JP2013230605A - Gas barrier film and forming method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガスバリア性フィルム及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a gas barrier film and a method for producing the same.
ガスバリア性フィルムとして、従来、プラズマCVD法を用いてフィルム上に無機層を形成したフィルムが多く報告されている。
例えば、特許文献1では、厚み15μmのポリアミドフィルム上に、プラズマCVD法を用いて酸化珪素膜を膜厚100nmだけ形成したガスバリアフィルムが提案されている。
Conventionally, many films having an inorganic layer formed on a film using a plasma CVD method have been reported as gas barrier films.
For example, Patent Document 1 proposes a gas barrier film in which a silicon oxide film having a thickness of 100 nm is formed on a polyamide film having a thickness of 15 μm by using a plasma CVD method.
また、プラズマCVD法ではなく触媒化学気相堆積法を用いてフィルム上に無機層を形成したフィルムも報告されている。
例えば、特許文献2では、基板上に酸窒化珪素膜、窒化珪素膜をこの順に積層したガスバリアフィルムが提案されている。当該文献の実施例においては、厚み100μmのポリエーテルスルホン基板を用いた水蒸気バリア性に優れたガスバリア性フィルムが開示されている。
A film in which an inorganic layer is formed on a film using a catalytic chemical vapor deposition method instead of a plasma CVD method has also been reported.
For example, Patent Document 2 proposes a gas barrier film in which a silicon oxynitride film and a silicon nitride film are laminated in this order on a substrate. In the examples of this document, a gas barrier film excellent in water vapor barrier properties using a polyethersulfone substrate having a thickness of 100 μm is disclosed.
しかし、特許文献1に記載のガスバリア性フィルムでは、無機層中の残留応力によりフィルムがカールしてしまう可能性が高いという問題があった。また、プラズマCVD法を用いているため、プラズマによって基板へダメージを与える可能性もあった。
特許文献2においては、その実施例で開示された基板厚みでは、フィルム端面からの水分侵入が問題となる可能性があり、太陽電池、タッチパネル、有機LED装置の構成によっては、ガスバリア性フィルムとして適当であるとは言えない。
However, the gas barrier film described in Patent Document 1 has a problem that the film is likely to curl due to residual stress in the inorganic layer. Further, since the plasma CVD method is used, the substrate may be damaged by the plasma.
In Patent Document 2, moisture penetration from the film end face may be a problem with the substrate thickness disclosed in the examples, and depending on the configuration of the solar cell, the touch panel, and the organic LED device, it is suitable as a gas barrier film. I can't say that.
ここで、基板(基材フィルム)についてさらに言及する。すなわち、ロールトゥロール型のガスバリア性フィルムの製造装置においては、1ロール毎の巻長さは基板の厚みによって変化するため、ガスバリア性フィルムを短時間で、大量生産するためには基材厚みを薄くする必要がある。
また、基材フィルムが厚いとその分だけガスバリア性フィルムの製造コストがかかる問題もある。
そこで、より厚みが薄い基材フィルムを用いることが考えられるが、特許文献2の実施例で開示されているように、厚さが100nm以上の無機層を薄い基材フィルム上へ堆積させると、フィルムがカールしてしまう可能性が大きいという問題があった。
Here, the substrate (base film) is further referred to. That is, in the roll-to-roll type gas barrier film manufacturing apparatus, the winding length for each roll varies depending on the thickness of the substrate. It needs to be thin.
Further, when the base film is thick, there is a problem that the manufacturing cost of the gas barrier film is increased accordingly.
Therefore, it is conceivable to use a base film having a smaller thickness. However, as disclosed in Examples of Patent Document 2, when an inorganic layer having a thickness of 100 nm or more is deposited on a thin base film, There was a problem that the film was likely to curl.
以上から、本発明は上記従来の課題を解決することを目的とする。すなわち、本発明は、ガスバリア性が良好で、基材フィルムが薄くても従来に比べてカールの発生量が抑制されたガスバリア性フィルム及びその製造方法を提供すること目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to solve the above conventional problems. That is, an object of the present invention is to provide a gas barrier film that has good gas barrier properties and that suppresses the amount of curling compared to the conventional method even when the base film is thin, and a method for producing the same.
上記目的を達成すべく鋭意検討の結果、本発明者らは、所定厚みの基材フィルムの一方の面側に、引張応力を発現するガスバリア性膜と圧縮応力を発現するガスバリア性膜とを積層し、これにより形成される積層膜の残留応力を所定の範囲に制御することで、ガスバリア性が良好で、従来に比べてカールの発生量が抑制されたガスバリア性フィルムが得られることを見出し、本発明に想到した。すなわち、本発明は下記の通りである。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors laminated a gas barrier film that expresses tensile stress and a gas barrier film that expresses compressive stress on one surface side of a base film having a predetermined thickness. Then, by controlling the residual stress of the laminated film formed thereby to a predetermined range, it has been found that a gas barrier film having a good gas barrier property and a curl generation amount suppressed compared to the conventional one can be obtained, The present invention has been conceived. That is, the present invention is as follows.
[1] 厚さ5〜50μmの基材フィルムの一方の面側に、窒化珪素膜と、酸化珪素膜及び/又は酸窒化珪素膜とを含む積層膜が形成されており、前記積層膜全体の残留応力が±100MPaであるガスバリア性フィルム。
[2] 前記窒化珪素膜の膜厚Aと、前記酸化珪素膜及び/又は酸窒化珪素膜の膜厚Bとの膜厚比(A/B)が1〜4である[1]に記載のガスバリア性フィルム。
[3] 前記酸化珪素膜、前記酸窒化珪素膜、及び前記窒化珪素膜の厚みがそれぞれ独立に、20〜500nmであり、前記基材フィルムの厚さXと、前記積層膜の厚さYとの比(Y/X)が、0.002〜0.08で示される条件を満たす[1]又は[2]に記載のガスバリア性フィルム。
[4] フィルムの反り評価で、フィルムの反り量が3mm以内である[1]〜[3]のいずれか1項に記載のガスバリア性フィルム。
[5] 前記窒化珪素膜と、酸化珪素膜及び/又は酸窒化珪素膜とを含む積層膜が、原料ガスとしてシランガスを用いて、触媒化学気相成長法により形成されている[1]〜[4]いずれか1項に記載のガスバリア性フィルム。
[6] 厚さ5〜50μmの基材フィルムの一方の面側に、窒化珪素膜と、酸化珪素膜及び/又は酸窒化珪素膜とを含む積層膜を触媒化学気相成長法により形成して、当該積層膜全体の残留応力を±100MPaの範囲内とする積層膜形成工程を含むガスバリア性フィルムの製造方法。
[1] A laminated film including a silicon nitride film and a silicon oxide film and / or a silicon oxynitride film is formed on one surface side of a base film having a thickness of 5 to 50 μm. A gas barrier film having a residual stress of ± 100 MPa.
