the lower limit temperature and the upper limit temperature are determined. Be done. For example, the temperature of the substrate 110 during the vacuum plasma CVD process is preferably 50-250.degree.

更に、カソード電極103に13.56MHz以上の高周波電圧を印加してプラズマを形成した場合の、サセプタ105に供給する熱媒体の温度と基板110の温度の関係が予め測定されており、真空プラズマCVDプロセス中に基板110の温度を、下限温度以上、上限温度以下に維持するために、サセプタ105に供給する熱媒体の温度が求められる。   Furthermore, the relationship between the temperature of the heat medium supplied to the susceptor 105 and the temperature of the substrate 110 is previously measured when a plasma is formed by applying a high frequency voltage of 13.56 MHz or more to the cathode electrode 103, and vacuum plasma CVD In order to maintain the temperature of the substrate 110 at or above the lower limit temperature and below the upper limit temperature during the process, the temperature of the heat medium supplied to the susceptor 105 is determined.

例えば、下限温度(ここでは50℃)が記憶され、下限温度以上の温度に温度制御された熱媒体がサセプタ105に供給されるように設定されている。サセプタ105から還流された熱媒体は、加熱又は冷却され、50℃の設定温度の熱媒体がサセプタ105に供給される。例えば、CVDガスとして、シランガスとアンモニアガスと窒素ガスの混合ガスが供給され、基板110が、下限温度以上、上限温度以下の温度条件に維持された状態で、SiN膜が形成される。   For example, the lower limit temperature (here, 50 ° C.) is stored, and a heat medium controlled to a temperature equal to or higher than the lower limit temperature is set to be supplied to the susceptor 105. The heat medium returned from the susceptor 105 is heated or cooled, and the heat medium having the set temperature of 50 ° C. is supplied to the susceptor 105. For example, a mixed gas of silane gas, ammonia gas, and nitrogen gas is supplied as a CVD gas, and a SiN film is formed in a state where the temperature condition of the substrate 110 is equal to or higher than the lower limit temperature and equal to or lower than the upper limit temperature.

真空プラズマCVD装置101の起動直後は、サセプタ105は室温であり、サセプタ105から加熱冷却装置160に還流された熱媒体の温度は設定温度よりも低い。したがって、起動直後は、加熱冷却装置160は還流された熱媒体を加熱して設定温度に昇温させ、サセプタ105に供給することになる。この場合、サセプタ105及び基板110は熱媒体によって加熱、昇温され、基板110は、下限温度以上、上限温度以下の範囲に維持される。   Immediately after startup of the vacuum plasma CVD apparatus 101, the susceptor 105 is at room temperature, and the temperature of the heat medium returned from the susceptor 105 to the heating and cooling device 160 is lower than the set temperature. Therefore, immediately after the start-up, the heating and cooling device 160 heats the heated heat medium to be heated to the set temperature, and supplies the heat medium to the susceptor 105. In this case, the susceptor 105 and the substrate 110 are heated and heated by the heat medium, and the substrate 110 is maintained in the range of the lower limit temperature or more and the upper limit temperature or less.

複数枚の基板110に連続して薄膜を形成すると、プラズマから流入する熱によってサセプタ105が昇温する。この場合、サセプタ105から加熱冷却装置160に還流される熱媒体は下限温度(50℃)よりも高温になっているため、加熱冷却装置160は熱媒体を冷却し、設定温度の熱媒体をサセプタ105に供給する。これにより、基板110を下限温度以上、上限温度以下の範囲に維持しながら薄膜を形成することができる。   When thin films are continuously formed on a plurality of substrates 110, the susceptor 105 is heated by the heat flowing from the plasma. In this case, the heating medium returned from the susceptor 105 to the heating and cooling device 160 has a temperature higher than the lower limit temperature (50 ° C.). Therefore, the heating and cooling device 160 cools the heating medium and Supply to 105. Thereby, the thin film can be formed while maintaining the substrate 110 in the range of the lower limit temperature or more and the upper limit temperature or less.

このように、加熱冷却装置160は、還流された熱媒体の温度が設定温度よりも低温の場合には熱媒体を加熱し、設定温度よりも高温の場合は熱媒体を冷却し、いずれの場合も設定温度の熱媒体をサセプタに供給しており、その結果、基板110は下限温度以上、上限温度以下の温度範囲が維持される。   As described above, the heating and cooling device 160 heats the heat medium when the temperature of the heat medium returned is lower than the set temperature, and cools the heat medium when the temperature is higher than the set temperature. Also, the heat medium of the set temperature is supplied to the susceptor, and as a result, the substrate 110 maintains the temperature range of the lower limit temperature or more and the upper limit temperature or less.

薄膜が所定膜厚に形成されたら、基板110を真空槽102の外部に搬出し、未成膜の基板110を真空槽102内に搬入し、上記と同様に、設定温度の熱媒体を供給しながら薄膜を形成する。   When the thin film is formed to a predetermined film thickness, the substrate 110 is carried out of the vacuum chamber 102, the substrate 110 without film formation is carried into the vacuum chamber 102, and the heat medium of the set temperature is supplied as described above. Form a thin film.

(第1の層の好適な形態)
また、本発明の第1の層の好適な一実施形態として、第1の層は構成元素に炭素、ケイ素、及び酸素を含むことが好ましい。より好適な形態は、以下の(i)〜(ii)の要件を満たす層である。
(Preferred form of the first layer)
Moreover, as a preferred embodiment of the first layer of the present invention, the first layer preferably contains carbon, silicon and oxygen as constituent elements. A more preferable form is a layer satisfying the following requirements (i) to (ii).

(i)第1の層の膜厚方向における第1の層表面からの距離(L)と、ケイ素原子、酸素原子、および炭素原子の合計量に対するケイ素原子の量の比率(ケイ素の原子比)との関係を示すケイ素分布曲線、前記Lとケイ素原子、酸素原子、および炭素原子の合計量に対する酸素原子の量の比率(酸素の原子比)との関係を示す酸素分布曲線、ならびに前記Lとケイ素原子、酸素原子、および炭素原子の合計量に対する炭素原子の量の比率(炭素の原子比)との関係を示す炭素分布曲線において、炭素分布曲線が少なくとも2つの極値を有する、
(ii)炭素分布曲線における炭素の原子比の最大値と最小値との差の絶対値が3at%以上である。
(I) Ratio of the amount of silicon atoms to the total amount of the distance (L) from the surface of the first layer in the film thickness direction of the first layer and the amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms (atomic ratio of silicon) A silicon distribution curve showing a relationship with the oxygen distribution curve, a oxygen distribution curve showing a relationship between the L and the ratio of the amount of oxygen atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms (atomic ratio of oxygen) The carbon distribution curve has at least two extreme values in a carbon distribution curve that shows the relationship between the ratio of the amount of carbon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms (atomic ratio of carbon)
(Ii) The absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the atomic ratio of carbon in the carbon distribution curve is 3 at% or more.

かような組成をもつことで、ガスバリア性と屈曲性を高度に両立する観点から好ましい。   Having such a composition is preferable from the viewpoint of achieving both gas barrier properties and flexibility at the same time.

更に、第1の層の全層厚の90%以上の領域において、ケイ素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量(100at%)に対する各原子の平均原子比率が、下記式(A)又は(B)で表される序列の大小関係を有することが好ましい。   Furthermore, in the region of 90% or more of the total layer thickness of the first layer, the average atomic ratio of each atom to the total amount (100 at%) of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms is represented by the following formula (A) or (B It is preferable to have the magnitude relation of the order represented by).

式(A) (炭素平均原子比率)<(ケイ素平均原子比率)<(酸素平均原子比率)
式(B) (酸素平均原子比率)<(ケイ素平均原子比率)<(炭素平均原子比率)であれば、屈曲耐性がさらに向上し、より好ましい。
Formula (A) (carbon average atomic ratio) <(silicon average atomic ratio) <(oxygen average atomic ratio)
If the formula (B) (oxygen average atomic ratio) <(silicon average atomic ratio) <(carbon average atomic ratio), the bending resistance is further improved, which is more preferable.

以下、上記好適な実施形態について説明する。   The above preferred embodiment will be described below.

(i)第1の層の膜厚方向における第1の層表面からの距離(L)と、ケイ素原子、酸素原子、および炭素原子の合計量に対するケイ素原子の量の比率(ケイ素の原子比)との関係を示すケイ素分布曲線、Lとケイ素原子、酸素原子、および炭素原子の合計量に対する酸素原子の量の比率(酸素の原子比)との関係を示す酸素分布曲線、ならびにLとケイ素原子、酸素原子、および炭素原子の合計量に対する炭素原子の量の比率(炭素の原子比)との関係を示す炭素分布曲線において、炭素分布曲線が少なくとも2つの極値を有することが好ましい。該第1の層は、炭素分布曲線が少なくとも3つの極値を有することが好ましく、少なくとも4つの極値を有することがより好ましいが、5つ以上有してもよい。炭素分布曲線が少なくとも2つの極値を有することで、炭素原子比率が濃度勾配を有して連続的に変化し、屈曲時のガスバリア性能が高まる。極値の数の上限は、バリア層の膜厚にも起因するため、一概に規定することはできない。   (I) Ratio of the amount of silicon atoms to the total amount of the distance (L) from the surface of the first layer in the film thickness direction of the first layer and the amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms (atomic ratio of silicon) Distribution curve showing the relationship with L, oxygen distribution curve showing the relationship between L and the ratio of the amount of oxygen atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms (atomic ratio of oxygen), and L and silicon atoms Preferably, the carbon distribution curve has at least two extreme values in a carbon distribution curve showing a relationship with the ratio of the amount of carbon atoms to the total amount of oxygen atoms and carbon atoms (atomic ratio of carbon). The first layer preferably has a carbon distribution curve having at least three extreme values, more preferably at least four extreme values, but may have five or more. When the carbon distribution curve has at least two extreme values, the carbon atom ratio changes continuously with a concentration gradient, and the gas barrier performance at the time of bending is enhanced. The upper limit of the number of extreme values can not be generally defined because it is also due to the film thickness of the barrier layer.

ここで、少なくとも3つの極値を有する場合においては、炭素分布曲線の有する1つの極値および該極値に隣接する極値における第1の層の膜厚方向における第1の層の表面からの距離(L)の差の絶対値(以下、単に「極値間の距離」とも称する)が、いずれも200nm以下であることが好ましく、100nm以下であることがより好ましく、75nm以下であることが特に好ましい。このような極値間の距離であれば、第1の層中に炭素原子比が多い部位(極大値)が適度な周期で存在するため、第1の層に適度な屈曲性を付与し、ガスバリア性フィルムの屈曲時のクラックの発生をより有効に抑制・防止できる。なお、本明細書において極値とは、第1の層の膜厚方向における第1の層の表面からの距離(L)に対する元素の原子比の極大値または極小値のことをいう。また、本明細書において極大値とは、第1の層の表面からの距離を変化させた場合に元素(酸素、ケイ素または炭素)の原子比の値が増加から減少に変わる点であって、かつその点の元素の原子比の値よりも、該点から第1の層の膜厚方向における第1の層の表面からの距離をさらに4〜20nm変化させた位置の元素の原子比の値が3at%以上減少する点のことをいう。すなわち、4〜20nmの範囲で変化させた際に、いずれかの範囲で元素の原子比の値が3at%以上減少していればよい。これは、第1の層の膜厚により変動する。例えば、第1の層が300nmである場合は、第1の層の膜厚方向における第1の層の表面からの距離を20nm変化させた位置の元素の原子比の値が3at%以上減少する点が好ましい。さらに、本明細書において極小値とは、第1の層の表面からの距離を変化させた場合に元素(酸素、ケイ素または炭素)の原子比の値が減少から増加に変わる点であり、かつその点の元素の原子比の値よりも、該点から第1の層の膜厚方向における第1の層の表面からの距離をさらに4〜20nm変化させた位置の元素の原子比の値が3at%以上増加する点のことをいう。すなわち、4〜20nmの範囲で変化させた際に、いずれかの範囲で元素の原子比の値が3at%以上増加していればよい。ここで、少なくとも3つの極値を有する場合の、極値間の距離の下限は、極値間の距離が小さいほどガスバリア性フィルムの屈曲時のクラック発生抑制/防止の向上効果が高いため、特に制限されない。   Here, in the case of having at least three extreme values, one extreme value of the carbon distribution curve and the surface of the first layer in the film thickness direction of the first layer at the extreme value adjacent to the extreme value The absolute value of the difference in distance (L) (hereinafter, also simply referred to as “distance between extreme values”) is preferably 200 nm or less in any case, more preferably 100 nm or less, and preferably 75 nm or less Particularly preferred. With such a distance between the extremes, the first layer is provided with a suitable flexibility because a portion (maximum value) having a large carbon atom ratio is present in a proper cycle in the first layer, It is possible to more effectively suppress or prevent the occurrence of cracks at the time of bending of the gas barrier film. In the present specification, the extreme value means the maximum value or the minimum value of the atomic ratio of the element to the distance (L) from the surface of the first layer in the film thickness direction of the first layer. In the present specification, the maximum value is a point at which the value of the atomic ratio of an element (oxygen, silicon or carbon) changes from an increase to a decrease when the distance from the surface of the first layer is changed. And the value of the atomic ratio of the element at a position at which the distance from the surface of the first layer in the film thickness direction of the first layer is further changed by 4 to 20 nm than the atomic ratio of the element at that point. Refers to the point at which 3at% or more decreases. That is, when changing in the range of 4 to 20 nm, the value of the atomic ratio of the elements may be reduced by 3 at% or more in any range. This varies with the thickness of the first layer. For example, when the first layer has a thickness of 300 nm, the atomic ratio of elements at positions at which the distance from the surface of the first layer in the thickness direction of the first layer is changed by 20 nm decreases by 3 at% or more A point is preferred. Furthermore, in the present specification, the minimum value is a point at which the value of the atomic ratio of the element (oxygen, silicon or carbon) changes from a decrease to an increase when the distance from the surface of the first layer is changed, and The value of the atomic ratio of the element at a position where the distance from the surface of the first layer in the film thickness direction of the first layer is further changed by 4 to 20 nm is more than the atomic ratio of the element at that point. It refers to a point that increases by 3 at% or more. That is, when changing in the range of 4 to 20 nm, the value of the atomic ratio of the elements may be increased by 3 at% or more in any range. Here, in the case of having at least three extreme values, the lower limit of the distance between the extreme values is particularly high because the smaller the distance between the extreme values, the higher the effect of suppressing crack prevention / prevention at the time of bending of the gas barrier film. It is not restricted.

さらに、該第1の層は、(ii)炭素分布曲線における炭素の原子比の最大値および最小値の差の絶対値が3at%以上であることが好ましく、5at%以上であることがより好ましく、7at%以上であることがさらに好ましい。炭素分布曲線における炭素の原子比の最大値および最小値の差の絶対値が3at%以上であることで、屈曲時のガスバリア性能が高まる。なお、本明細書において、「最大値」とは、各元素の分布曲線において最大となる各元素の原子比であり、極大値の中で最も高い値である。同様にして、本明細書において、「最小値」とは、各元素の分布曲線において最小となる各元素の原子比であり、極小値の中で最も低い値である。   Furthermore, in the first layer, the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the atomic ratio of carbon in the (ii) carbon distribution curve is preferably 3 at% or more, more preferably 5 at% or more More preferably, it is 7 at% or more. When the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the atomic ratio of carbon in the carbon distribution curve is 3 at% or more, the gas barrier performance at the time of bending is enhanced. In the present specification, the “maximum value” is the atomic ratio of each element which becomes the largest in the distribution curve of each element, and is the highest value among the maximum values. Similarly, in the present specification, the “minimum value” is an atomic ratio of each element which is minimum in the distribution curve of each element, and is the lowest value among the minimum values.

また、第1の層の膜厚の90%以上(上限:100%)の領域で、(酸素の原子比)、(ケイ素の原子比)、(炭素の原子比)の順で多い(原子比がO>Si>C)ことが好ましい。ここで、第1の層の膜厚の少なくとも90%以上とは、バリア層中で連続していなくてもよく、単に90%以上の部分で上記した関係を満たしていればよい。かような条件となることで、得られるガスバリア性フィルムのガスバリア性や屈曲性が十分となる。ケイ素分布曲線、酸素分布曲線、および炭素分布曲線において、ケイ素の原子比、酸素の原子比、および炭素の原子比が、該第1の層の膜厚の90%以上の領域において、該条件を満たす場合には、層中におけるケイ素原子、酸素原子、および炭素原子の合計量に対するケイ素原子の含有量の原子比率は、25〜45at%であることが好ましく、30〜40at%であることがより好ましい。また、第1の層中におけるケイ素原子、酸素原子、および炭素原子の合計量に対する酸素原子の含有量の原子比率は、33〜67at%であることが好ましく、45〜67at%であることがより好ましい。さらに、第1の層中におけるケイ素原子、酸素原子、および炭素原子の合計量に対する炭素原子の含有量の原子比率は、3〜33at%であることが好ましく、3〜25at%であることがより好ましい。   Also, in the region of 90% or more (upper limit: 100%) of the film thickness of the first layer, (atomic ratio of oxygen), (atomic ratio of silicon), (atomic ratio of carbon) increase in order of (atomic ratio Is preferably O> Si> C). Here, at least 90% or more of the film thickness of the first layer may not be continuous in the barrier layer, and the above-described relationship may be satisfied only at 90% or more. Under such conditions, the gas barrier properties and flexibility of the obtained gas barrier film become sufficient. In the silicon distribution curve, the oxygen distribution curve, and the carbon distribution curve, in the region where the atomic ratio of silicon, the atomic ratio of oxygen, and the atomic ratio of carbon are 90% or more of the film thickness of the first layer, If satisfied, the atomic ratio of the content of silicon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms in the layer is preferably 25 to 45 at%, and more preferably 30 to 40 at%. preferable. The atomic ratio of the content of oxygen atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms in the first layer is preferably 33 to 67 at%, and more preferably 45 to 67 at%. preferable. Furthermore, the atomic ratio of the content of carbon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms in the first layer is preferably 3 to 33 at%, more preferably 3 to 25 at%. preferable.

第1の層の酸素分布曲線は、少なくとも1つの極値を有することが好ましく、少なくとも2つの極値を有することがより好ましく、少なくとも3つの極値を有することがさらに好ましい。酸素分布曲線が極値を少なくとも1つ有する場合、得られるガスバリア性フィルムを屈曲させた場合におけるガスバリア性がより向上する。酸素分布曲線の極値の数の上限においても、バリア層の膜厚に起因する部分があり一概に規定できない。また、少なくとも3つの極値を有する場合においては、酸素分布曲線の有する1つの極値および該極値に隣接する極値における前記第1の層の膜厚方向における第1の層の表面からの距離の差の絶対値がいずれも200nm以下であることが好ましく、100nm以下であることがより好ましい。このような極値間の距離の距離であれば、ガスバリア性フィルムの屈曲時のクラックの発生をより有効に抑制・防止できる。   The oxygen distribution curve of the first layer preferably has at least one extremum, more preferably at least two extrema, and even more preferably at least three extrema. When the oxygen distribution curve has at least one extreme value, the gas barrier property in the case where the obtained gas barrier film is bent is further improved. Even at the upper limit of the number of extreme values of the oxygen distribution curve, there is a portion due to the film thickness of the barrier layer, and it can not be specified in a definite manner. In addition, in the case of having at least three extreme values, one extreme value of the oxygen distribution curve and the extreme value adjacent to the extreme value from the surface of the first layer in the film thickness direction of the first layer The absolute value of the difference in distance is preferably 200 nm or less, and more preferably 100 nm or less. With such a distance between extreme values, the occurrence of cracks at the time of bending of the gas barrier film can be more effectively suppressed / prevented.

加えて、第1の層の酸素分布曲線における酸素の原子比の最大値および最小値の差の絶対値(以下、単に「Omax−Omin差」とも称する)が3at%以上であることが好ましく、5at%以上であることがより好ましく、6at%以上であることがより好ましく、7at%以上であることがさらに好ましい。上記絶対値が3at%以上であれば、得られるガスバリア性フィルムのフィルムを屈曲させた場合におけるガスバリア性がより向上する。 In addition, the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the atomic ratio of oxygen in the oxygen distribution curve of the first layer (hereinafter, also simply referred to as “O max −O min difference”) is 3 at% or more The content is preferably 5 at% or more, more preferably 6 at% or more, and still more preferably 7 at% or more. If the said absolute value is 3 at% or more, the gas barrier property in the case where the film of the gas barrier film obtained is bent will improve more.

さらに、第1の層のケイ素分布曲線におけるケイ素の原子比の最大値および最小値の差の絶対値(以下、単に「Simax−Simin差」とも称する)が5at%未満であることが好ましく、4at%未満であることがより好ましく、3at%未満であることがさらに好ましい。上記絶対値が5at%未満である場合、得られるガスバリア性フィルムのガスバリア性および機械的強度がより向上する。ここで、Simax−Simin差の下限は、Simax−Simin差が小さいほどガスバリア性フィルムの屈曲時のクラック発生抑制/防止の向上効果が高いため、特に制限されない。 Furthermore, it is preferable that the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the atomic ratio of silicon in the silicon distribution curve of the first layer (hereinafter, also simply referred to as “Si max −Si min difference”) is less than 5 at% It is more preferably less than 4 at%, and even more preferably less than 3 at%. When the said absolute value is less than 5 at%, the gas barrier property and mechanical strength of the gas barrier film obtained will improve more. The lower limit of Si max -Si min difference, since Si max improvement of cracking suppressing / preventing flexion enough gas barrier film -Si min difference is small is high, not particularly limited.

また、第1の層の膜厚方向に対する炭素及び酸素原子の合計量はほぼ一定であることが好ましい。これにより、第1の層は適度な屈曲性を発揮し、ガスバリア性フィルムの屈曲時のクラック発生をより有効に抑制・防止されうる。より具体的には、第1の層の膜厚方向における該第1の層の表面からの距離(L)とケイ素原子、酸素原子、および炭素原子の合計量に対する、酸素原子および炭素原子の合計量の比率(酸素および炭素の原子比)との関係を示す酸素炭素分布曲線において、酸素炭素分布曲線における酸素および炭素の原子比の合計の最大値および最小値の差の絶対値(以下、単に「OCmax−OCmin差」とも称する)が5at%未満であることが好ましく、4at%未満であることがより好ましく、3at%未満であることがさらに好ましい。絶対値が5at%未満であれば、得られるガスバリア性フィルムのガスバリア性がより向上する。 The total amount of carbon and oxygen atoms in the film thickness direction of the first layer is preferably substantially constant. Thereby, the first layer exhibits appropriate flexibility, and the crack generation at the time of bending of the gas barrier film can be more effectively suppressed / prevented. More specifically, the sum of oxygen atoms and carbon atoms relative to the total amount of the distance (L) from the surface of the first layer in the thickness direction of the first layer and silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms In the oxygen carbon distribution curve showing the relationship with the ratio of amounts (atomic ratio of oxygen and carbon), the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the sum of the atomic ratio of oxygen and carbon in the oxygen carbon distribution curve preferably also referred to as "OC max -OC min difference") is less than 5at%, more preferably less than 4at%, more preferably less than 3at%. If the absolute value is less than 5 at%, the gas barrier properties of the obtained gas barrier film will be further improved.

ケイ素分布曲線、酸素分布曲線、炭素分布曲線、および酸素炭素分布曲線は、X線光電子分光法(XPS:Xray Photoelectron Spectroscopy)の測定とアルゴン等の希ガスイオンスパッタとを併用することにより、試料内部を露出させつつ順次表面組成分析を行う、いわゆるXPSデプスプロファイル測定により作成することができる。このようなXPSデプスプロファイル測定により得られる分布曲線は、例えば、縦軸を各元素の原子比(単位:at%)とし、横軸をエッチング時間(スパッタ時間)として作成することができる。なお、このように横軸をエッチング時間とする元素の分布曲線においては、エッチング時間は第1の層の膜厚方向における第1の層の表面からの距離(L)に概ね相関することから、「第1の層の膜厚方向における第1の層の表面からの距離」として、XPSデプスプロファイル測定の際に採用したエッチング速度とエッチング時間との関係から算出される第1の層の表面からの距離を採用することができる。なお、本発明では、ケイ素分布曲線、酸素分布曲線、炭素分布曲線および酸素炭素分布曲線は、下記測定条件にて作成した。   The silicon distribution curve, the oxygen distribution curve, the carbon distribution curve, and the oxygen carbon distribution curve are obtained by using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) measurement and rare gas ion sputtering such as argon in combination. The surface composition analysis can be sequentially performed while exposing the so-called XPS depth profile measurement. The distribution curve obtained by such XPS depth profile measurement can be created, for example, with the vertical axis as the atomic ratio (unit: at%) of each element and the horizontal axis as the etching time (sputtering time). In the distribution curve of the element in which the horizontal axis represents the etching time, the etching time generally correlates with the distance (L) from the surface of the first layer in the thickness direction of the first layer, As “the distance from the surface of the first layer in the thickness direction of the first layer”, from the surface of the first layer calculated from the relationship between the etching rate and the etching time employed in the measurement of the XPS depth profile Distance can be adopted. In the present invention, a silicon distribution curve, an oxygen distribution curve, a carbon distribution curve, and an oxygen carbon distribution curve were created under the following measurement conditions.

(測定条件)
エッチングイオン種:アルゴン(Ar);
エッチング速度(SiO熱酸化膜換算値):0.05nm/sec;
エッチング間隔(SiO換算値):10nm;
X線光電子分光装置:Thermo Fisher Scientific社製、機種名“VG Theta Probe”;
照射X線:単結晶分光AlKα
X線のスポット及びそのサイズ:800×400μmの楕円形。
(Measurement condition)
Etching ion species: argon (Ar + );
Etching rate (SiO 2 thermal oxide film conversion value): 0.05 nm / sec;
Etching interval (SiO 2 conversion value): 10 nm;
X-ray photoelectron spectrometer: manufactured by Thermo Fisher Scientific, model name "VG Theta Probe";
Irradiated X-ray: Single crystal spectroscopy AlKα
X-ray spots and their sizes: 800 × 400 μm ovals.

膜面全体において均一でかつ優れたガスバリア性を有する第1の層を形成するという観点から、第1の層が膜面方向(第1の層の表面に平行な方向)において実質的に一様であることが好ましい。ここで、第1の層が膜面方向において実質的に一様とは、XPSデプスプロファイル測定により第1の層の膜面の任意の2箇所の測定箇所について酸素分布曲線、炭素分布曲線および酸素炭素分布曲線を作成した場合に、その任意の2箇所の測定箇所において得られる炭素分布曲線が持つ極値の数が同じであり、それぞれの炭素分布曲線における炭素の原子比の最大値および最小値の差の絶対値が、互いに同じであるかもしくは5at%以内の差であることをいう。   From the viewpoint of forming a first layer having uniform and excellent gas barrier properties over the entire film surface, the first layer is substantially uniform in the film surface direction (direction parallel to the surface of the first layer) Is preferred. Here, that the first layer is substantially uniform in the film surface direction means that the oxygen distribution curve, the carbon distribution curve and the oxygen are measured at any two measuring points on the film surface of the first layer by XPS depth profile measurement. When creating a carbon distribution curve, the number of extremums possessed by the carbon distribution curve obtained at any two measurement points is the same, and the maximum value and the minimum value of the atomic ratio of carbon in each carbon distribution curve The absolute values of the differences between the two are the same or within 5 at%.

さらに、炭素分布曲線は実質的に連続であることが好ましい。ここで、炭素分布曲線が実質的に連続とは、炭素分布曲線における炭素の原子比が不連続に変化する部分を含まないことを意味し、具体的には、エッチング速度とエッチング時間とから算出される第1の層のうちの少なくとも1層の膜厚方向における該第1の層の表面からの距離(x、単位:nm)と、炭素の原子比(C、単位:at%)との関係において、下記数式(1)で表される条件を満たすことをいう。   Furthermore, the carbon distribution curve is preferably substantially continuous. Here, that the carbon distribution curve is substantially continuous means that the carbon distribution curve does not include a portion where the atomic ratio of carbon changes discontinuously, and specifically, it is calculated from the etching rate and the etching time. The distance (x, unit: nm) from the surface of the first layer in the film thickness direction of at least one of the first layers to be measured and the atomic ratio of carbon (C, unit: at%) In the relationship, it means that the condition represented by the following formula (1) is satisfied.

また、炭素分布曲線において、当該第1の層の炭素原子比率が層全体の平均値として8〜20at%の範囲内であることが好ましく、10〜20at%の範囲であることがより好ましい。当該範囲内にすることにより、ガスバリア性と屈曲性を十分に満たすガス第1の層を形成することができる。   Further, in the carbon distribution curve, the carbon atom ratio of the first layer is preferably in the range of 8 to 20 at% as an average value of the whole layer, and more preferably in the range of 10 to 20 at%. By setting it in the said range, the gas 1st layer which fully satisfy | fills gas-barrier property and flexibility can be formed.

なお、第1の層がサブレイヤーを有する場合、上記条件(i)〜(ii)を全て満たすサブレイヤーが複数積層されて第1の層を形成していてもよい。サブレイヤーを2層以上備える場合には、複数のサブレイヤーの材質は、同一であってもよいし異なっていてもよい。   When the first layer has sublayers, a plurality of sublayers satisfying all the conditions (i) to (ii) may be stacked to form the first layer. When two or more sublayers are provided, the materials of the plurality of sublayers may be the same or different.

第1の層の好適な形態である、(i)〜(ii)の要件を満たす層は、プラズマCVD(PECVD)法により形成される層であることが好ましく、さらに基材を一対の成膜ローラー上に配置し、前記一対の成膜ローラー間に放電してプラズマを発生させるプラズマCVD法により形成されることがより好ましい。なお、前記プラズマCVD法はペニング放電プラズマ方式のプラズマCVD法であっても良い。   The layer satisfying the requirements of (i) to (ii), which is a preferred embodiment of the first layer, is preferably a layer formed by plasma CVD (PECVD) method, and a substrate is further formed into a film It is more preferable to form by a plasma CVD method which is disposed on a roller and discharged between the pair of film forming rollers to generate plasma. The plasma CVD method may be a Penning discharge plasma type plasma CVD method.

プラズマCVD法においてプラズマを発生させる際には、複数の成膜ローラーの間の空間にプラズマ放電を発生させることが好ましく、一対の成膜ローラーを用い、その一対の成膜ローラーのそれぞれに前記基材を配置して、一対の成膜ローラー間に放電してプラズマを発生させることがより好ましい。このようにして、一対の成膜ローラーを用い、その一対の成膜ローラー上に基材を配置して、かかる一対の成膜ローラー間に放電することにより、成膜時に一方の成膜ローラー上に存在する基材の表面部分を成膜しつつ、もう一方の成膜ローラー上に存在する基材の表面部分も同時に成膜することが可能となって効率よく薄膜を製造できるばかりか、通常のローラーを使用しないプラズマCVD法と比較して成膜レートを倍にでき、なおかつ、略同じ構造の膜を成膜できるので前記炭素分布曲線における極値を少なくとも倍増させることが可能となり、効率よく上記条件(i)〜(ii)を全て満たす層を形成することが可能となる。   When plasma is generated in the plasma CVD method, it is preferable to generate plasma discharge in the space between a plurality of film forming rollers, and a pair of film forming rollers is used, and the above-mentioned base is formed on each of the pair of film forming rollers. It is more preferable to arrange a material and discharge between a pair of film forming rollers to generate plasma. In this manner, the substrate is disposed on the pair of film forming rollers using the pair of film forming rollers, and discharge is performed between the pair of film forming rollers, thereby forming one of the film forming rollers on at the time of film formation. In addition to the film formation on the surface of the substrate present on the surface of the substrate, the film formation on the surface of the substrate present on the other film formation roller can be simultaneously formed, enabling efficient production of a thin film. The film deposition rate can be doubled as compared with the plasma CVD method that does not use a roller, and since a film having substantially the same structure can be deposited, it is possible to at least double the extreme value in the carbon distribution curve. It becomes possible to form a layer satisfying all the above conditions (i) to (ii).

また、このようにして一対の成膜ローラー間に放電する際には、一対の成膜ローラーの極性を交互に反転させることが好ましい。さらに、このようなプラズマCVD法に用いる成膜ガスとしては、有機ケイ素化合物と酸素とを含むものが好ましく、その成膜ガス中の酸素の含有量は、成膜ガス中の有機ケイ素化合物の全量を完全酸化するのに必要な理論酸素量未満であることが好ましい。また、本発明のガスバリア性フィルムにおいては、第1の層が連続的な成膜プロセスにより形成された層であることが好ましい。   Moreover, when discharging between a pair of film-forming rollers in this way, it is preferable to reverse the polarity of the pair of film-forming rollers alternately. Furthermore, as a film forming gas used in such a plasma CVD method, one containing an organic silicon compound and oxygen is preferable, and the content of oxygen in the film forming gas is the total amount of the organosilicon compound in the film forming gas. Is preferably less than the theoretical amount of oxygen required to completely oxidize. Moreover, in the gas barrier film of the present invention, the first layer is preferably a layer formed by a continuous film forming process.

また、生産性の観点から、ロールツーロール方式で基材の表面上に第1の層を形成させることが好ましい。また、このようなプラズマCVD法により第1の層を製造する際に用いることが可能な装置としては、特に制限されないが、少なくとも一対の成膜ローラーと、プラズマ電源とを備え、かつ一対の成膜ローラー間において放電することが可能な構成となっている装置であることが好ましく、例えば、図2に示す製造装置を用いた場合には、プラズマCVD法を利用しながらロールツーロール方式で製造することも可能となる。   Moreover, it is preferable to form a 1st layer on the surface of a base material by a roll-to-roll system from a viewpoint of productivity. Further, an apparatus that can be used when manufacturing the first layer by such plasma CVD method is not particularly limited, but it comprises at least a pair of film forming rollers and a plasma power source, and a pair of components The apparatus is preferably configured to be capable of discharging between film rollers. For example, in the case of using the manufacturing apparatus shown in FIG. 2, the roll-to-roll system is used while using the plasma CVD method. It will also be possible.

以下、図2を参照しながら、第1の層の形成方法について、より詳細に説明する。なお、図2は、第1の層(CVD層)を製造するために好適に利用することが可能な製造装置の一例を示す模式図である。また、以下の説明および図面中、同一または相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   Hereinafter, the method of forming the first layer will be described in more detail with reference to FIG. In addition, FIG. 2 is a schematic diagram which shows an example of the manufacturing apparatus which can be suitably utilized in order to manufacture a 1st layer (CVD layer). Further, in the following description and the drawings, the same or corresponding elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.

