JP2012082468A - Laminated film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)を用いたフレキシブル照明、有機薄膜太陽電池、液晶ディスプレイ、医薬品の包装容器等に好適に用いることができる、ガスバリア性に優れた積層フィルムに関する。 The present invention relates to a laminated film excellent in gas barrier properties, which can be suitably used for flexible illumination using organic electroluminescence elements (organic EL elements), organic thin film solar cells, liquid crystal displays, pharmaceutical packaging containers, and the like.
積層フィルム、特にガスバリア性に優れた積層フィルムは、飲食品、化粧品、洗剤といった物品の充填包装に適する包装用容器として好適に用いることができる。近年、プラスチックフィルム等の基材フィルムの一方の表面上に、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素、酸化アルミニウムといった無機酸化物の薄膜を成膜してなるガスバリア性フィルムが提案されている。 A laminated film, particularly a laminated film excellent in gas barrier properties, can be suitably used as a packaging container suitable for filling and packaging articles such as foods and drinks, cosmetics and detergents. In recent years, gas barrier films have been proposed in which a thin film of an inorganic oxide such as silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, or aluminum oxide is formed on one surface of a base film such as a plastic film.
このように無機酸化物の薄膜をプラスチック基材の表面上に成膜する方法としては、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法等の物理気相成長法(PVD)、熱化学気相成長法(熱CVD法)、プラズマ化学気相成長法等の化学気相成長法(CVD)が知られている。
また、このような成膜方法を用いた積層フィルムとして、例えば、特開平4−89236号公報(特許文献1)には、プラスチック基材の表面上に、珪素酸化物の蒸着膜が2層以上積層された積層蒸着膜層が設けられた積層フィルムが開示されている。
その他、例えば特許文献2には、有機EL素子の保護膜として、炭素含有窒化シリコン(SiNxCy)で形成され、炭素量が連続的に変化しているガスバリア性フィルムが開示されている。
As a method for forming an inorganic oxide thin film on the surface of a plastic substrate in this manner, physical vapor deposition (PVD) such as vacuum deposition, sputtering, ion plating, thermochemical vapor deposition, etc. A chemical vapor deposition method (CVD) such as a method (thermal CVD method) or a plasma chemical vapor deposition method is known.
In addition, as a laminated film using such a film forming method, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 4-89236 (Patent Document 1), two or more vapor-deposited silicon oxide films are formed on the surface of a plastic substrate. A laminated film provided with a laminated laminated vapor deposition film layer is disclosed.
In addition, for example,
しかしながら、上記特許文献1に記載のようなガスバリア性フィルムは、飲食品、化粧品、洗剤等の比較的にガスバリア性が低くても満足できる物品のガスバリア性フィルムとしては使用することができるが、有機EL素子や有機薄膜太陽電池等の電子デバイス用のガスバリア性フィルムとしてはガスバリア性の点で必ずしも十分なものではなかった。また、上記特許文献1や2に記載のようなガスバリア性フィルムにおいては、フィルムを屈曲させた場合に酸素ガスや水蒸気に対するガスバリア性が低下するという問題点があり、フレキシブル液晶ディスプレイのように耐屈曲性が要求されるガスバリア性フィルムとしてはフィルムを屈曲させた場合におけるガスバリア性の点で必ずしも十分なものではなかった。
However, the gas barrier film as described in Patent Document 1 can be used as a gas barrier film for articles that are satisfactory even if the gas barrier property is relatively low, such as foods and drinks, cosmetics, and detergents. As a gas barrier film for an electronic device such as an EL element or an organic thin film solar cell, the gas barrier property is not always sufficient. In addition, the gas barrier film as described in
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、十分なガスバリア性を有しており、しかもフィルムを屈曲させた場合においてもガスバリア性の低下を十分に抑制することが可能な積層フィルムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, has a sufficient gas barrier property, and can sufficiently suppress a decrease in gas barrier property even when the film is bent. An object of the present invention is to provide a laminated film.
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、基材と、前記基材の少なくとも片面に形成された少なくとも1層の薄膜層とを備える積層フィルムにおいて、前記薄膜層のうちの少なくとも1層が珪素、酸素、炭素、及び非金属元素(但し、珪素、酸素、及び炭素を除く。)を少なくとも1種類以上含有しており、且つ、該層の膜厚方向における前記薄膜層の表面からの距離と、珪素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する炭素の原子比との関係を示す炭素分布曲線が特定の条件を満たすことにより、驚くべきことに、十分なガスバリア性を有しており、しかもフィルムを屈曲させた場合においてもガスバリア性の低下を十分に抑制することが可能な積層フィルムが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventors of the present invention have provided a laminated film including a base material and at least one thin film layer formed on at least one side of the base material. At least one of the layers contains at least one kind of silicon, oxygen, carbon, and nonmetallic elements (excluding silicon, oxygen, and carbon), and the thin film in the film thickness direction of the layer Surprisingly, sufficient gas barrier properties are obtained when the carbon distribution curve showing the relationship between the distance from the surface of the layer and the atomic ratio of carbon to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms satisfies the specific conditions. In addition, the present inventors have found that a laminated film that can sufficiently suppress a decrease in gas barrier properties even when the film is bent is obtained.
すなわち、本発明の積層フィルムは、基材と、前記基材の少なくとも片方の表面上に形成された少なくとも1層の薄膜層とを備える積層フィルムであって、前記薄膜層のうちの少なくとも1層が珪素、酸素、炭素、及び非金属元素(但し、珪素、酸素、及び炭素を除く。)を少なくとも1種類以上含有しており、且つ、該層の膜厚方向における該層の表面からの距離と、珪素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する炭素原子の量の比率(炭素の原子比)との関係を示す炭素分布曲線において、下記条件(i)〜(ii):
(i)前記炭素分布曲線が実質的に連続であること、
(ii)前記炭素分布曲線が少なくとも1つの極値を有すること、
を全て満たすことを特徴とするものである。
That is, the laminated film of the present invention is a laminated film comprising a substrate and at least one thin film layer formed on at least one surface of the substrate, and at least one of the thin film layers. Contains at least one kind of silicon, oxygen, carbon, and nonmetallic elements (excluding silicon, oxygen, and carbon), and the distance from the surface of the layer in the film thickness direction of the layer And carbon distribution curve showing the relationship between the ratio of the amount of carbon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms (carbon atomic ratio), the following conditions (i) to (ii):
(I) the carbon distribution curve is substantially continuous;
(Ii) the carbon distribution curve has at least one extreme value;
It is characterized by satisfying all of the above.
また、本発明の積層フィルムにおいては、前記非金属元素が、周期律表の第15族の元素、酸素を除く第16族の元素、及び第17族の元素からなる群より選ばれる1種類以上の元素であることが好ましい。このような場合においては、前記非金属元素が窒素であることが好ましい。 In the laminated film of the present invention, the nonmetallic element is at least one selected from the group consisting of Group 15 elements of the Periodic Table, Group 16 elements excluding oxygen, and Group 17 elements. It is preferable that it is an element of these. In such a case, the nonmetallic element is preferably nitrogen.
また、本発明の積層フィルムにおいては、前記薄膜層が、窒素を含有する成膜ガスを用いるプラズマ化学気相成長法により形成された層であることが好ましい。 In the laminated film of the present invention, the thin film layer is preferably a layer formed by a plasma chemical vapor deposition method using a film forming gas containing nitrogen.
また、本発明の積層フィルムにおいては、前記薄膜層において、前記炭素分布曲線が極大値及び極小値を有することが好ましい。 Moreover, in the laminated | multilayer film of this invention, it is preferable in the said thin film layer that the said carbon distribution curve has a maximum value and a minimum value.
また、本発明の積層フィルムにおいては、前記薄膜層において、前記炭素分布曲線の極大値のうちの最大の値と極小値のうちの最小の値との差が5at%以上であることが好ましい。 In the laminated film of the present invention, in the thin film layer, the difference between the maximum value among the maximum values of the carbon distribution curve and the minimum value among the minimum values is preferably 5 at% or more.
また、本発明の積層フィルムにおいては、前記薄膜層において、該層の膜厚方向における該層の表面からの距離と、珪素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する珪素原子の量の比率(珪素の原子比)との関係を示す珪素分布曲線において、前記珪素分布曲線の最大値と最小値との差が5%以下であることが好ましい。 In the laminated film of the present invention, in the thin film layer, the distance from the surface of the layer in the thickness direction of the layer and the ratio of the amount of silicon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms ( In the silicon distribution curve showing the relationship with the atomic ratio of silicon, the difference between the maximum value and the minimum value of the silicon distribution curve is preferably 5% or less.
また、本発明の積層フィルムにおいては、前記非金属元素が窒素である場合には、前記薄膜層において、珪素原子、酸素原子、炭素原子、及び窒素原子の合計量に対する窒素原子の量の比率が1at%以上であることが好ましい。 In the laminated film of the present invention, when the non-metallic element is nitrogen, the ratio of the amount of nitrogen atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, carbon atoms, and nitrogen atoms in the thin film layer is It is preferable that it is 1 at% or more.
また、本発明の積層フィルムにおいては、前記薄膜層において、少なくとも1の炭素原子が珪素原子と直接結合していることが好ましい。このような場合においては、前記薄膜層において、珪素原子と直接結合している炭素原子は、水素原子とも結合していることが好ましい。 In the laminated film of the present invention, it is preferable that at least one carbon atom is directly bonded to a silicon atom in the thin film layer. In such a case, it is preferable that the carbon atom directly bonded to the silicon atom in the thin film layer is also bonded to the hydrogen atom.