[2] The film thickness ratio (A / B) between the film thickness A of the silicon nitride film and the film thickness B of the silicon oxide film and / or the silicon oxynitride film is 1 to 4. Gas barrier film.
[3] The thicknesses of the silicon oxide film, the silicon oxynitride film, and the silicon nitride film are each independently 20 to 500 nm, the thickness X of the base film, and the thickness Y of the laminated film The gas barrier film according to [1] or [2], wherein the ratio (Y / X) satisfies the condition represented by 0.002 to 0.08.
[4] The gas barrier film according to any one of [1] to [3], wherein the warpage amount of the film is 3 mm or less in the evaluation of the warpage of the film.
[5] A laminated film including the silicon nitride film and a silicon oxide film and / or a silicon oxynitride film is formed by catalytic chemical vapor deposition using silane gas as a source gas. 4] The gas barrier film according to any one of the above.
[6] A laminated film including a silicon nitride film, a silicon oxide film and / or a silicon oxynitride film is formed on one surface side of a base film having a thickness of 5 to 50 μm by catalytic chemical vapor deposition. A method for producing a gas barrier film, comprising a laminated film forming step in which the residual stress of the whole laminated film is within a range of ± 100 MPa.
本発明によれば、ガスバリア性が良好で、基材フィルムが薄くても従来に比べてカールの発生量が抑制されたガスバリア性フィルム及びその製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if the gas barrier property is favorable and the base film is thin, the gas barrier property film with which the generation amount of curl was suppressed compared with the past and its manufacturing method can be provided.
[1.ガスバリア性フィルム]
本発明のガスバリア性フィルムは、厚さ5〜50μmの基材フィルムの一方の面側に、窒化珪素膜と、酸化珪素膜及び/又は酸窒化珪素膜とを含む積層膜が形成されてなる。
窒化珪素膜と、酸化珪素膜及び/又は酸窒化珪素膜とを積層することでそれぞれ単独では達成できない優れたガスバリア性を発揮させることができる。
なお、ガスバリア性を考慮すると、フィルム基材側に酸化珪素膜又は酸窒化珪素膜が第1層目として形成されてなることが好ましい。また、基材フィルムの厚さは10〜40μmであることが好ましい。
[1. Gas barrier film]
The gas barrier film of the present invention is formed by forming a laminated film including a silicon nitride film, a silicon oxide film and / or a silicon oxynitride film on one surface side of a base film having a thickness of 5 to 50 μm.
By laminating the silicon nitride film and the silicon oxide film and / or the silicon oxynitride film, excellent gas barrier properties that cannot be achieved independently can be exhibited.
In consideration of gas barrier properties, it is preferable that a silicon oxide film or a silicon oxynitride film is formed as the first layer on the film base. Moreover, it is preferable that the thickness of a base film is 10-40 micrometers.
本発明のガスバリア性フィルムの積層膜は、その全体の残留応力が±100MPaの範囲内となっている。残留応力が100MPaを超えると引張応力によって基材フィルムに対して積層膜が縮み、積層膜が凹面の側のカールが生じてしまう。残留応力が−100MPa未満であると、圧縮応力により、積層膜が凸面の側のカールが生じてしまう。また、残留応力をかかる範囲に制御することで、基材フィルムの厚みが5〜50μmと薄い場合でも、ガスバリア性が良好で、カールの発生量を抑制することができる。
残留応力は−80〜80MPaであることが好ましく、−50〜50MPaであることがより好ましい。残留応力の測定方法については後述する。
The laminated film of the gas barrier film of the present invention has an overall residual stress in the range of ± 100 MPa. When the residual stress exceeds 100 MPa, the laminated film shrinks with respect to the base film due to the tensile stress, and the laminated film curls on the concave side. When the residual stress is less than −100 MPa, the curled film on the convex surface side is caused by the compressive stress. Further, by controlling the residual stress within such a range, even when the thickness of the base film is as thin as 5 to 50 μm, the gas barrier property is good and the amount of curling can be suppressed.
The residual stress is preferably -80 to 80 MPa, and more preferably -50 to 50 MPa. A method for measuring the residual stress will be described later.
残留応力を±100MPaの範囲とするには、基材フィルムの一方の面側に引張応力をもつ無機膜と圧縮応力をもつ無機膜を所定の膜厚比で積層する必要がある。
無機膜としては、ガスバリア性を示す無機珪素膜が好ましく、具体的には窒化珪素膜、酸窒化珪素膜、酸化珪素膜、炭化珪素膜等が挙げられる。
シランガスを原料として触媒化学気相成長法で形成された窒化珪素膜は引張応力を示し、酸窒化珪素膜及び酸化珪素膜は圧縮応力を示すが、これらの無機珪素膜を所定の膜厚比で積層することで、残留応力を±100MPaの範囲とすることが可能になる。
In order to make the residual stress in the range of ± 100 MPa, it is necessary to laminate an inorganic film having a tensile stress and an inorganic film having a compressive stress on one surface side of the base film in a predetermined film thickness ratio.
As the inorganic film, an inorganic silicon film exhibiting gas barrier properties is preferable, and specific examples include a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, a silicon oxide film, and a silicon carbide film.
A silicon nitride film formed by catalytic chemical vapor deposition using silane gas as a raw material exhibits tensile stress, and a silicon oxynitride film and a silicon oxide film exhibit compressive stress, but these inorganic silicon films are formed at a predetermined film thickness ratio. By laminating, the residual stress can be in the range of ± 100 MPa.
窒化珪素膜の膜厚Aと、酸化珪素膜及び/又は酸窒化珪素膜の膜厚Bとの膜厚比(A/B)は1〜4であることが好ましく、1.5〜3であることがより好ましい。
膜厚比が1〜4であることで、ガスバリア性フィルムが極端にカールすることはなく、かつ優れたガスバリア性を維持することができる。
The film thickness ratio (A / B) between the film thickness A of the silicon nitride film and the film thickness B of the silicon oxide film and / or the silicon oxynitride film is preferably 1 to 4, more preferably 1.5 to 3. It is more preferable.
When the film thickness ratio is 1 to 4, the gas barrier film is not extremely curled, and excellent gas barrier properties can be maintained.
酸化珪素膜、酸窒化珪素膜、及び窒化珪素膜の厚みがそれぞれ独立に、20〜500nmであり、基材フィルムの厚さXと、積層膜の厚さYとの比(Y/X)が、0.002〜0.08で示される条件を満たすことが好ましい。
上記範囲内であれば、積層膜全体が充分に厚いため、優れたガスバリア性を示し、基材フィルムとそれぞれの膜との密着性も良好となる。
The thicknesses of the silicon oxide film, the silicon oxynitride film, and the silicon nitride film are each independently 20 to 500 nm, and the ratio (Y / X) between the thickness X of the base film and the thickness Y of the laminated film is , 0.002 to 0.08 are preferably satisfied.
If it is in the said range, since the whole laminated film is sufficiently thick, it exhibits excellent gas barrier properties, and the adhesion between the base film and each film also becomes good.
