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JP2012000546A - Method for producing gas-barrier film and organic electronic device - Google Patents

Method for producing gas-barrier film and organic electronic device Download PDF

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JP2012000546A
JP2012000546A JP2010135931A JP2010135931A JP2012000546A JP 2012000546 A JP2012000546 A JP 2012000546A JP 2010135931 A JP2010135931 A JP 2010135931A JP 2010135931 A JP2010135931 A JP 2010135931A JP 2012000546 A JP2012000546 A JP 2012000546A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a gas-barrier film at low cost, the film being very high in gas-barrier performance and excellent in stability with time; and to provide an organic electronic device, which uses the gas-barrier film manufactured by the method concerned and is very high in durability, such as an organic photoelectric transducer and an organic EL element.SOLUTION: In the method for manufacturing the gas-barrier film, a layer of a silicon compound having a polysilazane skeleton is formed at least on one face of a resin base board, and then the layer of the silicon compound is irradiated at least with vacuum ultraviolet rays having a wavelength of 200 nm or below to reform the layer itself, and then a gas-barrier layer comprising silicon oxide or acid silicon nitride is formed as a film. In this case, the gas-barrier layer is formed as the film under the conditions that a specific expression 1 is satisfied.

Description

本発明は、主に電子デバイス等のパッケージ、または有機光電変換素子(有機太陽電池)や有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子ともいう)、液晶等のプラスチック基板といったディスプレイ材料に用いられるガスバリア性フィルム(以下、ガスバリアフィルムともいう)の製造方法およびこれを用いて製造したガスバリア性フィルムを有する有機光電変換素子、有機EL素子等の有機電子デバイスに関する。   The present invention mainly relates to a gas barrier property used for a display material such as a package of an electronic device or the like, or a plastic substrate such as an organic photoelectric conversion element (organic solar cell), an organic electroluminescence element (hereinafter also referred to as an organic EL element), or a liquid crystal. The present invention relates to a method for producing a film (hereinafter also referred to as a gas barrier film) and an organic electronic device such as an organic photoelectric conversion element or an organic EL element having a gas barrier film produced using the film.

従来から、プラスチック基板やフィルムの表面に酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化珪素等の金属酸化物の薄膜を形成したガスバリアフィルムは、水蒸気や酸素等の各種ガスの遮断を必要とする物品の包装、食品や工業用品および医薬品等の変質を防止するための包装用途に広く用いられている。   Conventionally, a gas barrier film in which a metal oxide thin film such as aluminum oxide, magnesium oxide, silicon oxide or the like is formed on the surface of a plastic substrate or film is used for packaging of goods and foods that require blocking of various gases such as water vapor and oxygen. It is widely used in packaging applications to prevent alteration of products such as industrial products and pharmaceuticals.

また、包装用途以外にも液晶表示素子、光電変換素子(太陽電池)、有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)基板等で使用されている。   In addition to packaging applications, they are used in liquid crystal display elements, photoelectric conversion elements (solar cells), organic electroluminescence (organic EL) substrates, and the like.

この様な分野での包装材料としてアルミ箔等が広く用いられているが、使用後の廃棄処理が問題となっているほか、基本的には不透明であり、外から内容物を確認することができないという課題を抱えており、更に、太陽電池用材料では透明性が求められており、適用することができない。   Aluminum foil is widely used as a packaging material in such fields, but disposal after use has become a problem, and it is basically opaque and the contents can be confirmed from the outside. In addition, the solar cell material requires transparency and cannot be applied.

特に、液晶表示素子、有機EL素子、光電変換素子などへの応用が進んでいる透明基板には、近年、軽量化、大型化という要求に加え、ロール・トゥ・ロールでの生産が可能であること、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高度な要求が加わり、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板が採用され始めている。   In particular, transparent substrates that have been applied to liquid crystal display elements, organic EL elements, photoelectric conversion elements, etc. can be produced in roll-to-roll in addition to the demands for weight reduction and size increase in recent years. In addition to high demands such as long-term reliability, high degree of freedom of shape, and ability to display curved surfaces, film substrates such as transparent plastics are used instead of glass substrates that are heavy, fragile and difficult to increase in area. Has begun to be adopted.

しかしながら、透明プラスチック等のフィルム基板はガラスに対しガスバリア性が劣るという問題がある。例えば、有機光電変換素子用の材料として用いた場合、ガスバリア性が劣る基板を用いると、水蒸気や空気が浸透して有機膜が劣化し、光電変換効率あるいは耐久性等を損なう要因となる。   However, a film substrate such as a transparent plastic has a problem that gas barrier properties are inferior to glass. For example, when used as a material for an organic photoelectric conversion element, if a substrate having inferior gas barrier properties is used, water vapor or air penetrates and the organic film deteriorates, which becomes a factor that impairs photoelectric conversion efficiency or durability.

また、電子デバイス用基板として高分子基板を用いた場合には、酸素や水分子が高分子基板を透過して電子デバイス内に浸透、拡散し、デバイスを劣化させてしまうことや、電子デバイス内で求められる真空度を維持できないといった問題を引き起こす。   In addition, when a polymer substrate is used as a substrate for an electronic device, oxygen and water molecules permeate the polymer substrate and penetrate and diffuse into the electronic device, thereby degrading the device. Cause the problem that the degree of vacuum required in can not be maintained.

この様な問題を解決するためにフィルム基板上に金属酸化物薄膜を形成してガスバリア性フィルム基板とすることが知られている。最近では有機EL素子等の水分に弱い有機電子デバイスに用いるガスバリア性フィルムとしては、水蒸気透過率が1×10−3g/(m・24h)を下回るようなバリア性能が求められている。 In order to solve such problems, it is known to form a metal oxide thin film on a film substrate to form a gas barrier film substrate. Recently, as a gas barrier film used for an organic electronic device that is weak against moisture such as an organic EL element, barrier performance is required such that the water vapor transmission rate is less than 1 × 10 −3 g / (m 2 · 24 h).

その様ななか、従来の真空プロセスが必要な蒸着法ではなく、簡便な塗布プロセスで成膜が可能な方法として、ポリシラザン等の珪素化合物の塗布液を基板上に塗布した膜に転化処理を施すことで、転化したシリカ膜からなるガスバリア性層(バリア層或いはバリア性層ともいう)を形成する方法もいくつか知られている(例えば、特許文献1、2参照。)。特許文献1では、ポリシラザン塗布膜を大気圧下における酸素プラズマ放電処理によりシリカ膜に転化するプロセスの開示があり、真空プロセスを必要とせずにガスバリア性層の形成が可能である。これらの塗布法による成膜は表面平滑性が非常に高い膜が形成できることが知られており、真空系の原子堆積法の根本的問題であるパーティクルによる平滑性の劣化が回避可能である。しかしながら、得られた膜の水蒸気透過率は、0.35g/(m・24h)と、前述したようなデバイスに適用が可能なガスバリア性層とはとても言えない。 Under such circumstances, as a method capable of forming a film by a simple coating process rather than a conventional vapor deposition method that requires a vacuum process, a conversion process is performed on a film in which a coating liquid of a silicon compound such as polysilazane is coated on a substrate. There are also known some methods for forming a gas barrier layer (also referred to as a barrier layer or a barrier layer) made of a converted silica film (see, for example, Patent Documents 1 and 2). Patent Document 1 discloses a process for converting a polysilazane coating film into a silica film by oxygen plasma discharge treatment under atmospheric pressure, and a gas barrier layer can be formed without the need for a vacuum process. It is known that film formation by these coating methods can form a film with extremely high surface smoothness, and it is possible to avoid deterioration of smoothness due to particles, which is a fundamental problem of the vacuum atomic deposition method. However, the water vapor permeability of the obtained film is 0.35 g / (m 2 · 24 h), which cannot be said to be a gas barrier layer that can be applied to the above-described devices.

一方、ポリシラザンを転化して緻密なシリカ膜を形成する方法として、ポリシラザン塗布膜に紫外線、特にフォトンエネルギーが高く改質を効率的に行える真空紫外光(VUV)を照射する方法が開示されている(例えば、特許文献3)。この方法によれば、脱水縮合を経由しない直接酸化により反応が進行すると考えられているため、より低温でのシリカ転化が可能となり、樹脂フィルム上にバリア層を形成する上で、大変有効な方法と言える。   On the other hand, as a method of forming a dense silica film by converting polysilazane, a method of irradiating the polysilazane coating film with ultraviolet light, particularly vacuum ultraviolet light (VUV) that has high photon energy and can be efficiently modified is disclosed. (For example, patent document 3). According to this method, since the reaction is considered to proceed by direct oxidation without going through dehydration condensation, silica conversion at a lower temperature is possible, and a very effective method for forming a barrier layer on a resin film. It can be said.

しかし、前記特許文献に書かれた方法では、100nm〜250nmのポリシラザン層に10000mJ/cm以上のVUVを照射しており、層全体の改質は進行するが、表面からの光照射という方法の特性上、表面部分の改質が進行しすぎて硬く脆い物性となるため、所謂マイクロクラックの様な欠陥が生成しやすくなる。特に基材としてフレキシブルな樹脂フィルムを用いた場合、欠陥生成が顕著になってくる。 However, in the method described in the above-mentioned patent document, VUV of 10000 mJ / cm 2 or more is irradiated to a polysilazane layer of 100 nm to 250 nm, and the modification of the whole layer proceeds, but the method of light irradiation from the surface is used. In terms of characteristics, the modification of the surface portion proceeds so much that it becomes hard and brittle, so that defects such as so-called microcracks are likely to be generated. In particular, when a flexible resin film is used as the substrate, defect generation becomes significant.

また、同様の方法で電子機器の保護層を形成する技術も公開されている(例えば、特許文献4)。この方法によれば、500nm程度の膜厚のポリシラザン層に、減圧下若しくは実質的に無酸素の雰囲気下でVUVを照射し、酸素、水分による半導体素子の劣化を防ぐためのSiON組成の保護層を安価に製造できるとしている。しかしながら、8500mJ/cm以上のエネルギーの照射をしており、やはり表面部分の改質が進行しすぎてクラックが入りやすい状態となってしまう。 A technique for forming a protective layer of an electronic device by a similar method is also disclosed (for example, Patent Document 4). According to this method, a polysilazane layer having a thickness of about 500 nm is irradiated with VUV under reduced pressure or in a substantially oxygen-free atmosphere, and a protective layer having a SiON composition for preventing deterioration of a semiconductor element due to oxygen and moisture. Can be manufactured at low cost. However, the irradiation of energy of 8500 mJ / cm 2 or more is performed, and the modification of the surface portion is too advanced so that cracks easily occur.

また、この文献の中には、照射積算光量を100mJ/cm〜1000mJ/cmとすることが好ましいことが書かれているが、500nm程度のポリシラザン層にこの程度エネルギーの照射では、バリア層の基板側に反応不十分な部分が残ってしまい、経時で変化しながら水やアンモニアを放出するため、バリア性能の急激な劣化が発生することが分かった。 Further, among this document, it is written that it is preferable to set the irradiation integrated light quantity and 100mJ / cm 2 ~1000mJ / cm 2 , the irradiation of this level energy polysilazane layer of about 500 nm, the barrier layer It was found that an insufficiently reactive portion remains on the substrate side, and water and ammonia are released while changing over time, resulting in rapid deterioration of the barrier performance.

特開平10−279362号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-279362 特開2008−159824号公報JP 2008-159824 A 特開2009−255040号公報JP 2009-255040 A 特開2006−261616号公報JP 2006-261616 A

本発明の目的は、極めて高いバリア性能をもち、かつ経時安定性に優れたバリア性フィルムを安価に製造するための製造方法を提供すること、およびその方法により製造されたガスバリア性フィルムを用いた、極めて耐久性の高い有機光電変換素子や有機EL素子の様な有機電子デバイスを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a production method for producing a barrier film having extremely high barrier performance and excellent in temporal stability at low cost, and to use a gas barrier film produced by the method. Another object of the present invention is to provide an organic electronic device such as an organic photoelectric conversion element or an organic EL element with extremely high durability.

本発明の目的は、下記の構成により達成された。   The object of the present invention has been achieved by the following constitution.

1.樹脂基板の少なくとも一面上に、ポリシラザン骨格を有するシリコン化合物層を設け、該シリコン化合物層を少なくとも波長200nm以下の真空紫外光を照射することにより改質して酸化ケイ素または酸窒化ケイ素からなるガスバリア性層を成膜するガスバリア性フィルムの製造方法に於いて、下記(式1)を満足する条件でガスバリア性層を成膜することを特徴とするガスバリア性フィルムの製造方法。   1. A gas barrier property comprising silicon oxide or silicon oxynitride by providing a silicon compound layer having a polysilazane skeleton on at least one surface of a resin substrate, and modifying the silicon compound layer by irradiating vacuum ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or less. In the manufacturing method of the gas barrier film which forms a layer, the gas barrier film is formed on the conditions which satisfy | fill following (Formula 1), The manufacturing method of the gas barrier film characterized by the above-mentioned.

(式1)
30nm≦d≦500nm かつ 100mJ/cm≦J≦8400mJ/cm
d:シリコン化合物層に真空紫外光を照射して改質した後の改質層膜厚(nm)
J:真空紫外光の積算光量(mJ/cm
2.前記1に記載のガスバリア性フィルムの製造方法において、更に下記(式2)を満足することを特徴とするガスバリア性フィルムの製造方法。
(Formula 1)
30 nm ≦ d ≦ 500 nm and 100 mJ / cm 2 ≦ J ≦ 8400 mJ / cm 2
d: Modified layer thickness (nm) after the silicon compound layer is modified by irradiation with vacuum ultraviolet light
J: Integrated light quantity of vacuum ultraviolet light (mJ / cm 2 )
2. 2. The method for producing a gas barrier film according to the above 1, wherein the following (Equation 2) is further satisfied.

(式2)
30nm≦d≦200nmの場合 100mJ/cm≦J≦7500mJ/cm
200nm≦d≦500nmの場合 J≧3d−500かつJ≦3d+6900
3.前記ガスバリア性層を複数積層する事を特徴とする前記1または2に記載のガスバリア性フィルムの製造方法。
(Formula 2)
In the case of 30 nm ≦ d ≦ 200 nm 100 mJ / cm 2 ≦ J ≦ 7500 mJ / cm 2
When 200 nm ≦ d ≦ 500 nm J ≧ 3d−500 and J ≦ 3d + 6900
3. 3. The method for producing a gas barrier film as described in 1 or 2 above, wherein a plurality of the gas barrier layers are laminated.

4.前記ポリシラザン骨格を有するシリコン化合物層に対して0.1〜5.0質量%の触媒を添加することを特徴とする前記1〜3のいずれか1項に記載のガスバリア性フィルムの製造方法。   4). 4. The method for producing a gas barrier film according to any one of 1 to 3, wherein 0.1 to 5.0% by mass of a catalyst is added to the silicon compound layer having the polysilazane skeleton.

5.真空紫外光照射時の温度が25℃以上、150℃以下の温度であることを特徴とする前記1〜4のいずれか1項に記載のガスバリア性フィルムの製造方法。   5. 5. The method for producing a gas barrier film as described in any one of 1 to 4 above, wherein the temperature at the time of irradiation with vacuum ultraviolet light is 25 ° C. or more and 150 ° C. or less.

6.前記1〜5のいずれか1項に記載のガスバリア性フィルムの製造方法で製造されたガスバリア性フィルムを用いたことを特徴とする有機電子デバイス。   6). 6. An organic electronic device using a gas barrier film produced by the method for producing a gas barrier film according to any one of 1 to 5 above.

7.前記有機電子デバイスが有機光電変換素子であることを特徴とする前記6に記載の有機電子デバイス。   7). 7. The organic electronic device as described in 6 above, wherein the organic electronic device is an organic photoelectric conversion element.

8.前記有機電子デバイスが有機エレクトロルミネッセンス素子あることを特徴とする前記6に記載の有機電子デバイス。   8). 7. The organic electronic device as described in 6 above, wherein the organic electronic device is an organic electroluminescence element.

本発明により、極めて高いバリア性能をもち、かつ経時安定性に優れたバリア性フィルムを安価に製造するための製造方法を提供することができた。更に、その方法により製造されたガスバリア性フィルムを用いて、極めて耐久性の高い有機光電変換素子や有機EL素子の様な有機電子デバイスを提供することができた。   According to the present invention, it was possible to provide a production method for producing a barrier film having extremely high barrier performance and excellent stability over time at low cost. Furthermore, by using the gas barrier film produced by the method, an organic electronic device such as an organic photoelectric conversion element and an organic EL element with extremely high durability could be provided.

本発明のポリシラザン膜厚とVUV照射エネルギーの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the polysilazane film thickness of this invention, and VUV irradiation energy. 本発明の有機電子デバイスの概略断面図の一例である。It is an example of the schematic sectional drawing of the organic electronic device of this invention.

以下、本発明とその構成要素、および本発明を実施するための形態について詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention, its components, and embodiments for carrying out the present invention will be described in detail.

〈ガスバリ性アフィルム(以下ガスバリアフィルムとも称する)〉
本発明のガスバリアフィルムは、有機樹脂成分を含有する基板または膜(樹脂基板)の表面にケイ素化合物を含有する液を塗布することで、少なくとも1層(本発明では1ユニットともいう)のガスバリア層を形成することで得られる。
<Gas-barrier a-film (hereinafter also referred to as gas-barrier film)>
The gas barrier film of the present invention has at least one gas barrier layer (also referred to as one unit in the present invention) by applying a liquid containing a silicon compound on the surface of a substrate or film (resin substrate) containing an organic resin component. Can be obtained by forming

本発明のガスバリアフィルムのガスバリア性としては、JIS K 7129B法に従って測定した水蒸気透過率(水蒸気透過度:25±0.5℃、相対湿度(90±2)%RH)が、10−3g/(m・24h)以下であることが好ましく、更に好ましくは10−4g/(m・24h)以下であり、特に好ましくは10−5g/(m・24h)以下である。 As the gas barrier property of the gas barrier film of the present invention, the water vapor permeability measured according to the JIS K 7129B method (water vapor permeability: 25 ± 0.5 ° C., relative humidity (90 ± 2)% RH) is 10 −3 g / preferably (m 2 · 24h) or less, still more preferably 10 -4 g / (m 2 · 24h) or less, particularly preferably 10 -5 g / (m 2 · 24h) or less.