図2に示す製造装置31は、送り出しローラー32と、搬送ローラー33、34、35、36と、成膜ローラー39、40と、ガス供給管41と、プラズマ発生用電源42と、成膜ローラー39および40の内部に設置された磁場発生装置43、44と、巻取りローラー45とを備えている。また、このような製造装置においては、少なくとも成膜ローラー39、40と、ガス供給管41と、プラズマ発生用電源42と、磁場発生装置43、44とが図示を省略した真空チャンバ内に配置されている。さらに、このような製造装置31において真空チャンバは図示を省略した真空ポンプに接続されており、かかる真空ポンプにより真空チャンバ内の圧力を適宜調整することが可能となっている。   The manufacturing apparatus 31 shown in FIG. 2 includes a delivery roller 32, transport rollers 33, 34, 35, 36, film forming rollers 39, 40, a gas supply pipe 41, a power source 42 for plasma generation, a film forming roller 39. And 40, and a take-up roller 45. As shown in FIG. Further, in such a manufacturing apparatus, at least the film forming rollers 39 and 40, the gas supply pipe 41, the plasma generating power supply 42, and the magnetic field generating devices 43 and 44 are disposed in a vacuum chamber (not shown). ing. Furthermore, in such a manufacturing apparatus 31, the vacuum chamber is connected to a vacuum pump (not shown), and the pressure in the vacuum chamber can be appropriately adjusted by the vacuum pump.

このような製造装置においては、一対の成膜ローラー(成膜ローラー39と成膜ローラー40)を一対の対向電極として機能させることが可能となるように、各成膜ローラーがそれぞれプラズマ発生用電源42に接続されている。そのため、このような製造装置31においては、プラズマ発生用電源42により電力を供給することにより、成膜ローラー39と成膜ローラー40との間の空間に放電することが可能であり、これにより成膜ローラー39と成膜ローラー40との間の空間にプラズマを発生させることができる。なお、このように、成膜ローラー39と成膜ローラー40とを電極としても利用する場合には、電極としても利用可能なようにその材質や設計を適宜変更すればよい。また、このような製造装置においては、一対の成膜ローラー(成膜ローラー39および40)は、その中心軸が同一平面上において略平行となるようにして配置することが好ましい。このようにして、一対の成膜ローラー(成膜ローラー39および40)を配置することにより、成膜レートを倍にでき、なおかつ、同じ構造の膜を成膜できるので炭素分布曲線における極値を少なくとも倍増させることが可能となる。そして、このような製造装置によれば、CVD法により基材2の表面上に第1の層3を形成することが可能であり、成膜ローラー39上において基材2の表面上に第1の層成分を堆積させつつ、さらに成膜ローラー40上においても基材2の表面上に第1の層成分を堆積させることもできるため、基材2の表面上に第1の層を効率よく形成することができる。   In such a manufacturing apparatus, each film forming roller is a power source for plasma generation so that the pair of film forming rollers (film forming roller 39 and film forming roller 40) can function as a pair of opposing electrodes. Connected to 42. Therefore, in such a manufacturing apparatus 31, it is possible to discharge the space between the film forming roller 39 and the film forming roller 40 by supplying electric power from the plasma generating power supply 42, and this makes it possible. Plasma can be generated in the space between the film roller 39 and the film forming roller 40. When the film forming roller 39 and the film forming roller 40 are also used as an electrode as described above, the material and design of the film forming roller 39 and the film forming roller 40 may be appropriately changed so that the film can be used as an electrode. Further, in such a manufacturing apparatus, it is preferable that the pair of film forming rollers (film forming rollers 39 and 40) be disposed such that the central axes thereof are substantially parallel on the same plane. Thus, by arranging a pair of film forming rollers (film forming rollers 39 and 40), the film forming rate can be doubled, and since a film having the same structure can be formed, extreme values in the carbon distribution curve can be obtained. It is possible to at least double. And according to such a manufacturing apparatus, it is possible to form the first layer 3 on the surface of the substrate 2 by the CVD method, and the first layer 3 is formed on the surface of the substrate 2 on the film forming roller 39. Since the first layer component can also be deposited on the surface of the substrate 2 on the film forming roller 40 while depositing the layer components of the first layer, the first layer can be efficiently deposited on the surface of the substrate 2 It can be formed.

成膜ローラー39および成膜ローラー40の内部には、成膜ローラーが回転しても回転しないようにして固定された磁場発生装置43および44がそれぞれ設けられている。   Inside the film forming roller 39 and the film forming roller 40, magnetic field generating devices 43 and 44 fixed so as not to rotate even when the film forming roller rotates are respectively provided.

成膜ローラー39および成膜ローラー40にそれぞれ設けられた磁場発生装置43および44は、一方の成膜ローラー39に設けられた磁場発生装置43と他方の成膜ローラー40に設けられた磁場発生装置44との間で磁力線がまたがらず、それぞれの磁場発生装置43、44がほぼ閉じた磁気回路を形成するように磁極を配置することが好ましい。このような磁場発生装置43、44を設けることにより、各成膜ローラー39、40の対向側表面付近に磁力線が膨らんだ磁場の形成を促進することができ、その膨出部にプラズマが収束され易くなるため、成膜効率を向上させることができる点で優れている。   The magnetic field generators 43 and 44 respectively provided on the film forming roller 39 and the film forming roller 40 are the magnetic field generator 43 provided on one of the film forming rollers 39 and the magnetic field generator provided on the other film forming roller 40 It is preferable to arrange the magnetic poles so as to form a magnetic circuit in which magnetic field lines do not extend between the magnetic field generator 44 and each magnetic field generator 43, 44. By providing such magnetic field generating devices 43, 44, formation of a magnetic field in which magnetic lines of force expand near the opposing surface of each film forming roller 39, 40 can be promoted, and the plasma converges on the expanded portions. Since it becomes easy, it is excellent at the point which can improve film-forming efficiency.

また、成膜ローラー39および成膜ローラー40にそれぞれ設けられた磁場発生装置43および44は、それぞれローラー軸方向に長いレーストラック状の磁極を備え、一方の磁場発生装置43と他方の磁場発生装置44とは向かい合う磁極が同一極性となるように磁極を配置することが好ましい。このような磁場発生装置43、44を設けることにより、それぞれの磁場発生装置43、44について、磁力線が対向するローラー側の磁場発生装置にまたがることなく、ローラー軸の長さ方向に沿って対向空間(放電領域)に面したローラー表面付近にレーストラック状の磁場を容易に形成することができ、その磁場にプラズマを収束させることができため、ローラー幅方向に沿って巻き掛けられた幅広の基材2を用いて効率的に蒸着膜である第1の層3を形成することができる点で優れている。   Further, the magnetic field generating devices 43 and 44 respectively provided on the film forming roller 39 and the film forming roller 40 have racetrack-shaped magnetic poles long in the roller axis direction, and one magnetic field generating device 43 and the other magnetic field generating device It is preferable to arrange the magnetic poles such that the opposite magnetic poles 44 have the same polarity. By providing such magnetic field generating devices 43 and 44, the magnetic field generating devices 43 and 44 do not cross the magnetic field generating devices on the roller side where the magnetic field lines oppose, and the facing space along the length direction of the roller axis Since a racetrack magnetic field can be easily formed near the roller surface facing the (discharge area), and the plasma can be converged to the magnetic field, a wide base wound along the roller width direction It is excellent in the point which can form the 1st layer 3 which is a vapor deposition film | membrane efficiently using the material 2. FIG.

成膜ローラー39および成膜ローラー40としては適宜公知のローラーを用いることができる。このような成膜ローラー39および40としては、より効率よく薄膜を形成せしめるという観点から、直径が同一のものを使うことが好ましい。また、このような成膜ローラー39および40の直径としては、放電条件、チャンバのスペース等の観点から、直径が300〜1000mmφの範囲、特に300〜700mmφの範囲が好ましい。成膜ローラーの直径が300mmφ以上であれば、プラズマ放電空間が小さくなることがないため生産性の劣化もなく、短時間でプラズマ放電の全熱量が基材2にかかることを回避できることから、基材2へのダメージを軽減でき好ましい。一方、成膜ローラーの直径が1000mmφ以下であれば、プラズマ放電空間の均一性等も含めて装置設計上、実用性を保持することができるため好ましい。   As the film forming roller 39 and the film forming roller 40, appropriately known rollers can be used. As such film forming rollers 39 and 40, it is preferable to use those having the same diameter from the viewpoint of forming a thin film more efficiently. Further, the diameter of such film forming rollers 39 and 40 is preferably in the range of 300 to 1000 mm in diameter, particularly in the range of 300 to 700 mm in diameter, from the viewpoint of discharge conditions, chamber space, and the like. If the diameter of the film forming roller is 300 mmφ or more, the plasma discharge space does not become small, and there is no deterioration in productivity, and it is possible to avoid that the total heat of plasma discharge is applied to the substrate 2 in a short time. The damage to the material 2 can be reduced, which is preferable. On the other hand, if the diameter of the film forming roller is 1000 mmφ or less, practicability can be maintained including the uniformity of the plasma discharge space and the like, which is preferable.

このような製造装置31においては、基材2の表面がそれぞれ対向するように、一対の成膜ローラー(成膜ローラー39と成膜ローラー40)上に、基材2が配置されている。このようにして基材2を配置することにより、成膜ローラー39と成膜ローラー40との間の対向空間に放電を行ってプラズマを発生させる際に、一対の成膜ローラー間に存在する基材2のそれぞれの表面を同時に成膜することが可能となる。すなわち、このような製造装置によれば、プラズマCVD法により、成膜ローラー39上にて基材2の表面上に第1の層成分を堆積させ、さらに成膜ローラー40上にて第1の層成分を堆積させることができるため、基材2の表面上に第1の層を効率よく形成することが可能となる。   In such a manufacturing apparatus 31, the base material 2 is arrange | positioned on a pair of film-forming roller (the film-forming roller 39 and the film-forming roller 40) so that the surface of the base material 2 may each oppose. By arranging the base material 2 in this manner, when discharge is generated in the opposing space between the film forming roller 39 and the film forming roller 40 to generate plasma, a group existing between the pair of film forming rollers It becomes possible to simultaneously deposit the respective surfaces of the material 2. That is, according to such a manufacturing apparatus, the first layer component is deposited on the surface of the substrate 2 on the film forming roller 39 by plasma CVD, and the first layer component is further formed on the film forming roller 40. Since the layer components can be deposited, it is possible to efficiently form the first layer on the surface of the substrate 2.

このような製造装置に用いる送り出しローラー32および搬送ローラー33、34、35、36としては適宜公知のローラーを用いることができる。また、巻取りローラー45としても、基材2上に第1の層3を形成したガスバリア性フィルム1を巻き取ることが可能なものであればよく、特に制限されず、適宜公知のローラーを用いることができる。   Well-known rollers can be appropriately used as the delivery roller 32 and the transport rollers 33, 34, 35, 36 used in such a manufacturing apparatus. The winding roller 45 is not particularly limited as long as it can wind the gas barrier film 1 in which the first layer 3 is formed on the substrate 2, and a known roller is appropriately used. be able to.

ガス供給管41および真空ポンプとしては、原料ガス等を所定の速度で供給または排出することが可能なものを適宜用いることができる。   As the gas supply pipe 41 and the vacuum pump, those capable of supplying or discharging a source gas or the like at a predetermined speed can be appropriately used.

また、ガス供給手段であるガス供給管41は、成膜ローラー39と成膜ローラー40との間の対向空間(放電領域;成膜ゾーン)の一方に設けることが好ましく、真空排気手段である真空ポンプ(図示せず)は、前記対向空間の他方に設けることが好ましい。このようにガス供給手段であるガス供給管41と、真空排気手段である真空ポンプを配置することにより、成膜ローラー39と成膜ローラー40との間の対向空間に効率良く成膜ガスを供給することができ、成膜効率を向上させることができる点で優れている。   Further, the gas supply pipe 41, which is a gas supply means, is preferably provided in one of the facing spaces (discharge area; film formation zone) between the film forming roller 39 and the film forming roller 40. It is preferable to provide a pump (not shown) in the other of the said opposing space. Thus, by arranging the gas supply pipe 41 which is a gas supply means and the vacuum pump which is a vacuum evacuation means, the film forming gas is efficiently supplied to the opposing space between the film forming roller 39 and the film forming roller 40 It is excellent at the point which can improve the film-forming efficiency.

さらに、プラズマ発生用電源42としては、適宜公知のプラズマ発生装置の電源を用いることができる。このようなプラズマ発生用電源42は、これに接続された成膜ローラー39と成膜ローラー40とに電力を供給して、これらを放電のための対向電極として利用することを可能とする。このようなプラズマ発生用電源42としては、より効率よくプラズマCVDを実施することが可能となることから、一対の成膜ローラーの極性を交互に反転させることが可能なもの(交流電源など)を利用することが好ましい。また、このようなプラズマ発生用電源42としては、より効率よくプラズマCVDを実施することが可能となることから、印加電力を100W〜10kWとすることができ、かつ交流の周波数を50Hz〜500kHzとすることが可能なものであることがより好ましい。また、磁場発生装置43、44としては適宜公知の磁場発生装置を用いることができる。   Furthermore, as the power supply 42 for plasma generation, the power supply of a well-known plasma generator can be used suitably. Such a power supply 42 for plasma generation supplies electric power to the film forming roller 39 and the film forming roller 40 connected thereto, and makes it possible to use them as an opposing electrode for discharge. As such a power supply 42 for plasma generation, since it becomes possible to carry out plasma CVD more efficiently, it is possible to alternately reverse the polarity of a pair of film forming rollers (AC power supply etc.) It is preferred to use. Moreover, since it becomes possible to carry out plasma CVD more efficiently as such a power supply 42 for plasma generation, the applied power can be set to 100 W to 10 kW, and the frequency of alternating current is set to 50 Hz to 500 kHz. More preferably, it is possible to In addition, as the magnetic field generation devices 43 and 44, known magnetic field generation devices can be appropriately used.

このような図2に示す製造装置31を用いて、例えば、原料ガスの種類、プラズマ発生装置の電極ドラムの電力、真空チャンバ内の圧力、成膜ローラーの直径、ならびにフィルムの搬送速度を適宜調整することにより、CVD法により形成される第1の層を製造することができる。すなわち、図2に示す製造装置31を用いて、成膜ガス(原料ガス等)を真空チャンバ内に供給しつつ、一対の成膜ローラー(成膜ローラー39および40)間に放電を発生させることにより、成膜ガス(原料ガス等)がプラズマによって分解され、成膜ローラー39上の基材2の表面上および成膜ローラー40上の基材2の表面上に、第1の層3がプラズマCVD法により形成される。この際、成膜ローラー39,40のローラー軸の長さ方向に沿って対向空間(放電領域)に面したローラー表面付近にレーストラック状の磁場が形成して、磁場にプラズマを収束させる。このため、基材2が、図2中の成膜ローラー39のA及び成膜ローラー40のB地点を通過する際に、第1の層で炭素分布曲線の極大値が形成される。これに対して、基材2が、図2中の成膜ローラー39のC1およびC2地点、ならびに成膜ローラー40のC3およびC4地点を通過する際に、第1の層で炭素分布曲線の極小値が形成される。このため、2つの成膜ローラーに対して、通常、5つの極値が生成する。また、バリア層の極値間の距離(炭素分布曲線の有する1つの極値および該極値に隣接する極値におけるバリア層の膜厚方向におけるバリア層の表面からの距離(L)の差の絶対値)は、成膜ローラ39,40の回転速度(基材の搬送速度)によって調節できる。なお、このような成膜に際しては、基材2が送り出しローラー32や成膜ローラー39等により、それぞれ搬送されることにより、ロールツーロール方式の連続的な成膜プロセスにより基材2の表面上に第1の層3が形成される。   By using the manufacturing apparatus 31 shown in FIG. 2, for example, the type of raw material gas, the power of the electrode drum of the plasma generator, the pressure in the vacuum chamber, the diameter of the film forming roller, and the film transport speed are appropriately adjusted. By doing this, the first layer formed by the CVD method can be manufactured. That is, discharge is generated between a pair of film forming rollers (film forming rollers 39 and 40) while supplying a film forming gas (source gas etc.) into the vacuum chamber using the manufacturing apparatus 31 shown in FIG. , The film forming gas (raw material gas etc.) is decomposed by plasma, and the first layer 3 is plasma on the surface of the substrate 2 on the film forming roller 39 and on the surface of the substrate 2 on the film forming roller 40 It is formed by the CVD method. At this time, a racetrack magnetic field is formed in the vicinity of the roller surface facing the opposing space (discharge area) along the length direction of the roller axes of the film forming rollers 39 and 40 to converge the plasma to the magnetic field. For this reason, when the base material 2 passes A of the film-forming roller 39 in FIG. 2 and B point of the film-forming roller 40, the maximum value of the carbon distribution curve is formed in the first layer. On the other hand, when the base material 2 passes the points C1 and C2 of the film forming roller 39 in FIG. 2 and the points C3 and C4 of the film forming roller 40, the minimum of the carbon distribution curve in the first layer A value is formed. Therefore, five extreme values are usually generated for two film forming rollers. In addition, the distance between the extremes of the barrier layer (one extreme of the carbon distribution curve and the difference of the distance (L) from the surface of the barrier layer in the film thickness direction of the barrier layer at the extreme adjacent to the extreme) The absolute value can be adjusted by the rotational speed of the film forming rollers 39 and 40 (the transfer speed of the substrate). In addition, in the case of such film formation, the substrate 2 is conveyed by the delivery roller 32, the film formation roller 39, and the like, respectively, so that the surface of the substrate 2 is continuously formed by the roll-to-roll method. The first layer 3 is formed.

ガス供給管41から対向空間に供給される成膜ガス(原料ガス等)としては、原料化合物を含む原料ガス、反応ガス、キャリアガス、放電ガスが単独または2種以上を混合して用いることができる。第1の層3の形成に用いる成膜ガス中の原料ガスとしては、形成する第1の層3の材質に応じて適宜選択して使用することができる。   As film-forming gas (raw material gas etc.) supplied from the gas supply pipe 41 to the opposing space, a raw material gas containing a raw material compound, a reaction gas, a carrier gas and a discharge gas may be used singly or in combination of two or more it can. The source gas in the film forming gas used for forming the first layer 3 can be appropriately selected and used according to the material of the first layer 3 to be formed.

上記(i)〜(ii)の要件を満たす層を形成するためには、原料化合物として有機ケイ素化合物を用いることが好ましい。このような有機ケイ素化合物としては、例えば、ヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)、ヘキサメチルジシラン(HMDS)、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、ビニルトリメチルシラン、メチルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラン、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、ジエチルシラン、プロピルシラン、フェニルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン(TMOS)、テトラエトキシシラン(TEOS)、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサンが挙げられる。これらの有機ケイ素化合物の中でも、化合物の取り扱い性および得られる第1の層のガスバリア性等の特性の観点から、ヘキサメチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンが好ましい。これらの有機ケイ素化合物は、単独でもまたは2種以上を組み合わせても使用することができる。   In order to form a layer satisfying the above requirements (i) to (ii), it is preferable to use an organosilicon compound as a raw material compound. As such an organosilicon compound, for example, hexamethyldisiloxane (HMDSO), hexamethyldisilane (HMDS), 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, vinyltrimethylsilane, methyltrimethylsilane, hexamethyldisilane Methylsilane, dimethylsilane, trimethylsilane, diethylsilane, propylsilane, phenylsilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, tetramethoxysilane (TMOS), tetraethoxysilane (TEOS), phenyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane Silane and octamethylcyclotetrasiloxane can be mentioned. Among these organosilicon compounds, hexamethyldisiloxane and 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane are preferable from the viewpoint of the handleability of the compound and the properties such as the gas barrier property of the first layer to be obtained. These organosilicon compounds can be used alone or in combination of two or more.

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

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

このような成膜ガスが原料ガスと反応ガスを含有する場合には、原料ガスと反応ガスの比率としては、原料ガスと反応ガスとを完全に反応させるために理論上必要となる反応ガスの量の比率よりも、反応ガスの比率を過剰にし過ぎないことが好ましい。反応ガスの比率を過剰にし過ぎないことで、形成される第1の層3によって、優れたバリア性や耐屈曲性を得ることができる点で優れている。また、成膜ガスが有機ケイ素化合物と酸素とを含有するものである場合には、成膜ガス中の有機ケイ素化合物の全量を完全酸化するのに必要な理論酸素量以下であることが好ましい。   When such a film forming gas contains a source gas and a reaction gas, the ratio of the source gas to the reaction gas is that of the reaction gas that is theoretically required to completely react the source gas and the reaction gas. It is preferred that the proportion of the reaction gas not be excessive, rather than the proportion of the quantity. By not making the ratio of reaction gas too much, it is excellent at the point which can acquire the outstanding barrier property and bending resistance by the 1st layer 3 formed. When the film forming gas contains an organosilicon compound and oxygen, it is preferable that the theoretical oxygen amount is equal to or less than the theoretical oxygen amount necessary to completely oxidize the total amount of the organosilicon compound in the film forming gas.

以下、成膜ガスとして、原料ガスとしてのヘキサメチルジシロキサン(有機ケイ素化合物、HMDSO、(CHSiO)と、反応ガスとしての酸素(O)を含有するものとを用い、ケイ素−酸素系の薄膜を製造する場合を例に挙げて、成膜ガス中の原料ガスと反応ガスとの好適な比率等について、より詳細に説明する。 Hereinafter, hexamethyldisiloxane (organic silicon compound, HMDSO, (CH 3 ) 6 Si 2 O) as a source gas and one containing oxygen (O 2 ) as a reaction gas are used as a film forming gas, A preferred ratio of the source gas to the reaction gas in the film-forming gas will be described in more detail, taking the case of producing a silicon-oxygen thin film as an example.

原料ガスとしてのヘキサメチルジシロキサン(HMDSO、(CHSiO)と、反応ガスとしての酸素(O)と、を含有する成膜ガスをプラズマCVDにより反応させてケイ素−酸素系の薄膜を作製する場合、その成膜ガスにより下記反応式(1)で表されるような反応が起こり、二酸化ケイ素が生成する。 A film forming gas containing hexamethyldisiloxane (HMDSO, (CH 3 ) 6 Si 2 O) as a source gas and oxygen (O 2 ) as a reaction gas is reacted by plasma CVD to obtain a silicon-oxygen system. When a thin film of the above is produced, a reaction as represented by the following reaction formula (1) occurs by the film forming gas, and silicon dioxide is formed.

このような反応においては、ヘキサメチルジシロキサン1モルを完全酸化するのに必要な酸素量は12モルである。そのため、成膜ガス中に、ヘキサメチルジシロキサン1モルに対して酸素を12モル以上含有させて完全に反応させた場合には、均一な二酸化ケイ素膜が形成されてしまうため、上記条件(i)〜(ii)を全て満たす第1の層を形成することができなくなってしまう。そのため、本発明において、第1の層を形成する際には、上記反応式(1)の反応が完全に進行してしまわないように、ヘキサメチルジシロキサン1モル(ヘキサメチルジシロキサンの流量)に対して酸素量(酸素の流量)を化学量論比の12モル(流量比12倍)より少なくすることが好ましい。なお、実際のプラズマCVDチャンバ内の反応では、原料のヘキサメチルジシロキサンと反応ガスの酸素とは、ガス供給部から成膜領域へ供給されて成膜されるので、反応ガスの酸素のモル量(流量)が原料のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)の12倍のモル量(流量)であったとしても、現実には完全に反応を進行させることはできず、酸素の含有量を化学量論比に比して大過剰に供給して初めて反応が完結すると考えられる(例えば、CVDにより完全酸化させて酸化ケイ素を得るために、酸素のモル量(流量)を原料のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)の20倍以上程度とする場合もある)。そのため、原料のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)に対する酸素のモル量(流量)は、化学量論比である12倍量以下(より好ましくは、10倍以下)の量であることが好ましい。このような比でヘキサメチルジシロキサンおよび酸素を含有させることにより、完全に酸化されなかったヘキサメチルジシロキサン中の炭素原子や水素原子が第1の層中に取り込まれ、上記条件(i)〜(ii)を満たす第1の層を形成することが可能となって、得られるガスバリア性フィルムにおいて優れたガスバリア性および耐屈曲性を発揮させることが可能となる。なお、有機EL素子や太陽電池などのような透明性を必要とするデバイス用のフレキシブル基板への利用の観点から、成膜ガス中のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)に対する酸素のモル量(流量)の下限は、ヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)の0.1倍より多い量とすることが好ましく、0.5倍より多い量とすることがより好ましい。   In such a reaction, the amount of oxygen required to completely oxidize one mole of hexamethyldisiloxane is 12 moles. Therefore, when 12 mol or more of oxygen is contained in the film forming gas with respect to 1 mol of hexamethyldisiloxane and completely reacted, a uniform silicon dioxide film is formed. ) (Ii) can not be formed. Therefore, in the present invention, when the first layer is formed, 1 mole of hexamethyldisiloxane (flow rate of hexamethyldisiloxane) so that the reaction of the above reaction formula (1) does not proceed completely. Preferably, the amount of oxygen (flow rate of oxygen) is less than 12 moles (flow rate ratio 12 times) of the stoichiometric ratio. In the actual reaction in the plasma CVD chamber, the hexamethyldisiloxane of the raw material and the oxygen of the reaction gas are supplied from the gas supply unit to the film formation region to form a film, so the molar amount of oxygen of the reaction gas Even if (flow rate) is 12 times the molar amount (flow rate) of the molar amount (flow rate) of the raw material hexamethyldisiloxane, in reality the reaction can not be completely advanced, and the oxygen content The reaction is considered to be completed only by supplying a large excess relative to the stoichiometric ratio (for example, in order to obtain complete oxidation by CVD to obtain silicon oxide, the molar amount (flow rate) of oxygen is used as the raw material hexamethyl di- It may be about 20 times or more the molar amount (flow rate) of siloxane). Therefore, it is preferable that the molar amount (flow rate) of oxygen to the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane as the raw material is 12 times or less (more preferably, 10 times or less) as the stoichiometric ratio. . By containing hexamethyldisiloxane and oxygen at such a ratio, carbon atoms and hydrogen atoms in hexamethyldisiloxane not completely oxidized are taken into the first layer, and the above conditions (i) to (i) It becomes possible to form the first layer satisfying (ii), and it is possible to exhibit excellent gas barrier properties and flex resistance in the obtained gas barrier film. From the viewpoint of application to a flexible substrate for devices requiring transparency such as organic EL elements and solar cells, the molar amount of oxygen relative to the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane in the film forming gas The lower limit of (flow rate) is preferably 0.1 times or more of the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane, and more preferably 0.5 times or more.

また、真空チャンバ内の圧力(真空度)は、原料ガスの種類等に応じて適宜調整することができるが、0.5Pa〜50Paの範囲とすることが好ましい。   The pressure (degree of vacuum) in the vacuum chamber can be appropriately adjusted according to the type of the source gas, etc., but is preferably in the range of 0.5 Pa to 50 Pa.

また、このようなプラズマCVD法において、成膜ローラー39と成膜ローラー40との間に放電するために、プラズマ発生用電源42に接続された電極ドラム(本実施形態においては、成膜ローラー39および40に設置されている)に印加する電力は、原料ガスの種類や真空チャンバ内の圧力等に応じて適宜調整することができるものであり一概に言えるものでないが、0.1〜10kWの範囲とすることが好ましい。このような印加電力が100W以上であれば、パーティクルが発生を十分に抑制することができ、他方、10kW以下であれば、成膜時に発生する熱量を抑えることができ、成膜時の基材表面の温度が上昇するのを抑制できる。そのため基材が熱負けすることなく、成膜時に皺が発生するのを防止できる点で優れている。   Further, in such a plasma CVD method, an electrode drum connected to the power supply 42 for plasma generation in order to discharge between the film forming roller 39 and the film forming roller 40 (in the present embodiment, the film forming roller 39 And 40) can be properly adjusted according to the type of raw material gas, the pressure in the vacuum chamber, etc. It is preferable to set it as a range. If such applied power is 100 W or more, generation of particles can be sufficiently suppressed, and if 10 kW or less, the amount of heat generated at the time of film formation can be suppressed, and the substrate at the time of film formation It is possible to suppress the temperature rise on the surface. Therefore, it is excellent at the point which can prevent that a wrinkles generate | occur | produces at the time of film-forming, without heat loss of a base material.

基材2の搬送速度(ライン速度)は、原料ガスの種類や真空チャンバ内の圧力等に応じて適宜調整することができるが、0.25〜100m/minの範囲とすることが好ましく、0.5〜20m/minの範囲とすることがより好ましい。ライン速度が0.25m/min以上であれば、基材に熱に起因する皺の発生を効果的に抑制することができる。他方、100m/min以下であれば、生産性を損なうことなく、第1の層として十分な厚みを確保することができる点で優れている。   The transfer speed (line speed) of the substrate 2 can be appropriately adjusted according to the type of source gas, the pressure in the vacuum chamber, etc., but is preferably in the range of 0.25 to 100 m / min. More preferably, it is in the range of 0.5 to 20 m / min. When the line speed is 0.25 m / min or more, generation of wrinkles due to heat on the substrate can be effectively suppressed. On the other hand, if it is 100 m / min or less, it is excellent at the point which can ensure sufficient thickness as a 1st layer, without impairing productivity.

上記したように、本実施形態のより好ましい態様としては、第1の層を、図2に示す対向ロール電極を有するプラズマCVD装置(ロールツーロール方式)を用いたプラズマCVD法によって成膜する。これは、対向ロール電極を有するプラズマCVD装置(ロールツーロール方式)を用いて量産する場合に、可撓性(屈曲性)に優れ、機械的強度、特にロールツーロールでの搬送時の耐久性と、バリア性能とが両立する第1の層を効率よく製造することができるためである。このような製造装置は、太陽電池や電子部品などに使用される温度変化に対する耐久性が求められるガスバリア性フィルムを、安価でかつ容易に量産することができる点でも優れている。   As described above, as a more preferable mode of the present embodiment, the first layer is formed by the plasma CVD method using the plasma CVD apparatus (roll-to-roll method) having the opposing roll electrode shown in FIG. This is excellent in flexibility (flexibility) and mechanical strength, particularly in the case of roll-to-roll conveyance, when mass-produced using a plasma CVD apparatus (roll-to-roll method) having opposing roll electrodes. This is because it is possible to efficiently manufacture the first layer in which both the and the barrier performance are compatible. Such a manufacturing apparatus is also excellent in that it can inexpensively and easily mass-produce a gas barrier film which is required to have durability against temperature change, which is used for solar cells, electronic parts and the like.

図3は、極値等を有さないガスバリア層のXPSデプスプロファイルによる層の厚さ方向の各元素プロファイルの一例である。当該ガスバリア層は、平坦電極(水平搬送)タイプのプラズマ放電でのCVD法で形成しており、炭素原子成分の濃度勾配の連続的な変化が起こらない様子がわかる。図3において、符号A〜Dは、A:炭素分布曲線、B:ケイ素分布曲線、C:酸素分布曲線、D:酸素炭素分布曲線を各々表す。   FIG. 3: is an example of each element profile of the thickness direction of the layer by the XPS depth profile of the gas barrier layer which does not have an extreme value etc. The gas barrier layer is formed by a CVD method using a flat electrode (horizontal transport) type plasma discharge, and it can be seen that a continuous change in concentration gradient of carbon atomic components does not occur. In FIG. 3, symbols A to D respectively indicate A: carbon distribution curve, B: silicon distribution curve, C: oxygen distribution curve, and D: oxygen carbon distribution curve.

〔第2の層(無機酸化物層)〕
第2の層は、原子層堆積法(ALD法)により形成された無機酸化物層である。
[Second layer (inorganic oxide layer)]
The second layer is an inorganic oxide layer formed by atomic layer deposition (ALD).

無機酸化物としては、特に限定されず、アルミニウム、チタン、ケイ素、ジルコニウム、ハフニウム、ランタンなどの酸化物および複合酸化物が挙げられる。樹脂基材上に成膜することを考慮し50℃〜120℃の温度で良質な膜が得られる観点から、無機酸化物がAl、TiO、SiOおよびZrOからなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。微小な欠陥に材料を含浸できることから、材料の分子量の大きさを考慮して、無機酸化物がTMA(トリメチルアルミニウム)やTiCl(塩化チタン)が使えるAlおよびTiOを含むことが更に好ましく、ガスバリア性能および高温高湿条件下でのガスバリア性能を考慮すると、無機酸化物がAlを含むことが特に好ましく、第2の層がAl層であることが最も好ましい。 The inorganic oxide is not particularly limited, and examples thereof include oxides such as aluminum, titanium, silicon, zirconium, hafnium, and lanthanum, and composite oxides. The inorganic oxide is selected from the group consisting of Al 2 O 3 , TiO 2 , SiO 2 and ZrO 2 from the viewpoint of obtaining a high quality film at a temperature of 50 ° C. to 120 ° C. in consideration of forming a film on a resin substrate. It is preferable to include at least one of Since minute defects can be impregnated with the material, it is further considered that the inorganic oxide contains Al 2 O 3 and TiO 2 which can use TMA (trimethylaluminum) or TiCl (titanium chloride) in consideration of the molecular weight of the material. Preferably, in consideration of the gas barrier performance and the gas barrier performance under high temperature and high humidity conditions, the inorganic oxide particularly preferably contains Al 2 O 3 , and the second layer is most preferably an Al 2 O 3 layer.

また、各ガスの導入時間や、成膜温度、成膜時の圧力を調整することによりAlOx、TiOx、SiOx、ZrOxなどの中間酸化物、窒化物なども可能であり、必要により使用することは問題ない。   In addition, intermediate oxides and nitrides such as AlOx, TiOx, SiOx, and ZrOx are also possible by adjusting the introduction time of each gas, the film formation temperature, and the pressure at the time of film formation. no problem.

ALD法とは、2種以上のガス(第1のガスおよび第2のガス)を基材上に交互に導入することにより、原子層を1層ごとに堆積させる方法である。より詳細には、はじめに第1のガスを基材上に導入してガス分子層(単原子層)を形成させる。次いで不活性ガスを導入することにより、第1のガスをパージ(除去)する。なお、形成された第1のガスのガス分子層は、化学吸着により不活性ガスを導入してもパージされない。次に、第2のガスを導入して形成されたガス分子層を酸化して無機膜が形成される。最後に、不活性ガスを導入することにより、第2のガスをパージし、ALD法の1サイクルが完了する。上記サイクルを繰り返すことにより、原子層が1層ずつ堆積されて、所定の膜厚を有する第1のガスバリア層を形成することができる。なお、ALD法は、基板の表面の凹凸によらず、陰影部分も含めて無機膜を形成することができる。   The ALD method is a method in which an atomic layer is deposited layer by layer by alternately introducing two or more kinds of gases (a first gas and a second gas) onto a substrate. More specifically, first, a first gas is introduced onto a substrate to form a gas molecular layer (monoatomic layer). The first gas is then purged (removed) by introducing an inert gas. Note that the formed gas molecular layer of the first gas is not purged even if the inert gas is introduced by chemical adsorption. Next, the gas molecular layer formed by introducing the second gas is oxidized to form an inorganic film. Finally, introducing the inert gas purges the second gas and completes one cycle of the ALD method. By repeating the above cycle, atomic layers can be deposited one by one to form a first gas barrier layer having a predetermined film thickness. In the ALD method, the inorganic film can be formed including the shaded portion regardless of the unevenness of the surface of the substrate.