酸化珪素膜、酸窒化珪素膜、及び窒化珪素膜の厚みはそれぞれ独立に、50〜300nmであることがより好ましい。基材フィルムの厚さXと積層膜の厚さYとの比は、0.002〜0.05であることがより好ましく、0.005〜0.05であることがさらに好ましい。 The thicknesses of the silicon oxide film, the silicon oxynitride film, and the silicon nitride film are more preferably independently from 50 to 300 nm. The ratio between the thickness X of the base film and the thickness Y of the laminated film is more preferably 0.002 to 0.05, and further preferably 0.005 to 0.05.
本発明のガスバリア積層フィルムの基材フィルムとしては、加工性の点から、プラスチックフィルムが好ましく、その原料としては、通常の包装材料等に使用しうる樹脂であれば特に制限なく用いることができる。
具体的には、エチレン、プロピレン、ブテン等の単独重合体またはこれらの共重合体であるポリオレフィン;環状ポリオレフィン等の非晶質ポリオレフィン;ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル:ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12、共重合ナイロン等のポリアミド;エチレン−酢酸ビニル共重合体部分加水分解物(EVOH)、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリビニルブチラール、ポリアリレート、ポリメタクリル系樹脂、フッ素系樹脂、アクリル系樹脂、生分解性樹脂等が挙げられる。これらの中では、フィルム強度、コスト等の点から、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリメタクリル系樹脂、ポリエーテルサルホン、環状ポリオレフィンが好ましく、より好ましくはポリエステルである。
特に、EL用基板や液晶表示素子の場合、耐熱性の点から基材フィルムはポリエチレンナフタレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルホン等の耐熱樹脂が好ましい。
上記基材フィルムは、公知の添加剤、例えば、帯電防止剤、光線遮断剤、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤、フィラー、着色剤、安定剤、潤滑剤、架橋剤、ブロッキング防止剤、酸化防止剤等を含有することができる。
The base film of the gas barrier laminate film of the present invention is preferably a plastic film from the viewpoint of processability. The raw material thereof can be used without particular limitation as long as it is a resin that can be used for ordinary packaging materials.
Specifically, homopolymers such as ethylene, propylene, and butene, or polyolefins that are copolymers thereof; amorphous polyolefins such as cyclic polyolefins; polyesters such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate: nylon 6, nylon 66, Polyamide such as nylon 12 and copolymer nylon; ethylene-vinyl acetate copolymer partial hydrolyzate (EVOH), polyimide, polyetherimide, polysulfone, polyethersulfone, polyetheretherketone, polycarbonate, polyvinyl butyral, polyarylate , Polymethacrylic resin, fluorine resin, acrylic resin, biodegradable resin, and the like. Among these, polyester, polycarbonate, polymethacrylic resin, polyethersulfone, and cyclic polyolefin are preferable from the viewpoint of film strength, cost, and the like, and polyester is more preferable.
In particular, in the case of an EL substrate or a liquid crystal display element, the base film is preferably a heat resistant resin such as polyethylene naphthalate, polyether imide, or polyether sulfone from the viewpoint of heat resistance.
The base film is a known additive such as an antistatic agent, a light blocking agent, an ultraviolet absorber, a plasticizer, a lubricant, a filler, a colorant, a stabilizer, a lubricant, a crosslinking agent, an antiblocking agent, and an antioxidant. An agent etc. can be contained.
また、基材フィルムの表面粗度(Rms)は1.5nm以下が好ましい。Rmsが1.5nm以下であると、薄膜が均一な厚さに形成され、また薄膜を形成する粒子が緻密に充填されやすいため、高度の酸素ガスバリア性及び水蒸気バリア性を得ることができ、この結果、積層膜の厚さを薄くすることができる。 Further, the surface roughness (Rms) of the base film is preferably 1.5 nm or less. When Rms is 1.5 nm or less, the thin film is formed to have a uniform thickness, and the particles forming the thin film are easily densely packed, so that a high oxygen gas barrier property and water vapor barrier property can be obtained. As a result, the thickness of the laminated film can be reduced.
上記基材フィルムとしてのプラスチックフィルムは、上記の原料を成形してなるものであるが、基材フィルムとして用いる場合は、未延伸であってもよいし延伸したものであってもよい。また、単層または多層のいずれでもよい。かかる基材フィルムは、従来公知の方法によっても製造することができ、例えば、原料を押出機により溶融し、環状ダイやTダイにより押出して、急冷することにより実質的に無定型で配向していない未延伸フィルムを製造することができる。この未延伸フィルムを一軸延伸、テンター式逐次二軸延伸、テンター式同時二軸延伸、チューブラー式同時二軸延伸等の公知の延伸方法により、フィルムの流れ方向(縦軸方向)、又はフィルムの流れ方向とそれに直角な方向(横軸方向)に延伸することにより、一軸方向又は二軸方向に延伸したフィルムを製造することができる。本発明においては、基材フィルムとしては機械強度の点から二軸延伸されたものが好ましい。 The plastic film as the base film is formed by molding the above raw material, but when used as the base film, it may be unstretched or stretched. Moreover, either a single layer or a multilayer may be sufficient. Such a substrate film can also be produced by a conventionally known method. For example, the raw material is melted by an extruder, extruded by an annular die or a T die, and rapidly cooled to be oriented in an amorphous manner. No unstretched film can be produced. This unstretched film is subjected to a known stretching method such as uniaxial stretching, tenter-type sequential biaxial stretching, tenter-type simultaneous biaxial stretching, tubular simultaneous biaxial stretching, or the like. A film stretched in a uniaxial direction or a biaxial direction can be produced by stretching in the flow direction and a direction perpendicular to the flow direction (horizontal axis direction). In the present invention, the base film is preferably biaxially stretched from the viewpoint of mechanical strength.
延伸倍率としては、上記観点から、縦軸方向に好ましくは2〜6倍、より好ましくは2〜4倍、横軸方向に好ましくは2〜5倍、より好ましくは2〜4倍である。また、上記基材フィルムは、その120℃での熱水処理後の熱収縮率が、0.01〜5%であることが好ましい。
基材フィルムの幅や長さについては特に制限はなく、適宜用途に応じて選択することができる。
From the above viewpoint, the draw ratio is preferably 2 to 6 times, more preferably 2 to 4 times, and preferably 2 to 5 times, more preferably 2 to 4 times in the horizontal axis direction. Moreover, it is preferable that the said base film is 0.01 to 5% of the thermal contraction rate after the hot-water process at 120 degreeC.
There is no restriction | limiting in particular about the width | variety and length of a base film, According to a use, it can select suitably.
