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WO2014097997A1 - Electronic device - Google Patents

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Publication number
WO2014097997A1
WO2014097997A1 PCT/JP2013/083513 JP2013083513W WO2014097997A1 WO 2014097997 A1 WO2014097997 A1 WO 2014097997A1 JP 2013083513 W JP2013083513 W JP 2013083513W WO 2014097997 A1 WO2014097997 A1 WO 2014097997A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
film
barrier layer
oxygen
gas
carbon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2013/083513
Other languages
French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
本田 誠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP2014553115A priority Critical patent/JPWO2014097997A1/en
Publication of WO2014097997A1 publication Critical patent/WO2014097997A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F19/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
    • H10F19/80Encapsulations or containers for integrated devices, or assemblies of multiple devices, having photovoltaic cells
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/80Constructional details
    • H10K50/84Passivation; Containers; Encapsulations
    • H10K50/844Encapsulations
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • film substrates such as transparent plastics have a problem that the gas barrier property is inferior to glass. If a base material with inferior gas barrier properties is used, water vapor or air will permeate, and for example, the function in the electronic device will be degraded.
  • FIG. 1 is a gas-barrier film
  • 2 is a base material
  • 3 is a barrier layer Yes
  • 31 is a manufacturing apparatus
  • 32 is a delivery roller
  • 33, 34, 35 and 36 are transport rollers
  • 39 and 40 are film forming rollers
  • 41 is a gas supply pipe
  • 42 is A power source for generating plasma
  • 43 and 44 are magnetic field generators
  • 45 is a winding roller.
  • 2 is a graph of a carbon distribution curve, an oxygen distribution curve, and a silicon distribution curve of the barrier layer of Example 1.
  • An electronic device having such a configuration is excellent in long-term reliability.
  • the detailed reason why the electronic device of the present invention has excellent long-term reliability is unknown, but as the barrier layer thickness increases, physical stress is applied to non-uniform defects in the barrier layer. It is easy to cause cracks and the like, and the gas barrier performance is considered to deteriorate with time.
  • the gas barrier film according to the present invention it is considered that by providing a hard coat layer on the surface opposite to the barrier layer of the substrate, cracks and the like of the barrier layer are suppressed and the long-term reliability of the electronic device is improved.
  • the said mechanism is based on estimation and this invention is not limited to the said mechanism at all.
  • a plastic film is usually used as a substrate.
  • the plastic film to be used is not particularly limited in material, thickness and the like as long as it can hold a barrier layer, a hard coat layer, and the like, and can be appropriately selected according to the purpose of use.
  • Specific examples of the plastic film include polyester resin, methacrylic resin, methacrylic acid-maleic acid copolymer, polystyrene resin, transparent fluororesin, polyimide, fluorinated polyimide resin, polyamide resin, polyamideimide resin, and polyetherimide.
  • the base material is preferably made of a heat resistant material. Specifically, a resin base material having a linear expansion coefficient of 15 ppm / K or more and 100 ppm / K or less and a glass transition temperature (Tg) of 100 ° C. or more and 300 ° C. or less is used.
  • Tg glass transition temperature
  • the base material satisfies the requirements for use as a laminated film for electronic parts and displays. That is, when the gas barrier film of the present invention is used for these applications, the gas barrier film may be exposed to a process at 150 ° C. or higher.
  • the substrate dimensions are not stable when the gas barrier film is passed through the temperature process as described above, and thermal expansion and contraction occur. Inconvenience that the shut-off performance is deteriorated or a problem that the thermal process cannot withstand is likely to occur. If it is less than 15 ppm / K, the film may break like glass and the flexibility may deteriorate.
  • an opaque material can be used as the plastic film.
  • the opaque material include polyimide, polyacrylonitrile, and known liquid crystal polymers.
  • the substrate preferably has a high surface smoothness.
  • the surface smoothness those having an average surface roughness (Ra) of 2 nm or less are preferable. Although there is no particular lower limit, it is practically 0.01 nm or more. If necessary, both surfaces of the substrate, at least the side on which the barrier layer is provided, may be polished to improve smoothness.
  • the base material using the above-described resins or the like may be an unstretched film or a stretched film.
  • the barrier layer comprises (i) a distance (L) from the surface of the barrier layer in the film thickness direction of the barrier layer, and a ratio of the amount of silicon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms (silicon An oxygen distribution curve indicating the 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), And 90% or more of the thickness of the barrier layer in a carbon distribution curve showing a relationship between the L and the ratio of the amount of carbon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms (carbon atomic ratio) ( In the range of (upper limit: 100%), (atomic ratio of oxygen), (atomic ratio of silicon), and (atomic ratio of carbon) increase in this order (atomic ratio is O> Si> C).
  • the relationship of the above (atomic ratio of oxygen), (atomic ratio of silicon) and (atomic ratio of carbon) is at least 90% or more (upper limit: 100%) of the thickness of the barrier layer. ) And more preferably at least 93% or more (upper limit: 100%).
  • “at least 90% or more of the thickness of the barrier layer” does not need to be continuous in the barrier layer, and only needs to satisfy the above-described relationship at a portion of 90% or more.
  • the barrier layer has (iii) 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 (hereinafter, also simply referred to as “C max ⁇ C min difference”) of 3 at% or more.
  • C max ⁇ C min difference 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.
  • the C max -C min difference is preferably 5 at% or more, more preferably 7 at% or more, and particularly preferably 10 at% or more.
  • the “maximum value” is the atomic ratio of each element that is maximum in the distribution curve of each element, and is the highest value among the maximum values.
  • the “minimum value” is the atomic ratio of each element that is the minimum in the distribution curve of each element, and is the lowest value among the minimum values.
  • the upper limit of the C max -C min difference is not particularly limited, but it is preferably 50 at% or less in consideration of the effect of suppressing / preventing crack generation during bending of the gas barrier film, and is preferably 40 at% or less. It is more preferable that
  • 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 barrier layer (hereinafter also simply referred to as “O max ⁇ O min difference”) is 3 at% or more. It is preferably 5 at% or more, more preferably 6 at% or more, and particularly preferably 7 at% or more.
  • the absolute value is 3 at% or more, the gas barrier property when the obtained gas barrier film is bent is further improved.
  • the upper limit of the O max -O min difference is not particularly limited, but is preferably 50 at% or less, and is preferably 40 at% or less in consideration of the effect of suppressing / preventing crack generation when the gas barrier film is bent. It is more 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 barrier layer (hereinafter also simply referred to as “Si max -Si min difference”) is 10 at% or less. Is preferable, 7 at% or less is more preferable, and 3 at% or less is further preferable. When the absolute value is 10 at% or less, the gas barrier property of the obtained gas barrier film is further improved.
  • 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.
  • XPS X-ray photoelectron spectroscopy
  • rare gas ion sputtering such as argon in combination.
  • XPS depth profile measurement in which surface composition analysis is sequentially performed while exposing the inside of the sample.
  • a 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).
  • the etching time generally correlates with the distance (L) from the surface of the barrier layer in the film thickness direction of the barrier layer in the film thickness direction. Therefore, “Distance from the surface of the barrier layer in the film thickness direction of the barrier layer” is the distance from the surface of the barrier layer calculated from the relationship between the etching rate and the etching time adopted in the XPS depth profile measurement. can do.
  • the silicon distribution curve, oxygen distribution curve, carbon distribution curve, and oxygen carbon distribution curve were prepared under the following measurement conditions.
  • the barrier layer is substantially uniform in the film surface direction (direction parallel to the surface of the barrier layer) from the viewpoint of forming a barrier layer having a uniform and excellent gas barrier property over the entire film surface.
  • the barrier layer is substantially uniform in the film surface direction means that the oxygen distribution curve, the carbon distribution curve, and the oxygen carbon are measured at any two measurement points on the film surface of the barrier layer by XPS depth profile measurement.
  • the barrier layer satisfying all of the above conditions (i) to (iii) may include only one layer or two or more layers. Furthermore, when two or more such barrier layers are provided, the materials of the plurality of barrier layers may be the same or different.
  • the arrangement of the barrier layer is not particularly limited, but may be arranged on the substrate.
  • plasma discharge in a space between a plurality of film forming rollers it is preferable to generate plasma discharge in a space between a plurality of film forming rollers.
  • a pair of film forming rollers is used, and each of the pair of film forming rollers is used.
  • the substrate is disposed and discharged between a pair of film forming rollers to generate plasma.
  • the film forming gas used in such a plasma CVD method preferably includes an organic silicon compound and oxygen, and the content of oxygen in the film forming gas is determined by the organosilicon compound in the film forming gas. It is preferable that the amount of oxygen be less than the theoretical oxygen amount necessary for complete oxidation.
  • the barrier layer is preferably a layer formed by a continuous film forming process.
  • the gas barrier film according to the present invention preferably forms the barrier layer on the surface of the substrate by a roll-to-roll method from the viewpoint of productivity.
  • an apparatus that can be used when manufacturing the barrier layer by such a plasma CVD method is not particularly limited, and includes at least a pair of film forming rollers and a plasma power source, and the pair of film forming processes. It is preferable that the apparatus has a configuration capable of discharging between rollers. For example, when the manufacturing apparatus shown in FIG. 1 is used, the apparatus is manufactured by a roll-to-roll method using a plasma CVD method. It is also possible.
  • the 1 includes a feed roller 32, transport rollers 33, 34, 35, and 36, film forming rollers 39 and 40, a gas supply pipe 41, a plasma generating power source 42, and a film forming roller 39. And magnetic field generators 43 and 44 installed inside 40 and a winding roller 45.
  • a manufacturing apparatus at least the film forming rollers 39 and 40, the gas supply pipe 41, the plasma generating power source 42, and the magnetic field generating apparatuses 43 and 44 are arranged in a vacuum chamber (not shown). ing. Further, 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.
  • the magnetic field generators 43 and 44 provided on the film forming roller 39 and the film forming roller 40 respectively have racetrack-shaped magnetic poles that are long in the roller axis direction, and one magnetic field generator 43 and the other magnetic field generator. It is preferable to arrange the magnetic poles so that the magnetic poles facing to 44 have the same polarity.
  • By providing such magnetic field generators 43 and 44 the opposing space along the length direction of the roller shaft without straddling the magnetic field generator on the roller side where the magnetic lines of force of each of the magnetic field generators 43 and 44 are opposed.
  • a racetrack-like magnetic field can be easily formed in the vicinity of the roller surface facing the (discharge region), and the plasma can be converged on the magnetic field, so that a wide base wound around the roller width direction can be obtained.
  • the material 2 is excellent in that the barrier layer 3 that is a deposited film can be efficiently formed.
  • the barrier layer according to the present invention can be produced by appropriately adjusting the speed. That is, using the manufacturing apparatus 31 shown in FIG. 1, a discharge is generated between a pair of film forming rollers (film forming rollers 39 and 40) while supplying a film forming gas (raw material gas, etc.) into the vacuum chamber.
  • a reactive gas may be used in addition to the raw material gas.
  • a gas that reacts with the raw material gas to become an inorganic compound such as an oxide or a nitride can be appropriately selected and used.
  • a reaction gas for forming an oxide for example, oxygen or ozone can be used.
  • a reactive gas for forming nitride nitrogen and ammonia can be used, for example. These reaction gases can be used singly or in combination of two or more. For example, when forming an oxynitride, a reaction gas for forming an oxide and a nitride are formed. It can be used in combination with a reaction gas.
  • the ratio of the source gas and the reactive gas is the reaction gas that is theoretically necessary for completely reacting the source gas and the reactive gas. It is preferable not to make the ratio of the reaction gas excessive rather than the ratio of the amount. By not excessively increasing the ratio of the reactive gas, the barrier layer 3 formed is excellent in that excellent barrier properties and bending resistance can be obtained. Further, when the film forming gas contains the organosilicon compound and oxygen, the amount is less than the theoretical oxygen amount necessary for complete oxidation of the entire amount of the organosilicon compound in the film forming gas. It is preferable.
  • the amount of oxygen required to completely oxidize 1 mol of hexamethyldisiloxane is 12 mol. Therefore, a uniform silicon dioxide film is formed when oxygen is contained in the film forming gas in an amount of 12 moles or more per mole of hexamethyldisiloxane and a uniform silicon dioxide film is formed (a carbon distribution curve exists). Therefore, it becomes impossible to form a barrier layer that satisfies all of the above conditions (i) to (iii). Therefore, in the present invention, when the barrier layer is formed, the stoichiometric ratio of oxygen amount to 1 mol of hexamethyldisiloxane is set so that the reaction of the reaction formula (1) does not proceed completely.
  • the molar amount of oxygen relative to the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane in the deposition gas is preferably greater than 0.1 times the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane, more preferably greater than 0.5 times.
  • an electrode drum connected to the plasma generating power source 42 (in this embodiment, the film forming roller 39) is used.
  • the power applied to the power source can be adjusted as appropriate according to the type of the source gas, the pressure in the vacuum chamber, and the like. It is preferable to be in the range. If such an applied power is 100 W or more, the generation of particles can be sufficiently suppressed, and if it is 10 kW or less, the amount of heat generated during film formation can be suppressed, and the substrate during film formation can be suppressed. An increase in surface temperature can be suppressed. Therefore, it is excellent in that wrinkles can be prevented during film formation without causing the substrate to lose heat.
  • the gas barrier film according to the present invention has a hard coat layer provided on the surface of the substrate opposite to the surface having the barrier layer.
  • the electronic device of the present invention is a device with high long-term reliability.
  • the hard coat layer may have a function of preventing scratches on the surface of the electronic device.
  • Examples of the active energy ray-curable material used for forming the hard coat layer include a composition containing an acrylate compound, a composition containing an acrylate compound and a mercapto compound containing a thiol group, epoxy acrylate, urethane acrylate, Examples thereof include compositions containing polyfunctional acrylate monomers such as polyester acrylate, polyether acrylate, polyethylene glycol acrylate, and glycerol methacrylate.
  • OPSTAR registered trademark
  • photopolymerization initiator examples include benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 4,4-bis (dimethylamine) benzophenone, 4,4-bis (diethylamine) benzophenone, ⁇ -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-Butyldichloroacetophenone, thioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, diethylthioxanthone, benzyldimethyl ketal, benzylmethoxyethyl acetal, benzo Methyl ether
  • thermosetting urethane resin consisting of acrylic polyol and isocyanate prepolymer, phenol resin, urea melamine resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, silicone resin, polyamidoamine-epichlorohydrin Butter, and the like can be mentioned.
  • the hard coat layer can contain additives such as a thermoplastic resin, an antioxidant, an ultraviolet absorber, and a plasticizer, if necessary, in addition to the above-described materials.
  • an appropriate resin or additive may be used for improving the film formability and preventing the occurrence of pinholes in the film.
  • the thermoplastic resin include cellulose derivatives such as acetylcellulose, nitrocellulose, acetylbutylcellulose, ethylcellulose and methylcellulose, vinyl acetate and copolymers thereof, vinyl chloride and copolymers thereof, vinylidene chloride and copolymers thereof and the like.
  • Examples 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, and polycarbonate resins.
  • the thickness of the hard coat layer according to the present invention is 5 ⁇ m or more. When the thickness is less than 5 ⁇ m, the long-term reliability of the electronic device is lowered.
  • the thickness of the hard coat layer is preferably 5 to 20 ⁇ m, more preferably 5 to 10 ⁇ m. By setting it to 5 ⁇ m or more, it becomes easy to make the heat resistance as a film sufficient, and by setting it to 10 ⁇ m or less, it becomes easier to adjust the balance of the optical properties of the base material, and further curling of the gas barrier film is further suppressed. Can be made easier.
  • the film thickness ratio between the barrier layer and the hard coat layer described above is preferably 1: 3 to 1:50 (film thickness of the barrier layer (nm): film thickness of the hard coat layer (nm)). 1: 5 to 1:20 is more preferable. When the film thickness ratio is within this range, the long-term reliability of the electronic device of the present invention is further improved.
  • the smoothness of the hard coat layer is a value expressed by the surface roughness specified by JIS B0601: 2001, and the maximum cross-sectional height Rt (p) is preferably 10 nm or more and 30 nm or less. Note that the lower limit of the maximum cross-sectional height Rt (p) is not particularly limited and is 0 nm, but it may normally be 0.5 nm or more.
  • the examples of the active energy ray-curable material and the thermosetting material, and the method for forming the primer layer are the same as those described in the column of the hard coat layer, and thus the description thereof is omitted here.
  • the thickness of the primer layer is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.1 to 10 ⁇ m.
  • the above-mentioned anchor coating agent is coated on a substrate by a known method such as roll coating, gravure coating, knife coating, dip coating, spray coating, and the like, and is coated by drying and removing the solvent, diluent, etc. Can do.
  • the application amount of the anchor coating agent is preferably about 0.1 to 5 g / m 2 (dry state).
  • a commercially available base material with an easy-adhesion layer may be used.
  • the thickness of the anchor coat layer is not particularly limited, but is preferably about 0.5 to 10.0 ⁇ m.
  • the electronic element main body is the main body of the electronic device of the present invention, and is disposed on the barrier layer side of the gas barrier film according to the present invention.
  • an electronic device main body whose performance is deteriorated by chemical components (oxygen, water, nitrogen oxide, sulfur oxide, ozone, etc.) in air is preferably used.
  • Organic EL elements, solar cells (PV), liquid crystal display elements (LCD), electronic paper, thin film transistors, touch panels, and the like can be given. From the viewpoint that the effects of the present invention can be obtained more efficiently, the electronic element body is preferably an organic EL element or a solar battery.
  • Organic EL device Examples of organic EL elements using a gas barrier film are described in detail in JP-A-2007-30387.
  • the transmissive liquid crystal display device includes, in order from the bottom, a backlight, a polarizing plate, a ⁇ / 4 plate, a lower transparent electrode, a lower alignment film, a liquid crystal layer, an upper alignment film, an upper transparent electrode, an upper substrate, a ⁇ / 4 plate, and a polarization It has a structure consisting of a film. In the case of color display, it is preferable to further provide a color filter layer between the lower transparent electrode and the lower alignment film, or between the upper alignment film and the transparent electrode.
  • the type of the liquid crystal cell is not particularly limited, but more preferably, a TN type (Twisted Nematic), an STN type (Super Twisted Nematic), a HAN type (Hybrid Aligned Nematic), a VA type (Vertical Alignment Electric), an EC type, a Bt type OCB type (Optically Compensated Bend), IPS type (In-Plane Switching), and CPA type (Continuous Pinwheel Alignment) are preferable.
  • a TN type Transmission Nematic
  • STN type Super Twisted Nematic
  • HAN type Hybrid Aligned Nematic
  • VA type Very Alignment Electric
  • an EC type a Bt type OCB type (Optically Compensated Bend)
  • IPS type In-Plane Switching
  • CPA type Continuous Pinwheel Alignment
  • the solar cell element is a copper / indium / selenium system (so-called CIS system), a copper / indium / gallium / selenium system (so-called CIGS system), copper / indium / gallium / selenium / sulfur.
  • CIS system copper / indium / selenium system
  • CIGS system copper / indium / gallium / selenium system
  • sulfur copper / indium / gallium / selenium / sulfur.
  • a group I-III-VI compound semiconductor solar cell element such as a system (so-called CIGSS system) is preferable.
  • the gas barrier film of the present invention can also be used as an optical member.
  • the optical member include a circularly polarizing plate.
  • a circularly polarizing plate can be produced by laminating a ⁇ / 4 plate and a polarizing plate using the gas barrier film in the present invention as a substrate. In this case, the lamination is performed so that the angle formed by the slow axis of the ⁇ / 4 plate and the absorption axis of the polarizing plate is 45 °.
  • a polarizing plate one that is stretched in a direction of 45 ° with respect to the longitudinal direction (MD) is preferably used.
  • MD longitudinal direction
  • those described in JP-A-2002-86554 can be suitably used. .
  • the mask was removed in a vacuum state, and aluminum was deposited from another metal deposition source on the entire surface of one side of the sheet.
  • the vacuum state is released, and the aluminum sealing side is quickly passed through a UV-curable resin (manufactured by Nagase ChemteX Corporation) to 0.2 mm thick quartz glass in a dry nitrogen gas atmosphere.
  • an evaluation cell was produced by irradiating with ultraviolet rays.
  • the obtained sample with both sides sealed was stored at 60 ° C. and 90% RH under high temperature and high humidity, and permeated into the cell from the corrosion amount of metallic calcium based on the method described in JP-A-2005-283561. The amount of water was calculated.
  • the permeated water amount (g / m 2 ⁇ day; “WVTR” in the table) of each gas barrier film measured as described above was evaluated by the Ca method.