ガス分子の基材への吸着のため基材表面の活性化が必要である。このため、製膜温度は、ある程度高温であることが好ましく、基材のプラスチック基板のガラス転移温度あるいは分解開始温度を超えない範囲で適宜調整すればよい。プラスチック基材を用いる場合、通常反応器内の温度は、50〜200℃程度である。サイクル1回の堆積速度は通常、0.01〜0.3nmであり、製膜サイクルを繰り返すことによって所望の膜厚とする。   Activation of the substrate surface is necessary for adsorption of gas molecules to the substrate. Therefore, the film forming temperature is preferably high to a certain extent, and may be appropriately adjusted in a range not exceeding the glass transition temperature or the decomposition start temperature of the plastic substrate of the base material. When using a plastic base material, the temperature in a reactor is about 50-200 degreeC normally. The deposition rate per cycle is usually 0.01 to 0.3 nm, and the film deposition cycle is repeated to obtain a desired film thickness.

例えば、第2の層の無機酸化物が酸化アルミニウムの場合、第1のガスはアルミニウム化合物を気化して得られるガスであり、第2のガスは酸化性ガスでありうる。また、不活性ガスは、上記第1のガスおよび/または第2のガスと反応しないガスである。   For example, when the inorganic oxide of the second layer is aluminum oxide, the first gas may be a gas obtained by vaporizing an aluminum compound, and the second gas may be an oxidizing gas. In addition, the inert gas is a gas which does not react with the first gas and / or the second gas.

アルミニウム化合物としては、アルミニウムを含み、気化できるものであれば特に制限はない。アルミニウム化合物の具体例としては、トリメチルアルミニウム(TMA)、トリエチルアルミニウム(TEA)、およびトリクロロアルミニウムが挙げられる。   The aluminum compound is not particularly limited as long as it contains aluminum and can be vaporized. Specific examples of aluminum compounds include trimethylaluminum (TMA), triethylaluminum (TEA), and trichloroaluminum.

その他、形成する無機酸化物膜によって原料ガスを適宜選択すればよく、例えば、M.Ritala:Appl.Surf.Sci.112,223(1997)に記載のものを使用することができる。具体的には、第2の層の無機酸化物が酸化ケイ素の場合、第1のガスはケイ素化合物を気化して得られるガスである。かようなケイ素化合物としては、モノクロロシラン(SiHCl、MCS)、ヘキサクロロジシラン(SiCl、HCD)、テトラクロロシラン(SiCl、STC)、トリクロロシラン(SiHCl、TCS)等の他のクロロシラン系や、トリシラン(Si、TS)、ジシラン(Si、DS)、モノシラン(SiH、MS)等の無機原料や、アミノシラン系のテトラキスジメチルアミノシラン(Si[N(CH]4、4DMAS)、トリスジメチルアミノシラン(Si[N(CHH、3DMASi)、ビスジエチルアミノシラン(Si[N(C、2DEAS)、ビスターシャリーブチルアミノシラン(SiH[NH(C)]、BTBAS)などが挙げられる。 In addition, the source gas may be appropriately selected depending on the inorganic oxide film to be formed. Ritala: Appl. Surf. Sci. 112, 223 (1997) can be used. Specifically, when the inorganic oxide of the second layer is silicon oxide, the first gas is a gas obtained by vaporizing a silicon compound. Such silicon compounds include monochlorosilane (SiH 3 Cl, MCS), hexachlorodisilane (Si 2 Cl 6 , HCD), tetrachlorosilane (SiCl 4 , STC), trichlorosilane (SiHCl 3 , TCS) and the like. Inorganic materials such as chlorosilanes, trisilanes (Si 3 H 8 , TS), disilanes (Si 2 H 6 , DS), monosilanes (SiH 4 , MS), and aminosilanes, tetrakis dimethylaminosilane (Si [N (CH 3) ) 2 ] 4, 4 DMAS), trisdimethylaminosilane (Si [N (CH 3 ) 2 ] 3 H, 3DMASi), bisdiethylaminosilane (Si [N (C 2 H 5 ) 2 ] 2 H 2 , 2DEAS), Bister tert-butylamino silane (SiH 2 [NH (C 4 H 9)] 2, B BAS) and the like.

また、第2の層の無機酸化物が酸化チタンの場合、第1のガスはチタン化合物を気化して得られるガスである。かようなチタン化合物としては、四塩化チタン(TiCl4)、チタン(IV)イソプロポキシド(Ti[(OCH)(CH)、テトラキスジメチルアミノチタン([(CHN]Ti、TDMATi)、テトラキスジエチルアミノチタン(Ti[N(CHCH、TDEATi、)などが挙げられる。 When the inorganic oxide in the second layer is titanium oxide, the first gas is a gas obtained by vaporizing a titanium compound. As such a titanium compound, titanium tetrachloride (TiCl 4) , titanium (IV) isopropoxide (Ti [(OCH) (CH 3 ) 2 ] 4 ), tetrakis dimethylamino titanium ([(CH 3 ) 2 N] 4 Ti, TDMATi), tetrakisdiethylaminotitanium (Ti [N (CH 2 CH 3 ) 2 ] 4 , TDEATi, etc. may be mentioned.

また、第2の層の無機酸化物が酸化ジルコニウムの場合、前記第1のガスはジルコニウム化合物を気化して得られるガスである。かようなジルコニウム化合物としては、テトラキスジメチルアミノジルコニウム(IV);[(CHN]Zrなどが挙げられる。 When the inorganic oxide of the second layer is zirconium oxide, the first gas is a gas obtained by vaporizing a zirconium compound. As such a zirconium compound, tetrakis dimethylamino zirconium (IV); [(CH 3 ) 2 N] 4 Zr and the like can be mentioned.

酸化性ガスとしては、ガス分子層を酸化できるものであれば特に制限はなく、例えば、オゾン(O)、水(HO)、過酸化水素(H)、メタノール(CHOH)、およびエタノール(COH)等が用いられうる。また、酸素ラジカルを用いることも可能である。ラジカルを用いる場合は、高周波電源(例えば、周波数13.56MHzの電源)を用いてガスを励起させることで、高密度な酸素ラジカルを生じさせることが可能であり、酸化および窒化反応をより促進させることができる。装置の大型化や実用性等を考慮すると、13.56MHzの電源を用いたICP(InductivelyCoupledPlasma)モードでの放電が望ましい。 The oxidizing gas is not particularly limited as long as it can oxidize the gas molecular layer. For example, ozone (O 3 ), water (H 2 O), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), methanol (CH 3 ) OH), ethanol (C 2 H 5 OH) and the like can be used. It is also possible to use oxygen radicals. In the case of using a radical, it is possible to generate a high density of oxygen radicals by exciting the gas using a high frequency power supply (for example, a power supply with a frequency of 13.56 MHz) to further promote the oxidation and nitridation reaction. be able to. In consideration of upsizing of the device and practicability, discharge in ICP (Inductively Coupled Plasma) mode using a 13.56 MHz power supply is desirable.

また、窒化物、及び窒酸化物にしたい場合は、窒素ラジカルを用いることができる。窒素ラジカルは、前述の酸素ラジカル生成と同様にして生成することができる。   In addition, when it is desired to use nitride and nitrogen oxide, nitrogen radical can be used. Nitrogen radicals can be generated in the same manner as the aforementioned oxygen radical generation.

また、装置の大きさ、1サイクル時間の短縮の観点から、酸化性ガスとしてオゾン、酸素ラジカルを用いることが好ましい。更に低温で緻密な膜を形成する観点からは、酸素ラジカルを用いることが好ましい。   Further, it is preferable to use ozone and oxygen radicals as the oxidizing gas from the viewpoint of the size of the apparatus and shortening of one cycle time. Further, from the viewpoint of forming a dense film at a low temperature, it is preferable to use an oxygen radical.

不活性ガスとしては、希ガス(ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン)、窒素ガス等が用いられうる。   As an inert gas, a rare gas (helium, neon, argon, krypton, xenon), nitrogen gas or the like can be used.

第1のガスの導入時間は、0.05〜10秒であることが好ましく、0.1〜3秒であることがより好ましく、0.5〜2秒であることがさらに好ましい。第1のガスの導入時間が0.05秒以上であると、ガス分子層を形成できる時間が十分に確保できることから好ましい。一方、第1のガスの導入時間が10秒以下であると、1サイクルに要する時間が低減できることから好ましい。   The introduction time of the first gas is preferably 0.05 to 10 seconds, more preferably 0.1 to 3 seconds, and still more preferably 0.5 to 2 seconds. It is preferable that the introduction time of the first gas is 0.05 seconds or more because the time for forming the gas molecular layer can be sufficiently secured. On the other hand, the introduction time of the first gas is preferably 10 seconds or less because the time required for one cycle can be reduced.

また、第1のガスをパージするための不活性ガスの導入時間は、0.05〜10秒であることが好ましく、0.5〜6秒であることがより好ましく、1〜4秒であることがさらに好ましい。不活性ガスの導入時間が0.05秒以上であると、第1のガスを十分にパージできることから好ましい。一方、不活性ガスの導入時間が10秒以下であると、1サイクルに要する時間を低減でき、形成されたガス分子層への影響が少なくなることから好ましい。   Further, the introduction time of the inert gas for purging the first gas is preferably 0.05 to 10 seconds, more preferably 0.5 to 6 seconds, and 1 to 4 seconds. Is more preferred. The introduction time of the inert gas is preferably 0.05 seconds or more because the first gas can be sufficiently purged. On the other hand, when the introduction time of the inert gas is 10 seconds or less, the time required for one cycle can be reduced, and the influence on the formed gas molecule layer is reduced, which is preferable.

さらに第2のガスの導入時間は、0.05〜10秒であることが好ましく、0.1〜3秒であることがより好ましい。第2のガスの導入時間が0.05秒以上であると、ガス分子層を酸化できる時間が十分に確保できることから好ましい。一方、第2のガスの導入時間が10秒以下であると、1サイクルに要する時間が低減でき、副反応が防止されうることから好ましい。   Furthermore, the introduction time of the second gas is preferably 0.05 to 10 seconds, and more preferably 0.1 to 3 seconds. It is preferable that the introduction time of the second gas is 0.05 seconds or more, since the time for which the gas molecular layer can be oxidized can be sufficiently secured. On the other hand, when the second gas introduction time is 10 seconds or less, the time required for one cycle can be reduced, and side reactions can be prevented, which is preferable.

また、第2のガスをパージするための不活性ガスの導入時間は、0.05〜10秒であることが好ましい。不活性ガスの導入時間が0.05秒以上であると、第2のガスを十分にパージできることから好ましい。一方、不活性ガスの導入時間が10秒以下であると、1サイクルに要する時間が低減でき、形成された原子層への影響が少ないことから好ましい。   Further, the introduction time of the inert gas for purging the second gas is preferably 0.05 to 10 seconds. It is preferable that the introduction time of the inert gas is 0.05 seconds or more because the second gas can be sufficiently purged. On the other hand, when the introduction time of the inert gas is 10 seconds or less, the time required for one cycle can be reduced, and it is preferable because the influence on the formed atomic layer is small.

無機酸化物層の厚さは、1〜100nmであることが好ましく、10〜50nmであることがより好ましい。無機酸化物層の膜厚が1nm以上であると、微細欠陥の補修といったALD層の効果が適切に得られ、ALDの製膜速度を考慮すると生産性の観点から100nm以下であることが好ましい。   The thickness of the inorganic oxide layer is preferably 1 to 100 nm, and more preferably 10 to 50 nm. When the film thickness of the inorganic oxide layer is 1 nm or more, the effect of the ALD layer such as repair of fine defects can be appropriately obtained, and in consideration of the film formation rate of ALD, the thickness is preferably 100 nm or less.

また、第1の層と、第2の層との膜厚との関係において、第1の層の膜厚が第2の層の膜厚の30倍未満であることが好ましく、2〜10倍であることがより好ましい。両者の膜厚をかような範囲とすることで、ガスバリア性能が向上する。これは、第2の層の微小欠陥補修効果が適切に得られるためであると考えられる。   Further, in the relation between the film thickness of the first layer and the film thickness of the second layer, the film thickness of the first layer is preferably less than 30 times the film thickness of the second layer, and 2 to 10 times It is more preferable that The gas barrier performance is improved by setting the film thicknesses of the two in such ranges. It is considered that this is because the micro defect repair effect of the second layer is appropriately obtained.

無機酸化物層は、ALD法により形成されるため、下層の欠陥補修が行われやすい。この結果、ALD法により形成された無機酸化物層の膜面は平滑性が高い。したがって、下層の欠陥補修の程度を示しうる指標として、無機酸化物層の上層(好適にはケイ素化合物改質層)と接する面の中心線平均表面粗さ(Ra)を用いることが好適であると考えられる。ここで、無機酸化物層の上層と接する面の中心線平均表面粗さ(Ra)は、0.8〜100nmであることが好ましく、1.0〜10nmであることがより好ましい。かような範囲であれば、ALD層による欠陥の補修が好適に行われていると判断でき、フィルム全体のガスバリア性能が向上する。なお、中心線平均表面粗さ(Ra)は、実施例に記載の方法により測定することができる。   Since the inorganic oxide layer is formed by the ALD method, defect repair in the lower layer is easily performed. As a result, the film surface of the inorganic oxide layer formed by the ALD method has high smoothness. Therefore, it is preferable to use the center line average surface roughness (Ra) of the surface in contact with the upper layer (preferably, the silicon compound modified layer) of the inorganic oxide layer as an index that can indicate the degree of defect repair of the lower layer. it is conceivable that. Here, the center line average surface roughness (Ra) of the surface in contact with the upper layer of the inorganic oxide layer is preferably 0.8 to 100 nm, and more preferably 1.0 to 10 nm. Within such a range, it can be judged that repair of defects by the ALD layer is suitably performed, and the gas barrier performance of the entire film is improved. In addition, centerline average surface roughness (Ra) can be measured by the method as described in an Example.

なお、第2の層はガスバリア性能を有するが、第1の層および第3の層のガスバリア性が高いため、第2の層単独でのガスバリア性能は高くなくともよい。したがって、第2の層のガスバリア性能は、基材上に第2の層を形成させた積層体における後述の実施例に記載の方法により測定された透過水分量が0.5g/(m・24h)以下であることが好ましく、0.1g/(m・24h)以下であることがより好ましい。 Although the second layer has gas barrier performance, the gas barrier performance of the second layer alone may not be high because the gas barrier properties of the first layer and the third layer are high. Therefore, the gas barrier performance of the second layer is determined by the method described in the below-mentioned example in the laminate in which the second layer is formed on the substrate, and the amount of moisture transmission is 0.5 g / (m 2 ··· 24 h) or less is preferable, and 0.1 g / (m 2 · 24 h) or less is more preferable.

〔第3の層(ケイ素化合物改質層)〕
第3の層は、ケイ素化合物を含有する液を塗布して形成される塗膜を改質処理して形成される。
[Third layer (silicon compound modified layer)]
The third layer is formed by modifying a coating film formed by applying a solution containing a silicon compound.

(ケイ素化合物)
ケイ素化合物としては、ケイ素化合物を含有する塗布液の調製が可能であれば特に限定はされない。
(Silicon compound)
The silicon compound is not particularly limited as long as preparation of a coating solution containing the silicon compound is possible.

具体的には、例えば、パーヒドロポリシラザン、オルガノポリシラザン、シルセスキオキサン、テトラメチルシラン、トリメチルメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラメトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシラザン、1,1−ジメチル−1−シラシクロブタン、トリメチルビニルシラン、メトキシジメチルビニルシラン、トリメトキシビニルシラン、エチルトリメトキシシラン、ジメチルジビニルシラン、ジメチルエトキシエチニルシラン、ジアセトキシジメチルシラン、ジメトキシメチル−3,3,3−トリフルオロプロピルシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、アリールトリメトキシシラン、エトキシジメチルビニルシラン、アリールアミノトリメトキシシラン、N−メチル−N−トリメチルシリルアセトアミド、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、メチルトリビニルシラン、ジアセトキシメチルビニルシラン、メチルトリアセトキシシラン、アリールオキシジメチルビニルシラン、ジエチルビニルシラン、ブチルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルジメチルエトキシシラン、テトラビニルシラン、トリアセトキシビニルシラン、テトラアセトキシシラン、3−トリフルオロアセトキシプロピルトリメトキシシラン、ジアリールジメトキシシラン、ブチルジメトキシビニルシラン、トリメチル−3−ビニルチオプロピルシラン、フェニルトリメチルシラン、ジメトキシメチルフェニルシラン、フェニルトリメトキシシラン、3−アクリロキシプロピルジメトキシメチルシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ジメチルイソペンチロキシビニルシラン、2−アリールオキシエチルチオメトキシトリメチルシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−アリールアミノプロピルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、ジメチルエチキシフェニルシラン、ベンゾイロキシトリメチルシラン、3−メタクリロキシプロピルジメトキシメチルシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、ジメチルエトキシ−3−グリシドキシプロピルシラン、ジブトキシジメチルシラン、3−ブチルアミノプロピルトリメチルシラン、3−ジメチルアミノプロピルジエトキシメチルシラン、2−(2−アミノエチルチオエチル)トリエトキシシラン、ビス(ブチルアミノ)ジメチルシラン、ジビニルメチルフェニルシラン、ジアセトキシメチルフェニルシラン、ジメチル−p−トリルビニルシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、ジエチルメチルフェニルシラン、ベンジルジメチルエトキシシラン、ジエトキシメチルフェニルシラン、デシルメチルジメトキシシラン、ジエトキシ−3−グリシドキシプロピルメチルシラン、オクチロキシトリメチルシラン、フェニルトリビニルシラン、テトラアリールオキシシラン、ドデシルトリメチルシラン、ジアリールメチルフェニルシラン、ジフェニルメチルビニルシラン、ジフェニルエトキシメチルシラン、ジアセトキシジフェニルシラン、ジベンジルジメチルシラン、ジアリールジフェニルシラン、オクタデシルトリメチルシラン、メチルオクタデシルジメチルシラン、ドコシルメチルジメチルシラン、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシラザン、1,4−ビス(ジメチルビニルシリル)ベンゼン、1,3−ビス(3−アセトキシプロピル)テトラメチルジシロキサン、1,3,5−トリメチル−1,3,5−トリビニルシクロトリシロキサン、1,3,5−トリス(3,3,3−トリフルオロプロピル)−1,3,5−トリメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、1,3,5,7−テトラエトキシ−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン等を挙げることができる。   Specifically, for example, perhydropolysilazane, organopolysilazane, silsesquioxane, tetramethylsilane, trimethylmethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, trimethylethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, methyltriethoxysilane, Tetramethoxysilane, tetramethoxysilane, hexamethyldisiloxane, hexamethyldisilazane, 1,1-dimethyl-1-silacyclobutane, trimethylvinylsilane, methoxydimethylvinylsilane, trimethoxyvinylsilane, ethyltrimethoxysilane, dimethyldivinylsilane, dimethyl Ethoxyethynylsilane, diacetoxydimethylsilane, dimethoxymethyl-3,3,3-trifluoropropylsilane, 3,3,3-trifluoro Propyltrimethoxysilane, aryltrimethoxysilane, ethoxydimethylvinylsilane, arylaminotrimethoxysilane, N-methyl-N-trimethylsilylacetamide, 3-aminopropyltrimethoxysilane, methyltrivinylsilane, diacetoxymethylvinylsilane, methyltriacetoxysilane , Aryloxydimethylvinylsilane, diethylvinylsilane, butyltrimethoxysilane, 3-aminopropyldimethylethoxysilane, tetravinylsilane, triacetoxyvinylsilane, tetraacetoxysilane, 3-trifluoroacetoxypropyltrimethoxysilane, diaryldimethoxysilane, butyldimethoxyvinylsilane , Trimethyl-3-vinylthiopropylsilane, phenyltrimethylsilane Dimethoxymethylphenylsilane, phenyltrimethoxysilane, 3-acryloxypropyldimethoxymethylsilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, dimethylisopentyloxyvinylsilane, 2-aryloxyethylthiomethoxytrimethylsilane, 3-glycidoxypropyl Trimethoxysilane, 3-arylaminopropyltrimethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, heptadecafluorodecyltrimethoxysilane, dimethylethylphenyl phenylsilane, benzoyloxytrimethylsilane, 3-methacryloxypropyldimethoxymethylsilane, 3-methacrylic acid Roxypropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, dimethylethoxy-3-glycidoxypropylsilane, dib Toxydimethylsilane, 3-butylaminopropyltrimethylsilane, 3-dimethylaminopropyldiethoxymethylsilane, 2- (2-aminoethylthioethyl) triethoxysilane, bis (butylamino) dimethylsilane, divinylmethylphenylsilane, Acetoxymethylphenylsilane, dimethyl-p-tolylvinylsilane, p-styryltrimethoxysilane, diethylmethylphenylsilane, benzyldimethylethoxysilane, diethoxymethylphenylsilane, decylmethyldimethoxysilane, diethoxy-3-glycidoxypropylmethylsilane , Octyloxytrimethylsilane, phenyltrivinylsilane, tetraaryloxysilane, dodecyltrimethylsilane, diarylmethylphenylsilane, diphenylmethyl Nylsilane, diphenylethoxymethylsilane, diacetoxydiphenylsilane, dibenzyldimethylsilane, diaryldiphenylsilane, octadecyltrimethylsilane, methyloctadecyldimethylsilane, docosylmethyldimethylsilane, 1,3-divinyl-1,1,3,3- Tetramethyldisiloxane, 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisilazane, 1,4-bis (dimethylvinylsilyl) benzene, 1,3-bis (3-acetoxypropyl) tetramethyldi Siloxane, 1,3,5-trimethyl-1,3,5-trivinylcyclotrisiloxane, 1,3,5-tris (3,3,3-trifluoropropyl) -1,3,5-trimethylcyclotrisiloxane Siloxane, octamethylcyclotetrasiloxane, 1, 3, 5 7-tetraethoxy-1,3,5,7-tetramethyl cyclotetrasiloxane, may be mentioned decamethylcyclopentasiloxane like.

上記シルセスキオキサンとしては、例えば、Mayaterials製Q8シリーズのOctakis(tetramethylammonium)pentacyclo−octasiloxane−octakis(yloxide)hydrate;Octa(tetramethylammonium)silsesquioxane、Octakis(dimethylsiloxy)octasilsesquioxane、Octa[[3−[(3−ethyl−3−oxetanyl)methoxy]propyl]dimethylsiloxy]octasilsesquioxane;Octaallyloxetane silsesquioxane、Octa[(3−Propylglycidylether)dimethylsiloxy]silsesquioxane;Octakis[[3−(2,3−epoxypropoxy)propyl]dimethylsiloxy]octasilsesquioxane、Octakis[[2−(3,4−epoxycyclohexyl)ethyl]dimethylsiloxy]octasilsesquioxane、Octakis[2−(vinyl)dimethylsiloxy]silsesquioxane;Octakis(dimethylvinylsiloxy)octasilsesquioxane、Octakis[(3−hydroxypropyl)dimethylsiloxy]octasilsesquioxane、Octa[(methacryloylpropyl)dimethylsilyloxy]silsesquioxane、Octakis[(3−methacryloxypropyl)dimethylsiloxy]octasilsesquioxane及び有機基を含まない水素化シルセスキオキサン等が挙げられる。   Examples of the above silsesquioxanes include Octakis (tetramethylammonium) pentacycloammonium-octasiloxane (octa) hydrate (Oloxylate) hydrate; Octa (tetramethylammonium) silsesquioxane, Octakis (dimethylsiloxy) octasilsequioxane, Octaris (dimethylamoxy) Octa sylcosquioxane, Octalys [(3--3-a] Ethyl-3-oxetanyl) methoxy] propyl] dimethylsiloxy] octasilsesquioxane; Octaallyloxetane silsesquioxane, Octa [(3-Propylglycidylethe ) Dimethylsiloxy] silsesquioxane; Octakis [[3- (2,3-epoxypropoxy) propyl] dimethylsiloxy] octasilsesquioxane, Octakis [[2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl] dimethylsilyl] octasilsesquioxane, Octakis [2- (vinyl) dimethylsilyl] silsesquioxane; Octakis (dimethylvinylsiloxy) octasilsesquioxane, Octakis [(3-hydroxypropyl) dimethylsilyloxy] octasilsesquioxane, Octa [(m Ethacryloylpropyl) dimethylsilyloxy] silsesquioxane, Octakis [(3-methacryloxypropyl) dimethylsilyloxy] octasilsesquioxane, hydrogenated silsesquioxane not containing an organic group and the like can be mentioned.

中でも、成膜性、クラック等の欠陥が少ないこと、残留有機物の少なさの点で、パーヒドロポリシラザン、オルガノポリシラザン等のポリシラザン;シルセスキオキサン等のポリシロキサン等が好ましく、ガスバリア性能が高く、屈曲時および高温高湿条件下であってもバリア性能が維持されることから、ポリシラザンがより好ましい。   Among them, polysilazanes such as perhydropolysilazane and organopolysilazane; polysiloxanes such as silsesquioxane and the like are preferable in view of film forming property, less defects such as cracks, and less residual organic substances; Polysilazane is more preferable because the barrier performance is maintained even under bending and under high temperature and high humidity conditions.

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

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

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

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

上記一般式(I)で表される構造を有する化合物において、好ましい態様の一つは、R、RおよびRのすべてが水素原子であるパーヒドロポリシラザンである。 In the compound having a structure represented by the above general formula (I), one of the preferable embodiments is perhydropolysilazane in which all of R 1 , R 2 and R 3 are hydrogen atoms.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

パーヒドロポリシラザンは、直鎖構造と6および8員環を中心とする環構造が存在した構造と推定されている。その分子量は数平均分子量(Mn)で約600〜2000程度(ポリスチレン換算)で、液体または固体の物質があり、その状態は分子量により異なる。   Perhydropolysilazane is presumed to have a linear structure and a ring structure centering on 6- and 8-membered rings. The molecular weight is about 600 to 2000 (in terms of polystyrene) in number average molecular weight (Mn), and there are liquid or solid substances, and the state varies depending on the molecular weight.

ポリシラザンは有機溶媒に溶解した溶液状態で市販されており、市販品をそのままポリシラザン層形成用塗布液として使用することができる。ポリシラザン溶液の市販品としては、AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製のアクアミカ(登録商標) NN120−10、NN120−20、NAX120−20、NN110、NN310、NN320、NL110A、NL120A、NL120−20、NL150A、NP110、NP140、SP140等が挙げられる。   Polysilazane is commercially available in the form of a solution dissolved in an organic solvent, and a commercial product can be used as it is as a coating solution for forming a polysilazane layer. As commercial products of polysilazane solution, Aquamica (registered trademark) NN 120-10, NN 120-20, NAX 120-20, NN 110, NN 320, NL 110 A, NL 120 A, NL 120 A, NL 120 A, NL 150 A, NP110 manufactured by AZ Electronic Materials, Inc. , NP 140, SP 140, and the like.

本発明で使用できるポリシラザンの別の例としては、以下に制限されないが、例えば、上記ポリシラザンにケイ素アルコキシドを反応させて得られるケイ素アルコキシド付加ポリシラザン(特開平5−238827号公報)、グリシドールを反応させて得られるグリシドール付加ポリシラザン(特開平6−122852号公報)、アルコールを反応させて得られるアルコール付加ポリシラザン(特開平6−240208号公報)、金属カルボン酸塩を反応させて得られる金属カルボン酸塩付加ポリシラザン(特開平6−299118号公報)、金属を含むアセチルアセトナート錯体を反応させて得られるアセチルアセトナート錯体付加ポリシラザン(特開平6−306329号公報)、金属微粒子を添加して得られる金属微粒子添加ポリシラザン(特開平7−196986号公報)等の、低温でセラミック化するポリシラザンが挙げられる。   Other examples of the polysilazane which can be used in the present invention include, but are not limited to, for example, silicon alkoxide-added polysilazane obtained by reacting silicon alkoxide with the above polysilazane (JP-A-5-238827) and glycidol. Glycidol-added polysilazane (JP-A-6-122852) obtained by reaction, alcohol-added polysilazane obtained by reacting an alcohol (JP-A-6-240208), metal carboxylate obtained by reacting a metal carboxylate Addition polysilazane (JP-A-6-299118), acetylacetonato complex-added polysilazane obtained by reacting metal-containing acetylacetonate complex (JP-A-6-306329), metal obtained by adding metal fine particles Fine particle added polysila Emissions, such as (JP-A-7-196986), and a polysilazane ceramic at low temperatures.

本発明に係る第3の層中におけるポリシラザンの含有率としては、第3の層の全重量を100重量%としたとき、100重量%でありうる。また、第3の層がポリシラザン以外のものを含む場合には、層中におけるポリシラザンの含有率は、10重量%以上99重量%以下であることが好ましく、40重量%以上95重量%以下であることがより好ましく、特に好ましくは70重量%以上95重量%以下である。   The content of polysilazane in the third layer according to the present invention may be 100% by weight, when the total weight of the third layer is 100% by weight. When the third layer contains a material other than polysilazane, the content of polysilazane in the layer is preferably 10% by weight to 99% by weight, and is 40% by weight to 95% by weight. Is more preferably 70% by weight to 95% by weight.

第3の層の形成方法は、特に制限されず、公知の方法が適用できるが、有機溶剤中にケイ素化合物および必要に応じて触媒を含むケイ素化合物改質層形成用塗布液を公知の湿式塗布方法により塗布し、この溶剤を蒸発させて除去し、次いで、改質処理を行う方法が好ましい。   The method for forming the third layer is not particularly limited, and known methods can be applied. However, known wet coating methods for forming a silicon compound modifying layer containing a silicon compound and, if necessary, a catalyst in an organic solvent Preferred is a method of coating by a method, evaporating and removing the solvent, and then performing a reforming treatment.

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

ケイ素化合物改質層形成用塗布液におけるケイ素化合物の濃度は、特に制限されず、層の膜厚や塗布液のポットライフによっても異なるが、好ましくは1〜80重量%、より好ましくは5〜50重量%、特に好ましくは10〜40重量%である。   The concentration of the silicon compound in the coating liquid for forming a silicon compound modified layer is not particularly limited, and varies depending on the film thickness of the layer and the pot life of the coating liquid, but is preferably 1 to 80% by weight, more preferably 5 to 50. % By weight, particularly preferably 10 to 40% by weight.

ケイ素化合物改質層形成用塗布液は、改質を促進するために、触媒を含有することが好ましい。本発明に適用可能な触媒としては、塩基性触媒が好ましく、特に、N,N−ジエチルエタノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリエチルアミン、3−モルホリノプロピルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチル−1,3−ジアミノプロパン、N,N,N’,N’−テトラメチル−1,6−ジアミノヘキサン等のアミン触媒、Ptアセチルアセトナート等のPt化合物、プロピオン酸Pd等のPd化合物、Rhアセチルアセトナート等のRh化合物等の金属触媒、N−複素環式化合物が挙げられる。これらのうち、アミン触媒を用いることが好ましい。この際添加する触媒の濃度としては、ケイ素化合物を基準としたとき、好ましくは0.1〜10モル%、より好ましくは0.5〜7モル%の範囲である。触媒添加量をこの範囲とすることで、反応の急激な進行よる過剰なシラノール形成、および膜密度の低下、膜欠陥の増大などを避けることができる。   The coating liquid for forming a silicon compound reformed layer preferably contains a catalyst in order to promote reforming. As a catalyst applicable to the present invention, a basic catalyst is preferable, and in particular, N, N-diethylethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, triethanolamine, triethylamine, 3-morpholinopropylamine, N, N, N Amine catalysts such as N ', N'-tetramethyl-1,3-diaminopropane, N, N, N', N'-tetramethyl-1,6-diaminohexane, Pt compounds such as Pt acetylacetonate, propionone Examples include Pd compounds such as acid Pd, metal catalysts such as Rh compounds such as Rh acetylacetonate, and N-heterocyclic compounds. Among these, it is preferable to use an amine catalyst. The concentration of the catalyst added at this time is preferably in the range of 0.1 to 10 mol%, more preferably 0.5 to 7 mol%, based on the silicon compound. By setting the amount of catalyst added in this range, excessive silanol formation due to rapid progress of the reaction, decrease in film density, increase in film defects and the like can be avoided.

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

また、特開2005−231039号に記載のようにケイ素化合物改質層の形成にゾルゲル法を用いることができる。ゾルゲル法により改質層を形成する際に用いられる塗布液は、ケイ素化合物、ならびにポリビニルアルコ−ル系樹脂およびエチレン・ビニルアルコ−ル共重合体の少なくとも1種を含むことが好ましい。さらに、塗布液は、ゾルーゲル法触媒、酸、水、および、有機溶剤を含むことが好ましい。ゾルゲル法では、かような塗布液を用いて重縮合することにより改質層が得られる。   Moreover, a sol gel process can be used for formation of a silicon compound modified layer like Unexamined-Japanese-Patent No. 2005-231039. The coating solution used when forming the modified layer by the sol-gel method preferably contains at least one of a silicon compound and a polyvinyl alcohol resin and an ethylene-vinyl alcohol copolymer. Furthermore, the coating solution preferably contains a sol-gel method catalyst, an acid, water, and an organic solvent. In the sol-gel method, a modified layer is obtained by performing polycondensation using such a coating solution.

ゾルゲル法に用いられるケイ素化合物としては、一般式R Si(ORで表されるアルコキシドを用いることが好ましい。ここで、RおよびRはそれぞれ独立して、炭素数1〜20のアルキル基を表し、Oは、0以上の整数を表し、pは、1以上の整数を表す。上記のアルコキシシランの具体例としては、例えば、テトラメトキシシラン Si(OCH、テトラエトキシシラン Si(OC、テトラプロポキシシラン Si(0C、テトラブトキシシラン Si(OC、その他等を使用することができる。かようなケイ素化合物としては、市販品を使用してもよく、エチルシリケート40(コルコート株式会社製)などを用いてもよい。 As the silicon compound used in the sol-gel method, it is preferable to use an alkoxide represented by the general formula R A O Si (OR B ) p . Here, R A and R B each independently represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, O represents an integer of 0 or more, and p represents an integer of 1 or more. Specific examples of the above alkoxysilane include, for example, tetramethoxysilane Si (OCH 3 ) 4 , tetraethoxysilane Si (OC 2 H 5 ) 4 , tetrapropoxysilane Si (0 C 3 H 7 ) 4 , tetrabutoxysilane Si (OC 4 H 9 ) 4 , others, etc. can be used. As such a silicon compound, a commercial item may be used, and ethyl silicate 40 (made by Colcoat Co., Ltd.) etc. may be used.