また、JIS K 7126−1987に準拠した方法で測定された酸素透過率(酸素透過度)が0.01cm/(m・24h・0.1MPa)以下であることが好ましく、より好ましくは0.001m/(m・24h・0.1MPa)以下である。 The oxygen permeability (oxygen permeability) measured by a method according to JIS K 7126-1987 is preferably 0.01 cm 3 / (m 2 · 24 h · 0.1 MPa) or less, more preferably 0. 0.001 m 3 / (m 2 · 24 h · 0.1 MPa) or less.

(ガスバリア性層及びガスバリア性フィルム)
本発明は、樹脂基板上の片方の面に、少なくとも1層のケイ素化合物、特に好ましくはポリシラザン骨格を有する化合物からなる前駆体塗膜を形成し、紫外線、特に波長200nm以下の真空紫外光を照射してポリシラザン骨格を有する化合物からなる前駆体塗膜を改質することで酸化ケイ素及または酸窒化ケイ素からなるガスバリ性層を形成したガスバリア性フィルムの製造方法に関する。
(Gas barrier layer and gas barrier film)
In the present invention, a precursor coating composed of at least one layer of a silicon compound, particularly preferably a compound having a polysilazane skeleton, is formed on one surface of a resin substrate and irradiated with ultraviolet rays, particularly vacuum ultraviolet rays having a wavelength of 200 nm or less. The present invention also relates to a method for producing a gas barrier film in which a gas barrier layer made of silicon oxide and / or silicon oxynitride is formed by modifying a precursor coating film made of a compound having a polysilazane skeleton.

前述の様に塗膜を真空紫外光を用いて改質してガスバリア性層を形成する場合、今までは8500mJ/cm以上の高い積算光量を与えて改質処理を行っている。この方法の特徴は前駆体膜を形成した後に、表面側から光による処理を行うところであり、前駆体膜内での照射光の減衰により、本質的に前駆体膜の膜厚方向で改質進行度の違い、すなわち改質度の勾配が生じる。表面から光を照射することから表面部分は改質の進行が早く、前駆体膜の下部(基板側)は改質進行が遅くなるため、特に前駆体膜の膜厚が厚い場合や、150℃以下の低温で反応進行が遅い場合にはこの膜厚方向の改質勾配が急になる事が予想される。また、上記の様な大きな積算光量を与えるためには、既存のエキシマランプを用いると10分程度の処理時間を要することになり、生産性の良い塗布方式で前駆体を形成したとしても、エキシマ処理で生産性を落してしまうことになるため、好ましくは30sec以下、更に好ましくは10sec以下の処理時間で改質処理を行えないと、塗布方式の生産性向上を活かしきることはできない。 As described above, when the gas barrier layer is formed by modifying the coating film using vacuum ultraviolet light, the modification treatment is performed by applying a high integrated light amount of 8500 mJ / cm 2 or more. The feature of this method is that after the precursor film is formed, light treatment is performed from the surface side, and the modification progresses essentially in the film thickness direction of the precursor film due to attenuation of irradiation light in the precursor film. A difference in degree, that is, a gradient of the degree of reforming occurs. Since the surface part is irradiated with light from the surface, the progress of the modification is fast, and the progress of the modification is slow at the lower part (substrate side) of the precursor film. When the reaction progress is slow at the following low temperature, it is expected that the reforming gradient in the film thickness direction becomes steep. Further, in order to give such a large integrated light amount, if an existing excimer lamp is used, a processing time of about 10 minutes is required. Even if the precursor is formed by a coating method with high productivity, the excimer Since the productivity is reduced by the treatment, the productivity improvement of the coating method cannot be fully utilized unless the reforming treatment can be performed in a treatment time of preferably 30 sec or less, more preferably 10 sec or less.

膜厚方向で大きな改質度勾配ができてしまうと表面部分に形成した改質が進んだ部分に欠陥が入りやすくなるばかりでなく、経時による低改質部の変質(反応進行と考えている)のため急激な性能劣化を引き起こすことが分かった。本発明者らが鋭意検討した結果、この様な急激な性能劣化を回避するためには低改質部を極力減らす事が効果的であり、ガスバリア性能と急激な性能劣化を起さない安定性を、ポリシラザン骨格を有する化合物からなる前駆体層を改質して得られるバリア性層膜厚と、照射光の積算光量を図1に示す本発明の範囲内(点線及び4つの矢印で示す)にすることで達成できる事が分かった。本発明の範囲内で改質処理を行うことで、前記の改質度勾配が軽減され、バリア性層表面部分にできた最も改質が進み、ガスバリア性が高い部分のガスバリア性能が発揮され、尚且つバリア性層下部に経時変化の大きい成分が非常に少なくできることから経時安定性も向上したと考えられる。   When a large degree of modification gradient is formed in the film thickness direction, defects not only easily enter the part of the surface that has undergone modification, but also the deterioration of the low-modified part over time (reaction progress is considered. ) Because of this, it was found that it causes a sudden performance degradation. As a result of intensive studies by the present inventors, it is effective to reduce the low reforming part as much as possible in order to avoid such rapid performance deterioration, and gas barrier performance and stability that does not cause rapid performance deterioration. The barrier layer thickness obtained by modifying a precursor layer made of a compound having a polysilazane skeleton and the integrated light quantity of irradiation light are within the scope of the present invention shown in FIG. 1 (indicated by dotted lines and four arrows). I realized that I can achieve it. By performing the reforming treatment within the scope of the present invention, the above-mentioned gradient of the degree of modification is reduced, the most reforming made on the surface of the barrier layer progresses, and the gas barrier performance of the portion having a high gas barrier property is exhibited, In addition, it can be considered that the stability over time is also improved because the components having a large change over time can be very small under the barrier layer.

本発明の範囲である図1について説明する。   1 which is the scope of the present invention will be described.

横軸にガスバリア性層膜厚、縦軸に改質に要するエキシマ光の積算光量を取ったグラフである。既に説明したように、高性能で安定なバリア層を製造するためには、十分な改質と厚み方向で改質度の勾配が小さい層を形成する必要がある。   It is a graph in which the horizontal axis represents the thickness of the gas barrier layer and the vertical axis represents the integrated light quantity of excimer light required for modification. As already described, in order to produce a high-performance and stable barrier layer, it is necessary to form a layer having a sufficient degree of modification and a small gradient of the degree of modification in the thickness direction.

本発明者らが鋭意検討した結果、バリア層の膜厚は、30nm以上500nm以下かつ、成膜のため与えるエキシマ光のエネルギーが100mJ/cm以上8400mJ/cm2以下の範囲で成膜すると、膜厚方向の改質勾配が小さく、高性能で安定なバリア層の形成が可能となる。バリア層膜厚が30nmより小さいとバリア性能が発現し難く、500nmより厚くすると、特に基板に近い側の部分の改質が進みにくく、改質度の厚み方向勾配を小さくすることが難しくなってくる。そのため、成膜時に欠陥が発生しやすく、経時安定性も劣化してくる。 As a result of intensive studies by the present inventors, the film thickness of the barrier layer is 30 nm or more and 500 nm or less, and when the excimer light energy applied for film formation is in the range of 100 mJ / cm 2 or more and 8400 mJ / cm 2 or less, the film A reforming gradient in the thickness direction is small, and a high-performance and stable barrier layer can be formed. When the thickness of the barrier layer is smaller than 30 nm, the barrier performance is hardly exhibited. When the thickness is larger than 500 nm, the modification of the portion near the substrate is difficult to proceed, and it is difficult to reduce the thickness direction gradient of the modification degree. come. For this reason, defects are likely to occur during film formation, and stability over time also deteriorates.

また、積算光量については、100mJ/cmより小さいエネルギーだと、改質が不十分で高いバリア性能を達成することが難しく、8400mJ/cmより大きなエネルギーを与えてもバリア性能は飽和してしまうばかりでなく、劣化に転じてしまう場合もある。恐らく、エキシマ光が成膜のエネルギーに使われるよりも、バリア膜の破壊に使われる割合が増加してくるためと考えられる。 As for the integrated light amount, if the energy is less than 100 mJ / cm 2, it is difficult to achieve high barrier performance due to insufficient modification, and even if energy greater than 8400 mJ / cm 2 is applied, the barrier performance is saturated. Not only will it end up, it may turn into degradation. Perhaps, this is because the rate of excimer light used to destroy the barrier film increases rather than the energy used for film formation.

更には、薄いバリア膜を成膜する場合、膜全体として必要な改質エネルギーは減少するため、厚いバリア膜を成膜する場合よりも小さいエネルギーで適点が存在し、逆に厚いバリア膜を成膜する場合は、薄いバリア膜を成膜する時よりも大きなエネルギーを与える必要がある事が分かった。この点について発明者らが詳細に検討した結果、バリア膜厚が30nm以上200nm以下で成膜する場合には100mJ/cm以上7500mJ/cm2以下で成膜する事が好ましく、ガスバリア性層の膜厚(d)が、200nmより厚く500nm以下の膜厚で成膜する場合には、図で、d=200(nm)、d=500(nm)の直線と、J(積算エネルギー)=3×d(バリア膜厚)−500で示される直線、及びJ(積算エネルギー)=3×d(バリア膜厚)+6900で示される直線とに囲まれる範囲の条件で処理される事が好ましいことが分かった。 Furthermore, when a thin barrier film is formed, the modification energy required for the entire film is reduced. Therefore, a suitable point exists with a smaller energy than when a thick barrier film is formed. It has been found that it is necessary to give a larger energy when forming the film than when forming a thin barrier film. As a result of detailed studies by the inventors on this point, when the film thickness is 30 nm or more and 200 nm or less, it is preferable that the film thickness is 100 mJ / cm 2 or more and 7500 mJ / cm 2 or less. In the case of forming a film with a thickness (d) greater than 200 nm and less than or equal to 500 nm, a straight line of d = 200 (nm) and d = 500 (nm) and J (integrated energy) = 3 × It is understood that the treatment is preferably performed under conditions in a range surrounded by a straight line represented by d (barrier film thickness) −500 and a straight line represented by J (integrated energy) = 3 × d (barrier film thickness) +6900. It was.

図1において、積算光量の下限を示す直線式J(積算エネルギー)=3×d(バリア膜厚)−500J≧3d−500については、膜厚200nm、300nm、400nmまた500nmにおいて、水蒸気透過率がそれぞれ好ましい値である2×10−3以下の値を示す点を含む積算光量の範囲、そして、水蒸気透過率が膜厚200nm、300nm、400nmまた500nmにおいて、この値を超える点となる積算光量が除かれる境界を式で示したものである。境界はほぼこの勾配をもった直線となる。 In FIG. 1, for the linear expression J (integrated energy) = 3 × d (barrier film thickness) −500J ≧ 3d−500 indicating the lower limit of the integrated light quantity, the water vapor transmission rate is as follows at film thicknesses of 200 nm, 300 nm, 400 nm, and 500 nm. The range of the integrated light amount including a point indicating a value of 2 × 10 −3 or less, which is a preferable value, respectively, and the integrated light amount that becomes a point exceeding this value when the water vapor transmission rate is 200 nm, 300 nm, 400 nm, or 500 nm. The boundary to be removed is shown by an expression. The boundary is almost a straight line with this gradient.

積算光量の上限を示すJ(積算エネルギー)=3×d(バリア膜厚)+6900の式で表される直線についても各膜厚での許容上限値をみたときに同じ勾配をもつ式となることがわかる(実施例データ参照)。   For the straight line represented by the equation of J (integrated energy) = 3 × d (barrier film thickness) +6900 indicating the upper limit of the integrated light quantity, the equation has the same gradient when the allowable upper limit value is observed for each film thickness. (See Example data).

膜厚が上記範囲の厚い膜(d=200nm以上)を改質する場合、エキシマ光が直接当たる表面部分と、膜自体の吸収により、エキシマ光が減衰して到達する基材側の部分では改質速度が大きく異なってくる。そのため、表面部の改質が進行すればするほど、膜厚方向の改質度勾配が多くなってくることが予想される。この改質度勾配の大きさは、改質前の膜の膜厚に依存することは容易に想像できるところである。理由は明らかではないが、膜厚と積算光量の関係が上記の範囲内であると、改質勾配の大きさがある程度の範囲に収まることで安定性の高いバリア性層が形成されると考えられる。   When modifying a thick film (d = 200 nm or more) with a film thickness in the above range, the surface portion directly exposed to excimer light and the portion on the substrate side where the excimer light attenuates and reaches due to absorption of the film itself are modified. The quality speed will vary greatly. For this reason, it is expected that the reforming degree gradient in the film thickness direction increases as the reforming of the surface portion proceeds. It can be easily imagined that the magnitude of the modification degree gradient depends on the film thickness of the film before the modification. The reason is not clear, but if the relationship between the film thickness and the integrated light amount is within the above range, it is considered that a highly stable barrier layer is formed by the magnitude of the reforming gradient falling within a certain range. It is done.

すなわち、本発明の範囲内で、バリア層を成膜する事で、膜厚方向の改質度勾配が小さく、高いバリア性能を持ちながら安定性にも優れたバリア層を形成することが可能となる。   That is, within the scope of the present invention, by forming a barrier layer, it is possible to form a barrier layer having a small degree of modification gradient in the film thickness direction and excellent stability while having high barrier performance. Become.

尚、各層の膜厚は透過型電子顕微鏡による断面観察により、各層が画像濃度の違いとして検出することが可能であるため、この画像から計測する。また、各層内の酸素原子と窒素原子の比率は、Arスパッタにより膜面から深さ方向へガスバリア性膜を削りながらX線光電子分光法(XPS)により深さ方向の組成比プロファイルのデータから算出が可能である。   The film thickness of each layer is measured from this image because each layer can be detected as a difference in image density by cross-sectional observation with a transmission electron microscope. The ratio of oxygen atoms and nitrogen atoms in each layer is calculated from the composition ratio profile data in the depth direction by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) while cutting the gas barrier film from the film surface to the depth direction by Ar sputtering. Is possible.

(真空紫外光照射時の基材温度)
真空紫外光を照射する際の基材温度は、室温から150℃以下温度で加温することが好ましい。更に好ましくは基材が熱変形し難い、基材のTg(ガラス転移温度)以下の温度で行うことが好ましい。ただし、バックロールやテンタークリップ等で機械的に基材の変形を抑制できる状態であればTg以上の温度にすることも可能である。また、改質処理時の熱による基材変形及び変動のバリア性層成膜への影響を極力抑制するために、基材をあらかじめ処理時の温度まで昇温しておき、熱的な平衡状態にしておくことも改質処理時の基材の熱変動を抑制することも有効である。
(Substrate temperature during irradiation with vacuum ultraviolet light)
The substrate temperature at the time of irradiation with vacuum ultraviolet light is preferably warmed from room temperature to 150 ° C. or lower. More preferably, it is preferable to carry out at a temperature not higher than the Tg (glass transition temperature) of the base material, where the base material is difficult to be thermally deformed. However, the temperature can be raised to Tg or higher as long as the deformation of the substrate can be mechanically suppressed by a back roll or a tenter clip. In addition, in order to suppress as much as possible the influence of the deformation and fluctuation of the base material due to heat during the reforming treatment on the barrier layer formation, the base material is heated to the temperature at the time of processing in advance, and is in a thermal equilibrium state It is also effective to suppress the thermal fluctuation of the base material during the modification treatment.

150℃よりも高い温度にすることも可能であるが、汎用の樹脂基材を用いることができる温度範囲としては150℃以下の温度が好ましい。   Although it is possible to set the temperature higher than 150 ° C., the temperature range in which a general-purpose resin substrate can be used is preferably 150 ° C. or lower.

(バリア層への触媒添加)
バリア層の形成反応を促進するため、また低改質部を低減するために、アミン系の触媒等既知の触媒をバリア性層前駆体に添加することが好ましい。ただし、触媒はそれ自身がガスバリア欠陥にもなり得るため、バリア性層前駆体材料に対して0.1質量%〜5質量%の範囲での添加が好ましく、より好ましくは0.3質量%〜3質量%、更に好ましくは0.5質量%〜1.5質量%の添加量である。この範囲より低いと触媒を添加する効果が殆ど無く、この範囲より多く添加すると、触媒が欠陥として作用し始め、改質条件を強くしてもバリア性能が上がらなくなってくる。
(Addition of catalyst to the barrier layer)
In order to promote the formation reaction of the barrier layer and to reduce the low reforming portion, it is preferable to add a known catalyst such as an amine catalyst to the barrier layer precursor. However, since the catalyst itself can also be a gas barrier defect, the addition in the range of 0.1% by mass to 5% by mass with respect to the barrier layer precursor material is preferable, and more preferably 0.3% by mass to The addition amount is 3% by mass, more preferably 0.5% by mass to 1.5% by mass. If it is lower than this range, there is almost no effect of adding the catalyst. If it is added more than this range, the catalyst starts to act as a defect, and even if the reforming conditions are strengthened, the barrier performance cannot be improved.