Landscapes

  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

[Problem] To provide an electronic device which has excellent long-term reliability. [Solution] An electronic device which comprises: a gas barrier film that has a base, a barrier layer that is formed on one surface of the base and contains silicon, oxygen and carbon, and a hard coat layer that is formed on the other surface of the base, contains a curable resin, and has a film thickness of 5 μm or more and a pencil hardness of HB or more; and an electronic element main body that is arranged on the barrier layer side of the gas barrier film. The barrier layer satisfies conditions (i)-(iv).

Description

電子デバイスElectronic devices

 本発明は、電子デバイスに関する。 The present invention relates to an electronic device.

 水蒸気や酸素の透過を遮断する性質、いわゆるガスバリア性を有するフィルムに関し、従来、さまざまな検討がなされている。このような検討の中では、フィルムのガスバリア性を高めるために、スパッタリングやプラズマCVD法等の方法によって無機層を製膜する技術が提案されている(特開平6-234186号公報参照)。 Conventionally, various studies have been made on a film having a property of blocking permeation of water vapor and oxygen, that is, a gas barrier property. In such studies, a technique for forming an inorganic layer by a method such as sputtering or a plasma CVD method has been proposed in order to improve the gas barrier property of the film (see JP-A-6-234186).

 近年、軽量化、大型化という要求に加え、長期信頼性や形状の自由度が高いこと、曲面表示が可能であること等の要求が加わり、重くて割れやすく大面積化が困難なガラス基板に代わって透明プラスチック等のフィルム基材が採用され始めている。 In recent years, in addition to demands for weight reduction and size increase, long-term reliability, high degree of freedom in shape, and the ability to display curved surfaces have been added, resulting in a glass substrate that is heavy, easily broken, and difficult to increase in area. Instead, film base materials such as transparent plastics are beginning to be adopted.

 しかしながら、透明プラスチック等のフィルム基材はガラスに対しガスバリア性が劣るという問題がある。ガスバリア性が劣る基材を用いると、水蒸気や空気が浸透し、例えば電子デバイス内の機能を劣化させてしまう。 However, film substrates such as transparent plastics have a problem that the gas barrier property is inferior to glass. If a base material with inferior gas barrier properties is used, water vapor or air will permeate, and for example, the function in the electronic device will be degraded.

 包装材や液晶表示素子に使用されるガスバリア性フィルムとしてはプラスチックフィルム上に酸化ケイ素を蒸着したものや酸化アルミニウムを蒸着したものが知られている。しかしながら、それらの技術では、せいぜい1g/m/day程度の水蒸気バリア性しか得られていない。一方、近年では、液晶ディスプレイの大型化、高精細ディスプレイ等の開発によりフィルム基板へのガスバリア性能について水蒸気透過度で0.1g/m/day程度、さらに有機エレクトロルミネッセンスについては水蒸気透過度で10-5~10-6g/m/dayのオーダーにまで要求が上がってきている。 Gas barrier films used for packaging materials and liquid crystal display elements are known in which silicon oxide is vapor-deposited on a plastic film or aluminum oxide is vapor-deposited. However, in those techniques, only a water vapor barrier property of about 1 g / m 2 / day is obtained. On the other hand, in recent years, the liquid crystal display has been increased in size, developed as a high-definition display, etc., and the gas barrier performance to the film substrate is about 0.1 g / m 2 / day for water vapor permeability. The demand has risen to the order of −5 to 10 −6 g / m 2 / day.

 上記課題に対して、特開2005-288851号公報では、ポリマー多層(Polymer Multilayer、PML)技法が記載されている。この技法は、ポリマーの層と酸化アルミニウムの層とからなるコーティングをフレキシブル基板に施してその基板をシールする。両方とも堆積工程は、ウェブ処理装置を使って極めて高速で操作することができる。水および酸素の浸透性に対する耐性は、未コートのPET膜に比して3ないし4桁まで改善されることが開示されている。 In response to the above problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-288851 describes a polymer multilayer (PML) technique. This technique applies a coating consisting of a polymer layer and an aluminum oxide layer to a flexible substrate and seals the substrate. Both deposition processes can be operated at very high speeds using web processing equipment. It has been disclosed that the resistance to water and oxygen permeability is improved by 3 to 4 orders of magnitude compared to uncoated PET membranes.

 かかるポリマー多層技法では、ポリマー層が、隣接するセラミック層内のあらゆる欠陥を覆い隠して、バリア層内のこれらの欠陥によって作られるチャンネルを通る酸素や水蒸気の拡散速度を低下させるように働くことが示唆されている。しかしながら、ポリマー層と酸化アルミニウムの層との境界面は隣接する材料の不相溶性のために一般的に弱いため、剥離しやすく、長期保存では充分なバリア能が得られないという問題を有していた。 In such polymer multilayer techniques, the polymer layer may work to mask any defects in adjacent ceramic layers and reduce the diffusion rate of oxygen and water vapor through the channels created by these defects in the barrier layer. Has been suggested. However, since the interface between the polymer layer and the aluminum oxide layer is generally weak due to the incompatibility of adjacent materials, there is a problem that it is easy to peel off and sufficient barrier ability cannot be obtained during long-term storage. It was.

 一方、上記課題に対して、特開2012-84306号公報では、特定の組成でケイ素、酸素および炭素を含むガスバリア層を有する有機EL装置が報告されている。上記ガスバリア層は、高いガスバリア性を備え、フィルムを屈曲させたときにもガスバリア性が低下しにくく、簡易な工程で、かつ短時間で形成することが可能であると開示されている。 On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-84306 reports an organic EL device having a gas barrier layer containing silicon, oxygen, and carbon with a specific composition. It is disclosed that the gas barrier layer has a high gas barrier property, and the gas barrier property is hardly lowered even when the film is bent, and can be formed in a simple process and in a short time.

 しかしながら、特開2012-84306号公報に記載の技術では、高いガスバリア性を得るために、少なくとも900nmを超える膜厚になるようにバリア層を設けなければならない。また、このガスバリア性フィルムを電子デバイスに適用した場合、経時により電子デバイスの劣化が起こることが分かった。 However, in the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-84306, in order to obtain a high gas barrier property, a barrier layer must be provided so as to have a film thickness exceeding at least 900 nm. Further, it was found that when this gas barrier film was applied to an electronic device, the electronic device deteriorated with time.

 本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、長期信頼性に優れる電子デバイス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 thereof is to provide an electronic device having excellent long-term reliability.

 本発明者は、上記の問題を解決すべく、鋭意研究を行った。その結果、特定の条件を満たすケイ素、酸素、および炭素を含有するバリア層と、ハードコート層とを有するガスバリア性フィルムを備えた電子デバイスが、長期信頼性に優れることを見出した。上記知見に基づいて、本発明を完成した。 The present inventor conducted intensive research to solve the above problems. As a result, it has been found that an electronic device including a gas barrier film having a barrier layer containing silicon, oxygen, and carbon that satisfies specific conditions and a hard coat layer is excellent in long-term reliability. Based on the above findings, the present invention has been completed.

 すなわち、本発明は、基材、該基材の一方の面に形成された、ケイ素、酸素、および炭素を含有するバリア層、ならびに該基材の他方の面に形成され、硬化性樹脂を含有し、膜厚が5μm以上であり、かつ鉛筆硬度がHB以上であるハードコート層を有するガスバリア性フィルムと、該ガスバリア性フィルムの該バリア層側に配置される電子素子本体と、を有する電子デバイスであって、該バリア層が、下記条件(i)~(iv)を満たす、電子デバイスである。 That is, the present invention includes a base material, a barrier layer containing silicon, oxygen, and carbon formed on one surface of the base material, and a curable resin formed on the other surface of the base material. An electronic device having a gas barrier film having a hard coat layer having a film thickness of 5 μm or more and a pencil hardness of HB or more, and an electronic element body disposed on the barrier layer side of the gas barrier film In this electronic device, the barrier layer satisfies the following conditions (i) to (iv).

 (i)前記バリア層の膜厚方向における前記バリア層表面からの距離(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、
 前記バリア層の膜厚の90%以上の領域で、(酸素の原子比)、(ケイ素の原子比)、(炭素の原子比)の順で多い、
 (ii)前記炭素分布曲線が少なくとも2つの極値を有する、
 (iii)前記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、
 (iv)膜厚が900nmを超える。
(I) The distance (L) from the surface of the barrier layer in the thickness direction of the barrier layer and the ratio of the amount of silicon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms (atom ratio of silicon) A silicon distribution curve showing a relationship, an 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), and the L and silicon atoms In the carbon distribution curve showing the relationship between the ratio of the amount of carbon atoms to the total amount of oxygen atoms, and carbon atoms (the atomic ratio of carbon),
In the region of 90% or more of the film thickness of the barrier layer, (atomic ratio of oxygen), (atomic ratio of silicon), (atomic ratio of carbon) in this order,
(Ii) the carbon distribution curve has at least two extreme values;
(Iii) 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.
(Iv) The film thickness exceeds 900 nm.

本発明に係るバリア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り、1はガスバリア性フィルムであり、2は基材であり、3はバリア層であり、31は製造装置であり、32は送り出しローラーであり、33、34、35、および36は搬送ローラーであり、39および40は成膜ローラーであり、41はガス供給管であり、42はプラズマ発生用電源であり、43および44は磁場発生装置であり、45は巻取りローラーである。It is a schematic diagram which shows an example of the manufacturing apparatus which can be utilized suitably in order to manufacture the barrier layer which concerns on this invention, 1 is a gas-barrier film, 2 is a base material, 3 is a barrier layer Yes, 31 is a manufacturing apparatus, 32 is a delivery roller, 33, 34, 35 and 36 are transport rollers, 39 and 40 are film forming rollers, 41 is a gas supply pipe, 42 is A power source for generating plasma, 43 and 44 are magnetic field generators, and 45 is a winding roller. 実施例1のバリア層の炭素分布曲線、酸素分布曲線、およびケイ素分布曲線のグラフである。2 is a graph of a carbon distribution curve, an oxygen distribution curve, and a silicon distribution curve of the barrier layer of Example 1. FIG.