塗布液において、ポリビニルアルコ一ル系樹脂およびエチレン・ビニルアルコ−ル共重合体とを組み合わせて使用する場合、それぞれの配合割合としては、重量比で、ポリビニルアルコ一ル系樹脂:エチレン・ビニルアルコ−ル共重合体=10:0.05〜10:6であることが好ましい。また、ポリビニルアルコ−ル系樹脂及び/又はエチレン・ビニルアルコール共重合体の塗布液中の含有量は、上記のケイ素化合物の合計量100重量部に対して5〜500重量部の範囲であり、好ましくは、約20〜200重量部位の配合割合で調製することが好ましい。ポリビニルアルコ一ル系樹脂としては、一般に、ポリ酢酸ビニルをケン化して得られるものを使用することができる。上記のポリビニルアルコール系樹脂としては、酢酸基が数十%残存している部分ケン化ポリビニルアルコール系樹脂、酢酸基が残存しない完全ケン化ポリビニルアルコールでも、または、OH基が変性された変性ポリビニルアルコール系樹脂のいずれでもよい。ポリビニルアルコール系樹脂の具体例としては、クラレ社製のクラレポバール、日本合成化学工業社製のゴーセノール等を使用することができる。また、本発明において、エチレン・ビニルアルコール共重合体としては、エチレンと酢酸ビニルとの共重合体のケン化物、すなわち、エチレン−酢酸ビニルランダム共重合体をケン化して得られるものを使用することができる。具体的には、酢酸基が数十モル%残存している部分ケン化物から、酢酸基が数モル%しか残存していないかまたは酢酸基が残存しない完全ケン化物まで含み、特に限定されるものではないが、ガスバリア性の観点から好ましいケン化度は、80モル%以上、より好ましくは、90モル%以上、さらに好ましくは、95モル%以上であるものを使用することが好ましい。また、上記のエチレン・ビニルアルコール共重合体中のエチレンに由来する繰り返し単位の含量(以下「エチレン含量」ともいう)は、通常、0〜50モル%、好ましくは、20〜45モル%であるものを使用することが好ましいものである。上記のエチレン・ビニルアルコール共重合体の具体例としては、株式会社クラレ製、エバールEP−F101(エチレン含量;32モル%)、日本合成化学工業株式会社製、ソアノールD2908(エチレン含量;29モル%)等を使用することができる。ゾルーゲル法触媒、主として、重縮合触媒としては、水に実質的に不溶であり、かつ有機溶媒に可溶な第三アミンが用いられる。具体的には、例えば、N、N−ジメチルベンジルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、その他等を使用することができる。また、酸としては、上記ゾルーゲル法の触媒、主として、アルコキシドやシランカップリング剤などの加水分解のための触媒として用いられる。上記の酸としては、例えば、硫酸、塩酸、硝酸などの鉱酸、ならびに、酢酸、酒石酸な等の有機酸、その他等を使用することができる。更に、塗布液には、上記のアルコキシドの合計モル量1モルに対して0.1〜100モル、好ましくは、0.8から2モルの割合の水を含有させることが好ましい。   When a polyvinyl alcohol-based resin and an ethylene / vinyl alcohol copolymer are used in combination in the coating solution, the blending ratio of each is polyvinyl alcohol-based resin: ethylene / vinyl alcohol The copolymer is preferably 10: 0.05 to 10: 6. Further, the content of the polyvinyl alcohol-based resin and / or the ethylene / vinyl alcohol copolymer in the coating solution is in the range of 5 to 500 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the silicon compounds. Preferably, the compounding ratio is about 20 to 200 parts by weight. Generally as a polyvinyl alcohol-type resin, what is obtained by saponifying polyvinyl acetate can be used. As said polyvinyl alcohol-type resin, partially saponified polyvinyl alcohol-type resin in which several dozens of acetic acid groups remain, even completely saponified polyvinyl alcohol in which acetic acid groups do not remain, or modified polyvinyl alcohol in which OH groups were modified Any of resin based resins may be used. As a specific example of a polyvinyl alcohol-type resin, Kuraray's Kuraray Poval, Goshenol made by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd., etc. can be used. In the present invention, as the ethylene / vinyl alcohol copolymer, a saponified copolymer of ethylene and vinyl acetate, that is, one obtained by saponifying an ethylene-vinyl acetate random copolymer is used. Can. Specifically, a partially saponified product in which several tens mol% of acetic acid groups remain, and a completely saponified product in which only a few mol% of acetic acid groups remain or no acetic acid groups remain, are particularly limited. Although not preferred, it is preferable to use one having a degree of saponification of 80 mol% or more, more preferably 90 mol% or more, and still more preferably 95 mol% or more from the viewpoint of gas barrier properties. In addition, the content of repeating units derived from ethylene in the above ethylene-vinyl alcohol copolymer (hereinafter also referred to as "ethylene content") is usually 0 to 50 mol%, preferably 20 to 45 mol% It is preferred to use one. As a specific example of said ethylene-vinyl alcohol copolymer, Kuraray Co., Ltd. make, Eval EP-F101 (ethylene content; 32 mol%), Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd. make, soarol D2908 (ethylene content; 29 mol%) Etc. can be used. As a sol-gel method catalyst, mainly a polycondensation catalyst, a tertiary amine which is substantially insoluble in water and soluble in an organic solvent is used. Specifically, for example, N, N-dimethylbenzylamine, tripropylamine, tributylamine, tripentylamine and the like can be used. Moreover, as an acid, it is used as a catalyst for the said sol-gel method, a catalyst for hydrolysis of an alkoxide, a silane coupling agent, etc. mainly. As the above-mentioned acid, for example, mineral acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid and nitric acid, and organic acids such as acetic acid and tartaric acid, and the like can be used. Furthermore, the coating solution preferably contains water in a proportion of 0.1 to 100 moles, preferably 0.8 to 2 moles, per mole of the total molar amount of the above-mentioned alkoxide.

ゾルゲル法による塗布液に用いられる、有機溶媒としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、その他等を用いることができる。また、溶媒中に可溶化されたエチレン・ビニルアルコール共重合体は、例えば、ソアノール(商品名)として市販されているものを使用することができる。さらに、ゾルゲル法による塗布液には例えば、シランカップリング剤等も添加することができるものである。   As an organic solvent used for the coating liquid by a sol gel method, methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butanol, etc. can be used, for example. Further, as the ethylene / vinyl alcohol copolymer solubilized in the solvent, for example, one commercially available as Soarnol (trade name) can be used. Furthermore, for example, a silane coupling agent can be added to the coating solution by the sol-gel method.

(塗れ性向上処理)
次いで、ケイ素化合物改質層形成用塗布液を下層(好適にはALD層)に塗布するが、塗布前に、特開2011−143577号に記載の塗れ性向上処理、および該処理を行う前に加熱(加熱処理)を行ってもよい。
(Improvement of paintability)
Next, the coating solution for forming a silicon compound modified layer is applied to the lower layer (preferably ALD layer), but before coating, the coating property improvement treatment described in JP 2011-143577 and the treatment are carried out. Heating (heat treatment) may be performed.

塗れ性向上処理の具体的な方法としては、酸化性ガス雰囲気下での光照射処理(エキシマ照射、UVオゾン酸化など)、あるいは、プラズマ照射処理(真空酸素プラズマ、大気圧酸素プラズマなど)などのドライ処理に加え、コロナ放電処理などを適用することができる。あるいは、積層体を加熱したアルカリ液中で処理後、純水で洗浄するなどのウェット処理も適用可能である。不要な水分などを除去する工程が別途必要にならない点で、ドライ処理がより好ましい。   Specific methods of the coating property improvement treatment include light irradiation treatment (excimer irradiation, UV ozone oxidation, etc.) in an oxidizing gas atmosphere, or plasma irradiation treatment (vacuum oxygen plasma, atmospheric pressure oxygen plasma, etc.) In addition to dry treatment, corona discharge treatment can be applied. Alternatively, a wet treatment such as washing with pure water after treatment of the laminate in a heated alkaline solution is also applicable. The dry treatment is more preferable in that the step of removing unnecessary moisture and the like is not required separately.

また、ドライ処理のなかでも、大気プロセスが可能で、かつ短時間化、低コスト化が可能な、酸化性ガス雰囲気下での光照射処理が最も好ましい。酸化性ガスとは、酸素、オゾン、原子状酸素のことを表す。塗れ性向上処理時の酸素濃度としては、0.05%〜21%(実際に検出される酸素濃度は、±10%の範囲を含む。)の範囲であることが好ましく、0.1%〜1%の範囲であることがより好ましい。   Further, among the dry processing, light irradiation processing under an oxidizing gas atmosphere which is capable of an atmospheric process and can be shortened and cost-reduced is most preferable. The oxidizing gas represents oxygen, ozone and atomic oxygen. The oxygen concentration at the time of coating property improvement treatment is preferably in the range of 0.05% to 21% (the actually detected oxygen concentration includes the range of ± 10%), preferably 0.1% to 20%. More preferably, it is in the range of 1%.

塗れ性向上処理に適用する光照射処理としては、酸化性ガス雰囲気下での光照射処理における光が、紫外光であることがより好ましい。紫外光を照射することで活性酸素やオゾンが発生し、処理表面におけるOH基、あるいはCOOH基などの反応性基の生成がより進行する。更に反応性オゾンの不足分を光照射部とは異なる部分で、放電法などの公知の方法により酸素からオゾンを生成し、紫外線照射部に導入しても良い。このときに照射する紫外線の波長は特に限定されるところではないが、紫外光の波長は100nm〜450nmが好ましく、150nm〜300nm程度の真空紫外光を照射することがより好ましい。光源は、低圧水銀灯、重水素ランプ、キセノンエキシマランプ、メタルハライドランプ、エキシマレーザーなどを用いることができる。ランプの出力としては400W〜30kW、照度としては100mW/cm〜100kW/cm、照射エネルギーとしては10mJ/cm〜5000mJ/cmが好ましく、100mJ/cm〜2000mJ/cmがより好ましい。また、紫外線照射の際の照度は1mW/cm〜10W/cmが好ましい。上記の中でも、波長としては、100nm〜200nmの真空紫外光が最も好ましく、酸化反応をより低温、短時間で進めることが可能となる。また、光源としては、キセノンエキシマランプなどの希ガスエキシマランプが最も好ましく用いられる。また、連続的に照射するだけでなく複数回の照射を行ってもよく、複数回の照射が短時間ないわゆるパルス照射であっても良い。 As a light irradiation process applied to a coating property improvement process, it is more preferable that the light in the light irradiation process in oxidizing gas atmosphere is ultraviolet light. By irradiation with ultraviolet light, active oxygen and ozone are generated, and generation of reactive groups such as OH group or COOH group on the treated surface progresses more. Furthermore, the shortage of reactive ozone may be generated from oxygen by a known method such as a discharge method at a portion different from the light irradiation portion and introduced into the ultraviolet light irradiation portion. The wavelength of the ultraviolet light irradiated at this time is not particularly limited, but the wavelength of the ultraviolet light is preferably 100 nm to 450 nm, and more preferably irradiated with vacuum ultraviolet light of about 150 nm to 300 nm. As a light source, a low pressure mercury lamp, a deuterium lamp, a xenon excimer lamp, a metal halide lamp, an excimer laser or the like can be used. As the output of the lamp 400W~30kW, more preferably preferably 10mJ / cm 2 ~5000mJ / cm 2 , 100mJ / cm 2 ~2000mJ / cm 2 as 100mW / cm 2 ~100kW / cm 2 , irradiation energy as illuminance . Further, the illuminance at the time of ultraviolet irradiation 1mW / cm 2 ~10W / cm 2 is preferred. Among the above, as the wavelength, vacuum ultraviolet light of 100 nm to 200 nm is most preferable, and it becomes possible to advance the oxidation reaction at a lower temperature and in a short time. Further, as a light source, a rare gas excimer lamp such as a xenon excimer lamp is most preferably used. In addition to continuous irradiation, irradiation may be performed a plurality of times, and so-called pulse irradiation may be used in which irradiation is performed for a short time.

塗れ性向上処理に要する時間は、選択する光源ランプや照度、あるいは処理条件などにより異なるが、おおまかに0.1秒から15分程度が好ましい。また、樹脂基材や塗布表面に与えるダメージを考慮すると、より短時間であることが好ましく、0.1秒から5分程度がより好ましい。   The time required for the coating property improvement processing varies depending on the light source lamp to be selected, the illuminance, or the processing conditions, but it is preferable that the time is approximately 0.1 seconds to about 15 minutes. Further, in consideration of damage to the resin base material and the coated surface, it is preferable that the time is shorter, and about 0.1 second to 5 minutes is more preferable.

コロナ放電処理は、通常用いられている処理条件、例えば、電極先端と被処理基布間の距離0.2〜5mmの条件で、その処理量としては、1m当たり10W・分以上、好ましくは10〜200W・分の範囲、さらに好ましくは20〜180W・分の範囲である。 Corona discharge treatment is carried out under generally used treatment conditions, for example, under the condition of a distance of 0.2 to 5 mm between the electrode tip and the substrate to be treated, and the treatment amount thereof is preferably 10 W · min or more per 1 m 2. It is in the range of 10 to 200 W · min, more preferably in the range of 20 to 180 W · min.

プラズマ照射処理は、アルゴン、ヘリウム、クリプトン、ネオン、キセノン、水素、窒素、酸素、オゾン、一酸化炭素、二酸化炭素、二酸化硫黄等の単体ガスまたはこれらの混合ガス、例えば、酸素濃度5〜15容量%を含有する酸素と窒素の混合ガスを、対向電極間に供給して、電圧を印加してプラズマ放電を発生させることによって実施できる。プラズマ処理条件としては、例えば、処理するプラスチック基材が通過する電極間の距離は、基材の厚み、印加電圧の大きさ、混合ガスの流量等に応じて適宜決定されるが、通常0.1〜20mm、好ましくは0.2〜10mmの範囲であり、上記電極間に印加する電圧は印加した際の電界強度が1〜40kV/cmとなるように印加するのが好ましく、その際の交流電源の周波数は、1〜100kHz、好ましくは、1〜100kHzの範囲である。   Plasma irradiation treatment may be performed using a single gas such as argon, helium, krypton, neon, xenon, hydrogen, nitrogen, oxygen, ozone, carbon monoxide, carbon dioxide, sulfur dioxide or a mixed gas thereof, for example, an oxygen concentration of 5 to 15 volumes It can be implemented by supplying a mixed gas of oxygen and nitrogen containing% between the counter electrodes and applying a voltage to generate plasma discharge. As the plasma treatment conditions, for example, the distance between the electrodes through which the plastic substrate to be treated passes is appropriately determined in accordance with the thickness of the substrate, the magnitude of the applied voltage, the flow rate of the mixed gas, etc. The voltage applied is preferably in the range of 1 to 20 mm, preferably 0.2 to 10 mm, and the voltage applied between the electrodes is preferably 1 to 40 kV / cm when the voltage is applied. The frequency of the power supply is in the range of 1 to 100 kHz, preferably 1 to 100 kHz.

さらに、塗れ性向上処理を行う前、塗れ性向上処理と同時、あるいは塗れ性向上処理を行った後に加熱処理を行うことが好ましい。具体的には、塗れ性向上処理を行う前や後に加熱する場合は、例えば、積層体をホットプレート上やオーブン中で加熱したり、赤外線ヒーターで加熱したりする方法が適用できる。また、塗れ性向上処理時に基材を加熱する場合は、エキシマ照射処理、あるいは、UVオゾン酸化処理などを行う際に、基材を設置する台を加熱したり、加熱雰囲気下で処理したりする方法が適用できる。バラツキを含めた塗布性、及び密着性の観点から、塗れ性向上処理時に積層体を加熱することがより好ましい。加熱する温度は、好ましくは、30℃〜150℃であり、より好ましくは、50℃〜100℃である。30℃より低いと前述したような加熱の効果が得られず、また、150℃より高いと、基材やその他の構成要素にダメージを与えてしまう懸念が生じる。該加熱処理の温度は、基材を設置する台やロールなどの温度が検出可能な装置である場合は、その設定温度で制御し、検出できない装置である場合は、処理前あるいは処理後に別途、水銀やアルコールなどの温度計(溶液の場合)、熱電対を用いた表面温度計、放射温度計、ファイバー温度計、サーモラベルなどによって検出し確認した。   Furthermore, it is preferable to perform a heat treatment before performing the coating property improvement processing, simultaneously with the coating property improvement processing, or after performing the coating property improvement processing. Specifically, when heating is performed before or after the coating property improvement treatment, for example, a method of heating the laminate on a hot plate or in an oven, or heating with an infrared heater can be applied. In addition, when heating the substrate at the time of coating property improvement treatment, when performing excimer irradiation treatment, UV ozone oxidation treatment, etc., the base on which the substrate is placed is heated or treated in a heating atmosphere. The method is applicable. It is more preferable to heat a laminated body at the time of a coating property improvement process from a coating property including a variation, and an adhesive viewpoint. The heating temperature is preferably 30 ° C. to 150 ° C., more preferably 50 ° C. to 100 ° C. If it is lower than 30 ° C., the heating effect as described above can not be obtained, and if it is higher than 150 ° C., there is a concern that the substrate and other components may be damaged. The temperature of the heat treatment is controlled by the set temperature when the temperature of the table or roll on which the base material is installed is detectable, and when the device can not detect the temperature, separately before or after the treatment, It was detected and confirmed by a thermometer (in the case of a solution) such as mercury or alcohol, a surface thermometer using a thermocouple, a radiation thermometer, a fiber thermometer, a thermo label or the like.

(ケイ素化合物改質層形成用塗布液を塗布する方法)
ケイ素化合物改質層形成用塗布液を塗布する方法としては、従来公知の適切な湿式塗布方法が採用され得る。具体例としては、スピンコート法、ロールコート法、フローコート法、インクジェット法、スプレーコート法、プリント法、ディップコート法、流延成膜法、バーコート法、グラビア印刷法等が挙げられる。
(Method of applying a coating liquid for forming a silicon compound modified layer)
A conventionally known appropriate wet coating method may be employed as a method of applying the coating liquid for forming a silicon compound modified layer. Specific examples include spin coating method, roll coating method, flow coating method, ink jet method, spray coating method, printing method, dip coating method, casting film forming method, bar coating method, gravure printing method and the like.

塗布厚さは、目的に応じて適切に設定され得る。例えば、塗布厚さは、乾燥後の厚さが10nm〜10μm程度であることが好ましく、15nm〜1μmであることがより好ましく、20〜500nmであることがさらに好ましい。膜厚が10nm以上であれば十分なバリア性を得ることができ、10μm以下であれば、層形成時に安定した塗布性を得ることができ、かつ高い光線透過性を実現できる。   The application thickness may be appropriately set depending on the purpose. For example, the thickness of the coating after drying is preferably about 10 nm to 10 μm, more preferably 15 nm to 1 μm, and still more preferably 20 to 500 nm. If the film thickness is 10 nm or more, sufficient barrier properties can be obtained, and if 10 μm or less, stable coatability can be obtained at the time of layer formation, and high light transmittance can be realized.

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

塗膜の乾燥温度は、適用する基材によっても異なるが、50〜200℃であることが好ましい。例えば、ガラス転位温度(Tg)が70℃のポリエチレンテレフタレート基材を基材として用いる場合には、乾燥温度は、熱による基材の変形等を考慮して150℃以下に設定することが好ましい。上記温度は、ホットプレート、オーブン、ファーネスなどを使用することによって設定されうる。乾燥時間は短時間に設定することが好ましく、例えば、乾燥温度が150℃である場合には30分以内に設定することが好ましい。また、乾燥雰囲気は、大気雰囲気下、窒素雰囲気下、アルゴン雰囲気下、真空雰囲気下、酸素濃度をコントロールした減圧雰囲気下等のいずれの条件であってもよい。   Although the drying temperature of a coating film changes also with the base materials to apply, it is preferable that it is 50-200 degreeC. For example, when using a polyethylene terephthalate base material having a glass transition temperature (Tg) of 70 ° C. as the base material, the drying temperature is preferably set to 150 ° C. or less in consideration of deformation of the base material due to heat and the like. The temperature may be set by using a hot plate, an oven, a furnace or the like. It is preferable to set the drying time to a short time, for example, when the drying temperature is 150 ° C., it is preferable to set it within 30 minutes. Further, the drying atmosphere may be any conditions such as an air atmosphere, a nitrogen atmosphere, an argon atmosphere, a vacuum atmosphere, and a reduced pressure atmosphere in which the oxygen concentration is controlled.

ケイ素化合物改質層形成用塗布液を塗布して得られた塗膜(以下、単にケイ素化合物塗膜とする)は、改質処理前または改質処理中に水分を除去する工程を含んでいてもよい。水分を除去する方法としては、低湿度環境を維持して除湿する形態が好ましい。低湿度環境における湿度は温度により変化するので、温度と湿度の関係は露点温度の規定により好ましい形態が示される。好ましい露点温度は4℃以下(温度25℃/湿度25%)で、より好ましい露点温度は−5℃(温度25℃/湿度10%)以下であり、維持される時間は第3の層の膜厚によって適宜設定することが好ましい。第3の層の膜厚が1.0μm以下の条件においては、露点温度は−5℃以下で、維持される時間は1分以上であることが好ましい。なお、露点温度の下限は特に制限されないが、通常、−50℃以上であり、−40℃以上であることが好ましい。改質処理前、あるいは改質処理中に水分を除去することによって、シラノールに転化した第3の層の脱水反応を促進する観点から好ましい形態である。   The coating film (hereinafter, simply referred to as a silicon compound coating film) obtained by applying the coating liquid for forming a silicon compound modifying layer includes a step of removing water before or during the modifying treatment. It is also good. As a method of removing water, the form which maintains a low humidity environment and dehumidifies is preferable. Since the humidity in a low humidity environment changes with temperature, the relationship between temperature and humidity is preferably indicated by the definition of dew point temperature. The preferable dew point temperature is 4 ° C. or less (temperature 25 ° C./humidity 25%), more preferable dew point temperature is −5 ° C. (temperature 25 ° C./humidity 10%) or less, and the maintained time is the film of the third layer It is preferable to set suitably by thickness. Under the conditions where the film thickness of the third layer is 1.0 μm or less, it is preferable that the dew point temperature be −5 ° C. or less and the maintained time be 1 minute or more. Although the lower limit of the dew point temperature is not particularly limited, it is usually −50 ° C. or higher, and preferably −40 ° C. or higher. It is a preferable form from the viewpoint of promoting the dehydration reaction of the third layer converted to silanol by removing water before or during the modification treatment.

(第3の層の改質処理)
本発明における改質処理とは、ケイ素化合物の酸化ケイ素または酸化窒化ケイ素への転化反応を指し、具体的には本発明のガスバリア性フィルムが全体としてガスバリア性(水蒸気透過率が、1×10−3g/(m・24h)以下)を発現するに貢献できるレベルの無機薄膜を形成する処理をいう。したがって、第3の層もガスバリア性を有するガスバリア層である。
(Modification treatment of the third layer)
The modification treatment in the present invention refers to a conversion reaction of a silicon compound to silicon oxide or silicon oxynitride, and specifically, the gas barrier film of the present invention has a gas barrier property (water vapor permeability: 1 × 10 as a whole). A treatment that forms an inorganic thin film at a level that can contribute to the expression of 3 g / (m 2 · 24 h) or less. Therefore, the third layer is also a gas barrier layer having gas barrier properties.

ケイ素化合物の酸化ケイ素または酸化窒化ケイ素への転化反応は、第3の層の転化反応に基づく公知の方法を選ぶことができる。改質処理としては、具体的には、プラズマ処理、紫外線照射処理、熱処理が挙げられる。ただし、熱処理による改質の場合、ケイ素化合物の置換反応による酸化ケイ素膜または酸化窒化ケイ素層の形成には450℃以上の高温が必要であるため、プラスチック等のフレキシブル基板においては、適応が難しい。このため、熱処理は他の改質処理と組み合わせて行うことが好ましい。   The conversion reaction of the silicon compound into silicon oxide or silicon oxynitride can be selected from known methods based on the conversion reaction of the third layer. Specific examples of the modification treatment include plasma treatment, ultraviolet radiation treatment, and heat treatment. However, in the case of modification by heat treatment, the formation of a silicon oxide film or a silicon oxynitride layer by a substitution reaction of a silicon compound requires a high temperature of 450 ° C. or more, so adaptation is difficult in flexible substrates such as plastics. Therefore, the heat treatment is preferably performed in combination with other modification treatments.

したがって、本発明のガスバリア性フィルムを作製に際しては、プラスチック基板への適応という観点から、より低温で、転化反応が可能なプラズマ処理や紫外線照射処理による転化反応が好ましい。   Therefore, when producing the gas barrier film of the present invention, from the viewpoint of application to a plastic substrate, a conversion reaction by plasma treatment or an ultraviolet irradiation treatment capable of a conversion reaction at a lower temperature is preferable.

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

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

また、プラズマ処理としては、低圧プラズマ処理をおこなってもよい。低圧プラズマ処理は、減圧することによって酸素または水蒸気を実質的に含まない雰囲気にした後、ガスを装置内に導入することで行われる。低圧プラズマ処理では、低圧下のプラズマにより励起された原子、分子が基底状態もしくは下の準位に落ちる際の真空紫外の発光を利用する。低圧プラズマで発生する真空紫外光の波長は、プラズマを発生させるガス種に依存する。低圧プラズマ処理で利用する光の波長として50〜125nmの範囲が好ましい。   As plasma processing, low pressure plasma processing may be performed. Low pressure plasma treatment is performed by introducing a gas into the apparatus after reducing the pressure to an atmosphere substantially free of oxygen or water vapor. The low pressure plasma treatment utilizes vacuum ultraviolet light emission when atoms or molecules excited by plasma under low pressure fall to the ground state or lower level. The wavelength of vacuum ultraviolet light generated by the low pressure plasma depends on the type of gas that generates the plasma. The range of 50 to 125 nm is preferable as the wavelength of light used in low pressure plasma treatment.

プラズマで形成された励起状態の原子が発した真空紫外光が、別の基底状態の原子に吸収され、その原子の励起に使われる自己吸収の影響がある。そのため、あまり圧力が高いと、発生した真空紫外光は雰囲気ガスの原子や分子に吸収され、蒸着膜に効率よく照射されない虞がある。よって、圧力は100Pa以下が好ましい。一方、圧力があまり低く過ぎると、プラズマの発生が困難になる場合がある。よって、圧力の下限はプラズマの発生方式により異なるが、概ね0.1Pa以上が好ましい。   Vacuum ultraviolet light emitted from an atom in an excited state formed by plasma is absorbed by another ground state atom, which has an effect of self-absorption used to excite the atom. Therefore, if the pressure is too high, the generated vacuum ultraviolet light may be absorbed by atoms and molecules of the atmosphere gas, and the vapor deposition film may not be efficiently irradiated. Therefore, the pressure is preferably 100 Pa or less. On the other hand, if the pressure is too low, generation of plasma may be difficult. Therefore, the lower limit of the pressure is different depending on the type of plasma generation, but is preferably about 0.1 Pa or more.

低圧プラズマのガス種は、主としてヘリウム(He)、ネオン(Ne)、およびアルゴン(Ar)から選択される1種以上の希ガスが用いられる。これらの励起された希ガス原子の発する主要な真空紫外光の波長は、ヘリウム(He)の場合で58.4nm、ネオン(Ne)の場合で73.6nmおよび74.4nm、アルゴン(Ar)の場合で104.8nmおよび106.7nmであることが知られている。   As the low-pressure plasma gas species, at least one noble gas selected from helium (He), neon (Ne), and argon (Ar) is used. The major vacuum ultraviolet light wavelengths emitted by these excited rare gas atoms are 58.4 nm for helium (He), 73.6 nm and 74.4 nm for neon (Ne), and argon (Ar). In some cases it is known to be 104.8 nm and 106.7 nm.

低圧プラズマの生成に必要な電源の周波数は、1MHz〜100GHzが好ましい。この範囲であれば、プラズマ生成反応に直接寄与する電子に効率よくエネルギーを与えることができ、電子密度、すなわちプラズマ密度は高くなる。これに伴い、プラズマで発生する真空紫外光の強度も強くなる。また、エネルギーの伝達効率が向上する。電源の周波数は、より好ましくは、4MHz〜10GHzである。   The frequency of the power source required to generate a low pressure plasma is preferably 1 MHz to 100 GHz. Within this range, it is possible to efficiently give energy to the electrons directly contributing to the plasma generation reaction, and the electron density, that is, the plasma density becomes high. Along with this, the intensity of vacuum ultraviolet light generated by plasma also becomes strong. In addition, the energy transfer efficiency is improved. The frequency of the power supply is more preferably 4 MHz to 10 GHz.

波長150nm以下の光を発するプラズマの生成方式は、従来公知の方式を用いることができる。好ましくは、幅広の基材に形成した蒸着膜の処理に対応できる方式がよく、例えば、容量結合プラズマ(CCP)、誘導結合プラズマ(ICP)、表面波プラズマ、電子サイクロトロン共鳴(ECR)プラズマ、ヘリコン波プラズマ等が挙げられる。   A publicly known method can be used as a generation method of plasma which emits light with a wavelength of 150 nm or less. Preferably, a method capable of coping with the processing of a vapor deposition film formed on a wide base material is preferable, for example, capacitively coupled plasma (CCP), inductively coupled plasma (ICP), surface wave plasma, electron cyclotron resonance (ECR) plasma, helicon Wave plasma and the like.

蒸着膜と対向したプラズマへの投入電力の大きさの指標として、プラズマの大きさを反映するプラズマ源の占める面積で規格化した投入電力密度を定義する。これは、単位面積あたりの蒸着膜に照射される真空紫外光の照射強度に相関するパラメータとなる。特に、容量結合プラズマのような有電極プラズマの場合、高周波を印加する側の電極面積が、実質的にプラズマの大きさを規定しており、これをプラズマ源の占める面積とする。   The input power density normalized by the area occupied by the plasma source reflecting the size of the plasma is defined as an index of the size of the input power to the plasma facing the deposition film. This is a parameter correlating to the irradiation intensity of vacuum ultraviolet light irradiated to the vapor deposition film per unit area. In particular, in the case of an electroded plasma such as capacitively coupled plasma, the electrode area on the side to which a high frequency is applied substantially defines the size of the plasma, which is the area occupied by the plasma source.

投入電力密度は、好ましくは0.1〜20W/cmであり、より好ましくは0.3〜10W/cmである。この範囲であれば、十分な強度の照射ができ、基材の温度上昇による熱変形、プラズマの不均一化、電極などのプラズマ源を構成する部材の損傷などを防止することができる。 The input power density is preferably 0.1 to 20 W / cm 2 , more preferably 0.3 to 10 W / cm 2 . Within this range, irradiation with sufficient intensity can be performed, and thermal deformation due to temperature rise of the substrate, non-uniformization of plasma, damage to members constituting a plasma source such as an electrode and the like can be prevented.

(熱処理)
ケイ素化合物を含有する塗膜を他の改質処理、好適には後述のエキシマ照射処理等と組み合わせて、加熱処理することで、改質処理を効率よく行うことが出来る。
(Heat treatment)
The heat treatment can be performed efficiently by combining the coating film containing the silicon compound with another modification treatment, preferably with an excimer irradiation treatment described later, and the like.

また、ゾルゲル法を用いて層形成する場合には、加熱処理を用いることが好ましい。加熱条件としては、50〜300℃、好ましくは、70〜200℃の温度で、0.005〜60分間、好ましくは、0.01〜10分間、加熱・乾操することにより、縮合が行われ、層を形成することができる。   In the case of forming a layer using a sol-gel method, it is preferable to use heat treatment. As the heating conditions, condensation is carried out by heating and drying at a temperature of 50 to 300 ° C., preferably 70 to 200 ° C., for 0.005 to 60 minutes, preferably 0.01 to 10 minutes. , Layer can be formed.

加熱処理としては、例えば、ヒートブロック等の発熱体に基板を接触させ熱伝導により塗膜を加熱する方法、抵抗線等による外部ヒーターにより雰囲気を加熱する方法、IRヒーターの様な赤外領域の光を用いた方法等が上げられるが特に限定はされない。また、ケイ素化合物を含有する塗膜の平滑性を維持できる方法を適宜選択してよい。   As the heat treatment, for example, a method of heating the coating film by heat conduction by bringing the substrate into contact with a heating element such as a heat block, a method of heating the atmosphere by an external heater such as a resistance wire, an infrared heater such as an IR heater Although the method using light etc. may be mentioned, there is no particular limitation. Moreover, you may select the method of maintaining the smoothness of the coating film containing a silicon compound suitably.

加熱処理時の塗膜の温度としては、50〜250℃の範囲に適宜調整することが好ましく、更に好ましくは50〜120℃の範囲である。   The temperature of the coating film at the time of heat treatment is preferably adjusted to a range of 50 to 250 ° C., more preferably 50 to 120 ° C.

また、加熱時間としては、1秒〜10時間の範囲が好ましく、更に好ましくは、10秒〜1時間の範囲が好ましい。   Moreover, as heating time, the range of 1 second-10 hours is preferable, More preferably, the range of 10 seconds-1 hour is preferable.

本発明に於いて、好ましくはケイ素化合物を有する塗膜から形成した層(第3の層)自身がガスバリア性(好適には、水蒸気透過率が、1×10−3g/(m・24h)以下)を発現しており、かような第3の層を得るための改質手段としては、後述するエキシマ光処理が特に好ましい。 In the present invention, the layer (third layer) formed of the coating preferably having a silicon compound preferably has gas barrier properties (preferably, a water vapor transmission rate of 1 × 10 −3 g / (m 2 · 24 h) The following excimer light processing is particularly preferable as a modification means for obtaining such a third layer.

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

この紫外線照射により、基材が加熱され、セラミックス化(シリカ転化)に寄与するOとHOや、紫外線吸収剤、ポリシラザン自身が励起、活性化されるため、ポリシラザンが励起し、ポリシラザンのセラミックス化が促進され、また得られるセラミックス膜が一層緻密になる。紫外線照射は、塗膜形成後であればいずれの時点で実施しても有効である。 By this ultraviolet irradiation, the substrate is heated, and O 2 and H 2 O contributing to ceramization (silica conversion), the ultraviolet absorber, and the polysilazane itself are excited and activated, so that the polysilazane is excited and polysilazane The formation of a ceramic is promoted, and the obtained ceramic film becomes more compact. It is effective to carry out the ultraviolet irradiation at any time after the film formation.

紫外線照射処理においては、常用されているいずれの紫外線発生装置を使用することも可能である。   In the ultraviolet irradiation treatment, it is also possible to use any of the commonly used ultraviolet light generators.