さらに、本発明の積層フィルムにおいては、前記薄膜層が、窒素含有化合物のガス又は窒素ガスを含む成膜ガスを用いてプラズマ化学気相成長法により形成された層であることが好ましい。このような場合においては、前記成膜ガスが、窒素含有有機珪素化合物のガス、又は酸素及び窒素を含む化合物のガスを含むことも好ましい。 Further, in the laminated film of the present invention, the thin film layer is preferably a layer formed by a plasma chemical vapor deposition method using a nitrogen-containing compound gas or a deposition gas containing nitrogen gas. In such a case, it is also preferable that the film-forming gas contains a nitrogen-containing organosilicon compound gas or a compound gas containing oxygen and nitrogen.
本発明によれば、十分なガスバリア性を有しており、しかもフィルムを屈曲させた場合においてもガスバリア性の低下を十分に抑制することが可能な積層フィルムを提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the laminated | multilayer film which has sufficient gas barrier property and can fully suppress the fall of gas barrier property, even when a film is bent.
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments thereof.
本発明の積層フィルムは、基材と、前記基材の少なくとも片方の表面上に形成された少なくとも1層の薄膜層とを備える積層フィルムであって、
前記薄膜層のうちの少なくとも1層が珪素、酸素、炭素、及び非金属元素(但し、珪素、酸素、及び炭素を除く。)を少なくとも1種類以上含有しており、且つ、
該層の膜厚方向における該層の表面からの距離と、珪素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する炭素原子の量の比率(炭素の原子比)との関係を示す炭素分布曲線において、下記条件(i)〜(ii):
(i)前記炭素分布曲線が実質的に連続であること、
(ii)前記炭素分布曲線が少なくとも1つの極値を有すること、
を全て満たすものである。
The laminated film of the present invention is a laminated film comprising a substrate and at least one thin film layer formed on at least one surface of the substrate,
At least one of the thin film layers contains at least one kind of silicon, oxygen, carbon, and nonmetallic elements (excluding silicon, oxygen, and carbon), and
In the carbon distribution curve showing the relationship between the distance from the surface of the layer in the thickness direction of the layer and the ratio of the amount of carbon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms (carbon atomic ratio), The following conditions (i) to (ii):
(I) the carbon distribution curve is substantially continuous;
(Ii) the carbon distribution curve has at least one extreme value;
All of these are satisfied.
本発明に用いる基材としては、無色透明な樹脂からなるフィルム又はシートが挙げられる。このような基材に用いる樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル系樹脂;ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、環状ポリオレフィン等のポリオレフィン系樹脂;ポリアミド系樹脂;ポリカーボネート系樹脂;ポリスチレン系樹脂;ポリビニルアルコール系樹脂;エチレン−酢酸ビニル共重合体のケン化物;ポリアクリロニトリル系樹脂;アセタール系樹脂;ポリイミド系樹脂が挙げられる。これらの樹脂の中でも、耐熱性及び線膨張率が高く、製造コストが低いという観点から、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂が好ましく、PET、PENが特に好ましい。また、これらの樹脂は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 As a base material used for this invention, the film or sheet | seat which consists of colorless and transparent resin is mentioned. Examples of the resin used for such a substrate include polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN); polyolefin resins such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), and cyclic polyolefin; polyamide Polycarbonate resin; Polystyrene resin; Polyvinyl alcohol resin; Saponified ethylene-vinyl acetate copolymer; Polyacrylonitrile resin; Acetal resin; Polyimide resin. Among these resins, polyester resins and polyolefin resins are preferred, and PET and PEN are particularly preferred from the viewpoints of high heat resistance and linear expansion coefficient and low production cost. Moreover, these resin can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
前記基材の厚みは、本発明の積層フィルムを製造する際の安定性を考慮して適宜に設定することができる。前記基材の厚みとしては、真空中においてもフィルムの搬送が可能であるという観点から、5〜500μmの範囲であることが好ましく。さらに、プラズマCVD法により本発明にかかる薄膜層を形成する場合には、前記基材を通して放電しつつ本発明にかかる薄膜層を形成することから、前記基材の厚みが50〜200μmの範囲であることがより好ましく、50〜100μmの範囲であることが特に好ましい。 The thickness of the base material can be appropriately set in consideration of the stability when producing the laminated film of the present invention. The thickness of the substrate is preferably in the range of 5 to 500 μm from the viewpoint that the film can be conveyed even in a vacuum. Furthermore, when forming the thin film layer concerning this invention by plasma CVD method, since the thin film layer concerning this invention is formed, discharging through the said base material, the thickness of the said base material is in the range of 50-200 micrometers. More preferably, it is particularly preferably in the range of 50 to 100 μm.
また、前記基材には、後述する薄膜層との密着性の観点から、基材の表面を清浄するための表面活性処理を施すことが好ましい。このような表面活性処理としては、例えば、コロナ処理、プラズマ処理、フレーム処理が挙げられる。 Moreover, it is preferable to perform the surface activation process for cleaning the surface of a base material to the said base material from an adhesive viewpoint with the thin film layer mentioned later. Examples of such surface activation treatment include corona treatment, plasma treatment, and flame treatment.
本発明にかかる薄膜層は、前記基材の少なくとも片面に形成される層である。そして、本発明の積層フィルムにおいては、前記薄膜層のうちの少なくとも1層が珪素、酸素、炭素、及び非金属元素(但し、珪素、酸素、及び炭素を除く。)を少なくとも1種類以上含有する層であることが必要である。また、前記薄膜層のうちの少なくとも1層はアルミニウムを更に含有していてもよい。 The thin film layer concerning this invention is a layer formed in the at least single side | surface of the said base material. In the laminated film of the present invention, at least one of the thin film layers contains at least one kind of silicon, oxygen, carbon, and nonmetallic elements (excluding silicon, oxygen, and carbon). It needs to be a layer. In addition, at least one of the thin film layers may further contain aluminum.
本発明においては、前記薄膜層のうちの少なくとも1層が、珪素、酸素、及び炭素に加えて、その他の非金属元素を少なくとも1種類以上含有していることにより、フィルムを屈曲させた場合におけるガスバリア性に優れた積層フィルムを得ることができる。該層に含有される珪素、酸素、及び炭素以外の非金属元素としては、周期律表の第15族の元素(窒素、リン)、酸素を除く第16族の元素(硫黄、セレン)、及び第17族の元素(フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)からなる群より選ばれる1種類以上の元素であることが好ましい。なかでも、良好なガスバリア性が得らえることから、窒素であることがより好ましい。 In the present invention, at least one of the thin film layers contains at least one other non-metallic element in addition to silicon, oxygen, and carbon, so that the film is bent. A laminated film having excellent gas barrier properties can be obtained. Non-metallic elements other than silicon, oxygen, and carbon contained in the layer include group 15 elements (nitrogen, phosphorus) in the periodic table, group 16 elements excluding oxygen (sulfur, selenium), and It is preferably at least one element selected from the group consisting of Group 17 elements (fluorine, chlorine, bromine, iodine). Among these, nitrogen is more preferable because good gas barrier properties can be obtained.
また、本発明においては、前記珪素、酸素、炭素、及び非金属元素(但し、珪素、酸素、及び炭素を除く。)(以下、「その他の非金属元素」)を少なくとも1種類以上含有する薄膜層のうちの少なくとも1層が、上記条件(i)〜(ii)の全てを満たす。すなわち、このような薄膜層は、先ず、該層の膜厚方向における該層の表面(該層の上にさらに薄膜層等が積層されている場合には、該層の上層との界面、以下においても同様)からの距離と、珪素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する炭素原子の量の比率(炭素の原子比)との関係を示す炭素分布曲線において、(i)前記炭素分布曲線が実質的に連続であることが必要である。前記炭素分布曲線が実質的に連続であることにより、不連続な界面などに起因する剥離などが起こりづらく、フィルムを屈曲させた場合におけるガスバリア性に優れた積層フィルムを得ることができる。 In the present invention, a thin film containing at least one or more of the above silicon, oxygen, carbon, and nonmetallic elements (excluding silicon, oxygen, and carbon) (hereinafter referred to as “other nonmetallic elements”). At least one of the layers satisfies all of the above conditions (i) to (ii). That is, such a thin film layer first has a surface of the layer in the thickness direction of the layer (in the case where a thin film layer or the like is further laminated on the layer, the interface with the upper layer of the layer; The carbon distribution curve showing the relationship between the distance from the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms (the ratio of carbon atoms) to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms (i) the carbon distribution curve Need to be substantially continuous. When the carbon distribution curve is substantially continuous, peeling due to a discontinuous interface or the like hardly occurs, and a laminated film having excellent gas barrier properties when the film is bent can be obtained.
