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JP5300765B2 - Gas barrier film - Google Patents
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JP5300765B2 - Gas barrier film - Google Patents

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Description

本発明は、食品包装,液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイ、太陽電池等に利用されるガスバリアフィルムに関し、特に、高いガスバリア性能を有するガスバリアフィルムに関する。   The present invention relates to a gas barrier film used for food packaging, liquid crystal display, plasma display, organic EL display, solar cell, and the like, and particularly relates to a gas barrier film having high gas barrier performance.

光学素子、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイなどの表示装置、半導体装置、薄膜太陽電池等の各種の装置における防湿性を要求される部位や部品、または食品、衣料品もしくは電子部品等の包装に用いられる包装材料にポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム等のプラスチックフィルム(基板フィルム)に、ガスバリア性を発現する膜(以下、ガスバリア膜ともいう)を成膜してなる、ガスバリアフィルムが利用されている。
このようなガスバリアフィルムに成膜されるガスバリア膜としては、窒化シリコン、酸化珪素、酸化アルミニウム等の各種の無機物(無機化合物)からなる膜が知られている。これらのガスバリア膜のうち、酸化珪素膜においては、赤外吸収スペクトルのうち、特定の波数と、ガスバリア性能との関連について着目したものがある(例えば、特許文献1、2)。
Used for packaging parts such as optical elements, display devices such as liquid crystal displays and organic EL displays, semiconductor devices, thin film solar cells, and other parts and parts that require moisture resistance, or food, clothing, electronic parts, etc. A gas barrier film is used, which is formed by forming a film (hereinafter also referred to as a gas barrier film) on a plastic film (substrate film) such as a polyethylene terephthalate (PET) film as a packaging material.
As a gas barrier film formed on such a gas barrier film, films made of various inorganic substances (inorganic compounds) such as silicon nitride, silicon oxide, and aluminum oxide are known. Among these gas barrier films, some silicon oxide films focus on the relationship between a specific wave number and gas barrier performance in infrared absorption spectra (for example, Patent Documents 1 and 2).

例えば、特許文献1には、基材の少なくとも片面に、酸化硅素を主たる成分とする薄膜が形成されたガスバリアフィルムが開示されている。このガスバリアフィルムは、薄膜の赤外吸収スペクトルのうち、1040cm−1〜1080cm−1の間に存在するピーク強度p1と940cm−1〜850cm−1の間に存在するピーク強度p2の比p2/p1が、0≦p2/p1≦0.2を満足するものである。
なお、1040cm−1〜1080cm−1に存在する最大強度ピークはSi−O−Siの非対称伸縮運動による吸収であり、940cm−1〜850cm−1に存在する最大強度ピークは、Si−O−H結合による吸収ピークである。
For example, Patent Literature 1 discloses a gas barrier film in which a thin film containing silicon oxide as a main component is formed on at least one surface of a base material. The gas barrier film of the infrared absorption spectrum of a thin film, the ratio p2 / p1 of the peak intensity p2 existing between the peak intensities p1 and 940cm -1 ~850cm -1 existing between 1040cm -1 ~1080cm -1 However, 0 ≦ p2 / p1 ≦ 0.2 is satisfied.
Note that the maximum intensity peak existing at 1040 cm −1 to 1080 cm −1 is absorption due to asymmetric stretching motion of Si—O—Si, and the maximum intensity peak existing at 940 cm −1 to 850 cm −1 is Si—O—H. Absorption peak due to binding.

特許文献1では、比p2/p1が0.2よりも大きい領域のときには、薄膜中にSi−O−Hによる構造欠陥が大きく、十分なガスバリア性、防湿性が得られないとしており、940〜850cm−1で観察されるSi−O−H結合をバリア性能劣化の原因としている。また、特許文献1には、水蒸気透過率が0.2g/(m・day)のガスバリアフィルムが開示されている。 In Patent Document 1, when the ratio p2 / p1 is larger than 0.2, structural defects due to Si—O—H are large in the thin film, and sufficient gas barrier properties and moisture resistance cannot be obtained. The Si—O—H bond observed at 850 cm −1 is a cause of barrier performance deterioration. Patent Document 1 discloses a gas barrier film having a water vapor transmission rate of 0.2 g / (m 2 · day).

特許文献2には、基材フィルムと、基材フィルムの少なくとも一方の面に設けられたバリア層とを少なくとも有する透明バリアフィルムが開示されている。この透明バリアフィルムは、バリア層が4員環構造をもつシロキサンを原料ガスとして化学気相蒸着法により形成された珪素原子と酸素原子による4員環構造を有する酸化珪素を主体とする薄膜である。バリア層は、赤外分光法により測定した分光スペクトルにおいて、1240cm−1付近の珪素原子と酸素原子からなる伸縮振動吸収(Si−O−Si伸縮モード)のピーク面積S1と、カーブフィッテング法によりピークをガウス分布とローレンツ分布の和で表現し、ピーク位置、高さ、半値幅、ガウス分布とローレンツ分布の比をパラメータとして解析して得られる890cm−1付近の珪素原子と酸素原子による4員環構造の吸収のピーク面積S2との間に、比(S2/S1)が0.01以上となる関係が存在する。 Patent Document 2 discloses a transparent barrier film having at least a base film and a barrier layer provided on at least one surface of the base film. This transparent barrier film is a thin film mainly composed of silicon oxide having a four-membered ring structure of silicon atoms and oxygen atoms formed by a chemical vapor deposition method using a siloxane having a four-membered ring structure as a source gas. . The barrier layer has a peak area S1 of stretching vibration absorption (Si—O—Si stretching mode) composed of silicon atoms and oxygen atoms in the vicinity of 1240 cm −1 in a spectrum measured by infrared spectroscopy, and a peak by a curve fitting method. It was expressed as the sum of Gaussian and Lorentzian distribution, the peak position, height, half width, Gaussian and 4-membered ring by a silicon atom and an oxygen atom in the vicinity of 890 cm -1 obtained by analyzing the ratio of the Lorentz distribution as a parameter There is a relationship in which the ratio (S2 / S1) is 0.01 or more with the absorption peak area S2 of the structure.

特許文献2では、上述の比(S2/S1)が0.01未満であると、バリア層に存在する珪素原子と酸素原子による4員環構造が不十分となり、高いバリア性を得ることができないとしている。890cm−1を中心に観察されるSiOの4員環構造を有することにより、高いバリア性が得られるとしている。また、特許文献2には、水蒸気透過率が1.5g/(m・day)の透明バリアフィルムが開示されている。 In Patent Document 2, when the ratio (S2 / S1) is less than 0.01, a four-membered ring structure composed of silicon atoms and oxygen atoms existing in the barrier layer becomes insufficient, and high barrier properties cannot be obtained. It is said. It is said that a high barrier property is obtained by having a four-membered ring structure of SiO observed around 890 cm −1 . Patent Document 2 discloses a transparent barrier film having a water vapor transmission rate of 1.5 g / (m 2 · day).

特開平8−224825号公報JP-A-8-224825 特許第3820041号公報Japanese Patent No. 3820041

上述の特許文献1では、Si−O−Siの非対称伸縮運動による吸収である1040cm−1〜1080cm−1をバリア性の評価に用いている。特許文献2では、珪素原子と酸素原子からなる伸縮振動吸収(Si−O−Si伸縮モード)である1240cm−1付近をバリア性の評価に用いている。
このように、特許文献1、2は、いずれも赤外吸収スペクトルのうち、Si−O−Siの伸縮に関する吸収帯で規格化して、それぞれの結合量を規定している。
Patent Document 1 described above, is used 1040cm -1 ~1080cm -1 is the absorption due to the asymmetric stretching vibration of Si-O-Si in the evaluation of the barrier properties. In Patent Document 2, the vicinity of 1240 cm −1, which is stretching vibration absorption (Si—O—Si stretching mode) composed of silicon atoms and oxygen atoms, is used for barrier property evaluation.
As described above, Patent Documents 1 and 2 both standardize the absorption band relating to the expansion and contraction of Si—O—Si in the infrared absorption spectrum and define the amount of each bond.

しかしながら、特許文献1、2で規定するSi−O−Siに関する吸収帯は、SiOx膜の組成(なお、xは酸化度を示す。)によって、ピーク位置がずれるという問題がある。このため、特許文献1、2では水蒸気透過率が0.2g/(m・day)程度であるが、更に水蒸気透過率が小さいガスバリアを有する膜を規定するには、特許文献1、2で用いられているSi−O−Si関する吸収帯では不十分であるのが現状である。 However, the absorption band related to Si—O—Si specified in Patent Documents 1 and 2 has a problem that the peak position is shifted depending on the composition of the SiOx film (where x represents the degree of oxidation). For this reason, in Patent Documents 1 and 2, the water vapor transmission rate is about 0.2 g / (m 2 · day). At present, the absorption band relating to Si—O—Si used is insufficient.

本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点を解消し、赤外吸収スペクトルのうち、ケイ酸塩の吸収スペクトルに着目し、この吸収スペクトルを規定することにより、優れたガスバリア性能を有するガスバリアフィルムを提供することにある。   An object of the present invention is to solve the problems based on the above prior art, pay attention to the absorption spectrum of silicate in the infrared absorption spectrum, and define the absorption spectrum, thereby providing a gas barrier having excellent gas barrier performance. To provide a film.