なお、本発明でいう紫外線とは、一般には、10〜400nmの波長を有する電磁波をいうが、後述する真空紫外線(10〜200nm)処理以外の紫外線照射処理の場合は、好ましくは210〜375nmの紫外線を用いる。   In addition, although the ultraviolet rays said by this invention generally mean electromagnetic waves which have a wavelength of 10-400 nm, in the case of ultraviolet irradiation processing other than the vacuum ultraviolet (10-200 nm) process mentioned later, preferably 210-375 nm Use ultraviolet light.

紫外線の照射は、照射される第3の層を担持している基材がダメージを受けない範囲で、照射強度や照射時間を設定することが好ましい。   It is preferable to set the irradiation intensity and the irradiation time within the range in which the base material carrying the third layer to be irradiated is not damaged by the irradiation of the ultraviolet light.

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

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

このような紫外線の発生手段としては、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、エキシマランプ(172nm、222nm、308nmの単一波長、例えば、ウシオ電機(株)製)、UV光レーザー、等が挙げられるが、特に限定されない。また、発生させた紫外線を第3の層に照射する際には、効率向上と均一な照射を達成する観点から、発生源からの紫外線を反射板で反射させてから第3の層に当てることが望ましい。   As means for generating such ultraviolet light, for example, metal halide lamp, high pressure mercury lamp, low pressure mercury lamp, xenon arc lamp, carbon arc lamp, excimer lamp (172 nm, 222 nm, 308 nm single wavelength, for example, Ushio Electric Co., Ltd. ), UV light laser, etc., but it is not particularly limited. In addition, when the generated ultraviolet light is irradiated to the third layer, the ultraviolet light from the generation source is reflected by the reflection plate and then applied to the third layer from the viewpoint of achieving the efficiency improvement and uniform irradiation. Is desirable.

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

(真空紫外線照射処理:エキシマ照射処理)
本発明において、最も好ましい改質処理方法は、真空紫外線照射による処理(エキシマ照射処理)である。真空紫外線照射による処理は、ポリシラザン化合物内の原子間結合力より大きい100〜200nmの光エネルギーを用い、好ましくは100〜180nmの波長の光エネルギーを用い、原子の結合を光量子プロセスと呼ばれる光子のみの作用により、直接切断しながら活性酸素やオゾンによる酸化反応を進行させることで、比較的低温(約200℃以下)で、酸化ケイ素膜の形成を行う方法である。なお、エキシマ照射処理を行う際は、上述したように熱処理を併用することが好ましく、その際の熱処理条件の詳細は上述したとおりである。
(Vacuum UV radiation treatment: excimer radiation treatment)
In the present invention, the most preferable modification treatment method is treatment by vacuum ultraviolet irradiation (excimer irradiation treatment). The treatment by vacuum ultraviolet radiation uses light energy of 100 to 200 nm, which is larger than the interatomic bonding force in the polysilazane compound, preferably using light energy of 100 to 180 nm wavelength, and uses only light photons whose atomic bonds are called photon processes. This is a method of forming a silicon oxide film at a relatively low temperature (about 200 ° C. or less) by advancing an oxidation reaction with active oxygen and ozone while directly cutting by action. In addition, when performing excimer irradiation processing, it is preferable to use heat processing together as mentioned above, and the detail of the heat processing conditions in that case is as having mentioned above.

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

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

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

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

紫外線照射時の反応には、酸素が必要であるが、真空紫外線は、酸素による吸収があるため紫外線照射工程での効率が低下しやすいことから、真空紫外線の照射は、可能な限り酸素濃度および水蒸気濃度の低い状態で行うことが好ましい。すなわち、真空紫外線照射時の酸素濃度は、10〜210,000体積ppmとすることが好ましく、より好ましくは50〜10,000体積ppmである。また、転化プロセスの間の水蒸気濃度は、好ましくは1000〜4000体積ppmの範囲である。   Oxygen is required for the reaction at the time of ultraviolet irradiation, but vacuum ultraviolet rays are absorbed by oxygen and the efficiency in the ultraviolet irradiation process is likely to be reduced. It is preferable to carry out in the state where water vapor concentration is low. That is, the oxygen concentration at the time of vacuum ultraviolet irradiation is preferably 10 to 210,000 volume ppm, more preferably 50 to 10,000 volume ppm. Also, the water vapor concentration during the conversion process is preferably in the range of 1000 to 4000 ppm by volume.

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

真空紫外線照射工程において、塗膜が受ける塗膜面での該真空紫外線の照度は30〜200mW/cmであることが好ましく、50〜160mW/cmであることがより好ましい。30mW/cm未満では、改質効率が大きく低下する懸念があり、200mW/cmを超えると、塗膜にアブレーションを生じたり、基材にダメージを与えたりする懸念が出てくる。 In vacuum ultraviolet irradiation step, the illuminance of the vacuum ultraviolet rays in the coated surface of the coating film is subjected is preferably from 30~200mW / cm 2, more preferably 50~160mW / cm 2. If it is less than 30 mW / cm 2, there is a concern that the modification efficiency may be greatly reduced, and if it exceeds 200 mW / cm 2 , there is a concern that the coating may be ablated or the substrate may be damaged.

塗膜面における真空紫外線の照射エネルギー量は、200〜5000mJ/cmであることが好ましく、500〜3000mJ/cmであることがより好ましい。200mJ/cm未満では、改質が不十分となる懸念があり、5000mJ/cm超えると過剰改質によるクラック発生や、基材の熱変形の懸念が出てくる。 Irradiation energy amount of the VUV in the coated surface is preferably 200~5000mJ / cm 2, more preferably 500~3000mJ / cm 2. Is less than 200 mJ / cm 2, there is a fear that the reforming becomes insufficient, 5000 mJ / cm 2 than the cracking or due to excessive modification concerns the thermal deformation of the substrate emerges.

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

次に、好適な形態であるケイ素化合物がパーヒドロポリシラザンである場合に、真空紫外線照射工程でパーヒドロポリシラザンから酸窒化ケイ素、さらには酸化ケイ素が生じると推定される反応機構について、以下に説明する。   Next, when the silicon compound which is a preferable form is perhydropolysilazane, the reaction mechanism presumed to produce silicon oxynitride and further silicon oxide from perhydropolysilazane in the vacuum ultraviolet irradiation step will be described below. .

(I)脱水素、それに伴うSi−N結合の形成
パーヒドロポリシラザン中のSi−H結合やN−H結合は真空紫外線照射による励起等で比較的容易に切断され、不活性雰囲気下ではSi−Nとして再結合すると考えられる(Siの未結合手が形成される場合もある)。すなわち、酸化することなくSiN組成として硬化する。この場合はポリマー主鎖の切断は生じない。Si−H結合やN−H結合の切断は触媒の存在や、加熱によって促進される。切断されたHはHとして膜外に放出される。
(I) Dehydrogenation and associated formation of Si-N bond Si-H bond and N-H bond in perhydropolysilazane are relatively easily cleaved by excitation with vacuum ultraviolet radiation, etc., and under inert atmosphere, Si-- It is considered that they recombine as N (Si dangling bonds may be formed in some cases). That is, it cures as a SiN y composition without oxidation. In this case no cleavage of the polymer backbone occurs. Cleavage of Si-H bond and N-H bond is promoted by the presence of a catalyst and heating. The cleaved H is released out of the membrane as H 2 .

(II)加水分解・脱水縮合によるSi−O−Si結合の形成
パーヒドロポリシラザン中のSi−N結合は水により加水分解され、ポリマー主鎖が切断されてSi−OHを形成する。二つのSi−OHが脱水縮合してSi−O−Si結合を形成して硬化する。これは大気中でも生じる反応であるが、不活性雰囲気下での真空紫外線照射中では、照射の熱によって基材からアウトガスとして生じる水蒸気が主な水分源となると考えられる。水分が過剰となると脱水縮合しきれないSi−OHが残存し、SiO2.1〜SiO2.3の組成で示されるガスバリア性の低い硬化膜となる。
(II) Formation of Si-O-Si Bond by Hydrolysis and Dehydration Condensation Si-N bond in perhydropolysilazane is hydrolyzed by water and the polymer main chain is cleaved to form Si-OH. The two Si-OHs are dehydrated and condensed to form Si-O-Si bonds and cure. This is a reaction that occurs in the atmosphere, but during vacuum ultraviolet irradiation under an inert atmosphere, it is considered that water vapor generated as an outgas from the substrate by the heat of irradiation becomes the main moisture source. When the water content is excessive, Si-OH which can not be dehydrated and condensed remains, and a cured film having low gas barrier properties represented by the composition of SiO 2.1 to SiO 2.3 is obtained.

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

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

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

ここで、ケイ素化合物として好適なポリシラザンにおける場合、シリカ転化(改質処理)では、Si−H、N−H結合の切断と、Si−O結合の生成が起こり、シリカ等のセラミックスに転化するが、この転化の度合はIR測定によって、以下に定義する式(1)により、SiO/SiN比で半定量的に評価することができる。   Here, in the case of polysilazane suitable as a silicon compound, in the silica conversion (reforming treatment), cleavage of Si-H, N-H bond and formation of Si-O bond occur, and conversion to ceramics such as silica occurs. The degree of this conversion can be evaluated semiquantitatively by the SiO / SiN ratio by IR measurement, by equation (1) defined below.

ここで、SiO吸光度は約1160cm−1、SiN吸光度は約840cm−1での吸収(吸光度)により算出する。SiO/SiN比が大きいほど、シリカ組成に近いセラミックスへの転化が進んでいることを示す。 Here, the SiO absorbance is calculated by about 1160 cm −1 , and the SiN absorbance is calculated by absorption (absorbance) at about 840 cm −1 . The larger the SiO / SiN ratio, the more the conversion to ceramics closer to the silica composition is shown.

ここで、セラミックスへの転化度合の指標となるSiO/SiN比は0.3以上、好ましくは0.5以上とすることが好ましい。0.3未満では、期待するガスバリア性が得られないことがある。また、シリカ転化率(SiOにおけるx)の測定方法としては、例えば、XPS法を用いて測定することができる。 Here, the SiO / SiN ratio, which is an index of the degree of conversion to ceramics, is preferably 0.3 or more, preferably 0.5 or more. If it is less than 0.3, the expected gas barrier properties may not be obtained. Moreover, as a measuring method of a silica conversion rate ( x in SiOx), it can measure, for example using XPS method.

第3の層の膜組成は、XPS表面分析装置を用いて、原子組成比を測定することで測定できる。また、バリア層を切断して切断面をXPS表面分析装置で原子組成比を測定することでも測定することができる。   The film composition of the third layer can be measured by measuring the atomic composition ratio using an XPS surface analyzer. It is also possible to measure the atomic composition ratio by cutting the barrier layer and measuring the cut surface with an XPS surface analyzer.

また、第3の層の膜密度は、目的に応じて適切に設定され得る。例えば、第3の層の膜密度が、1.5〜2.6g/cmの範囲にあることが好ましい。この範囲を外れると、膜の緻密さが低下しバリア性の劣化や、湿度による膜の酸化劣化が起こる場合がある。 Also, the film density of the third layer can be appropriately set depending on the purpose. For example, the film density of the third layer is preferably in the range of 1.5 to 2.6 g / cm 3 . If the thickness is out of this range, the density of the film may be reduced, and the barrier property may be deteriorated, or the film may be oxidized and deteriorated due to humidity.

第3の層の厚さは、目的に応じて適切に設定され得る。例えば、第3の層の厚さは、10nm〜10μm程度であることが好ましく、15nm〜1μmであることがより好ましく、20〜500nmであることがさらに好ましい。膜厚が10nm以上であれば十分なバリア性を得ることができ、10μm以下であれば、層形成時に安定した塗布性を得ることができ、かつ高い光線透過性を実現できる。   The thickness of the third layer can be set appropriately depending on the purpose. For example, the thickness of the third layer is preferably about 10 nm to 10 μm, more preferably 15 nm to 1 μm, and still more preferably 20 to 500 nm. If the film thickness is 10 nm or more, sufficient barrier properties can be obtained, and if 10 μm or less, stable coatability can be obtained at the time of layer formation, and high light transmittance can be realized.

また、第3の層の膜厚が第2の層の膜厚の3倍以上であることが好ましい。高温高湿条件下では、基材、または第1の層が膨張する。すると第2の層に応力が働き、層に影響を与える場合がある。しかしながら、本発明では第3の層が存在するため、第2の層に働く応力が緩和される。そして、上記膜厚の範囲であることによって、高温高湿条件下での上記応力緩和の効果が一層向上するため、ガスバリア性が維持される。なお、第3の層の膜厚は第2の層の膜厚の3〜15倍であることが好ましく、3〜5倍であることがより好ましい。   In addition, the film thickness of the third layer is preferably three or more times the film thickness of the second layer. Under high temperature and high humidity conditions, the substrate or the first layer expands. Then, stress may act on the second layer to affect the layer. However, in the present invention, since the third layer is present, the stress acting on the second layer is relaxed. And since the effect of the said stress relaxation under high temperature, high humidity conditions is further improved by being in the range of the said film thickness, gas barrier property is maintained. The thickness of the third layer is preferably 3 to 15 times, and more preferably 3 to 5 times the thickness of the second layer.

第3の層の屈折率は、特に制限されないが、1.7〜2.1であることが好ましく、1.8〜2であることがより好ましく、1.9〜2.0であることが特に好ましい。このような屈折率を有するバリア層は、可視光線透過率が高く、かつ高いガスバリア能が安定して得られる。   The refractive index of the third layer is not particularly limited, but is preferably 1.7 to 2.1, more preferably 1.8 to 2, and 1.9 to 2.0. Particularly preferred. The barrier layer having such a refractive index has high visible light transmittance and high gas barrier ability can be stably obtained.

〔基材〕
本発明のガスバリア性フィルムは、通常、基材として、プラスチックフィルムを用いる。用いられるプラスチックフィルムは、バリア性積層体を保持できるフィルムであれば材質、厚み等に特に制限はなく、使用目的等に応じて適宜選択することができる。前記プラスチックフィルムとしては、具体的には、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、メタクリル酸−マレイン酸共重合体、ポリスチレン樹脂、透明フッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、セルロースアシレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、シクロオレフィルンコポリマー、フルオレン環変性ポリカーボネート樹脂、脂環変性ポリカーボネート樹脂、フルオレン環変性ポリエステル樹脂、アクリロイル化合物などの熱可塑性樹脂が挙げられる。
〔Base material〕
The gas barrier film of the present invention usually uses a plastic film as a substrate. The plastic film to be used is not particularly limited in material, thickness and the like as long as the film can hold the barrier laminate, and can be appropriately selected according to the purpose of use and the like. Specific examples of the plastic film include polyester resin, methacrylic resin, methacrylic acid-maleic acid copolymer, polystyrene resin, transparent fluorine resin, polyimide, fluorinated polyimide resin, polyamide resin, polyamideimide resin, polyetherimide Resin, cellulose acylate resin, polyurethane resin, polyetheretherketone resin, polycarbonate resin, alicyclic polyolefin resin, polyarylate resin, polyethersulfone resin, polysulfone resin, cycloolefin resin, fluorene ring modified polycarbonate resin, alicyclic resin Thermoplastic resins such as modified polycarbonate resin, fluorene ring modified polyester resin, acryloyl compound and the like can be mentioned.

本発明のガスバリア性フィルムを有機EL素子等のデバイスの基板として使用する場合は、前記基材は耐熱性を有する素材からなることが好ましい。具体的には、線膨張係数が15ppm/K以上100ppm/K以下で、かつTgが100℃以上300℃以下の脂基材が使用される。該基材は、電子部品用途、ディスプレイ用積層フィルムとしての必要条件を満たしている。即ち、これらの用途に本発明のガスバリア性フィルムを用いる場合、ガスバリア性フィルムは、150℃以上の工程に曝されることがある。この場合、ガスバリア性フィルムにおける基材の線膨張係数が100ppm/Kを超えると、ガスバリア性フィルムを前記のような温度の工程に流す際に基板寸法が安定せず、熱膨張および収縮に伴い、遮断性性能が劣化する不都合や、或いは、熱工程に耐えられないという不具合が生じやすくなる。15ppm/K未満では、フィルムがガラスのように割れてしまいフレキシビリティが劣化する場合がある。   When the gas barrier film of the present invention is used as a substrate of a device such as an organic EL element, the substrate is preferably made of a material having heat resistance. Specifically, a fat base having a linear expansion coefficient of 15 ppm / K or more and 100 ppm / K or less and a Tg of 100 ° C. or more and 300 ° C. or less is used. The substrate satisfies the requirements as an electronic component application and a laminated film for a display. That is, when using the gas-barrier film of this invention for these uses, a gas-barrier film may be exposed to the process 150 degreeC or more. In this case, when the linear expansion coefficient of the substrate in the gas barrier film exceeds 100 ppm / K, the substrate dimensions are not stable when flowing the gas barrier film in the process of the temperature as described above, and along with thermal expansion and contraction, It is apt to cause a problem that the barrier performance degrades or a problem that the heat process can not withstand. If it is less than 15 ppm / K, the film may be broken like glass and the flexibility may be deteriorated.

基材のTgや線膨張係数は、添加剤などによって調整することができる。基材として用いることができる熱可塑性樹脂のより好ましい具体例としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET:70℃)、ポリエチレンナフタレート(PEN:120℃)、ポリカーボネート(PC:140℃)、脂環式ポリオレフィン(例えば日本ゼオン株式会社製、ゼオノア(登録商標)1600:160℃)、ポリアリレート(PAr:210℃)、ポリエーテルスルホン(PES:220℃)、ポリスルホン(PSF:190℃)、シクロオレフィンコポリマー(COC:特開2001−150584号公報に記載の化合物:162℃)、ポリイミド(例えば三菱ガス化学株式会社製、ネオプリム(登録商標):260℃)、フルオレン環変性ポリカーボネート(BCF−PC:特開2000−227603号公報に記載の化合物:225℃)、脂環変性ポリカーボネート(IP−PC:特開2000−227603号公報に記載の化合物:205℃)、アクリロイル化合物(特開2002−80616号公報に記載の化合物:300℃以上)等が挙げられる(括弧内はTgを示す)。特に、透明性を求める場合には脂環式ポレオレフィン等を使用するのが好ましい。   The Tg and linear expansion coefficient of the substrate can be adjusted by additives and the like. More preferable specific examples of the thermoplastic resin that can be used as a substrate include, for example, polyethylene terephthalate (PET: 70 ° C.), polyethylene naphthalate (PEN: 120 ° C.), polycarbonate (PC: 140 ° C.), alicyclic Polyolefin (for example, Zeon Corporation, Zeonoa (registered trademark) 1600: 160 ° C), polyarylate (PAr: 210 ° C), polyethersulfone (PES: 220 ° C), polysulfone (PSF: 190 ° C), cycloolefin copolymer (COC: compound described in JP-A-2001-150584: 162 ° C.), polyimide (eg, Neoprim (registered trademark): 260 ° C. manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.), fluorene ring modified polycarbonate (BCF-PC: JP-A In the publication 2000-227603 Compound: 225 ° C.), alicyclic modified polycarbonate (IP-PC: compound described in JP-A 2000-227603: 205 ° C.), acryloyl compound (compound described in JP-A 2002-80616): 300 ° C. And the like) and the like (the parenthesis indicates Tg). In particular, when transparency is required, it is preferable to use an alicyclic polyolefin or the like.

本発明のガスバリア性フィルムを偏光板と組み合わせて使用する場合、ガスバリア性フィルムのバリア性積層体がセルの内側に向くようにし、最も内側に(素子に隣接して)配置することが好ましい。このとき、偏光板よりセルの内側にガスバリア性フィルムが配置されることになるため、ガスバリア性フィルムのレターデーション値が重要になる。このような態様でのガスバリア性フィルムの使用形態は、レターデーション値が10nm以下の基材フィルムを用いたガスバリア性フィルムと円偏光板(1/4波長板+(1/2波長板)+直線偏光板)を積層して使用するか、あるいは1/4波長板として使用可能な、レターデーション値が100nm〜180nmの基材フィルムを用いたガスバリア性フィルムに直線偏光板を組み合わせて用いるのが好ましい。   When the gas barrier film of the present invention is used in combination with a polarizing plate, it is preferable that the barrier laminate of the gas barrier film be directed to the inside of the cell and disposed at the innermost (adjacent to the element). At this time, since the gas barrier film is disposed on the inner side of the cell from the polarizing plate, the retardation value of the gas barrier film becomes important. The mode of use of the gas barrier film in such an embodiment is a gas barrier film using a base film having a retardation value of 10 nm or less and a circularly polarizing plate (1/4 wavelength plate + (1/2 wavelength plate) + straight line It is preferable to use a linear polarizing plate in combination with a gas barrier film using a base film having a retardation value of 100 nm to 180 nm, which can be used by laminating the polarizing plate or as a quarter wavelength plate. .

レターデーションが10nm以下の基材フィルムとしては、例えば、セルローストリアセテート(富士フイルム株式会社製:フジタック(登録商標))、ポリカーボネート(帝人化成株式会社製:ピュアエース(登録商標)、株式会社カネカ製:エルメック(登録商標))、シクロオレフィンポリマー(JSR株式会社製:アートン(登録商標)、日本ゼオン株式会社製:ゼオノア(登録商標))、シクロオレフィンコポリマー(三井化学株式会社製:アペル(登録商標)(ペレット)、ポリプラスチック株式会社製:トパス(登録商標)(ペレット))、ポリアリレート(ユニチカ株式会社製:U100(ペレット))、透明ポリイミド(三菱ガス化学株式会社製:ネオプリム(登録商標))等を挙げることができる。   As a base film having a retardation of 10 nm or less, for example, cellulose triacetate (manufactured by Fuji Film Co., Ltd .: Fujitac (registered trademark)), polycarbonate (manufactured by Teijin Chemicals Ltd .: Pure Ace (registered trademark), Kaneka Corporation: Elmec (registered trademark), cycloolefin polymer (manufactured by JSR Corporation: Arton (registered trademark), manufactured by Nippon Zeon Corporation: Zeonor (registered trademark)), cycloolefin copolymer (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc .: Apel (registered trademark) (Pellets) Polyplastics Co., Ltd .: Topas (registered trademark) (pellets)) Polyarylate (manufactured by Unitika, Inc .: U100 (pellets)), transparent polyimide (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd .: Neoprim (registered trademark)) Etc. can be mentioned.

また1/4波長板としては、上記のフィルムを適宜延伸することで所望のレターデーション値に調整したフィルムを用いることができる。   Moreover, the film adjusted to the desired retardation value can be used by extending | stretching said film suitably as a quarter wavelength plate.

本発明のガスバリア性フィルムは有機EL素子等のデバイスとして利用されることから、プラスチックフィルムは透明であることが好ましい。すなわち、光線透過率が通常80%以上、好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上である。光線透過率は、JIS K7105:1981に記載された方法、すなわち積分球式光線透過率測定装置を用いて全光線透過率および散乱光量を測定し、全光線透過率から拡散透過率を引いて算出することができる。   Since the gas barrier film of the present invention is used as a device such as an organic EL element, the plastic film is preferably transparent. That is, the light transmittance is usually 80% or more, preferably 85% or more, and more preferably 90% or more. The light transmittance is calculated by measuring the total light transmittance and the amount of scattered light using the method described in JIS K 7105: 1981, that is, an integrating sphere type light transmittance measurement apparatus, and subtracting the diffuse transmittance from the total light transmittance. can do.

ただし、本発明のガスバリア性フィルムをディスプレイ用途に用いる場合であっても、観察側に設置しない場合などは必ずしも透明性が要求されない。したがって、このような場合は、プラスチックフィルムとして不透明な材料を用いることもできる。不透明な材料としては、例えば、ポリイミド、ポリアクリロニトリル、公知の液晶ポリマーなどが挙げられる。   However, even when the gas barrier film of the present invention is used for display applications, transparency is not necessarily required when it is not installed on the observation side. Therefore, in such a case, an opaque material can also be used as the plastic film. As an opaque material, a polyimide, polyacrylonitrile, a well-known liquid crystal polymer etc. are mentioned, for example.

本発明のガスバリア性フィルムに用いられるプラスチックフィルムの厚みは、用途によって適宜選択されるため特に制限がないが、典型的には1〜800μmであり、好ましくは10〜200μmである。これらのプラスチックフィルムは、透明導電層、平滑層等の機能層を有していても良い。機能層については、上述したもののほか、特開2006−289627号公報の段落番号0036〜0038に記載されているものを好ましく採用できる。   The thickness of the plastic film used for the gas barrier film of the present invention is not particularly limited because it is appropriately selected depending on the application, but it is typically 1 to 800 μm, preferably 10 to 200 μm. These plastic films may have a functional layer such as a transparent conductive layer or a smooth layer. As the functional layer, in addition to the above-mentioned ones, those described in paragraph Nos. 0036 to 0038 of JP-A-2006-289627 can be preferably adopted.

基材は、表面の平滑性が高いものが好ましい。表面の平滑性としては、平均表面粗さ(Ra)が2nm以下であるものが好ましい。下限は特にないが、実用上、0.01nm以上である。必要に応じて、基材の両面、少なくとも、バリア層を設ける側を研摩し、平滑性を向上させておいてもよい。   The substrate preferably has high surface smoothness. As surface smoothness, that whose average surface roughness (Ra) is 2 nm or less is preferable. There is no particular lower limit, but in practice it is at least 0.01 nm. If necessary, both sides of the substrate, at least the side on which the barrier layer is provided, may be polished to improve smoothness.

また、上記に挙げた樹脂等を用いた基材は、未延伸フィルムでもよく、延伸フィルムでもよい。   Moreover, the base material using resin etc. which were mentioned above may be an unstretched film, and a stretched film may be sufficient.

本発明に用いられる基材は、従来公知の一般的な方法により製造することが可能である。例えば、材料となる樹脂を押し出し機により溶融し、環状ダイやTダイにより押し出して急冷することにより、実質的に無定形で配向していない未延伸の基材を製造することができる。また、未延伸の基材を一軸延伸、テンター式逐次二軸延伸、テンター式同時二軸延伸、チューブラー式同時二軸延伸等の公知の方法により、基材の流れ(縦軸)方向、または基材の流れ方向と直角(横軸)方向に延伸することにより延伸基材を製造することができる。この場合の延伸倍率は、基材の原料となる樹脂に合わせて適宜選択することできるが、縦軸方向および横軸方向にそれぞれ2〜10倍が好ましい。   The substrate used in the present invention can be produced by a commonly known conventional method. For example, a resin as a material is melted by an extruder, and extruded and quenched by an annular die or a T-die, whereby a substantially amorphous unoriented non-oriented substrate can be produced. In addition, the base material flow (vertical axis) direction, or the unstretched substrate by a known method such as uniaxial stretching, tenter type successive biaxial stretching, tenter type simultaneous biaxial stretching, tubular type simultaneous biaxial stretching, or A stretched substrate can be produced by stretching in a direction (horizontal axis) perpendicular to the flow direction of the substrate. Although the draw ratio in this case can be suitably selected according to resin used as the raw material of a base material, 2 to 10 times are preferable in a vertical axis direction and a horizontal axis direction, respectively.

基材の両面、少なくとも本発明に係るバリア層(硬化型樹脂層)を設ける側には、接着性向上のための公知の種々の処理、コロナ放電処理、火炎処理、酸化処理、プラズマ処理、もしくは平滑層の積層等を、必要に応じて組み合わせて行うことができる。   On both sides of the substrate, at least on the side where the barrier layer (curable resin layer) according to the present invention is provided, various known treatments for improving adhesion, corona discharge treatment, flame treatment, oxidation treatment, plasma treatment, or The lamination of the smooth layer can be performed in combination as needed.

〔中間層〕
上述の基材、第1の層、第2の層、および第3の層間または表面には、本発明の効果を損なわない範囲で別途中間層を設けてもよい。
[Intermediate layer]
In the range which does not impair the effect of this invention, you may provide an intermediate | middle layer separately to the above-mentioned base material, 1st layer, 2nd layer, and 3rd layer or surface.

(硬化性樹脂層)
本発明に係るガスバリア性フィルムは、基材上に、硬化性樹脂を硬化させて形成されてなる硬化性樹脂層を有することが好ましい。前記硬化性樹脂としては特に制限されず、活性エネルギー線硬化性材料等に対して紫外線等の活性エネルギー線を照射し硬化させて得られる活性エネルギー線硬化性樹脂や、熱硬化性材料を加熱することにより硬化して得られる熱硬化性樹脂等が挙げられる。該硬化性樹脂は、単独でもまたは2種以上組み合わせて用いてもよい。
(Curable resin layer)
The gas barrier film according to the present invention preferably has a curable resin layer formed by curing a curable resin on a substrate. The curable resin is not particularly limited, and the active energy ray curable resin or the thermosetting material obtained by irradiating the active energy ray curable material or the like with an active energy ray such as ultraviolet rays and curing it is heated. And thermosetting resins obtained by curing. The curable resins may be used alone or in combination of two or more.

かような硬化性樹脂層は、(1)基材表面を平滑にする、(2)積層される上層の応力を緩和する、(3)基材と上層との接着性を高める、の少なくとも一つの機能を有する。このため、該硬化性樹脂層は、後述の、平滑層、アンカーコート層(易接着層)と兼用されてもよい。   Such a curable resin layer is at least one of (1) smoothing the substrate surface, (2) relieving the stress of the upper layer to be laminated, and (3) enhancing the adhesion between the substrate and the upper layer. Have one function. Therefore, the curable resin layer may be used also as a smooth layer and an anchor coat layer (easy adhesion layer) described later.

活性エネルギー線硬化性材料としては、例えば、アクリレート化合物を含有する組成物、アクリレート化合物とチオール基を含有するメルカプト化合物とを含有する組成物、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ポリエチレングリコールアクリレート、グリセロールメタクリレート等の多官能アクリレートモノマーを含有する組成物等が挙げられる。具体的には、JSR株式会社製のUV硬化型有機/無機ハイブリッドハードコート材 OPSTAR(登録商標)シリーズ(シリカ微粒子に重合性不飽和基を有する有機化合物を結合させてなる化合物)を用いることができる。また、上記のような組成物の任意の混合物を使用することも可能であり、光重合性不飽和結合を分子内に1個以上有する反応性のモノマーを含有している活性エネルギー線硬化性材料であれば特に制限はない。   As the active energy ray-curable material, for example, a composition containing an acrylate compound, a composition containing an acrylate compound and a mercapto compound containing a thiol group, epoxy acrylate, urethane acrylate, polyester acrylate, polyether acrylate, polyethylene The composition etc. which contain polyfunctional acrylate monomers, such as glycol acrylate and a glycerol methacrylate, are mentioned. Specifically, a UV curable organic / inorganic hybrid hard coat material OPSTAR (registered trademark) series (a compound obtained by binding an organic compound having a polymerizable unsaturated group to silica fine particles) manufactured by JSR Corporation may be used. it can. Also, it is possible to use any mixture of the compositions as described above, and an active energy ray curable material containing a reactive monomer having one or more photopolymerizable unsaturated bonds in the molecule. There is no particular limitation as long as

光重合性不飽和結合を分子内に1個以上有する反応性モノマーとしては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、n−ペンチルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、n−オクチルアクリレート、n−デシルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、アリルアクリレート、ベンジルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、ブトキシエチレングリコールアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、グリセロールアクリレート、グリシジルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、イソボニルアクリレート、イソデキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、2−メトリキエチルアクリレート、メトキシエチレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ステアリルアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,5−ペンタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサジオールジアクリレート、1,3−プロパンジオールアクリレート、1,4−シクロヘキサンジオールジアクリレート、2,2−ジメチロールプロパンジアクリレート、グリセロールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、グリセロールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ポリオキシエチルトリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールトリアクリレート、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールテトラアクリレート、プロピオンオキサイド変性ペンタエリスリトールトリアクリレート、プロピオンオキサイド変性ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ポリオキシプロピルトリメチロールプロパントリアクリレート、ブチレングリコールジアクリレート、1,2,4−ブタンジオールトリアクリレート、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタジオールジアクリレート、ジアリルフマレート、1,10−デカンジオールジメチルアクリレート、ペンタエリスリトールヘキサアクリレート、および、上記のアクリレートをメタクリレートに換えたもの、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、1−ビニル−2−ピロリドン等が挙げられる。上記の反応性モノマーは、1種または2種以上の混合物として、あるいはその他の化合物との混合物として使用することができる。   As reactive monomers having one or more photopolymerizable unsaturated bonds in the molecule, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, tert-butyl acrylate, n-pentyl Acrylate, n-hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, n-octyl acrylate, n-decyl acrylate, hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl acrylate, allyl acrylate, benzyl acrylate, butoxyethyl acrylate, butoxy ethylene glycol acrylate, cyclohexyl acrylate, dicyclo Pentanyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, glycerol acrylate, glyci Acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, isobonyl acrylate, isodexyl acrylate, isooctyl acrylate, lauryl acrylate, 2-metric ethyl acrylate, methoxy ethylene glycol acrylate, phenoxyethyl acrylate, stearyl acrylate, Ethylene glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,5-pentanediol diacrylate, 1,6-hexadiol diacrylate, 1,3-propanediol acrylate, 1,4-cyclohexanediol Diacrylate, 2, 2-dimethylol propane diacrylate, glycerol diacrylate, tripropyle Glycol diacrylate, glycerol triacrylate, trimethylolpropane triacrylate, polyoxyethyl trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, ethylene oxide modified pentaerythritol triacrylate, ethylene oxide modified pentaerythritol tetraacrylate, propion Oxide modified pentaerythritol triacrylate, propion oxide modified pentaerythritol tetraacrylate, triethylene glycol diacrylate, polyoxypropyl trimethylolpropane triacrylate, butylene glycol diacrylate, 1,2,4-butanediol triacrylate, 2,2, 4-to Lymethyl-1,3-pentadiol diacrylate, diallyl fumarate, 1,10-decanediol dimethyl acrylate, pentaerythritol hexaacrylate, and the above acrylates replaced with methacrylates, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 1-vinyl-2-pyrrolidone etc. are mentioned. The above-mentioned reactive monomers can be used as a mixture of one or more, or as a mixture with other compounds.

活性エネルギー線硬化性材料を含む組成物は、光重合開始剤を含有することが好ましい。   The composition containing the active energy ray curable material preferably contains a photopolymerization initiator.