(ガスバリア性層の積層)
本発明の方法で成膜したガスバリア性層を複数層、積層することも、高いガスバリア性能を実現するためには好ましい。積層する方法は、ポリシラザン骨格を有する前駆体層を本発明の範囲内で改質することにより得られるガスバリア性層へ、更にポリシラザン骨格を有する前駆体層を、本発明の範囲内で塗設、改質処理を順次繰り返すことで任意の層数が積層可能である。この様に積層することにより、バリア性層のトータル膜厚を厚くしながらクラックが入りにくいガスバリア性層を形成できるだけでなく、層ごとにレベリング効果や下層に形成してしまったピンホール等の欠陥を補修する効果も得ることができる。これは塗布型特有の効果であり、蒸着系成膜では難しかった、無機層を直接積層しながらも下層の欠陥をキャンセルできることを意味する。
(Lamination of gas barrier layer)
It is also preferable to stack a plurality of gas barrier layers formed by the method of the present invention in order to realize high gas barrier performance. In the method of laminating, a precursor layer having a polysilazane skeleton is further applied within the scope of the present invention to a gas barrier layer obtained by modifying a precursor layer having a polysilazane skeleton within the scope of the present invention. Arbitrary layers can be stacked by repeating the reforming process sequentially. By laminating in this way, not only can the gas barrier layer not be cracked easily while increasing the total film thickness of the barrier layer, but also the leveling effect for each layer and defects such as pinholes formed in the lower layer The effect of repairing can also be obtained. This is an effect peculiar to the coating type, and means that defects in the lower layer can be canceled while directly laminating the inorganic layer, which is difficult in the vapor deposition system film formation.

(ポリシラザン含有液の塗布膜)
ポリシラザン化合物の塗布方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。具体例としては、スピンコート法、ロールコート法、フローコート法、インクジェット法、スプレーコート法、プリント法、ディップコート法、流延成膜法、バーコート法、グラビア印刷法等が挙げられる。
(Coating film of polysilazane-containing liquid)
Any appropriate method can be adopted as a method for applying the polysilazane compound. Specific examples include a spin coating method, a roll coating method, a flow coating method, an ink jet method, a spray coating method, a printing method, a dip coating method, a casting film forming method, a bar coating method, and a gravure printing method.

本発明で用いられる「ポリシラザン」とは、珪素−窒素結合を持つポリマーで、Si−N、Si−H、N−H等からなるSiO、Siおよび両方の中間固溶体SiO等のセラミック前駆体無機ポリマーである。下記の一般式(I)で表される部分構造を有する化合物である。 The “polysilazane” used in the present invention is a polymer having a silicon-nitrogen bond, and is composed of Si—N, Si—H, N—H, etc., SiO 2 , Si 3 N 4 and both intermediate solid solutions SiO x N y. Such as a ceramic precursor inorganic polymer. A compound having a partial structure represented by the following general formula (I).

Figure 2012000546
Figure 2012000546

式中、R、R、およびRのそれぞれは、独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基、アルコキシ基などを表す。 In the formula, each of R 1 , R 2 , and R 3 independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkylsilyl group, an alkylamino group, an alkoxy group, or the like.

本発明では、得られるバリア膜としての緻密性の観点からは、R、RおよびRのすべてが水素原子であるパーヒドロポリシラザンが特に好ましい。 In the present invention, perhydropolysilazane in which all of R 1 , R 2 and R 3 are hydrogen atoms is particularly preferred from the viewpoint of the denseness as the barrier film to be obtained.

一方、そのSiと結合する水素部分が一部アルキル基等で置換されたオルガノポリシラザンは、メチル基等のアルキル基を有することにより下地基板との接着性が改善され、かつ硬くてもろいポリシラザンによるセラミック膜に靭性を持たせることができ、より(平均)膜厚を厚くした場合でもクラックの発生が抑えられる利点がある。用途に応じて適宜、これらパーヒドロポリシラザンとオルガノポリシラザンを選択してよく、混合して使用することもできる。   On the other hand, organopolysilazane in which the hydrogen part bonded to Si is partially substituted with an alkyl group or the like has an alkyl group such as a methyl group, so that the adhesion to the base substrate is improved and the ceramic made of polysilazane which is hard and brittle The film can be toughened, and there is an advantage that generation of cracks can be suppressed even when the (average) film thickness is increased. These perhydropolysilazane and organopolysilazane may be appropriately selected according to the application, and may be used in combination.

パーヒドロポリシラザンは直鎖構造と6および8員環を中心とする環構造が存在した構造と推定されている。その分子量は数平均分子量(Mn)で約600〜2000程度(ポリスチレン換算)であり、液体または固体の物質であり、分子量により異なる。これらは有機溶媒に溶解した溶液状態で市販されており、市販品をそのままポリシラザン含有塗布液として使用することができる。   Perhydropolysilazane is presumed to have a linear structure and a ring structure centered on 6- and 8-membered rings. The molecular weight is about 600 to 2000 (polystyrene conversion) in terms of number average molecular weight (Mn), is a liquid or solid substance, and varies depending on the molecular weight. These are marketed in a solution state dissolved in an organic solvent, and the commercially available product can be used as it is as a polysilazane-containing coating solution.

低温でセラミック化するポリシラザンの別の例としては、上記一般式(I)で表される部分構造を有するポリシラザンにケイ素アルコキシドを反応させて得られるケイ素アルコキシド付加ポリシラザン(特開平5−238827号公報)、グリシドールを反応させて得られるグリシドール付加ポリシラザン(特開平6−122852号公報)、アルコールを反応させて得られるアルコール付加ポリシラザン(特開平6−240208号公報)、金属カルボン酸塩を反応させて得られる金属カルボン酸塩付加ポリシラザン(特開平6−299118号公報)、金属を含むアセチルアセトナート錯体を反応させて得られるアセチルアセトナート錯体付加ポリシラザン(特開平6−306329号公報)、金属微粒子を添加して得られる金属微粒子添加ポリシラザン(特開平7−196986号公報)等が挙げられる。   As another example of polysilazane that is ceramicized at a low temperature, a silicon alkoxide-added polysilazane obtained by reacting a silicon alkoxide with a polysilazane having a partial structure represented by the above general formula (I) (Japanese Patent Laid-Open No. 5-23827) Glycidol-added polysilazane obtained by reacting glycidol (JP-A-6-122852), alcohol-added polysilazane obtained by reacting alcohol (JP-A-6-240208), and metal carboxylate Metal carboxylate-added polysilazane (JP-A-6-299118), acetylacetonate complex-added polysilazane (JP-A-6-306329) obtained by reacting a metal-containing acetylacetonate complex, metal fine particles are added Metal particles obtained Pressurized polysilazane (JP-A-7-196986) and the like.

ポリシラザンを含有する液体を調製する有機溶媒としては、ポリシラザンと容易に反応してしまうようなアルコール系や水分を含有するものを用いることは好ましくない。具体的には、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素等の炭化水素溶媒、ハロゲン化炭化水素溶媒、脂肪族エーテル、脂環式エーテル等のエーテル類が使用できる。具体的には、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、ソルベッソ、ターベン等の炭化水素、塩化メチレン、トリコロロエタン等のハロゲン炭化水素、ジブチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類等がある。これらの溶剤は、ポリシラザンの溶解度や溶剤の蒸発速度、等目的にあわせて選択し、複数の溶剤を混合しても良い。   As an organic solvent for preparing a liquid containing polysilazane, it is not preferable to use an alcohol or water-containing one that easily reacts with polysilazane. Specifically, hydrocarbon solvents such as aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons, ethers such as halogenated hydrocarbon solvents, aliphatic ethers and alicyclic ethers can be used. Specific examples include hydrocarbons such as pentane, hexane, cyclohexane, toluene, xylene, solvesso and turben, halogen hydrocarbons such as methylene chloride and trichloroethane, and ethers such as dibutyl ether, dioxane and tetrahydrofuran. These solvents may be selected according to purposes such as the solubility of polysilazane and the evaporation rate of the solvent, and a plurality of solvents may be mixed.

ポリシラザン含有塗布液中のポリシラザン濃度は目的とするシリカ膜厚や塗布液のポットライフによっても異なるが、0.2〜35質量%程度である。   The polysilazane concentration in the polysilazane-containing coating solution is about 0.2 to 35% by mass, although it varies depending on the target silica film thickness and the pot life of the coating solution.

有機ポリシラザンは、そのSiと結合する水素部分が一部アルキル基等で置換された誘導体であってもよい。アルキル基、特にもっとも分子量の少ないメチル基を有することにより下地基板との接着性が改善され、かつ硬くてもろいシリカ膜に靭性を持たせることができ、より膜厚を厚くした場合でもクラックの発生が抑えられる。   The organic polysilazane may be a derivative in which the hydrogen part bonded to Si is partially substituted with an alkyl group or the like. Adhesion with the base substrate is improved by having an alkyl group, particularly the methyl group with the lowest molecular weight, and it is possible to impart toughness to a hard and brittle silica film, and even when the film thickness is increased, cracks are generated. Is suppressed.

酸化珪素化合物への転化を促進するために、アミンや金属の触媒を添加することもできる。具体的には、AZエレクトロニックマテリアルズ(株)製 アクアミカ NAX120−20、NN110、NN310、NN320、NL110A、NL120A、NL150A、NP110、NP140、SP140などが挙げられる。なかでも、触媒を含有しないパーヒドロポリシラザンからなる、NN120、NN110を用いることが、さらに緻密でバリア性の高いバリア層を形成する上で最も好ましい。   In order to promote the conversion to a silicon oxide compound, an amine or metal catalyst may be added. Specific examples include Aquamica NAX120-20, NN110, NN310, NN320, NL110A, NL120A, NL150A, NP110, NP140, and SP140 manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd. Among these, it is most preferable to use NN120 and NN110 made of perhydropolysilazane containing no catalyst in order to form a denser barrier layer having a higher barrier property.

また、塗布された膜は溶媒が除去された均一な乾燥膜を得る上で、アニールする態様が好ましい。アニール温度は、好ましくは60℃〜200℃、更に好ましくは70℃〜160℃である。アニール時間は、好ましくは5秒〜24時間程度、更に好ましくは10秒〜2時間程度である。   The coated film is preferably annealed to obtain a uniform dry film from which the solvent has been removed. The annealing temperature is preferably 60 ° C to 200 ° C, more preferably 70 ° C to 160 ° C. The annealing time is preferably about 5 seconds to 24 hours, more preferably about 10 seconds to 2 hours.

このように、次工程に続く転化処理前に、前述した範囲でアニールを行うことにより、均一な塗布膜を安定に得ることができる。   As described above, by performing annealing in the above-described range before the conversion process following the next step, a uniform coating film can be stably obtained.

尚、アニールは、一定温度で行ってもよく、段階的に温度を変化させてもよく、連続的に温度を変化(昇温および/または降温)させてもよい。アニールの際には、反応を安定化するために湿度を調節することが好ましく、通常20%RHから90%RH、より好ましくは30%RHから80%RHである。   The annealing may be performed at a constant temperature, the temperature may be changed stepwise, or the temperature may be continuously changed (temperature increase and / or temperature decrease). During annealing, it is preferable to adjust the humidity in order to stabilize the reaction, usually 20% RH to 90% RH, more preferably 30% RH to 80% RH.

〈改質処理〉
ポリシラザンの酸化処理としては、水蒸気酸化及び/又は加熱処理(乾燥処理を含む)、紫外線照射による処理等が知られている。
<Reforming treatment>
As oxidation treatment of polysilazane, steam oxidation and / or heat treatment (including drying treatment), treatment by ultraviolet irradiation, and the like are known.

本発明で好ましく用いられるのは紫外線照射処理である。酸素の存在下(材料内に含まれる水や吸着酸素も酸素源として考える)で紫外光を照射することで活性酸素やオゾンが発生し、酸化反応をより進行させることができる。   An ultraviolet irradiation treatment is preferably used in the present invention. By irradiating ultraviolet light in the presence of oxygen (water and adsorbed oxygen contained in the material are also considered as an oxygen source), active oxygen and ozone are generated, and the oxidation reaction can be further advanced.

この活性酸素やオゾンは非常に反応性が高く、例えば、ケイ素化合物としてポリシラザンを選択した場合、ケイ素酸化物の前駆体であるポリシラザン塗布膜は、シラノールを経由することなく直接酸化されることで、より高密度で欠陥の少ないケイ素酸化物膜が形成される。更に反応性オゾンの不足分を光照射部とは異なる部分で、放電法などの公知の方法により酸素からオゾンを生成し、紫外線照射部に導入しても良い。   This active oxygen and ozone are very reactive.For example, when polysilazane is selected as the silicon compound, the polysilazane coating film that is a precursor of silicon oxide is directly oxidized without going through silanol, A silicon oxide film with higher density and fewer defects is formed. Further, ozone may be generated from oxygen by a known method such as a discharge method at a portion different from the light irradiation portion for the shortage of reactive ozone, and introduced into the ultraviolet irradiation portion.

このときに照射する紫外線の波長は特に限定されるところではないが、紫外光の波長は100nm〜450nmが好ましく、150nm〜300nm程度の真空紫外光を照射することがより好ましい。   Although the wavelength of the ultraviolet ray irradiated at this time is not particularly limited, the wavelength of the ultraviolet light is preferably 100 nm to 450 nm, and more preferably vacuum ultraviolet light of about 150 nm to 300 nm is irradiated.

光源は、低圧水銀灯、重水素ランプ、Xeエキシマランプ、メタルハライドランプ、エキシマレーザーなどを用いることができる。ランプの出力としては400W〜30kW、照度としては100mW/cm〜100kW/cm、照射エネルギーとしては10mJ/cm〜5000mJ/cmが好ましく、100mJ/cm〜2000mJ/cmがより好ましい。また、紫外線照射の際の照度は1mW/cm〜10W/cmが好ましい。ポリシラザン塗布膜に酸化性ガス雰囲気下で紫外線を照射することにより、ポリシラザンが高密度のケイ素酸化物膜、すなわち高密度シリカ膜に転化するが、該シリカ膜の膜厚や密度は紫外線の強度、照射時間、波長(光のエネルギー密度)により制御が可能であり、所望の膜構造を得るためにランプの種類を使い分ける等、適宜選択することが可能である。また、連続的に照射するだけでなく複数回の照射を行ってもよく、複数回の照射が短時間ないわゆるパルス照射で有っても良い。 As the light source, a low-pressure mercury lamp, deuterium lamp, Xe excimer lamp, metal halide lamp, excimer laser, or the like can be used. As the output of the lamp 400W~30kW, more preferably preferably 10mJ / cm 2 ~5000mJ / cm 2 , 100mJ / cm 2 ~2000mJ / cm 2 as 100mW / cm 2 ~100kW / cm 2 , irradiation energy as illuminance . Moreover, the illuminance at the time of ultraviolet irradiation is preferably 1 mW / cm 2 to 10 W / cm 2 . By irradiating the polysilazane coating film with ultraviolet rays in an oxidizing gas atmosphere, the polysilazane is converted into a high-density silicon oxide film, that is, a high-density silica film. Control is possible by irradiation time and wavelength (energy density of light), and it is possible to select appropriately such as properly using different types of lamps in order to obtain a desired film structure. In addition to continuous irradiation, multiple irradiations may be performed, and multiple irradiations may be so-called pulse irradiation in a short time.

その中でもよりフォトンエネルギーが大きい200nm以下の波長成分を有する真空紫外光照射によって処理することが好ましい。エネルギーが小さいとポリシラザンの効果が不十分となりバリア性が低くなる為である。   Among them, it is preferable to perform the treatment by irradiation with vacuum ultraviolet light having a wavelength component of 200 nm or less having a higher photon energy. This is because if the energy is small, the effect of polysilazane is insufficient and the barrier property is lowered.

〈200nm以下の波長成分を有する真空紫外光照射による処理〉
本発明において、好ましい方法として、真空紫外光照射による改質処理が挙げられる。真空紫外光照射による処理は、化合物内の原子間結合力より大きい100〜200nmの光エネルギーを用い、原子の結合を光量子プロセスと呼ばれる光子のみによる作用により、直接切断しながら活性酸素やオゾンによる酸化反応を進行させることで、比較的低温で、膜の形成を行う方法である。
<Treatment by irradiation with vacuum ultraviolet light having a wavelength component of 200 nm or less>
In the present invention, a preferable method includes a modification treatment by irradiation with vacuum ultraviolet light. The treatment by irradiation with vacuum ultraviolet light uses light energy of 100 to 200 nm, which is larger than the interatomic bonding force in the compound, and is oxidized by active oxygen or ozone while directly cutting the bonds of the atoms by the action of only photons called photon processes. This is a method of forming a film at a relatively low temperature by advancing the reaction.

真空紫外光源としては、希ガスエキシマランプが好ましく用いられる。   As the vacuum ultraviolet light source, a rare gas excimer lamp is preferably used.

1.エキシマ発光とは、Xe、Kr、Ar、Neなどの希ガスの原子は化学的に結合して分子を作らないため、不活性ガスと呼ばれる。しかし、放電などによりエネルギーを得た希ガスの原子(励起原子)は他の原子と結合して分子を作ることができる。希ガスがキセノンの場合には
e+Xe→e+Xe
Xe+Xe+Xe→Xe +Xe
となり、励起されたエキシマ分子であるXe が基底状態に遷移するときに172nmのエキシマ光を発光する。エキシマランプの特徴としては、放射が一つの波長に集中し、必要な光以外がほとんど放射されないので効率が高いことが挙げられる。加えて発光効率が他の希ガスよりも高いことや大面積へ照射するためのランプを石英ガラスで作製できることからXeエキシマランプを好ましく使用することが出来る。
1. Excimer light emission is called an inert gas because atoms of rare gases such as Xe, Kr, Ar, and Ne do not form a molecule by chemically bonding. However, a rare gas atom (excited atom) that has gained energy by discharge or the like can combine with other atoms to form a molecule. When the rare gas is xenon, e + Xe → e + Xe *
Xe * + Xe + Xe → Xe 2 * + Xe
Thus, when the excited excimer molecule Xe 2 * transitions to the ground state, excimer light of 172 nm is emitted. A feature of the excimer lamp is that the radiation is concentrated on one wavelength, and since only the necessary light is not emitted, the efficiency is high. In addition, since the luminous efficiency is higher than that of other rare gases and a lamp for irradiating a large area can be made of quartz glass, a Xe excimer lamp can be preferably used.