なお、本明細書において、炭素分布曲線が実質的に連続とは、炭素分布曲線における炭素の原子比が不連続に変化する部分を含まないことを意味し、具体的には、エッチング速度とエッチング時間とから算出される前記薄膜層のうちの少なくとも1層の膜厚方向における該層の表面からの距離(x、単位:nm)と、炭素の原子比(C、単位:at%)との関係において、下記数式(F1):
|dC/dx|≦ 1 ・・・(F1)
で表される条件を満たすことをいう。
In this specification, the carbon distribution curve being substantially continuous means that the carbon distribution curve does not include a portion where the atomic ratio of carbon changes discontinuously. Specifically, the etching rate and the etching rate are not included. The distance (x, unit: nm) from the surface of the layer in the film thickness direction of at least one of the thin film layers calculated from the time, and the atomic ratio of carbon (C, unit: at%) In the relationship, the following formula (F1):
| dC / dx | ≦ 1 (F1)
This means that the condition represented by
また、このような薄膜層は、次に、(ii)前記炭素分布曲線が少なくとも1つの極値を有することが必要である。このような薄膜層においては、前記炭素分布曲線が少なくとも2つの極値を有することがより好ましく、少なくとも3つの極値を有することが特に好ましい。中でも、少なくとも1つの極大値と少なくとも1つの極小値を有することが好ましい。前記炭素分布曲線が極値を有さない場合には、得られる積層フィルムのフィルムを屈曲させた場合におけるガスバリア性が不十分となる。また、このように少なくとも3つの極値を有する場合においては、前記炭素分布曲線の有する一つの極値及び該極値に隣接する極値における前記薄膜層の膜厚方向における前記薄膜層の表面(又は界面)からの距離の差の絶対値がいずれも200nm以下であることが好ましく、100nm以下であることがより好ましい。 In addition, such a thin film layer must then (ii) have the carbon distribution curve have at least one extreme value. In such a thin film layer, the carbon distribution curve more preferably has at least two extreme values, and particularly preferably has at least three extreme values. Among these, it is preferable to have at least one maximum value and at least one minimum value. When the carbon distribution curve does not have an extreme value, the gas barrier property when the resulting laminated film is bent is insufficient. Further, in the case of having at least three extreme values in this way, the surface of the thin film layer in the film thickness direction of the thin film layer at one extreme value and the extreme value adjacent to the extreme value of the carbon distribution curve ( Or the absolute value of the difference in distance from the interface) is preferably 200 nm or less, and more preferably 100 nm or less.
なお、本発明において極値とは、薄膜層の膜厚方向における薄膜層の表面からの距離に対する元素の原子比の極大値又は極小値のことをいう。また、本発明において極大値とは、薄膜層の表面からの距離を変化させた場合に元素の原子比の値が増加から減少に変わる点であって且つその点の元素の原子比の値よりも、該点から薄膜層の膜厚方向における薄膜層の表面からの距離を更に20nm変化させた位置の元素の原子比の値が3at%以上減少する点のことをいう。さらに、本発明において極小値とは、薄膜層の表面からの距離を変化させた場合に元素の原子比の値が減少から増加に変わる点であり、且つその点の元素の原子比の値よりも、該点から薄膜層の膜厚方向における薄膜層の表面からの距離を更に20nm変化させた位置の元素の原子比の値が3at%以上増加する点のことをいう。 In the present invention, the extreme value means the maximum value or the minimum value of the atomic ratio of the element to the distance from the surface of the thin film layer in the film thickness direction of the thin film layer. Further, in the present invention, the maximum value is a point where the value of the atomic ratio of the element changes from increasing to decreasing when the distance from the surface of the thin film layer is changed, and from the value of the atomic ratio of the element at that point This also means that the value of the atomic ratio of the element at a position where the distance from the surface of the thin film layer in the film thickness direction of the thin film layer is further changed by 20 nm from the point decreases by 3 at% or more. Furthermore, in the present invention, the minimum value is a point where the value of the atomic ratio of the element changes from decreasing to increasing when the distance from the surface of the thin film layer is changed, and from the value of the atomic ratio of the element at that point This also means that the atomic ratio value of the element at a position where the distance from the surface of the thin film layer in the film thickness direction of the thin film layer is further changed by 20 nm from that point increases by 3 at% or more.
また、このような薄膜層は、前記炭素分布曲線の極大値のうちの最大の値と極小値のうちの最小の値との差(絶対値)が5at%以上であることが好ましい。このような薄膜層においては、炭素の原子比の極大値のうちの最大の値と極小値のうちの最小の値との差の絶対値が6at%以上であることがより好ましく、7at%以上であることが特に好ましい。前記絶対値が5at%以上であることにより、得られる積層フィルムのフィルムを屈曲させた場合におけるガスバリア性がより良好となる。 Further, in such a thin film layer, the difference (absolute value) between the maximum value of the maximum value and the minimum value of the minimum value of the carbon distribution curve is preferably 5 at% or more. In such a thin film layer, the absolute value of the difference between the maximum value of the maximum value of the atomic ratio of carbon and the minimum value of the minimum value is more preferably 6 at% or more, and 7 at% or more. It is particularly preferred that When the absolute value is 5 at% or more, the gas barrier property when the film of the obtained laminated film is bent is further improved.
また、このような薄膜層に含まれている少なくとも1の炭素原子は、少なくとも1の水素原子と結合している有機系炭素原子であることが好ましい。本発明においては、薄膜層に有機系炭素が含まれていることにより、フレキシブル性に優れた薄膜層となり、フィルムを屈曲させた場合におけるガスバリア性に優れた積層フィルムを得ることができる。 Further, it is preferable that at least one carbon atom contained in such a thin film layer is an organic carbon atom bonded to at least one hydrogen atom. In the present invention, since the organic carbon is contained in the thin film layer, the thin film layer is excellent in flexibility, and a laminated film excellent in gas barrier properties when the film is bent can be obtained.
また、このような薄膜層に含まれている少なくとも1の炭素原子は、珪素原子と直接結合していることが好ましい。本発明においては、薄膜層内に、炭素原子と珪素原子の直接結合が存在していることにより、フレキシブル性に優れた薄膜層となり、フィルムを屈曲させた場合におけるガスバリア性に優れた積層フィルムを得ることができる。本発明においては、特に、薄膜層内に存在している珪素原子と直接結合している炭素原子は、水素原子とも結合していることが好ましい。 Further, it is preferable that at least one carbon atom contained in such a thin film layer is directly bonded to a silicon atom. In the present invention, since a direct bond between a carbon atom and a silicon atom exists in the thin film layer, a thin film layer having excellent flexibility is obtained, and a laminated film having excellent gas barrier properties when the film is bent is obtained. Obtainable. In the present invention, it is particularly preferable that the carbon atom directly bonded to the silicon atom existing in the thin film layer is also bonded to the hydrogen atom.
本発明においては、前記薄膜層の膜厚方向における該層の表面からの距離と、珪素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する酸素原子の量の比率(酸素の原子比)との関係を示す酸素分布曲線が、少なくとも1つの極値を有することが好ましく、少なくとも2つの極値を有することがより好ましく、少なくとも3つの極値を有することが特に好ましい。前記酸素分布曲線が極値を有さない場合には、得られる積層フィルムのフィルムを屈曲させた場合におけるガスバリア性が低下する傾向にある。また、このように少なくとも3つの極値を有する場合においては、前記酸素分布曲線の有する一つの極値及び該極値に隣接する極値における前記薄膜層の膜厚方向における前記薄膜層の表面からの距離の差の絶対値がいずれも200nm以下であることが好ましく、100nm以下であることがより好ましい。 In the present invention, the relationship between the distance from the surface of the thin film layer in the film thickness direction and the ratio of the amount of oxygen atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms (atomic ratio of oxygen) is The oxygen distribution curve shown preferably has at least one extreme value, more preferably has at least two extreme values, and particularly preferably has at least three extreme values. When the oxygen distribution curve does not have an extreme value, the gas barrier property tends to decrease when the resulting laminated film is bent. In the case of having at least three extreme values in this way, from the surface of the thin film layer in the thickness direction of the thin film layer at one extreme value and the extreme value adjacent to the extreme value of the oxygen distribution curve. The absolute value of the difference in distance is preferably 200 nm or less, and more preferably 100 nm or less.
また、本発明においては、前記薄膜層の前記酸素分布曲線における酸素の原子比の最大値及び最小値の差の絶対値が5at%以上であることが好ましく、6at%以上であることがより好ましく、7at%以上であることが特に好ましい。前記絶対値が前記下限未満では、得られる積層フィルムのフィルムを屈曲させた場合におけるガスバリア性が低下する傾向にある。 In the present invention, the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the oxygen atomic ratio in the oxygen distribution curve of the thin film layer is preferably 5 at% or more, more preferably 6 at% or more. , 7 at% or more is particularly preferable. When the absolute value is less than the lower limit, gas barrier properties tend to be lowered when the resulting laminated film is bent.
本発明においては、前記薄膜層の膜厚方向における該層の表面からの距離と、珪素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する珪素原子の量の比率(珪素の原子比)との関係を示す珪素分布曲線における珪素の原子比の最大値及び最小値の差の絶対値が5at%以下であることが好ましく、4at%未満であることがより好ましく、3at%未満であることが特に好ましい。前記絶対値が前記上限を超えると、得られる積層フィルムのガスバリア性が低下する傾向にある。 In the present invention, the relationship between the distance from the surface of the thin film layer in the film thickness direction and the ratio of the amount of silicon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms (the atomic ratio of silicon) is The absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the atomic ratio of silicon in the silicon distribution curve shown is preferably 5 at% or less, more preferably less than 4 at%, and particularly preferably less than 3 at%. When the absolute value exceeds the upper limit, the gas barrier property of the obtained laminated film tends to be lowered.
また、本発明においては、前記薄膜層のうちの少なくとも1層の膜厚方向における該層の表面からの距離と珪素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する酸素原子及び炭素原子の合計量の比率(酸素及び炭素の原子比)との関係を示す酸素炭素分布曲線において、前記酸素炭素分布曲線における酸素及び炭素の原子比の合計の最大値及び最小値の差の絶対値が5at%未満であることが好ましく、4at%未満であることがより好ましく、3at%未満であることが特に好ましい。前記絶対値が前記上限を超えると、得られる積層フィルムのガスバリア性が低下する傾向にある。 In the present invention, the total amount of oxygen atoms and carbon atoms relative to the distance from the surface of the layer in the film thickness direction of at least one of the thin film layers and the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, and carbon atoms. In the oxygen carbon distribution curve showing the relationship with the ratio (atomic ratio of oxygen and carbon), the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the total oxygen ratio of oxygen and carbon in the oxygen carbon distribution curve is less than 5 at%. Preferably, it is less than 4 at%, more preferably less than 3 at%. When the absolute value exceeds the upper limit, the gas barrier property of the obtained laminated film tends to be lowered.