光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、4,4−ビス(ジメチルアミン)ベンゾフェノン、4,4−ビス(ジエチルアミン)ベンゾフェノン、α−アミノ・アセトフェノン、4,4−ジクロロベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4−メチルジフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン、p−tert−ブチルジクロロアセトフェノン、チオキサントン、2−メチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、ベンジルメトキシエチルアセタール、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、アントラキノン、2−tert−ブチルアントラキノン、2−アミルアントラキノン、β−クロルアントラキノン、アントロン、ベンズアントロン、ジベンズスベロン、メチレンアントロン、4−アジドベンジルアセトフェノン、2,6−ビス(p−アジドベンジリデン)シクロヘキサン、2,6−ビス(p−アジドベンジリデン)−4−メチルシクロヘキサノン、2−フェニル−1,2−ブタジオン−2−(o−メトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム、1,3−ジフェニル−プロパントリオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−3−エトキシ−プロパントリオン−2−(o−ベンゾイル)オキシム、ミヒラーケトン、2−メチル[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モノフォリノ−1−プロパン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モノフォリノフェニル)−ブタノン−1、ナフタレンスルホニルクロライド、キノリンスルホニルクロライド、n−フェニルチオアクリドン、4,4−アゾビスイソブチロニトリル、ジフェニルジスルフィド、ベンズチアゾールジスルフィド、トリフェニルホスフィン、カンファーキノン、四臭化炭素、トリブロモフェニルスルホン、過酸化ベンゾイン、エオシン、メチレンブルー等の光還元性の色素とアスコルビン酸、トリエタノールアミン等の還元剤の組み合わせ等が挙げられ、これらの光重合開始剤を1種または2種以上の組み合わせで使用することができる。   As the photopolymerization initiator, for example, benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 4,4-bis (dimethylamine) benzophenone, 4, 4-bis (diethylamine) benzophenone, α-amino acetophenone, 4, 4-dichloro Benzophenone, 4-benzoyl-4-methyldiphenyl ketone, dibenzyl ketone, fluorenone, 2,2-diethoxyacetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2-hydroxy-2-methylpropiophenone, p- tert-Butyl dichloroacetophenone, thioxanthone, 2-methyl thioxanthone, 2-chloro thioxanthone, 2-isopropyl thioxanthone, diethyl thioxanthone, benzyl dimethyl ketal, benzyl methoxyethyl acetal, benzoi Methyl ether, benzoin butyl ether, anthraquinone, 2-tert-butyl anthraquinone, 2-amyl anthraquinone, β-chloroanthraquinone, anthrone, benzanthrone, dibenzsuberone, methylene anthrone, 4-azidobenzylacetophenone, 2,6-bis (p-azide Benzylidene) cyclohexane, 2,6-bis (p-azidobenzylidene) -4-methylcyclohexanone, 2-phenyl-1,2-butadione-2- (o-methoxycarbonyl) oxime, 1-phenyl-propanedione-2- (O-ethoxycarbonyl) oxime, 1,3-diphenyl-propanetrione-2- (o-ethoxycarbonyl) oxime, 1-phenyl-3-ethoxy-propanetrione-2- (o-benzoyl) oxy , Michler's ketone, 2-methyl [4- (methylthio) phenyl] -2-monophorino-1-propane, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-monophorinophenyl) -butanone-1, naphthalenesulfonyl chloride , Quinoline sulfonyl chloride, n-phenylthioacridone, 4,4-azobisisobutyronitrile, diphenyl disulfide, benzthiazole disulfide, triphenylphosphine, camphorquinone, carbon tetrabromide, tribromophenyl sulfone, peroxidated benzoin And combinations of photoreducible dyes such as eosin and methylene blue with reducing agents such as ascorbic acid and triethanolamine. These photopolymerization initiators can be used alone or in combination of two or more. .

熱硬化性材料としては、具体的には、クラリアント社製のトゥットプロムシリーズ(有機ポリシラザン)、セラミックコート株式会社製のSP COAT耐熱クリアー塗料、アデカ社製のナノハイブリッドシリコーン、DIC株式会社製のユニディック(登録商標)V−8000シリーズ、EPICLON(登録商標) EXA−4710(超高耐熱性エポキシ樹脂)、信越化学工業株式会社製のシリコン樹脂 X−12−2400(商品名)、日東紡績株式会社製の無機・有機ナノコンポジット材料SSGコート、アクリルポリオールとイソシアネートプレポリマーとからなる熱硬化性ウレタン樹脂、フェノール樹脂、尿素メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコン樹脂、ポリアミドアミン−エピクロルヒドリン樹脂等が挙げられる。   As the thermosetting material, specifically, Tutoprom series (organic polysilazane) manufactured by Clariant, SP COAT heat-resistant clear paint manufactured by Ceramic Coat Co., Ltd., nano hybrid silicone manufactured by Adeka, Uni manufactured by DIC Corporation Dick (registered trademark) V-8000 series, EPICLON (registered trademark) EXA-4710 (super high heat resistant epoxy resin), silicone resin X-12-2400 (trade name) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Nitto Boseki Co., Ltd. Inorganic / organic nanocomposite material SSG coat, thermosetting urethane resin consisting of acrylic polyol and isocyanate prepolymer, phenol resin, urea melamine resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, silicone resin, polyamidoamine-epichlorohydrin resin And the like.

硬化性樹脂層の形成方法は、特に制限はないが、硬化性材料を含む塗布液をスピンコーティング法、スプレー法、ブレードコーティング法、ディップ法、グラビア印刷法等のウエットコーティング法、または蒸着法等のドライコーティング法により塗布し塗膜を形成した後、可視光線、赤外線、紫外線、X線、α線、β線、γ線、電子線等の活性エネルギー線の照射および/または加熱により、前記塗膜を硬化させて形成する方法が好ましい。活性エネルギー線を照射する方法としては、例えば超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、メタルハライドランプ等を用い好ましくは100〜400nm、より好ましくは200〜400nmの波長領域の紫外線を照射する、または、走査型やカーテン型の電子線加速器から発せられる100nm以下の波長領域の電子線を照射する方法が挙げられる。   The method for forming the curable resin layer is not particularly limited, but a coating liquid containing a curable material may be applied by spin coating, spraying, blade coating, dip coating, wet coating such as gravure printing, vapor deposition, etc. The above coating is applied by the dry coating method to form a coating film, and then the coating is performed by irradiation and / or heating of active energy rays such as visible light, infrared rays, ultraviolet rays, X rays, α rays, β rays, γ rays, and electron beams. The method of curing and forming a film is preferred. As a method of irradiating active energy rays, for example, ultra-high pressure mercury lamps, high pressure mercury lamps, low pressure mercury lamps, carbon arc, metal halide lamps etc. are preferably used to irradiate ultraviolet light in a wavelength range of 100 to 400 nm, more preferably 200 to 400 nm. Another example is a method of irradiating an electron beam in a wavelength range of 100 nm or less emitted from a scanning or curtain type electron beam accelerator.

硬化性材料を溶媒に溶解または分散させた塗布液を用いて硬化性樹脂層を形成する際に使用する溶媒としては、メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール等のアルコール類、α−もしくはβ−テルピネオール等のテルペン類等、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、N−メチル−2−ピロリドン、ジエチルケトン、2−ヘプタノン、4−ヘプタノン等のケトン類、トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類、セロソルブ、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、2−メトキシエチルアセテート、シクロヘキシルアセテート、2−エトキシエチルアセテート、3−メトキシブチルアセテート等の酢酸エステル類、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、ジプロピレングリコールジアルキルエーテル、3−エトキシプロピオン酸エチル、安息香酸メチル、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等を挙げることができる。   As a solvent to be used when forming a curable resin layer using a coating liquid in which a curable material is dissolved or dispersed in a solvent, methanol, ethanol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, propylene glycol, etc. Alcohols, terpenes such as α- or β-terpineol, etc., acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, N-methyl-2-pyrrolidone, diethyl ketone, ketones such as 2-heptanone, 4-heptanone, toluene, xylene, tetramethyl Aromatic hydrocarbons such as benzene, cellosolve, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, carbitol, methyl carbitol, ethyl carbitol, butyl carbitol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether Glycol ethers such as ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, ethyl acetate, butyl acetate, cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, carbi Acetate esters such as tall acetate, ethyl carbitol acetate, butyl carbitol acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, 2-methoxyethyl acetate, cyclohexyl acetate, 2-ethoxyethyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, etc. , Diethylene glycol dialkyl ether, dip Propylene glycol dialkyl ethers, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl benzoate, N, N- dimethylacetamide, N, may be mentioned N- dimethylformamide.

硬化性樹脂層は、上述の材料に加えて、必要に応じて、熱可塑性樹脂や酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤等の添加剤を含有することができる。また、成膜性向上および膜のピンホール発生防止等のために適切な樹脂や添加剤を使用してもよい。熱可塑性樹脂としては、アセチルセルロース、ニトロセルロース、アセチルブチルセルロース、エチルセルロース、メチルセルロース等のセルロース誘導体、酢酸ビニルおよびその共重合体、塩化ビニルおよびその共重合体、塩化ビニリデンおよびその共重合体等のビニル樹脂、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール等のアセタール樹脂、アクリル樹脂およびその共重合体、メタクリル樹脂およびその共重合体等のアクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、線状ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。   The curable resin layer can contain, in addition to the above-described materials, if necessary, additives such as a thermoplastic resin, an antioxidant, an ultraviolet light absorber, and a plasticizer. In addition, an appropriate resin or additive may be used to improve film formability and to prevent pinholes in the film. Thermoplastic resins include cellulose derivatives such as acetylcellulose, nitrocellulose, acetylbutylcellulose, ethylcellulose, methylcellulose, vinyl acetate and copolymers thereof, vinyl chloride and copolymers thereof, vinylidene chloride and copolymers thereof and the like Examples thereof include resins, acetal resins such as polyvinyl formal and polyvinyl butyral, acrylic resins and copolymers thereof, acrylic resins such as methacrylic resins and copolymers thereof, polystyrene resins, polyamide resins, linear polyester resins, polycarbonate resins and the like.

硬化性樹脂層の厚さとしては、特に制限されないが、0.1〜10μmの範囲が好ましい。   The thickness of the curable resin layer is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.1 to 10 μm.

硬化性樹脂層の平滑性は、中心線平均表面粗さ(Ra)は、0.3〜2.0nmであることが好ましく、0.3〜1.0nmであることがより好ましい。かような範囲であれば、基材表面を平滑にするという硬化性樹脂層の一目的を達成しうる。なお、中心線平均表面粗さ(Ra)は、実施例に記載の方法により測定することができる。   As for the smoothness of the curable resin layer, the center line average surface roughness (Ra) is preferably 0.3 to 2.0 nm, and more preferably 0.3 to 1.0 nm. Within such a range, one purpose of the curable resin layer to make the substrate surface smooth can be achieved. In addition, centerline average surface roughness (Ra) can be measured by the method as described in an Example.

硬化性樹脂層の弾性率は、2.0〜20.0Paであることが好ましい。かような範囲であれば、膜面のハードコート性が向上し、上層積層による応力を緩和できるという硬化性樹脂層の一目的を達成しうる。なお、弾性率は、従来公知の弾性率測定方法により求めることができ、例えば、オリエンテック社製バイブロンDDV−2を用いて一定の歪みを一定の周波数(Hz)で掛ける条件下で測定する方法、測定装置としてRSA−II(レオメトリックス社製)を用い、基材上に硬化性樹脂層を形成した後、一定周波数で印加歪を変化させたとき得られる測定値により求める方法、あるいは、ナノインデンテーション法を適用したナノインデンター、例えば、MTSシステム社製のナノインデンター(Nano IndenterTMXP/DCM)により測定することができる。   The elastic modulus of the curable resin layer is preferably 2.0 to 20.0 Pa. Within such a range, the hard coatability of the film surface is improved, and one purpose of the curable resin layer that the stress due to the upper layer lamination can be relaxed can be achieved. The elastic modulus can be determined by a conventionally known elastic modulus measurement method, for example, a method of measuring under a condition that a constant strain is applied at a constant frequency (Hz) using Vibron DDV-2 manufactured by Orientec Co., Ltd. After forming a curable resin layer on a substrate using RSA-II (manufactured by Rheometrics) as a measuring device, a method of obtaining a measurement value obtained when the applied strain is changed at a constant frequency, or nano It can be measured by a nano indenter to which the indentation method is applied, for example, a nano indenter (Nano IndenterTMXP / DCM) manufactured by MTS System, Inc.

(プライマー層(平滑層))
本発明のガスバリア性フィルムは、基材のバリア層を有する面にプライマー層(平滑層)を有していてもよい。プライマー層は突起等が存在する基材の粗面を平坦化するために設けられる。このようなプライマー層は、基本的には、活性エネルギー線硬化性材料または熱硬化性材料等を硬化させて形成される。プライマー層は、上記のような機能を有していれば、基本的に上記の硬化性樹脂層と同じ構成をとっても構わない。
(Primer layer (smooth layer))
The gas barrier film of the present invention may have a primer layer (smooth layer) on the surface of the substrate having the barrier layer. The primer layer is provided to flatten the rough surface of the substrate on which protrusions and the like are present. Such a primer layer is basically formed by curing an active energy ray curable material or a thermosetting material or the like. The primer layer may basically have the same configuration as the above curable resin layer as long as it has the above-described function.

前記活性エネルギー線硬化性材料および前記熱硬化性材料の例、およびプライマー層の形成方法は、上記の硬化性樹脂層の欄で説明したものと同様であるので、ここでは説明を省略する。   The examples of the active energy ray curable material and the thermosetting material, and the method of forming the primer layer are the same as those described in the section of the curable resin layer, and thus the description thereof is omitted here.

プライマー層の厚さとしては、特に制限されないが、0.1〜10μmの範囲が好ましい。   The thickness of the primer layer is not particularly limited but is preferably in the range of 0.1 to 10 μm.

なお、該平滑層は、下記アンカーコート層として用いてもよい。   The smooth layer may be used as the following anchor coat layer.

(アンカーコート層)
本発明に係る基材表面には、バリア層との接着性(密着性)の向上を目的として、アンカーコート層を易接着層として形成してもよい。このアンカーコート層に用いられるアンカーコート剤としては、ポリエステル樹脂、イソシアネート樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エチレンビニルアルコール樹脂、ビニル変性樹脂、エポキシ樹脂、変性スチレン樹脂、変性シリコン樹脂、およびアルキルチタネート等を、1または2種以上併せて使用することができる。上記アンカーコート剤は、市販品を使用してもよい。具体的には、シロキサン系UV硬化型ポリマー溶液(信越化学工業株式会社製、「X−12−2400」の3%イソプロピルアルコール溶液)を用いることができる。
(Anchor coat layer)
An anchor coat layer may be formed as an easy adhesion layer on the surface of the substrate according to the present invention for the purpose of improving the adhesion (adhesion) with the barrier layer. As an anchor coat agent used for this anchor coat layer, polyester resin, isocyanate resin, urethane resin, acrylic resin, ethylene vinyl alcohol resin, vinyl modified resin, epoxy resin, modified styrene resin, modified silicone resin, alkyl titanate, etc. , 1 or 2 or more types can be used in combination. The anchor coating agent may be a commercially available product. Specifically, a siloxane-based UV-curable polymer solution (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., 3% isopropyl alcohol solution of “X-12-2400”) can be used.

これらのアンカーコート剤には、従来公知の添加剤を加えることもできる。そして、上記のアンカーコート剤は、ロールコート、グラビアコート、ナイフコート、ディップコート、スプレーコート等の公知の方法により基材上にコーティングし、溶剤、希釈剤等を乾燥除去することによりコーティングすることができる。上記のアンカーコート剤の塗布量としては、0.1〜5g/m(乾燥状態)程度が好ましい。なお、市販の易接着層付き基材を用いてもよい。 A conventionally known additive can also be added to these anchor coating agents. Then, the above-mentioned anchor coating agent is coated on the substrate by a known method such as roll coating, gravure coating, knife coating, dip coating, spray coating, etc. and coated by drying and removing the solvent, diluent and the like. Can. As a coating amount of said anchor coating agent, about 0.1-5 g / m < 2 > (dry state) grade is preferable. In addition, you may use a commercially available base material with an easily bonding layer.

または、アンカーコート層は、物理蒸着法または化学蒸着法といった気相法により形成することもできる。例えば、特開2008−142941号公報に記載のように、接着性等を改善する目的で酸化ケイ素を主体とした無機膜を形成することもできる。   Alternatively, the anchor coat layer can be formed by a vapor phase method such as physical vapor deposition or chemical vapor deposition. For example, as described in JP-A-2008-142941, an inorganic film mainly composed of silicon oxide can also be formed for the purpose of improving adhesion and the like.

また、アンカーコート層の厚さは、特に制限されないが、0.5〜10.0μm程度が好ましい。   The thickness of the anchor coat layer is not particularly limited, but is preferably about 0.5 to 10.0 μm.

(ブリードアウト防止層)
本発明のガスバリア性フィルムにおいては、ブリードアウト防止層を設けることができる。ブリードアウト防止層は、硬化性樹脂層/平滑層を有するフィルムを加熱した際に、フィルム基材中から未反応のオリゴマー等が表面へ移行して、接触する面を汚染する現象を抑制する目的で、硬化性樹脂層/平滑層を有する基材の反対面に設けられる。ブリードアウト防止層は、この機能を有していれば、基本的に硬化性樹脂層/平滑層と同じ構成をとっても構わない。
(Bleed out prevention layer)
In the gas barrier film of the present invention, a bleed out preventing layer can be provided. The bleed-out preventing layer is intended to suppress the phenomenon that unreacted oligomers and the like migrate from the film substrate to the surface and contaminate the contacting surface when the film having the curable resin layer / smooth layer is heated. Is provided on the opposite side of the substrate having the curable resin layer / smooth layer. The bleed-out preventing layer may basically have the same configuration as the curable resin layer / smooth layer as long as it has this function.

ブリードアウト防止層に含ませることが可能な、ハードコート剤としては、分子中に2個以上の重合性不飽和基を有する多価不飽和有機化合物、あるいは分子中に1個の重合性不飽和基を有する単価不飽和有機化合物等を挙げることができる。   As a hard coating agent that can be included in the bleed-out prevention layer, a polyunsaturated organic compound having two or more polymerizable unsaturated groups in the molecule, or one polymerizable unsaturated compound in the molecule The unitary unsaturated organic compound etc. which have group can be mentioned.

ここで、多価不飽和有機化合物としては、例え、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリセロールジ(メタ)アクリレート、グリセロールトリ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Here, as polyunsaturated organic compounds, for example, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, glycerol di (meth) acrylate, glycerol tri (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (Meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, dicyclopentanyl di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate ) Acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol monohydroxy penta (meth) acrylate, ditrimethylolpropane Tiger (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate.

また、単価不飽和有機化合物としては、例えばメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−(2−エトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、2−メトキシプロピル(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Moreover, as a unitary unsaturated organic compound, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, lauryl (Meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, methylcyclohexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (2-hydroxypropyl (meth) acrylate Meta) acrylate, glycerol (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, 2-ethoxyethyl (meth) acrylate, 2- (2-ethene) 2-Siethoxy) ethyl (meth) acrylate, butoxyethyl (meth) acrylate, 2-methoxyethyl (meth) acrylate, methoxydiethylene glycol (meth) acrylate, methoxytriethylene glycol (meth) acrylate, methoxy polyethylene glycol (meth) acrylate, 2- Methoxypropyl (meth) acrylate, methoxydipropylene glycol (meth) acrylate, methoxytripropylene glycol (meth) acrylate, methoxypolypropylene glycol (meth) acrylate, polyethylene glycol (meth) acrylate, polypropylene glycol (meth) acrylate and the like .

その他の添加剤として、マット剤を含有してもよい。マット剤としては、平均粒子径が0.1〜5μm程度の無機粒子が好ましい。   A matting agent may be contained as another additive. As the matting agent, inorganic particles having an average particle diameter of about 0.1 to 5 μm are preferable.

このような無機粒子としては、シリカ、アルミナ、タルク、クレイ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化ジルコニウム等の1種または2種以上を併せて使用することができる。   As such inorganic particles, one or more of silica, alumina, talc, clay, calcium carbonate, magnesium carbonate, barium sulfate, aluminum hydroxide, titanium dioxide, zirconium oxide and the like can be used in combination. .

ここで、無機粒子からなるマット剤は、ハードコート剤の固形分100重量部に対して2重量部以上、好ましくは4重量部以上、より好ましくは6重量部以上、20重量部以下、好ましくは18重量部以下、より好ましくは16重量部以下の割合で混合されていることが望ましい。   Here, the matting agent comprising inorganic particles is 2 parts by weight or more, preferably 4 parts by weight or more, more preferably 6 parts by weight to 20 parts by weight, preferably 100 parts by weight of the solid content of the hard coating agent. It is desirable that they are mixed in a proportion of 18 parts by weight or less, more preferably 16 parts by weight or less.

また、ブリードアウト防止層には、ハードコート剤およびマット剤の他の成分として熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電離放射線硬化性樹脂、光重合開始剤等を含有させてもよい。   In addition, the bleed out preventing layer may contain a thermoplastic resin, a thermosetting resin, an ionizing radiation curable resin, a photopolymerization initiator, and the like as other components of the hard coating agent and the matting agent.

このような熱可塑性樹脂としては、アセチルセルロース、ニトロセルロース、アセチルブチルセルロース、エチルセルロース、メチルセルロース等のセルロース誘導体、酢酸ビニルおよびその共重合体、塩化ビニルおよびその共重合体、塩化ビニリデンおよびその共重合体等のビニル系樹脂、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール等のアセタール系樹脂、アクリル樹脂およびその共重合体、メタクリル樹脂およびその共重合体等のアクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、線状ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。   As such a thermoplastic resin, cellulose derivatives such as acetylcellulose, nitrocellulose, acetylbutylcellulose, ethylcellulose, methylcellulose and the like, vinyl acetate and its copolymer, vinyl chloride and its copolymer, vinylidene chloride and its copolymer Etc., acetal resins such as polyvinyl formal and polyvinyl butyral, acrylic resins and copolymers thereof, acrylic resins such as methacrylic resins and copolymers thereof, polystyrene resins, polyamide resins, linear polyester resins, polycarbonates Resin etc. are mentioned.

また、熱硬化性樹脂としては、アクリルポリオールとイソシアネートプレポリマーとからなる熱硬化性ウレタン樹脂、フェノール樹脂、尿素メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコン樹脂等が挙げられる。   Moreover, as a thermosetting resin, the thermosetting urethane resin which consists of an acryl polyol and an isocyanate prepolymer, a phenol resin, a urea melamine resin, an epoxy resin, unsaturated polyester resin, a silicone resin etc. are mentioned.

また、電離放射線硬化性樹脂としては、光重合性プレポリマーもしくは光重合性モノマー等の1種または2種以上を混合した電離放射線硬化塗料に、電離放射線(紫外線または電子線)を照射することで硬化するものを使用することができる。ここで光重合性プレポリマーとしては、1分子中に2個以上のアクリロイル基を有し、架橋硬化することにより3次元網目構造となるアクリル系プレポリマーが特に好ましく使用される。このアクリル系プレポリマーとしては、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、メラミンアクリレート等が使用できる。また光重合性モノマーとしては、上記に記載した多価不飽和有機化合物等が使用できる。   In addition, as the ionizing radiation curable resin, an ionizing radiation curing paint obtained by mixing one or more kinds of photopolymerizable prepolymers or photopolymerizable monomers is irradiated with ionizing radiation (ultraviolet ray or electron beam). Those that cure can be used. Here, as the photopolymerizable prepolymer, an acrylic prepolymer which has two or more acryloyl groups in one molecule and forms a three-dimensional network structure by crosslinking and curing is particularly preferably used. As the acrylic prepolymer, urethane acrylate, polyester acrylate, epoxy acrylate, melamine acrylate and the like can be used. Further, as the photopolymerizable monomer, the polyunsaturated organic compounds described above and the like can be used.

また、光重合開始剤としては、アセトフェノン、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾイン、ベンジルメチルケタール、ベンゾインベンゾエート、ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−(4−(メチルチオ)フェニル)−2−(4−モルフォリニル)−1−プロパン、α−アシロキシムエステル、チオキサンソン類等が挙げられる。   Further, as a photopolymerization initiator, acetophenone, benzophenone, Michler's ketone, benzoin, benzyl methyl ketal, benzoin benzoate, hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-methyl-1- (4- (methylthio) phenyl) -2- (4-morpholinyl) And 1) propane, α-acyloxime esters, thioxanthones and the like.

以上のようなブリードアウト防止層は、ハードコート剤、および必要に応じて他の成分を配合して、適宜必要に応じて用いる希釈溶剤によって塗布液として調製し、塗布液を基材フィルム表面に従来公知の塗布方法によって塗布した後、電離放射線を照射して硬化させることにより形成することができる。なお、電離放射線を照射する方法としては、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、メタルハライドランプ等から発せられる好ましくは100〜400nm、より好ましくは200〜400nmの波長領域の紫外線を照射する、または走査型やカーテン型の電子線加速器から発せられる100nm以下の波長領域の電子線を照射することにより行うことができる。   The above bleed out preventing layer is prepared as a coating solution by blending a hard coating agent and, if necessary, other components as appropriate, with a dilution solvent used as needed, and the coating solution is applied to the substrate film surface. After apply | coating by the conventionally well-known application method, it can form by irradiating and hardening ionizing radiation. In addition, as a method of irradiating ionizing radiation, ultraviolet light in a wavelength range of preferably 100 to 400 nm, more preferably 200 to 400 nm emitted from an ultrahigh pressure mercury lamp, high pressure mercury lamp, low pressure mercury lamp, carbon arc, metal halide lamp etc. Or it can carry out by irradiating the electron beam of a 100 nm or less wavelength range emitted from a scanning type or curtain type electron beam accelerator.

本発明におけるブリードアウト防止層の厚さとしては、1〜10μm、好ましくは2〜7μmであることが望ましい。1μm以上にすることにより、フィルムとしての耐熱性を十分なものにし易くなり、10μm以下にすることにより、平滑フィルムの光学特性のバランスを調整し易くなると共に、硬化性樹脂層/平滑層を透明高分子フィルムの一方の面に設けた場合におけるガスバリア性フィルムのカールを抑え易くすることができるようになる。   The thickness of the bleed out preventing layer in the present invention is desirably 1 to 10 μm, preferably 2 to 7 μm. By setting the thickness to 1 μm or more, the heat resistance as a film can be easily made sufficient, and by setting the thickness to 10 μm or less, the balance of the optical characteristics of the smooth film can be easily adjusted, and the curable resin layer / smooth layer is transparent. When provided on one surface of the polymer film, the curl of the gas barrier film can be easily suppressed.

本発明のガスバリア性フィルムには、必要に応じてさらに別の有機層や保護層、吸湿層、帯電防止層等の機能化層を設けることができる。   The gas barrier film of the present invention may be provided with other functional layers such as an organic layer, a protective layer, a moisture absorption layer, an antistatic layer and the like, if necessary.

[ガスバリア性フィルムの製造方法]
本発明のガスバリア性フィルムの製造方法の好適な一実施形態は、化学蒸着法によりSi、AlおよびTiの少なくとも一種を含む酸化物、窒化物、酸窒化物および酸炭化物からなる群から選択される少なくとも1種を含む第1の層を形成する段階と、原子層堆積法により無機酸化物を含む第2の層を形成する段階と、ケイ素化合物を含有する液を塗布し、得られる塗膜を改質処理して得られる第3の層を形成する段階と、を含む、ガスバリア性フィルムの製造方法である。各工程の詳細は各層で上述したとおりである。さらに好適な一実施形態は、化学蒸着法によりSi、AlおよびTiの少なくとも一種を含む酸化物、窒化物、酸窒化物および酸炭化物からなる群から選択される少なくとも1種を含む第1の層を形成する段階と、前記第1の層上に、原子層堆積法により無機酸化物を含む第2の層を形成する段階と、前記第2の層上に、ケイ素化合物を含有する液を塗布し、得られる塗膜を改質処理して得られる第3の層を形成する段階と、を含む、ガスバリア性フィルムの製造方法である。
[Method of producing gas barrier film]
A preferred embodiment of the method for producing a gas barrier film of the present invention is selected from the group consisting of oxides, nitrides, oxynitrides and oxycarbides containing at least one of Si, Al and Ti by chemical vapor deposition. A step of forming a first layer containing at least one kind, a step of forming a second layer containing an inorganic oxide by atomic layer deposition, and applying a solution containing a silicon compound And b) forming a third layer obtained by the modification treatment. The details of each step are as described above in each layer. A further preferred embodiment is the first layer comprising at least one selected from the group consisting of oxides, nitrides, oxynitrides and oxycarbides comprising at least one of Si, Al and Ti by chemical vapor deposition. Forming a second layer containing an inorganic oxide by atomic layer deposition on the first layer, and applying a solution containing a silicon compound on the second layer. And forming a third layer obtained by subjecting the obtained coating film to a modification treatment.

[電子デバイス]
上記したような本発明のガスバリア性フィルムは、優れたガスバリア性、透明性、屈曲性を有する。このため、本発明のガスバリア性フィルムは、電子デバイス等のパッケージ、光電変換素子(太陽電池素子)や有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子、液晶表示素子等の等の電子デバイスに用いられるガスバリア性フィルムおよびこれを用いた電子デバイスなど、様々な用途に使用することができる。
[Electronic device]
The gas barrier film of the present invention as described above has excellent gas barrier properties, transparency and flexibility. Therefore, the gas barrier film of the present invention can be used for electronic devices such as packages such as electronic devices, photoelectric conversion devices (solar cell devices), organic electroluminescence (EL) devices, liquid crystal display devices, etc. It can be used for various applications, such as electronic devices using this.

(電子素子本体)
電子素子本体は電子デバイスの本体であり、本発明に係るガスバリア性フィルム側に配置される。電子素子本体としては、ガスバリア性フィルムによる封止が適用されうる公知の電子デバイスの本体が使用できる。例えば、有機EL素子、太陽電池(PV)、液晶表示素子(LCD)、電子ペーパー、薄膜トランジスタ、タッチパネル等が挙げられる。本発明の効果がより効率的に得られるという観点から、該電子素子本体は、有機EL素子または太陽電池であることが好ましい。これらの電子素子本体の構成についても、特に制限はなく、従来公知の構成を有しうる。
(Electronic device body)
The electronic element main body is a main body of the electronic device, and is disposed on the gas barrier film side according to the present invention. As the electronic element body, a known electronic device body to which sealing with a gas barrier film can be applied can be used. For example, an organic EL element, a solar cell (PV), a liquid crystal display element (LCD), an electronic paper, a thin film transistor, a touch panel and the like can be mentioned. From the viewpoint of obtaining the effects of the present invention more efficiently, the electronic element body is preferably an organic EL element or a solar cell. The configuration of these electronic device bodies is also not particularly limited, and may have a conventionally known configuration.

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

(有機EL素子)
有機ELパネル9において、ガスバリアフィルム10で封止される有機EL素子5について説明する。
(Organic EL element)
The organic EL element 5 sealed by the gas barrier film 10 in the organic EL panel 9 will be described.

本発明に係るガスバリア性フィルム10を封止フィルムとして用いた電子機器である有機ELパネル9の一例を図5に示す。有機ELパネル9は、図5に示すように、ガスバリアフィルム10と、ガスバリア性フィルム10上に形成されたITOなどの透明電極4と、透明電極4を介してガスバリア性フィルム10上に形成された有機EL素子5と、その有機EL素子5を覆うように接着剤層6を介して配設された対向フィルム7等を備えている。なお、透明電極4は、有機EL素子5の一部を成すともいえる。このガスバリア性フィルム10におけるガスバリア層が形成された面に、透明電極4と有機EL素子5が形成されるようになっている。また、対向フィルム7は、アルミ箔などの金属フィルムのほか、本発明に係るガスバリアフィルムを用いてもよい。対向フィルム7にガスバリア性フィルムを用いる場合、ガスバリア層が形成された面を有機EL素子5に向けて、接着剤層6によって貼付するようにすればよい。   An example of the organic EL panel 9 which is an electronic device using the gas barrier film 10 according to the present invention as a sealing film is shown in FIG. As shown in FIG. 5, the organic EL panel 9 is formed on the gas barrier film 10 through the gas barrier film 10, the transparent electrode 4 such as ITO formed on the gas barrier film 10, and the transparent electrode 4. An organic EL element 5 and an opposing film 7 and the like disposed via an adhesive layer 6 so as to cover the organic EL element 5 are provided. In addition, it can be said that the transparent electrode 4 forms a part of the organic EL element 5. The transparent electrode 4 and the organic EL element 5 are formed on the surface of the gas barrier film 10 on which the gas barrier layer is formed. Moreover, the opposing film 7 may use the gas barrier film which concerns on this invention besides metal films, such as aluminum foil. When a gas barrier film is used as the opposing film 7, the surface on which the gas barrier layer is formed may be attached to the organic EL element 5 by the adhesive layer 6.

(有機EL素子)
有機ELパネル9において、ガスバリア性フィルム10で封止される有機EL素子5について説明する。
(Organic EL element)
The organic EL element 5 sealed with the gas barrier film 10 in the organic EL panel 9 will be described.

以下に有機EL素子5の層構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。   Although the preferable specific example of the laminated constitution of the organic EL element 5 is shown below below, this invention is not limited to these.

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

陽極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜として形成し、その薄膜をフォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は(100μm以上程度)、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。   The anode may be formed as a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering, and the thin film may be formed into a pattern of a desired shape by a photolithography method, or in cases where pattern accuracy is not much required ( The pattern may be formed through a mask having a desired shape at the time of deposition or sputtering of the electrode material, for example, about 100 μm or more).

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

(陰極)
有機EL素子5における陰極としては、仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム等が陰極として好適である。
(cathode)
As a cathode in the organic EL element 5, one having a metal having a small work function (4 eV or less) (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound and a mixture thereof as an electrode material is used. Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O) 3 ) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, rare earth metals etc. may be mentioned. Among them, a mixture of an electron injectable metal and a second metal which is a stable metal having a large work function value from the viewpoint of electron injectability and oxidation resistance, eg, a magnesium / silver mixture, Magnesium / aluminum mixtures, magnesium / indium mixtures, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixtures, lithium / aluminum mixtures, aluminum etc. are suitable as the cathode.

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

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

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

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

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

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

(発光層)
有機EL素子5における発光層は、電極(陰極、陽極)または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
(Emitting layer)
The light emitting layer in the organic EL element 5 is a layer which emits light by recombining electrons and holes injected from the electrode (cathode, anode) or electron transporting layer, hole transporting layer, and the light emitting portion is the light emitting layer Or the interface between the light emitting layer and the adjacent layer.

有機EL素子5の発光層には、以下に示すドーパント化合物(発光ドーパント)とホスト化合物(発光ホスト)が含有されることが好ましい。これにより、より一層発光効率を高くすることができる。   The light emitting layer of the organic EL element 5 preferably contains the following dopant compound (light emitting dopant) and host compound (light emitting host). Thereby, the light emission efficiency can be further enhanced.

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

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

リン光性ドーパントの代表例としては、好ましくは元素の周期表で8属、9属、10属の金属を含有する錯体系化合物であり、更に好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化合物であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。発光ドーパントは複数種の化合物を混合して用いてもよい。   Representative examples of phosphorescent dopants are preferably complex compounds containing metals of Groups 8, 9 and 10 in the periodic table of the elements, more preferably iridium compounds and osmium compounds, and the most preferable among them Is an iridium compound. The light emitting dopant may be used as a mixture of a plurality of compounds.