エネルギーの観点だけからだとArエキシマ光(波長126nm)が最も高く、高いポリシラザン層の改質効果が期待される。しかし、Arエキシマ光は石英ガラスでの吸収が無視できないほど大きくなるため、二酸化珪素ガラスではなく炭酸カルシウムガラスを用いる必要がある。しかし、炭酸カルシウムガラスは非常に割れやすく大面積を照射するランプとしては製造が困難であるのが実情である。   From the standpoint of energy alone, Ar excimer light (wavelength 126 nm) is the highest, and a high polysilazane layer reforming effect is expected. However, since Ar excimer light becomes so large that absorption by quartz glass cannot be ignored, it is necessary to use calcium carbonate glass instead of silicon dioxide glass. However, the fact is that calcium carbonate glass is very fragile and difficult to manufacture as a lamp that irradiates a large area.

Xeエキシマランプは波長の短い172nmの紫外線を単一波長で放射することから発光効率に優れている。この光は、酸素の吸収係数が大きいため、微量な酸素でラジカルな酸素原子種やオゾンを高濃度で発生することができる。また、有機物の結合を解離させる波長の短い172nmの光のエネルギーは能力が高いことが知られている。この活性酸素やオゾンと紫外線放射が持つ高いエネルギーによって、短時間でポリシラザン膜の改質を実現できる。したがって、波長185nm、254nmの発する低圧水銀ランプやプラズマ洗浄と比べて高スループットに伴うプロセス時間の短縮や設備面積の縮小、熱によるダメージを受けやすい有機材料やプラスチック基板などへの照射を可能としている。   The Xe excimer lamp is excellent in luminous efficiency because it emits ultraviolet light having a short wavelength of 172 nm at a single wavelength. Since this light has a large oxygen absorption coefficient, it can generate radical oxygen atom species and ozone at a high concentration with a very small amount of oxygen. In addition, it is known that the energy of light having a short wavelength of 172 nm for dissociating the bonds of organic substances has high ability. Due to the high energy of the active oxygen, ozone and ultraviolet radiation, the polysilazane film can be modified in a short time. Therefore, compared with low-pressure mercury lamps with wavelengths of 185 nm and 254 nm and plasma cleaning, it is possible to shorten the process time associated with high throughput, reduce the equipment area, and irradiate organic materials and plastic substrates that are easily damaged by heat. .

〈高照射強度処理と最大照射強度〉
照射強度が高ければ、光子とポリシラザン内の化学結合が衝突する確率が増え、改質反応を短時間化することができる。また、内部まで侵入する光子の数も増加するため改質膜厚も増加および/または膜質の良化(高密度化)が可能である。但し、照射時間を長くしすぎると平面性の劣化やバリア性フィルムの他の材料にダメージを与える場合がある。一般的には、照射強度と照射時間の積で表される積算光量で反応進行具合を考えるが、酸化珪素の様に組成は同一でも、様々な構造形態をとること材料に於いては、照射強度の絶対値が重要になる場合もある。
<High irradiation intensity treatment and maximum irradiation intensity>
If the irradiation intensity is high, the probability that the photons and chemical bonds in the polysilazane collide increases, and the modification reaction can be shortened. Further, since the number of photons penetrating to the inside increases, the modified film thickness can be increased and / or the film quality can be improved (densification). However, if the irradiation time is too long, the flatness may be deteriorated and other materials of the barrier film may be damaged. In general, the progress of the reaction is considered by the integrated light quantity expressed by the product of the irradiation intensity and the irradiation time. However, in the case of a material that has the same composition as silicon oxide but takes various structural forms, The absolute value of intensity may be important.

従って、本発明では真空紫外光照射工程において、少なくとも1回は100〜200mW/cmの最大照射強度を与える改質処理を行うことが好ましい。100mW/cm以上とすることにより、急激な改質効率が劣化することなく、処理に時間を短期間とでき、200mW/cm以下とすることにより、ガスバリア性能の効率よく持たせることができ(200mW/cmを超えて照射してもガスバリア性の上昇は鈍化する)、基板へのダメージばかりでなく、ランプやランプユニットのその他の部材へのダメージも抑えることができ、ランプ自体の寿命も長期化できる。 Therefore, in this invention, it is preferable to perform the modification | reformation process which gives the maximum irradiation intensity | strength of 100-200 mW / cm < 2 > at least once in a vacuum ultraviolet light irradiation process. By setting it to 100 mW / cm 2 or more, the processing time can be shortened without causing rapid deterioration of the reforming efficiency, and by setting it to 200 mW / cm 2 or less, gas barrier performance can be efficiently provided. (Even when irradiation exceeds 200 mW / cm 2 , the increase in gas barrier properties slows down), and not only damage to the substrate but also damage to the lamp and other members of the lamp unit, and the life of the lamp itself Can be extended.

〈真空紫外光照射時の酸素濃度〉
本発明における、真空紫外光照射時の酸素濃度は10ppm〜50000ppm(5%)とすることが好ましい。より好ましくは、1000ppm〜10000ppm(1%)である。前記の濃度範囲より酸素濃度が高いと、酸素過多のガスバリア膜となり、ガスバリア性が劣化する。また前記範囲より低い酸素濃度の場合、大気との置換時間が長くなり生産性を落とすのと同時に、ロール・トゥ・ロールの様な連続生産を行う場合はウエッブ搬送によって真空紫外光照射庫内に巻き込む空気量(酸素を含む)が多くなり、多大な流量のガスを流さないと酸素濃度を調整できなくなってくる。
<Oxygen concentration during irradiation with vacuum ultraviolet light>
In the present invention, the oxygen concentration at the time of irradiation with vacuum ultraviolet light is preferably 10 ppm to 50000 ppm (5%). More preferably, it is 1000 ppm to 10000 ppm (1%). If the oxygen concentration is higher than the above concentration range, a gas barrier film containing excessive oxygen is formed, and the gas barrier property is deteriorated. If the oxygen concentration is lower than the above range, the replacement time with the atmosphere will be longer and the productivity will be reduced.At the same time, if continuous production such as roll-to-roll is performed, the web will be transported into the vacuum ultraviolet irradiation chamber. The amount of air to be entrained (including oxygen) increases, and the oxygen concentration cannot be adjusted unless a large flow rate of gas is passed.

発明者らの検討によると、ポリシラザン含有塗膜中には、塗布時に酸素および微量の水分が混入し、更には塗膜以外の支持体にも吸着酸素や吸着水があり、照射庫内に敢えて酸素を導入しなくとも改質反応に要する酸素を供給する酸素源は十分にあることが分かった。むしろ、酸素ガスが多く(5〜10%レベル)含まれる雰囲気で真空紫外光を照射した場合、改質後のガスバリア膜が酸素過多の構造となり、ガスバリア性が劣化する。また、前述した様に172nmの真空紫外光が酸素により吸収され膜面に到達する172nmの光量が減少してしまい、光による処理の効率を低下することになる。すなわち、真空紫外光照射時には、できるだけ酸素濃度の低い状態で、真空紫外光が効率良く塗膜まで到達する状態で改質処理することが好ましい。   According to the inventors' investigation, in the polysilazane-containing coating film, oxygen and a small amount of water are mixed at the time of application, and there are also adsorbed oxygen and adsorbed water on the support other than the coating film, and dare in the irradiation chamber. It has been found that there are enough oxygen sources to supply oxygen required for the reforming reaction without introducing oxygen. Rather, when irradiation with vacuum ultraviolet light is performed in an atmosphere containing a large amount of oxygen gas (5 to 10% level), the gas barrier film after the modification has an excessive oxygen structure, and the gas barrier properties deteriorate. Further, as described above, the 172 nm vacuum ultraviolet light is absorbed by oxygen and the amount of light at 172 nm reaching the film surface is reduced, thereby reducing the efficiency of the light treatment. That is, at the time of vacuum ultraviolet light irradiation, it is preferable to perform the modification treatment in a state where the vacuum ultraviolet light efficiently reaches the coating film in a state where the oxygen concentration is as low as possible.

真空紫外光照射時にこれら酸素以外のガスとしては乾燥不活性ガスとすることが好ましく、特にコストの観点から乾燥窒素ガスにすることが好ましい。酸素濃度の調整は照射庫内へ導入する酸素ガス、不活性ガスの流量を計測し、流量比を変えることで調整可能である。   A gas other than oxygen at the time of irradiation with vacuum ultraviolet light is preferably a dry inert gas, and particularly dry nitrogen gas is preferred from the viewpoint of cost. The oxygen concentration can be adjusted by measuring the flow rate of oxygen gas and inert gas introduced into the irradiation chamber and changing the flow rate ratio.

(樹脂基板)
樹脂基板は、バリア層を保持することができる有機材料で形成されたものであれば特に限定されるものではない。
(Resin substrate)
The resin substrate is not particularly limited as long as it is formed of an organic material that can hold the barrier layer.

例えばアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(PC)、ポリアリレート、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ナイロン(Ny)、芳香族ポリアミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミド等の各樹脂基板、有機無機ハイブリッド構造を有するシルセスキオキサンを基本骨格とした耐熱透明フィルム(製品名Sila−DEC、チッソ株式会社製)、更には前記プラスチックを2層以上積層して成る樹脂基板等を挙げることができる。コストや入手の容易性の点では、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(PC)などが好ましく用いられ、また、光学的透明性、耐熱性、無機層との密着性の点においては、有機無機ハイブリッド構造を有するシルセスキオキサンを基本骨格とした耐熱透明フィルムが好ましく用いることができる。基板の厚みは5〜500μm程度が好ましく、更に好ましくは25〜250μmである。本発明のバリア性フィルムは発光素子として使用する場合も鑑みて、ガラス転移温度(Tg)が100℃以上であることが好ましい。また、熱収縮率も低いことが好ましい。   For example, acrylic ester, methacrylate ester, polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), polyarylate, polyvinyl chloride (PVC), polyethylene (PE), polypropylene (PP) , Polystyrene (PS), nylon (Ny), aromatic polyamide, polyetheretherketone, polysulfone, polyethersulfone, polyimide, polyetherimide and other resin substrates, silsesquioxane having an organic-inorganic hybrid structure And a heat-resistant transparent film (product name: Sila-DEC, manufactured by Chisso Corporation), and a resin substrate formed by laminating two or more layers of the plastic. In terms of cost and availability, polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), and the like are preferably used. Also, optical transparency, heat resistance, inorganic layer and In terms of adhesion, a heat-resistant transparent film having a basic skeleton of silsesquioxane having an organic-inorganic hybrid structure can be preferably used. The thickness of the substrate is preferably about 5 to 500 μm, more preferably 25 to 250 μm. In view of the case where the barrier film of the present invention is used as a light emitting device, the glass transition temperature (Tg) is preferably 100 ° C. or higher. Moreover, it is preferable that a heat shrinkage rate is also low.

さらに、本発明に係る樹脂基板は透明であることが好ましい。基板が透明であり、基板上に形成する層も透明であることにより、透明なバリアフィルムとすることが可能となるため、太陽電池や有機EL素子等の透明基板とすることも可能となるからである。   Furthermore, the resin substrate according to the present invention is preferably transparent. Since the substrate is transparent and the layer formed on the substrate is also transparent, it becomes possible to make a transparent barrier film, so that it becomes possible to make a transparent substrate such as a solar cell or an organic EL element. It is.

また、上記に挙げたプラスチック等を用いた樹脂基板は、未延伸フィルムでもよく、延伸フィルムでもよい。   Further, the resin substrate using the above-described plastics may be an unstretched film or a stretched film.

本発明に用いられる樹脂基板は、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、材料となるプラスチック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板を製造することができる。また、未延伸の基板を一軸延伸、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などの公知の方法により、基板の流れ(縦軸)方向、または基板の流れ方向と直角(横軸)方向に延伸することにより延伸基板を製造することができる。この場合の延伸倍率は、基板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 resin substrate 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 plastic material using an extruder, extruding it with an annular die or a T-die, and rapidly cooling it. Further, an unstretched substrate is uniaxially stretched, a tenter-type sequential biaxial stretch, a tenter-type simultaneous biaxial stretch, a tubular-type simultaneous biaxial stretch, or the like, by a known method such as a substrate flow (vertical axis) direction or a substrate A stretched substrate can be produced by stretching in the direction perpendicular to the flow direction (horizontal axis). The draw ratio in this case can be appropriately selected according to the resin as the raw material of the substrate, but is preferably 2 to 10 times in the vertical axis direction and the horizontal axis direction.

また、本発明に係る樹脂基板においては、コロナ処理を施してもよい。   Further, the resin substrate according to the present invention may be subjected to corona treatment.

(有機層)
本発明では、バリアフィルムの曲げに対する応力を緩和する目的のほかに、突起等が存在する透明樹脂基板の粗面を平坦化し、あるいは、透明樹脂基板に存在する突起により透明無機化合物層に生じた凹凸やピンホールを埋めて平坦化するために、有機層を少なくとも樹脂基板と無機化合物層の間に設けてもよい。このような有機層は、たとえば感光性樹脂を含有する組成物を塗布乾燥後、硬化させて形成されることが好ましい態様である。
(Organic layer)
In the present invention, in addition to the purpose of relieving the stress for bending the barrier film, the rough surface of the transparent resin substrate where protrusions and the like are present is flattened, or generated in the transparent inorganic compound layer by the protrusions existing on the transparent resin substrate. An organic layer may be provided at least between the resin substrate and the inorganic compound layer in order to fill the unevenness and pinholes and planarize. Such an organic layer is preferably formed by, for example, coating and drying a composition containing a photosensitive resin, followed by curing.

有機層を構成する成分の基本骨格は、炭素、水素、酸素、窒素、硫黄等からなるものであり、珪素やチタン、アルミニウム、ジルコニウム等の無機原子を基本骨格にした場合は上述のような効果が得られにくい。   The basic skeleton of the components constituting the organic layer is composed of carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, sulfur, etc., and the effects described above when inorganic atoms such as silicon, titanium, aluminum, and zirconium are used as the basic skeleton. Is difficult to obtain.

有機層の感光性樹脂としては、例えば、ラジカル反応性不飽和化合物を有するアクリレート化合物を含有する樹脂組成物、アクリレート化合物とチオール基を有するメルカプト化合物を含有する樹脂組成物、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溶解させた樹脂組成物等が挙げられる。また、上記のような樹脂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感光性樹脂であれば特に制限はない。   As the photosensitive resin of the organic layer, for example, a resin composition containing an acrylate compound having a radical reactive unsaturated compound, a resin composition containing an acrylate compound and a mercapto compound having a thiol group, epoxy acrylate, urethane acrylate, Examples thereof include a resin composition in which a polyfunctional acrylate monomer such as polyester acrylate, polyether acrylate, polyethylene glycol acrylate, or glycerol methacrylate is dissolved. It is also possible to use an arbitrary mixture of the above resin compositions, and any photosensitive resin containing a reactive monomer having one or more photopolymerizable unsaturated bonds in the molecule can be used. There are no particular restrictions.

感光性樹脂の組成物は光重合開始剤を含有する。光重合開始剤としては、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、四臭素化炭素、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。   The composition of the photosensitive resin contains a photopolymerization initiator. As photopolymerization initiators, benzophenone, methyl o-benzoylbenzoate, 4,4-bis (dimethylamine) benzophenone, 4,4-bis (diethylamine) benzophenone, α-amino-acetophenone, 4,4-dichlorobenzophenone, 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, benzoin 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) oxime, mihi -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 tetrabrominated, tribromophenyl sulfone, benzoin peroxide, Examples include a combination of a photoreducible dye such as eosin and methylene blue and a reducing agent such as ascorbic acid and triethanolamine. These photopolymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.

有機層の形成方法は特に制限はないが、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、ディップ法等のウエットコーティング法により形成することが好ましい。   The method for forming the organic layer is not particularly limited, but it is preferably formed by a wet coating method such as a spin coating method, a spray method, a blade coating method, or a dip method.

有機層の形成では、上述の感光性樹脂に、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤等の添加剤を加えることができる。また、有機層の積層位置に関係なく、いずれの有機層においても、製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。   In the formation of the organic layer, additives such as an antioxidant, an ultraviolet absorber, and a plasticizer can be added to the above-described photosensitive resin as necessary. Further, in any organic layer, an appropriate resin or additive may be used for improving the film forming property and preventing the generation of pinholes in the film regardless of the position of the organic layer.

感光性樹脂を溶媒に溶解または分散させた塗布液を用いて有機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−プロパノール、イソプロパノール、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 an organic layer using a coating solution in which a photosensitive resin is dissolved or dispersed in a solvent include alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, ethylene glycol, and propylene glycol, α -Or terpenes such as β-terpineol, etc., ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, N-methyl-2-pyrrolidone, diethyl ketone, 2-heptanone, 4-heptanone, aroma such as toluene, xylene, tetramethylbenzene Group hydrocarbons, cellosolve, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, carbitol, methyl carbitol, ethyl carbitol, butyl carbitol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, dipropiate Glycol ethers such as lenglycol 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, carbitol acetate, Acetic esters such as 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, dipropylene glycol Alkyl ethers, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl benzoate, N, N- dimethylacetamide, N, may be mentioned N- dimethylformamide.