 本発明は、基材、該基材の一方の面に形成された、ケイ素、酸素、および炭素を含有するバリア層、ならびに該基材の他方の面に形成され、硬化性樹脂を含有し、膜厚が5μm以上であり、かつ鉛筆硬度がHB以上であるハードコート層を有するガスバリア性フィルムと、該ガスバリア性フィルムの該バリア層側に配置される電子素子本体と、を有する電子デバイスである。そして、該バリア層は、下記条件(i)~(iv)を満たす。 The present invention comprises a base material, a barrier layer containing silicon, oxygen, and carbon formed on one surface of the base material, and a curable resin formed on the other surface of the base material, An electronic device having a gas barrier film having a hard coat layer having a film thickness of 5 μm or more and a pencil hardness of HB or more, and an electronic element body disposed on the barrier layer side of the gas barrier film. . The barrier layer satisfies the following conditions (i) to (iv).

 (i)前記バリア層の膜厚方向における前記バリア層表面からの距離(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、
 前記バリア層の膜厚の90%以上の領域で、(酸素の原子比)、(ケイ素の原子比)、(炭素の原子比)の順で多い、
 (ii)前記炭素分布曲線が少なくとも2つの極値を有する、
 (iii)前記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、
 (iv)膜厚が900nmを超える。
(I) The distance (L) from the surface of the barrier layer in the thickness direction of the barrier layer and the ratio of the amount of silicon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms (atom ratio of silicon) A silicon distribution curve showing a relationship, an 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), and the L and silicon atoms In the carbon distribution curve showing the relationship between the ratio of the amount of carbon atoms to the total amount of oxygen atoms, and carbon atoms (the atomic ratio of carbon),
In the region of 90% or more of the film thickness of the barrier layer, (atomic ratio of oxygen), (atomic ratio of silicon), (atomic ratio of carbon) in this order,
(Ii) the carbon distribution curve has at least two extreme values;
(Iii) 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.
(Iv) The film thickness exceeds 900 nm.

 このような構成を有する電子デバイスは、長期信頼性に優れる。なぜ、本発明の電子デバイスが優れた長期信頼性を有するのか詳細な理由は不明であるが、バリア層の膜厚が厚くなるにつれて、バリア層内の不均一な欠陥に物理的な応力がかかりやすく、クラック等が発生しやすくなり、ガスバリア性能が経時劣化すると考えられる。本発明に係るガスバリア性フィルムにおいては、基材のバリア層とは反対側の面にハードコート層を設けることで、バリア層のクラック等を抑制し、電子デバイスの長期信頼性が向上すると考えられる。なお、上記メカニズムは推測によるものであり、本発明は上記メカニズムに何ら限定されるものではない。 An electronic device having such a configuration is excellent in long-term reliability. The detailed reason why the electronic device of the present invention has excellent long-term reliability is unknown, but as the barrier layer thickness increases, physical stress is applied to non-uniform defects in the barrier layer. It is easy to cause cracks and the like, and the gas barrier performance is considered to deteriorate with time. In the gas barrier film according to the present invention, it is considered that by providing a hard coat layer on the surface opposite to the barrier layer of the substrate, cracks and the like of the barrier layer are suppressed and the long-term reliability of the electronic device is improved. . In addition, the said mechanism is based on estimation and this invention is not limited to the said mechanism at all.

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

 また、本明細書において、範囲を示す「X~Y」は「X以上Y以下」を意味し、「重量」と「質量」、「重量%」と「質量%」および「重量部」と「質量部」は同義語として扱う。また、特記しない限り、操作および物性等の測定は室温(20~25℃)/相対湿度40~50%の条件で測定する。 In the present specification, “X to Y” indicating a range means “X or more and Y or less”, “weight” and “mass”, “weight%” and “mass%”, “part by weight” and “weight part”. “Part by mass” is treated as a synonym. Unless otherwise specified, measurement of operation and physical properties is performed under conditions of room temperature (20 to 25 ° C.) / Relative humidity 40 to 50%.

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

 本発明に係るガスバリア性フィルムを有機EL素子等の電子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、かつガラス転移温度(Tg)が100℃以上300℃以下の樹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 according to the present invention is used as a substrate for an electronic device such as an organic EL element, the base material is preferably made of a heat resistant material. Specifically, a resin base material having a linear expansion coefficient of 15 ppm / K or more and 100 ppm / K or less and a glass transition temperature (Tg) of 100 ° C. or more and 300 ° C. or less is used. The base material satisfies the requirements for use as a laminated film for electronic parts and displays. That is, when the gas barrier film of the present invention is used for these applications, the gas barrier film may be exposed to a process at 150 ° C. or higher. In this case, when the coefficient of linear expansion of the base material in the gas barrier film exceeds 100 ppm / K, the substrate dimensions are not stable when the gas barrier film is passed through the temperature process as described above, and thermal expansion and contraction occur. Inconvenience that the shut-off performance is deteriorated or a problem that the thermal process cannot withstand is likely to occur. If it is less than 15 ppm / K, the film may break like glass and the flexibility may deteriorate.

 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)。 The Tg and linear expansion coefficient of the substrate can be adjusted by additives. More preferable specific examples of the thermoplastic resin that can be used as the substrate include, for example, polyethylene terephthalate (PET: 70 ° C.), polyethylene naphthalate (PEN: 120 ° C.), polycarbonate (PC: 140 ° C.), and alicyclic. Polyolefin (for example, ZEONOR (registered trademark) 1600: 160 ° C, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.), polyarylate (PAr: 210 ° C), polyethersulfone (PES: 220 ° C), polysulfone (PSF: 190 ° C), cycloolefin copolymer (COC: Compound described in JP-A No. 2001-150584: 162 ° C.), polyimide (for example, Neoprim (registered trademark): 260 ° C. manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.), fluorene ring-modified polycarbonate (BCF-PC: JP In 2000-227603 Listed compound: 225 ° C.), alicyclic modified polycarbonate (IP-PC: compound described in JP 2000-227603 A: 205 ° C.), acryloyl compound (compound described in JP 2002-80616 A: 300 ° C.) And the like) (Tg is shown in parentheses).

 本発明に係る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層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 according to the present invention is used in combination with a polarizing plate, the gas barrier film is preferably disposed on the innermost side (adjacent to the element) so that the barrier layer of the gas barrier film faces the inner side of the cell. At this time, since the gas barrier film is disposed inside the cell from the polarizing plate, the retardation value of the gas barrier film is important. The usage form of the gas barrier film in such an embodiment includes a gas barrier film using a base film having a retardation value of 10 nm or less and a circularly polarizing plate (¼ wavelength plate + (½ 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 that can be used 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。 Examples of the substrate film having a retardation of 10 nm or less include, for example, cellulose triacetate (Fuji Film Co., Ltd .: Fujitac (registered trademark)), polycarbonate (Teijin Chemicals Co., Ltd .: Pure Ace (registered trademark), Kaneka Corporation): Elmec (registered trademark)), cycloolefin polymer (manufactured by JSR Corporation: Arton (registered trademark), Nippon Zeon Corporation: ZEONOR (registered trademark)), cycloolefin copolymer (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc .: APPEL (registered trademark)) (Pellets), manufactured by Polyplastics Co., Ltd .: Topas (registered trademark) (pellets)), polyarylate (manufactured by Unitika Co., Ltd .: U100 (pellets)), transparent polyimide (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd .: Neoprim (registered trademark)) Etc.

 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。 Further, as the quarter wavelength plate, a film adjusted to a desired retardation value by appropriately stretching the above film can be used.

 本発明に係るガスバリア性フィルムは、有機EL素子等の電子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 according to the present invention is used as an electronic 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 K7105: 1981, that is, using an integrating sphere light transmittance measuring device, and subtracting the diffuse transmittance from the total light transmittance. can do.

 ただし、本発明に係る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 according to the present invention is used for display, transparency is not necessarily required when it is not installed on the observation side. Therefore, in such a case, an opaque material can be used as the plastic film. Examples of the opaque material include polyimide, polyacrylonitrile, and known liquid crystal polymers.

 本発明に係る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、プライマー層等の機能層を有していてもよい。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 according to the present invention is not particularly limited because it is appropriately selected depending on the use, but is typically 1 to 800 μm, preferably 10 to 200 μm. These plastic films may have functional layers such as a transparent conductive layer and a primer layer. As the functional layer, in addition to those described above, those described in paragraph numbers “0036” to “0038” of JP-A-2006-289627 can be preferably used.

 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 a high surface smoothness. As the surface smoothness, those having an average surface roughness (Ra) of 2 nm or less are preferable. Although there is no particular lower limit, it is practically 0.01 nm or more. If necessary, both surfaces 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。 In addition, the base material using the above-described resins or the like may be an unstretched film or a stretched film.

 本発明で用いられる基材は、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 base material used in the present invention can be produced by a conventionally known general method. For example, an unstretched substrate that is substantially amorphous and not oriented can be produced by melting a resin as a material with an extruder, extruding it with an annular die or a T-die, and quenching. Further, the unstretched base material is subjected to a known method such as uniaxial stretching, tenter-type sequential biaxial stretching, tenter-type simultaneous biaxial stretching, tubular simultaneous biaxial stretching, etc. A stretched substrate can be produced by stretching in the direction perpendicular to the flow direction of the substrate (horizontal axis). The draw ratio in this case can be appropriately selected according to the resin as the raw material of the base material, but is preferably 2 to 10 times in each of the vertical axis direction and the horizontal axis direction.

 基材の少なくとも本発明に係るバリア層を設ける側には、密着性向上のための公知の種々の処理、例えばコロナ放電処理、火炎処理、酸化処理、またはプラズマ処理や、後述するプライマー層の積層等を行うことが好ましく、必要に応じて上記処理を組み合わせて行うことがより好ましい。 At least on the side of the substrate on which the barrier layer according to the present invention is provided, various known treatments for improving adhesion, such as corona discharge treatment, flame treatment, oxidation treatment, or plasma treatment, and lamination of a primer layer described later Etc. are preferably performed, and it is more preferable to perform the above treatment in combination as necessary.

 [バリア層]
 本発明に係るバリア層は、基材の一方の面に形成される層であり、ケイ素、酸素、および炭素を含有する層である。そして、該バリア層は、上記条件(i)~(iii)を満たす。
[Barrier layer]
The barrier layer according to the present invention is a layer formed on one surface of the substrate and is a layer containing silicon, oxygen, and carbon. The barrier layer satisfies the above conditions (i) to (iii).

 まず、バリア層は、(i)前記バリア層の膜厚方向における前記バリア層表面からの距離(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、前記バリア層の膜厚の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)。前記の条件(i)を満たさない場合、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不十分となる。ここで、上記炭素分布曲線において、上記(酸素の原子比)、(ケイ素の原子比)および(炭素の原子比)の関係は、バリア層の膜厚の、少なくとも90%以上(上限:100%)の領域で満たされることがより好ましく、少なくとも93%以上(上限:100%)の領域で満たされることがより好ましい。ここで、バリア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。 First, the barrier layer comprises (i) a distance (L) from the surface of the barrier layer in the film thickness direction of the barrier layer, and a ratio of the amount of silicon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms (silicon An oxygen distribution curve indicating the 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), And 90% or more of the thickness of the barrier layer in a carbon distribution curve showing a relationship between the L and the ratio of the amount of carbon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms (carbon atomic ratio) ( In the range of (upper limit: 100%), (atomic ratio of oxygen), (atomic ratio of silicon), and (atomic ratio of carbon) increase in this order (atomic ratio is O> Si> C). When the above condition (i) is not satisfied, the gas barrier property and flexibility of the obtained gas barrier film are insufficient. Here, in the carbon distribution curve, the relationship of the above (atomic ratio of oxygen), (atomic ratio of silicon) and (atomic ratio of carbon) is at least 90% or more (upper limit: 100%) of the thickness of the barrier layer. ) And more preferably at least 93% or more (upper limit: 100%). Here, “at least 90% or more of the thickness of the barrier layer” does not need to be continuous in the barrier layer, and only needs to satisfy the above-described relationship at a portion of 90% or more.

 また、バリア層は、(ii)前記炭素分布曲線が少なくとも2つの極値を有する。該バリア層は、前記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つ以上有していてもよい。前記炭素分布曲線の極値が1つ以下である場合、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不十分となる。なお、炭素分布曲線の極値の上限は、特に制限されないが、例えば、好ましくは30以下、より好ましくは25以下である。極値の数は、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。 In the barrier layer, (ii) the carbon distribution curve has at least two extreme values. The barrier layer preferably has at least three extreme values in the carbon distribution curve, more preferably at least four extreme values, but may have five or more extreme values. When the extreme value of the carbon distribution curve is 1 or less, the gas barrier property when the obtained gas barrier film is bent is insufficient. The upper limit of the extreme value of the carbon distribution curve is not particularly limited, but is preferably 30 or less, more preferably 25 or less, for example. Since the number of extreme values is also caused by the film thickness of the barrier layer, it cannot be specified unconditionally.

 ここで、少なくとも3つの極値を有する場合においては、前記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前記バリア層の膜厚方向における前記バリア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、バリア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、バリア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、前記バリア層の膜厚方向における前記バリア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、バリア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をさらに4~20nmの範囲で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。同様にして、本明細書において「極小値」とは、バリア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、特に制限されないが、バリア層の屈曲性、クラックの抑制/防止効果、熱膨張性などを考慮すると、10nm以上であることが好ましく、30nm以上であることがより好ましい。 Here, in the case of having at least three extreme values, the distance from the surface of the barrier layer in the film thickness direction of the barrier layer at one extreme value of the carbon distribution curve and the extreme value adjacent to the extreme value. The absolute value of the difference of (L) (hereinafter, also simply referred to as “distance between extreme values”) is preferably 200 nm or less, more preferably 100 nm or less, and particularly preferably 75 nm or less. preferable. With such a distance between extreme values, there are portions having a large carbon atom ratio (maximum value) in the barrier layer at an appropriate period, so that appropriate flexibility is imparted to the barrier layer, and the gas barrier film Generation of cracks during bending can be more effectively suppressed / prevented. In this specification, the “extreme value” refers to the maximum value or the minimum value of the atomic ratio of the element to the distance (L) from the surface of the barrier layer in the film thickness direction of the barrier layer. Further, in this specification, the “maximum value” is a point where 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 barrier layer is changed, Further, the value of the atomic ratio of the element at the position where the distance from the point in the film thickness direction of the barrier layer from the point in the thickness direction of the barrier layer is further changed in the range of 4 to 20 nm than the value of the atomic ratio of the element at that point. It means a point that decreases by 3 at% or more. That is, it is sufficient that the atomic ratio value of the element is reduced by 3 at% or more in any range when changing in the range of 4 to 20 nm. Similarly, the “minimum value” in this specification is a point in which the value of the atomic ratio of an element (oxygen, silicon, or carbon) changes from decrease to increase when the distance from the surface of the barrier layer is changed. In addition, the atomic ratio value of the element at a position where the distance from the point in the film thickness direction of the barrier layer from the point in the film thickness direction of the barrier layer to the surface of the barrier layer is further changed by 4 to 20 nm is 3 at%. This is the point that increases. That is, when changing in the range of 4 to 20 nm, the atomic ratio value of the element only needs to increase by 3 at% or more in any range. Here, the lower limit of the distance between the extreme values in the case of having at least three extreme values is particularly high because the smaller the distance between the extreme values, the higher the effect of suppressing / preventing crack generation when the gas barrier film is bent. Although not limited, in consideration of the flexibility of the barrier layer, the effect of suppressing / preventing cracks, thermal expansion, and the like, the thickness is preferably 10 nm or more, and more preferably 30 nm or more.