本発明においては、基材フィルムと積層膜との間に、積層膜との密着性向上のため、アンカーコート剤を塗布してアンカーコート層を設けることが好ましい。
アンカーコート剤としては、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ニトロセルロース系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂及びエチレンビニルアルコール系樹脂等のビニルアルコール系樹脂、ビニルエステル系樹脂、オキサゾリン基含有樹脂、カルボジイミド基含有樹脂、エポキシ基含有樹脂、イソシアネート基含有樹脂、アルコキシル基含有樹脂、スチレン系樹脂等を単独、あるいは2種以上組み合わせて使用することができる。
なかでも、密着性、耐熱水性の点から、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、ニトロセルロース系樹脂、シリコーン系樹脂、ビニルアルコール系樹脂、オキサゾリン基含有樹脂、カルボジイミド基含有樹脂及びイソシアネート基含有樹脂から選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましく、さらには、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂の1種類以上と、オキサゾリン基含有樹脂、カルボジイミド基含有樹脂、エポキシ基含有樹脂、イソシアネート基含有樹脂の1種類以上を組み合わせたものが好ましい。
In the present invention, it is preferable to provide an anchor coat layer by applying an anchor coating agent between the base film and the laminated film in order to improve the adhesion with the laminated film.
Examples of the anchor coating agent include polyester resins, urethane resins, acrylic resins, nitrocellulose resins, silicone resins, polyvinyl alcohol resins such as vinyl alcohol resins and ethylene vinyl alcohol resins, vinyl ester resins, and oxazolines. A group-containing resin, a carbodiimide group-containing resin, an epoxy group-containing resin, an isocyanate group-containing resin, an alkoxyl group-containing resin, a styrene resin, or the like can be used alone or in combination of two or more.
Among them, polyester resin, urethane resin, acrylic resin, nitrocellulose resin, silicone resin, vinyl alcohol resin, oxazoline group-containing resin, carbodiimide group-containing resin and isocyanate group from the viewpoint of adhesion and hot water resistance It is preferable to use at least one selected from the containing resins, and further, one or more of urethane-based resins and acrylic resins, oxazoline group-containing resins, carbodiimide group-containing resins, epoxy group-containing resins, and isocyanate group-containing resins. What combined 1 or more types is preferable.
アンカーコート層の厚さは0.005〜5μm程度であることが好ましく、0.01〜1μmであることがより好ましい。上記範囲内であれば、滑り性が良好であり、アンカーコート層自体の内部応力による基材フィルムからの剥離もほとんどなく、また、均一な厚さを保つことができる。
また、基材フィルムへのアンカーコート剤の塗布性、接着性を改良するため、アンカーコート剤の塗布前にフィルムに通常の化学処理、放電処理等の表面処理を施してもよい。
The thickness of the anchor coat layer is preferably about 0.005 to 5 μm, and more preferably 0.01 to 1 μm. If it is in the said range, slipperiness is favorable, there is almost no peeling from the base film by the internal stress of anchor coat layer itself, and uniform thickness can be maintained.
Moreover, in order to improve the applicability | paintability of an anchor coating agent to a base film, and adhesiveness, you may perform surface treatments, such as a normal chemical treatment and electrical discharge treatment, before application | coating of an anchor coating agent.
本発明のガスバリア性フィルムとしては、さらに他の層を積層することで種々の用途に対応したガスバリア性フィルムとすることができる。
積層方法は接着剤を使用するドライラミネート法や接着性樹脂を使用する押出ラミネート法を使用することができる。
通常の実施態様としては、本発明に係る積層膜面及び/又は基材フィルム面上にプラスチックフィルムを設けた積層体が各種用途に使用される。上記プラスチックフィルムの厚さは、全体としての機械強度、可撓性、透明性等の点から、通常5〜500μmであり、10〜200μmの範囲で用途に応じて選択されることが好ましい。また、フィルムの幅や長さは特に制限はなく、適宜用途に応じて選択することができる。例えば、積層膜面及び/又は基材フィルム面上にヒートシール可能な樹脂からなるプラスチックフィルムのヒートシール層を積層することにより、ヒートシールが可能となり、種々の容器として使用できる。ヒートシール可能な樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、アクリル系樹脂、生分解性樹脂等の公知の樹脂が例示される。
The gas barrier film of the present invention can be made into a gas barrier film corresponding to various uses by further laminating other layers.
As a lamination method, a dry lamination method using an adhesive or an extrusion lamination method using an adhesive resin can be used.
As a normal embodiment, a laminate in which a plastic film is provided on the laminated film surface and / or the base film surface according to the present invention is used for various applications. The thickness of the plastic film is usually 5 to 500 μm from the viewpoint of overall mechanical strength, flexibility, transparency, and the like, and is preferably selected depending on the application within the range of 10 to 200 μm. Further, the width and length of the film are not particularly limited and can be appropriately selected according to the intended use. For example, by laminating a heat-seal layer of a plastic film made of a heat-sealable resin on the laminated film surface and / or the base film surface, heat sealing becomes possible and it can be used as various containers. Examples of heat sealable resins include known resins such as polyethylene resins, polypropylene resins, ethylene-vinyl acetate copolymers, ionomer resins, acrylic resins, and biodegradable resins.
上記以外のガスバリア性フィルムの実施態様としては、積層膜面上に印刷層を形成し、さらにその上にヒートシール層やプラスチックフィルムを積層するフィルムが挙げられる。印刷層を形成する印刷インクとしては、水性及び溶媒系の樹脂含有印刷インクが使用できる。
ここで、印刷インクに使用される樹脂としては、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、酢酸ビニル共重合樹脂又はこれらの混合物が例示される。さらに、印刷インクには、帯電防止剤、光線遮光剤、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤、フィラー、着色剤、安定剤、潤滑剤、消泡剤、架橋剤、耐ブロッキング剤、酸化防止剤等の公知の添加剤を添加してもよい。
As an embodiment of the gas barrier film other than the above, there is a film in which a printed layer is formed on the laminated film surface, and a heat seal layer or a plastic film is further laminated thereon. As the printing ink for forming the printing layer, aqueous and solvent-based resin-containing printing inks can be used.
Here, examples of the resin used in the printing ink include acrylic resins, urethane resins, polyester resins, vinyl chloride resins, vinyl acetate copolymer resins, and mixtures thereof. Furthermore, for printing inks, antistatic agents, light shielding agents, ultraviolet absorbers, plasticizers, lubricants, fillers, colorants, stabilizers, lubricants, antifoaming agents, crosslinking agents, antiblocking agents, antioxidants, etc. These known additives may be added.
また、印刷層とヒートシール層やプラスチックフィルムとの間に紙又は他のプラスチックフィルムを少なくとも1層積層することが可能である。上記プラスチックフィルムとしては、本発明のガスバリア性フィルムに用いられる基材フィルムとしてのプラスチックフィルムと同様のものが使用できる。なかでも、十分な剛性及び強度を得る観点から、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂又は生分解性樹脂が好ましい。 Further, at least one layer of paper or other plastic film can be laminated between the printing layer and the heat seal layer or the plastic film. As said plastic film, the thing similar to the plastic film as a base film used for the gas barrier film of this invention can be used. Among these, from the viewpoint of obtaining sufficient rigidity and strength, a polyester resin, a polyamide resin, or a biodegradable resin is preferable.