また、本発明においては、下記式に示すように、前記珪素分布曲線において、前記薄膜層の膜厚の90%以上(より好ましくは95%以上、特に好ましくは100%)の領域において、珪素原子の比率が30.0at%以上37.0at%以下であることが好ましい。珪素原子の比率が当該範囲内にあることにより、得られる積層フィルムのフィルムを屈曲させた場合におけるガスバリア性がより良好となる。
30at%≦ (珪素原子の量)/{(酸素原子の量)+(炭素原子の量)+(珪素原子の量)}≦37at%
In the present invention, as shown in the following formula, in the silicon distribution curve, silicon atoms are present in a region of 90% or more (more preferably 95% or more, particularly preferably 100%) of the film thickness of the thin film layer. Is preferably 30.0 at% or more and 37.0 at% or less. When the ratio of silicon atoms is within the range, the gas barrier property when the film of the obtained laminated film is bent is improved.
30at% ≦ (amount of silicon atom) / {(amount of oxygen atom) + (amount of carbon atom) + (amount of silicon atom)} ≦ 37at%
また、本発明においては、下記式に示すように、珪素原子の数に対する酸素原子の数と炭素原子の数の合計量の比が、1.8より大きく、2.2以下であることが好ましい。酸素原子の数と炭素原子の数の合計量に対する珪素原子の数の比が当該範囲内にあることにより、得られる積層フィルムのフィルムを屈曲させた場合におけるガスバリア性がより良好となる。
1.8<{(酸素原子の量)+(炭素原子の量)}/(珪素原子の量)≦2.2
In the present invention, as shown in the following formula, the ratio of the total number of oxygen atoms and carbon atoms to the number of silicon atoms is preferably larger than 1.8 and not larger than 2.2. . When the ratio of the number of silicon atoms to the total number of oxygen atoms and carbon atoms is within this range, the gas barrier property when the film of the resulting laminated film is bent is improved.
1.8 <{(amount of oxygen atoms) + (amount of carbon atoms)} / (amount of silicon atoms) ≦ 2.2
また、本発明においては、前記薄膜層の膜厚の90%以上(より好ましくは95%以上、特に好ましくは100%)の領域において、珪素の原子比、酸素の原子比及び炭素の原子比が、下記式(1)或いは下記式(2)で表される条件を満たすことが好ましい。珪素の原子比、酸素の原子比及び炭素の原子比が前記条件を満たす場合には、得られる積層フィルムのガスバリア性がより良好となる。
(酸素の原子比)>(珪素の原子比)>(炭素の原子比)・・・(1)
(炭素の原子比)>(珪素の原子比)>(酸素の原子比)・・・(2)
In the present invention, in the region of 90% or more (more preferably 95% or more, particularly preferably 100%) of the thickness of the thin film layer, the atomic ratio of silicon, the atomic ratio of oxygen, and the atomic ratio of carbon are It is preferable that the condition represented by the following formula (1) or the following formula (2) is satisfied. When the atomic ratio of silicon, the atomic ratio of oxygen, and the atomic ratio of carbon satisfy the above conditions, the gas barrier property of the obtained laminated film becomes better.
(Atomic ratio of oxygen)> (atomic ratio of silicon)> (atomic ratio of carbon) (1)
(Atomic ratio of carbon)> (Atomic ratio of silicon)> (Atomic ratio of oxygen) (2)
また、前記珪素分布曲線、前記酸素分布曲線及び前記炭素分布曲線において、珪素の原子比、酸素の原子比及び炭素の原子比が、該層の膜厚の90%以上の領域において前記式(1)で表される条件を満たす場合には、前記薄膜層中における珪素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する珪素原子の含有量の原子比率は、25〜45at%であることが好ましく、30〜40at%であることがより好ましい。また、前記薄膜層中における珪素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する酸素原子の含有量の原子比率は、33〜67at%であることが好ましく、45〜67at%であることがより好ましい。さらに、前記薄膜層中における珪素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する炭素原子の含有量の原子比率は、3〜33at%であることが好ましく、3〜25at%であることがより好ましい。 Further, in the silicon distribution curve, the oxygen distribution curve, and the carbon distribution curve, in the region where the atomic ratio of silicon, the atomic ratio of oxygen, and the atomic ratio of carbon are 90% or more of the film thickness of the layer, the above formula (1 ), The atomic ratio of the content of silicon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms in the thin film layer is preferably 25 to 45 at%, More preferably, it is ˜40 at%. The atomic ratio of the oxygen atom content to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms in the thin film layer is preferably 33 to 67 at%, and more preferably 45 to 67 at%. Furthermore, the atomic ratio of the carbon atom content to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms in the thin film layer is preferably 3 to 33 at%, and more preferably 3 to 25 at%.
さらに、前記珪素分布曲線、前記酸素分布曲線及び前記炭素分布曲線において、珪素の原子比、酸素の原子比及び炭素の原子比が、該層の膜厚の90%以上の領域において前記式(2)で表される条件を満たす場合には、前記薄膜層中における珪素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する珪素原子の含有量の原子比率は、25〜45at%であることが好ましく、30〜40at%であることがより好ましい。また、前記薄膜層中における珪素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する酸素原子の含有量の原子比率は、1〜33at%であることが好ましく、10〜27at%であることがより好ましい。さらに、前記薄膜層中における珪素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する炭素原子の含有量の原子比率は、33〜66at%であることが好ましく、40〜57at%であることがより好ましい。 Further, in the silicon distribution curve, the oxygen distribution curve, and the carbon distribution curve, in the region where the atomic ratio of silicon, the atomic ratio of oxygen, and the atomic ratio of carbon are 90% or more of the film thickness of the layer, the above formula (2 ), The atomic ratio of the content of silicon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms in the thin film layer is preferably 25 to 45 at%, More preferably, it is ˜40 at%. The atomic ratio of the oxygen atom content to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms in the thin film layer is preferably 1 to 33 at%, more preferably 10 to 27 at%. Furthermore, the atomic ratio of the carbon atom content to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms in the thin film layer is preferably 33 to 66 at%, and more preferably 40 to 57 at%.
本発明においては、前記薄膜層において、珪素原子、酸素原子、炭素原子及び前記その他の非金属元素の原子の合計量に対するその他の非金属元素の原子の量の比率(その他の非金属元素の原子比)が1at%以上であることが好ましい。このような条件を満たすことで、得られる積層フィルムのガスバリア性及び耐屈曲性をさらに向上させることができる。なお、前記その他の非金属元素の原子の原子比の上限値は特に限定されないが、20at%であることが好ましい。 In the present invention, in the thin film layer, the ratio of the amount of atoms of other nonmetallic elements to the total amount of atoms of silicon atoms, oxygen atoms, carbon atoms and other nonmetallic elements (the atoms of other nonmetallic elements) Ratio) is preferably 1 at% or more. By satisfy | filling such conditions, the gas barrier property and bending resistance of the laminated film obtained can be further improved. The upper limit of the atomic ratio of the other nonmetallic elements is not particularly limited, but is preferably 20 at%.
さらに、本発明においては、前記薄膜層において、その他の非金属元素として窒素を含む場合に、珪素原子、酸素原子、炭素原子及び窒素原子の合計量に対する窒素原子の量の比率が1at%以上であることが好ましい。本発明においては、特に、前記薄膜層の膜厚方向における該層の表面からの距離と、珪素原子、酸素原子、炭素原子及び窒素原子の合計量に対する窒素原子の量の比率(窒素の原子比)との関係を示す窒素分布曲線が、前記薄膜層の膜厚の90%以上(より好ましくは95%以上、特に好ましくは100%)の領域において、窒素原子の比率が1at%以上であることが好ましい。薄膜層中に十分量の窒素が含まれていることにより、フレキシブル性により優れた薄膜層となり、フィルムを屈曲させた場合におけるガスバリア性に非常に優れた積層フィルムを得ることができる。 Furthermore, in the present invention, when the thin film layer contains nitrogen as another nonmetallic element, the ratio of the amount of nitrogen atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, carbon atoms and nitrogen atoms is 1 at% or more. Preferably there is. In the present invention, in particular, the distance from the surface of the thin film layer in the film thickness direction and the ratio of the amount of nitrogen atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms, carbon atoms and nitrogen atoms (the atomic ratio of nitrogen) The nitrogen distribution curve showing the relationship with () is 90% or more (more preferably 95% or more, particularly preferably 100%) of the film thickness of the thin film layer, and the ratio of nitrogen atoms is 1 at% or more. Is preferred. When a sufficient amount of nitrogen is contained in the thin film layer, a thin film layer having excellent flexibility is obtained, and a laminated film having excellent gas barrier properties when the film is bent can be obtained.