上記目的を達成するために、本発明の態様は、酸化珪素を主成分とするガスバリア膜が、基板の少なくとも一方の面に形成されたガスバリアフィルムであって、前記ガスバリア膜は、赤外吸収スペクトルのうち、800〜820cm−1のピーク強度をP1とし、860〜880cm−1のピーク強度をP2とし、前記ピーク強度P1と前記ピーク強度P2との比をP2/P1とするとき、前記比P2/P1は、0≦P2/P1≦1であることを特徴とするガスバリアフィルムを提供するものである。 In order to achieve the above object, an aspect of the present invention is a gas barrier film in which a gas barrier film containing silicon oxide as a main component is formed on at least one surface of a substrate, and the gas barrier film has an infrared absorption spectrum. Of these, when the peak intensity at 800 to 820 cm −1 is P1, the peak intensity at 860 to 880 cm −1 is P2, and the ratio of the peak intensity P1 and the peak intensity P2 is P2 / P1, the ratio P2 / P1 provides a gas barrier film characterized by 0 ≦ P2 / P1 ≦ 1.

本発明においては、前記基板と前記ガスバリア膜との間に有機膜が形成されていることが好ましい。
また、前記酸化珪素は、酸化度が1〜2であることが好ましい。前記基板は、例えば、PETまたはPENにより構成される。
前記ガスバリアフィルムは、例えば、真空蒸着法により形成されたものである。この場合、前記真空蒸着法には、成膜材料に、例えば、SiOまたはSiOが用いられる。
さらに、前記ガスバリア膜は、厚さが10〜150nmであることが好ましい。
In the present invention, an organic film is preferably formed between the substrate and the gas barrier film.
The silicon oxide preferably has an oxidation degree of 1 to 2. The substrate is made of, for example, PET or PEN.
The gas barrier film is formed by, for example, a vacuum deposition method. In this case, in the vacuum deposition method, for example, SiO or SiO 2 is used as a film forming material.
Furthermore, the gas barrier film preferably has a thickness of 10 to 150 nm.

本発明によれば、赤外吸収スペクトルについて、800〜820cm−1のピーク強度をP1とし、860〜880cm−1のピーク強度をP2とし、ピーク強度P1とピーク強度P2との比をP2/P1とするとき、比P2/P1が0〜1のガスバリア膜を設けることにより、例えば、水蒸気透過率が0.1g/(m・day)以下のガスバリア性能を有するガスバリアフィルムを得ることができる。
なお、本発明のガスバリアフィルムは、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイおよび有機ELディスプレイのバリアフィルム、食品包装用フィルム、ならびに太陽電池のバックシート等に利用することができる。
According to the present invention, regarding the infrared absorption spectrum, the peak intensity at 800 to 820 cm −1 is P1, the peak intensity at 860 to 880 cm −1 is P2, and the ratio between the peak intensity P1 and the peak intensity P2 is P2 / P1. When a gas barrier film having a ratio P2 / P1 of 0 to 1 is provided, for example, a gas barrier film having a gas barrier performance with a water vapor permeability of 0.1 g / (m 2 · day) or less can be obtained.
The gas barrier film of the present invention can be used for barrier films for liquid crystal displays, plasma displays and organic EL displays, food packaging films, solar cell backsheets, and the like.

(a)は、本発明の実施形態に係るガスバリアフィルムの一例を示す模式的断面図であり、(b)は、本発明の実施形態に係るガスバリアフィルムの他の例を示す模式的断面図である。(A) is typical sectional drawing which shows an example of the gas barrier film which concerns on embodiment of this invention, (b) is typical sectional drawing which shows the other example of the gas barrier film which concerns on embodiment of this invention. is there. 縦軸に規格化吸光度、横軸に波数をとり、酸化珪素を主成分とするガスバリア膜のフーリエ変換赤外吸収スペクトルの一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the Fourier-transform infrared absorption spectrum of the gas barrier film | membrane which takes a normalized light absorbency on a vertical axis | shaft and a wave number on a horizontal axis | shaft and has silicon oxide as a main component. 本発明の実施形態に係るガスバリアフィルムの製造に利用される成膜装置を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the film-forming apparatus utilized for manufacture of the gas barrier film which concerns on embodiment of this invention. 縦軸に規格化吸光度、横軸に波数をとり、実施例1、2、比較例1、2のガスバリア膜のフーリエ変換赤外吸収スペクトルを示すグラフである。It is a graph which shows the Fourier-transform infrared absorption spectrum of the gas barrier film | membrane of Examples 1, 2 and Comparative Examples 1 and 2, taking the normalized absorbance on the vertical axis and the wave number on the horizontal axis.

以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明のガスバリアフィルムを詳細に説明する。
図1(a)は、本発明の実施形態に係るガスバリアフィルムの一例を示す模式的断面図であり、(b)は、本発明の実施形態に係るガスバリアフィルムの他の例を示す模式的断面図である。
Below, based on the preferred embodiment shown in an accompanying drawing, the gas barrier film of the present invention is explained in detail.
FIG. 1A is a schematic cross-sectional view showing an example of a gas barrier film according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a schematic cross-section showing another example of a gas barrier film according to an embodiment of the present invention. FIG.

図1(a)に示すガスバリアフィルム100は、基板Zと、この基板Zの表面Zfに形成されたガスバリア膜102とを有する。このガスバリア膜102は、酸素、水蒸気などの気体の透過を抑制するガスバリア機能を有するものであり、酸化珪素を主成分とするものである。
ガスバリアフィルム100において、基板Zとしては、特に限定されるものではなく、公知のガスバリア膜が形成される各種のフィルムが利用可能である。
具体的には、基板Zとして、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)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレートなどの有機物からなるシート状のプラスチックフィルム(樹脂フィルム)を用いることができる。
なお、基板Zの形態は、フィルム状であれば、そのサイズは、特に限定されるものではなく、例えば、長さが1mの程度のシート状のものから、数十m、数百mにも及ぶ長尺のものであってもよい。
A gas barrier film 100 shown in FIG. 1A includes a substrate Z and a gas barrier film 102 formed on a surface Zf of the substrate Z. The gas barrier film 102 has a gas barrier function that suppresses permeation of gases such as oxygen and water vapor, and is mainly composed of silicon oxide.
In the gas barrier film 100, the substrate Z is not particularly limited, and various films on which a known gas barrier film is formed can be used.
Specifically, the substrate Z is made of an organic material such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyamide, polyvinyl chloride, polycarbonate, polyacrylonitrile, polyimide, polyacrylate, polymethacrylate. A sheet-like plastic film (resin film) can be used.
In addition, if the form of the board | substrate Z is a film form, the size will not be specifically limited, For example, from the sheet-like thing about 1 m in length to several dozen m and several hundred m It may be long.

基板Zの厚さは、特に限定されないが、例えば、10〜300μmである。特に、基板Zとしてガラス転移温度が130℃以下の樹脂フィルムを用いる場合、機械的強度および透明性の観点から厚さが10〜150μmの基板Zを用いることが好ましい。
また、ガスバリアフィルムを太陽電池のバックシートに用いる場合、耐電圧性の観点から、基板Zの厚さは300μm程度あることが好ましい。
基板Zの厚さが10μm未満では、基板Zの種類によっては、ガスバリアフィルムの機械的強度が不十分になってしまう場合が有る。
一方、基板Zの厚さが150μmを超えると、ガスバリアフィルムの透明性としては、基板Zの透明性が支配的になってしまい、ガスバリア膜の透明性が高くても、十分な透明性を有するガスバリアフィルムが得られない場合がある。さらに、可撓性等の点でも不利である。加えて、有機ELディスプレイおよび液晶ディスプレイなどでは、透明性、更には、より薄く、また、より軽いことが求められているため、基板Zの厚さを必要以上に厚くするのは好ましくなく、この点からも、上記基板の厚さ範囲は、ガスバリアフィルムの十分な強度を確保した上で、薄膜化および軽量化を図る意味で好ましい。以上の点を考慮すると、基板Zの厚さは、25〜100μmとすることが好ましい。
Although the thickness of the board | substrate Z is not specifically limited, For example, it is 10-300 micrometers. In particular, when a resin film having a glass transition temperature of 130 ° C. or lower is used as the substrate Z, it is preferable to use the substrate Z having a thickness of 10 to 150 μm from the viewpoint of mechanical strength and transparency.
Moreover, when using a gas barrier film for the back sheet | seat of a solar cell, it is preferable that the thickness of the board | substrate Z is about 300 micrometers from a viewpoint of withstand voltage property.
If the thickness of the substrate Z is less than 10 μm, the mechanical strength of the gas barrier film may be insufficient depending on the type of the substrate Z.
On the other hand, when the thickness of the substrate Z exceeds 150 μm, the transparency of the gas barrier film becomes dominant, and the transparency of the substrate Z becomes dominant, and the gas barrier film has sufficient transparency even if the transparency of the gas barrier film is high. A gas barrier film may not be obtained. Furthermore, it is disadvantageous in terms of flexibility. In addition, since the organic EL display and the liquid crystal display are required to be transparent, further thinner and lighter, it is not preferable to increase the thickness of the substrate Z more than necessary. From the point of view, the thickness range of the substrate is preferable in terms of reducing the thickness and weight of the gas barrier film while ensuring sufficient strength. Considering the above points, the thickness of the substrate Z is preferably 25 to 100 μm.

また、本発明においては、例えば、基板Zとしても用いることができるプラスチックフィルム等を基材として、その上に、保護層、接着層、光反射層、遮光層、平坦化層、緩衝層、応力緩和層等の、各種の機能を得るための層(膜)が成膜されている物を基板としてもよい。後述するように、基板Zの表面Zfに有機層104が形成されたもの(図1(b)参照)を基板としてもよい。また、基材の上に複数層の膜が成膜されたものを基板としてもよい。   In the present invention, for example, a plastic film that can also be used as the substrate Z is used as a base material, on which a protective layer, an adhesive layer, a light reflecting layer, a light shielding layer, a planarizing layer, a buffer layer, a stress, A substrate on which layers (films) for obtaining various functions such as a relaxation layer are formed may be used as the substrate. As will be described later, a substrate (see FIG. 1B) in which the organic layer 104 is formed on the surface Zf of the substrate Z may be used. Alternatively, a substrate in which a plurality of layers of films are formed on a substrate may be used as the substrate.