以上のような本発明のガスバリア性フィルムは、フィルムの反り評価で、フィルムの反り量が3mm以内であることが好ましく、1mm以内であることがより好ましい。
また、バリア性、特に水蒸気バリア性が、0.4g/m2/day以下であることが好ましい。なお、フィルムの反り及び水蒸気バリア性の評価については後述する。
In the gas barrier film of the present invention as described above, the amount of warpage of the film is preferably 3 mm or less and more preferably 1 mm or less in the evaluation of the warpage of the film.
Moreover, it is preferable that barrier property, especially water vapor | steam barrier property are 0.4 g / m < 2 > / day or less. In addition, the curvature of a film and evaluation of water vapor | steam barrier property are mentioned later.
[2.ガスバリア性フィルムの製造方法]
本発明のガスバリア性フィルムの製造方法は、厚さ5〜50μmの基材フィルムの一方の面側に、窒化珪素膜と、酸化珪素膜及び/又は酸窒化珪素膜とを含む積層膜を触媒化学気相成長法により形成して、当該積層膜全体の残留応力を±100MPaの範囲内とする積層膜形成工程を含んでなる。
[2. Method for producing gas barrier film]
In the method for producing a gas barrier film of the present invention, a laminated film including a silicon nitride film, a silicon oxide film and / or a silicon oxynitride film is formed on one surface side of a base film having a thickness of 5 to 50 μm by catalytic chemistry. It includes a step of forming a laminated film that is formed by vapor phase epitaxy to bring the residual stress of the whole laminated film into a range of ± 100 MPa.
本発明に係る積層膜形成工程において、積層膜を形成するために触媒化学気相成長法を適用することで、バリア性を向上させることができる。
この触媒化学気相成長法においては、真空下で加熱触媒体である金属触媒線を加熱し、1種又は2種以上の材料ガスをこの金属触媒線と接触させ熱分解することにより基材フィルム上に主原料ガスを構成する元素を主要骨格物質とする膜を形成することができる。
In the laminated film forming step according to the present invention, the barrier property can be improved by applying the catalytic chemical vapor deposition method to form the laminated film.
In this catalytic chemical vapor deposition method, a base film is obtained by heating a metal catalyst wire as a heating catalyst body under vacuum and bringing one or more material gases into contact with the metal catalyst wire and thermally decomposing them. A film having an element constituting the main source gas as a main skeleton material can be formed thereon.
触媒化学気相成長法においては、基材フィルムの温度を好ましくは基材フィルムのガラス転移温度(Tg)以下、より好ましくはTg−10℃以下に冷却する。これにより、基材フィルムのガラス転移温度以下にて積層膜材料を堆積することができ、金属触媒体からの輻射熱による基材フィルムのダメージを解消できる。 In the catalytic chemical vapor deposition method, the temperature of the base film is preferably cooled to a glass transition temperature (Tg) of the base film or lower, more preferably to Tg-10 ° C. or lower. Thereby, laminated film material can be deposited below the glass transition temperature of a base film, and the damage of the base film by the radiant heat from a metal catalyst body can be eliminated.
また、反応圧力としては、空気中の不純物の膜への混入防止と成膜速度の点から、100Pa以下の減圧下で行うことが好ましい。加熱触媒体である金属触媒体としては、タングステン、白金、ニッケル等従来の触媒が使用できるが、材料ガスが接触分解される温度においてその金属触媒体自身が溶融又は揮発せず、さらにシリサイド化が抑制され、ハロゲンによる腐食が抑制される点からタングステンが好ましい。
金属触媒体の線の形状は、直線状であってもよく、または直円筒状のコイルであってもよく、その他の形状であってもよく、さらに線以外の構造であってもよい。また、加熱触媒体の総面積は、膜の形成速度、及び加熱触媒体から基材フィルムへの熱輻射量、加熱触媒体の供給電力等の点から、1000〜5000mm2が好ましく、1500〜3000mm2であることがより好ましい。金属触媒体の温度は、材料ガスが接触分解される温度であって、さらに被堆積物に熱ダメージを与えない温度が好ましく、500〜2500℃が好ましく、1600〜2000℃であることがより好ましい。
Further, the reaction pressure is preferably carried out under a reduced pressure of 100 Pa or less from the viewpoints of preventing impurities in the air from being mixed into the film and the film formation speed. Conventional catalysts such as tungsten, platinum, and nickel can be used as the metal catalyst body as the heating catalyst body. However, the metal catalyst body itself does not melt or volatilize at the temperature at which the material gas is catalytically decomposed, and further silicidation occurs. Tungsten is preferable because it is suppressed and corrosion by halogen is suppressed.
The shape of the line of the metal catalyst body may be a straight line, or may be a right cylindrical coil, may have other shapes, and may have a structure other than a line. The total area of the heating catalyst body is preferably 1000 to 5000 mm 2 from the viewpoint of film formation speed, the amount of heat radiation from the heating catalyst body to the base film, the supply power of the heating catalyst body, etc., and 1500 to 3000 mm. 2 is more preferable. The temperature of the metal catalyst body is a temperature at which the material gas is catalytically decomposed, and is preferably a temperature that does not cause thermal damage to the deposit, preferably 500 to 2500 ° C, more preferably 1600 to 2000 ° C. .
使用し得る材料ガスは、目的とする膜組成により異なるが、少なくとも1種以上のガスからなることが好ましく、珪素を含む第1材料ガスに対してアンモニア、窒素、酸素、水素やアルゴン等の希ガスを第2材料ガスとして使用することが好ましい。 The material gas that can be used varies depending on the target film composition, but is preferably composed of at least one kind of gas, and rare gases such as ammonia, nitrogen, oxygen, hydrogen, and argon are included in the first material gas containing silicon. It is preferable to use a gas as the second material gas.
珪素を含む第1材料ガスとしては、モノシラン、テトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシラザン等を単独、あるいは2種以上組み合わせて使用することができる。
また、材料ガスは、室温での状態は気体状でも液体状でもよく、液体状の原料は原料気化機により気化して装置内へ供給することができる。上記第1材料ガスのなかでも、残留応力制御、加熱触媒体の劣化や反応性・反応速度の点から、モノシランガスが好ましい。
Examples of the first material gas containing silicon include monosilane, tetramethoxysilane, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, phenyltrimethoxysilane. Ethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, hexyltriethoxysilane, decyltrimethoxysilane, decyltrimethoxysilane, trifluoropropyltrimethoxysilane, hexamethyldisiloxane, hexamethyldisilazane, etc. alone or 2 It can be used in combination of more than one species.
The material gas may be gaseous or liquid at room temperature, and the liquid raw material can be vaporized by a raw material vaporizer and supplied into the apparatus. Among the first material gases, monosilane gas is preferable in terms of residual stress control, deterioration of the heating catalyst body, reactivity, and reaction rate.