有機層の平滑性は、JIS B 0601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、30nm以下であることが好ましい。この範囲よりも大きい場合には、無機化合物を塗布した後の、凹凸を平滑化することが難しくなる場合がある。   The smoothness of the organic layer is a value expressed by the surface roughness specified by JIS B 0601, and the maximum cross-sectional height Rt (p) is preferably 30 nm or less. If it is larger than this range, it may be difficult to smooth the irregularities after applying the inorganic compound.

本発明における有機層の厚みとしては、1〜10μm、好ましくは2〜7μmであることが望ましい。1μm以上にすることにより、有機層を有するフィルムとしての平滑性を十分なものにし易くなり、10μm以下にすることにより、フィルムの光学特性のバランスを調整し易くなる。   The thickness of the organic layer in the present invention is 1 to 10 μm, preferably 2 to 7 μm. When the thickness is 1 μm or more, the smoothness of the film having an organic layer can be easily improved, and when the thickness is 10 μm or less, the balance of optical properties of the film can be easily adjusted.

(応力緩和層としての有機層)
本発明において、該有機層は基板とガスバリア層との間に、ガスバリアフィルムにかかる応力を緩和するための層として設けても良い。特に、樹脂基板などの上に、前述した本発明の塗布型バリア層を形成する場合、無機酸化物などの前駆体であるポリシラザンなどの塗布膜が、二酸化珪素膜および酸化窒化珪素膜に転化する際、高密度化し、膜の収縮が起こるため、応力が集中することで、バリア層にクラックが発生するなどの問題が生じる場合がある。
(Organic layer as stress relaxation layer)
In the present invention, the organic layer may be provided between the substrate and the gas barrier layer as a layer for relaxing stress applied to the gas barrier film. In particular, when the above-described coating type barrier layer of the present invention is formed on a resin substrate or the like, the coating film such as polysilazane which is a precursor such as an inorganic oxide is converted into a silicon dioxide film and a silicon oxynitride film. At this time, since the density is increased and the film is contracted, there is a case where the stress is concentrated to cause a problem that a crack is generated in the barrier layer.

そこで、例えば、樹脂基板とガスバリア層の中間に位置するような硬度、密度あるいは弾性率などの物性値を有する応力緩和層を設けると、クラック発生などを抑制する効果があると考えている。   Therefore, for example, it is considered that providing a stress relaxation layer having physical properties such as hardness, density, or elastic modulus located between the resin substrate and the gas barrier layer has an effect of suppressing the occurrence of cracks.

具体的には、後述する本発明のガスバリア層を形成するためのケイ素化合物として挙げた材料などから該応力緩和層を形成することが可能である。例えば、密度などを上層のガスバリア層より低くなるように応力緩和層を設計する場合、ガスバリア層と同じ材料を用いても、転化反応の進行度を転化方法や転化条件の選択、あるいは設けるガスバリア層の膜厚などを適宜選択することによって制御することが可能である。また、得られる膜密度自体を応力緩和層に用いる材料の選択によって制御することも可能である。   Specifically, it is possible to form the stress relaxation layer from the materials mentioned as the silicon compound for forming the gas barrier layer of the present invention described later. For example, when designing the stress relaxation layer so that the density is lower than that of the upper gas barrier layer, even if the same material as the gas barrier layer is used, the degree of conversion reaction is selected or the gas barrier layer to be provided is selected or provided. It is possible to control the film thickness by appropriately selecting the film thickness. It is also possible to control the obtained film density itself by selecting the material used for the stress relaxation layer.

具体的な材料としては、例えば、オルガノポリシラザンやパーヒドロポリシラザン、アルコキシシラン、あるいは、それらの混合物などを用いることが好ましい。   As a specific material, for example, organopolysilazane, perhydropolysilazane, alkoxysilane, or a mixture thereof is preferably used.

特に、メチルヒドロポリシラザンなどのオルガノポリシラザンとパーヒドロポリシラザンの混合物を該応力緩和層として用い、ガスバリア層にパーヒドロポリシラザンを用いた場合、硬度、密度あるいは弾性率などの物性値に勾配を持たせることでバリアフィルムの曲げに対する応力を緩和する機能を持たせることができ、また、応力緩和層とガスバリア層の密着性を向上させることができる点で大変好ましい。   In particular, when a mixture of an organopolysilazane such as methylhydropolysilazane and perhydropolysilazane is used as the stress relaxation layer and perhydropolysilazane is used for the gas barrier layer, the physical property values such as hardness, density or elastic modulus should be given a gradient. It is very preferable in that it can have a function of relieving stress against bending of the barrier film and can improve the adhesion between the stress relaxation layer and the gas barrier layer.

オルガノポリシラザンとパーヒドロポリシラザンの混合比率は、望みの物性値に制御する目的で適宜選択すればよく、特に制限はない。例えば、オルガノポリシラザンの比率が高くなると、密度は低く設定でき、また、パーヒドロポリシラザンの比率が高くなると、密度は高く設定できる。   The mixing ratio of the organopolysilazane and perhydropolysilazane may be appropriately selected for the purpose of controlling the desired physical property value, and is not particularly limited. For example, when the ratio of organopolysilazane is high, the density can be set low, and when the ratio of perhydropolysilazane is high, the density can be set high.

また、応力緩和層、ガスバリア層は交互に複数層積層してもよく、熱、湿度、経時で、クラックや層界面での局所的な密着不良等が発生しないような材料構成、あるいは層構成を選択することが好ましい。   In addition, multiple layers of stress relaxation layers and gas barrier layers may be laminated alternately, and a material configuration or a layer configuration that does not cause cracks or local adhesion failure at the layer interface over time due to heat, humidity, and time. It is preferable to select.

(有機層への添加剤)
好ましい態様の一つは、前述の感光性樹脂中に表面に光重合反応性を有する感光性基が導入された反応性シリカ粒子(以下、単に「反応性シリカ粒子」ともいう)を含むものである。
(Additive to organic layer)
One preferred embodiment includes reactive silica particles (hereinafter also simply referred to as “reactive silica particles”) in which a photosensitive group having photopolymerization reactivity is introduced on the surface of the photosensitive resin.

ここで光重合性を有する感光性基としては、(メタ)アクリロイルオキシ基に代表される重合性不飽和基などを挙げることができる。また感光性樹脂は、この反応性シリカ粒子の表面に導入された光重合反応性を有する感光性基と光重合反応可能な化合物、例えば、重合性不飽和基を有する不飽和有機化合物を含むものであってもよい。   Here, examples of the photopolymerizable photosensitive group include polymerizable unsaturated groups represented by a (meth) acryloyloxy group. The photosensitive resin contains a photopolymerizable photosensitive group introduced on the surface of the reactive silica particles and a compound capable of photopolymerization, for example, an unsaturated organic compound having a polymerizable unsaturated group. It may be.

また、感光性樹脂としては、このような反応性シリカ粒子や重合性不飽和基を有する不飽和有機化合物に適宜汎用の希釈溶剤を混合することによって固形分を調整したものを用いることができる。   Moreover, as a photosensitive resin, what adjusted solid content by mixing a general purpose dilution solvent suitably with such a reactive silica particle or the unsaturated organic compound which has a polymerizable unsaturated group can be used.

ここで反応性シリカ粒子の平均粒子径としては、0.001μm〜0.1μmの平均粒子径であることが好ましい。平均粒子径をこのような範囲にすることにより、後述する平均粒子径1μm〜10μmの無機粒子からなるマット剤と組合せて用いることによって、本発明の効果である防眩性と解像性とをバランス良く満たす光学特性と、ハードコート性とを兼ね備えた平滑層を形成し易くなる。   Here, the average particle size of the reactive silica particles is preferably 0.001 μm to 0.1 μm. By setting the average particle size in such a range, the antiglare property and the resolution, which are the effects of the present invention, can be obtained by using in combination with a matting agent composed of inorganic particles having an average particle size of 1 μm to 10 μm, which will be described later. It becomes easy to form a smooth layer having both optical properties satisfying a good balance and hard coat properties.

尚、このような効果をより得易くする観点からは、更に平均粒子径として0.001μm〜0.01μmのものを用いることがより好ましい。   In addition, from the viewpoint of making it easier to obtain such an effect, it is more preferable to use an average particle diameter of 0.001 μm to 0.01 μm.

有機層のガスバリア層との密着性が向上させ、また、基板を湾曲させたり、加熱処理を行った場合にクラックの発生を防止し、ガスバリアフィルムの透明性や屈折率などの光学的物性を良好に保持する観点から、平滑層中には、上述の様な無機粒子を質量比として20%〜60%の範囲で含有することが好ましい。   Improves adhesion of organic layer to gas barrier layer, prevents generation of cracks when the substrate is bent or heat-treated, and improves optical properties such as transparency and refractive index of gas barrier film From the viewpoint of maintaining the thickness, the smooth layer preferably contains the inorganic particles as described above in a mass ratio of 20% to 60%.

本発明では、重合性不飽和基修飾加水分解性シランが、加水分解性シリル基の加水分解反応によって、シリカ粒子との間に、シリルオキシ基を生成して化学的に結合しているようなものを、反応性シリカ粒子として用いることができる。   In the present invention, a polymerizable unsaturated group-modified hydrolyzable silane is chemically bonded to a silica particle by generating a silyloxy group by a hydrolysis reaction of a hydrolyzable silyl group. Can be used as reactive silica particles.

加水分解性シリル基としては、例えば、アルコキシシリル基、アセトキシシリル基等のカルボキシリレートシリル基、クロルシリル基等のハロゲン化シリル基、アミノシリル基、オキシムシリル基、ヒドリドシリル基等が挙げられる。   Examples of the hydrolyzable silyl group include a carboxylylated silyl group such as an alkoxysilyl group and an acetoxysilyl group, a halogenated silyl group such as a chlorosilyl group, an aminosilyl group, an oximesilyl group, and a hydridosilyl group.

重合性不飽和基としては、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ビニル基、プロペニル基、ブタジエニル基、スチリル基、エチニイル基、シンナモイル基、マレート基、アクリルアミド基等が挙げられる。   Examples of the polymerizable unsaturated group include acryloyloxy group, methacryloyloxy group, vinyl group, propenyl group, butadienyl group, styryl group, ethynyl group, cinnamoyl group, malate group, and acrylamide group.

本発明に用いられる平滑層の厚みとしては、基板の平滑性を向上し、更に、基板の光学特性のバランスを調整し易くなると共に、平滑層を基板の一方の面にのみ設けた場合におけるフィルムのカールを防止する観点から、1μm〜10μmの範囲が好ましく、更に好ましくは2μm〜7μmの範囲である。   The thickness of the smooth layer used in the present invention improves the smoothness of the substrate, facilitates the adjustment of the balance of the optical characteristics of the substrate, and provides a film when the smooth layer is provided only on one side of the substrate. From the viewpoint of preventing curling, the range of 1 μm to 10 μm is preferable, and the range of 2 μm to 7 μm is more preferable.

(ブリードアウト防止層)
ブリードアウト防止層は、平滑層を有するフィルムを加熱した際に、フィルム基板中から未反応のオリゴマーなどが表面へ移行して、接触する面を汚染してしまう現象を抑制する目的で、平滑層を有する基板の反対面に設けられる。ブリードアウト防止層は、この機能を有していれば、基本的に平滑層と同じ構成をとっても構わない。
(Bleed-out prevention layer)
The bleed-out prevention layer is a smooth layer for the purpose of suppressing the phenomenon that unreacted oligomers migrate from the film substrate to the surface when the film having the smooth layer is heated and contaminates the contact surface. Is provided on the opposite surface of the substrate. The bleed-out prevention layer may basically have the same configuration as the smooth layer as long as it has this function.

ブリードアウト防止層に含ませることが可能な、重合性不飽和基を有する不飽和有機化合物としては、分子中に2個以上の重合性不飽和基を有する多価不飽和有機化合物、あるいは分子中に1個の重合性不飽和基を有する単価不飽和有機化合物等を挙げることができる。   Examples of the unsaturated organic compound having a polymerizable unsaturated group that can be included in the bleed-out prevention layer include a polyunsaturated organic compound having two or more polymerizable unsaturated groups in the molecule, or in the molecule And monounsaturated organic compounds having one polymerizable unsaturated group.

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

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

ここで無機粒子からなるマット剤は、ブリードアウト防止層の固形分100質量部に対して2質量部以上、好ましくは4質量部以上、より好ましくは6質量部以上、20質量部以下、好ましくは18質量部以下、より好ましくは16質量部以下の割合で混合されていることが望ましい。   Here, the matting agent composed of inorganic particles is 2 parts by mass or more, preferably 4 parts by mass or more, more preferably 6 parts by mass or more and 20 parts by mass or less, preferably 100 parts by mass of the solid content of the bleed-out prevention layer. It is desirable that they are mixed in a proportion of 18 parts by mass or less, more preferably 16 parts by mass or less.

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

以上のようなブリードアウト防止層は、ハードコート剤、マット剤、および必要に応じて他の成分を配合して、適宜必要に応じて用いる希釈溶剤によって塗布液として調製し、当該塗布液を支持体フィルム表面に従来公知の塗布方法によって塗布した後、電離放射線を照射して硬化させることにより形成することができる。   The bleed-out prevention layer as described above is formulated as a coating solution with a hard coating agent, a matting agent, and other components as necessary, and appropriately prepared as a dilution solvent to support the coating solution. It can form by apply | coating to a body film surface by a conventionally well-known coating method, and then irradiating with ionizing radiation and making it harden | cure.

尚、電離放射線を照射する方法としては、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、メタルハライドランプなどから発せられる100nm〜400nm、好ましくは200nm〜400nmの波長領域の紫外線を照射する、または走査型やカーテン型の電子線加速器から発せられる100nm以下の波長領域の電子線を照射することにより行うことができる。   In addition, as a method of irradiating with ionizing radiation, ultraviolet rays in a wavelength region of 100 nm to 400 nm, preferably 200 nm to 400 nm, emitted from an ultrahigh pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, a low pressure mercury lamp, a carbon arc, a metal halide lamp, etc. are irradiated or scanned. The irradiation can be performed by irradiating an electron beam having a wavelength region of 100 nm or less emitted from a type or curtain type electron beam accelerator.

ブリードアウト防止層の厚みとしては、基板の耐熱性を向上させ、更に、基板の光学特性のバランスを調整し易くなると共に、ブリードアウト防止層を基板の一方の面にのみ設けた場合における基板のカールを防止する観点から、1μm〜10μmの範囲が好ましく、更に好ましくは2μm〜7μmの範囲である。   The thickness of the bleed-out prevention layer improves the heat resistance of the substrate, makes it easier to adjust the balance of the optical characteristics of the substrate, and the bleed-out prevention layer of the substrate when the bleed-out prevention layer is provided only on one side of the substrate. From the viewpoint of preventing curling, a range of 1 μm to 10 μm is preferable, and a range of 2 μm to 7 μm is more preferable.

〈ガスバリアフィルムの用途〉
本発明のガスバリアフィルムは、種々の封止用材料、フィルムとして用いることができる。
<Use of gas barrier film>
The gas barrier film of the present invention can be used as various sealing materials and films.

本発明のガスバリアフィルムは、光電変換素子、EL素子に特に有用に用いることができる。本発明のガスバリアフィルムは透明であるため、このガスバリアフィルムを支持体として用いて光電変換素子に用いた場合この側から太陽光の受光を行うように構成でき、EL素子に用いた場合、素子からの発光を妨げないため発光効率を劣化させない。   The gas barrier film of the present invention can be particularly useful for photoelectric conversion elements and EL elements. Since the gas barrier film of the present invention is transparent, when this gas barrier film is used as a support for a photoelectric conversion element, it can be configured to receive sunlight from this side, and when used for an EL element, from the element The light emission efficiency is not deteriorated because the light emission is not hindered.

(有機電子デバイスの構成)
本発明の有機電子デバイスの基本的構成の例を図2に示す。
(Organic electronic device configuration)
An example of the basic configuration of the organic electronic device of the present invention is shown in FIG.

有機電子デバイス1は、基材6の上に第二電極5を有し第二電極5の上に有機機能層4を有し、有機機能層4の上に第一電極3を有し、第一電極3の上に本発明のガスバリア性フィルム2を有する。   The organic electronic device 1 has a second electrode 5 on a substrate 6, an organic functional layer 4 on the second electrode 5, a first electrode 3 on the organic functional layer 4, The gas barrier film 2 of the present invention is provided on one electrode 3.

有機機能層4としては、有機発光層、有機光電変換層、液晶ポリマー層など特に限定無く挙げることができるが、本発明は、機能層が薄膜でかつ電流駆動系のデバイスである有機発光層、有機光電変換層を含む層である場合において、特に有効である。   Examples of the organic functional layer 4 include an organic light emitting layer, an organic photoelectric conversion layer, a liquid crystal polymer layer, and the like without any particular limitation. The present invention includes an organic light emitting layer in which the functional layer is a thin film and is a current-driven device, This is particularly effective when the layer includes an organic photoelectric conversion layer.

即ち、本発明のバリア性フィルムは、電子デバイスの中でも最もバリア性が必要である有機EL素子、または、有機光電変換素子に適用することが好ましい。   That is, the barrier film of the present invention is preferably applied to an organic EL element or an organic photoelectric conversion element that requires the most barrier property among electronic devices.

(封止)
本発明のバリア性フィルムを、有機電子デバイスとして適用する場合について説明する。
(Sealing)
The case where the barrier film of the present invention is applied as an organic electronic device will be described.