ガスバリア膜102は、上述のように、酸化珪素を主成分とするものであり、SiOx膜により構成される。ここで、xは酸化度を示すものであり、xが1では、SiO膜となり、xが2では、SiO膜となる。SiOx膜においては、xが1.0〜1.4であると、ガスバリア性が高いものとなるため、xは1.0〜1.4が好ましい。 As described above, the gas barrier film 102 is mainly composed of silicon oxide and is composed of a SiOx film. Here, x represents the degree of oxidation, and when x is 1, it becomes a SiO film, and when x is 2, it becomes a SiO 2 film. In the SiOx film, when x is 1.0 to 1.4, gas barrier properties are high, and therefore x is preferably 1.0 to 1.4.

ガスバリア膜102は、その厚さについては、特に限定されるものではなく、要求されるガスバリア性等に応じて、適宜、決定すればよいが、10〜150nmとするのが好ましい。
ガスバリア膜102の厚さを10nm以上とすることにより、十分なガスバリア性を安定して確保することができる。また、ガスバリア性は、基本的に、ガスバリア膜102が厚い方が好ましいが、150nmを超えるガスバリア膜102を成膜しても、これ以上のガスバリア性を得るのは、困難であり、逆に、150nm以下とすることにより、ガスバリア膜102の割れ等を好適に防止することができ、好ましい結果を得る。
また、上記利点を、より好適に得られる等の点で、ガスバリア膜102の厚さは、より好ましくは、20〜80nmである。
The thickness of the gas barrier film 102 is not particularly limited, and may be appropriately determined according to the required gas barrier properties, but is preferably 10 to 150 nm.
By setting the thickness of the gas barrier film 102 to 10 nm or more, a sufficient gas barrier property can be stably secured. In addition, the gas barrier property is basically preferably that the gas barrier film 102 is thicker, but even if the gas barrier film 102 having a thickness exceeding 150 nm is formed, it is difficult to obtain a gas barrier property higher than this. By setting the thickness to 150 nm or less, cracking of the gas barrier film 102 and the like can be suitably prevented, and a preferable result is obtained.
Further, the thickness of the gas barrier film 102 is more preferably 20 to 80 nm in that the above advantages can be obtained more suitably.

本発明において、ガスバリア膜102は、以下に示すように赤外吸収スペクトル基づいて、その赤外吸収特性が規定されている。図2にガスバリア膜102の赤外吸収スペクトルAの一例を示す。
ガスバリア膜102においては、図2に示すように赤外吸収スペクトルAのうち、800〜820cm−1の領域αにおけるピーク強度をP1とし、860〜880cm−1の領域αにおけるピーク強度をP2とし、ピーク強度P1とピーク強度P2との比をP2/P1とするとき、比P2/P1は0≦P2/P1≦1である。この比P2/P1は、0.45〜0.90であることが好ましく、より好ましくは0.60〜0.88である。
以下、ガスバリア膜102について、800〜820cm−1の領域αのピーク強度P1を用いる理由、860〜880cm−1の領域αにおけるピーク強度P2を用いる理由、および比P2/P1を0≦P2/P1≦1とする理由について説明する。
In the present invention, the gas barrier film 102 has an infrared absorption characteristic defined based on an infrared absorption spectrum as shown below. FIG. 2 shows an example of the infrared absorption spectrum A of the gas barrier film 102.
In the gas barrier film 102, out of the infrared absorption spectrum A shown in FIG. 2, the peak intensity is P1 in the area alpha 1 in 800~820Cm -1, a peak intensity in the region alpha 2 of 860~880cm -1 P2 When the ratio between the peak intensity P1 and the peak intensity P2 is P2 / P1, the ratio P2 / P1 is 0 ≦ P2 / P1 ≦ 1. The ratio P2 / P1 is preferably 0.45 to 0.90, and more preferably 0.60 to 0.88.
Hereinafter, the gas barrier layer 102, the reason for using the area alpha 1 peak intensity P1 of 800~820Cm -1, reason for using the peak intensity P2 in the area alpha 2 in 860~880Cm -1, and the ratio P2 / P1 of 0 ≦ P2 The reason why / P1 ≦ 1 will be described.

ガスバリア膜102について、860〜880cm−1の波長域のピーク強度P2を用いて規定している。
ここで、ケイ酸塩の第1のピークの波長域は1040〜1080cm−1であり、ケイ酸塩の第2のピークの波長域は750〜950cm−1である。このことは、例えば、「フィルムの分析評価技術」、株式会社情報機構、2003、p22に記載されている。前述のケイ酸塩の第1のピークの波長域(1040〜1080cm−1)はSiOのピークと重なっていると考えられる。
上述のように、ガスバリア膜102を規定する860〜880cm−1は、ケイ酸塩に由来するものであり、ケイ酸塩の第2のピークを含んでいる。
The gas barrier film 102 is defined using the peak intensity P2 in the wavelength range of 860 to 880 cm −1 .
Here, the wavelength range of the first peak of silicate is 1040 to 1080 cm −1 , and the wavelength range of the second peak of silicate is 750 to 950 cm −1 . This is described, for example, in “Film Analysis and Evaluation Technology”, Information Technology Corporation, 2003, p22. It is considered that the wavelength range (1040 to 1080 cm −1 ) of the first peak of the silicate overlaps with the peak of SiO.
As described above, 860 to 880 cm −1 that defines the gas barrier film 102 is derived from the silicate, and includes the second peak of the silicate.

本願発明者が鋭意検討した結果、860〜880cm−1におけるピーク強度P2が小さい方が酸化珪素を主成分とするSiOx膜の組成に依らず、例えば、水蒸気透過率が0.1(m・day)以下の高いガスバリア性能が得られ、ガスバリア性能が高くなることを見出した。このため、860〜880cm−1の波長域におけるピーク強度P2をガスバリア性能の指標として用いた。なお、上述のことから、860〜880cm−1のピーク強度P2は小さいことが好ましい。 As a result of intensive studies by the inventor of the present application, the smaller peak intensity P2 at 860 to 880 cm −1 does not depend on the composition of the SiOx film containing silicon oxide as a main component, and the water vapor transmission rate is, for example, 0.1 (m 2. day) It was found that the following high gas barrier performance was obtained and the gas barrier performance was improved. For this reason, the peak intensity P2 in the wavelength range of 860 to 880 cm −1 was used as an index of gas barrier performance. In addition, from the above-mentioned, it is preferable that the peak intensity P2 of 860-880 cm < -1 > is small.

さらに、本願発明者が鋭意検討した結果、ガスバリア性能の指標となる860〜880cm−1のピーク強度P2と800〜820cm−1のピーク強度P1との間に相関関係があることを知見した。すなわち、860〜880cm−1のピーク強度P2を、800〜820cm−1のピーク強度P1に対するものとした場合、水蒸気透過率等のガスバリア性能を適切に評価することができることを知見した。このため、ガスバリア膜102について、800〜820cm−1のピーク強度P1を基準として、860〜880cm−1のピーク強度P2を規定している。しかも、860〜880cm−1のピーク強度P2は、上述のように小さい方がよいことから、800〜820cm−1のピーク強度P1以下とした。これにより、比P2/P1については、0≦P2/P1≦1と規定した。 Furthermore, as a result of intensive studies by the inventor of the present application, it has been found that there is a correlation between the peak intensity P2 of 860 to 880 cm −1 and the peak intensity P1 of 800 to 820 cm −1 that serve as an index of gas barrier performance. That is, the peak intensity P2 of 860~880Cm -1, when assumed to the peak intensity P1 of 800~820Cm -1, was found that it is possible to appropriately evaluate the gas barrier performance such as water vapor permeability. Therefore, the gas barrier layer 102, relative to the peak intensity P1 of 800~820Cm -1, defines the peak intensity P2 of 860~880cm -1. Moreover, the peak intensity P2 of 860~880Cm -1, since it is smaller, as described above, and less peak intensity P1 of 800~820cm -1. Thus, the ratio P2 / P1 was defined as 0 ≦ P2 / P1 ≦ 1.

本実施形態においては、ガスバリア膜102について、赤外吸収スペクトルに基づいて規定される比P2/P1を0〜1としてガスバリア膜102にケイ酸塩が含まれないか、ケイ酸塩が含まれていたとしても量が少ないものとしている。このように、ガスバリア膜102において、赤外吸収特性を規定し、860〜880cm−1の吸収があるケイ酸塩の量を少なくすることにより、酸化珪素を主成分とするSiOx膜の組成に依らず、例えば、xの値が上述の好ましい範囲ではなくても、水蒸気透過率等について、例えば、水蒸気透過率が0.1(m・day)以下の高いガスバリア性能が得られる。 In the present embodiment, the gas barrier film 102 has a ratio P2 / P1 defined based on the infrared absorption spectrum of 0 to 1, and the gas barrier film 102 does not contain silicate or contains silicate. Even if the amount is small. In this way, in the gas barrier film 102, the infrared absorption characteristics are defined, and the amount of silicate having absorption of 860 to 880 cm −1 is reduced, so that it depends on the composition of the SiOx film mainly composed of silicon oxide. For example, even if the value of x is not in the above-described preferable range, for example, a high gas barrier performance with a water vapor transmission rate of 0.1 (m 2 · day) or less can be obtained.