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

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

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

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

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

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

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

電子輸送材料としては、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができ、例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。また、8−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス(8−キノリノール)アルミニウム(Alq)、トリス(5,7−ジクロロ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5,7−ジブロモ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(2−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、ビス(8−キノリノール)亜鉛(Znq)等、及びこれらの金属錯体の中心金属がIn、Mg、Cu、Ca、Sn、GaまたはPbに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。その他、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、またはそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、正孔注入層、正孔輸送層と同様に、n型−Si、n型−SiC等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。 The electron transport material may have any function of transferring electrons injected from the cathode to the light emitting layer, and any material can be selected and used from conventionally known compounds as the material, For example, nitro-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyrandioxide derivatives, carbodiimides, fluorenylidenemethane derivatives, anthraquinodimethane and anthrone derivatives, oxadiazole derivatives and the like can be mentioned. Furthermore, in the above-mentioned oxadiazole derivative, a thiadiazole derivative in which the oxygen atom of the oxadiazole ring is substituted by a sulfur atom, and a quinoxaline derivative having a quinoxaline ring known as an electron withdrawing group can also be used as the electron transport material. Furthermore, it is also possible to use a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain, or in which these materials are used as a polymer main chain. Also, metal complexes of 8-quinolinol derivatives such as tris (8-quinolinol) aluminum (Alq 3 ), tris (5,7-dichloro-8-quinolinol) aluminum, tris (5,7-dibromo-8-quinolinol) Aluminum, tris (2-methyl-8-quinolinol) aluminum, tris (5-methyl-8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (Znq), etc., and central metals of these metal complexes are In, Mg Metal complexes replaced with Cu, Ca, Sn, Ga or Pb can also be used as the electron transport material. In addition, metal free or metal phthalocyanine, or those whose terminal is substituted with an alkyl group, a sulfonic acid group or the like can also be preferably used as the electron transport material. Further, as with the hole injection layer and the hole transport layer, inorganic semiconductors such as n-type-Si and n-type-SiC can also be used as the electron-transporting material.

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

(有機EL素子の作製方法)
有機EL素子5の作製方法について説明する。
(Method of manufacturing organic EL element)
The manufacturing method of the organic EL element 5 is demonstrated.

ここでは有機EL素子5の一例として、陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極からなる有機EL素子の作製方法について説明する。   Here, as an example of the organic EL element 5, a method of manufacturing an organic EL element including an anode / a hole injection layer / a hole transport layer / a light emitting layer / an electron transport layer / an electron injection layer / a cathode will be described.

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

次に、その上に有機EL素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層の有機化合物薄膜を形成させる。この有機化合物薄膜の成膜方法としては、蒸着法、ウェットプロセス(スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法)等があるが、均質な膜が得られやすく、且つピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法が特に好ましい。更に層毎に異なる成膜法を適用してもよい。成膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度50〜450℃、真空度10−6〜10−2Pa、蒸着速度0.01〜50nm/秒、基板温度−50〜300℃、膜厚0.1nm〜5μm、好ましくは5〜200nmの範囲で適宜選ぶことが望ましい。 Next, an organic compound thin film of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer, which is an organic EL element material, is formed thereon. The organic compound thin film can be formed by vapor deposition, wet process (spin coating, casting, inkjet, printing), etc., but it is easy to obtain a homogeneous film and it is difficult to generate pinholes. From the viewpoint of the like, a vacuum evaporation method, a spin coating method, an ink jet method and a printing method are particularly preferable. Furthermore, different film formation methods may be applied to each layer. When a deposition method is employed for film formation, the deposition conditions vary depending on the type of compound used, etc., but generally the boat heating temperature is 50 to 450 ° C., the vacuum degree is 10 -6 to 10 -2 Pa, the deposition rate is 0.01 It is desirable to select appropriately in the range of 50 nm / second, substrate temperature −50 to 300 ° C., film thickness 0.1 nm to 5 μm, preferably 5 to 200 nm.

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

この有機EL素子5の作製は、一回の真空引きで一貫して陽極、正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる成膜法を施しても構わない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。また、作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。   It is preferable to fabricate this organic EL element 5 consistently from the anode and the hole injection layer to the cathode by one evacuation, but it is also possible to take out in the middle and apply different film forming methods. At this time, it is necessary to take into consideration that the operation is performed in a dry inert gas atmosphere. In addition, it is also possible to reverse the order of preparation and to prepare in order of a cathode, an electron injection layer, an electron transport layer, a light emitting layer, a hole transport layer, a hole injection layer and an anode.

このようにして得られた有機EL素子5を備える多色の表示装置(有機ELパネル9)に、直流電圧を印加する場合には、陽極をプラス、陰極をマイナスの極性として電圧2〜40V程度を印加すると発光が観測できる。また、交流電圧を印加してもよい。なお、印加する交流の波形は任意でよい。   When a DC voltage is applied to a multicolor display device (organic EL panel 9) including the organic EL element 5 obtained in this manner, the anode is positive and the negative polarity is about 2 to 40 V The light emission can be observed by applying Alternatively, an alternating voltage may be applied. In addition, the waveform of the alternating current to apply may be arbitrary.

本発明の効果を、以下の実施例および比較例を用いて説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。   The effects of the present invention will be described using the following examples and comparative examples. However, the technical scope of the present invention is not limited to the following examples.

実施例1:ガスバリア性フィルムの作製
<試料の調製>
(基材)
熱可塑性樹脂である、両面に易接着加工された125μm厚みのポリエステルフィルム(帝人デュポンフィルム株式会社製、極低熱収PET Q83)を基材として用いた。
Example 1: Preparation of gas barrier film <Preparation of sample>
(Base material)
A 125 μm thick polyester film (manufactured by Teijin DuPont Film Co., Ltd., extremely low heat recovery PET Q83) which is a thermoplastic resin and subjected to easy adhesion processing on both sides was used as a base material.

(ブリードアウト防止層の形成)
上記基材の片面に、JSR株式会社製 UV硬化型有機/無機ハイブリッドハードコート材OPSTAR Z7535を塗布、乾燥後の膜厚が4μmになるようにダイコーターで塗布した後、乾燥条件;80℃、3分で乾燥後、空気下、高圧水銀ランプ使用、硬化条件;1.0J/cmで硬化を行い、ブリードアウト防止層を形成した。
(Formation of bleed-out prevention layer)
A UV curable organic / inorganic hybrid hard coat material OPSTAR Z7535 manufactured by JSR Corporation is coated on one side of the above base material and coated by a die coater so that the film thickness after drying becomes 4 μm, and then drying conditions: 80 ° C. After drying for 3 minutes, curing was performed under air, using a high pressure mercury lamp, and curing conditions: 1.0 J / cm 2 to form a bleed-out prevention layer.

(硬化性樹脂層(平滑層)の形成)
続けて上記基材の反対面に、JSR株式会社製 UV硬化型有機/無機ハイブリッドハードコート材OPSTAR Z7501を塗布、乾燥後の膜厚が4μmになるようにダイコーターで塗布した後、乾燥条件;80℃、3分で乾燥後、空気雰囲気下、高圧水銀ランプ使用、硬化条件;1.0J/cmで硬化を行い、硬化性樹脂層を形成した。このときの硬化性樹脂層表面のRaは0.8nmであった。
(Formation of a curable resin layer (smooth layer))
Subsequently, a UV curable organic / inorganic hybrid hard coat material OPSTAR Z7501 manufactured by JSR Corporation is applied to the opposite side of the above base material, and it is coated with a die coater so that the film thickness after drying becomes 4 μm. After drying at 80 ° C. for 3 minutes, curing was performed under an air atmosphere, using a high pressure mercury lamp, curing conditions: 1.0 J / cm 2 to form a curable resin layer. At this time, Ra of the surface of the curable resin layer was 0.8 nm.

[ガスバリア性フィルム1の作製]
(CVD層の形成)
図1に示す真空プラズマCVD装置を用いて、硬化性樹脂層を設けたフィルム上へSiOC膜の成膜を行った。この時使用した高周波電源は、27.12MHzの高周波電源で、電極間距離は20mmとした。原料ガスとしては、テトラエトキシシラン(TEOS)ガス流量を7.5sccm、酸素ガス流量を30sccmとして真空槽内へ導入した。このとき成膜開始時にフィルム基板温度を100℃、成膜時のガス圧を30Paに設定してSiOC膜50nmを形成した。
[Preparation of gas barrier film 1]
(Formation of CVD layer)
An SiOC film was formed on a film provided with a curable resin layer using the vacuum plasma CVD apparatus shown in FIG. The high frequency power source used at this time was a 27.12 MHz high frequency power source, and the distance between the electrodes was 20 mm. As a source gas, a tetraethoxysilane (TEOS) gas flow rate of 7.5 sccm and an oxygen gas flow rate of 30 sccm were introduced into the vacuum chamber. At this time, the film substrate temperature was set to 100 ° C. at the start of film formation, and the gas pressure at the time of film formation was set to 30 Pa to form a 50 nm SiOC film.

続いて上記と同じ装置を用いて、SiOC上にSiO膜を形成した。この時、使用した高周波電源は、27.12MHzの高周波電源で、電極間距離は20mmとした。原料ガスとしては、シランガス流量を7.5sccm、酸素ガス流量を30sccmとして真空槽内へ導入した。このとき成膜開始時にフィルム基板温度を100℃、成膜時のガス圧を30Paに設定してSiO膜50nmを形成した。このときCVD層表面のRaは7.4nmであった。 Subsequently, using the same apparatus as described above, a SiO 2 film was formed on SiOC. At this time, the high frequency power source used was a 27.12 MHz high frequency power source, and the distance between the electrodes was 20 mm. As a source gas, a silane gas flow rate of 7.5 sccm and an oxygen gas flow rate of 30 sccm were introduced into the vacuum chamber. At this time, the film substrate temperature was set to 100 ° C. at the start of film formation, and the gas pressure at the time of film formation was set to 30 Pa to form a 50 nm SiO 2 film. At this time, Ra on the surface of the CVD layer was 7.4 nm.

(ALD層の形成)
続いて、SiO上にPicosun Oy社製SUNALE(登録商標)R−200ALDにて、アルミナAlの薄膜を堆積させた。アルミニウム源としてトリメチルアルミニウム(TMA)、酸素源として水を用いた。
(Formation of ALD layer)
Subsequently, a thin film of alumina Al 2 O 3 was deposited on SiO 2 with SUNALE (registered trademark) R-200 ALD manufactured by Picosun Oy. Trimethylaluminum (TMA) was used as an aluminum source, and water was used as an oxygen source.

ALDフィルムを反応器内に取り付けて、その反応器を真空ポンプにて真空にし、次に窒素ガスをパージして反応器内の圧力を約800〜1100Paに調整し、次いで基材温度を100℃に調整した。次いで原料を以下のサイクルでパルス状に反応器内に導入した。パルスサイクルは、TMA:0.1秒、窒素パージ:4.0秒、水:0.1秒、窒素パージ:4.0秒、で行った。このときTMAおよび水からのAlの堆積速度は0.1nm/サイクルであった。ここでは100サイクル行い10.0nmのAl薄膜を形成した。このときALD層表面のRaは6.1nmであった。 The ALD film is mounted in a reactor, the reactor is evacuated with a vacuum pump, then nitrogen gas is purged to adjust the pressure in the reactor to about 800-1100 Pa, and then the substrate temperature is 100 ° C. Adjusted to Then, the raw material was introduced into the reactor in a pulsed manner in the following cycle. The pulse cycle was performed by TMA: 0.1 second, nitrogen purge: 4.0 seconds, water: 0.1 second, nitrogen purge: 4.0 seconds. At this time, the deposition rate of Al 2 O 3 from TMA and water was 0.1 nm / cycle. Here, 100 cycles were carried out to form a 10.0 nm Al 2 O 3 thin film. At this time, Ra on the surface of the ALD layer was 6.1 nm.

(ポリシラザン層の形成)
続いてALD層上にポリシラザン塗膜を形成した。パーヒドロポリシラザンの10質量%ジブチルエーテル溶液(アクアミカ NN120−10、AZエレクトロニックマテリアルズ(株)製)と、アミン触媒(アクアミカ LExp. NAXCAT−10DB、AZエレクトロニックマテリアルズ(株)製)のN,N,N’,N’−テトラメチル−1,6−ジアミノヘキサンの10質量%ジブチルエーテル溶液を99対1の割合で混合した液体を、ワイヤレスバーにて、乾燥後の(平均)膜厚が、150nmとなるように塗布し、温度25℃、露点−5℃の乾燥空気で1分間乾燥して塗布試料を得た。得られた塗布試料を、温度85℃、湿度55%RHの雰囲気で2分間処理した。
(Formation of polysilazane layer)
Subsequently, a polysilazane coating was formed on the ALD layer. 10% by mass dibutyl ether solution of perhydropolysilazane (AQUAMICA NN 120-10, manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.) and N, N of an amine catalyst (AQUAMICA LExp. NAXCAT-10DB, manufactured by AZ Electronic Materials (Coated)) Using a wireless bar, a liquid prepared by mixing a 10 mass% dibutyl ether solution of N, N ', N'-tetramethyl-1,6-diaminohexane in a ratio of 99: 1 has an (average) film thickness after drying, It applied so that it might be set to 150 nm, and it dried with dry air of temperature 25 degreeC and dew point-5 degreeC for 1 minute, and obtained the application sample. The obtained coated sample was treated for 2 minutes in an atmosphere at a temperature of 85 ° C. and a humidity of 55% RH.

[ポリシラザン塗膜の改質処理]
ポリシラザン塗膜を乾燥した後の上記試料に対し、下記の装置、条件でエキシマ改質処理を施してポリシラザン改質層を形成した。改質処理時の露点温度は−20℃で実施した。改質後の膜厚は、120nmであった。
・改質処理装置
(株)エム・ディ・コム製エキシマ照射装置MODEL:MECL−M−1−200
波長:172nm
ランプ封入ガス:Xe
・改質処理条件
エキシマ光強度 :130mW/cm(172nm)
試料と光源の距離 :2mm
ステージ加熱温度 :80℃
照射装置内の酸素濃度:0.3体積%
エキシマ光照射時のステージ搬送速度:10mm/秒
エキシマ光照射時のステージ搬送回数:3往復
このようにしてガスバリア性フィルム1を作製した。
[Modification treatment of polysilazane coating film]
The above sample after drying the polysilazane coating film was subjected to an excimer modification treatment under the following apparatus and conditions to form a polysilazane modified layer. The dew point temperature at the time of the reforming treatment was performed at -20 ° C. The film thickness after modification was 120 nm.
・ Reforming apparatus Excimer irradiation apparatus MODEL: MECL-M-1-200 manufactured by M.D.
Wavelength: 172 nm
Lamp filling gas: Xe
Modification conditions Excimer light intensity: 130 mW / cm 2 (172 nm)
Distance between sample and light source: 2 mm
Stage heating temperature: 80 ° C
Oxygen concentration in the irradiation device: 0.3% by volume
Stage conveyance speed at the time of excimer light irradiation: 10 mm / second Stage conveyance number at the time of excimer light irradiation: 3 reciprocations In this way, the gas barrier film 1 was produced.

[ガスバリア性フィルム2の作製]
CVD層を下記のように形成した以外はガスバリア性フィルム1と同様にしてガスバリア性フィルム2を作製した。
[Preparation of gas barrier film 2]
A gas barrier film 2 was produced in the same manner as the gas barrier film 1 except that the CVD layer was formed as follows.

(CVD層の形成)
図2に示す真空プラズマCVD装置を用いて、下記成膜条件にてCVD層を100nm形成した。このとき、CVD層表面の表面粗さRaは8.6nmであった。尚、このCVD層の膜厚組成は図4のようであった。
(Formation of CVD layer)
Using the vacuum plasma CVD apparatus shown in FIG. 2, a CVD layer was formed to 100 nm under the following film forming conditions. At this time, the surface roughness Ra of the CVD layer surface was 8.6 nm. The film thickness composition of this CVD layer was as shown in FIG.

ここで、図4において、符号A〜Dは、A:炭素分布曲線、B:ケイ素分布曲線、C:酸素分布曲線、D:酸素炭素分布曲線を各々表す。図4の炭素分布曲線において、極値は9個存在する。また、図4の炭素分布曲線において、炭素の原子比の最大値と最小値との差の絶対値は10at%以上である。   Here, in FIG. 4, symbols A to D respectively indicate A: carbon distribution curve, B: silicon distribution curve, C: oxygen distribution curve, and D: oxygen carbon distribution curve. There are nine extreme values in the carbon distribution curve of FIG. Further, in the carbon distribution curve of FIG. 4, the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the atomic ratio of carbon is 10 at% or more.

[プラズマ成膜条件]
・原料ガス(HMDSO)の供給量:50sccm(Standard Cubic Centimeter per Minute)
・酸素ガス(O)の供給量:500sccm
・真空チャンバー内の真空度:3Pa
・プラズマ発生用電源からの印加電力:0.8kW
・プラズマ発生用電源の周波数:80kHz
・フィルムの搬送速度;1.5m/min
[ガスバリア性フィルム3の作製]
ポリシラザン膜の改質を下記のようにした以外はガスバリア性フィルム1と同様にしてガスバリア性フィルム3を作製した。
Plasma deposition conditions
・ Supply amount of source gas (HMDSO): 50 sccm (Standard Cubic Centimeter per Minute)
Supply amount of oxygen gas (O 2 ): 500 sccm
-Degree of vacuum in the vacuum chamber: 3 Pa
-Applied power from plasma power supply: 0.8 kW
・ Frequency of power supply for plasma generation: 80kHz
・ Conveying speed of film; 1.5 m / min
[Preparation of gas barrier film 3]
A gas barrier film 3 was produced in the same manner as the gas barrier film 1 except that the modification of the polysilazane film was as follows.

[ポリシラザン塗膜の改質処理]
作製したポリシラザン塗膜に対して下記条件にて低圧プラズマ処理を施した。
[Modification treatment of polysilazane coating film]
Low pressure plasma treatment was performed on the produced polysilazane coating film under the following conditions.

プラズマ処理装置:低圧容量結合プラズマ処理装置(ユーテック株式会社製)
ガス:Ar+CO (COは1vol%)
圧力:10Pa 基材加熱温度:室温(25℃)
投入電力密度:1.3W/cm
周波数:13.56MHz
処理時間: 3秒
[ガスバリア性フィルム4の作製]
ALD層の形成を下記のようにして形成した以外は、ガスバリア性フィルム1と同様にしてガスバリア性フィルム4を作製した。
Plasma processing apparatus: Low pressure capacitively coupled plasma processing apparatus (manufactured by U-Tech Corporation)
Gas: Ar + CO (CO is 1 vol%)
Pressure: 10 Pa Substrate heating temperature: room temperature (25 ° C)
Input power density: 1.3 W / cm 2
Frequency: 13.56 MHz
Processing time: 3 seconds [Preparation of gas barrier film 4]
A gas barrier film 4 was produced in the same manner as the gas barrier film 1 except that the formation of the ALD layer was formed as follows.

(ALD層の形成)
Picosun Oy社製SUNALE(登録商標)R−200ALDにて、SiOの薄膜を堆積させた。Si源としてトリスジメチルアミノシラン(3DMASi)、酸素源としてオゾンを用いた。
(Formation of ALD layer)
A thin film of SiO 2 was deposited by SUNALE (registered trademark) R-200 ALD manufactured by Picosun Oy. Tris dimethylaminosilane (3DMASi) was used as a Si source, and ozone was used as an oxygen source.

フィルムを反応器内に取り付けて、その反応器を真空ポンプにて真空にし、次に窒素ガスをパージして反応器内の圧力を約800〜1100Paに調整し、次いで基材温度を100℃に調整した。次いで原料を以下のサイクルでパルス状に反応器内に導入した。パルスサイクルは、3DMASi:0.1秒、窒素パージ:8.0秒、オゾン:0.1秒、窒素パージ:8.0秒、である。このとき3DMASiおよびオゾンからのSiOの堆積速度は0.0625nm/サイクルであった。ここでは160サイクル行い10.0nmのSiO薄膜を形成した。このときのRaは6.0nmであった。 The film is mounted in a reactor, the reactor is evacuated with a vacuum pump, then nitrogen gas is purged to adjust the pressure in the reactor to about 800-1100 Pa, and then the substrate temperature is 100 ° C. It was adjusted. Then, the raw material was introduced into the reactor in a pulsed manner in the following cycle. The pulse cycle is 3DMASi: 0.1 seconds, nitrogen purge: 8.0 seconds, ozone: 0.1 seconds, nitrogen purge: 8.0 seconds. At this time, the deposition rate of SiO 2 from 3DMASi and ozone was 0.0625 nm / cycle. Here, 160 cycles were performed to form a 10.0 nm SiO 2 thin film. Ra at this time was 6.0 nm.

[ガスバリア性フィルム5の作製]
ALD層の形成を下記のようにして形成した以外は、ガスバリア性フィルム1と同様にしてガスバリア性フィルム5を作製した。
[Preparation of gas barrier film 5]
A gas barrier film 5 was produced in the same manner as the gas barrier film 1 except that the formation of the ALD layer was formed as follows.

(ALD層の形成)
Picosun Oy社製SUNALE(登録商標)R−200ALDにて、TiOの薄膜を堆積させた。Ti源としてテトラキスジメチルアミノチタン(TDMATi)、酸素源としてオゾンを用いた。
(Formation of ALD layer)
A thin film of TiO 2 was deposited with SUNALE® R-200 ALD manufactured by Picosun Oy. Tetrakis dimethylamino titanium (TDMATi) was used as a Ti source, and ozone was used as an oxygen source.

フィルムを反応器内に取り付けて、その反応器を真空ポンプにて真空にし、次に窒素ガスをパージして反応器内の圧力を約800〜1100Paに調整し、次いで基材温度を100℃に調整した。次いで原料を以下のサイクルでパルス状に反応器内に導入した。パルスサイクルは、TDMATi:0.1秒、窒素パージ:4.0秒、オゾン:0.1秒、窒素パージ:4.0秒、である。このときTDMATiおよびオゾンからのTiOの堆積速度は0.06nm/サイクルであった。ここでは167サイクル行い10.0nmのTiO薄膜を形成した。このときのRaは6.0nmであった。 The film is mounted in a reactor, the reactor is evacuated with a vacuum pump, then nitrogen gas is purged to adjust the pressure in the reactor to about 800-1100 Pa, and then the substrate temperature is 100 ° C. It was adjusted. Then, the raw material was introduced into the reactor in a pulsed manner in the following cycle. The pulse cycle is TDMA Ti: 0.1 seconds, nitrogen purge: 4.0 seconds, ozone: 0.1 seconds, nitrogen purge: 4.0 seconds. At this time, the deposition rate of TiO 2 from TDMA Ti and ozone was 0.06 nm / cycle. Here, a cycle of 167 cycles was performed to form a 10.0 nm TiO 2 thin film. Ra at this time was 6.0 nm.

[ガスバリア性フィルム6の作製]
ALD層の形成、及びCVD層の形成を下記のようにして形成した以外は、ガスバリア性フィルム1と同様にしてガスバリア性フィルム6を作製した。
[Preparation of gas barrier film 6]
A gas barrier film 6 was produced in the same manner as the gas barrier film 1 except that the formation of the ALD layer and the formation of the CVD layer were formed as follows.

(CVD層の形成)
図1に示す真空プラズマCVD装置を用いて、硬化性樹脂層を設けたフィルム上へSiOC膜の成膜を行った。この時使用した高周波電源は、27.12MHzの高周波電源で、電極間距離は20mmとした。原料ガスとしては、テトラエトキシシラン(TEOS)ガス流量を7.5sccm、酸素ガス流量を30sccmとして真空槽内へ導入した。このとき成膜開始時にフィルム基板温度を100℃、成膜時のガス圧を30Paに設定してSiOC膜100nmを形成した。
(Formation of CVD layer)
An SiOC film was formed on a film provided with a curable resin layer using the vacuum plasma CVD apparatus shown in FIG. The high frequency power source used at this time was a 27.12 MHz high frequency power source, and the distance between the electrodes was 20 mm. As a source gas, a tetraethoxysilane (TEOS) gas flow rate of 7.5 sccm and an oxygen gas flow rate of 30 sccm were introduced into the vacuum chamber. At this time, the film substrate temperature was set to 100 ° C. at the start of film formation, and the gas pressure at the time of film formation was set to 30 Pa to form a SiOC film of 100 nm.

続いて上記と同じ装置を用いて、SiOC上にSiO膜を形成した。この時、使用した高周波電源は、27.12MHzの高周波電源で、電極間距離は20mmとした。原料ガスとしては、シランガス流量を7.5sccm、酸素ガス流量を30sccmとして真空槽内へ導入した。このとき成膜開始時にフィルム基板温度を100℃、成膜時のガス圧を30Paに設定してSiO膜100nmを形成した。このときCVD層表面のRaは9.8nmであった。 Subsequently, using the same apparatus as described above, a SiO 2 film was formed on SiOC. At this time, the high frequency power source used was a 27.12 MHz high frequency power source, and the distance between the electrodes was 20 mm. As a source gas, a silane gas flow rate of 7.5 sccm and an oxygen gas flow rate of 30 sccm were introduced into the vacuum chamber. At this time, the film substrate temperature was set to 100 ° C. at the start of film formation, and the gas pressure at the time of film formation was set to 30 Pa to form a SiO 2 film 100 nm. At this time, Ra on the surface of the CVD layer was 9.8 nm.

(ALD層の形成)
続いて、SiO膜上にPicosun Oy社製SUNALE(登録商標)R−200ALDにて、アルミナAlの薄膜を堆積させた。アルミニウム源としてトリメチルアルミニウム(TMA)、酸素源として水を用いた。
(Formation of ALD layer)
Subsequently, a thin film of alumina Al 2 O 3 was deposited on the SiO 2 film by SUNALE (registered trademark) R-200 ALD manufactured by Picosun Oy. Trimethylaluminum (TMA) was used as an aluminum source, and water was used as an oxygen source.

ALDフィルムを反応器内に取り付けて、その反応器を真空ポンプにて真空にし、次に窒素ガスをパージして反応器内の圧力を約800〜1100Paに調整し、次いで基材温度を100℃に調整した。次いで原料を以下のサイクルでパルス状に反応器内に導入した。パルスサイクルは、TMA:0.1秒、窒素パージ:4.0秒、水:0.1秒、窒素パージ:4.0秒、で行った。このときTMAおよび水からのAlの堆積速度は0.1nm/サイクルであった。ここでは200サイクル行い20.0nmのAl薄膜を形成した。このときALD層表面のRaは7.1nmであった。 The ALD film is mounted in a reactor, the reactor is evacuated with a vacuum pump, then nitrogen gas is purged to adjust the pressure in the reactor to about 800-1100 Pa, and then the substrate temperature is 100 ° C. Adjusted to Then, the raw material was introduced into the reactor in a pulsed manner in the following cycle. The pulse cycle was performed by TMA: 0.1 second, nitrogen purge: 4.0 seconds, water: 0.1 second, nitrogen purge: 4.0 seconds. At this time, the deposition rate of Al 2 O 3 from TMA and water was 0.1 nm / cycle. Here, 200 cycles were performed to form a 20.0 nm Al 2 O 3 thin film. At this time, Ra on the ALD layer surface was 7.1 nm.

[ガスバリア性フィルム7の作製]
ALD層の形成を下記のようにして形成した以外は、ガスバリア性フィルム1と同様にしてガスバリア性フィルム7を作製した。
[Preparation of gas barrier film 7]
A gas barrier film 7 was produced in the same manner as the gas barrier film 1 except that the formation of the ALD layer was formed as follows.

(ALD層の形成)
続いて、SiO上にPicosun Oy社製SUNALE(登録商標)R−200ALDにて、アルミナAlの薄膜を堆積させた。アルミニウム源としてトリメチルアルミニウム(TMA)、酸素源として水を用いた。
(Formation of ALD layer)
Subsequently, a thin film of alumina Al 2 O 3 was deposited on SiO 2 with SUNALE (registered trademark) R-200 ALD manufactured by Picosun Oy. Trimethylaluminum (TMA) was used as an aluminum source, and water was used as an oxygen source.

ALDフィルムを反応器内に取り付けて、その反応器を真空ポンプにて真空にし、次に窒素ガスをパージして反応器内の圧力を約800〜1100Paに調整し、次いで基材温度を100℃に調整した。次いで原料を以下のサイクルでパルス状に反応器内に導入した。パルスサイクルは、TMA:0.1秒、窒素パージ:4.0秒、水:0.1秒、窒素パージ:4.0秒、で行った。このときTMAおよび水からのAlの堆積速度は0.1nm/サイクルであった。ここでは300サイクル行い30.0nmのAl薄膜を形成した。このときALD層表面のRaは5.3nmであった。 The ALD film is mounted in a reactor, the reactor is evacuated with a vacuum pump, then nitrogen gas is purged to adjust the pressure in the reactor to about 800-1100 Pa, and then the substrate temperature is 100 ° C. Adjusted to Then, the raw material was introduced into the reactor in a pulsed manner in the following cycle. The pulse cycle was performed by TMA: 0.1 second, nitrogen purge: 4.0 seconds, water: 0.1 second, nitrogen purge: 4.0 seconds. At this time, the deposition rate of Al 2 O 3 from TMA and water was 0.1 nm / cycle. Here, 300 cycles were performed to form a 30.0 nm Al 2 O 3 thin film. At this time, Ra on the surface of the ALD layer was 5.3 nm.

[ガスバリア性フィルム8の作製]
ALD層の形成を下記のようにして形成した以外は、ガスバリア性フィルム1と同様にしてガスバリア性フィルム8を作製した。
[Preparation of gas barrier film 8]
A gas barrier film 8 was produced in the same manner as the gas barrier film 1 except that the formation of the ALD layer was formed as follows.

(ALD層の形成)
続いて、SiO上にPicosun Oy社製SUNALE(登録商標)R−200ALDにて、アルミナAlの薄膜を堆積させた。アルミニウム源としてトリメチルアルミニウム(TMA)、酸素源として水を用いた。
(Formation of ALD layer)
Subsequently, a thin film of alumina Al 2 O 3 was deposited on SiO 2 with SUNALE (registered trademark) R-200 ALD manufactured by Picosun Oy. Trimethylaluminum (TMA) was used as an aluminum source, and water was used as an oxygen source.

ALDフィルムを反応器内に取り付けて、その反応器を真空ポンプにて真空にし、次に窒素ガスをパージして反応器内の圧力を約800〜1100Paに調整し、次いで基材温度を100℃に調整した。次いで原料を以下のサイクルでパルス状に反応器内に導入した。パルスサイクルは、TMA:0.1秒、窒素パージ:4.0秒、水:0.1秒、窒素パージ:4.0秒、で行った。このときTMAおよび水からのAlの堆積速度は0.1nm/サイクルであった。ここでは400サイクル行い40.0nmのAl薄膜を形成した。このときALD層表面のRaは4.3nmであった。 The ALD film is mounted in a reactor, the reactor is evacuated with a vacuum pump, then nitrogen gas is purged to adjust the pressure in the reactor to about 800-1100 Pa, and then the substrate temperature is 100 ° C. Adjusted to Then, the raw material was introduced into the reactor in a pulsed manner in the following cycle. The pulse cycle was performed by TMA: 0.1 second, nitrogen purge: 4.0 seconds, water: 0.1 second, nitrogen purge: 4.0 seconds. At this time, the deposition rate of Al 2 O 3 from TMA and water was 0.1 nm / cycle. Here, 400 cycles were performed to form a 40.0 nm Al 2 O 3 thin film. At this time, Ra on the surface of the ALD layer was 4.3 nm.

[ガスバリア性フィルム9の作製]
ポリシラザン層の塗膜厚みを45nmになるように固形分濃度を調整して形成した以外は、ガスバリア性フィルム1と同様にしてガスバリア性フィルム9を作製した。
[Preparation of gas barrier film 9]
A gas barrier film 9 was produced in the same manner as the gas barrier film 1 except that the solid content concentration was adjusted so that the coating thickness of the polysilazane layer would be 45 nm.

[ガスバリア性フィルム10の作製]
ALD層の形成、及びポリシラザン層の形成を下記のようにして形成した以外は、ガスバリア性フィルム1と同様にしてガスバリア性フィルム10を作製した。
[Preparation of gas barrier film 10]
A gas barrier film 10 was produced in the same manner as the gas barrier film 1 except that the formation of the ALD layer and the formation of the polysilazane layer were formed as follows.

(ALD層の形成)
続いて、SiO膜上にPicosun Oy社製SUNALE(登録商標)R−200ALDにて、アルミナAlの薄膜を堆積させた。アルミニウム源としてトリメチルアルミニウム(TMA)、酸素源として水を用いた。
(Formation of ALD layer)
Subsequently, a thin film of alumina Al 2 O 3 was deposited on the SiO 2 film by SUNALE (registered trademark) R-200 ALD manufactured by Picosun Oy. Trimethylaluminum (TMA) was used as an aluminum source, and water was used as an oxygen source.

ALDフィルムを反応器内に取り付けて、その反応器を真空ポンプにて真空にし、次に窒素ガスをパージして反応器内の圧力を約800〜1100Paに調整し、次いで基材温度を100℃に調整した。次いで原料を以下のサイクルでパルス状に反応器内に導入した。パルスサイクルは、TMA:0.1秒、窒素パージ:4.0秒、水:0.1秒、窒素パージ:4.0秒、で行った。このときTMAおよび水からのAlの堆積速度は0.1nm/サイクルであった。ここでは200サイクル行い20.0nmのAl薄膜を形成した。このときALD層表面のRaは5.0nmであった。 The ALD film is mounted in a reactor, the reactor is evacuated with a vacuum pump, then nitrogen gas is purged to adjust the pressure in the reactor to about 800-1100 Pa, and then the substrate temperature is 100 ° C. Adjusted to Then, the raw material was introduced into the reactor in a pulsed manner in the following cycle. The pulse cycle was performed by TMA: 0.1 second, nitrogen purge: 4.0 seconds, water: 0.1 second, nitrogen purge: 4.0 seconds. At this time, the deposition rate of Al 2 O 3 from TMA and water was 0.1 nm / cycle. Here, 200 cycles were performed to form a 20.0 nm Al 2 O 3 thin film. At this time, Ra on the surface of the ALD layer was 5.0 nm.

(ポリシラザン層の形成)
ポリシラザン層の塗膜厚みを55nmになるように固形分濃度を調整して形成した。
(Formation of polysilazane layer)
The solid content concentration was adjusted so that the coating thickness of the polysilazane layer would be 55 nm.

[ガスバリア性フィルム11の作製]
ALD層の形成、及びポリシラザン層の形成を下記のようにして形成した以外は、ガスバリア性フィルム1と同様にしてガスバリア性フィルム11を作製した。
[Preparation of gas barrier film 11]
A gas barrier film 11 was produced in the same manner as the gas barrier film 1 except that the formation of the ALD layer and the formation of the polysilazane layer were performed as follows.