 さらに、バリア層は、(iii)前記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(以下、単に「Cmax-Cmin差」とも称する)が3at%以上である。前記絶対値が3at%未満では、得られるガスバリア性フィルムを屈曲させた場合に、ガスバリア性が不十分となる。Cmax-Cmin差は5at%以上であることが好ましく、7at%以上であることがより好ましく、10at%以上であることが特に好ましい。上記Cmax-Cmin差とすることによって、ガスバリア性をより向上することができる。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。ここで、Cmax-Cmin差の上限は、特に制限されないが、ガスバリア性フィルムの屈曲時のクラック発生抑制/防止の向上効果などを考慮すると、50at%以下であることが好ましく、40at%以下であることがより好ましい。 Further, the barrier layer has (iii) 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 (hereinafter, also simply referred to as “C max −C min difference”) of 3 at% or more. . When the absolute value is less than 3 at%, the gas barrier property is insufficient when the obtained gas barrier film is bent. The C max -C min difference is preferably 5 at% or more, more preferably 7 at% or more, and particularly preferably 10 at% or more. By setting the C max −C min difference, the gas barrier property can be further improved. In the present specification, the “maximum value” is the atomic ratio of each element that is maximum in the distribution curve of each element, and is the highest value among the maximum values. Similarly, in this specification, the “minimum value” is the atomic ratio of each element that is the minimum in the distribution curve of each element, and is the lowest value among the minimum values. Here, the upper limit of the C max -C min difference is not particularly limited, but it is preferably 50 at% or less in consideration of the effect of suppressing / preventing crack generation during bending of the gas barrier film, and is preferably 40 at% or less. It is more preferable that

 加えて、(iv)該バリア層の厚みは、900nmを超えるものである。900nm以下の場合、ガスバリア性が不十分となる。該バリア層の厚みは950~2000nmであることが好ましく、1000~1500nmであることがより好ましい。 In addition, (iv) the thickness of the barrier layer exceeds 900 nm. In the case of 900 nm or less, the gas barrier properties are insufficient. The thickness of the barrier layer is preferably 950 to 2000 nm, more preferably 1000 to 1500 nm.

 本発明において、前記バリア層の前記酸素分布曲線が少なくとも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。前記酸素分布曲線が極値を少なくとも1つを有する場合、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。なお、酸素分布曲線の極値の上限は、特に制限されないが、例えば、好ましくは20以下、より好ましくは10以下である。酸素分布曲線の極値の数においても、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、前記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。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、特に制限されないが、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、熱膨張性などを考慮すると、10nm以上であることが好ましく、30nm以上であることがより好ましい。 In the present invention, the oxygen distribution curve of the barrier layer preferably has at least one extreme value, more preferably has at least two extreme values, and more preferably has at least three extreme values. When the oxygen distribution curve has at least one extreme value, the gas barrier property when the obtained gas barrier film is bent is further improved. The upper limit of the extreme value of the oxygen distribution curve is not particularly limited, but is preferably 20 or less, more preferably 10 or less, for example. Even in the number of extreme values of the oxygen distribution curve, there is a portion caused by the thickness of the barrier layer, and it cannot be defined unconditionally. In the case of having at least three extreme values, a difference in distance from the surface of the barrier layer in the film thickness direction of the barrier layer at one extreme value of the oxygen distribution curve and an extreme value adjacent to the extreme value. Are preferably 200 nm or less, more preferably 100 nm or less. With such a distance between extreme values, the occurrence of cracks during bending of the gas barrier film can be more effectively suppressed / prevented. Here, the lower limit of the distance between the extreme values in the case of having at least three extreme values is not particularly limited, but considering the improvement effect of crack generation suppression / prevention when the gas barrier film is bent, the thermal expansion property, etc. The thickness is preferably 10 nm or more, and more preferably 30 nm or more.

 加えて、本発明において、前記バリア層の前記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%以上であることがさらにより好ましく、7at%以上であることが特に好ましい。前記絶対値が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。ここで、Omax-Omin差の上限は、特に制限されないが、ガスバリア性フィルムの屈曲時のクラック発生抑制/防止の向上効果などを考慮すると、50at%以下であることが好ましく、40at%以下であることがより好ましい。 In addition, in the present invention, 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 barrier layer (hereinafter also simply referred to as “O max −O min difference”) is 3 at% or more. It is preferably 5 at% or more, more preferably 6 at% or more, and particularly preferably 7 at% or more. When the absolute value is 3 at% or more, the gas barrier property when the obtained gas barrier film is bent is further improved. Here, the upper limit of the O max -O min difference is not particularly limited, but is preferably 50 at% or less, and is preferably 40 at% or less in consideration of the effect of suppressing / preventing crack generation when the gas barrier film is bent. It is more preferable that

 本発明において、前記バリア層の前記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10at%以下であることが好ましく、7at%以下であることがより好ましく、3at%以下であることがさらに好ましい。前記絶対値が10at%以下である場合、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、特に制限されないが、ガスバリア性などを考慮すると、1at%以上であることが好ましく、2at%以上であることがより好ましい。 In the present invention, 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 barrier layer (hereinafter also simply referred to as “Si max -Si min difference”) is 10 at% or less. Is preferable, 7 at% or less is more preferable, and 3 at% or less is further preferable. When the absolute value is 10 at% or less, the gas barrier property of the obtained gas barrier film is further improved. The lower limit of Si max -Si min difference, because the effect of improving the crack generation suppression / prevention during bending of Si max -Si min as gas barrier property difference is small film is high, is not particularly limited, and gas barrier property In consideration, it is preferably 1 at% or more, and more preferably 2 at% or more.

 また、本発明において、バリア層の膜厚方向に対する炭素およ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、バリア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、バリア層の膜厚方向における該バリア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、前記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。前記絶対値が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。なお、OCmax-OCmin差の下限は、OCmax-OCmin差が小さいほど好ましいため、0at%であるが、0.1at%以上であれば十分である。 In the present invention, the total amount of carbon and oxygen atoms with respect to the thickness direction of the barrier layer is preferably substantially constant. Thereby, a barrier layer exhibits moderate flexibility, and the crack generation at the time of bending of a gas barrier film can be more effectively suppressed / prevented. More specifically, the ratio of the total amount of oxygen atoms and carbon atoms to the distance (L) from the surface of the barrier layer in the film thickness direction of the barrier layer and the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms ( In the oxygen-carbon distribution curve showing a relationship with the atomic ratio of oxygen and carbon, the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the total atomic ratio of oxygen and carbon in the oxygen-carbon distribution curve (hereinafter simply referred to as “OC max ”). -OC min difference ") is preferably less than 5 at%, more preferably less than 4 at%, and even more preferably less than 3 at%. When the absolute value is less than 5 at%, the gas barrier property of the obtained gas barrier film is further improved. The lower limit of the OC max -OC min difference, since preferably as OC max -OC min difference is small, but is 0 atomic%, it is sufficient if more than 0.1 at%.

 前記ケイ素分布曲線、前記酸素分布曲線、前記炭素分布曲線、および前記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、エッチング時間は膜厚方向における前記バリア層の膜厚方向における前記バリア層の表面からの距離(L)に概ね相関することから、「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」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バリア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. Thus, it can be created by so-called XPS depth profile measurement in which surface composition analysis is sequentially performed while exposing the inside of the sample. A 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 element distribution curve with the horizontal axis as the etching time in this way, the etching time generally correlates with the distance (L) from the surface of the barrier layer in the film thickness direction of the barrier layer in the film thickness direction. Therefore, “Distance from the surface of the barrier layer in the film thickness direction of the barrier layer” is the distance from the surface of the barrier layer calculated from the relationship between the etching rate and the etching time adopted in the XPS depth profile measurement. can do. In the present invention, the silicon distribution curve, oxygen distribution curve, carbon distribution curve, and oxygen carbon distribution curve were prepared 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線のスポットおよびそのサイズ:800×400μmの楕円形。
(Measurement condition)
Etching ion species: Argon (Ar + );
Etching rate (converted to SiO 2 thermal oxide film): 0.05 nm / sec;
Etching interval (SiO 2 equivalent value): 10 nm;
X-ray photoelectron spectrometer: Model name "VG Theta Probe", manufactured by Thermo Fisher Scientific;
Irradiation X-ray: Single crystal spectroscopy AlKα
X-ray spot and its size: 800 × 400 μm oval.

 なお、バリア層が2層以上から構成される場合には、各バリア層が上記したような厚みを有することが好ましい。また、バリア層が2層以上から構成される場合のバリア層全体の厚みは特に制限されないが、バリア層全体の厚み(乾燥膜厚)が1000~2000nm程度であることが好ましい。このような厚みであれば、ガスバリア性フィルムは、優れたガスバリア性および屈曲時のクラック発生抑制/防止効果を発揮できる。 In addition, when a barrier layer is comprised from two or more layers, it is preferable that each barrier layer has the above thickness. In addition, the thickness of the entire barrier layer when the barrier layer is composed of two or more layers is not particularly limited, but the thickness of the entire barrier layer (dry film thickness) is preferably about 1000 to 2000 nm. With such a thickness, the gas barrier film can exhibit excellent gas barrier properties and the effect of suppressing / preventing cracking during bending.

 本発明において、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バリア層を形成するという観点から、前記バリア層が膜面方向(バリア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、バリア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バリア層の膜面の任意の2箇所の測定箇所について前記酸素分布曲線、前記炭素分布曲線および前記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。 In the present invention, the barrier layer is substantially uniform in the film surface direction (direction parallel to the surface of the barrier layer) from the viewpoint of forming a barrier layer having a uniform and excellent gas barrier property over the entire film surface. Preferably there is. Here, the barrier layer is substantially uniform in the film surface direction means that the oxygen distribution curve, the carbon distribution curve, and the oxygen carbon are measured at any two measurement points on the film surface of the barrier layer by XPS depth profile measurement. When a distribution curve is created, the number of extreme values of the carbon distribution curve obtained at any two measurement locations is the same, and the maximum and minimum values of the carbon atomic ratio in each carbon distribution curve The absolute values of the differences are the same as each other or within 5 at%.

 さらに、本発明においては、前記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前記バリア層のうちの少なくとも1層の膜厚方向における該バリア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, in the present invention, it is preferable that the carbon distribution curve is substantially continuous. Here, 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. Specifically, the carbon distribution curve is calculated from the etching rate and the etching time. In the relationship between the distance (x, unit: nm) from the surface of the barrier layer in the film thickness direction of at least one of the barrier layers, and the atomic ratio of carbon (C, unit: at%), It means satisfying the condition represented by the following formula (1).

Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001

 本発明に係るガスバリア性フィルムにおいて、上記条件(i)~(iii)を全て満たすバリア層は、1層のみを備えていてもよいし2層以上を備えていてもよい。さらに、このようなバリア層を2層以上備える場合には、複数のバリア層の材質は、同一であってもよいし異なっていてもよい。 In the gas barrier film according to the present invention, the barrier layer satisfying all of the above conditions (i) to (iii) may include only one layer or two or more layers. Furthermore, when two or more such barrier layers are provided, the materials of the plurality of barrier layers may be the same or different.

 前記ケイ素分布曲線、前記酸素分布曲線、および前記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、該バリア層の膜厚の90%以上の領域において前記(i)で表される条件を満たす場合には、前記バリア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、20~45at%であることが好ましく、25~40at%であることがより好ましい。また、前記バリア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、45~75at%であることが好ましく、50~70at%であることがより好ましい。さらに、前記バリア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、1~25at%であることが好ましく、2~20at%であることがより好ましい。 In the silicon distribution curve, the oxygen distribution curve, and the carbon distribution curve, the silicon atomic ratio, the oxygen atomic ratio, and the carbon atomic ratio are in the region of 90% or more of the thickness of the barrier layer (i ), The atomic ratio of the content of silicon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms in the barrier layer is preferably 20 to 45 at%, More preferably, it is 25 to 40 at%. Further, the atomic ratio of the oxygen atom content to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms in the barrier layer is preferably 45 to 75 at%, and more preferably 50 to 70 at%. . Furthermore, the atomic ratio of the carbon atom content to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms in the barrier layer is preferably 1 to 25 at%, and more preferably 2 to 20 at%. .

 本発明では、バリア層の形成方法は特に制限されず、従来と方法を同様にしてあるいは適宜修飾して適用できる。バリア層は、好ましくは化学気相成長(CVD)法、特に、プラズマ化学気相成長法(プラズマCVD、PECVD(plasma-enhanced chemical vapor deposition)、以下、単に「プラズマCVD法」とも称する)により形成され、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。 In the present invention, the method for forming the barrier layer is not particularly limited, and the conventional method and the method can be applied in the same manner or appropriately modified. The barrier layer is preferably formed by a chemical vapor deposition (CVD) method, in particular, a plasma chemical vapor deposition method (plasma CVD, PECVD (plasma-enhanced chemical vapor deposition), hereinafter also simply referred to as “plasma CVD method”). It is more preferable that the substrate is formed by a plasma CVD method in which a base material is disposed on a pair of film forming rollers and a plasma is generated by discharging between the pair of film forming rollers.

 また、該バリア層の配置は、特に制限されないが、基材上に配置されればよい。 Further, the arrangement of the barrier layer is not particularly limited, but may be arranged on the substrate.

 以下では、本発明で好ましく使用されるプラズマCVD法を利用してバリア層を形成する方法を以下に説明する。 Hereinafter, a method of forming a barrier layer using the plasma CVD method preferably used in the present invention will be described below.

 [バリア層の形成方法]
 次に、本発明に係るバリア層を形成する好ましい方法について説明する。本発明に係るガスバリア性フィルムは、前記基材の一方の表面上に前記バリア層を形成させ、前記基材の他方の表面上に後述のハードコート層を形成することにより製造することができる。このような本発明に係るバリア層を前記基材の表面上に形成させる方法としては、ガスバリア性の観点から、プラズマCVD法を採用することが好ましい。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。
[Method for forming barrier layer]
Next, a preferred method for forming the barrier layer according to the present invention will be described. The gas barrier film according to the present invention can be produced by forming the barrier layer on one surface of the substrate and forming a hard coat layer to be described later on the other surface of the substrate. As a method of forming such a barrier layer according to the present invention on the surface of the substrate, it is preferable to employ a plasma CVD method from the viewpoint of gas barrier properties. The plasma CVD method may be a Penning discharge plasma type plasma CVD method.

 また、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、略同一の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)~(iii)を全て満たす層を形成することが可能となる。 Further, when plasma is generated in the plasma CVD method, it is preferable to generate plasma discharge in a space between a plurality of film forming rollers. A pair of film forming rollers is used, and each of the pair of film forming rollers is used. More preferably, the substrate is disposed and discharged between a pair of film forming rollers to generate plasma. In this way, by using a pair of film forming rollers, placing a base material on the pair of film forming rollers, and discharging between the pair of film forming rollers, one film forming roller It is possible not only to produce a thin film efficiently because it is possible to form a film on the surface part of the base material existing in the film while simultaneously forming a film on the surface part of the base material present on the other film forming roller. The film formation rate can be doubled compared to the plasma CVD method without using any roller, and a film having substantially the same structure can be formed, so that the extreme value in the carbon distribution curve can be at least doubled. It is possible to form a layer that satisfies all of the above conditions (i) to (iii).

 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、前記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、前記成膜ガス中の前記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、前記バリア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。 Further, when discharging between the pair of film forming rollers in this way, it is preferable to reverse the polarities of the pair of film forming rollers alternately. Further, the film forming gas used in such a plasma CVD method preferably includes an organic silicon compound and oxygen, and the content of oxygen in the film forming gas is determined by the organosilicon compound in the film forming gas. It is preferable that the amount of oxygen be less than the theoretical oxygen amount necessary for complete oxidation. In the gas barrier film of the present invention, the barrier layer is preferably a layer formed by a continuous film forming process.