モノシランガスを使用した場合の加熱触媒体の表面及びその近辺での主な反応は、
SiH4→Si・+4H・及びSiH4+H・→SiH3・+H2
であり、SiH3・が主要な堆積種であると考えられている。
また、アンモニアの主な反応は、
NH3→NH2・+H・
であり、NH2・が主要な堆積種であると考えられている。
水素の主な反応は、
H2→2H・
であり、H・は、主に気相反応、基材フィルムの表面反応を補助するために使われると考えられる。
The main reaction at and near the surface of the heated catalyst body when using monosilane gas is
SiH 4 → Si · + 4H · and SiH 4 + H · → SiH 3 · + H 2
SiH 3. Is considered to be the main deposition species.
The main reaction of ammonia is
NH 3 → NH 2 + H
NH 2. Is considered to be the main sedimentary species.
The main reaction of hydrogen is
H 2 → 2H ・
H. is considered to be mainly used to assist the gas phase reaction and the surface reaction of the substrate film.
材料ガスとして水素を用いなくてもH・は発生するが、水素を材料ガスとして真空装置内に流入させることで、H・を大量に発生させることができ、従来に比して絶大な効果を発揮している。そして、主にSiH3・とNH2・が基材フィルム表面での熱エネルギー、堆積種の熱エネルギー、H・等の反応補助成分の存在により反応し、窒化珪素膜となると推測されるが、詳しい気相反応や基板表面反応はわかっていない。
なお、前記において、・印はラジカルの状態を示す。
Although H. is generated without using hydrogen as a material gas, a large amount of H. can be generated by flowing hydrogen into a vacuum apparatus as a material gas. Demonstrating. And, it is presumed that SiH 3 · and NH 2 · mainly react with the presence of reaction auxiliary components such as thermal energy on the substrate film surface, thermal energy of the deposited species, H ·, etc., to become a silicon nitride film, Detailed gas phase reactions and substrate surface reactions are not known.
In addition, in the above, * shows the state of a radical.
材料ガス流量比はモノシラン1に対して、アンモニアが好ましくは0〜30、より好ましくは0〜10、水素が好ましくは5〜400、より好ましくは20〜80、酸素が好ましくは0〜2.0、より好ましくは0〜0.8である。このような範囲内で成膜することで、水蒸気や酸素等の透過を阻止する能力の高い透明で密着性の良好な酸化珪素膜、酸窒化珪素膜、窒化珪素膜を成膜することができる。 The material gas flow ratio is preferably 0 to 30, more preferably 0 to 10, ammonia is preferably 5 to 400, more preferably 20 to 80, and oxygen is preferably 0 to 2.0 with respect to monosilane 1. More preferably, it is 0-0.8. By forming the film within such a range, it is possible to form a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, and a silicon nitride film that are highly transparent and have good adhesion properties that prevent permeation of water vapor, oxygen, and the like. .
ここで、酸窒化珪素膜組成として好ましい範囲は、窒素/珪素比率(N/Si)0.1〜0.3、酸素/珪素比率(O/Si)0.8〜1.6である。窒化珪素膜組成として好ましい範囲は、窒素/珪素比率(N/Si)0.6〜1.4である。酸化珪素膜組成として好ましい範囲は、酸素/珪素比率(O/Si)1.2〜2.0である。
このような組成及び所望の厚みとなるように、かつ積層膜全体の残留応力を±100MPaの範囲内なるように蒸着条件を調整する。
かかる積層膜形成工程を経て本発明のガスバリア性フィルムが製造される。
Here, preferable ranges for the silicon oxynitride film composition are a nitrogen / silicon ratio (N / Si) of 0.1 to 0.3 and an oxygen / silicon ratio (O / Si) of 0.8 to 1.6. A preferred range for the silicon nitride film composition is a nitrogen / silicon ratio (N / Si) of 0.6 to 1.4. A preferred range for the silicon oxide film composition is an oxygen / silicon ratio (O / Si) of 1.2 to 2.0.
The deposition conditions are adjusted so that the composition and the desired thickness are obtained, and the residual stress of the entire laminated film is within a range of ± 100 MPa.
The gas barrier film of the present invention is produced through such a laminated film forming step.
次に、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。 EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not limited at all by these examples.
まず、本実施例において行った各種測定及び評価について説明する。
(1)膜厚測定
実施例1〜4、比較例1〜3の各々と同じ条件でSiウェハー上に各種の膜を形成した試料を用いて、触針式段差計(KLA−Tencor製、製品名Alpha−Step500)を用いて測定した。
First, various measurements and evaluations performed in this example will be described.
(1) Measurement of film thickness Using a sample in which various films were formed on a Si wafer under the same conditions as in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3, a stylus step meter (manufactured by KLA-Tencor, product No. Alpha-Step 500).
(2)残留応力測定
各種の膜の形成前に触針式段差計(小坂研究所製、製品名サーフコーダET4000A)を用いて短冊型ガラス基板の長手方向の反り量を測定した。
続いて実施例1〜4、比較例1〜3の各々と同じ条件でガラス基板上に各種膜を形成した後、ガラス基板の長手方向の反り量を測定した。測定結果からガラス基板の曲率半径、積層膜の残留応力を算出した。
なお積層膜の残留応力の算出には、下記式を用いた。
(2) Residual stress measurement Before the formation of various films, the amount of warpage in the longitudinal direction of the strip-shaped glass substrate was measured using a stylus-type step gauge (manufactured by Kosaka Laboratory, product name Surfcoder ET4000A).
Then, after forming various films | membranes on the glass substrate on the same conditions as each of Examples 1-4 and Comparative Examples 1-3, the curvature amount of the longitudinal direction of the glass substrate was measured. From the measurement results, the radius of curvature of the glass substrate and the residual stress of the laminated film were calculated.
The following formula was used for calculating the residual stress of the laminated film.
:ガラス基板のヤング率
:ガラス基板のポアッソン比
:ガラス基板の厚さ
:積層膜の厚さ
:膜形成後におけるガラス基板の反りの曲率半径
:膜形成前におけるガラス基板の反りの曲率半径
なおガラス基板は、松浪硝子工業製のカバーガラス(正方形No.1)を用いて、短冊状(3mm×24mm)に切り出したものを使用した。 In addition, the glass substrate used what was cut out in strip shape (3 mm x 24 mm) using the cover glass (square No. 1) by Matsunami Glass Industry.
(3)ESCAによる元素測定
X線光電子分光装置(サーモフィッシャーサイエンティフィック社製、K−Alpha)を使用して、ガスバリア性フィルムについて、結合エネルギーを測定し、Si2p、C1s、O1sに対応するピークの面積から換算することによって、各種膜の元素組成(at.%)を算出した。また、そのSiとO及びSiとNの元素組成から元素比率O/Si及びN/Siを算出した。
(3) Element measurement by ESCA Using a X-ray photoelectron spectrometer (K-Alpha, manufactured by Thermo Fisher Scientific Co.), the binding energy of the gas barrier film is measured, and peaks corresponding to Si2p, C1s, and O1s The elemental composition (at.%) Of various films was calculated by converting from the area. The element ratios O / Si and N / Si were calculated from the elemental composition of Si and O and Si and N.