ガスバリア膜102の赤外吸収スペクトルAは、例えば、FT−IR(フーリエ変換赤外分光光度計)を用いて測定されたものである。このFT−IRによる測定方法は、特に限定されるものではなく、例えば、透過法、反射法、全反射法(ATR法)を用いることができる。
ガスバリア膜102の上述のピーク強度P1およびピーク強度P2は、基板100にガスバリア膜102が形成された状態で測定されるか、またはガスバリア膜102がシリコン基板等の所定の基板に形成された状態で測定される。シリコン基板等にガスバリア膜102を形成した場合、シリコン基板等に形成するときのガスバリア膜102の成膜条件で、基板Zの表面Zfにガスバリア膜102を形成すれば、比P2/P1を有するガスバリア膜102を得ることができる。
The infrared absorption spectrum A of the gas barrier film 102 is measured using, for example, FT-IR (Fourier transform infrared spectrophotometer). The measurement method by this FT-IR is not particularly limited, and for example, a transmission method, a reflection method, or a total reflection method (ATR method) can be used.
The above-described peak intensity P1 and peak intensity P2 of the gas barrier film 102 are measured in a state where the gas barrier film 102 is formed on the substrate 100, or in a state where the gas barrier film 102 is formed on a predetermined substrate such as a silicon substrate. Measured. When the gas barrier film 102 is formed on a silicon substrate or the like, if the gas barrier film 102 is formed on the surface Zf of the substrate Z under the deposition conditions of the gas barrier film 102 when forming the silicon substrate or the like, a gas barrier having a ratio P2 / P1. A film 102 can be obtained.

なお、本発明においては、図1(a)に示すガスバリアフィルム100の構成に限定されるものではなく、図1(b)に示すガスバリアフィルム100aのように、基板Zとガスバリア膜102との間に有機膜104が形成されていてもよい。このガスバリアフィルム100aのように、基板Zの表面Zfに有機膜104が形成され、有機膜104の表面104aにガスバリア膜102が形成された構成とすることにより、基板Zの表面Zfに存在する凹凸を埋没させて、ガスバリア膜102の成膜面を平坦にすることができる。これにより、ガスバリア膜102が有する優れたガスバリア性能を十分に発現することができる。しかも、上述のように、ガスバリア膜102は比P2/P1を0〜1としており、SiOx膜の組成に依らず、水蒸気透過率等について優れたガスバリア性能が得られる。このことから、ガスバリアフィルム100aは、より良好なガスバリア性能を備える。
上述のガスバリアフィルム100、100aは、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイおよび有機ELディスプレイのバリアフィルム、食品包装用フィルム、ならびに太陽電池のバックシート等に利用することができる。
In the present invention, it is not limited to the configuration of the gas barrier film 100 shown in FIG. 1A, but between the substrate Z and the gas barrier film 102 as in the gas barrier film 100a shown in FIG. In addition, an organic film 104 may be formed. As in the gas barrier film 100a, the organic film 104 is formed on the surface Zf of the substrate Z, and the gas barrier film 102 is formed on the surface 104a of the organic film 104, whereby unevenness existing on the surface Zf of the substrate Z is formed. The film formation surface of the gas barrier film 102 can be flattened. Thereby, the outstanding gas barrier performance which the gas barrier film 102 has can fully be expressed. Moreover, as described above, the gas barrier film 102 has a ratio P2 / P1 of 0 to 1, and an excellent gas barrier performance with respect to the water vapor transmission rate and the like can be obtained regardless of the composition of the SiOx film. Therefore, the gas barrier film 100a has better gas barrier performance.
The gas barrier films 100 and 100a described above can be used for barrier films for liquid crystal displays, plasma displays and organic EL displays, food packaging films, solar cell backsheets, and the like.

本発明において、ガスバリアフィルム100aの有機膜104の形成材料(主成分)は、特に限定されるものではなく、公知の有機物(有機化合物)が、各種、利用可能であり、特に、各種の樹脂(有機高分子化合物)が好適に例示される。
一例として、TMPTA(トリメチロールプロパントリアクリレート)、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリエステル、メタクリル酸―マレイン酸共重合体、ポリスチレン、透明フッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、セルロースアシレート、ポリウレタン、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、フルオレン環変性ポリカーボネート、脂環変性ポリカーボネート、フルオレン環変性ポリエステル等が例示される。
In the present invention, the material (main component) for forming the organic film 104 of the gas barrier film 100a is not particularly limited, and various known organic substances (organic compounds) can be used. Organic polymer compounds) are preferable examples.
Examples include TMPTA (trimethylolpropane triacrylate), epoxy resin, acrylic resin, methacrylic resin, polyester, methacrylic acid-maleic acid copolymer, polystyrene, transparent fluororesin, polyimide, fluorinated polyimide, polyamide, polyamideimide, poly Examples include ether imide, cellulose acylate, polyurethane, polyether ketone, polycarbonate, fluorene ring-modified polycarbonate, alicyclic ring-modified polycarbonate, and fluorene ring-modified polyester.

また、有機膜104の形成方法は、特に限定されるものではなく、公知の有機物の膜の成膜方法が、全て利用可能である。
一例として、有機物や有機物モノマー、さらには重合開始剤等を溶媒に溶解(分散)して調製した塗料を、ロールコート、グラビアコート、スプレーコート、等の公知の塗布手段で基板Zに塗布して、乾燥し、必要に応じて、加熱、紫外線照射、電子線照射等によって硬化する、塗布法が例示される。また、有機物あるいは前記塗布法と同様の塗料を蒸発させて、その蒸気を基板Zに付着させて、冷却/凝縮して液体状の膜を形成し、この膜を紫外線や電子線によって硬化することで成膜を行なう、フラッシュ蒸着法も好適に利用可能である。また、シート状に成形した有機膜104を転写する転写法も利用可能である。
Further, the method for forming the organic film 104 is not particularly limited, and all known methods for forming an organic film can be used.
As an example, a paint prepared by dissolving (dispersing) an organic substance, an organic monomer, or a polymerization initiator in a solvent is applied to the substrate Z by a known application means such as a roll coat, a gravure coat, or a spray coat. Examples of the coating method include drying, drying, and curing by heating, ultraviolet irradiation, electron beam irradiation, or the like, if necessary. Also, the organic material or the same paint as in the coating method is evaporated, the vapor is attached to the substrate Z, cooled / condensed to form a liquid film, and the film is cured by ultraviolet rays or electron beams. A flash vapor deposition method in which film formation is performed can be suitably used. Also, a transfer method for transferring the organic film 104 formed into a sheet shape can be used.

本発明において、有機膜104の厚さには、特に限定されるものではなく、基板Zの表面性状や厚さ、要求されるガスバリア性等に応じて、適宜、設定すればよいが、0.3〜5μmが好ましい。
有機膜104の厚さを、上記範囲とすることにより、基板Zの表面に存在する凹凸をより確実に包埋してガスバリア膜102の成膜面を好適に平坦にできる、ガスバリア膜102との密着性を向上できる等の点で好ましい。
なお、本発明において、有機膜104は、1つの有機物の膜で形成されるものに限定されるものではなく、複数の有機物の膜によって、有機膜104を形成してもよい。例えば、塗布法で成膜した有機物の膜の上に、フラッシュ蒸着で成膜した有機物の膜を設け、この2層の有機物の膜によって、有機膜104を形成してもよい。
In the present invention, the thickness of the organic film 104 is not particularly limited, and may be set as appropriate according to the surface property and thickness of the substrate Z, the required gas barrier property, and the like. 3-5 micrometers is preferable.
By setting the thickness of the organic film 104 within the above range, the unevenness existing on the surface of the substrate Z can be more reliably embedded, and the deposition surface of the gas barrier film 102 can be suitably flattened. It is preferable in terms of improving adhesion.
Note that in the present invention, the organic film 104 is not limited to be formed of a single organic film, and the organic film 104 may be formed of a plurality of organic films. For example, an organic film formed by flash vapor deposition may be provided on an organic film formed by a coating method, and the organic film 104 may be formed using the two organic films.

本発明において、図1(a)に示すガスバリアフィルム100のガスバリア膜102、および図1(b)に示すガスバリアフィルム100aのガスバリア膜102は、例えば、図3に示す成膜装置を用いて形成することができる。以下、ガスバリア膜102の成膜装置および成膜方法について説明する。
上述のように、ガスバリア膜102は、酸化珪素を主成分とするSiOx膜であり、かつ比P2/P1が0〜1である。このようなガスバリア膜102は、ガスバリア膜102の形成前、例えば、圧力が1×10−3Pa以下、水分圧が6×10 −4 Pa以下の雰囲気で、後述するように成膜材料MにSiOまたはSiOを用いた真空蒸着法により形成することができる。なお、ガスバリア膜102の形成の際には、予め、比P2/P1が0〜1となる条件を求めておけばよいため、成膜条件は、上述の圧力、水分圧の条件に限定されるものではない。
In the present invention, the gas barrier film 102 of the gas barrier film 100 shown in FIG. 1A and the gas barrier film 102 of the gas barrier film 100a shown in FIG. 1B are formed using, for example, the film forming apparatus shown in FIG. be able to. Hereinafter, a film forming apparatus and a film forming method for the gas barrier film 102 will be described.
As described above, the gas barrier film 102 is a SiOx film containing silicon oxide as a main component, and the ratio P2 / P1 is 0-1. Such a gas barrier film 102 is formed on the film-forming material M as described later in an atmosphere before the gas barrier film 102 is formed, for example, in an atmosphere having a pressure of 1 × 10 −3 Pa or less and a water pressure of 6 × 10 −4 Pa or less. It can be formed by a vacuum evaporation method using SiO or SiO 2 . Note that when the gas barrier film 102 is formed, the conditions for the ratio P2 / P1 to be 0 to 1 may be obtained in advance, and therefore the film formation conditions are limited to the above-described pressure and moisture pressure conditions. It is not a thing.