 また、本発明に係るガスバリア性フィルムは、生産性の観点から、ロールツーロール方式で前記基材の表面上に前記バリア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法によりバリア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、かつ前記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1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, the gas barrier film according to the present invention preferably forms the barrier layer on the surface of the substrate by a roll-to-roll method from the viewpoint of productivity. Further, an apparatus that can be used when manufacturing the barrier layer by such a plasma CVD method is not particularly limited, and includes at least a pair of film forming rollers and a plasma power source, and the pair of film forming processes. It is preferable that the apparatus has a configuration capable of discharging between rollers. For example, when the manufacturing apparatus shown in FIG. 1 is used, the apparatus is manufactured by a roll-to-roll method using a plasma CVD method. It is also possible.

 以下、図1を参照しながら、本発明に係るバリア層の形成方法について、より詳細に説明する。なお、図1は、本発明に係るバリア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 for forming a barrier layer according to the present invention will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a manufacturing apparatus that can be suitably used for manufacturing the barrier layer according to the present invention. In the following description and drawings, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

 図1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において前記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。 1 includes a feed roller 32, transport rollers 33, 34, 35, and 36, film forming rollers 39 and 40, a gas supply pipe 41, a plasma generating power source 42, and a film forming roller 39. And magnetic field generators 43 and 44 installed inside 40 and a winding roller 45. In such a manufacturing apparatus, at least the film forming rollers 39 and 40, the gas supply pipe 41, the plasma generating power source 42, and the magnetic field generating apparatuses 43 and 44 are arranged in a vacuum chamber (not shown). ing. Further, 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の表面上にバリア層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の表面上にバリア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の表面上にバリア層成分を堆積させることもできるため、基材2の表面上にバリア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 has a power source for plasma generation so that the pair of film-forming rollers (the film-forming roller 39 and the film-forming roller 40) can function as a pair of counter electrodes. 42. Therefore, in such a manufacturing apparatus 31, it is possible to discharge into the space between the film forming roller 39 and the film forming roller 40 by supplying electric power from the plasma generating power source 42. Plasma can be generated in the space between the film roller 39 and the film formation roller 40. In this way, when the film forming roller 39 and the film forming roller 40 are also used as electrodes, the material and design thereof may be appropriately changed so that they can also be used as electrodes. Moreover, in such a manufacturing apparatus, it is preferable to arrange | position a pair of film-forming roller (film-forming rollers 39 and 40) so that the central axis may become 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 a film having the same structure can be formed. Can be at least doubled. And according to such a manufacturing apparatus, it is possible to form the barrier layer 3 on the surface of the base material 2 by the CVD method, and the barrier layer component is formed on the surface of the base material 2 on the film forming roller 39. While depositing, the barrier layer component can also be deposited on the surface of the substrate 2 also on the film forming roller 40, so that the barrier layer can be efficiently formed on the surface of the substrate 2.

 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。 In the film forming roller 39 and the film forming roller 40, magnetic field generators 43 and 44 fixed so as not to rotate even when the film forming roller rotates are provided, respectively.

 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 provided on the film forming roller 39 and the film forming roller 40 are respectively a magnetic field generating device 43 provided on one film forming roller 39 and a magnetic field generating device provided on the other film forming roller 40. It is preferable to arrange the magnetic poles so that the magnetic field lines do not cross between them and the magnetic field generators 43 and 44 form a substantially closed magnetic circuit. By providing such magnetic field generators 43 and 44, it is possible to promote the formation of a magnetic field in which magnetic lines of force swell near the opposing surface of each film forming roller 39 and 40, and the plasma is converged on the bulging portion. Since it becomes easy, it is excellent at the point which can improve the 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バリア層3を形成することができる点で優れている。 The magnetic field generators 43 and 44 provided on the film forming roller 39 and the film forming roller 40 respectively have racetrack-shaped magnetic poles that are long in the roller axis direction, and one magnetic field generator 43 and the other magnetic field generator. It is preferable to arrange the magnetic poles so that the magnetic poles facing to 44 have the same polarity. By providing such magnetic field generators 43 and 44, the opposing space along the length direction of the roller shaft without straddling the magnetic field generator on the roller side where the magnetic lines of force of each of the magnetic field generators 43 and 44 are opposed. A racetrack-like magnetic field can be easily formed in the vicinity of the roller surface facing the (discharge region), and the plasma can be converged on the magnetic field, so that a wide base wound around the roller width direction can be obtained. The material 2 is excellent in that the barrier layer 3 that is a deposited film can be efficiently formed.

 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 formation roller 39 and the film formation roller 40, known rollers can be used as appropriate. As such film forming rollers 39 and 40, those having the same diameter are preferably used from the viewpoint of forming a thin film more efficiently. Further, the diameter of the film forming rollers 39 and 40 is preferably in the range of 300 to 1000 mmφ, particularly in the range of 300 to 700 mmφ, 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 will not be reduced, so that the productivity will not be deteriorated and it is possible to avoid applying the total amount of heat of the plasma discharge to the substrate 2 in a short time. It is preferable because damage to the material 2 can be reduced. On the other hand, if the diameter of the film forming roller is 1000 mmφ or less, it is preferable because practicality can be maintained in terms of apparatus design including uniformity of plasma discharge space.

 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の表面上にバリア層成分を堆積させ、さらに成膜ローラー40上にてバリア層成分を堆積させることができるため、基材2の表面上にバリア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 disposed on a pair of film forming rollers (the film forming roller 39 and the film forming roller 40) so that the surfaces of the base material 2 face each other. By disposing the base material 2 in this manner, when the plasma is generated by performing discharge in the facing space between the film formation roller 39 and the film formation roller 40, the base existing between the pair of film formation rollers is present. Each surface of the material 2 can be formed simultaneously. That is, according to such a manufacturing apparatus, a barrier layer component is deposited on the surface of the substrate 2 on the film forming roller 39 and further deposited on the film forming roller 40 by plasma CVD. Therefore, the barrier layer can be efficiently formed 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上にバリア層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。 As the feed roller 32 and the transport rollers 33, 34, 35, and 36 used in such a manufacturing apparatus, known rollers can be appropriately used. The winding roller 45 is not particularly limited as long as it can wind the gas barrier film 1 having the barrier layer 3 formed on the substrate 2, and a known roller may be used as appropriate. it can.

 また、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。 Further, as the gas supply pipe 41 and the vacuum pump, those capable of supplying or discharging the raw material gas 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。 The gas supply pipe 41 as a gas supply means is preferably provided in one of the facing spaces (discharge region; film formation zone) between the film formation roller 39 and the film formation roller 40, and is a vacuum as a vacuum exhaust means. A pump (not shown) is preferably provided on the other side of the facing space. As described above, by providing the gas supply pipe 41 as the gas supply means and the vacuum pump as the vacuum exhaust means, the film formation gas is efficiently supplied to the facing space between the film formation roller 39 and the film formation roller 40. It is excellent in that the film formation efficiency can be improved.

 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、前記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。さらに、基材2としては、本発明で用いられる基材の他に、バリア層3を予め形成させたものを用いることができる。このように、基材2としてバリア層3を予め形成させたものを用いることにより、バリア層3の厚みを厚くすることも可能である。 Furthermore, as the plasma generating power source 42, a known power source of a plasma generating apparatus can be used as appropriate. Such a plasma generating power supply 42 supplies power to the film forming roller 39 and the film forming roller 40 connected thereto, and makes it possible to use these as counter electrodes for discharge. Such a plasma generating power source 42 can perform plasma CVD more efficiently, and can alternately reverse the polarity of the pair of film forming rollers (AC power source or the like). Is preferably used. In addition, since the plasma generating power source 42 can perform plasma CVD more efficiently, the applied power can be set to 100 W to 10 kW, and the AC frequency can be set to 50 Hz to 500 kHz. More preferably, it is possible to do this. As the magnetic field generators 43 and 44, known magnetic field generators can be used as appropriate. Furthermore, as the base material 2, in addition to the base material used in the present invention, a material in which the barrier layer 3 is previously formed can be used. As described above, the barrier layer 3 can be thickened by using the substrate 2 having the barrier layer 3 formed in advance.

 このような図1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(基材)の搬送速度を適宜調整することにより、本発明に係るバリア層を製造することができる。すなわち、図1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、前記成膜ガス(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、バリア層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1中の成膜ローラー39のAおよび成膜ローラー40のB地点を通過する際に、バリア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1中の成膜ローラーの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、バリア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、成膜ローラー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の表面上にバリア層3が形成される。 Using such a manufacturing apparatus 31 shown in FIG. 1, for example, the type of source 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 transport of the film (base material) The barrier layer according to the present invention can be produced by appropriately adjusting the speed. That is, using the manufacturing apparatus 31 shown in FIG. 1, a discharge is generated between a pair of film forming rollers (film forming rollers 39 and 40) while supplying a film forming gas (raw material gas, etc.) into the vacuum chamber. Thus, the film-forming gas (raw material gas or the like) is decomposed by plasma, and the barrier layer 3 is formed on the surface of the base material 2 on the film-forming roller 39 and the surface of the base material 2 on the film-forming roller 40 by plasma CVD. Formed by law. At this time, a racetrack-shaped magnetic field is formed in the vicinity of the roller surface facing the facing space (discharge region) along the length direction of the roller axes of the film forming rollers 39 and 40, and the plasma is converged on the magnetic field. For this reason, when the base material 2 passes A point of the film-forming roller 39 and B point of the film-forming roller 40 in FIG. 1, the maximum value of the carbon distribution curve is formed in the barrier layer. On the other hand, when the substrate 2 passes through the points C1 and C2 of the film forming roller and the points C3 and C4 of the film forming roller 40 in FIG. 1, the minimum value of the carbon distribution curve is formed in the barrier layer. Is done. For this reason, five extreme values are usually generated for two film forming rollers. Further, the distance between the extreme values of the barrier layer (the difference between the distance (L) from the surface of the barrier layer in the thickness direction of the barrier layer at one extreme value of the carbon distribution curve and the extreme value adjacent to the extreme value) (Absolute value) can be adjusted by the rotation speed of the film forming rollers 39 and 40 (base material transport speed). In 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 formed by a roll-to-roll continuous film formation process. Thus, the barrier layer 3 is formed.

 前記ガス供給管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。バリア層3の形成に用いる前記成膜ガス中の原料ガスとしては、形成するバリア層3の材質に応じて適宜選択して使用することができる。このような原料ガスとしては、例えば、ケイ素を含有する有機ケイ素化合物や炭素を含有する有機化合物ガスを用いることができる。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バリア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。また、炭素を含有する有機化合物ガスとしては、例えば、メタン、エタン、エチレン、アセチレンを例示することができる。これら有機ケイ素化合物ガスや有機化合物ガスは、バリア層3の種類に応じて適切な原料ガスが選択される。 As the film forming gas (raw material gas or the like) supplied from the gas supply pipe 41 to the facing space, a raw material gas, a reactive gas, a carrier gas, or a discharge gas can be used alone or in combination of two or more. The source gas in the film-forming gas used for forming the barrier layer 3 can be appropriately selected and used according to the material of the barrier layer 3 to be formed. As such a source gas, for example, an organic silicon compound containing silicon or an organic compound gas containing carbon can be used. Examples of such organosilicon compounds include 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, methyltriethoxy Examples include silane and octamethylcyclotetrasiloxane. Among these organosilicon compounds, hexamethyldisiloxane and 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane are preferable from the viewpoints of handling properties of the compound and gas barrier properties of the resulting barrier layer. These organosilicon compounds can be used alone or in combination of two or more. Examples of the organic compound gas containing carbon include methane, ethane, ethylene, and acetylene. As these organosilicon compound gas and organic compound gas, an appropriate source gas is selected according to the type of the barrier layer 3.

 また、前記成膜ガスとしては、前記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、前記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。 Further, as the film forming gas, a reactive gas may be used in addition to the raw material gas. As such a reactive gas, a gas that reacts with the raw material gas to become an inorganic compound such as an oxide or a nitride can be appropriately selected and used. As a reaction gas for forming an oxide, for example, oxygen or ozone can be used. Moreover, as a reactive gas for forming nitride, nitrogen and ammonia can be used, for example. These reaction gases can be used singly or in combination of two or more. For example, when forming an oxynitride, a reaction gas for forming an oxide and a nitride are formed. It can be used in combination with a reaction gas.

 前記成膜ガスとしては、前記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、前記成膜ガスとしては、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 the film forming gas, a carrier gas may be used as necessary in order to supply the source gas into the vacuum chamber. Further, as the film forming gas, a discharge gas may be used as necessary in order to generate plasma discharge. As such carrier gas and discharge gas, known ones can be used as appropriate, for example, rare gases such as helium, argon, neon, xenon; 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、形成されるバリア層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、前記成膜ガスが前記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、前記成膜ガス中の前記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 reactive gas, the ratio of the source gas and the reactive gas is the reaction gas that is theoretically necessary for completely reacting the source gas and the reactive gas. It is preferable not to make the ratio of the reaction gas excessive rather than the ratio of the amount. By not excessively increasing the ratio of the reactive gas, the barrier layer 3 formed is excellent in that excellent barrier properties and bending resistance can be obtained. Further, when the film forming gas contains the organosilicon compound and oxygen, the amount is less than the theoretical oxygen amount necessary for complete oxidation of the entire amount of the organosilicon compound in the film forming gas. It is preferable.

 以下、前記成膜ガスとして、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, as the film forming gas, hexamethyldisiloxane (organosilicon compound, HMDSO, (CH 3 ) 6 Si 2 O) as a raw material gas and oxygen (O 2 ) as a reactive gas are used. Taking a case of producing a silicon-oxygen-based thin film as an example, the preferred ratio of the raw material gas to the reactive gas in the film forming gas will be described in more detail.

 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 reactive gas is reacted by plasma CVD to form a silicon-oxygen-based system When the thin film is produced, a reaction represented by the following reaction formula (1) occurs by the film forming gas, and silicon dioxide is generated.

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
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 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(炭素分布曲線が存在しない)ため、上記条件(i)~(iii)を全て満たすバリア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、バリア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モルに対して酸素量を化学量論比の12モル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バリア層中に取り込まれ、上記条件(i)~(iv)を全て満たすバリア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 1 mol of hexamethyldisiloxane is 12 mol. Therefore, a uniform silicon dioxide film is formed when oxygen is contained in the film forming gas in an amount of 12 moles or more per mole of hexamethyldisiloxane and a uniform silicon dioxide film is formed (a carbon distribution curve exists). Therefore, it becomes impossible to form a barrier layer that satisfies all of the above conditions (i) to (iii). Therefore, in the present invention, when the barrier layer is formed, the stoichiometric ratio of oxygen amount to 1 mol of hexamethyldisiloxane is set so that the reaction of the reaction formula (1) does not proceed completely. The amount is preferably less than 12 moles. In the actual reaction in the plasma CVD chamber, the raw material hexamethyldisiloxane and the reaction gas oxygen are supplied from the gas supply unit to the film formation region to form a film, so the molar amount of oxygen in the reaction gas Even if the (flow rate) is 12 times the molar amount (flow rate) of the raw material hexamethyldisiloxane (flow rate), the reaction cannot actually proceed completely, and the oxygen content is reduced. It is considered that the reaction is completed only when a large excess is supplied compared to the stoichiometric ratio (for example, in order to obtain silicon oxide by complete oxidation by CVD, the molar amount (flow rate) of oxygen is changed to the hexamethyldioxide raw material. (It may be about 20 times or more the molar amount (flow rate) of siloxane). Therefore, the molar amount (flow rate) of oxygen with respect to the molar amount (flow rate) of the raw material hexamethyldisiloxane is preferably an amount of 12 times or less (more preferably 10 times or less) which is the stoichiometric ratio. . By containing hexamethyldisiloxane and oxygen in such a ratio, carbon atoms and hydrogen atoms in hexamethyldisiloxane that have not been completely oxidized are taken into the barrier layer, and the above conditions (i) to (iv) It is possible to form a barrier layer satisfying all of the above) and to exhibit excellent gas barrier properties and flex resistance in the obtained gas barrier film. From the viewpoint of use as a flexible substrate for devices that require 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 deposition gas The lower limit of (flow rate) is preferably greater than 0.1 times the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane, more preferably greater than 0.5 times.