まず、例えば、有機EL素子の場合、陽極層/正孔注入・輸送層/発光層/電子注入・輸送層/陰極層等、各種の有機化合物からなる機能層を作製する。   First, for example, in the case of an organic EL element, functional layers made of various organic compounds such as an anode layer / hole injection / transport layer / light emitting layer / electron injection / transport layer / cathode layer are prepared.

得られた有機EL素子の全体若しくは上部を封止する。   The whole or upper part of the obtained organic EL element is sealed.

封止部材としては、本発明のバリア性フィルム、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ナイロン、ポリ塩化ビニル等のプラスチック、およびこれらの複合物、ガラス等が挙げられ、必要に応じて、特に樹脂フィルムの場合には、樹脂基板と同様、アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素等のガスバリア層を積層したものを用いることができる。ガスバリア層は、封止部材成形前に封止部材の両面若しくは片面にスパッタリング、蒸着等により形成することもできるし、封止後に封止部材の両面若しくは片面に同様な方法で形成してもよい。これについても、酸素透過度が1×10−3cm/(m・24h・atm)以下、水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度(90±2)%RH)が、1×10−3g/(m・24h)以下のものであることが好ましい。 Examples of the sealing member include the barrier film of the present invention, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polystyrene, nylon, polyvinyl chloride, and the like, and composites thereof, glass, and the like. In this case, as in the case of the resin substrate, a laminate of gas barrier layers such as aluminum, aluminum oxide, silicon oxide, and silicon nitride can be used. The gas barrier layer can be formed by sputtering, vapor deposition or the like on both surfaces or one surface of the sealing member before molding the sealing member, or may be formed on both surfaces or one surface of the sealing member after sealing by a similar method. . Also about this, oxygen permeability is 1 × 10 −3 cm 3 / (m 2 · 24 h · atm) or less, water vapor permeability (25 ± 0.5 ° C., relative humidity (90 ± 2)% RH) is 1 X10 −3 g / (m 2 · 24 h) or less is preferable.

〈包装形態〉
本発明のガスバリア性フィルムは、連続生産しロール形態に巻き取ることが出来る(いわゆるロール・トゥ・ロール生産)。その際、ガスバリア層を形成した面に保護シートを貼合して巻き取ることが好ましい。特に有機薄膜デバイスの封止材として用いる場合、表面に付着したゴミ(パーティクル)が原因で欠陥となる場合が多く、クリーン度の高い場所で保護シートを貼合してゴミの付着を防止することは非常に有効である。併せて、巻取り時に入るガスバリア層表面への傷の防止に有効である。
<Package presentation>
The gas barrier film of the present invention can be continuously produced and wound into a roll form (so-called roll-to-roll production). In that case, it is preferable to stick and wind up a protective sheet on the surface in which the gas barrier layer was formed. In particular, when used as a sealing material for organic thin-film devices, it often causes defects due to dust (particles) adhering to the surface, and a protective sheet is stuck in a clean place to prevent the adhesion of dust. Is very effective. In addition, it is effective in preventing scratches on the gas barrier layer surface that enters during winding.

保護シートとしては、特に限定するものではないが、膜厚100μm以下程度の樹脂基板に弱粘着性の接着層を付与した構成の一般的な「保護シート」、「剥離シート」を用いることが出来る。   Although it does not specifically limit as a protective sheet, The general "protective sheet" and the "release sheet" of the structure which provided the weak adhesive layer on the resin substrate about 100 micrometers or less in thickness can be used. .

〈測定方法〉
(各層の膜厚)
透過型電子顕微鏡(TEM)による断面観察により、画像の濃淡および電子線ダメージの度合いから各層の膜厚を測定した。
<Measuring method>
(Film thickness of each layer)
The film thickness of each layer was measured from the intensity of the image and the degree of electron beam damage by cross-sectional observation with a transmission electron microscope (TEM).

(膜厚方向の断面のTEM画像)
断面TEM観察
観察試料を以下のFIB加工装置により薄片作成後、TEM観察を行う。このとき試料に電子線を照射し続けると電子線ダメージを受ける部分とそうでない部分にコントラスト差が現れるため、その領域を測定することで算出できる。改質処理側で密度が高い領域は電子線ダメージを受けにくいが、そうでない部分は電子線ダメージを受け変質が確認される。
(TEM image of cross section in film thickness direction)
Cross-sectional TEM observation A thin piece is prepared with the following FIB processing apparatus, and then the TEM observation is performed. At this time, if the sample is continuously irradiated with the electron beam, a contrast difference appears between the portion that is damaged by the electron beam and the portion that is not so, and can be calculated by measuring the region. The high density region on the modification treatment side is not easily damaged by electron beam, but the other part is damaged by electron beam damage and alteration is confirmed.

(FIB加工)
装置:SII製SMI2050
加工イオン:(Ga 30kV)
試料厚み:100nm〜200nm
(TEM観察)
装置:日本電子製JEM2000FX(加速電圧:200kV)
電子線照射時間:5秒から60秒
〈各層の窒素原子数と酸素原子数の比N/O〉
Arによるスパッタで膜面から深さ方向に削りながら、X線光電子分光法(XPS)により、膜厚方向の組成分布を知ることが出来る。このデータと前述の断層TEM画像から算出した膜厚と照合し、XPSのデータから窒素原子数と酸素原子数の比率を算出した。
(FIB processing)
Device: SII SMI2050
Processed ions: (Ga 30 kV)
Sample thickness: 100 nm to 200 nm
(TEM observation)
Apparatus: JEOL JEM2000FX (acceleration voltage: 200 kV)
Electron beam irradiation time: 5 to 60 seconds <N / O ratio between the number of nitrogen atoms and the number of oxygen atoms in each layer>
The composition distribution in the film thickness direction can be known by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) while scraping in the depth direction from the film surface by sputtering with Ar. This data was compared with the film thickness calculated from the above-mentioned tomographic TEM image, and the ratio of the number of nitrogen atoms and the number of oxygen atoms was calculated from the XPS data.

尚、1ユニットは1回の塗布で前駆体層が形成されるため、組成変化部分で組成勾配をもちながら、明確な界面を示さずに変化する。この様な場合は、層A、層B、層C各層内で1nm毎にN/Oを算出し、全てを平均した値をその層のN/O比とした。   In addition, since 1 unit forms a precursor layer by one application | coating, it changes without showing a clear interface, having a composition gradient in a composition change part. In such a case, N / O was calculated every 1 nm in each of the layers A, B, and C, and the average of all was taken as the N / O ratio of the layer.

(スパッタ条件)
イオン種:Arイオン
加速電圧:1kV
(X線光電子分光測定条件)
装置:VGサイエンティフィックス社製ESCALAB−200R
X線アノード材:Mg
出力:600W(加速電圧15kV、エミッション電流40mA)
〈水蒸気透過率(WVTR)の測定〉
前述のJIS K 7129B法に従って水蒸気透過率を測定には種々の方法が提案されている。例えば、カップ法、乾湿センサー法(Lassy法)、赤外線センサー法(mocon法)が代表として上げられるが、ガスバリア性が向上するに伴って、これらの方法では測定限界に達してしまう場合があり、以下に示す方法も提案されている。水蒸気透過率の測定方法は特に限定するところではないが、本発明に於いてはCa法による評価を行った。
(Sputtering conditions)
Ion species: Ar ion Acceleration voltage: 1 kV
(X-ray photoelectron spectroscopy measurement conditions)
Apparatus: ESCALAB-200R manufactured by VG Scientific Fix
X-ray anode material: Mg
Output: 600W (acceleration voltage 15kV, emission current 40mA)
<Measurement of water vapor transmission rate (WVTR)>
Various methods have been proposed for measuring the water vapor transmission rate according to the above-mentioned JIS K 7129B method. For example, the cup method, the wet and dry sensor method (Lassy method), and the infrared sensor method (mocon method) can be cited as representatives, but as the gas barrier properties improve, these methods may reach the measurement limit. The following method has also been proposed. The method for measuring the water vapor transmission rate is not particularly limited, but in the present invention, evaluation by the Ca method was performed.

〈本発明評価に用いたCa法〉
蒸着装置:日本電子(株)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
バリアフィルム試料のガスバリア層面に、真空蒸着装置(日本電子製真空蒸着装置JEE−400)を用い、透明導電膜を付ける前のバリアフィルム試料の蒸着させたい部分(12mm×12mmを9箇所)以外をマスクし、金属カルシウムを蒸着させた。その後、真空状態のままマスクを取り去り、シート片側全面にアルミニウムをもう一つの金属蒸着源から蒸着させた。アルミニウム封止後、真空状態を解除し、速やかに乾燥窒素ガス雰囲気下で、厚さ0.2mmの石英ガラスに封止用紫外線硬化樹脂(ナガセケムテックス製、)を介してアルミニウム封止側と対面させ、紫外線を照射することで、評価用セルを作製した。また、屈曲前後のガスバリア性の変化を確認するために、上記屈曲の処理を行わなかったバリアフィルムについても同様に、水蒸気バリア性評価用セルを作製した。
<Ca method used for evaluation of the present invention>
Vapor deposition apparatus: Vacuum vapor deposition apparatus JEE-400 manufactured by JEOL Ltd.
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)
Production of cell for evaluating water vapor barrier property A part (12 mm) of a barrier film sample to be vapor-deposited before applying a transparent conductive film on a gas barrier layer surface of the barrier film sample using a vacuum vapor deposition apparatus (vacuum vapor deposition apparatus JEE-400 manufactured by JEOL Ltd.) Other than 9 x 12 mm masks, metal calcium was vapor-deposited. 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 sealing with aluminum, the vacuum state is released, and in a dry nitrogen gas atmosphere, the silica sealing side (through Nagase Chemtex Co., Ltd.) is sealed on quartz glass with a thickness of 0.2 mm via a sealing UV curable resin (manufactured by Nagase ChemteX). An evaluation cell was produced by facing and irradiating with ultraviolet rays. In addition, in order to confirm the change in the gas barrier property before and after bending, a water vapor barrier property evaluation cell was similarly prepared for the barrier film which was not subjected to the bending treatment.

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蝕量からセル内に透過した水分量を計算した。   The obtained sample with both sides sealed was stored under high temperature and high humidity of 60 ° C. and 90% RH, 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、バリアフィルム面から以外の水蒸気の透過が無いことを確認するために、比較試料としてバリア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蝕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 other than from the barrier film surface, instead of the barrier film sample as a comparative sample, a sample in which metallic calcium was vapor-deposited using a quartz glass plate having a thickness of 0.2 mm, The same 60 ° C., 90% RH high temperature and high humidity storage was performed, and it was confirmed that no metallic calcium corrosion occurred even after 1000 hours.

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited to these.

〈基材の作製〉
(樹脂基板)
樹脂基板として、両面に易接着加工された125μmの厚さのポリエステルフィルム(帝人デュポンフィルム株式会社製、テトロンO3)の基板を、170℃で30分アニール加熱処理したものを用いた。
<Preparation of substrate>
(Resin substrate)
As a resin substrate, a substrate of a 125 μm-thick polyester film (Tetron O3, manufactured by Teijin DuPont Films, Ltd.) that was easily bonded on both sides was annealed at 170 ° C. for 30 minutes.

(有機層の形成)
上記樹脂基板上に、JSR株式会社製 UV硬化型有機/無機ハイブリッドハードコート材 OPSTAR Z7501を塗布、乾燥後の(平均)膜厚が6μmになるようにワイヤーバーで塗布した後、乾燥条件;80℃、3分で乾燥後、空気雰囲気下、高圧水銀ランプ使用、硬化条件;1.0J/cm硬化を行い、平滑層を形成した。
(Formation of organic layer)
On the resin substrate, a UV curable organic / inorganic hybrid hard coating material OPSTAR Z7501 manufactured by JSR Corporation was applied, applied with a wire bar so that the (average) film thickness after drying was 6 μm, and then drying conditions; 80 After drying at 3 ° C. for 3 minutes, using a high-pressure mercury lamp in an air atmosphere, curing conditions: 1.0 J / cm 2 curing was performed to form a smooth layer.

このときの最大断面高さRt(p)は16nmであった。   The maximum cross-sectional height Rt (p) at this time was 16 nm.

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30μm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である。   The surface roughness is calculated from an uneven cross-sectional curve continuously measured with an AFM (Atomic Force Microscope) and a detector having a stylus with a minimum tip radius, and the measurement direction is 30 μm with a stylus with a minimum tip radius. This is the average roughness for the amplitude of fine irregularities, measured many times in the section.

〈実施例1:触媒無し、室温処理〉
前記の樹脂基板上に有機層(平滑層)を形成した基材上に表1、2に記載の様に、真空紫外光処理により得られるガスバリア性層の膜厚と照射した真空紫外光の積算光量を変えたサンプルを作成し、前述のCa評価により水蒸気透過率を測定した。尚、通常、一定の評価面積中で、Caが1%腐食された時間を計測し、水蒸気透過率を計算するが、急激な劣化の有無を見るためCaが50%腐食する時間も計測した。50%腐食時間が長い方が急激なバリア性能の劣化が抑制されていると判断した。
<Example 1: No catalyst, treatment at room temperature>
Integration of the film thickness of the gas barrier layer obtained by vacuum ultraviolet light treatment and the irradiated vacuum ultraviolet light on the base material in which an organic layer (smooth layer) is formed on the resin substrate as shown in Tables 1 and 2. Samples with different amounts of light were prepared, and the water vapor transmission rate was measured by the aforementioned Ca evaluation. Normally, the time during which Ca was corroded by 1% was measured and the water vapor transmission rate was calculated in a certain evaluation area, but the time during which Ca was corroded by 50% was also measured to see if there was a rapid deterioration. It was judged that the longer the 50% corrosion time, the more rapid deterioration of the barrier performance was suppressed.

(ガスバリア性層の形成)
SAMCO社製UVオゾンクリーナー Model UV−1を用いて照射時の雰囲気を窒素置換しながら、オゾン濃度を300ppmとなるように調整して、80℃3分間の表面処理を、有機層を形成した基材に行った。
(Formation of gas barrier layer)
SAMCO UV ozone cleaner Model UV-1 was used to adjust the ozone concentration to 300 ppm while substituting the atmosphere at the time of irradiation with nitrogen, and surface treatment at 80 ° C. for 3 minutes was performed to form an organic layer. Went to wood.

前記、有機層表面を表面処理した基板表面に、ケイ素化合物含有液としてパーヒドロポリシラザンを所望膜厚となるように濃度調整したジブチルエーテル溶液(AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製、アクアミカNN120−20、無触媒タイプ、希釈液:脱水ジブチエーテル)を用い、スピンコート(5000rpm、60秒)にて塗布後、80℃にて10分間乾燥し、ケイ素化合物を含有する前駆体膜を形成した。   A dibutyl ether solution (percentage of perhydropolysilazane as a silicon compound-containing liquid adjusted to a desired film thickness on the surface of the substrate on which the organic layer surface has been surface-treated (manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd., Aquamica NN120-20, none) Using a catalyst type, diluting solution: dehydrated dibuty ether), spin coating (5000 rpm, 60 seconds) was applied, followed by drying at 80 ° C. for 10 minutes to form a precursor film containing a silicon compound.

その後、MDエキシマ社製のステージ可動型キセノンエキシマ照射装置MODEL:MECL−M−1−200を用いて、照射庫内の雰囲気の酸素濃度を窒素と酸素を用いて0.1%に制御しながら、ステージの移動速度を10mm/秒の速さで試料を往復搬送させて、真空紫外線を照射した。ピーク照度及び積算光量は、同条件で搬送しながら172nmに感度を持つ照度計H9535−172(浜松フォトニクス社製)を用いて測定した。   Thereafter, using a stage movable xenon excimer irradiation device MODEL: MECL-M-1-200 manufactured by MD Excimer, the oxygen concentration of the atmosphere in the irradiation chamber is controlled to 0.1% using nitrogen and oxygen. The sample was reciprocated at a stage moving speed of 10 mm / second and irradiated with vacuum ultraviolet rays. The peak illuminance and integrated light quantity were measured using an illuminometer H95535-172 (manufactured by Hamamatsu Photonics) having sensitivity at 172 nm while transporting under the same conditions.

(条件)
エキシマ光強度:120mW/cm(172nm)
試料と光源の距離:3mm
ステージ加熱温度:25℃(室温)
実施例1の評価結果を表1,2に示す。
(conditions)
Excimer light intensity: 120 mW / cm 2 (172 nm)
Distance between sample and light source: 3mm
Stage heating temperature: 25 ° C (room temperature)
The evaluation results of Example 1 are shown in Tables 1 and 2.

Figure 2012000546
Figure 2012000546

Figure 2012000546
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表から明らかなように本発明の範囲内の膜厚、積算光量による処理を行う事で、Caの1%腐食から計算される水蒸気透過率〔g/(m・24h)〕が低く抑えられるばかりでなく、50%腐食時間も長くなり、急激なバリア性能の劣化が抑えられていることが分かる。 As is apparent from the table, the water vapor permeability [g / (m 2 · 24h)] calculated from the 1% corrosion of Ca can be kept low by performing the treatment with the film thickness and the integrated light quantity within the range of the present invention. In addition to this, it can be seen that the 50% corrosion time also becomes longer, and rapid deterioration of the barrier performance is suppressed.

また、本発明の範囲を超えてエキシマ光を照射しても、性能がほとんど変化しないかまたは劣化傾向を示すことが分かる。   Further, it can be seen that even if excimer light is irradiated beyond the scope of the present invention, the performance hardly changes or shows a tendency to deteriorate.