(4)ガスバリア性積層フィルムの水蒸気透過度測定
(ガスバリア性積層フィルムの作製)
厚さ60μmのCPPフィルム(東洋紡績(株)製 P1146)の表面に、ウレタン系接着剤(東洋モートン(株)製AD900とCAT−RT85を10:1.5の割合で配合)を塗布、乾燥し、厚さ約3μmの接着剤層を形成した。この接着剤層上に実施例及び比較例で作製したガスバリア性フィルムの積層膜面側をラミネートし、ガスバリア性積層フィルムを得た。
(4) Measurement of water vapor permeability of gas barrier laminate film (production of gas barrier laminate film)
Apply a urethane adhesive (containing Toyo Morton's AD900 and CAT-RT85 in a ratio of 10: 1.5) on the surface of a 60 μm thick CPP film (P1146, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) and dry. Then, an adhesive layer having a thickness of about 3 μm was formed. On this adhesive layer, the laminated film surface side of the gas barrier film produced in Examples and Comparative Examples was laminated to obtain a gas barrier laminated film.
(水蒸気透過度の測定)
ガスバリア性積層フィルムを、水蒸気透過率測定装置 DELTAPERM(Technolox社製)にガスバリア性フィルムが検出器側(CPPフィルムが水蒸気暴露側)になる向きにセットし、温度40℃、相対湿度90%の条件で水蒸気透過度(g/m2/day)を測定した。
(Measurement of water vapor permeability)
The gas barrier laminated film is set in a water vapor transmission rate measuring device DELTAPERRM (Technolox) in such a direction that the gas barrier film is on the detector side (CPP film is on the water vapor exposure side), and the temperature is 40 ° C. and the relative humidity is 90%. The water vapor transmission rate (g / m 2 / day) was measured.
(5)フィルムの反り評価
図2に示すように、ガスバリア性フィルム8を50mm×50mmに切り出し、送風型静電気除去ユニットにて除電を行った後、ガスバリア性フィルム8の凸側を下にして水平な台7の上に静置した。四隅と水平面との鉛直方向の距離(測定距離9)を測定して平均値を算出し、フィルムの反り量(カールの発生量)とした。
なお、図2は理解を容易にするため誇張して表現している。
(5) Warpage evaluation of the film As shown in FIG. 2, the gas barrier film 8 was cut into 50 mm × 50 mm, neutralized by a blow type static electricity removing unit, and then horizontally with the convex side of the gas barrier film 8 facing down. It was left on the table 7. The distance in the vertical direction between the four corners and the horizontal plane (measurement distance 9) was measured to calculate an average value, which was taken as the amount of warpage of the film (curl generation amount).
Note that FIG. 2 is exaggerated for easy understanding.
[実施例1]
(アンカーコート層の形成)
イソシアネート化合物(日本ポリウレタン工業(株)製 コロネートL)と飽和ポリエステル(東洋紡績製 バイロン300)とを1:1(質量比)で配合し、コート液を調製した。
基材フィルムとして厚さ12μmのポリエチレンナフタレートフィルム(コルネートL 以下「PENフィルム」と略す)を用い、この片側表面に調製したコート液を塗布し乾燥させ、厚さ10nmのアンカーコート層を形成した。
[Example 1]
(Formation of anchor coat layer)
An isocyanate compound (Coronate L manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) and saturated polyester (Toyobo Co., Ltd. Byron 300) were blended at a ratio of 1: 1 (mass ratio) to prepare a coating solution.
A polyethylene naphthalate film having a thickness of 12 μm (Cornate L, hereinafter abbreviated as “PEN film”) was used as a base film, and the coating solution prepared on this one side surface was applied and dried to form an anchor coat layer having a thickness of 10 nm. .
(積層膜の形成)
図1に示された触媒化学気相成長(Cat−CVD)装置を使用して積層膜を形成した。まず、基材フィルム5としてのPENフィルムを基板ホルダー4に固定し、PENフィルムと加熱触媒体2との距離を200mm、蒸着前のPENフィルムの温度を60℃、加熱触媒体2の材質をφ0.5×1250mmのタングステンとし、加熱触媒体2の温度を1800℃に設定した。その後、原料ガスの酸素(O2)、シラン(SiH4)、アンモニア(NH3)、水素ガス(H2)は触媒体上部に設置されたガス導入口3から成膜室1内に供給した。反応後のガスは排気口6から排気した。
なお、図1中の矢印はガスの流れ方向を示すものである。
(Formation of laminated film)
A laminated film was formed using the catalytic chemical vapor deposition (Cat-CVD) apparatus shown in FIG. First, a PEN film as the base film 5 is fixed to the substrate holder 4, the distance between the PEN film and the heating catalyst body 2 is 200 mm, the temperature of the PEN film before vapor deposition is 60 ° C., and the material of the heating catalyst body 2 is φ0. The temperature of the heating catalyst body 2 was set to 1800 ° C. with tungsten of 5 × 1250 mm. Thereafter, oxygen (O 2 ), silane (SiH 4 ), ammonia (NH 3 ), and hydrogen gas (H 2 ) as raw material gases were supplied into the film forming chamber 1 from the gas inlet 3 installed on the upper part of the catalyst body. . The gas after the reaction was exhausted from the exhaust port 6.
In addition, the arrow in FIG. 1 shows the flow direction of gas.
上記装置により、原料ガスの混合比(容積比)をSiH4:H2:NH3=1:40:2.2で、20Pa(0.15Torr)の真空下で成膜を行い、アンカーコート層形成面側に厚さ約159nmのSiNx膜(窒化珪素膜)を形成した。 Using the above apparatus, the film was deposited under a vacuum of 20 Pa (0.15 Torr) with a mixing ratio (volume ratio) of the source gases of SiH 4 : H 2 : NH 3 = 1: 40: 2.2, and an anchor coat layer A SiNx film (silicon nitride film) having a thickness of about 159 nm was formed on the formation surface side.
一度、排気して真空度を下げ、かつ触媒体の温度を下げた後、再び原料ガスの混合比をSiH4:H2:NH3:O2(He希釈)=1:40:2.2:0.6で、20Pa(0.15Torr)の真空下で成膜を行い、積層膜上に厚さ約80nmのSiOxNy膜(酸窒化珪素膜)を形成し、ガスバリア性フィルムを作製した(総膜厚239nm 膜厚比 SiNx膜:SiOxNy膜=2:1)。
作製したガスバリア性フィルムについて、ESCAによる元素測定を行った。結果を下記表1に示す。
また、残留応力測定及びフィルムの反り評価を行った。またガスバリア性積層フィルムについて水蒸気透過度測定を行った。結果を下記表2に示す。
Once exhausted to lower the degree of vacuum and the temperature of the catalyst body, the mixing ratio of the raw material gases was again changed to SiH 4 : H 2 : NH 3 : O 2 (He dilution) = 1: 40: 2.2. The film was formed under a vacuum of 20 Pa (0.15 Torr) at 0.6, and a SiOxNy film (silicon oxynitride film) having a thickness of about 80 nm was formed on the laminated film to produce a gas barrier film (total Film thickness 239 nm Film thickness ratio SiNx film: SiOxNy film = 2: 1).