 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。 Further, the pressure (degree of vacuum) in the vacuum chamber can be appropriately adjusted according to the type of the raw material gas, 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。 In such a plasma CVD method, in order to discharge between the film forming roller 39 and the film forming roller 40, an electrode drum connected to the plasma generating power source 42 (in this embodiment, the film forming roller 39) is used. The power applied to the power source can be adjusted as appropriate according to the type of the source gas, the pressure in the vacuum chamber, and the like. It is preferable to be in the range. If such an applied power is 100 W or more, the generation of particles can be sufficiently suppressed, and if it is 10 kW or less, the amount of heat generated during film formation can be suppressed, and the substrate during film formation can be suppressed. An increase in surface temperature can be suppressed. Therefore, it is excellent in that wrinkles can be prevented during film formation without causing the substrate to lose heat.

 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、バリア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 conveyance speed (line speed) of the base material 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 5 to 20 m / min. If the line speed is 0.25 m / min or more, generation of wrinkles due to heat in 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 barrier 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、本発明に係るバリア層を、図1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とを特徴とするものである。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バリア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 aspect of the present embodiment, the barrier layer according to the present invention is formed by plasma CVD using the plasma CVD apparatus (roll-to-roll method) having the counter roll electrode shown in FIG. It is characterized by doing. This is excellent in flexibility (flexibility) and mechanical strength, especially when transported by roll-to-roll, when mass-produced using a plasma CVD apparatus (roll-to-roll method) having a counter roll electrode. This is because it is possible to efficiently produce a barrier layer having both the barrier performance and the barrier performance. Such a manufacturing apparatus is also excellent in that it can inexpensively and easily mass-produce gas barrier films that are required for durability against temperature changes used in solar cells and electronic components.

 [ハードコート層]
 本発明に係るガスバリア性フィルムは、基材のバリア層を有する面とは反対側の面に設けられるハードコート層を有する。該ハードコート層を有することにより、本発明の電子デバイスは、長期信頼性が高いデバイスとなる。また、該ハードコート層は、電子デバイスの表面の傷付き防止機能を有しうる。
[Hard coat layer]
The gas barrier film according to the present invention has a hard coat layer provided on the surface of the substrate opposite to the surface having the barrier layer. By having the hard coat layer, the electronic device of the present invention is a device with high long-term reliability. The hard coat layer may have a function of preventing scratches on the surface of the electronic device.

 該ハードコート層は硬化性樹脂を含む。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。 The hard coat layer contains a curable resin. 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 an ultraviolet ray to be cured is heated. And thermosetting resins obtained by curing. These curable resins may be used alone or in combination of two or more.

 ハードコート層の形成に用いられる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。 Examples of the active energy ray-curable material used for forming the hard coat layer include a composition containing an acrylate compound, a composition containing an acrylate compound and a mercapto compound containing a thiol group, epoxy acrylate, urethane acrylate, Examples thereof include compositions containing polyfunctional acrylate monomers such as polyester acrylate, polyether acrylate, polyethylene glycol acrylate, and glycerol methacrylate. Specifically, it is possible to use a UV curable organic / inorganic hybrid hard coat material OPSTAR (registered trademark) series (compound formed by bonding an organic compound having a polymerizable unsaturated group to silica fine particles) manufactured by JSR Corporation. it can. It is also possible to use any mixture of the above-mentioned compositions, and an active energy ray-curable material containing a reactive monomer having at least one photopolymerizable unsaturated bond in the molecule. If there is no particular limitation.

 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。 Examples of reactive monomers having at least one photopolymerizable unsaturated bond in the molecule include methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, tert-butyl acrylate, and 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, butoxyethylene glycol acrylate, cyclohexyl acrylate, dicyclo Pentanyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, glycerol acrylate, grease Dil acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, isobornyl acrylate, isodexyl acrylate, isooctyl acrylate, lauryl acrylate, 2-methoxyethyl acrylate, methoxyethylene 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-dimethylolpropane diacrylate, glycerol diacrylate, tripropyl Glycol diacrylate, glycerol triacrylate, trimethylolpropane triacrylate, polyoxyethyltrimethylolpropane 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, polyoxypropyltrimethylolpropane triacrylate, butylene glycol diacrylate, 1,2,4-butanediol triacrylate, 2,2 , 4- Trimethyl-1,3-pentadiol diacrylate, diallyl fumarate, 1,10-decane diol dimethyl acrylate, pentaerythritol hexaacrylate, and acrylate replaced with methacrylate, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, Examples thereof include 1-vinyl-2-pyrrolidone and the like. Said reactive monomer can be used as a 1 type, 2 or more types of mixture, or a mixture with another compound.

 活性エネルギー線硬化性材料としては、(メタ)アクリレート化合物であり、3官能~8官能の(メタ)アクリレート化合物であり、さらに好ましくは、炭素原子、酸素原子および水素原子のみからなる、3官能~8官能の(メタ)アクリレート化合物である。これらの(メタ)アクリレート化合物は直鎖または分岐であることが好ましい。官能基の数は、4官能~8官能が特に好ましい。 The active energy ray-curable material is a (meth) acrylate compound, which is a trifunctional to octafunctional (meth) acrylate compound, and more preferably a trifunctional to octafunctional compound composed of only carbon, oxygen and hydrogen atoms. It is an octafunctional (meth) acrylate compound. These (meth) acrylate compounds are preferably linear or branched. The number of functional groups is particularly preferably 4 to 8 functions.

 さらに、活性エネルギー線硬化性材料は、リン酸(メタ)アクリレートを含んでいることが好ましい。リン酸(メタ)アクリレートを添加することにより、基材との密着性がより向上する傾向にある。リン酸(メタ)アクリレートは、ハードコート層を形成する化合物に含まれる重合性化合物の全量に対して1~15重量%の割合で添加されることが好ましく、2~10重量%の割合で添加されることがより好ましい。 Furthermore, the active energy ray-curable material preferably contains phosphoric acid (meth) acrylate. By adding phosphoric acid (meth) acrylate, the adhesion to the substrate tends to be further improved. Phosphoric acid (meth) acrylate is preferably added in a proportion of 1 to 15% by weight, preferably in a proportion of 2 to 10% by weight, based on the total amount of polymerizable compounds contained in the compound forming the hard coat layer. More preferably.

 特に、本発明に係るハードコート層は、活性エネルギー線硬化性材料を含む重合性組成物を硬化させてなり、前記重合性化合物の85重量%~99重量%が炭素原子、酸素原子および水素原子のみからなる、4官能~8官能の(メタ)アクリレートであり、1重量%~15重量%がリン酸(メタ)アクリレートであり、かつ、ハードコート層の鉛筆硬度をH以上とすることが好ましい。これにより、本発明の効果がより顕著に向上する傾向にある。 In particular, the hard coat layer according to the present invention is obtained by curing a polymerizable composition containing an active energy ray-curable material, and 85 wt% to 99 wt% of the polymerizable compound includes carbon atoms, oxygen atoms and hydrogen atoms. 4 to 8 functional (meth) acrylate consisting of 1 to 15% by weight of phosphoric acid (meth) acrylate, and the hard coat layer preferably has a pencil hardness of H or higher. . Thereby, it exists in the tendency which the effect of this invention improves more notably.

 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。 It is preferable that the composition containing the active energy ray-curable material 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。 Examples of the photopolymerization initiator include 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-Butyldichloroacetophenone, thioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, diethylthioxanthone, benzyldimethyl ketal, benzylmethoxyethyl acetal, benzo Methyl ether, benzoin butyl ether, anthraquinone, 2-tert-butylanthraquinone, 2-amylanthraquinone, β-chloroanthraquinone, anthrone, benzanthrone, dibenzsuberone, methyleneanthrone, 4-azidobenzylacetophenone, 2,6-bis (p- Azidobenzylidene) cyclohexane, 2,6-bis (p-azidobenzylidene) -4-methylcyclohexanone, 2-phenyl-1,2-butadion-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-monoforino-1-propane, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-monoforinophenyl) -butanone-1, naphthalenesulfonyl Chloride, quinolinesulfonyl chloride, n-phenylthioacridone, 4,4-azobisisobutyronitrile, diphenyl disulfide, benzthiazole disulfide, triphenylphosphine, camphorquinone, carbon tetrabromide, tribromophenylsulfone, peroxide Examples include combinations of photoreducing dyes such as benzoin, eosin, and methylene blue with reducing agents such as ascorbic acid and triethanolamine. These photopolymerization initiators may be used alone or in combination of two or more. it can.

 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。 Specific examples of thermosetting materials include TutProm Series (Organic Polysilazane) manufactured by Clariant, SP COAT heat-resistant clear paint manufactured by Ceramic Coat, Nanohybrid Silicone manufactured by Adeka, Unicom manufactured by DIC, Inc. Dick (registered trademark) V-8000 series, EPICLON (registered trademark) EXA-4710 (ultra-high heat resistant epoxy resin), silicon resin X-12-2400 (trade name) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Nittobo Co., Ltd. Inorganic / organic nanocomposite material SSG coating, thermosetting urethane resin consisting of acrylic polyol and isocyanate prepolymer, phenol resin, urea melamine resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, silicone resin, polyamidoamine-epichlorohydrin Butter, and the like can be mentioned.

 ハードコート層の形成方法は、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 hard coat layer is not particularly limited, but a coating solution containing a curable material is applied to a spin coating method, a spray method, a blade coating method, a dipping method, a wet coating method such as a gravure printing method or a vapor deposition method After coating by a dry coating method to form a coating film, the coating film is irradiated with active energy rays such as visible rays, infrared rays, ultraviolet rays, X rays, α rays, β rays, γ rays, and electron beams and / or heated. A method of forming by curing is preferred. As a method of irradiating active energy rays, for example, an ultra-high pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, a low-pressure mercury lamp, a carbon arc, a metal halide lamp or the like is preferably used to irradiate ultraviolet rays in a wavelength region of 100 to 400 nm, more preferably 200 to 400 nm. Alternatively, a method of irradiating an electron beam having a wavelength region of 100 nm or less emitted from a scanning or curtain type electron beam accelerator can be used.

 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ハードコート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。 Solvents used when forming a hard coat layer using a coating solution in which a curable material is dissolved or dispersed in a solvent include alcohols such as methanol, ethanol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, and propylene glycol. , Terpenes such as α- or β-terpineol, etc., ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, N-methyl-2-pyrrolidone, diethyl ketone, 2-heptanone, 4-heptanone, toluene, xylene, tetramethylbenzene Aromatic hydrocarbons such as, cellosolve, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, carbitol, methyl carbitol, ethyl carbitol, butyl carbitol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoe Glycol ethers such as chill 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, carb Acetic 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 , Diethylene glycol dialkyl ether, Propylene glycol dialkyl ethers, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl benzoate, N, N- dimethylacetamide, N, may be mentioned N- dimethylformamide.

 ハードコート層は、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 hard coat layer can contain additives such as a thermoplastic resin, an antioxidant, an ultraviolet absorber, and a plasticizer, if necessary, in addition to the above-described materials. In addition, an appropriate resin or additive may be used for improving the film formability and preventing the occurrence of pinholes in the film. Examples of the thermoplastic resin include cellulose derivatives such as acetylcellulose, nitrocellulose, acetylbutylcellulose, ethylcellulose and methylcellulose, vinyl acetate and copolymers thereof, vinyl chloride and copolymers thereof, vinylidene chloride and copolymers thereof and the like. Examples 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, and polycarbonate resins.

 本発明に係るハードコート層の厚さは、5μm以上である。厚さが5μm未満である場合、電子デバイスの長期信頼性が低下する。該ハードコート層の厚さは、好ましくは5~20μmであり、より好ましくは5~10μmである。5μm以上とすることにより、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、基材の光学特性のバランスをさらに調整し易くすると共に、ガスバリア性フィルムのカールをさらに抑え易くすることができるようになる。 The thickness of the hard coat layer according to the present invention is 5 μm or more. When the thickness is less than 5 μm, the long-term reliability of the electronic device is lowered. The thickness of the hard coat layer is preferably 5 to 20 μm, more preferably 5 to 10 μm. By setting it to 5 μm or more, it becomes easy to make the heat resistance as a film sufficient, and by setting it to 10 μm or less, it becomes easier to adjust the balance of the optical properties of the base material, and further curling of the gas barrier film is further suppressed. Can be made easier.

 上記で説明したバリア層とハードコート層との膜厚比は(バリア層の膜厚(nm):ハードコート層の膜厚(nm))は、1:3~1:50であることが好ましく、1:5~1:20であることがより好ましい。膜厚比がこの範囲であれば、本発明の電子デバイスの長期信頼性がより向上する。 The film thickness ratio between the barrier layer and the hard coat layer described above is preferably 1: 3 to 1:50 (film thickness of the barrier layer (nm): film thickness of the hard coat layer (nm)). 1: 5 to 1:20 is more preferable. When the film thickness ratio is within this range, the long-term reliability of the electronic device of the present invention is further improved.

 本発明に係るハードコート層の鉛筆硬度は、HB以上である。鉛筆硬度は、軟らかいものから順に、6B、5B、4B、3B、2B、B、HB、F、H、2H、3H、4H、5H、6Hとなる。鉛筆硬度がHB未満であると、電子デバイスの表面の傷付き防止が不十分となる。該鉛筆硬度は、好ましくはF以上、より好ましくはH以上である。また、ハードコート層の上限は特に制限されないが、10H以下であることが好ましく、8H以下であることがより好ましい。なお、鉛筆硬度は、JIS K5600-5-4:1999に記載の方法により測定することができる。また、鉛筆硬度が10H、7B、8B、9B、10Bのものを測定する場合は、三菱鉛筆株式会社製、ハイユニ アートセットの10H、7B、8B、9B、10Bの鉛筆をそれぞれ用いて、同様に測定を行う。 The pencil hardness of the hard coat layer according to the present invention is HB or higher. The pencil hardness is 6B, 5B, 4B, 3B, 2B, B, HB, F, H, 2H, 3H, 4H, 5H, 6H in order from the softest. When the pencil hardness is less than HB, the surface of the electronic device is not sufficiently prevented from being scratched. The pencil hardness is preferably F or more, more preferably H or more. The upper limit of the hard coat layer is not particularly limited, but is preferably 10H or less, and more preferably 8H or less. The pencil hardness can be measured by the method described in JIS K5600-5-4: 1999. When measuring pencil hardness of 10H, 7B, 8B, 9B, 10B, use 10H, 7B, 8B, 9B, 10B pencils made by Mitsubishi Pencil Co., Ltd. Measure.