図3に示す成膜装置10は、ロール・ツー・ロール(Roll to Roll)タイプの成膜装置であり、供給室12から成膜室14を経て巻取り室16に至る所定の経路で、供給室12から巻取り室16まで長尺な基板Zを通して搬送しつつ、例えば、長尺の基板Zの表面Zf(図1(a)参照)に連続してガスバリア膜102を形成し、ガスバリアフィルム100(図1(a)参照)を製造するものである。   A film forming apparatus 10 shown in FIG. 3 is a roll-to-roll type film forming apparatus, and is supplied through a predetermined path from the supply chamber 12 to the winding chamber 16 through the film forming chamber 14. For example, the gas barrier film 102 is continuously formed on the surface Zf of the long substrate Z (see FIG. 1A) while being conveyed from the chamber 12 to the winding chamber 16 through the long substrate Z, and the gas barrier film 100 (See FIG. 1 (a)).

成膜装置10は、基本的に、基板Zを供給する供給室12と、基板Zにガスバリア膜102(図1(a)参照)を形成する成膜室(チャンバ)14と、ガスバリア膜102(図1(a)参照)が形成された基板Z、すなわち、ガスバリアフィルム100を巻き取る巻取り室16と、真空排気部32と、制御部36とを有する。この制御部36により、成膜装置10における各要素の動作が制御される。
また、成膜装置10においては、供給室12と成膜室14とを区画する壁15aには、基板Zが通過するスリット状の開口15cが形成されており、成膜室14と巻取り室16とを区画する壁15bには、ガスバリア膜102が形成された基板Z(ガスバリアフィルム100)が通過するスリット状の開口15cが形成されている。
The film forming apparatus 10 basically includes a supply chamber 12 for supplying a substrate Z, a film forming chamber (chamber) 14 for forming a gas barrier film 102 (see FIG. 1A) on the substrate Z, and a gas barrier film 102 ( The substrate Z on which the substrate Z (refer to FIG. 1A), that is, the gas barrier film 100 is wound up, the vacuum chamber 32, and the controller 36 are included. The operation of each element in the film forming apparatus 10 is controlled by the control unit 36.
In the film forming apparatus 10, a slit-like opening 15 c through which the substrate Z passes is formed on a wall 15 a that partitions the supply chamber 12 and the film forming chamber 14. 16 is formed with a slit-shaped opening 15c through which the substrate Z (gas barrier film 100) on which the gas barrier film 102 is formed passes.

成膜装置10においては、供給室12、成膜室14および巻取り室16には、真空排気部32が配管34を介して接続されている。この真空排気部32により、供給室12、成膜室14および巻取り室16の内部が所定の真空度(圧力)にされる。配管34には、供給室12、成膜室14、巻取り室16の近傍の部分にバルブ(図示せず)を設け、真空排気部32による各室の排気量を調整可能としてもよい。   In the film forming apparatus 10, a vacuum exhaust unit 32 is connected to the supply chamber 12, the film forming chamber 14, and the winding chamber 16 through a pipe 34. The inside of the supply chamber 12, the film formation chamber 14, and the winding chamber 16 is brought to a predetermined degree of vacuum (pressure) by the evacuation unit 32. The pipe 34 may be provided with a valve (not shown) in the vicinity of the supply chamber 12, the film formation chamber 14, and the winding chamber 16 so that the exhaust amount of each chamber by the vacuum exhaust unit 32 can be adjusted.

真空排気部32は、供給室12、成膜室14および巻取り室16を排気して、所定の真空度(所定の圧力)に保つものであり、ドライポンプおよびターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有するものである。また、供給室12、成膜室14および巻取り室16には、それぞれ内部の圧力を測定する圧力センサ(図示せず)が設けられている。また、成膜室14には、内部の水分圧(HO分圧)を測定するために、例えば、真空分圧計(図示せず)が設けられている。
なお、真空排気部32による供給室12および巻取り室16の到達真空度には、特に限定されるものではなく、成膜室14については、後述するようにガスバリア膜102の成膜条件等に応じた十分な真空度を保てればよい。この真空排気部32は、制御部36により制御される。また、各圧力センサおよび真空分圧計も制御部36に接続されており、各圧力センサおよび真空分圧計で得られた圧力、水分圧(HO分圧)は、制御部36で記憶される。
The evacuation unit 32 evacuates the supply chamber 12, the film formation chamber 14, and the take-up chamber 16, and maintains a predetermined degree of vacuum (predetermined pressure). A vacuum pump such as a dry pump or a turbo molecular pump is provided. It is what you have. The supply chamber 12, the film formation chamber 14, and the winding chamber 16 are each provided with a pressure sensor (not shown) for measuring the internal pressure. Further, the film forming chamber 14 is provided with, for example, a vacuum partial pressure gauge (not shown) in order to measure the internal water pressure (H 2 O partial pressure).
In addition, the ultimate vacuum degree of the supply chamber 12 and the winding chamber 16 by the evacuation unit 32 is not particularly limited, and the film formation chamber 14 has a film formation condition for the gas barrier film 102 as described later. A sufficient degree of vacuum may be maintained. The evacuation unit 32 is controlled by the control unit 36. Each pressure sensor and vacuum partial pressure gauge are also connected to the control unit 36, and the pressure and moisture pressure (H 2 O partial pressure) obtained by each pressure sensor and vacuum partial pressure gauge are stored in the control unit 36. .

供給室12は、基板Zを供給する部位であり、回転軸20、およびガイドローラ21が設けられている。
回転軸20は、基板Zを連続的に送り出すものである。基板Zが反時計回りに巻回されてなる基板ロール20aが回転軸20に装填される。
回転軸20は、例えば、駆動源としてモータ(図示せず)が接続されている。このモータによって回転軸20が基板Zを巻き戻す方向rに回転されて、本実施形態では、時計回りに回転されて、基板Zが基板ロール20aから連続的に送り出される。
The supply chamber 12 is a part that supplies the substrate Z, and is provided with a rotating shaft 20 and a guide roller 21.
The rotating shaft 20 feeds the substrate Z continuously. A substrate roll 20 a in which the substrate Z is wound counterclockwise is loaded on the rotary shaft 20.
For example, a motor (not shown) is connected to the rotary shaft 20 as a drive source. Rotary shaft 20 is rotated in a direction r 1 rewinding the substrate Z by the motor, in the present embodiment, is rotated clockwise, the substrate Z is continuously fed from the substrate roll 20a.

ガイドローラ21は、基板Zを所定の搬送経路で成膜室14に案内するものである。このガイドローラ21は、公知のガイドローラにより構成される。
本実施形態の成膜装置10においては、ガイドローラ21は、駆動ローラまたは従動ローラでもよい。また、ガイドローラ21は、基板Zの搬送時における張力を調整するテンションローラとして作用するローラであってもよい。
The guide roller 21 guides the substrate Z to the film forming chamber 14 through a predetermined transport path. The guide roller 21 is a known guide roller.
In the film forming apparatus 10 of the present embodiment, the guide roller 21 may be a driving roller or a driven roller. Further, the guide roller 21 may be a roller that acts as a tension roller that adjusts the tension when the substrate Z is transported.

巻取り室16は、後述するように、成膜室14で、表面Zfにガスバリア膜102が形成された基板Zを巻き取る部位であり、巻取り軸30、および2つのガイドローラ31a、31bが設けられている。   As will be described later, the winding chamber 16 is a portion of the film forming chamber 14 where the substrate Z on which the gas barrier film 102 is formed on the surface Zf is wound, and the winding shaft 30 and the two guide rollers 31a and 31b are provided. Is provided.

巻取り軸30は、ガスバリアフィルム100であるガスバリア膜102が形成された基板Zをロール状に、例えば、時計回りに巻き取るものである。
この巻取り軸30は、例えば、駆動源としてモータ(図示せず)が接続されている。このモータにより巻取り軸30が回転されて、ガスバリア膜102が形成された基板Zが巻き取られる。
巻取り軸30においては、モータによってガスバリア膜102が形成された基板Zを巻き取る方向rに回転されて、本実施形態では、時計回りに回転されて、ガスバリア膜102が形成された基板Zを連続的に、例えば、時計回りに巻き取り、ガスバリアフィルム100の基板ロール30aを得る。
The winding shaft 30 is for winding the substrate Z on which the gas barrier film 102, which is the gas barrier film 100, is formed in a roll shape, for example, clockwise.
For example, a motor (not shown) is connected to the winding shaft 30 as a drive source. The take-up shaft 30 is rotated by this motor, and the substrate Z on which the gas barrier film 102 is formed is taken up.
In the winding shaft 30, the substrate Z on which the gas barrier film 102 is formed is rotated by the motor in the direction r 2 of winding, and in this embodiment, the substrate Z is rotated clockwise to form the gas barrier film 102. Are continuously wound up, for example, clockwise to obtain the substrate roll 30a of the gas barrier film 100.

ガイドローラ31a、31bは、成膜室14から搬送された基板Zを、所定の搬送経路で巻取り軸30に案内するものである。このガイドローラ31a、31bは、公知のガイドローラにより構成される。なお、供給室12のガイドローラ21と同様に、ガイドローラ31a、31bも、駆動ローラまたは従動ローラでもよい。また、ガイドローラ31a、31bは、テンションローラとして作用するローラであってもよい。
成膜装置10においては、基板ロール20aからの基板Zの送り出しと、巻取り室16の巻取り軸36における基板Zの巻き取りとを同期して行なって基板Zを所定の搬送経路で長手方向に搬送しつつ、成膜室14において、基板Zにガスバリア膜102を形成する。
The guide rollers 31a and 31b guide the substrate Z transported from the film forming chamber 14 to the winding shaft 30 through a predetermined transport path. The guide rollers 31a and 31b are constituted by known guide rollers. As with the guide roller 21 in the supply chamber 12, the guide rollers 31a and 31b may be drive rollers or driven rollers. The guide rollers 31a and 31b may be rollers that act as tension rollers.
In the film forming apparatus 10, the feeding of the substrate Z from the substrate roll 20 a and the winding of the substrate Z on the winding shaft 36 of the winding chamber 16 are performed in synchronization, and the substrate Z is moved in the longitudinal direction along a predetermined transport path. The gas barrier film 102 is formed on the substrate Z in the film forming chamber 14.