前記珪素分布曲線、前記酸素分布曲線、前記炭素分布曲線、前記酸素炭素分布曲線、及び前記窒素分布曲線は、X線光電子分光法(XPS:Xray Photoelectron Spectroscopy)の測定とアルゴン等の希ガスイオンスパッタとを併用することにより、試料内部を露出させつつ順次表面組成分析を行う、いわゆるXPSデプスプロファイル測定により作成することができる。このようなXPSデプスプロファイル測定により得られる分布曲線は、例えば、縦軸を各元素の原子比(単位:at%)とし、横軸をエッチング時間(スパッタ時間)として作成することができる。なお、このように横軸をエッチング時間とする元素の分布曲線においては、エッチング時間は膜厚方向における前記薄膜層の膜厚方向における前記薄膜層の表面からの距離に概ね相関することから、「薄膜層の膜厚方向における薄膜層の表面からの距離」として、XPSデプスプロファイル測定の際に採用したエッチング速度とエッチング時間との関係から算出される薄膜層の表面からの距離を採用することができる。また、このようなXPSデプスプロファイル測定に際して採用するスパッタ法としては、エッチングイオン種としてアルゴン(Ar+)を用いた希ガスイオンスパッタ法を採用し、そのエッチング速度(エッチングレート)を0.05nm/sec(SiO2熱酸化膜換算値)とすることが好ましい。 The silicon distribution curve, the oxygen distribution curve, the carbon distribution curve, the oxygen carbon distribution curve, and the nitrogen distribution curve are measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and rare gas ion sputtering such as argon. Can be used for so-called XPS depth profile measurement in which surface composition analysis is sequentially performed while exposing the inside of the sample. A distribution curve obtained by such XPS depth profile measurement can be created, for example, with the vertical axis as the atomic ratio (unit: at%) of each element and the horizontal axis as the etching time (sputtering time). In addition, in the element distribution curve with the horizontal axis as the etching time in this way, the etching time is generally correlated with the distance from the surface of the thin film layer in the film thickness direction of the thin film layer in the film thickness direction. As the distance from the surface of the thin film layer in the film thickness direction of the thin film layer, the distance from the surface of the thin film layer calculated from the relationship between the etching rate and the etching time employed in the XPS depth profile measurement may be adopted. it can. In addition, as a sputtering method employed for such XPS depth profile measurement, a rare gas ion sputtering method using argon (Ar + ) as an etching ion species is employed, and the etching rate (etching rate) is 0.05 nm / It is preferable to set to sec (SiO 2 thermal oxide film conversion value).
また、本発明においては、膜面全体において均一で且つ優れたガスバリア性を有する薄膜層を形成するという観点から、前記薄膜層が膜面方向(薄膜層の表面に平行な方向)において実質的に一様であることが好ましい。本明細書において、薄膜層が膜面方向において実質的に一様とは、XPSデプスプロファイル測定により薄膜層の膜面の任意の2箇所の測定箇所について前記酸素分布曲線、前記炭素分布曲線及び前記酸素炭素分布曲線を作成した場合に、その任意の2箇所の測定箇所において得られる炭素分布曲線が持つ極値の数が同じであり、それぞれの炭素分布曲線における炭素の原子比の最大値及び最小値の差の絶対値が、互いに同じであるかもしくは5at%以内の差であることをいう。 In the present invention, the thin film layer is substantially in the film surface direction (direction parallel to the surface of the thin film layer) from the viewpoint of forming a thin film layer having a uniform and excellent gas barrier property over the entire film surface. Preferably it is uniform. In the present specification, the thin film layer is substantially uniform in the film surface direction means that the oxygen distribution curve, the carbon distribution curve, and the carbon distribution curve at any two measurement points on the film surface of the thin film layer by XPS depth profile measurement. When an oxygen carbon distribution curve is created, the number of extreme values of the carbon distribution curve obtained at any two measurement points is the same, and the maximum and minimum values of the carbon atomic ratio in each carbon distribution curve The absolute value of the difference between the values is the same as each other or within 5 at%.
本発明の積層フィルムは、珪素、酸素、炭素、及びその他非金属元素を少なくとも1種類以上含有しており、且つ、上記条件(i)〜(ii)を全て満たす薄膜層を少なくとも1層備えることが必要であるが、そのような条件を満たす層を2層以上備えていてもよい。さらに、このような薄膜層を2層以上備える場合には、複数の薄膜層の材質は、同一であってもよく、異なっていてもよい。また、このような薄膜層を2層以上備える場合には、このような薄膜層は前記基材の一方の表面上に形成されていてもよく、前記基材の両方の表面上に形成されていてもよい。また、このような複数の薄膜層としては、ガスバリア性を必ずしも有しない薄膜層を含んでいてもよい。 The laminated film of the present invention comprises at least one thin film layer containing at least one kind of silicon, oxygen, carbon, and other non-metallic elements and satisfying all of the above conditions (i) to (ii). However, two or more layers satisfying such conditions may be provided. Further, when two or more such thin film layers are provided, the materials of the plurality of thin film layers may be the same or different. When two or more such thin film layers are provided, such a thin film layer may be formed on one surface of the base material, and is formed on both surfaces of the base material. May be. Moreover, as such a some thin film layer, the thin film layer which does not necessarily have gas barrier property may be included.
また、前記薄膜層の厚みは、5〜3000nmの範囲であることが好ましく、10〜2000nmの範囲であることより好ましく、100〜1000nmの範囲であることが特に好ましい。薄膜層の厚みが前記下限未満では、酸素ガスバリア性、水蒸気バリア性等のガスバリア性が劣る傾向にあり、他方、前記上限を超えると、屈曲によりガスバリア性が低下しやすくなる傾向にある。 The thickness of the thin film layer is preferably in the range of 5 to 3000 nm, more preferably in the range of 10 to 2000 nm, and particularly preferably in the range of 100 to 1000 nm. If the thickness of the thin film layer is less than the lower limit, the gas barrier properties such as oxygen gas barrier properties and water vapor barrier properties tend to be inferior. On the other hand, if the thickness exceeds the upper limit, the gas barrier properties tend to decrease due to bending.
また、本発明の積層フィルムが複数の薄膜層を備える場合には、それらの薄膜層の厚みの合計値は、通常10〜10000nmの範囲であり、10〜5000nmの範囲であることが好ましく、100〜3000nmの範囲であることより好ましく、200〜2000nmの範囲であることが特に好ましい。薄膜層の厚みの合計値が前記下限未満では、酸素ガスバリア性、水蒸気バリア性等のガスバリア性が劣る傾向にあり、他方、前記上限を超えると、屈曲によりガスバリア性が低下しやすくなる傾向にある。 When the laminated film of the present invention includes a plurality of thin film layers, the total thickness of the thin film layers is usually in the range of 10 to 10,000 nm, preferably in the range of 10 to 5000 nm. More preferably, it is in the range of -3000 nm, and particularly preferably in the range of 200-2000 nm. If the total thickness of the thin film layer is less than the lower limit, the gas barrier properties such as oxygen gas barrier properties and water vapor barrier properties tend to be inferior. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the gas barrier properties tend to decrease due to bending. .
本発明の積層フィルムは、前記基材及び前記薄膜層を備えるものであるが、必要に応じて、更にプライマーコート層、ヒートシール性樹脂層、接着剤層等を備えていてもよい。このようなプライマーコート層は、前記基材及び前記薄膜層との接着性を向上させることが可能な公知のプライマーコート剤を用いて形成することができる。また、このようなヒートシール性樹脂層は、適宜公知のヒートシール性樹脂を用いて形成することができる。さらに、このような接着剤層は、適宜公知の接着剤を用いて形成することができ、このような接着剤層により複数の積層フィルム同士を接着させてもよい。 The laminated film of the present invention includes the base material and the thin film layer, but may further include a primer coat layer, a heat sealable resin layer, an adhesive layer, and the like as necessary. Such a primer coat layer can be formed using a known primer coat agent capable of improving the adhesion between the substrate and the thin film layer. Moreover, such a heat-sealable resin layer can be suitably formed using a well-known heat-sealable resin. Furthermore, such an adhesive layer can be appropriately formed using a known adhesive, and a plurality of laminated films may be bonded to each other by such an adhesive layer.
また、本発明の積層フィルムにおいては、前記薄膜層がプラズマ化学気相成長法により形成される層であることが好ましい。このようなプラズマ化学気相成長法により形成される薄膜層としては、前記基材を前記一対の成膜ロール上に配置し、前記一対の成膜ロール間に放電してプラズマを発生させるプラズマ化学気相成長法により形成される層であることがより好ましい。また、このようにして一対の成膜ロール間に放電する際には、前記一対の成膜ロールの極性を交互に反転させることが好ましい。更に、このようなプラズマ化学気相成長法に用いる成膜ガスとしては、有機珪素化合物と、酸素と、珪素、炭素及び酸素以外の非金属元素の原子を含む化合物とを含むものが好ましく、その成膜ガス中の酸素の含有量は、前記成膜ガス中の前記有機珪素化合物の全量を完全酸化するのに必要な理論酸素量以下であることが好ましい。また、本発明の積層フィルムにおいては、前記薄膜層が連続的な成膜プロセスにより形成された層であることが好ましい。 In the laminated film of the present invention, the thin film layer is preferably a layer formed by a plasma chemical vapor deposition method. As a thin film layer formed by such a plasma chemical vapor deposition method, plasma chemistry in which the base material is disposed on the pair of film forming rolls and plasma is generated by discharging between the pair of film forming rolls. A layer formed by a vapor deposition method is more preferable. Further, when discharging between the pair of film forming rolls in this way, it is preferable to reverse the polarities of the pair of film forming rolls alternately. Further, as a film forming gas used in such a plasma chemical vapor deposition method, a gas containing an organosilicon compound, oxygen, and a compound containing atoms of nonmetallic elements other than silicon, carbon, and oxygen is preferable. The oxygen content in the film forming gas is preferably less than or equal to the theoretical oxygen amount required to completely oxidize the entire amount of the organosilicon compound in the film forming gas. Moreover, in the laminated | multilayer film of this invention, it is preferable that the said thin film layer is a layer formed of the continuous film-forming process.