 ハードコート層の平滑性は、JIS B0601:2001で規定される表面粗さで表現される値で、最大断面高さRt(p)が、10nm以上、30nm以下であることが好ましい。なお、最大断面高さRt(p)の下限は、特に制限されず、0nmであるが、通常、0.5nm以上であればよい。 The smoothness of the hard coat layer is a value expressed by the surface roughness specified by JIS B0601: 2001, and the maximum cross-sectional height Rt (p) is preferably 10 nm or more and 30 nm or less. Note that the lower limit of the maximum cross-sectional height Rt (p) is not particularly limited and is 0 nm, but it may normally be 0.5 nm or more.

 なお、本明細書において、表面粗さは、AFM(原子間力顕微鏡)で、極小の先端半径の触針を持つ検出器で連続測定した凹凸の断面曲線から算出され、極小の先端半径の触針により測定方向が数十μmの区間内を多数回測定し、微細な凹凸の振幅に関する平均の粗さから求められる。 In this specification, the surface roughness is calculated from an uneven sectional curve continuously measured with a detector having a stylus having a minimum tip radius with an AFM (atomic force microscope), and the surface roughness is measured with a minimum tip radius. This is obtained from the average roughness of the amplitude of the fine irregularities by measuring the inside of the section whose measuring direction is several tens of μm with a needle many times.

 また、該ハードコート層は、電子デバイスの表面で外光が反射することによる透過光の視認性低下の防止等を目的として、アンチグレア性能が付与されていてもよい。アンチグレア性能の付与は、形成されるハードコート層表面に微細な凹凸構造を付与することにより行うことができる。そのような微細な凹凸構造を付与する材料としては、代表的には、透明樹脂が挙げられる。具体例としては、イソシアヌル酸トリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートのようなアクリル樹脂、イソホロンジイソシアネートポリウレタンのようなウレタン樹脂を含有する紫外線硬化型樹脂が挙げられる。また、微細な凹凸構造の付与は、粗面化(例えば、サンドブラスト、エンボス加工)、微粒子の配合などによっても行われる。微粒子を用いる場合、該微粒子としては、目的に応じて任意の適切な微粒子が採用され得る。好ましくは、透明微粒子である。具体的には、該微粒子は、無機微粒子(例えば、導電性であり得るシリカ、アルミナ、タルク、クレイ、チタニア、ジルコニア、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、酸化スズ、酸化インジウム、酸化カドミウム、水酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化ジルコニウム、または酸化アンチモン微粒子)や、有機微粒子(例えば、架橋または未架橋のポリマー微粒子)が挙げられる。 The hard coat layer may be provided with anti-glare performance for the purpose of preventing the visibility of transmitted light from being reduced due to reflection of external light on the surface of the electronic device. The antiglare performance can be imparted by imparting a fine concavo-convex structure to the surface of the hard coat layer to be formed. A typical example of a material that imparts such a fine concavo-convex structure is a transparent resin. Specific examples include an ultraviolet curable resin containing an acrylic resin such as isocyanuric acid triacrylate, pentaerythritol triacrylate, and dipentaerythritol hexaacrylate, and a urethane resin such as isophorone diisocyanate polyurethane. Further, the provision of a fine concavo-convex structure is also performed by roughening (for example, sand blasting or embossing), blending of fine particles, and the like. When fine particles are used, any appropriate fine particles can be adopted as the fine particles depending on the purpose. Preferably, it is a transparent fine particle. Specifically, the fine particles are inorganic fine particles (for example, silica, alumina, talc, clay, titania, zirconia, calcium carbonate, magnesium carbonate, barium sulfate, tin oxide, indium oxide, cadmium oxide, water, which may be conductive) Aluminum oxide, titanium dioxide, zirconium oxide, or antimony oxide fine particles) and organic fine particles (for example, crosslinked or uncrosslinked polymer fine particles).

 [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、好ましくは基材とバリア層との間にプライマー層(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、基本的に上記のハードコート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) between the surface of the substrate having the barrier layer, preferably between the substrate and the barrier layer. The primer layer is provided for flattening the rough surface of the substrate on which protrusions and the like exist. Such a primer layer is basically formed by curing an active energy ray-curable material or a thermosetting material. The primer layer may basically have the same configuration as the hard coat layer as long as it has the above 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、上記のハードコート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 for forming the primer layer are the same as those described in the column of the hard coat layer, and thus the description thereof is omitted here.

 プライマー層の平滑性は、JIS B0601:2001で規定される表面粗さで表現される値で、最大断面高さRt(p)が、10nm以上、30nm以下であることが好ましい。なお、最大断面高さRt(p)の下限は、特に制限されず、0nmであるが、通常、0.5nm以上であればよい。 The smoothness of the primer layer is a value expressed by the surface roughness defined by JIS B0601: 2001, and the maximum cross-sectional height Rt (p) is preferably 10 nm or more and 30 nm or less. Note that the lower limit of the maximum cross-sectional height Rt (p) is not particularly limited and is 0 nm, but it may normally be 0.5 nm or more.

 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.

 [アンカーコート層]
 本発明に係る基材の表面には、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種または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]
On the surface of the substrate according to the present invention, an anchor coat layer may be formed as an easy-adhesion layer for the purpose of improving adhesion (adhesion). Examples of the anchor coating agent used in this anchor coat layer include polyester resin, isocyanate resin, urethane resin, acrylic resin, ethylene vinyl alcohol resin, vinyl modified resin, epoxy resin, modified styrene resin, modified silicon resin, and alkyl titanate. One type or two or more types can be used in combination. A commercially available product may be used as the anchor coating agent. Specifically, a siloxane-based UV curable polymer solution (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., “X-12-2400” 3% isopropyl alcohol solution) 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。 Conventionally known additives can be added to these anchor coating agents. The above-mentioned anchor coating agent is coated on a substrate by a known method such as roll coating, gravure coating, knife coating, dip coating, spray coating, and the like, and is coated by drying and removing the solvent, diluent, etc. Can do. The application amount of the anchor coating agent is preferably about 0.1 to 5 g / m 2 (dry state). A commercially available base material with an easy-adhesion layer may be used.

 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 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.

 [電子素子本体]
 電子素子本体は本発明の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のバリア層側に配置される。前記電子素子本体としては、空気中の化学成分(酸素、水、窒素酸化物、硫黄酸化物、オゾン等)によって性能が劣化する電子デバイスの本体が好ましく用いられる。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。
[Electronic element body]
The electronic element main body is the main body of the electronic device of the present invention, and is disposed on the barrier layer side of the gas barrier film according to the present invention. As the electronic element main body, an electronic device main body whose performance is deteriorated by chemical components (oxygen, water, nitrogen oxide, sulfur oxide, ozone, etc.) in air is preferably used. Organic EL elements, solar cells (PV), liquid crystal display elements (LCD), electronic paper, thin film transistors, touch panels, and the like can be given. From the viewpoint that the effects of the present invention can be obtained more efficiently, the electronic element body is preferably an organic EL element or a solar battery.

 本発明に係るガスバリア性フィルムは、また、デバイスの膜封止に用いることができる。すなわち、デバイス自体を支持体として、その表面に本発明のガスバリア性フィルムを設ける方法である。ガスバリア性フィルムを設ける前にデバイスを保護層で覆ってもよい。 The gas barrier film according to the present invention can also be used for device film sealing. That is, it is a method of providing the gas barrier film of the present invention on the surface of the device itself as a support. The device may be covered with a protective layer before providing the gas barrier film.

 本発明に係るガスバリア性フィルムは、デバイスの基板や固体封止法による封止のためのフィルムとしても用いることができる。固体封止法とはデバイスの上に保護層を形成した後、接着剤層、ガスバリア性フィルムを重ねて硬化する方法である。接着剤は特に制限はないが、熱硬化性エポキシ樹脂、光硬化性アクリレート樹脂等が例示される。 The gas barrier film according to the present invention can also be used as a device substrate or a film for sealing by a solid sealing method. The solid sealing method is a method in which after a protective layer is formed on a device, an adhesive layer and a gas barrier film are stacked and cured. Although there is no restriction | limiting in particular in an adhesive agent, A thermosetting epoxy resin, a photocurable acrylate resin, etc. are illustrated.

 (有機EL素子)
 ガスバリア性フィルムを用いた有機EL素子の例は、特開2007-30387号公報に詳しく記載されている。
(Organic EL device)
Examples of organic EL elements using a gas barrier film are described in detail in JP-A-2007-30387.

 (液晶表示素子)
 反射型液晶表示装置は、下から順に、下基板、反射電極、下配向膜、液晶層、上配向膜、透明電極、上基板、λ/4板、そして偏光膜からなる構成を有する。本発明におけるガスバリア性フィルムは、前記透明電極基板および上基板として使用することができる。カラー表示の場合には、さらにカラーフィルター層を反射電極と下配向膜との間、または上配向膜と透明電極との間に設けることが好ましい。透過型液晶表示装置は、下から順に、バックライト、偏光板、λ/4板、下透明電極、下配向膜、液晶層、上配向膜、上透明電極、上基板、λ/4板および偏光膜からなる構成を有する。カラー表示の場合には、さらにカラーフィルター層を下透明電極と下配向膜との間、または上配向膜と透明電極との間に設けることが好ましい。液晶セルの種類は特に限定されないが、より好ましくはTN型(Twisted Nematic)、STN型(Super Twisted Nematic)またはHAN型(Hybrid Aligned Nematic)、VA型(Vertically Alignment)、ECB型(Electrically Controlled Birefringence)、OCB型(Optically Compensated Bend)、IPS型(In-Plane Switching)、CPA型(Continuous Pinwheel Alignment)であることが好ましい。
(Liquid crystal display element)
The reflective liquid crystal display device has a configuration including a lower substrate, a reflective electrode, a lower alignment film, a liquid crystal layer, an upper alignment film, a transparent electrode, an upper substrate, a λ / 4 plate, and a polarizing film in order from the bottom. The gas barrier film in the present invention can be used as the transparent electrode substrate and the upper substrate. In the case of color display, it is preferable to further provide a color filter layer between the reflective electrode and the lower alignment film, or between the upper alignment film and the transparent electrode. The transmissive liquid crystal display device includes, in order from the bottom, a backlight, a polarizing plate, a λ / 4 plate, a lower transparent electrode, a lower alignment film, a liquid crystal layer, an upper alignment film, an upper transparent electrode, an upper substrate, a λ / 4 plate, and a polarization It has a structure consisting of a film. In the case of color display, it is preferable to further provide a color filter layer between the lower transparent electrode and the lower alignment film, or between the upper alignment film and the transparent electrode. The type of the liquid crystal cell is not particularly limited, but more preferably, a TN type (Twisted Nematic), an STN type (Super Twisted Nematic), a HAN type (Hybrid Aligned Nematic), a VA type (Vertical Alignment Electric), an EC type, a Bt type OCB type (Optically Compensated Bend), IPS type (In-Plane Switching), and CPA type (Continuous Pinwheel Alignment) are preferable.

 (太陽電池)
 本発明のガスバリア性フィルムは、太陽電池素子の封止フィルムとしても用いることができる。ここで、本発明のガスバリア性フィルムは、バリア層が太陽電池素子に近い側となるように封止することが好ましい。本発明のガスバリア性フィルムが好ましく用いられる太陽電池素子としては、特に制限はないが、例えば、単結晶シリコン系太陽電池素子、多結晶シリコン系太陽電池素子、シングル接合型、またはタンデム構造型等で構成されるアモルファスシリコン系太陽電池素子、ガリウムヒ素(GaAs)やインジウム燐(InP)等のIII-V族化合物半導体太陽電池素子、カドミウムテルル(CdTe)等のII-VI族化合物半導体太陽電池素子、銅/インジウム/セレン系(いわゆる、CIS系)、銅/インジウム/ガリウム/セレン系(いわゆる、CIGS系)、銅/インジウム/ガリウム/セレン/硫黄系(いわゆる、CIGSS系)等のI-III-VI族化合物半導体太陽電池素子、色素増感型太陽電池素子、有機太陽電池素子等が挙げられる。中でも、本発明においては、上記太陽電池素子が、銅/インジウム/セレン系(いわゆる、CIS系)、銅/インジウム/ガリウム/セレン系(いわゆる、CIGS系)、銅/インジウム/ガリウム/セレン/硫黄系(いわゆる、CIGSS系)等のI-III-VI族化合物半導体太陽電池素子であることが好ましい。
(Solar cell)
The gas barrier film of the present invention can also be used as a sealing film for solar cell elements. Here, the gas barrier film of the present invention is preferably sealed so that the barrier layer is closer to the solar cell element. The solar cell element in which the gas barrier film of the present invention is preferably used is not particularly limited. For example, it is a single crystal silicon solar cell element, a polycrystalline silicon solar cell element, a single junction type, or a tandem structure type. Amorphous silicon-based solar cell elements, III-V group compound semiconductor solar cell elements such as gallium arsenide (GaAs) and indium phosphorus (InP), II-VI group compound semiconductor solar cell elements such as cadmium tellurium (CdTe), I-III- such as copper / indium / selenium system (so-called CIS system), copper / indium / gallium / selenium system (so-called CIGS system), copper / indium / gallium / selenium / sulfur system (so-called CIGS system), etc. Group VI compound semiconductor solar cell element, dye-sensitized solar cell element, organic solar cell element, etc. And the like. In particular, in the present invention, the solar cell element is a copper / indium / selenium system (so-called CIS system), a copper / indium / gallium / selenium system (so-called CIGS system), copper / indium / gallium / selenium / sulfur. A group I-III-VI compound semiconductor solar cell element such as a system (so-called CIGSS system) is preferable.

 (その他)
 その他の適用例としては、特表平10-512104号公報に記載の薄膜トランジスタ、特開平5-127822号公報、特開2002-48913号公報等に記載のタッチパネル、特開2000-98326号公報に記載の電子ペーパー等が挙げられる。
(Other)
As other application examples, the thin film transistor described in JP-T-10-512104, the touch panel described in JP-A-5-127822, JP-A-2002-48913, etc., and described in JP-A-2000-98326 Electronic paper and the like.

 <光学部材>
 本発明のガスバリア性フィルムは、光学部材としても用いることができる。光学部材の例としては円偏光板等が挙げられる。
<Optical member>
The gas barrier film of the present invention can also be used as an optical member. Examples of the optical member include a circularly polarizing plate.

 (円偏光板)
 本発明におけるガスバリア性フィルムを基板としλ/4板と偏光板とを積層し、円偏光板を作製することができる。この場合、λ/4板の遅相軸と偏光板の吸収軸とのなす角が45°になるように積層する。このような偏光板は、長手方向(MD)に対し45°の方向に延伸されているものを用いることが好ましく、例えば、特開2002-86554号公報に記載のものを好適に用いることができる。
(Circularly polarizing plate)
A circularly polarizing plate can be produced by laminating a λ / 4 plate and a polarizing plate using the gas barrier film in the present invention as a substrate. In this case, the lamination is performed so that the angle formed by the slow axis of the λ / 4 plate and the absorption axis of the polarizing plate is 45 °. As such a polarizing plate, one that is stretched in a direction of 45 ° with respect to the longitudinal direction (MD) is preferably used. For example, those described in JP-A-2002-86554 can be suitably used. .

 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。また、実施例において「部」あるいは「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「重量部」あるいは「重量%」を表す。 The effect 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 only to the following examples. Further, in the examples, the display of “part” or “%” is used, but “part by weight” or “% by weight” is expressed unless otherwise specified.

 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した。 Each characteristic value of the gas barrier film was measured according to the following method.