更に、膜厚が200nmより厚い膜を改質する場合、本発明の請求項2の範囲内では、急激にバリア性能が上がり、特に50%腐食までの時間が延びることが分かる。先に説明したように、ある程度のバリア性能を持つ改質層を形成しつつ膜厚方向の改質度勾配が適切な範囲に入ることにより、膜全体の強度バランスが取れ、急激な破壊が抑制されていると考えられる。積算光量を更に増加させた場合には、特に50%腐食時間が劣化することが分かる。これは表面側に、より硬く割れやすい改質層が形成される一方で、膜厚方向下部(基材側)は、光の減衰のため改質が進まず、再び改質度のアンバランスが発生するためと考えられる。   Furthermore, it can be seen that when a film having a thickness greater than 200 nm is modified, the barrier performance is drastically increased within the scope of claim 2 of the present invention, and in particular, the time to 50% corrosion is extended. As explained earlier, by forming a modified layer with a certain degree of barrier performance, the strength gradient in the film thickness direction falls within an appropriate range, so that the overall strength of the film can be balanced and rapid breakdown is suppressed. It is thought that. It can be seen that the 50% corrosion time is particularly deteriorated when the integrated light quantity is further increased. This is because a harder and more fragile modified layer is formed on the surface side, while the lower part of the film thickness direction (base material side) does not advance due to light attenuation, and the degree of modification is unbalanced again This is thought to occur.

〈実施例2:触媒の添加〉
実施例1に用いたパーヒドロポリシラザン材料と同材料にアミン触媒を混合した溶液(AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製、アクアミカNAX120−20(アミン触媒5質量%))と同アミン触媒のジブチエーテル溶液(10質量%)、希釈用の脱水ジブチルエーテルを準備し、表3,4に記載の様に、触媒濃度が異なる塗布液を準備し、バリア層膜厚が100nmとなるように、実施例1と同様の条件で触媒濃度と照射した真空紫外光の積算光量を変えたサンプルを作成した。
<Example 2: Addition of catalyst>
The perhydropolysilazane material used in Example 1 and the same material mixed with an amine catalyst (manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd., Aquamica NAX120-20 (amine catalyst 5% by mass)) and a dibuty ether solution of the same amine catalyst ( 10 mass%), dehydrated dibutyl ether for dilution, and coating solutions with different catalyst concentrations as shown in Tables 3 and 4 were prepared. Under the same conditions, a sample was prepared in which the catalyst concentration and the integrated amount of irradiated vacuum ultraviolet light were changed.

実施例2の評価結果を表3,4に示す。   The evaluation results of Example 2 are shown in Tables 3 and 4.

Figure 2012000546
Figure 2012000546

Figure 2012000546
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表3,4から明らかなように本発明の範囲内で触媒を添加したガスバリア性フィルムは、実施例1と比較して更に低い積算光量(=短時間の改質処理)で、実施例1と同様なバリア性能が得られることが分かる。   As is clear from Tables 3 and 4, the gas barrier film to which the catalyst was added within the scope of the present invention had a lower integrated light amount (= short-time reforming treatment) than Example 1, and It can be seen that similar barrier performance can be obtained.

〈実施例3:真空紫外光照射時の温度〉
実施例1で作製したバリア性層膜厚100nmのサンプルと同様にして、基材をポリエーテルスルフォン(Tg=220℃)に変更し、真空紫外光照射時の温度のみを表5の様に変化させたサンプルを作成した。尚、真空紫外光照射時の温度は、サンプルをセットするステージを加熱し、その設定温度を照射時の温度とした。すなわち、照射雰囲気を大気から酸素濃度0.1%に置換する間の時間も加温することでサンプル自体が熱平衡の状態になってから、真空紫外光を照射するプロセスとなっている。
<Example 3: Temperature at the time of vacuum ultraviolet light irradiation>
In the same manner as the sample having a barrier layer thickness of 100 nm prepared in Example 1, the base material was changed to polyether sulfone (Tg = 220 ° C.), and only the temperature at the time of vacuum ultraviolet light irradiation was changed as shown in Table 5. A sample was made. In addition, the temperature at the time of vacuum ultraviolet light irradiation heated the stage which sets a sample, and made the setting temperature the temperature at the time of irradiation. That is, it is a process of irradiating vacuum ultraviolet light after the sample itself is in a thermal equilibrium state by heating the time during which the irradiation atmosphere is replaced with 0.1% oxygen concentration from the atmosphere.

実施例3の評価結果を表5に示す。   The evaluation results of Example 3 are shown in Table 5.

Figure 2012000546
Figure 2012000546

表5から明らかなように本発明の範囲内で真空紫外光照射時に温度をかけることで1%腐食時間、50%腐食時間ともに大幅に向上していることが分かる。高い温度で処理することで処理効率が更に向上するが、150℃以上では向上幅が小さくなってきている。   As is apparent from Table 5, it can be seen that both the 1% corrosion time and the 50% corrosion time are greatly improved by applying the temperature during irradiation with vacuum ultraviolet light within the scope of the present invention. The treatment efficiency is further improved by processing at a high temperature, but the improvement width is becoming smaller at 150 ° C. or higher.

尚、表には記載していないが実施例1と同じようにポリエステル(PET)を基材として用いた場合は、170℃処理で基材の変形が大きく、その変形のために一部にひび割れが発生してしまった。すなわち汎用で安価な樹脂基材を用いるためには150℃以下で処理することが好ましいことが分かる。   Although not shown in the table, when polyester (PET) is used as a base material in the same manner as in Example 1, the base material is greatly deformed by the 170 ° C. treatment, and partly cracks due to the deformation. Has occurred. That is, in order to use a general-purpose and inexpensive resin base material, it is understood that treatment at 150 ° C. or lower is preferable.

〈実施例4:バリア層の積層〉
真空紫外光照射時の温度を80℃、実施例1のパーヒドロポリシラザン溶液を用いて改質後膜厚100nmとなる条件で1層目のバリア層を成膜し、同条件にて2層目、3層目と成膜した2層積層サンプル及び3層積層サンプルを1層あたりの積算光量を変化して作製した。
<Example 4: Lamination of barrier layer>
The first barrier layer was formed under the conditions that the temperature during vacuum ultraviolet light irradiation was 80 ° C. and the film thickness after modification was 100 nm using the perhydropolysilazane solution of Example 1, and the second layer under the same conditions. A two-layer laminated sample and a three-layer laminated sample formed with the third layer were produced by changing the integrated light quantity per layer.

実施例4の評価結果を表6に示す。   The evaluation results of Example 4 are shown in Table 6.

Figure 2012000546
Figure 2012000546

表6から明らかなように、本発明範囲内で形成したバリア層を積層することで、1層あたりに照射する真空紫外光が低い積算光量(短時間の改質処理)でも、高いバリア性と安定性を実現できることが分かる。   As apparent from Table 6, by laminating the barrier layer formed within the scope of the present invention, high barrier properties can be obtained even with a low integrated amount of light (short-time modification treatment) in which the vacuum ultraviolet light irradiated per layer is low. It can be seen that stability can be realized.

〈有機薄膜デバイス用ガスバリア性フィルムとしての評価〉
封止フィルムとして1−3(比較例),1−11,1−19,1−35,1−53(比較例),2−19,3−3,4−3,4−11を用いて、有機光電変換素子及び有機発光素子を作製し、これらを60℃90%RH環境で1000時間加速劣化処理を行い、加速劣化前の性能と比較することでガスバリア性能とその安定性について評価した。
<Evaluation as a gas barrier film for organic thin film devices>
Using 1-3 (comparative example), 1-11, 1-19, 1-35, 1-53 (comparative example), 2-19, 3-3, 4-3, 4-11 as the sealing film Then, an organic photoelectric conversion element and an organic light emitting element were prepared, subjected to an accelerated deterioration treatment for 1000 hours in an environment of 60 ° C. and 90% RH, and compared with the performance before the accelerated deterioration, the gas barrier performance and its stability were evaluated.

〈有機薄膜素子の評価〉
評価は以下の基準で各素子をランク付けした。実用可能範囲は○以上である。
<Evaluation of organic thin film element>
In the evaluation, each element was ranked according to the following criteria. The practical range is more than ○.

(有機光電変換素子の評価)
ソーラーシミュレーター(AM1.5Gフィルタ)の100mW/cmの強度の光を照射し、有効面積を4.0mmにしたマスクを受光部に重ね、IV特性を評価することで、短絡電流密度Jsc(mA/cm)、開放電圧Voc(V)およびフィルファクターFF(%)を、同素子上に形成した4箇所の受光部をそれぞれ測定し、下記式1に従って求めたエネルギー変換効率PCE(%)の4点平均値を見積もった。
(Evaluation of organic photoelectric conversion element)
A solar simulator (AM1.5G filter) is irradiated with light of 100 mW / cm 2 , a mask with an effective area of 4.0 mm 2 is superimposed on the light receiving part, and IV characteristics are evaluated, whereby the short circuit current density Jsc ( mA / cm 2 ), open-circuit voltage Voc (V), and fill factor FF (%) were measured for each of four light receiving portions formed on the element, and energy conversion efficiency PCE (%) determined according to the following formula 1 The four-point average value was estimated.

(式1)
PCE(%)=〔Jsc(mA/cm)×Voc(V)×FF(%)〕/100mW/cm
ガスバリア性フィルムの加速劣化無しに対して、加速劣化処理有りのフィルムを用いた場合の変換効率維持率を算出し以下の様にランク付けを行った。
(Formula 1)
PCE (%) = [Jsc (mA / cm 2 ) × Voc (V) × FF (%)] / 100 mW / cm 2
The conversion efficiency maintenance rate when using a film with accelerated deterioration treatment was calculated against the absence of accelerated deterioration of the gas barrier film, and was ranked as follows.

変換効率維持率=加速劣化処理済みフィルムを用いた素子の変換効率/加速劣化処理無しのフィルムを用いた素子の変換効率×100(%)
◎:90%以上
○:60%以上、90%未満
△:20%以上、60%未満
×:20%未満
(有機EL素子の評価)
(黒点の評価)
試料に1mA/cmの電流を印加し、300時間連続発光させた後、100倍のマイクロスコープ(株式会社モリテックス製MS−804、レンズMP−ZE25−200)でパネルの一部分を拡大し、撮影を行った。撮影画像を2mm四方に切り抜き、目視で観察を行い、黒点の状況を調べ、ガスバリア性フィルムの加速劣化無しに対して、加速劣化有りのフィルムを用いた場合の性能維持率を算出して以下のランク付けを行った。
Conversion efficiency maintenance ratio = Conversion efficiency of the element using the film subjected to accelerated deterioration treatment / Conversion efficiency of the element using the film without accelerated deterioration treatment × 100 (%)
◎: 90% or more ○: 60% or more, less than 90% △: 20% or more, less than 60% ×: less than 20% (Evaluation of organic EL element)
(Evaluation of sunspots)
A current of 1 mA / cm 2 was applied to the sample to emit light continuously for 300 hours, and then a part of the panel was magnified with a 100 × microscope (MORITEX MS-804, lens MP-ZE25-200) and photographed. Went. The photographed image is cut out in a 2 mm square, visually observed, the situation of black spots is examined, and the performance maintenance rate when using a film with accelerated deterioration is calculated against the absence of accelerated deterioration of the gas barrier film. Ranking was done.

300時間寿命維持率=加速劣化処理済みフィルムを用いた素子で発生した黒点の面積/加速劣化処理無しのフィルムを用いた素子で発生した黒点の面積×100(%)
◎:90%以上
○:60%以上、90%未満
△:20%以上、60%未満
×:20%未満
〈有機光電変換素子の作製方法〉
ガスバリア性フィルムに、インジウム・スズ酸化物(ITO)透明導電膜を150nm堆積したもの(シート抵抗10Ω/□)を、通常のフォトリソグラフィー技術と湿式エッチングとを用いて2mm幅にパターニングし第1の電極を作製した。
300-hour life maintenance ratio = area of black spots generated in the element using the film subjected to accelerated deterioration treatment / area of black spots generated in the element using the film not subjected to the accelerated deterioration treatment × 100 (%)
◎: 90% or more ○: 60% or more, less than 90% Δ: 20% or more, less than 60% ×: less than 20% <Method for producing organic photoelectric conversion element>
A gas barrier film having an indium tin oxide (ITO) transparent conductive film deposited to a thickness of 150 nm (sheet resistance 10 Ω / □) is patterned to a width of 2 mm using a normal photolithography technique and wet etching. An electrode was produced.

パターン形成した第1の電極を、界面活性剤と超純水による超音波洗浄、超純水による超音波洗浄の順で洗浄後、窒素ブローで乾燥させ、最後に紫外線オゾン洗浄を行った。   The patterned first electrode was washed in the order of ultrasonic cleaning with a surfactant and ultrapure water, followed by ultrasonic cleaning with ultrapure water, dried with nitrogen blow, and finally subjected to ultraviolet ozone cleaning.

この透明基板上に、導電性高分子であるBaytron P4083(スタルクヴィテック社製)を膜厚が30nmになるように塗布乾燥した後、150℃で30分間熱処理させ正孔輸送層を製膜した。   On this transparent substrate, Baytron P4083 (manufactured by Starck Vitec), which is a conductive polymer, was applied and dried to a film thickness of 30 nm, and then heat treated at 150 ° C. for 30 minutes to form a hole transport layer. .

これ以降は、基板を窒素チャンバー中に持ち込み、窒素雰囲気下で作製した。   Thereafter, the substrate was brought into a nitrogen chamber and manufactured in a nitrogen atmosphere.

まず、窒素雰囲気下で上記基板を150℃で10分間加熱処理した。次に、クロロベンゼンにP3HT(プレクトロニクス社製:レジオレギュラーポリ−3−ヘキシルチオフェン)とPCBM(フロンティアカーボン社製:6,6−フェニル−C61−ブチリックアシッドメチルエステル)を3.0質量%になるように1:0.8で混合した液を調製し、フィルタでろ過しながら膜厚が100nmになるように塗布を行い、室温で放置して乾燥させた。続けて、150℃で15分間加熱処理を行い、光電変換層を製膜した。   First, the substrate was heat-treated at 150 ° C. for 10 minutes in a nitrogen atmosphere. Next, P3HT (manufactured by Prectronics: regioregular poly-3-hexylthiophene) and PCBM (manufactured by Frontier Carbon Co., Ltd .: 6,6-phenyl-C61-butyric acid methyl ester) are added to 3.0% by mass of chlorobenzene. A liquid mixed at 1: 0.8 was prepared so that the film thickness was 100 nm while being filtered through a filter, and the film was allowed to stand at room temperature and dried. Subsequently, a heat treatment was performed at 150 ° C. for 15 minutes to form a photoelectric conversion layer.

次に、上記一連の機能層を製膜した基板を真空蒸着装置チャンバー内に移動し、1×10−4Pa以下にまでに真空蒸着装置内を減圧した後、蒸着速度0.01nm/秒でフッ化リチウムを0.6nm積層し、更に続けて、2mm幅のシャドウマスクを通して(受光部が2×2mmに成るように直行させて蒸着)、蒸着速度0.2nm/秒でAlメタルを100nm積層することで第2の電極を形成した。 Next, the substrate on which the series of functional layers is formed is moved into a vacuum deposition apparatus chamber, the inside of the vacuum deposition apparatus is depressurized to 1 × 10 −4 Pa or less, and the deposition rate is 0.01 nm / second. Laminate lithium fluoride at 0.6 nm, and then continue through a shadow mask with a width of 2 mm (deposited so that the light receiving part is 2 × 2 mm) and deposit 100 nm of Al metal at a deposition rate of 0.2 nm / sec. Thus, a second electrode was formed.

得られた各々の有機光電変換素子を窒素チャンバーに移動し、以下の手順に従って封止を行って、受光部が2×2mmサイズの有機光電変換素子を作製した。   Each of the obtained organic photoelectric conversion elements was moved to a nitrogen chamber and sealed according to the following procedure to produce an organic photoelectric conversion element having a light receiving portion of 2 × 2 mm size.

(封止用のガスバリアフィルム試料の作製および有機光電変換素子の封止)
窒素ガス(不活性ガス)によりパージされた環境下で、ガスバリア性フィルム二枚を用い、ガスバリア層を設けた面に、シール材としてエポキシ系光硬化型接着剤を塗布したものを、封止用フィルムとして作製した。
(Preparation of gas barrier film sample for sealing and sealing of organic photoelectric conversion element)
In an environment purged with nitrogen gas (inert gas), two gas barrier films were used, and an epoxy photocurable adhesive was applied as a sealing material to the surface provided with the gas barrier layer. It was produced as a film.

次いで、上記の有機光電変換素子を、上記接着剤を塗布した二枚のガスバリアフィルム試料の接着剤塗布面の間に挟み込んで密着させた後、片側の基板側からUV光を照射して硬化させ、有機光電変換素子の封止処理を行った。   Next, the organic photoelectric conversion element is sandwiched and adhered between the adhesive-coated surfaces of the two gas barrier film samples coated with the adhesive, and then cured by irradiating UV light from one side of the substrate. The organic photoelectric conversion element was sealed.

〈有機EL素子の作製方法〉
ガスバリア性フィルムの無機層の上に厚さ150nmのITO(インジウムチンオキシド)をスパッタ法により成膜し、フォトリソグラフィー法によりパターニングを行い、第1電極層を形成した。なお、パターンは発光面積が50mm平方になるようなパターンとした。
<Method for producing organic EL element>
On the inorganic layer of the gas barrier film, ITO (indium tin oxide) having a thickness of 150 nm was formed by sputtering, and patterned by photolithography to form a first electrode layer. The pattern was such that the light emission area was 50 mm square.