成膜室14は、真空チャンバとして機能するものであり、例えば、ステンレス、アルミニウムまたはアルミニウム合金など、各種の真空チャンバで利用されている材料を用いて構成されている。この成膜室14は、基板Zを搬送しつつ連続的に、基板Zの表面Zfに、例えば、真空蒸着法によってガスバリア膜102を形成する部位である。
なお、成膜室14には、真空度調整用のアルゴンガスの導入などを行うための、ガス導入手段が設けられてもよい。ガス導入手段は、ボンベ等との接続手段またはガス流量の調整手段等を有するか、またはこれらに接続されるものである。ガス導入手段は、真空蒸着装置で用いられる公知のものが用いられる。
The film forming chamber 14 functions as a vacuum chamber, and is made of a material used in various vacuum chambers such as stainless steel, aluminum, or aluminum alloy. The film forming chamber 14 is a portion where the gas barrier film 102 is continuously formed on the surface Zf of the substrate Z by, for example, vacuum deposition while transporting the substrate Z.
Note that the film formation chamber 14 may be provided with a gas introduction means for introducing argon gas for adjusting the degree of vacuum. The gas introduction means includes or is connected to a connection means with a cylinder or the like, a gas flow rate adjustment means, or the like. As the gas introduction means, a known one used in a vacuum deposition apparatus is used.

成膜室14内には、6つのガイドローラ24a、24b、25、27、28a、28bと、ドラム26と、成膜部40と、蒸着部50とが設けられている。
搬送方向Dの上流側から下流側に向かってガイドローラ24a、24b、ガイドローラ25、ドラム26、ガイドローラ27、ガイドローラ28a、28bの順で設けられている。すなわち、ドラム26に対して、ガイドローラ24a、24b、ガイドローラ25が上流側に設けられ、ガイドローラ27、ガイドローラ28a、28bが下流側に設けられている。
In the film forming chamber 14, six guide rollers 24a, 24b, 25, 27, 28a, 28b, a drum 26, a film forming unit 40, and a vapor deposition unit 50 are provided.
The guide rollers 24a and 24b, the guide roller 25, the drum 26, the guide roller 27, and the guide rollers 28a and 28b are provided in this order from the upstream side to the downstream side in the transport direction D. That is, the guide rollers 24a and 24b and the guide roller 25 are provided on the upstream side with respect to the drum 26, and the guide roller 27 and the guide rollers 28a and 28b are provided on the downstream side.

ガイドローラ24a、24bとガイドローラ28a、28bとが、所定の間隔を設けて対向して、平行に配置されている。ガイドローラ24a、24bおよびガイドローラ28a、28bは基板Zの搬送方向Dに対して、その長手方向を直交させて配置されている。
また、ガイドローラ25とガイドローラ27とが、ガイドローラ24とガイドローラ28との間隔よりも狭い間隔で対向して、平行に配置されている。ガイドローラ25およびガイドローラ27は基板Zの搬送方向Dに対して、その長手方向を直交させて配置されている。
The guide rollers 24a and 24b and the guide rollers 28a and 28b are arranged in parallel so as to face each other with a predetermined interval. The guide rollers 24 a and 24 b and the guide rollers 28 a and 28 b are arranged with their longitudinal directions orthogonal to the conveyance direction D of the substrate Z.
Further, the guide roller 25 and the guide roller 27 are arranged in parallel so as to face each other at a distance narrower than the distance between the guide roller 24 and the guide roller 28. The guide roller 25 and the guide roller 27 are arranged so that the longitudinal direction thereof is orthogonal to the transport direction D of the substrate Z.

ガイドローラ24a、24b、ガイドローラ25は、供給室12に設けられたガイドローラ21から搬送された基板Zをドラム26に搬送するものである。このガイドローラ24a、24b、ガイドローラ25は、例えば、基板Zの搬送方向Dと直交する方向(以下、軸方向という)に回転軸を有し回転可能であり、かつガイドローラ24a、24b、ガイドローラ25は、軸方向の長さが、基板Zの長手方向と直交する幅方向における長さ(以下、基板Zの幅という)よりも長い。
なお、回転軸20、ガイドローラ21、ガイドローラ24a、24bおよびガイドローラ25により、本発明の第1の搬送手段が構成される。
The guide rollers 24 a and 24 b and the guide roller 25 are for transporting the substrate Z transported from the guide roller 21 provided in the supply chamber 12 to the drum 26. The guide rollers 24a and 24b and the guide roller 25 have, for example, a rotation axis in a direction orthogonal to the transport direction D of the substrate Z (hereinafter referred to as an axial direction) and can rotate, and the guide rollers 24a and 24b and the guide roller 25 The length of the roller 25 in the axial direction is longer than the length in the width direction orthogonal to the longitudinal direction of the substrate Z (hereinafter referred to as the width of the substrate Z).
The rotating shaft 20, the guide roller 21, the guide rollers 24a and 24b, and the guide roller 25 constitute a first transport unit of the present invention.

ガイドローラ27、ガイドローラ28a、28bは、ドラム26に巻き掛けられた基板Zを巻取り室16に設けられたガイドローラ31aに搬送するものである。このガイドローラ27、ガイドローラ28a、28bは、例えば、軸方向に回転軸を有し回転可能であり、かつガイドローラ27、ガイドローラ28a、28bは、軸方向の長さが基板Zの幅よりも長い。
なお、ガイドローラ27、ガイドローラ28、ガイドローラ31a、31b、巻取り軸30により、本発明の第2の搬送手段が構成される。
また、6つのガイドローラ24a、24b、25、27、28a、28bは、上記構成以外は、供給室12に設けられたガイドローラ21と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
The guide roller 27 and the guide rollers 28 a and 28 b convey the substrate Z wound around the drum 26 to a guide roller 31 a provided in the winding chamber 16. For example, the guide roller 27 and the guide rollers 28a and 28b have a rotation shaft in the axial direction and are rotatable, and the guide roller 27 and the guide rollers 28a and 28b are longer in the axial direction than the width of the substrate Z. Also long.
The guide roller 27, the guide roller 28, the guide rollers 31a and 31b, and the take-up shaft 30 constitute the second conveying means of the present invention.
The six guide rollers 24a, 24b, 25, 27, 28a, and 28b have the same configuration as the guide roller 21 provided in the supply chamber 12 except for the above configuration, and thus detailed description thereof is omitted.

ドラム26は、ガイドローラ24b、25と、ガイドローラ27、28aとの間の空間Hの下方に設けられている。ドラム26は、その長手方向を、4つのガイドローラ24b、25、27、28aの長手方向に対して平行にして配置されている。このドラム26は、軸方向(長手方向)における長さが基板Zの幅よりも長い。
ドラム26は、例えば、円筒状を呈し、その両端面に、それぞれ円筒状の支持部29が設けられている。この支持部29が成膜室14の壁面(図示せず)に設けられた、例えば、ベアリング(図示せず)により回転可能に支持される。これにより、回転軸Cを中心として、ドラム26は回転方向ωに回転する。
ドラム26の表面26a(周面)に基板Zが巻き掛けられて、ドラム26が回転方向ωに回転することにより、基板Zを所定の成膜位置に保持しつつ、搬送方向Dに基板Zを搬送するものである。
The drum 26 is provided below the space H between the guide rollers 24b and 25 and the guide rollers 27 and 28a. The drum 26 is arranged with its longitudinal direction parallel to the longitudinal direction of the four guide rollers 24b, 25, 27, 28a. The drum 26 is longer in the axial direction (longitudinal direction) than the width of the substrate Z.
The drum 26 has, for example, a cylindrical shape, and cylindrical support portions 29 are provided on both end surfaces thereof. The support portion 29 is rotatably supported by, for example, a bearing (not shown) provided on the wall surface (not shown) of the film forming chamber 14. As a result, the drum 26 rotates in the rotation direction ω around the rotation axis C.
The substrate Z is wound around the surface 26a (circumferential surface) of the drum 26, and the drum 26 rotates in the rotation direction ω, so that the substrate Z is held in a predetermined film formation position and the substrate Z is moved in the transport direction D. It is to be transported.

なお、ドラム26については、基板Zの厚さが薄い場合、成膜時の熱で基板Zが切断されることを防ぐために冷却することが好ましい。しかしながら、ドラム26の温度は、ガスバリア膜102の膜質に影響があるため、基板Zの厚さ、形成するガスバリア膜102の膜質等に応じて、ドラム26の温度は適宜決定されるものである。   In addition, about the drum 26, when the thickness of the board | substrate Z is thin, it is preferable to cool in order to prevent the board | substrate Z being cut | disconnected by the heat | fever at the time of film-forming. However, since the temperature of the drum 26 affects the film quality of the gas barrier film 102, the temperature of the drum 26 is appropriately determined according to the thickness of the substrate Z, the film quality of the gas barrier film 102 to be formed, and the like.

図3に示すように、成膜部40は、ドラム26の下方に対向して設けられており、基板Zがドラム26に巻き掛けられた状態で、ドラム26が回転して、基板Zが搬送方向Dに搬送されつつ、基板Zの表面Zfに、ガスバリア膜102を形成するものである。   As shown in FIG. 3, the film forming unit 40 is provided so as to face the lower side of the drum 26, and in a state where the substrate Z is wound around the drum 26, the drum 26 rotates and the substrate Z is conveyed. The gas barrier film 102 is formed on the surface Zf of the substrate Z while being transported in the direction D.