次に、本発明の積層フィルムを製造する方法について説明する。本発明の積層フィルムは、前記基材の表面上に前記薄膜層を形成させることにより製造することができる。このような本発明にかかる薄膜層を前記基材の表面上に形成させる方法としては、ガスバリア性の観点から、プラズマ化学気相成長法(プラズマCVD)を採用することが好ましい。 Next, a method for producing the laminated film of the present invention will be described. The laminated film of the present invention can be produced by forming the thin film layer on the surface of the substrate. As a method of forming such a thin film layer according to the present invention on the surface of the substrate, it is preferable to employ plasma chemical vapor deposition (plasma CVD) from the viewpoint of gas barrier properties.
また、前記プラズマ化学気相成長法においてプラズマを発生させる際には、複数の成膜ロールの間の空間にプラズマ放電を発生させることが好ましく、一対の成膜ロールを用い、その一対の成膜ロールのそれぞれに前記基材を配置して、一対の成膜ロール間に放電してプラズマを発生させることがより好ましい。このようにして、一対の成膜ロールを用い、その一対の成膜ロール上に基材を配置して、かかる一対の成膜ロール間に放電することにより、成膜時に一方の成膜ロール上に存在する基材の表面部分を成膜しつつ、もう一方の成膜ロール上に存在する基材の表面部分も同時に成膜することが可能となって効率よく薄膜を製造できるばかりか、成膜レートを倍にでき、なおかつ、同じ構造の膜を成膜できるので前記炭素分布曲線における極値を少なくとも倍増させることが可能となり、効率よく上記条件(i)〜(ii)を全て満たす層を形成することが可能となる。また、本発明の積層フィルムは、生産性の観点から、ロールツーロール方式で前記基材の表面上に前記薄膜層を形成させることが好ましい。また、このようなプラズマ化学気相成長法により積層フィルムを製造する際に用いることが可能な装置としては、特に制限されないが、少なくとも一対の成膜ロールと、プラズマ電源とを備え且つ前記一対の成膜ロール間において放電することが可能な構成となっている装置であることが好ましく、例えば、図1に示す製造装置を用いた場合には、プラズマ化学気相成長法を利用しながらロールツーロール方式で製造することも可能となる。 Further, when generating plasma in the plasma enhanced chemical vapor deposition method, it is preferable to generate a plasma discharge in a space between a plurality of film forming rolls, and a pair of film forming rolls is used, and the pair of film forming films is used. More preferably, the substrate is disposed on each of the rolls, and plasma is generated by discharging between the pair of film forming rolls. In this way, a pair of film forming rolls are used, a base material is disposed on the pair of film forming rolls, and discharge is performed between the pair of film forming rolls. In addition to forming the surface portion of the base material present on the other film, the surface portion of the base material existing on the other film forming roll can be formed at the same time. Since the film rate can be doubled and a film having the same structure can be formed, the extreme value in the carbon distribution curve can be at least doubled, and a layer that efficiently satisfies all the above conditions (i) to (ii) can be obtained. It becomes possible to form. Moreover, it is preferable that the laminated film of this invention forms the said thin film layer on the surface of the said base material by a roll-to-roll system from a viewpoint of productivity. Further, an apparatus that can be used when producing a laminated film by such a plasma chemical vapor deposition method is not particularly limited, and includes at least a pair of film forming rolls and a plasma power source, It is preferable that the apparatus has a configuration capable of discharging between the film forming rolls. For example, when the manufacturing apparatus shown in FIG. 1 is used, roll-to-roll using plasma chemical vapor deposition is used. It is also possible to manufacture by a roll method.
以下、図1を参照しながら、本発明の積層フィルムを製造する方法についてより詳細に説明する。なお、図1は、本発明の積層フィルムを製造するのに好適に利用することが可能な製造装置の一例を示す模式図である。また、以下の説明及び図面中、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, the method for producing the laminated film of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a manufacturing apparatus that can be suitably used for manufacturing the laminated film of the present invention. In the following description and drawings, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1に示す製造装置は、送り出しロール11と、搬送ロール21、22、23、24と、成膜ロール31、32と、ガス供給管41と、プラズマ発生用電源51と、成膜ロール31及び32の内部に設置された磁場発生装置61、62と、巻取りロール71とを備えている。また、このような製造装置においては、少なくとも成膜ロール31、32と、ガス供給管41と、プラズマ発生用電源51と、磁場発生装置61、62とが図示を省略した真空チャンバー内に配置されている。更に、このような製造装置において前記真空チャンバーは図示を省略した真空ポンプに接続されており、かかる真空ポンプにより真空チャンバー内の圧力を適宜調整することが可能となっている。
1 includes a
このような製造装置においては、一対の成膜ロール(成膜ロール31と成膜ロール32)を一対の対向電極として機能させることが可能となるように、各成膜ロールがそれぞれプラズマ発生用電源51に接続されている。そのため、このような製造装置においては、プラズマ発生用電源51により電力を供給することにより、成膜ロール31と成膜ロール32との間の空間に放電することが可能であり、これにより成膜ロール31と成膜ロール32との間の空間にプラズマを発生させることができる。なお、このように、成膜ロール31と成膜ロール32を電極としても利用する場合には、電極としても利用可能なようにその材質や設計を適宜変更すればよい。また、このような製造装置においては、一対の成膜ロール(成膜ロール31及び32)は、その中心軸が同一平面上において略平行となるようにして配置することが好ましい。このようにして、一対の成膜ロール(成膜ロール31及び32)を配置することにより、成膜レートを倍にでき、なおかつ、同じ構造の膜を成膜できるので前記炭素分布曲線における極値を少なくとも倍増させることが可能となる。そして、このような製造装置によれば、CVD法によりフィルム100の表面上に薄膜層を形成することが可能であり、成膜ロール31上においてフィルム100の表面上に膜成分を堆積させつつ、更に成膜ロール32上においてもフィルム100の表面上に膜成分を堆積させることもできるため、フィルム100の表面上に前記薄膜層を効率よく形成することができる。
In such a manufacturing apparatus, each film-forming roll has a plasma generation power source so that the pair of film-forming rolls (film-forming
また、成膜ロール31及び成膜ロール32の内部には、成膜ロールが回転しても回転しないようにして固定された磁場発生装置61及び62がそれぞれ設けられている。
Further, inside the
さらに、成膜ロール31及び成膜ロール32としては適宜公知のロールを用いることができる。このような成膜ロール31及び32としては、より効率よく薄膜を形成せしめるという観点から、直径が同一のものを使うことが好ましい。また、このような成膜ロール31及び32の直径としては、放電条件、チャンバーのスペース等の観点から、5〜100cmの範囲とすることが好ましい。
Further, as the
また、このような製造装置においては、フィルム100の表面がそれぞれ対向するように、一対の成膜ロール(成膜ロール31と成膜ロール32)上に、フィルム100が配置されている。このようにしてフィルム100を配置することにより、成膜ロール31と成膜ロール32との間に放電を行ってプラズマを発生させる際に、一対の成膜ロール間に存在するフィルム100のそれぞれの表面を同時に成膜することが可能となる。すなわち、このような製造装置によれば、CVD法により、成膜ロール31上にてフィルム100の表面上に膜成分を堆積させ、更に成膜ロール32上にて膜成分を堆積させることができるため、フィルム100の表面上に前記薄膜層を効率よく形成することが可能となる。
Moreover, in such a manufacturing apparatus, the
また、このような製造装置に用いる送り出しロール11及び搬送ロール21、22、23、24としては適宜公知のロールを用いることができる。また、巻取りロール71としても、薄膜層を形成したフィルム100を巻き取ることが可能なものであればよく、特に制限されず、適宜公知のロールを用いることができる。
Further, as the
また、ガス供給管41としては原料ガス等を所定の速度で供給又は排出することが可能なものを適宜用いることができる。さらに、プラズマ発生用電源51としては、適宜公知のプラズマ発生装置の電源を用いることができる。このようなプラズマ発生用電源51は、これに接続された成膜ロール31と成膜ロール32に電力を供給して、これらを放電のための対向電極として利用することを可能とする。このようなプラズマ発生用電源51としては、より効率よくプラズマCVDを実施することが可能となることから、前記一対の成膜ロールの極性を交互に反転させることが可能なもの(交流電源など)を利用することが好ましい。また、このようなプラズマ発生用電源51としては、より効率よくプラズマCVDを実施することが可能となることから、印加電力を100W〜10kWとすることができ且つ交流の周波数を50Hz〜500kHzとすることが可能なものであることがより好ましい。また、磁場発生装置61、62としては適宜公知の磁場発生装置を用いることができる。さらに、フィルム100としては、前記本発明に用いる基材の他に、前記薄膜層を予め形成させたものを用いることができる。このように、フィルム100として前記薄膜層を予め形成させたものを用いることにより、前記薄膜層の厚みを厚くすることも可能である。
Further, as the
このような図1に示す製造装置を用いて、例えば、原料ガスの種類、プラズマ発生装置の電極ドラムの電力、真空チャンバー内の圧力、成膜ロールの直径、並びに、フィルムの搬送速度を適宜調整することにより、本発明の積層フィルムを製造することができる。すなわち、図1に示す製造装置を用いて、成膜ガス(原料ガス等)を真空チャンバー内に供給しつつ、一対の成膜ロール(成膜ロール31及び32)間に放電を発生させることにより、前記成膜ガス(原料ガス等)がプラズマによって分解され、成膜ロール31上のフィルム100の表面上並びに成膜ロール32上のフィルム100の表面上に、前記薄膜層がプラズマCVD法により形成される。なお、このような成膜に際しては、フィルム100が送り出しロール11や成膜ロール31等により、それぞれ搬送されることにより、ロールツーロール方式の連続的な成膜プロセスによりフィルム100の表面上に前記薄膜層が形成される。
Using the manufacturing apparatus shown in FIG. 1, for example, the type of source gas, the power of the electrode drum of the plasma generator, the pressure in the vacuum chamber, the diameter of the film forming roll, and the film transport speed are adjusted as appropriate. By doing so, the laminated film of the present invention can be produced. That is, by using the manufacturing apparatus shown in FIG. 1 to generate a discharge between a pair of film forming rolls (
このような薄膜層の形成に用いる前記成膜ガス中の原料ガスとしては、形成する薄膜層の材質に応じて適宜選択して使用することができる。このような原料ガスとしては、例えば珪素を含有する有機珪素化合物を用いることができる。このような有機珪素化合物としては、例えば、ヘキサメチルジシロキサン、1.1.3.3−テトラメチルジシロキサン、ビニルトリメチルシラン、メチルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラン、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、ジエチルシラン、プロピルシラン、フェニルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、テトラメチルシランが挙げられる。これらの有機珪素化合物の中でも、化合物の取り扱い性及び得られる薄膜層のガスバリア性等の特性の観点から、ヘキサメチルジシロキサン、1.1.3.3−テトラメチルジシロキサンが好ましい。また、これらの有機珪素化合物は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。さらに、原料ガスとして、上述の有機珪素化合物のほかにモノシランを含有させ、形成する薄膜層の珪素源として使用することとしてもよい。 The source gas in the film-forming gas used for forming such a thin film layer can be appropriately selected and used according to the material of the thin film layer to be formed. As such a source gas, for example, an organosilicon compound containing silicon can be used. Examples of such organosilicon compounds include hexamethyldisiloxane, 1.1.3.3-tetramethyldisiloxane, vinyltrimethylsilane, methyltrimethylsilane, hexamethyldisilane, methylsilane, dimethylsilane, trimethylsilane, diethyl Examples thereof include silane, propylsilane, phenylsilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, octamethylcyclotetrasiloxane, and tetramethylsilane. Among these organosilicon compounds, hexamethyldisiloxane and 1.1.3.3-tetramethyldisiloxane are preferable from the viewpoints of properties such as the handleability of the compound and the gas barrier property of the obtained thin film layer. Moreover, these organosilicon compounds can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. Furthermore, it is good also as using as a silicon source of the thin film layer to contain monosilane other than the above-mentioned organosilicon compound as source gas.