〈正孔輸送層の形成〉
第1電極層が形成されたバリア性フィルムの第1電極層の上に、以下に示す正孔輸送層形成用塗布液を押出し塗布機で塗布した後、乾燥し正孔輸送層を形成した。正孔輸送層形成用塗布液は乾燥後の厚みが50nmになるように塗布した。
<Formation of hole transport layer>
On the 1st electrode layer of the barrier film in which the 1st electrode layer was formed, after apply | coating the coating liquid for hole transport layer formation shown below with an extrusion coater, it dried and formed the hole transport layer. The coating liquid for forming the hole transport layer was applied so that the thickness after drying was 50 nm.

正孔輸送層形成用塗布液を塗布する前に、バリア性フィルムの洗浄表面改質処理を、波長184.9nmの低圧水銀ランプを使用し、照射強度15mW/cm、距離10mmで実施した。帯電除去処理は、微弱X線による除電器を使用し行った。 Before coating the hole transport layer forming coating solution, cleaning surface modification treatment of the barrier film was carried out using a low pressure mercury lamp with a wavelength of 184.9 nm at an irradiation intensity of 15 mW / cm 2 and a distance of 10 mm. The charge removal treatment was performed using a static eliminator with weak X-rays.

(塗布条件)
塗布工程は大気中、25℃相対湿度50%の環境で行った。
(Application conditions)
The coating process was performed in the atmosphere at 25 ° C. and a relative humidity of 50%.

(正孔輸送層形成用塗布液の準備)
ポリエチレンジオキシチオフェン・ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS、Bayer社製 Bytron P AI 4083)を純水で65%、メタノール5%で希釈した溶液を正孔輸送層形成用塗布液として準備した。
(Preparation of coating solution for hole transport layer formation)
A solution prepared by diluting polyethylene dioxythiophene / polystyrene sulfonate (PEDOT / PSS, Baytron P AI 4083 manufactured by Bayer) with pure water at 65% and methanol at 5% was prepared as a coating solution for forming a hole transport layer.

(乾燥および加熱処理条件)
正孔輸送層形成用塗布液を塗布した後、製膜面に向け高さ100mm、吐出風速1m/s、幅手の風速分布5%、温度100℃で溶媒を除去した後、引き続き、加熱処理装置を用い温度150℃で裏面伝熱方式の熱処理を行い、正孔輸送層を形成した。
(Drying and heat treatment conditions)
After applying the hole transport layer forming coating solution, the solvent is removed at a height of 100 mm toward the film forming surface, a discharge air velocity of 1 m / s, a wide air velocity distribution of 5%, and a temperature of 100 ° C., followed by heat treatment. The back surface heat transfer type heat treatment was performed at a temperature of 150 ° C. using an apparatus to form a hole transport layer.

〈発光層の形成〉
引き続き、正孔輸送層迄を形成したバリア性フィルム1の正孔輸送層の上に、以下に示す白色発光層形成用塗布液を押出し塗布機で塗布した後、乾燥し発光層を形成した。白色発光層形成用塗布液は乾燥後の厚みが40nmになるように塗布した。
<Formation of light emitting layer>
Subsequently, on the hole transport layer of the barrier film 1 formed up to the hole transport layer, the following white light emitting layer forming coating solution was applied by an extrusion coater and then dried to form a light emitting layer. The white light emitting layer forming coating solution was applied so that the thickness after drying was 40 nm.

(白色発光層形成用塗布液)
ホスト材のH−Aを1.0gと、ドーパント材D−Aを100mg、ドーパント材D−Bを0.2mg、ドーパント材D−Cを0.2mg、100gのトルエンに溶解し白色発光層形成用塗布液として準備した。
(Coating liquid for white light emitting layer formation)
The host material HA is 1.0 g, the dopant material DA is 100 mg, the dopant material DB is 0.2 mg, the dopant material DC is 0.2 mg, and dissolved in 100 g of toluene to form a white light emitting layer. It was prepared as a coating solution.

Figure 2012000546
Figure 2012000546

(塗布条件)
塗布工程を窒素ガス濃度99%以上の雰囲気で、塗布温度を25℃とし、塗布速度1m/minで行った。
(Application conditions)
The coating process was performed in an atmosphere having a nitrogen gas concentration of 99% or more, a coating temperature of 25 ° C., and a coating speed of 1 m / min.

(乾燥および加熱処理条件)
白色発光層形成用塗布液を塗布した後、製膜面に向け高さ100mm、吐出風速1m/s、幅手の風速分布5%、温度60℃で溶媒を除去した後、引き続き、温度130℃で加熱処理を行い、発光層を形成した。
(Drying and heat treatment conditions)
After applying the white light emitting layer forming coating solution, the solvent was removed at a height of 100 mm toward the film forming surface, a discharge wind speed of 1 m / s, a wide wind speed distribution of 5%, and a temperature of 60 ° C., followed by a temperature of 130 ° C. A heat treatment was performed to form a light emitting layer.

〈電子輸送層の形成〉
引き続き、発光層迄を形成したのち、以下に示す電子輸送層形成用塗布液を押出し塗布機で塗布した後、乾燥し電子輸送層を形成した。電子輸送層形成用塗布液は乾燥後の厚みが30nmになるように塗布した。
<Formation of electron transport layer>
Subsequently, after forming the light emitting layer, the following coating liquid for forming an electron transport layer was applied by an extrusion coater and then dried to form an electron transport layer. The coating solution for forming an electron transport layer was applied so that the thickness after drying was 30 nm.

(塗布条件)
塗布工程は窒素ガス濃度99%以上の雰囲気で、電子輸送層形成用塗布液の塗布温度を25℃とし、塗布速度1m/minで行った。
(Application conditions)
The coating process was performed in an atmosphere having a nitrogen gas concentration of 99% or more, the coating temperature of the electron transport layer forming coating solution was 25 ° C., and the coating speed was 1 m / min.

(電子輸送層形成用塗布液)
電子輸送層はE−Aを2,2,3,3−テトラフルオロ−1−プロパノール中に溶解し0.5質量%溶液とし電子輸送層形成用塗布液とした。
(Coating liquid for electron transport layer formation)
The electron transport layer was prepared by dissolving EA in 2,2,3,3-tetrafluoro-1-propanol to obtain a 0.5 mass% solution as a coating solution for forming an electron transport layer.

Figure 2012000546
Figure 2012000546

(乾燥および加熱処理条件)
電子輸送層形成用塗布液を塗布した後、製膜面に向け高さ100mm、吐出風速1m/s、幅手の風速分布5%、温度60℃で溶媒を除去した後、引き続き、加熱処理部で、温度200℃で加熱処理を行い、電子輸送層を形成した。
(Drying and heat treatment conditions)
After applying the coating solution for forming the electron transport layer, the solvent is removed at a height of 100 mm toward the film forming surface, a discharge air velocity of 1 m / s, a wide air velocity distribution of 5%, and a temperature of 60 ° C. Then, heat treatment was performed at a temperature of 200 ° C. to form an electron transport layer.

(電子注入層の形成)
引き続き、形成された電子輸送層の上に電子注入層を形成した。まず、基板を減圧チャンバーに投入し、5×10−4Paまで減圧した。あらかじめ、真空チャンバーにタンタル製蒸着ボートに用意しておいたフッ化セシウムを加熱し、厚さ3nmの電子注入層を形成した。
(Formation of electron injection layer)
Subsequently, an electron injection layer was formed on the formed electron transport layer. First, the substrate was put into a vacuum chamber and the pressure was reduced to 5 × 10 −4 Pa. In advance, cesium fluoride prepared in a tantalum vapor deposition boat was heated in a vacuum chamber to form an electron injection layer having a thickness of 3 nm.

(第2電極の形成)
引き続き、形成された電子注入層の上に第1電極の上に取り出し電極になる部分を除き、形成された電子注入層の上に5×10−4Paの真空下にて第2電極形成材料としてアルミニウムを使用し、取り出し電極を有するように蒸着法にて、発光面積が50mm平方になるようにマスクパターン成膜し、厚さ100nmの第2電極を積層した。
(Formation of second electrode)
Subsequently, the second electrode forming material is formed on the formed electron injection layer under a vacuum of 5 × 10 −4 Pa except for the portion that becomes the take-out electrode on the first electrode on the formed electron injection layer. A mask pattern was formed by vapor deposition so that a light emitting area was 50 mm square by using aluminum as an extraction electrode, and a second electrode having a thickness of 100 nm was laminated.

(裁断)
第2電極まで形成したバリア性フィルム1を、再び窒素雰囲気に移動し、規定の大きさに裁断し、有機EL素子を作製した。
(Cutting)
The barrier film 1 formed up to the second electrode was moved again to a nitrogen atmosphere and cut into a prescribed size to produce an organic EL device.

(断裁の方法)
断裁の方法として、特に限定するところではないが、紫外線レーザー(例えば、波長266nm)、赤外線レーザー、炭酸ガスレーザー等の高エネルギーレーザーによるアブレーション加工で行うことが好ましい。ガスバリア性フィルムは割れやすい無機の薄膜を有しているため、通常のカッターで断裁すると断細部で亀裂が発生することがある。素子の断裁だけでなく、ガスバリア性フィルム単体での断裁も同様である。更には無機層表面に有機成分を含む保護層を設置することでも断裁時のヒビ割れを抑制することが可能である。
(Cutting method)
The cutting method is not particularly limited, but is preferably performed by ablation processing using a high energy laser such as an ultraviolet laser (for example, wavelength 266 nm), an infrared laser, a carbon dioxide gas laser or the like. Since the gas barrier film has an inorganic thin film that is easily broken, cracks may occur in detail when cut with a normal cutter. The same applies to not only cutting of the element but also cutting of the gas barrier film alone. Furthermore, the cracking at the time of cutting can also be suppressed by installing a protective layer containing an organic component on the surface of the inorganic layer.

(電極リード接続)
作製した有機EL素子に、ソニーケミカル&インフォメーションデバイス株式会社製異方性導電フィルムDP3232S9を用いて、フレキシブルプリント基板(ベースフィルム:ポリイミド12.5μm、圧延銅箔18μm、カバーレイ:ポリイミド12.5μm、表面処理NiAuメッキ)を接続した。
(Electrode lead connection)
An anisotropic conductive film DP3232S9 manufactured by Sony Chemical & Information Device Co., Ltd. was used for the produced organic EL element, and a flexible printed board (base film: polyimide 12.5 μm, rolled copper foil 18 μm, coverlay: polyimide 12.5 μm, Surface treatment NiAu plating) was connected.

圧着条件:温度170℃(別途熱伝対を用いて測定したACF温度140℃)、圧力2MPa、10秒で圧着を行った。   Pressure bonding conditions: Pressure bonding was performed at a temperature of 170 ° C. (ACF temperature 140 ° C. measured using a separate thermocouple), a pressure of 2 MPa, and 10 seconds.

(封止)
電極リード(フレキシブルプリント基板)を接続した有機EL素子を、市販のロールラミネート装置を用いて封止部材を接着し、有機EL素子101を製作した。
(Sealing)
A sealing member was bonded to the organic EL element to which the electrode lead (flexible printed circuit board) was connected using a commercially available roll laminating apparatus, and the organic EL element 101 was manufactured.

なお、封止部材として、30μm厚のアルミニウム箔(東洋アルミニウム株式会社製)に、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(12μm厚)をドライラミネーション用の接着剤(2液反応型のウレタン系接着剤)を用いラミネートした(接着剤層の厚み1.5μm)ものを用いた。   In addition, as a sealing member, a 30 μm thick aluminum foil (manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd.), a polyethylene terephthalate (PET) film (12 μm thick) with an adhesive for dry lamination (two-component reaction type urethane adhesive). The laminate used (adhesive layer thickness 1.5 μm) was used.

アルミニウム面に熱硬化性接着剤を、ディスペンサを使用してアルミ箔の接着面(つや面)に沿って厚み20μmで均一に塗布した。   A thermosetting adhesive was uniformly applied to the aluminum surface with a thickness of 20 μm along the adhesive surface (shiny surface) of the aluminum foil using a dispenser.

熱硬化接着剤としては以下のエポキシ系接着剤を用いた。   The following epoxy adhesives were used as the thermosetting adhesive.

ビスフェノールAジグリシジルエーテル(DGEBA)
ジシアンジアミド(DICY)
エポキシアダクト系硬化促進剤
しかる後、封止基板を、取り出し電極および電極リードの接合部を覆うようにして密着・配置して、圧着ロールを用いて圧着条件、圧着ロール温度120℃、圧力0.5MPa、装置速度0.3m/minで密着封止した。
Bisphenol A diglycidyl ether (DGEBA)
Dicyandiamide (DICY)
Epoxy adduct-based curing accelerator After that, the sealing substrate is closely attached and arranged so as to cover the joint portion of the take-out electrode and the electrode lead, and pressure bonding conditions using the pressure roll, pressure roll temperature 120 ° C., pressure 0. Close sealing was performed at 5 MPa and an apparatus speed of 0.3 m / min.

実施例5の評価結果を表7に示す。   The evaluation results of Example 5 are shown in Table 7.

Figure 2012000546
Figure 2012000546

表から明らかなように、本発明のガスバリア性フィルムを用いた素子は加速劣化処理ありなしで、有機薄膜デバイスの性能変化が非常に小さい。すなわち、高いガスバリア性長期間維持できる安定性を兼ね備えていることが分かる。   As is apparent from the table, the performance change of the organic thin film device is very small in the element using the gas barrier film of the present invention without accelerated deterioration treatment. That is, it can be seen that it has high gas barrier properties and stability that can be maintained for a long time.

特に有機EL素子用の封止材として用いた場合は、微小な欠陥の発生でも発光素子への影響が出るため、膜厚が厚くひび割れが発生しやすい封止材を用いると安定した性能が得られないことが分かる。   In particular, when used as a sealing material for organic EL elements, even if a minute defect occurs, the light emitting element is affected. Therefore, if a sealing material that is thick and easily cracks is used, stable performance can be obtained. I can't understand.

1 有機電子デバイス
2 ガスバリア性フィルム
3 第一電極
4 有機機能層
5 第二電極
6 基材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Organic electronic device 2 Gas barrier film 3 First electrode 4 Organic functional layer 5 Second electrode 6 Base material

Claims (8)

樹脂基板の少なくとも一面上に、ポリシラザン骨格を有するシリコン化合物層を設け、該シリコン化合物層を少なくとも波長200nm以下の真空紫外光を照射することにより改質して酸化ケイ素または酸窒化ケイ素からなるガスバリア性層を成膜するガスバリア性フィルムの製造方法に於いて、下記(式1)を満足する条件でガスバリア性層を成膜することを特徴とするガスバリア性フィルムの製造方法。
(式1)
30nm≦d≦500nm かつ 100mJ/cm≦J≦8400mJ/cm
d:シリコン化合物層に真空紫外光を照射して改質した後の改質層膜厚(nm)
J:真空紫外光の積算光量(mJ/cm
A gas barrier property comprising silicon oxide or silicon oxynitride by providing a silicon compound layer having a polysilazane skeleton on at least one surface of a resin substrate, and modifying the silicon compound layer by irradiating with vacuum ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or less In the manufacturing method of the gas barrier film which forms a layer, the gas barrier film is formed on the conditions which satisfy | fill following (Formula 1), The manufacturing method of the gas barrier film characterized by the above-mentioned.
(Formula 1)
30 nm ≦ d ≦ 500 nm and 100 mJ / cm 2 ≦ J ≦ 8400 mJ / cm 2
d: Modified layer thickness (nm) after the silicon compound layer is modified by irradiation with vacuum ultraviolet light
J: Integrated light quantity of vacuum ultraviolet light (mJ / cm 2 )
請求項1に記載のガスバリア性フィルムの製造方法において、更に下記(式2)を満足することを特徴とするガスバリア性フィルムの製造方法。
(式2)
30nm≦d≦200nmの場合 100mJ/cm≦J≦7500mJ/cm
200nm≦d≦500nmの場合 J≧3d−500かつJ≦3d+6900
The method for producing a gas barrier film according to claim 1, wherein the following (Equation 2) is further satisfied.
(Formula 2)
In the case of 30 nm ≦ d ≦ 200 nm 100 mJ / cm 2 ≦ J ≦ 7500 mJ / cm 2
When 200 nm ≦ d ≦ 500 nm J ≧ 3d−500 and J ≦ 3d + 6900
前記ガスバリア性層を複数積層することを特徴とする請求項1または2に記載のガスバリア性フィルムの製造方法。   The method for producing a gas barrier film according to claim 1, wherein a plurality of the gas barrier layers are laminated. 前記ポリシラザン骨格を有するシリコン化合物層に対して0.1〜5.0質量%の触媒を添加することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のガスバリア性フィルムの製造方法。   The method for producing a gas barrier film according to any one of claims 1 to 3, wherein 0.1 to 5.0 mass% of a catalyst is added to the silicon compound layer having the polysilazane skeleton. 真空紫外光照射時の温度が25℃以上、150℃以下の温度であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のガスバリア性フィルムの製造方法。   5. The method for producing a gas barrier film according to claim 1, wherein the temperature at the time of irradiation with vacuum ultraviolet light is a temperature of 25 ° C. or more and 150 ° C. or less. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のガスバリア性フィルムの製造方法で製造されたガスバリア性フィルムを用いたことを特徴とする有機電子デバイス。   An organic electronic device using a gas barrier film produced by the method for producing a gas barrier film according to claim 1. 前記有機電子デバイスが有機光電変換素子であることを特徴とする請求項6に記載の有機電子デバイス。   The organic electronic device according to claim 6, wherein the organic electronic device is an organic photoelectric conversion element. 前記有機電子デバイスが有機エレクトロルミネッセンス素子あることを特徴とする請求項6に記載の有機電子デバイス。   The organic electronic device according to claim 6, wherein the organic electronic device is an organic electroluminescence element.
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