成膜部40は、例えば、真空蒸着法によりガスバリア膜102を形成するものである。この成膜部40は、加熱容器42と、ヒータ44と、温度センサ45と、第1の温度調節部46と、一対の仕切板48と、シャッタ49とを有する。
仕切板48は、加熱容器42を成膜室14内において区画するものであり、一対の仕切板48が加熱容器42を挟むようにして配置されている。
The film forming unit 40 forms the gas barrier film 102 by, for example, a vacuum deposition method. The film forming unit 40 includes a heating container 42, a heater 44, a temperature sensor 45, a first temperature adjusting unit 46, a pair of partition plates 48, and a shutter 49.
The partition plate 48 divides the heating container 42 in the film forming chamber 14, and the pair of partition plates 48 are arranged so as to sandwich the heating container 42.

加熱容器42は、上面が開放する中空の容器であり、例えば、矩形状の筐体を有するものである。この加熱容器42は、ドラム26の軸方向(長手方向)に沿って複数設けられている。
各加熱容器42は、内部にガスバリア膜102を形成するための成膜材料Mが、例えば、ペレットの形態で充填される。本実施形態において、成膜材料Mは、酸化珪素を主成分とするものであり、例えば、SiO、SiOである。
The heating container 42 is a hollow container whose upper surface is open, and has, for example, a rectangular casing. A plurality of the heating containers 42 are provided along the axial direction (longitudinal direction) of the drum 26.
Each heating container 42 is filled with a film forming material M for forming the gas barrier film 102 therein, for example, in the form of pellets. In the present embodiment, the film forming material M is mainly composed of silicon oxide, and is, for example, SiO or SiO 2 .

各加熱容器42は、一般的な真空蒸着用のルツボと同様に、成膜材料Mと反応せず、かつ十分な耐熱性を有し、かつ熱伝導性の良好な材料で形成されており、例えば、各種の金属もしくは合金または各種のセラミックスで形成される。なお、加熱容器42は、成膜材料Mの組成、融点などに応じて適宜材質が選択されるものである。   Each heating container 42 is formed of a material that does not react with the film-forming material M, has sufficient heat resistance, and has good thermal conductivity, like a general vacuum evaporation crucible. For example, it is formed of various metals or alloys or various ceramics. The material of the heating container 42 is appropriately selected according to the composition, melting point, etc. of the film forming material M.

また、加熱容器42の形状に、特に限定されるものではなく、各種の形状の容器が利用可能である。
加熱容器42は、円筒状、四角筒状などの角筒状のように、筒の上下方向と直交する方向の断面の変動が無い形状であることが好ましい。加熱容器42を、このような筒状とすることにより、充填する成膜材料が蒸発して液面(蒸発面)が下降しても、蒸発面の面積が変化しないので、成膜材料の蒸発量すなわち成膜レートの安定化、および成膜材料蒸気の指向性の安定化等の点で好ましい。
Moreover, it does not specifically limit to the shape of the heating container 42, The container of various shapes can be utilized.
The heating container 42 preferably has a shape such as a cylindrical shape such as a cylindrical shape or a rectangular shape that does not vary in cross section in a direction perpendicular to the vertical direction of the cylinder. By making the heating container 42 into such a cylindrical shape, the area of the evaporation surface does not change even if the film forming material to be filled evaporates and the liquid level (evaporation surface) is lowered. This is preferable in terms of stabilizing the amount, that is, the film forming rate, and stabilizing the directivity of the film forming material vapor.

ヒータ44は、加熱容器42を所定の温度に加熱し、加熱容器42の内部の成膜材料Mを溶融させるものである。加熱容器42の壁面の周囲を囲むようにしてヒータ44が設けられている。ヒータ44は、第1の温度調節部46に接続されている。   The heater 44 heats the heating container 42 to a predetermined temperature and melts the film forming material M inside the heating container 42. A heater 44 is provided so as to surround the periphery of the wall surface of the heating container 42. The heater 44 is connected to the first temperature adjustment unit 46.

なお、ヒータ44は、その構成は、特に限定されるものではない。電熱線、導体などの抵抗体ヒータ、シースヒータなど各種のものが利用可能であり、成膜材料Mの融点などに応じて適宜選択されるものである。   The configuration of the heater 44 is not particularly limited. Various types of heaters such as a heating wire, a resistor heater such as a conductor, and a sheath heater can be used, and are appropriately selected according to the melting point of the film forming material M and the like.

第1の温度調節部46は、加熱容器42を加熱する温度、すなわち、成膜材料Mを蒸発させるに十分な温度である設定温度に応じて、各ヒータ44に印加する電圧、電流または電力などを調節するためのものである。この第1の温度調節部46は制御部36に接続されている。   The first temperature adjusting unit 46 applies a voltage, current, power, or the like applied to each heater 44 according to the temperature at which the heating container 42 is heated, that is, the set temperature that is sufficient to evaporate the film forming material M. It is for adjusting. The first temperature adjustment unit 46 is connected to the control unit 36.

温度センサ45は、例えば、各加熱容器42の上部に設けられており、熱電対により構成される。また、各温度センサ45は、図示はしないが制御部36に接続されている。制御部36により、設定温度と、温度センサ45による測定温度とに応じて、例えば、フィードバック制御により加熱容器42内の温度が設定温度となるように、第1の温度調節部46から各ヒータ44に供給される電圧、電流または電力が制御される。   The temperature sensor 45 is provided, for example, at the top of each heating container 42 and is constituted by a thermocouple. Each temperature sensor 45 is connected to the control unit 36 although not shown. Depending on the set temperature and the temperature measured by the temperature sensor 45 by the control unit 36, for example, each heater 44 from the first temperature adjustment unit 46 so that the temperature in the heating container 42 becomes the set temperature by feedback control. The voltage, current or power supplied to the is controlled.

成膜部40には、加熱容器42の開口部からの成膜材料Mの蒸気を遮るシャッタ49が設けられている。このシャッタ49は、加熱容器42の開口部からの成膜材料Mの蒸気を遮る板状部材で構成されており、加熱容器42の開口部の全域を覆う大きさを有する。また、シャッタ49には、図示はしないが、回転支持軸が接続されており、この回転支持軸にモータ(図示せず)が接続されている。このモータにより、回転支持軸を介してシャッタ49が回転し、加熱容器42の開口部の上方を開放し、成膜材料Mの蒸気を基板Zの表面Zfに到達させる。
なお、モータも制御部36に接続されており、制御部36により、その回転、すなわち、シャッタ49による加熱容器42の開口部からの成膜材料Mの蒸気の遮断が制御される。
The film forming unit 40 is provided with a shutter 49 that blocks the vapor of the film forming material M from the opening of the heating container 42. The shutter 49 is composed of a plate-like member that blocks the vapor of the film forming material M from the opening of the heating container 42 and has a size that covers the entire opening of the heating container 42. The shutter 49 is connected to a rotation support shaft (not shown), and a motor (not shown) is connected to the rotation support shaft. By this motor, the shutter 49 is rotated via the rotation support shaft, the upper part of the opening of the heating container 42 is opened, and the vapor of the film forming material M reaches the surface Zf of the substrate Z.
The motor is also connected to the control unit 36, and the control unit 36 controls the rotation thereof, that is, the blocking of the vapor of the film forming material M from the opening of the heating container 42 by the shutter 49.

蒸着部50は、水分を吸着する機能を有する金属mを、真空蒸着法により、基板Z以外のものに蒸着するものである。本実施形態において、蒸着部50は、例えば、マスク59に、水分を吸着する機能を有する金属mを蒸着する。この水分を吸着する機能を有する金属mは、例えば、Al、Tiである。
この蒸着部50は、加熱容器52と、ヒータ54と、温度センサ55と、第2の温度調節部56と、一対の仕切板58と、マスク59とを有し、基本的に成膜部40と同様の構成である。しかし、蒸着部50においては、加熱容器52は、少なくとも1つあればよいものである点が成膜部40とは異なる。
仕切板58は、加熱容器52を成膜室14内において区画するものであり、一対の仕切板58が加熱容器52を挟むようにして配置されている。
The vapor deposition part 50 vapor-deposits the metal m which has a function which adsorb | sucks moisture on things other than the board | substrate Z by a vacuum vapor deposition method. In this embodiment, the vapor deposition part 50 vapor-deposits the metal m which has the function to adsorb | suck a water | moisture content to the mask 59, for example. The metal m having a function of adsorbing moisture is, for example, Al or Ti.
The vapor deposition unit 50 includes a heating container 52, a heater 54, a temperature sensor 55, a second temperature adjustment unit 56, a pair of partition plates 58, and a mask 59. It is the same composition as. However, the vapor deposition unit 50 is different from the film forming unit 40 in that at least one heating container 52 is sufficient.
The partition plate 58 partitions the heating container 52 in the film forming chamber 14, and the pair of partition plates 58 are arranged so as to sandwich the heating container 52.

蒸着部50の加熱容器52、ヒータ54および温度センサ55は、成膜部40の加熱容器42、ヒータ44と、温度センサ45と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。蒸着部50においては、加熱容器52には、水分を吸着する機能を有する金属mとして、例えば、AlまたはTiが、ペレットの形態で充填される。また、ヒータ54は、第2の温度調節部56に接続されている。このヒータ54も、成膜部40のヒータ44と同様に、金属mの融点などに応じて適宜選択されるものである。   Since the heating container 52, the heater 54, and the temperature sensor 55 of the vapor deposition unit 50 have the same configuration as the heating container 42, the heater 44, and the temperature sensor 45 of the film forming unit 40, detailed descriptions thereof are omitted. In the vapor deposition section 50, the heating container 52 is filled with, for example, Al or Ti as a metal m having a function of adsorbing moisture in the form of pellets. The heater 54 is connected to the second temperature adjustment unit 56. The heater 54 is also appropriately selected according to the melting point of the metal m, like the heater 44 of the film forming unit 40.