また、前記成膜ガスとしては、前記原料ガスの他に反応ガスを用いてもよい。このような反応ガスとしては、前記原料ガスと反応して酸化物等の無機化合物となるガスを適宜選択して使用することができる。酸化物を形成するための反応ガスとしては、例えば、酸素、オゾンを用いることができる。これらの反応ガスは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。 In addition to the source gas, a reactive gas may be used as the film forming gas. As such a reactive gas, a gas that reacts with the raw material gas to become an inorganic compound such as an oxide can be appropriately selected and used. As a reaction gas for forming an oxide, for example, oxygen or ozone can be used. These reaction gases can be used singly or in combination of two or more.
本発明においては、前記成膜ガスとして窒素を含むガスを用いることにより、珪素、酸素、炭素、及び窒素を含有する薄膜層を得ることができる。窒素を含むガスとしては、窒素ガスの他に、窒素含有化合物のガスであってもよい。窒素含有化合物のガスとしては、アンモニア等の無機窒素含有化合物のガス、窒素酸化物{一酸化窒素(NO)、二酸化窒素(NO2)、亜酸化窒素(一酸化二窒素)(N20)、三酸化二窒素(N2O3)、四酸化二窒素(N2O4)、五酸化二窒素(N2O5)等}等の酸素及び窒素を含む化合物のガス等が挙げられる。窒素ガスやアンモニア、酸素及び窒素を含む化合物のガス等は、反応ガスとして用いることができる。これらの窒素を含むガスは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。その他、例えば、酸化物を形成するための反応ガスと窒化物を形成するための反応ガスとを組み合わせて使用することにより、薄膜層中に酸窒化物を形成させることができる。また、原料ガスとして、ヘキサメチルジシラザン等の珪素と窒素をともに含有する窒素含有有機珪素化合物のガスを用いてもよい。 In the present invention, a thin film layer containing silicon, oxygen, carbon, and nitrogen can be obtained by using a gas containing nitrogen as the film forming gas. The gas containing nitrogen may be nitrogen-containing compound gas in addition to nitrogen gas. Examples of the nitrogen-containing compound gas include inorganic nitrogen-containing compound gases such as ammonia, nitrogen oxides {nitrogen monoxide (NO), nitrogen dioxide (NO 2 ), nitrous oxide (dinitrogen monoxide) (N 2 0). , Dinitrogen trioxide (N 2 O 3 ), dinitrogen tetroxide (N 2 O 4 ), dinitrogen pentoxide (N 2 O 5, etc.), and the like, and the like. Nitrogen gas, ammonia, oxygen, and a compound gas containing nitrogen can be used as a reaction gas. These gases containing nitrogen can be used singly or in combination of two or more. In addition, for example, an oxynitride can be formed in the thin film layer by using a combination of a reaction gas for forming an oxide and a reaction gas for forming a nitride. In addition, a nitrogen-containing organosilicon compound gas containing both silicon and nitrogen, such as hexamethyldisilazane, may be used as the source gas.
前記成膜ガスとしては、前記原料ガスを真空チャンバー内に供給するために、必要に応じて、キャリアガスを用いてもよい。さらに、前記成膜ガスとしては、プラズマ放電を発生させるために、必要に応じて、放電用ガスを用いてもよい。このようなキャリアガス及び放電用ガスとしては、適宜公知のものを使用することができ、例えば、ヘリウム、アルゴン、ネオン、キセノン等の希ガス;水素を用いることができる。 As the film forming gas, a carrier gas may be used as necessary to supply the source gas into the vacuum chamber. Further, as the film forming gas, a discharge gas may be used as necessary in order to generate plasma discharge. As such carrier gas and discharge gas, known ones can be used as appropriate, for example, rare gases such as helium, argon, neon, xenon, etc .; hydrogen can be used.
このような成膜ガスが原料ガスと反応ガスを含有する場合には、原料ガスと反応ガスの比率としては、原料ガスと反応ガスとを完全に反応させるために理論上必要となる反応ガスの量の比率よりも、反応ガスの比率を過剰にし過ぎないことが好ましい。反応ガスの比率を過剰にし過ぎてしまうと、上記条件(i)〜(ii)を全て満たす薄膜が得られなくなってしまう。この場合には、形成される薄膜層によって、優れたバリア性や耐屈曲性を得ることができなくなる。また、前記成膜ガスが前記有機珪素化合物と酸素とを含有するものである場合には、前記成膜ガス中の前記有機珪素化合物の全量を完全酸化するのに必要な理論酸素量以下であることが好ましい。 When such a film-forming gas contains a source gas and a reactive gas, the ratio of the source gas and the reactive gas is the reaction gas that is theoretically necessary for completely reacting the source gas and the reactive gas. It is preferable not to make the ratio of the reaction gas excessive rather than the ratio of the amount. If the ratio of the reaction gas is excessive, a thin film that satisfies all the above conditions (i) to (ii) cannot be obtained. In this case, excellent barrier properties and bending resistance cannot be obtained depending on the formed thin film layer. Further, when the film forming gas contains the organosilicon compound and oxygen, the amount is less than or equal to the theoretical oxygen amount required for complete oxidation of the entire amount of the organosilicon compound in the film forming gas. It is preferable.
以下、前記成膜ガスとして、原料ガスとしてのヘキサメチルジシロキサン(有機珪素化合物:HMDSO:(CH3)6Si2O)と、反応ガスとしての酸素(O2)及び窒素ガスを含有するものを用い、珪素−酸素系の薄膜を製造する場合を例に挙げて、成膜ガス中の原料ガスと反応ガスの好適な比率等についてより詳細に説明する。 Hereinafter, the film forming gas contains hexamethyldisiloxane (organosilicon compound: HMDSO: (CH 3 ) 6 Si 2 O) as a source gas, and oxygen (O 2 ) and nitrogen gas as reaction gases. The silicon-oxygen-based thin film is manufactured as an example, and a suitable ratio of the source gas to the reaction gas in the film forming gas will be described in more detail.