Elemental measurement by ESCA was performed on the produced gas barrier film. The results are shown in Table 1 below.
Moreover, the residual stress measurement and the curvature evaluation of the film were performed. Moreover, the water vapor permeability was measured for the gas barrier laminate film. The results are shown in Table 2 below.
(実施例2)
実施例1において、SiNx膜、SiOxNy膜の積層膜の総膜厚を307nm(膜厚比 SiNx膜:SiOxNy膜=2:1)に変更した以外は、同様にしてPENフィルム上に積層膜を形成し、ガスバリア性フィルムを作製した。
作製したガスバリア性フィルムについて、残留応力測定及びフィルムの反り評価を行った。またガスバリア性積層フィルムについて水蒸気透過度測定を行った。結果を下記表2に示す。
(Example 2)
In Example 1, the laminated film was formed on the PEN film in the same manner except that the total film thickness of the laminated film of the SiNx film and the SiOxNy film was changed to 307 nm (film thickness ratio SiNx film: SiOxNy film = 2: 1). Then, a gas barrier film was produced.
About the produced gas barrier film, the residual stress measurement and the curvature evaluation of the film were performed. Moreover, the water vapor permeability was measured for the gas barrier laminate film. The results are shown in Table 2 below.
(実施例3)
実施例1において、SiNx膜、SiOxNy膜の積層膜の総膜厚を405nm(膜厚比 SiNx膜:SiOxNy膜=2:1)に変更した以外は、同様にしてPENフィルム上に積層膜を形成し、ガスバリア性フィルムを作製した。
作製したガスバリア性フィルムについて、残留応力測定及びフィルムの反り評価を行った。またガスバリア性積層フィルムについて水蒸気透過度測定を行った。結果を下記表2に示す。
(Example 3)
In Example 1, the laminated film was formed on the PEN film in the same manner except that the total film thickness of the laminated film of the SiNx film and the SiOxNy film was changed to 405 nm (film thickness ratio SiNx film: SiOxNy film = 2: 1). Then, a gas barrier film was produced.
About the produced gas barrier film, the residual stress measurement and the curvature evaluation of the film were performed. Moreover, the water vapor permeability was measured for the gas barrier laminate film. The results are shown in Table 2 below.
(実施例4)
実施例1において、SiNx膜、SiOxNy膜の積層膜の総膜厚を501nm(膜厚比 SiNx膜:SiOxNy膜=2:1)に変更した以外は、同様にしてPENフィルム上に積層膜を形成した。
作製したガスバリア性フィルムについて、残留応力測定及びフィルムの反り評価を行った。またガスバリア性積層フィルムについて水蒸気透過度測定を行った。結果を下記表2に示す。
Example 4
In Example 1, a laminated film was similarly formed on the PEN film except that the total film thickness of the laminated film of the SiNx film and the SiOxNy film was changed to 501 nm (film thickness ratio SiNx film: SiOxNy film = 2: 1). did.
About the produced gas barrier film, the residual stress measurement and the curvature evaluation of the film were performed. Moreover, the water vapor permeability was measured for the gas barrier laminate film. The results are shown in Table 2 below.
(比較例1)
実施例1において、SiNx膜を形成せず、PENフィルム上に厚さ385nmのSiOxNy膜のみを形成した以外は、同様にしてガスバリア性フィルムを作製した。
作製したガスバリア性フィルムについて、残留応力測定及びフィルムの反り評価を行った。またガスバリア性積層フィルムについて水蒸気透過度測定を行った。結果を下記表2に示す。
なお、フィルムの反り評価においては、フィルムがカールし、四隅が丸まった状態になったため、測定出来なかった。
(Comparative Example 1)
A gas barrier film was produced in the same manner as in Example 1 except that no SiNx film was formed and only a 385 nm thick SiOxNy film was formed on the PEN film.
About the produced gas barrier film, the residual stress measurement and the curvature evaluation of the film were performed. Moreover, the water vapor permeability was measured for the gas barrier laminate film. The results are shown in Table 2 below.
In the evaluation of the warpage of the film, the film was curled and the four corners were rounded, so measurement was not possible.
(比較例2)
比較例1において、SiOxNy膜の厚さを114nmに変更した以外は、同様にしてガスバリア性フィルムを作製した。
作製したガスバリア性フィルムについて、残留応力測定及びフィルムの反り評価を行った。またガスバリア性積層フィルムについて水蒸気透過度測定を行った。結果を下記表2に示す。
(Comparative Example 2)
A gas barrier film was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the thickness of the SiOxNy film was changed to 114 nm.
About the produced gas barrier film, the residual stress measurement and the curvature evaluation of the film were performed. Moreover, the water vapor permeability was measured for the gas barrier laminate film. The results are shown in Table 2 below.
(比較例3)
実施例1において、SiNx膜の厚さを96nm、SiOxNy膜の厚さを191nm(総膜厚比287nm 膜厚比 SiNx膜:SiOxNy膜=1:2)に変更した以外は、同様にしてPENフィルム上に積層膜を形成し、ガスバリア性フィルムを作製した。
作製したガスバリア性フィルムについて、残留応力測定及びフィルムの反り評価を行った。またガスバリア性積層フィルムについて水蒸気透過度測定を行った。結果を下記表2に示す。
(Comparative Example 3)
In the same manner as in Example 1, except that the thickness of the SiNx film was changed to 96 nm and the thickness of the SiOxNy film was changed to 191 nm (total film thickness ratio 287 nm, film thickness ratio SiNx film: SiOxNy film = 1: 2). A laminated film was formed thereon to produce a gas barrier film.
About the produced gas barrier film, the residual stress measurement and the curvature evaluation of the film were performed. Moreover, the water vapor permeability was measured for the gas barrier laminate film. The results are shown in Table 2 below.
1:成膜室
2:加熱触媒体
3:ガス導入口
4:基板ホルダー
5:基材フィルム
6:排気口
7:水平な台
8:ガスバリア性フィルム
9:測定距離
1: Film formation chamber 2: Heated catalyst body 3: Gas introduction port 4: Substrate holder 5: Base film 6: Exhaust port 7: Horizontal base 8: Gas barrier film 9: Measurement distance
Claims (6)
前記基材フィルムの厚さXと、前記積層膜の厚さYとの比(Y/X)が、0.002〜0.08で示される条件を満たす請求項1又は2に記載のガスバリア性フィルム。 The silicon oxide film, the silicon oxynitride film, and the silicon nitride film each independently have a thickness of 20 to 500 nm,
The gas barrier property according to claim 1 or 2, wherein a ratio (Y / X) between a thickness X of the base film and a thickness Y of the laminated film satisfies a condition represented by 0.002 to 0.08. the film.
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