(ALD層の形成)
続いて、SiO上にPicosun Oy社製SUNALE(登録商標)R−200ALDにて、アルミナAlの薄膜を堆積させた。アルミニウム源としてトリメチルアルミニウム(TMA)、酸素源として水を用いた。
(Formation of ALD layer)
Subsequently, a thin film of alumina Al 2 O 3 was deposited on SiO 2 with SUNALE (registered trademark) R-200 ALD manufactured by Picosun Oy. Trimethylaluminum (TMA) was used as an aluminum source, and water was used as an oxygen source.

ALDフィルムを反応器内に取り付けて、その反応器を真空ポンプにて真空にし、次に窒素ガスをパージして反応器内の圧力を約800〜1100Paに調整し、次いで基材温度を100℃に調整した。次いで原料を以下のサイクルでパルス状に反応器内に導入した。パルスサイクルは、TMA:0.1秒、窒素パージ:4.0秒、水:0.1秒、窒素パージ:4.0秒、で行った。このときTMAおよび水からのAlの堆積速度は0.1nm/サイクルであった。ここでは300サイクル行い30.0nmのAl薄膜を形成した。このときALD層表面のRaは4.7nmであった。 The ALD film is mounted in a reactor, the reactor is evacuated with a vacuum pump, then nitrogen gas is purged to adjust the pressure in the reactor to about 800-1100 Pa, and then the substrate temperature is 100 ° C. Adjusted to Then, the raw material was introduced into the reactor in a pulsed manner in the following cycle. The pulse cycle was performed by TMA: 0.1 second, nitrogen purge: 4.0 seconds, water: 0.1 second, nitrogen purge: 4.0 seconds. At this time, the deposition rate of Al 2 O 3 from TMA and water was 0.1 nm / cycle. Here, 300 cycles were performed to form a 30.0 nm Al 2 O 3 thin film. At this time, Ra on the ALD layer surface was 4.7 nm.

(ポリシラザン層の形成)
ポリシラザン層の塗膜厚みを30nmになるように固形分濃度を調整して形成した。
(Formation of polysilazane layer)
The solid content concentration was adjusted so that the coating film thickness of the polysilazane layer would be 30 nm.

[ガスバリア性フィルム12の作製]
ポリシラザン層の代わりにケイ素化合物改質層を下記のようにして形成した以外は、ガスバリア性フィルム1と同様にしてガスバリア性フィルム12を作製した。
[Preparation of gas barrier film 12]
A gas barrier film 12 was produced in the same manner as the gas barrier film 1 except that a silicon compound modified layer was formed as follows instead of the polysilazane layer.

(ケイ素化合物改質層の形成)
下記の表1に示す組成にしたがって、組成A.EVOH(エチレン共重合比率29%、日本合成化学工業株式会社製、ソアノールD2908)をイソプロピルアルコールおよびイオン交換水の混合溶媒にて溶解したEVOH溶液に、予め調製した組成B.のエチルシリケート40、イソプロピルアルコール、アセチルアセトンアルミニウム、イオン交換水からなる加水分解液を加えて攪拌、さらに予め調製した組成C.のポリビニルアルコール(クラレ社製、PVA110)、シランカップリング剤(エポキシシリカSH6040)、酢酸、イソプロピルアルコール及びイオン交換水からなる混合液を加えて攪拌し、無色透明のガスバリア性組成物を得た。
(Formation of silicon compound modified layer)
According to the compositions shown in Table 1 below, compositions A.1. Composition B. EVOH solution prepared by dissolving EVOH (ethylene copolymerization ratio 29%, Soanol D2908 manufactured by Japan Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.) in a mixed solvent of isopropyl alcohol and ion-exchanged water. A hydrolyzate consisting of ethyl silicate 40, isopropyl alcohol, aluminum acetylacetone and ion-exchanged water is added and stirred, and a composition C. A mixed solution of polyvinyl alcohol (manufactured by Kuraray, PVA 110), a silane coupling agent (epoxy silica SH 6040), acetic acid, isopropyl alcohol and ion-exchanged water was added and stirred to obtain a colorless and transparent gas barrier composition.

上記で製造した塗布液を使用して、これをグラビアロールコート法によりコーティングし、次いで、100℃で30秒間、加熱処理して、厚さ0.4g/m(0.2μm)(乾操状態)のケイ素化合物改質層を形成した。 Using the coating solution prepared above, this is coated by gravure roll coating, and then heat treated at 100 ° C. for 30 seconds to a thickness of 0.4 g / m 2 (0.2 μm) State) silicon compound modified layer was formed.

[ガスバリア性フィルム13の作製]
ガスバリア性フィルム1の形成において、ALD層形成を除いてガスバリア性フィルム13を作製した。
[Preparation of gas barrier film 13]
In the formation of the gas barrier film 1, the gas barrier film 13 was produced except for the formation of the ALD layer.

[ガスバリア性フィルム14の作製]
ガスバリア性フィルム2の形成において、ALD層形成を除いてガスバリア性フィルム14を作製した。
[Preparation of gas barrier film 14]
In the formation of the gas barrier film 2, the gas barrier film 14 was produced except for the formation of the ALD layer.

[ガスバリア性フィルム15の作製]
ガスバリア性フィルム1の形成において、CVD層の形成を以下のように変更し、かつALD層形成を除いてガスバリア性フィルム15を作製した。
[Preparation of gas barrier film 15]
In the formation of the gas barrier film 1, the formation of the CVD layer was changed as follows, and the gas barrier film 15 was produced except for the formation of the ALD layer.

(CVD層の形成)
市販のスパッタ装置の真空槽内に平滑層まで形成したフィルムをセットし、10−4Pa台まで真空引きし、放電ガスとしてアルゴンと酸素を分圧で0.5Pa導入した。雰囲気圧力が安定したところで放電を開始しSiターゲット上にプラズマを発生させ、スパッタリングプロセスを開始した。プロセスが安定したところでシャッターを開きフィルムへの酸化ケイ素層の形成を開始し、100nmの膜が堆積したところでシャッターを閉じて成膜を終了した。
(Formation of CVD layer)
A film formed to a smooth layer was set in a vacuum chamber of a commercially available sputtering apparatus, vacuumed to 10-4 Pa level, and 0.5 Pa of argon and oxygen as partial pressure was introduced as a discharge gas. When the atmospheric pressure stabilized, discharge was started to generate plasma on the Si target, and the sputtering process was started. When the process was stabilized, the shutter was opened to start formation of a silicon oxide layer on the film, and when a 100 nm film was deposited, the shutter was closed to complete film formation.

[ガスバリア性フィルム16の作製]
ガスバリア性フィルム1の形成において、CVD層の形成を以下のように変更し、かつALD層形成を除いてガスバリア性フィルム16を作製した。
[Preparation of gas barrier film 16]
In the formation of the gas barrier film 1, the formation of the CVD layer was changed as follows, and the gas barrier film 16 was produced except for the formation of the ALD layer.

(CVD層の形成)
市販の電子ビーム加熱方式の真空蒸着装置を用いて形成した。尚、蒸着材料は、金属ケイ素には50μm以下の径を有する粉末が95%以上の粉末を、二酸化ケイ素には結晶構造を95%含み、50μm以下の径を有する粉末が95%以上の粉末を用意し、酸素の原子数とケイ素の原子数の比(O/Si)を1.50となるように混合した金属ケイ素と二酸化ケイ素からなる混合蒸着用材料を作製した。この混合蒸着用材料を坩堝に投入し、嵩密度が1.0g/cmとなるようにプレス成型した。
(Formation of CVD layer)
It formed using the vacuum evaporation system of a commercially available electron beam heating system. In the vapor deposition material, a powder having a diameter of 50 μm or less is 95% or more in metallic silicon, a powder containing 95% of a crystal structure in silicon dioxide, and a powder having a diameter of 50 μm or less is 95% or more A mixed vapor deposition material was prepared, which was prepared by mixing metal silicon and silicon dioxide mixed such that the ratio of the number of oxygen atoms to the number of silicon atoms (O / Si) was 1.50. The mixed deposition material was put into a crucible and press-molded so that the bulk density was 1.0 g / cm 3 .

この材料を電子ビーム加熱方式の真空蒸着装置で、電子銃から放出する電子ビームを混合蒸着用材料に照射し蒸発させ、SiO膜が100nmとなるように形成した。 This material was evaporated by irradiating the mixed deposition material with the electron beam emitted from the electron gun in a vacuum deposition apparatus of an electron beam heating system, to form a SiO 2 film of 100 nm.

[評価方法]
ガスバリア性フィルムの各特性値は、下記の方法に従って測定される。
[Evaluation method]
Each characteristic value of the gas barrier film is measured according to the following method.

〔中心線平均表面粗さ(Ra)〕
原子間力顕微鏡(AFM)として、セイコーインスツルメンツ株式会社製、走査型プローブ顕微鏡SPI3700を使用し、ダイナミックフォースモードで試料の表面を、測定面積10×10μm角、走査速度1Hz、x−y方向512×256分割、カンチレバーSI−DF−20(Si、f=126kHz、c=16N/m)の条件で測定したAFMトポグラフィー像につき傾斜自動補正処理を行い、次いで3次元粗さ解析にて中心線平均表面粗さRa(nm)を求めた。この際、測定に用いたカンチレバーは摩耗や汚れのない状態のものを用いた。
[Center line average surface roughness (Ra)]
A scanning probe microscope SPI3700, manufactured by Seiko Instruments Inc., is used as an atomic force microscope (AFM), and the surface of the sample is measured in a dynamic force mode, measuring area 10 × 10 μm square, scanning speed 1 Hz, xy direction 512 × The AFM topography image measured under the conditions of 256 divisions and cantilever SI-DF-20 (Si, f = 126 kHz, c = 16 N / m) is subjected to tilt automatic correction processing, and then centerline average in three-dimensional roughness analysis The surface roughness Ra (nm) was determined. Under the present circumstances, the cantilever used for the measurement used the thing of a state without abrasion or stain | pollution | contamination.

〔水蒸気バリア性(WVTR)の評価〕
以下の測定方法に従って、各ガスバリア性フィルムの透過水分量を測定し、下記の基準に従って、水蒸気バリア性を評価した。
[Evaluation of water vapor barrier property (WVTR)]
The water permeation amount of each gas barrier film was measured according to the following measurement method, and the water vapor barrier property was evaluated according to the following criteria.

(装置)
蒸着装置:日本電子株式会社製、真空蒸着装置JEE−400
恒温恒湿度オーブン:Yamato Humidic ChamberIG47M
水分と反応して腐食する金属:カルシウム(粒状)
水蒸気不透過性の金属:アルミニウム(φ3〜5mm、粒状)
(水蒸気バリア性評価用セルの作製)
試料のバリア層面に、真空蒸着装置(日本電子株式会社製、真空蒸着装置 JEE−400)を用い、透明導電膜を付ける前のガスバリア性フィルム試料の蒸着させたい部分(12mm×12mmを9箇所)以外をマスクし、金属カルシウムを蒸着させた。その後、真空状態のままマスクを取り去り、シート片側全面にアルミニウムをもう一つの金属蒸着源から蒸着させた。アルミニウム封止後、真空状態を解除し、速やかに乾燥窒素ガス雰囲気下で、厚さ0.2mmの石英ガラスに封止用紫外線硬化樹脂(ナガセケムテックス製)を介してアルミニウム封止側と対面させ、紫外線を照射することで、評価用セルを作製した。
(apparatus)
Vapor deposition apparatus: manufactured by JEOL Ltd., vacuum deposition apparatus JEE-400
Constant temperature and humidity oven: Yamato Humidic ChamberIG47M
Metals that react with moisture and corrode: Calcium (granular)
Water vapor impermeable metal: Aluminum (φ3 to 5 mm, granular)
(Fabrication of water vapor barrier property evaluation cell)
A portion (9 12 mm × 12 mm) to be deposited on the gas barrier film sample before the transparent conductive film is attached using a vacuum deposition apparatus (vacuum deposition apparatus JEE-400 manufactured by Nippon Denshi Co., Ltd.) on the barrier layer surface of the sample The other was masked and metallic calcium was deposited. Thereafter, the mask was removed in a vacuum state, and aluminum was vapor-deposited from another metal vapor deposition source on the entire surface of one side of the sheet. After aluminum sealing, release the vacuum state, and immediately face the aluminum sealing side via a sealing ultraviolet curing resin (made by Nagase ChemteX) on quartz glass with a thickness of 0.2 mm in a dry nitrogen gas atmosphere. The cell for evaluation was produced by irradiating with ultraviolet rays.

得られた両面を封止した試料を、特開2005−283561号公報に記載の方法に基づき、金属カルシウムの腐食量からセル内に透過した水分量を計算した。   Based on the method described in JP-A-2005-283561, the amount of moisture transmitted through the inside of the cell was calculated from the amount of corrosion of metallic calcium based on the method of sealing a sample obtained by sealing both sides.

なお、ガスバリア性フィルム面以外からの水蒸気の透過がないことを確認するために、比較試料としてガスバリア性フィルム試料の代わりに、厚さ0.2mmの石英ガラス板を用いて金属カルシウムを蒸着した試料を、60℃、90%RHの高温高湿下保存を行い、1000時間経過後でも金属カルシウム腐食が発生しないことを確認した。   In addition, in order to confirm that there is no permeation of water vapor from other than the gas barrier film surface, a sample in which metallic calcium is deposited using a quartz glass plate with a thickness of 0.2 mm instead of the gas barrier film sample as a comparative sample. Storage under high temperature and high humidity conditions of 60 ° C. and 90% RH, and it was confirmed that metallic calcium corrosion did not occur even after 1000 hours.

以上により測定された各ガスバリア性フィルムの透過水分量(g/m・day;表中の「WVTR」)をCa法によって評価した。 The water permeation amount (g / m 2 · day; "WVTR" in the table) of each gas barrier film measured as described above was evaluated by the Ca method.

(ランク評価)
5:1×10−5g/m/day未満
4:1×10−5g/m/day以上、5×10−5g/m/day未満
3:5×10−5g/m/day以上、1×10−4g/m/day未満
2:1×10−4g/m/day以上、1×10−3g/m/day未満
1:1×10−3g/m/day以上
〔折り曲げ耐性(屈曲性)の評価〕
ガスバリア性フィルムについて、屈曲前後のガスバリア性の変化を確認するために、あらかじめ、半径10mmの曲率になるように、180度の角度で100回屈曲を繰り返し処理したガスバリア性フィルムについて、水蒸気透過率(WVTR)を測定し、同様のランク評価を行った。
(Rank rating)
5: 1 × 10 −5 g / m 2 / day or less 4: 1 × 10 −5 g / m 2 / day or more, 5 × 10 −5 g / m 2 / day or less 3: 5 × 10 −5 g / day m 2 / day or more, 1 × 10 −4 g / m 2 / day or less 2: 1 × 10 −4 g / m 2 / day or more, 1 × 10 −3 g / m 2 / day or less 1: 1 × 10 -3 g / m 2 / day or more (Evaluation of bending resistance (flexibility))
For the gas barrier film, the water vapor transmission rate of the gas barrier film which has been repeatedly processed 100 times of bending at an angle of 180 degrees so as to obtain a curvature of radius 10 mm in order to confirm changes in the gas barrier property before and after bending The WVTR) was measured and a similar rank rating was performed.

〔高温高湿耐性の評価〕
得られたガスバリア性フィルムについて、屈曲させず、60℃、90%RHに調整した高温高湿槽(恒温恒湿度オーブン:Yamato Humidic ChamberIG47M)内に、100時間連続で保管し、その後、上記折り曲げ耐性評価を実施し、同様にして水蒸気透過率を測定し、同様のランク評価を行った。
[Evaluation of high temperature and high humidity tolerance]
The obtained gas barrier film is continuously stored for 100 hours in a high temperature and high humidity tank (temperature and humidity oven: Yamato Humidic Chamber IG 47 M) adjusted to 60 ° C. and 90% RH without bending, and thereafter, the above bending resistance Evaluation was performed, the water vapor transmission rate was similarly measured, and the same rank evaluation was performed.

結果を下記表2に示す。なお、下記表2中、PHPS層とはパーヒドロポリシラザン(PHPS)を改質して得られた層を指す。   The results are shown in Table 2 below. In Table 2 below, the PHPS layer refers to a layer obtained by modifying perhydropolysilazane (PHPS).

上記表2の結果に記載のように、フィルムNo.1〜12のフィルムは、屈曲耐性が高く、特に高温高湿条件下であっても屈曲耐性が高く、ガスバリア性能が維持されていることがわかる。   As described in the results of Table 2 above, for film No. It can be seen that the films 1 to 12 have high bending resistance, particularly high bending resistance even under high temperature and high humidity conditions, and the gas barrier performance is maintained.

実施例2:有機EL素子の作製
作製した試料1〜16のガスバリア層上に、以下の方法により透明導電膜を作製した。
Example 2: Production of Organic EL Element A transparent conductive film was produced on the gas barrier layer of the produced samples 1 to 16 by the following method.

・透明導電膜の形成
プラズマ放電装置としては電極が平行平板型のものを用い、この電極間に上記各試料のガスバリアフィルムを載置し、且つ混合ガスを導入して薄膜形成を行った。なお、アース(接地)電極としては、200mm×200mm×2mmのステンレス板に高密度、高密着性のアルミナ溶射膜を被覆し、その後、テトラメトキシシランを酢酸エチルで希釈した溶液を塗布乾燥後、紫外線照射により硬化させ封孔処理を行い、このようにして被覆した誘電体表面を研磨し、平滑にしてRmaxが5μmとなるように加工した電極を用いた。また、印加電極としては、中空の角型の純チタンパイプに対し、アース電極と同様の条件にて誘電体を被覆した電極を用いた。印加電極は複数作製し、アース電極に対向して設け放電空間を形成した。また、プラズマ発生に用いる電源としては、パール工業(株)製高周波電源CF−5000−13Mを用い、周波数13.56MHzで、5W/cmの電力を供給した。そして、電極間に以下の組成の混合ガスを流し、プラズマ状態とし、上記のガスバリアフィルムを大気圧プラズマ処理し、ガスバリア層(セラミック膜)上に錫ドープ酸化インジウム(ITO)膜を100nmの厚さで成膜し、透明導電膜付の試料1〜16を得た。
-Formation of Transparent Conductive Film As a plasma discharge device, a parallel plate type electrode was used, a gas barrier film of each sample was placed between the electrodes, and a mixed gas was introduced to form a thin film. As a ground (ground) electrode, a 200 mm × 200 mm × 2 mm stainless steel plate is coated with a high density, high adhesion alumina sprayed film, and then a solution of tetramethoxysilane diluted with ethyl acetate is applied and dried. It hardened by ultraviolet irradiation and sealed treatment was carried out, the dielectric surface covered in this way was ground, smoothed, and the electrode processed so that Rmax might be set to 5 micrometers was used. Further, as the application electrode, an electrode coated with a dielectric under the same conditions as the ground electrode was used for a hollow square pure titanium pipe. A plurality of application electrodes were prepared and provided facing the earth electrode to form a discharge space. Further, as a power source used for plasma generation, a power of 5 W / cm 2 was supplied at a frequency of 13.56 MHz using a high frequency power source CF-5000-13M manufactured by Pearl Industrial Co., Ltd. A mixed gas of the following composition is then flowed between the electrodes to form a plasma state, the gas barrier film described above is subjected to atmospheric pressure plasma treatment, and a tin-doped indium oxide (ITO) film 100 nm thick on the gas barrier layer (ceramic film). It formed into a film by this, and obtained the samples 1-16 with a transparent conductive film.

放電ガス:ヘリウム 98.5体積%
反応性ガス1:酸素 0.25体積%
反応性ガス2:インジウムアセチルアセトナート 1.2体積%
反応性ガス3:ジブチル錫ジアセテート 0.05体積%
・有機EL素子の作製
得られた透明導電膜付の試料1〜16の100mm×100mmを基板とし、これにパターニングを行った後、このITO透明電極を設けたガスバリアフィルム基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥した。この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートにα−NPD(下記の式(2))を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにホスト化合物としてCBP(下記の式(3))を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにバソキュプロイン(BCP(下記の式(4)))を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにIr−1(下記の式(5))を100mg入れ、更に別のモリブデン製抵抗加熱ボートにAlq(下記の式(6))を200mg入れ、真空蒸着装置に取付けた。
Discharge gas: Helium 98.5% by volume
Reactive gas 1: oxygen 0.25% by volume
Reactive gas 2: Indium acetylacetonate 1.2% by volume
Reactive gas 3: dibutyltin diacetate 0.05% by volume
-Preparation of organic EL element After 100 mm x 100 mm of the obtained samples 1 to 16 with a transparent conductive film was used as a substrate and patterning was performed thereon, the gas barrier film substrate provided with this ITO transparent electrode was ultrasonicated with isopropyl alcohol Wash and dry with dry nitrogen gas. The transparent support substrate is fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum evaporation apparatus, while 200 mg of α-NPD (equation (2) below) is put in a molybdenum resistance heating boat, and a host compound is put in another molybdenum resistance heating boat Put 200 mg of CBP (formula (3) below) as another, put 200 mg of vasocuproin (formula (4) below) in another molybdenum resistance heating boat, and put Ir-1 (in another molybdenum resistance heating boat 100 mg of the following formula (5) was added, and 200 mg of Alq 3 (the following formula (6)) was further put in another molybdenum resistance heating boat, and attached to a vacuum evaporation apparatus.

次いで、真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、α−NPDの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で透明支持基板に蒸着し、正孔輸送層を設けた。更にCBPとIr−1の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度0.2nm/秒、0.012nm/秒で前記正孔輸送層上に共蒸着して発光層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。更にBCPの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で前記発光層の上に蒸着して膜厚10nmの正孔阻止層を設けた。その上に、更にAlqの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で前記正孔阻止層の上に蒸着して、更に膜厚40nmの電子輸送層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。引き続き、フッ化リチウム0.5nm及びアルミニウム110nmを蒸着して陰極を形成し、それぞれ透明導電膜付の試料1〜16を用いた有機EL素子試料1〜16を作製した。 Next, the vacuum chamber is depressurized to 4 × 10 −4 Pa, and then the heating boat containing α-NPD is energized and heated to deposit on a transparent support substrate at a deposition rate of 0.1 nm / sec. A layer was provided. Further, the heating boat containing CBP and Ir-1 was energized by heating and coevaporated on the hole transport layer at an evaporation speed of 0.2 nm / sec and 0.012 nm / sec, respectively, to provide a light emitting layer. . In addition, the substrate temperature at the time of vapor deposition was room temperature. Further, the heating boat containing BCP was energized to be heated, and vapor deposited on the light emitting layer at a vapor deposition rate of 0.1 nm / sec to provide a hole blocking layer with a film thickness of 10 nm. Furthermore, the heating boat containing Alq 3 is energized by heating and is deposited on the hole blocking layer at a deposition rate of 0.1 nm / sec to provide an electron transport layer with a film thickness of 40 nm. The In addition, the substrate temperature at the time of vapor deposition was room temperature. Then, 0.5 nm of lithium fluoride and aluminum 110 nm were vapor-deposited, the cathode was formed, and the organic electroluminescent element samples 1-16 using the samples 1-16 with a transparent conductive film were produced, respectively.

・有機EL素子試料の封止
窒素ガス(不活性ガス)によりパージされた環境下で、有機EL素子試料1〜16のアルミニウム蒸着面と、厚さ100μmのアルミ箔を対面させる様にして、ナガセケムテックス社製エポキシ系接着剤を用いて接着させて封止を行った。
Sealing of organic EL element sample Under an environment purged with nitrogen gas (inert gas), the aluminum deposition surface of the organic EL element samples 1 to 16 is made to face the aluminum foil of 100 μm in thickness. It sealed by making it adhere using a Chemtex company make epoxy system adhesive agent.

[有機EL素子試料の評価(ダークスポット)]
封止された有機EL素子試料1〜16を60℃、90%RHの環境下で通電を行い、ダークスポットの発生等の発光ムラの状況を、0日から120日までの変化を観察した。
[Evaluation of organic EL device sample (dark spot)]
The sealed organic EL element samples 1 to 16 were energized under an environment of 60 ° C. and 90% RH, and a change in light emission unevenness such as occurrence of dark spots from 0 to 120 days was observed.

こうして観測された各試料の発光ムラを下記の5段階に分類し、評価した。   The light emission unevenness of each sample thus observed was classified into the following five levels and evaluated.

5:0日目でダークスポット、輝度ムラは観察されず、120日経過後に非発光領域が全発光面積の0.1%以下で、発生したダークスポットは全て目視では容易に観察できない大きさ(0.1mm径以下)であった。   No dark spots and uneven brightness were observed on day 5: 0, and after 120 days, the non-emitting area was 0.1% or less of the total light emitting area, and all generated dark spots were not easily observed visually ( The diameter was 0.1 mm or less).

4:0日目で発生したダークスポットは、全て目視では容易に観察できない大きさ(0.1mm以下)であり、輝度ムラは観察されず、120日経過後に非発光領域が全発光面積の0.1%超0.2%以下で、発生したダークスポットは目視では容易に観察できない大きさ(0.1mm以下)を維持した。   The dark spots generated on day 4: 0 are all of a size (0.1 mm or less) which can not be easily observed visually, no unevenness in luminance is observed, and after 120 days, the non-emission area has a total emission area of 0 The dark spot generated maintained the size (0.1 mm or less) which can not be easily visually observed by more than 1% and 0.2% or less.

3:0日目で発生したダークスポットは、全て目視では容易に観察できない大きさ(0.1mm以下)であり、120日経過後に非発光領域が全発光面積の2%を超えた。   All dark spots generated on day 3: 0 were of a size (0.1 mm or less) which could not be easily observed visually, and after 120 days, the non-emission area exceeded 2% of the total emission area.

2:0日目に目視で判別可能なダークスポット、輝度ムラが観察され、120日経過後に非発光領域が全発光面積の2%を超え10%以下であった。   A dark spot visually distinguishable on day 2 and day 0 and uneven brightness were observed, and after 120 days, the non-light emitting area exceeded 2% of the total light emitting area and was 10% or less.

1:0日目に目視で判別可能なダークスポット、輝度ムラの非発光領域が全発光面積の1%を超えて観察され、120日以内に非発光領域が全発光面積の10%を超えた。   A dark spot visually distinguishable on day 1: 0 and a non-emission area of uneven brightness were observed exceeding 1% of the total emission area, and within 120 days the non-emission area exceeded 10% of the total emission area .

以上の評価結果(5段階評価)を表3に示す。   The above evaluation results (five-step evaluation) are shown in Table 3.

[有機EL素子試料の評価(折り曲げ後のダークスポット)]
封止された有機EL素子試料1〜16のダークスポットについて、屈曲前後のダークスポットの変化を確認するために、あらかじめ、半径10mmの曲率になるように、180度の角度で100回屈曲を繰り返し処理した後に前記のダークスポット評価条件で同様のランク評価を行った。以上の評価結果を表3に示す。
[Evaluation of organic EL element sample (dark spot after bending)]
In order to confirm the change of dark spots before and after bending, the dark spots of the sealed organic EL element samples 1 to 16 are repeatedly bent 100 times at an angle of 180 degrees so as to have a radius of 10 mm in advance. After the treatment, the same rank evaluation was performed under the above-mentioned dark spot evaluation conditions. The above evaluation results are shown in Table 3.

本発明の有機EL素子試料1〜12は、高温高湿環境および折り曲げ耐性に対するダークスポット評価において良好な結果を示した。一方、有機EL素子試料13〜16は、高温高湿環境および折り曲げ耐性において顕著なダークスポットの発生がみられた。   The organic EL device samples 1 to 12 of the present invention showed good results in the dark spot evaluation for the high temperature and high humidity environment and the bending resistance. On the other hand, in the case of the organic EL element samples 13 to 16, occurrence of remarkable dark spots was observed in a high temperature and high humidity environment and bending resistance.

本出願は、2012年12月14日に出願された日本特許出願番号2012−273806号および2013年2月8日に出願された日本特許出願番号2013−023840号に基づいており、その開示内容は、参照され、全体として、組み入れられている。   This application is based on Japanese Patent Application No. 2012-273806 filed on Dec. 14, 2012 and Japanese Patent Application No. 2013-023840 filed on February 8, 2013, the disclosure content of which is incorporated herein by reference. , Referenced and incorporated as a whole.

1、10 ガスバリア性フィルム、
2 基材、
3 第1の層、
4 透明電極、
5 有機EL素子、
6 接着剤層、
7 対向フィルム、
9 有機ELパネル、
31 製造装置、
32 送り出しローラー、
33、34、35、36 搬送ローラー、
39、40 成膜ローラー、
41 ガス供給管、
42 プラズマ発生用電源、
43、44 磁場発生装置、
45 巻取りローラー、
101 プラズマCVD装置、
102 真空槽、
103 カソード電極、
105 サセプタ、
106 熱媒体循環系、
107 真空排気系、
108 ガス導入系、
109 高周波電源、
110 基板、
160 加熱冷却装置。
1, 10 gas barrier film,
2 base materials,
3 first layer,
4 transparent electrodes,
5 Organic EL elements,
6 adhesive layer,
7 Opposite film,
9 Organic EL panels,
31 manufacturing equipment,
32 delivery rollers,
33, 34, 35, 36 transport rollers,
39, 40 deposition rollers,
41 gas supply pipe,
42 Power supply for plasma generation,
43, 44 Magnetic field generator,
45 winding rollers,
101 Plasma CVD equipment,
102 vacuum chamber,
103 cathode electrode,
105 susceptors,
106 heat medium circulation system,
107 evacuation system,
108 gas introduction system,
109 high frequency power supply,
110 substrates,
160 heating and cooling system.

Claims (10)

基材、第1の層、第2の層、および第3の層をこの順に含み、
前記第1の層は、ケイ素、アルミニウムおよびチタンからなる群より選択される少なくとも1種の酸化物、窒化物、酸窒化物または酸炭化物の少なくとも1種を含む、化学蒸着層であり、
前記第2の層は、無機酸化物を含む、原子層堆積法層であり、
前記第3の層は、ケイ素化合物加熱処理層であり、
前記ケイ素化合物がポリシラザンである、ガスバリア性フィルム。
A substrate, a first layer, a second layer, and a third layer in this order,
The first layer is a chemical vapor deposition layer containing at least one of at least one oxide, nitride, oxynitride or oxycarbide selected from the group consisting of silicon, aluminum and titanium,
The second layer is an atomic layer deposition layer containing an inorganic oxide,
The third layer, Ri silicon compound heating layer der,
The silicon compound is Ru polysilazane der, gas-barrier film.
前記第3の層の膜厚が前記第2の層の膜厚の3倍以上である、請求項1に記載のガスバリア性フィルム。 The gas barrier film according to claim 1, wherein the film thickness of the third layer is three or more times the film thickness of the second layer. 基材、第1の層、第2の層、および第3の層をこの順に含み、A substrate, a first layer, a second layer, and a third layer in this order,
前記第1の層は、ケイ素、アルミニウムおよびチタンからなる群より選択される少なくとも1種の酸化物、窒化物、酸窒化物または酸炭化物の少なくとも1種を含む、化学蒸着層であり、The first layer is a chemical vapor deposition layer containing at least one of at least one oxide, nitride, oxynitride or oxycarbide selected from the group consisting of silicon, aluminum and titanium,
前記第2の層は、無機酸化物を含む、原子層堆積法層であり、The second layer is an atomic layer deposition layer containing an inorganic oxide,
前記第3の層は、ケイ素化合物加熱処理層であり、The third layer is a silicon compound heat treatment layer,
前記第3の層の膜厚が前記第2の層の膜厚の3倍以上である、ガスバリア性フィルム。A gas barrier film, wherein the film thickness of the third layer is at least three times the film thickness of the second layer.
前記基材上に、硬化性樹脂を硬化させて形成されてなる硬化性樹脂層を有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のガスバリア性フィルム。   The gas barrier film according to any one of claims 1 to 3, having a curable resin layer formed by curing a curable resin on the substrate. 前記第1の層の膜厚が前記第2の層の膜厚の30倍未満である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のガスバリア性フィルム。   The gas barrier film according to any one of claims 1 to 4, wherein the film thickness of the first layer is less than 30 times the film thickness of the second layer. 前記第2の層が加熱処理層である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のガスバリア性フィルム。   The gas barrier film according to any one of claims 1 to 5, wherein the second layer is a heat treatment layer. 請求項1〜6のいずれか1項に記載のガスバリア性フィルムを用いる電子デバイス。   The electronic device using the gas-barrier film of any one of Claims 1-6. 化学蒸着法によりケイ素、アルミニウムおよびチタンの少なくとも一種を含む酸化物、窒化物、酸窒化物および酸炭化物からなる群から選択される少なくとも1種を含む第1の層を形成する段階と、
原子層堆積法により無機酸化物を含む第2の層を形成する段階と、
ケイ素化合物を含有する液を塗布し、得られる塗膜を改質処理して得られる第3の層を形成する段階と、を含み、
前記改質処理が熱処理であり、
前記ケイ素化合物がポリシラザンである、ガスバリア性フィルムの製造方法。
Forming a first layer comprising at least one selected from the group consisting of an oxide comprising at least one of silicon, aluminum and titanium, a nitride, an oxynitride and an oxycarbide by chemical vapor deposition;
Forming a second layer containing an inorganic oxide by atomic layer deposition;
Applying a solution containing a silicon compound, and modifying the resulting coating to form a third layer obtained.
It said Ri reforming process is heat treatment der,
The silicon compound is Ru polysilazane der method for producing a gas barrier film.
前記第3の層の膜厚が前記第2の層の膜厚の3倍以上である、請求項8に記載のガスバリア性フィルムの製造方法。 The manufacturing method of the gas barrier film of Claim 8 whose film thickness of the said 3rd layer is 3 times or more of the film thickness of the said 2nd layer. 化学蒸着法によりケイ素、アルミニウムおよびチタンの少なくとも一種を含む酸化物、窒化物、酸窒化物および酸炭化物からなる群から選択される少なくとも1種を含む第1の層を形成する段階と、
原子層堆積法により無機酸化物を含む第2の層を形成する段階と、
ケイ素化合物を含有する液を塗布し、得られる塗膜を改質処理して得られる第3の層を形成する段階と、を含み、
前記改質処理が熱処理であり、
前記第3の層の膜厚が前記第2の層の膜厚の3倍以上である、ガスバリア性フィルムの製造方法。
Forming a first layer comprising at least one selected from the group consisting of an oxide comprising at least one of silicon, aluminum and titanium, a nitride, an oxynitride and an oxycarbide by chemical vapor deposition;
Forming a second layer containing an inorganic oxide by atomic layer deposition;
Applying a solution containing a silicon compound, and modifying the resulting coating to form a third layer obtained.
It said Ri reforming process is heat treatment der,
Wherein the thickness of the third layer is Ru der least three times the thickness of the second layer, the manufacturing method of the gas barrier film.
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