 《ガスバリア性フィルムの特性値の測定方法》
 〔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。
<< Method for measuring characteristic values of gas barrier film >>
[Evaluation of water vapor barrier properties (WVTR)]
In accordance with the following measurement method, the permeated moisture amount of each gas barrier film was measured, 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、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株式会社製)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。得られた両面を封止した試料を60℃、90%RHの高温高湿下で保存し、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。
(apparatus)
Vapor deposition device: JEOL Ltd., vacuum evaporation device JEE-400
Constant temperature and humidity oven: Yamato Humidic Chamber IG47M
Metal that reacts with water and corrodes: Calcium (granular)
Water vapor impermeable metal: Aluminum (φ3-5mm, granular)
(Preparation of water vapor barrier property evaluation cell)
Use a vacuum deposition device (vacuum deposition device JEE-400, manufactured by JEOL Ltd.) on the barrier layer surface of the sample to mask the portions other than the portion (12 mm x 12 mm 9 locations) on which the gas barrier film sample is to be deposited. Was evaporated. Thereafter, the mask was removed in a vacuum state, and aluminum was deposited from another metal deposition source on the entire surface of one side of the sheet. After aluminum sealing, the vacuum state is released, and the aluminum sealing side is quickly passed through a UV-curable resin (manufactured by Nagase ChemteX Corporation) to 0.2 mm thick quartz glass in a dry nitrogen gas atmosphere. And an evaluation cell was produced by irradiating with ultraviolet rays. The obtained sample with both sides sealed was stored at 60 ° C. and 90% RH under high temperature and high humidity, and permeated into the cell from the corrosion amount of metallic calcium based on the method described in JP-A-2005-283561. The amount of water was calculated.

 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、同様な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 obtained by depositing metallic calcium using a quartz glass plate having a thickness of 0.2 mm instead of the gas barrier film sample as a comparative sample Was stored under the same high temperature and high humidity conditions of 60 ° C. and 90% RH, and it was confirmed that no corrosion of metallic calcium occurred 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 permeated water amount (g / m 2 · day; “WVTR” in the table) of each gas barrier film measured as described above was evaluated by the Ca method.

 〔カールの評価〕
 カールの発生度合いの評価は、以下のようにして行った。すなわち、作製したガスバリア性フィルムを15cm×15cmのシート状に切り出して、その切り出したシートサンプルをステンレス鋼製の基板上に置き、シートサンプルの頂点とステンレス鋼製の基板との直交距離Lを測定した。
[Evaluation of curl]
The evaluation of the degree of curling was performed as follows. That is, the produced gas barrier film was cut into a 15 cm × 15 cm sheet, the cut sheet sample was placed on a stainless steel substrate, and the orthogonal distance L between the apex of the sheet sample and the stainless steel substrate was measured. did.

 〔鉛筆硬度〕
 JIS K5600-5-4:1999に従い、ハードコート層の鉛筆硬度を測定した。
〔Pencil hardness〕
The pencil hardness of the hard coat layer was measured according to JIS K5600-5-4: 1999.

 (実施例1~13、比較例1~10)
 〔ガスバリア性フィルムの作製〕
 (ハードコート層の形成)
 基材として100μm厚のPENフィルム(帝人デュポンフィルム株式会社製、Q65FA、Tg:155℃、熱膨張係数:8ppm)を用い、基材の易接着面に、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 オプスター(登録商標)Z7501を、乾燥後の厚みが表1に示した厚み(3、5、7、10、15μm)となるようにワイヤーバーで塗布した。その後、80℃で3分乾燥後、空気雰囲気下、高圧水銀ランプを使用し、照射量1.0J/cmで硬化を行い、ハードコート層を形成した。鉛筆硬度は、照射量を適宜変化させることにより、所望の硬度とした。
(Examples 1 to 13, Comparative Examples 1 to 10)
[Production of gas barrier film]
(Formation of hard coat layer)
A PEN film with a thickness of 100 μm (Q65FA, Tg: 155 ° C., coefficient of thermal expansion: 8 ppm), which is 100 μm thick, is used as the base material. Hybrid hard coat material Opstar (registered trademark) Z7501 was applied with a wire bar so that the thickness after drying was the thickness shown in Table 1 (3, 5, 7, 10, 15 μm). Then, after drying at 80 ° C. for 3 minutes, a hard coat layer was formed by curing at an irradiation dose of 1.0 J / cm 2 using a high-pressure mercury lamp in an air atmosphere. The pencil hardness was set to a desired hardness by appropriately changing the irradiation amount.

 (プライマー層(平滑層)の形成)
 上記基材のハードコート層を形成した面とは反対側の面に、JSR株式会社製 UV硬化型の有機/無機ハイブリッドコート材であるオプスター(登録商標)Z7501を、乾燥後の膜厚が4μmになる様にワイヤーバーで塗布した。塗布後、80℃で3分間乾燥し塗膜を形成した。その後、空気雰囲気下、高圧水銀ランプで1.0J/cmの紫外線を上記塗膜に照射して硬化し、プライマー層(平滑層)を形成した。
(Formation of primer layer (smooth layer))
Opstar (registered trademark) Z7501, which is a UV curable organic / inorganic hybrid coating material manufactured by JSR Corporation, on the surface opposite to the surface on which the hard coat layer of the substrate is formed, has a film thickness after drying of 4 μm. It applied with a wire bar so that it might become. After coating, the film was dried at 80 ° C. for 3 minutes to form a coating film. Thereafter, the coating film was cured by irradiating the coating film with ultraviolet rays of 1.0 J / cm 2 with a high-pressure mercury lamp in an air atmosphere to form a primer layer (smooth layer).

 (バリア層の形成)
 上記のハードコート層およびプライマー層を形成した基材を、株式会社神戸製鋼所製 プラズマCVDロールコータ W35シリーズ装置に装着して、ヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)を用いて、下記製膜条件(プラズマCVD条件)にて、基材上にバリア層を300nmの厚さで形成した。これを繰り返して、バリア層の膜厚が900nm、1000nm、1200nm、1500nmとそれぞれなるように成膜し、ガスバリア性フィルムを得た。
(Formation of barrier layer)
The base material on which the hard coat layer and the primer layer are formed is mounted on a plasma CVD roll coater W35 series apparatus manufactured by Kobe Steel, Ltd., and hexamethyldisiloxane (HMDSO) is used to form the following film formation conditions (plasma Under the CVD conditions, a barrier layer was formed with a thickness of 300 nm on the substrate. This was repeated to form a film having a barrier layer thickness of 900 nm, 1000 nm, 1200 nm, and 1500 nm to obtain a gas barrier film.

 〈製膜条件〉
 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:70kHz
 フィルムの搬送速度;0.5m/min。
<Film forming conditions>
Supply amount of raw material 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: 3Pa
Applied power from the power source for plasma generation: 0.8 kW
Frequency of power source for plasma generation: 70 kHz
Film conveyance speed: 0.5 m / min.

 〔有機EL素子の作製〕
 基板としてITO膜(陽極)を有する導電性のガラス基板(表面抵抗値10Ω/□、0.6mm厚)を2-プロパノールで洗浄した後、UV-オゾン処理を10分間行った。この基板上に真空蒸着法にて以下の有機化合物を含む層を順次蒸着した。
[Production of organic EL elements]
A conductive glass substrate (surface resistance 10Ω / □, 0.6 mm thickness) having an ITO film (anode) as a substrate was washed with 2-propanol, and then subjected to UV-ozone treatment for 10 minutes. Layers containing the following organic compounds were sequentially deposited on the substrate by vacuum deposition.

 (第1正孔輸送層)
 銅フタロシアニン:膜厚10nm
 (第2正孔輸送層)
 N,N’-ジフェニル-N,N’-ジナフチルベンジジン:膜厚40nm
 (発光層兼電子輸送層)
 トリス(8-ヒドロキシキノリナト)アルミニウム:膜厚60nm
 最後にフッ化リチウムを膜厚1nm、金属アルミニウムを膜厚100nmで順次蒸着して陰極とし、その上に膜厚5μmの窒化ケイ素膜を平行平板CVD法によって形成し、有機EL素子を作製した。
(First hole transport layer)
Copper phthalocyanine: film thickness 10nm
(Second hole transport layer)
N, N′-diphenyl-N, N′-dinaphthylbenzidine: film thickness 40 nm
(Light emitting layer and electron transport layer)
Tris (8-hydroxyquinolinato) aluminum: film thickness 60nm
Finally, lithium fluoride was sequentially deposited at a thickness of 1 nm and metal aluminum was deposited at a thickness of 100 nm to form a cathode, and a silicon nitride film having a thickness of 5 μm was formed thereon by a parallel plate CVD method to produce an organic EL device.

 〔ガスバリア性フィルムの設置〕
 封止フィルムとして、上記で作製したガスバリア性フィルムを用い、熱硬化型接着剤を封止剤として用いて、有機EL素子を封止した。具体的には、上記有機EL素子の素子面上に熱硬化型接着剤を塗布し、ガスバリア性フィルムのバリア層側が有機EL素子側に接するように重ね、窒素パージグローブボックス中に設置したバキュームラミネータでラミネートし、100℃で1時間加熱して、有機EL素子を封止した。
[Installation of gas barrier film]
The organic EL element was sealed using the gas barrier film produced above as a sealing film and using a thermosetting adhesive as a sealing agent. Specifically, a vacuum muraminator is applied in the nitrogen purge glove box by applying a thermosetting adhesive onto the element surface of the organic EL element and stacking the gas barrier film so that the barrier layer side is in contact with the organic EL element side. The organic EL element was sealed by heating at 100 ° C. for 1 hour.

 作製直後の各有機EL素子を、ソースメジャーユニット(SMU2400型、Keithley社製)を用いて7Vの電圧を印加して発光させた。顕微鏡を用いて発光面状を観察して、以下の基準にしたがって評価した。◎が実用レベルである。
◎:ダークスポットの無い均一な発光を与える
○:ダークスポットがごくわずかに認められるが均一な発光を与える
△:ダークスポットがごくわずかに認められ、発光が不均一である
×:ダークスポットが多数認められ、発光が不均一である。
Each organic EL element immediately after fabrication was made to emit light by applying a voltage of 7 V using a source measure unit (SMU2400 type, manufactured by Keithley). The light emitting surface was observed using a microscope and evaluated according to the following criteria. ◎ is a practical level.
A: Uniform light emission without dark spots ○: Dark spots are observed only slightly but uniform light emission Δ: Dark spots are observed only slightly and light emission is non-uniform ×: Many dark spots Recognized and non-uniform luminescence.

 次に、各有機EL素子を25℃、相対湿度90%RHの条件下に10日間静置した後、発光の劣化を、顕微鏡を用いて発光面状を観察して以下の基準にしたがって評価した。○以上が実用レベルである。
◎:製造直後と比べて発光の劣化がまったく認められない
○:製造直後と比べて発光の劣化が認められるが許容範囲内である
△:製造直後と比べて発光の劣化が認められ、許容範囲外である
×:発光しない。
Next, each organic EL element was allowed to stand at 25 ° C. and a relative humidity of 90% RH for 10 days, and then the deterioration of light emission was evaluated according to the following criteria by observing the light emitting surface using a microscope. . ○ Above is the practical level.
A: Deterioration of light emission is not observed at all compared with that immediately after manufacture. ○: Deterioration of light emission is recognized as compared to immediately after manufacture, but is within an allowable range. Δ: Deterioration of light emission is recognized as compared with immediately after manufacture. Outside x: Does not emit light.

 評価結果を下記表1に示す。 Evaluation results are shown in Table 1 below.

Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003

 上記表1から明らかなように、本発明の有機EL素子、すなわち、バリア層の膜厚が900nmを超え、かつハードコート層の膜厚が5μm以上であるガスバリア性フィルムを用いた有機EL素子は、25℃、相対湿度90%RHの条件下に10日間静置した後であっても、発光が劣化せず、ガスバリア性能の長期信頼性が高いことが分かる。ただし、ハードコート層の膜厚が10μmを超える場合、カールがやや大きくなり、有機EL素子の作製効率がやや劣る。したがって、より好ましいハードコート層の膜厚は5~10μmである。 As is clear from Table 1 above, the organic EL element of the present invention, that is, the organic EL element using the gas barrier film having a barrier layer thickness of more than 900 nm and a hard coat layer thickness of 5 μm or more, It can be seen that even after standing for 10 days under the conditions of 25 ° C. and 90% RH, the light emission does not deteriorate and the long-term reliability of the gas barrier performance is high. However, when the film thickness of the hard coat layer exceeds 10 μm, the curl becomes slightly large, and the production efficiency of the organic EL element is slightly inferior. Therefore, the more preferable thickness of the hard coat layer is 5 to 10 μm.

 なお、本出願は、2012年12月19日に出願された日本特許出願第2012-276929号、および2013年2月14日に出願された日本特許出願第2013-26873号に基づいており、その開示内容は、参照により全体として引用されている。 This application is based on Japanese Patent Application No. 2012-276929 filed on December 19, 2012 and Japanese Patent Application No. 2013-26873 filed on February 14, 2013, The disclosure is incorporated by reference in its entirety.

Claims (3)

 基材、該基材の一方の面に形成された、ケイ素、酸素、および炭素を含有するバリア層、ならびに該基材の他方の面に形成され、硬化性樹脂を含有し、膜厚が5μm以上であり、かつ鉛筆硬度がHB以上であるハードコート層を有するガスバリア性フィルムと、
 該ガスバリア性フィルムの該バリア層側に配置される電子素子本体と、
を有する電子デバイスであって、
 該バリア層が、下記条件(i)~(iv)を満たす、電子デバイス:
 (i)前記バリア層の膜厚方向における前記バリア層表面からの距離(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、
 前記バリア層の膜厚の90%以上の領域で、(酸素の原子比)、(ケイ素の原子比)、(炭素の原子比)の順で多い、
 (ii)前記炭素分布曲線が少なくとも2つの極値を有する、
 (iii)前記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、
 (iv)膜厚が900nmを超える。
A base material, a barrier layer containing silicon, oxygen, and carbon formed on one surface of the base material, and a curable resin formed on the other surface of the base material and having a film thickness of 5 μm And a gas barrier film having a hard coat layer having a pencil hardness of HB or more,
An electronic element body disposed on the barrier layer side of the gas barrier film;
An electronic device comprising:
An electronic device in which the barrier layer satisfies the following conditions (i) to (iv):
(I) The distance (L) from the surface of the barrier layer in the thickness direction of the barrier layer and the ratio of the amount of silicon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms (atom ratio of silicon) A silicon distribution curve showing a relationship, an 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), and the L and silicon atoms In the carbon distribution curve showing the relationship between the ratio of the amount of carbon atoms to the total amount of oxygen atoms, and carbon atoms (the atomic ratio of carbon),
In the region of 90% or more of the film thickness of the barrier layer, (atomic ratio of oxygen), (atomic ratio of silicon), (atomic ratio of carbon) in this order,
(Ii) the carbon distribution curve has at least two extreme values;
(Iii) 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.
(Iv) The film thickness exceeds 900 nm.
 該バリア層と該ハードコート層との膜厚比(バリア層の膜厚(nm):ハードコート層の膜厚(nm))が、1:5~1:20である、請求項1に記載の電子デバイス。 The film thickness ratio between the barrier layer and the hard coat layer (barrier layer thickness (nm): hard coat layer thickness (nm)) is from 1: 5 to 1:20. Electronic devices.  該電子素子本体が有機EL素子または太陽電池である、請求項1または2に記載の電子デバイス。 The electronic device according to claim 1 or 2, wherein the electronic element body is an organic EL element or a solar battery.
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