原料ガスとしてのヘキサメチルジシロキサン(HMDSO、(CH3)6Si2O)と、反応ガスとしての酸素(O2)とを含有する成膜ガスをプラズマCVDにより反応させて珪素−酸素系の薄膜を作製する場合、その成膜ガスにより下記反応式(1):
(CH3)6Si2O+12O2→6CO2+9H2O+2SiO2 (1)
に記載のような反応が起こり、二酸化珪素が製造される。このような反応においては、ヘキサメチルジシロキサン1モルを完全酸化するのに必要な酸素量は12モルである。そのため、成膜ガス中に、ヘキサメチルジシロキサン1モルに対して酸素を12モル以上含有させて完全に反応させた場合には、均一な二酸化珪素膜が形成されてしまうため、上記条件(i)〜(ii)を全て満たす薄膜層を形成することができなくなってしまう。そのため、本発明において、薄膜層を形成する際には、上記(1)式の反応が完全に進行してしまわないように、ヘキサメチルジシロキサン1モルに対して酸素量を化学量論比の12モルより少なくする必要がある。なお、実際のプラズマCVDチャンバー内の反応では、原料のヘキサメチルジシロキサンと反応ガスの酸素は、ガス供給部から成膜領域へ供給されて成膜されるので、反応ガスの酸素のモル量(流量)が原料のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)の12倍のモル量(流量)であったとしても、現実には完全に反応を進行させることはできず、酸素の含有量を化学量論比に比して大過剰に供給して初めて反応が完結すると考えられる(例えば、CVDにより完全酸化させて酸化珪素を得るために、酸素のモル量(流量)を原料のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)の20倍以上程度とする場合もある。)。そのため、原料のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)に対する酸素のモル量(流量)は、化学量論比である12倍量以下(より好ましくは、10倍以下)の量であることが好ましい。このような比でヘキサメチルジシロキサン及び酸素を含有させることにより、完全に酸化されなかったヘキサメチルジシロキサン中の炭素原子や水素原子、及び窒素ガス由来の窒素原子が薄膜層中に取り込まれ、珪素、酸素、炭素、及び窒素を含有し、且つ上記条件(i)〜(ii)を全て満たす薄膜層を形成することが可能となって、得られる積層フィルムに優れたバリア性及び耐屈曲性を発揮させることが可能となる。なお、成膜ガス中のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)に対する酸素のモル量(流量)が少なすぎると、酸化されなかった炭素原子や水素原子が薄膜層中に過剰に取り込まれるため、この場合はバリア膜の透明性が低下して、バリアフィルムは有機ELデバイスや有機薄膜太陽電池などのような透明性を必要とするデバイス用のフレキシブル基板には利用できなくなってしまう。このような観点から、成膜ガス中のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)に対する酸素のモル量(流量)の下限は、ヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)の0.1倍より多い量とすることが好ましく、0.5倍より多い量とすることがより好ましい。
A film-forming gas containing hexamethyldisiloxane (HMDSO, (CH 3 ) 6 Si 2 O) as a source gas and oxygen (O 2 ) as a reaction gas is reacted by plasma CVD to form a silicon-oxygen-based material. When producing a thin film, the following reaction formula (1) is given by the film-forming gas:
(CH 3 ) 6 Si 2 O + 12O 2 → 6CO 2 + 9H 2 O + 2SiO 2 (1)
The reaction as described in 1 takes place to produce silicon dioxide. In such a reaction, the amount of oxygen required to completely oxidize 1 mol of hexamethyldisiloxane is 12 mol. Therefore, when the film forming gas contains 12 moles or more of oxygen with respect to 1 mole of hexamethyldisiloxane and is completely reacted, a uniform silicon dioxide film is formed. ) To (ii) cannot be formed. Therefore, in the present invention, when forming the thin film layer, the oxygen amount is set to the stoichiometric ratio with respect to 1 mol of hexamethyldisiloxane so that the reaction of the above formula (1) does not proceed completely. It must be less than 12 moles. Note that in the actual reaction in the plasma CVD chamber, the raw material hexamethyldisiloxane and the reaction gas oxygen are supplied from the gas supply unit to the film formation region to form a film, so the molar amount of oxygen in the reaction gas ( Even if the flow rate is 12 times the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane as the raw material, the reaction cannot actually proceed completely. It is considered that the reaction is completed only when a large excess is supplied compared to the stoichiometric ratio (for example, in order to obtain silicon oxide by complete oxidation by CVD, the molar amount (flow rate) of oxygen is the raw material hexamethyldisiloxane. (It may be about 20 times or more of the molar amount (flow rate).) Therefore, the molar amount (flow rate) of oxygen with respect to the molar amount (flow rate) of the raw material hexamethyldisiloxane is preferably an amount of 12 times or less (more preferably 10 times or less) which is the stoichiometric ratio. . By including hexamethyldisiloxane and oxygen at such a ratio, carbon atoms and hydrogen atoms in hexamethyldisiloxane that have not been completely oxidized, and nitrogen atoms derived from nitrogen gas are taken into the thin film layer, It is possible to form a thin film layer containing silicon, oxygen, carbon, and nitrogen and satisfying all of the above conditions (i) to (ii), and the resulting laminated film has excellent barrier properties and flex resistance Can be exhibited. If the molar amount (flow rate) of oxygen with respect to the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane in the film forming gas is too small, carbon atoms and hydrogen atoms that have not been oxidized are excessively taken into the thin film layer. In this case, the transparency of the barrier film decreases, and the barrier film cannot be used for a flexible substrate for a device that requires transparency such as an organic EL device or an organic thin film solar cell. From such a viewpoint, the lower limit of the molar amount (flow rate) of oxygen relative to the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane in the film forming gas is more than 0.1 times the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane. Preferably, the amount is more than 0.5 times.
また、成膜ガス中のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)に対する窒素のモル量(流量)が少なすぎると、薄膜層中に十分量の窒素が取り込まれないおそれがある。このため、成膜ガス中の窒素ガスのモル量(流量)は、ヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)の0.1倍より多い値とすることが好ましい。例えば、成膜ガス中の窒素ガスのモル量(流量)は、キャリアガスや放電用ガスとして用いられるガスと同程度のモル量(流量)とすることができる。 Further, if the molar amount (flow rate) of nitrogen relative to the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane in the film forming gas is too small, a sufficient amount of nitrogen may not be taken into the thin film layer. For this reason, it is preferable that the molar amount (flow rate) of the nitrogen gas in the film forming gas is a value larger than 0.1 times the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane. For example, the molar amount (flow rate) of nitrogen gas in the film forming gas can be set to the same molar amount (flow rate) as the gas used as the carrier gas or the discharge gas.
また、真空チャンバー内の圧力(真空度)は、原料ガスの種類等に応じて適宜調整することができるが、0.1Pa〜50Paの範囲とすることが好ましい。 Moreover, although the pressure (vacuum degree) in a vacuum chamber can be suitably adjusted according to the kind etc. of source gas, it is preferable to set it as the range of 0.1 Pa-50 Pa.
また、このようなプラズマCVD法において、成膜ロール31及び32間に放電するために、プラズマ発生用電源51に接続された電極ドラム(本実施形態においては成膜ロール31及び32に設置されている。)に印加する電力は、原料ガスの種類や真空チャンバー内の圧力等に応じて適宜調整することができるものであり一概に言えるものでないが、0.1〜10kWの範囲とすることが好ましい。このような印加電力が前記下限未満ではパーティクルが発生し易くなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると成膜時に発生する熱量が多くなり、成膜時の基材表面の温度が上昇してしまい、基材が熱負けして成膜時に皺が発生してしまったり、ひどい場合には熱でフィルムが溶けて、裸の成膜ロール間に大電流の放電が発生して成膜ロール自体を傷めてしまう可能性が生じる。
In such a plasma CVD method, in order to discharge between the
フィルム100の搬送速度(ライン速度)は、原料ガスの種類や真空チャンバー内の圧力等に応じて適宜調整することができるが、0.1〜100m/minの範囲とすることが好ましく、0.5〜20m/minの範囲とすることがより好ましい。ライン速度が前記下限未満では、フィルムに熱に起因する皺の発生しやすくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、形成される薄膜層の厚みが薄くなる傾向にある。
The conveyance speed (line speed) of the
以上説明したように、本発明によれば、十分なガスバリア性を有しており、しかもフィルムを屈曲させた場合においてもガスバリア性の低下を十分に抑制することが可能な積層フィルムを提供することが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a laminated film that has a sufficient gas barrier property and can sufficiently suppress a decrease in gas barrier property even when the film is bent. Is possible.
したがって、本発明の積層フィルムは、有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)を用いたフレキシブル照明、有機薄膜太陽電池、液晶ディスプレイ、医薬品の包装容器等に好適に用いることができる。 Therefore, the laminated film of the present invention can be suitably used for flexible lighting using organic electroluminescence elements (organic EL elements), organic thin film solar cells, liquid crystal displays, pharmaceutical packaging containers, and the like.
11…送り出しロール、21、22、23、24…搬送ロール、31、32…成膜ロール、41…ガス供給管、51…プラズマ発生用電源、61、62…磁場発生装置、71…巻取りロール、100…フィルム。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記薄膜層のうちの少なくとも1層が珪素、酸素、炭素、及び非金属元素(但し、珪素、酸素、及び炭素を除く。)を少なくとも1種類以上含有しており、且つ、該層の膜厚方向における該層の表面からの距離と、珪素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する炭素原子の量の比率(炭素の原子比)との関係を示す炭素分布曲線において、下記条件(i)〜(ii):
(i)前記炭素分布曲線が実質的に連続であること、
(ii)前記炭素分布曲線が少なくとも1つの極値を有すること、
を全て満たすことを特徴とする積層フィルム。 A laminated film comprising a substrate and at least one thin film layer formed on at least one surface of the substrate,
At least one of the thin film layers contains at least one kind of silicon, oxygen, carbon, and a nonmetallic element (excluding silicon, oxygen, and carbon), and the thickness of the layer. In the carbon distribution curve showing the relationship between the distance from the surface of the layer in the direction and the ratio of the amount of carbon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms (the atomic ratio of carbon), the following condition (i) ~ (Ii):
(I) the carbon distribution curve is substantially continuous;
(Ii) the carbon distribution curve has at least one extreme value;
A laminated film characterized by satisfying all of the above.
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