第2の温度調節部56は、加熱容器52を加熱する温度、すなわち、金属mを蒸発させるに十分な温度である設定温度に応じて、ヒータ54に印加する電圧、電流または電力などを調節するためのものである。この第2の温度調節部56も制御部36に接続されており、温度センサ55も、図示はしないが制御部36に接続されている。
制御部36により、設定温度と、温度センサ55による測定温度とに応じて、例えば、フィードバック制御により加熱容器52内の温度が設定温度となるように、第2の温度調整部56から、ヒータ54に供給される電圧、電流または電力が制御される。
The second temperature adjustment unit 56 adjusts the voltage, current, power, or the like applied to the heater 54 according to the temperature at which the heating container 52 is heated, that is, the set temperature that is sufficient to evaporate the metal m. Is for. The second temperature adjustment unit 56 is also connected to the control unit 36, and the temperature sensor 55 is also connected to the control unit 36 although not shown.
According to the set temperature and the temperature measured by the temperature sensor 55 by the control unit 36, the heater 54 is supplied from the second temperature adjustment unit 56 so that the temperature in the heating container 52 becomes the set temperature by feedback control, for example. The voltage, current or power supplied to the is controlled.

蒸着部50には、加熱容器52の開口部の上方にマスク59が設けられている。このマスク59にAlまたはTiが蒸着される。このAlまたはTiの蒸気に成膜室14内の水分が吸着されて成膜室14内の水分圧を、例えば、6×10−4Pa以下にすることができる。成膜室14内の水分圧は、例えば、ガスバリア膜102の形成前では6×10−4Pa以下であることが好ましい。この水分圧(6×10−4Pa)は、成膜室14内の全圧の60%以下に相当するものである。
また、成膜室14内の水分圧は、例えば、ガスバリア膜102の形成中では3×10−3Pa以下であることが好ましい。この水分圧(3×10−3Pa)は、成膜室14内の全圧の30%以下に相当するものである。
上述の水分を吸着するためのAlまたはTiは、基板Z以外のマスク59に蒸着されるため、成膜室14内にAlまたはTiの蒸気が飛散することがなく、基板Zに異物として付着することもない。
なお、蒸着部50による蒸着は、マスク59に限定されるものではなく、基板Zの表面Zf以外の場所で、ガスバリア膜102の形成に悪影響を与えることがなければ、その蒸着位置は特に限定されるものではない。
The vapor deposition section 50 is provided with a mask 59 above the opening of the heating container 52. Al or Ti is deposited on the mask 59. The moisture in the film forming chamber 14 is adsorbed by the Al or Ti vapor, and the water pressure in the film forming chamber 14 can be set to 6 × 10 −4 Pa or less, for example. The moisture pressure in the film forming chamber 14 is preferably 6 × 10 −4 Pa or less before the gas barrier film 102 is formed, for example. This moisture pressure (6 × 10 −4 Pa) corresponds to 60% or less of the total pressure in the film forming chamber 14.
In addition, the water pressure in the film forming chamber 14 is preferably 3 × 10 −3 Pa or less during the formation of the gas barrier film 102, for example. This moisture pressure (3 × 10 −3 Pa) corresponds to 30% or less of the total pressure in the film forming chamber 14.
Since Al or Ti for adsorbing moisture described above is deposited on the mask 59 other than the substrate Z, the vapor of Al or Ti does not scatter in the film forming chamber 14 and adheres to the substrate Z as a foreign substance. There is nothing.
The vapor deposition by the vapor deposition section 50 is not limited to the mask 59, and the vapor deposition position is not particularly limited as long as it does not adversely affect the formation of the gas barrier film 102 at a place other than the surface Zf of the substrate Z. It is not something.

成膜装置10においては、蒸着部50は、成膜室14内のドラム26の上流側の領域αに設けたが、これに限定されるものではなく、同じ成膜室14内であれば、ドラム26の下流側の領域βに設けてもよい。成膜前に蒸着を行う場合には、基板Zが搬送される上流側の領域αに設けることが好ましく、成膜開始後以降成膜中に蒸着を行う場合には、成膜後の基板Zが搬送される下流側の領域βに設けることが好ましい。
更には、膜室14内のドラム26の上流側の領域αおよび下流側の領域βの両方に配置してもよい。この場合、両方同時に蒸着してもよく、成膜前は上流側の領域αのものを蒸着し、成膜開始後以降成膜中は、下流側の領域βのものを蒸着する等、蒸着するものを切り替えてもよい。
また、蒸着部50の加熱容器52の数も、特に限定されるものではなく、成膜室14の容積、基板の厚さおよび種類、有機膜の厚さおよび種類、ガスバリア膜102の成膜条件に応じて、適宜選択されるものである。
In the film forming apparatus 10, the vapor deposition unit 50 is provided in the region α on the upstream side of the drum 26 in the film forming chamber 14. However, the present invention is not limited to this. It may be provided in the region β on the downstream side of the drum 26. When vapor deposition is performed before film formation, it is preferably provided in the upstream region α where the substrate Z is transported. When vapor deposition is performed during film formation after the start of film formation, the substrate Z after film formation is provided. Is preferably provided in the downstream region β where the toner is conveyed.
Further, the film chamber 14 may be disposed in both the upstream region α and the downstream region β of the drum 26. In this case, both of them may be vapor-deposited at the same time. The film in the upstream region α is vapor-deposited before the film formation, and the film in the downstream region β is vapor-deposited after the film formation is started. You may switch things.
Further, the number of heating containers 52 of the vapor deposition section 50 is not particularly limited, and the volume of the film formation chamber 14, the thickness and type of the substrate, the thickness and type of the organic film, and the film formation conditions of the gas barrier film 102. Depending on the case, it is appropriately selected.

また、成膜部40の加熱容器42の加熱をヒータによる加熱方式としたが、SiO、SiO等の成膜材料Mを蒸発させて、ガスバリア膜102を成膜することができれば、加熱方式は、特に限定されるものではない。加熱方式としては、成膜材料Mに電流を印加して発熱させる抵抗加熱方式、電磁誘導加熱方式、電子線ビーム加熱方式、レーザ加熱方式等を用いることができる。
また、蒸発部50においても、水分を吸着する機能を有する金属m、例えば、Al、Tiを蒸発させることができれば、その加熱方式は、成膜部40と同様にヒータによる加熱方式に限定されるものはなく、成膜部40と同様の上述した種々の加熱方式を用いることができる。
In addition, although the heating method of the heating container 42 of the film forming unit 40 is a heating method, if the gas barrier film 102 can be formed by evaporating the film forming material M such as SiO or SiO 2 , the heating method is There is no particular limitation. As a heating method, a resistance heating method in which a current is applied to the film forming material M to generate heat, an electromagnetic induction heating method, an electron beam beam heating method, a laser heating method, or the like can be used.
Also, in the evaporation unit 50, if the metal m having a function of adsorbing moisture, for example, Al or Ti, can be evaporated, the heating method is limited to the heating method by the heater as in the film forming unit 40. There is nothing, and the various heating methods described above similar to those of the film forming unit 40 can be used.

次に、成膜装置10によるガスバリア膜102の成膜方法について説明する。
成膜装置10においては、例えば、基板Zが反時計回り巻回された基板ロール20からガイドローラ21を経て、成膜室14に搬送される。成膜室14においては、ガイドローラ24a、24b、ガイドローラ25、ドラム26、ガイドローラ27、ガイドローラ28a、28bを経て、巻取り室16に搬送される。巻取り室16においては、ガイドローラ31a、31bを経て、巻取り軸30に基板Zが巻き取られる。このように、基板Zを、この搬送経路に通した後、供給室12、成膜室14および巻取り室16の内部を真空排気部32により、所定の真空度にする。
Next, a method for forming the gas barrier film 102 by the film forming apparatus 10 will be described.
In the film forming apparatus 10, for example, the substrate Z is transported to the film forming chamber 14 through the guide roller 21 from the substrate roll 20 wound counterclockwise. In the film forming chamber 14, the film is conveyed to the winding chamber 16 through the guide rollers 24 a and 24 b, the guide roller 25, the drum 26, the guide roller 27, and the guide rollers 28 a and 28 b. In the winding chamber 16, the substrate Z is wound around the winding shaft 30 through the guide rollers 31 a and 31 b. Thus, after passing the substrate Z through this transfer path, the inside of the supply chamber 12, the film formation chamber 14, and the winding chamber 16 is brought to a predetermined degree of vacuum by the vacuum exhaust unit 32.

その後、制御部36により温度センサ55で加熱容器52の温度をモニタリングしながら、第2の温度調節部56からヒータ54に印加する電圧、電流等を調整しつつ加熱容器52を所定の温度に加熱し、蒸着部50において、AlまたはTiを溶融させて蒸発させ、マスク59にAlまたはTiを蒸着させる。このとき、AlまたはTiの蒸気が、成膜室14内の水分を吸着しながらマスク59に蒸着される。これにより、成膜室14内の水分圧を、例えば、6×10−4Pa以下にすることができる。
成膜室14内は、例えば、ガスバリア膜102の形成前では、成膜室14内の水分圧は6×10−4Pa以下であることが好ましい。このとき、成膜室14内の圧力は1×10−3Pa以下であることが好ましい。
成膜室14内の圧力、水分圧が上述の圧力になった後、制御部36により第2の温度調節部56によるヒータ54の加熱を停止させて、蒸着部50によるAlまたはTiの蒸着を停止させる。
Thereafter, while the temperature of the heating container 52 is monitored by the temperature sensor 55 by the control unit 36, the heating container 52 is heated to a predetermined temperature while adjusting the voltage, current, and the like applied from the second temperature adjusting unit 56 to the heater 54. Then, in the vapor deposition section 50, Al or Ti is melted and evaporated to deposit Al or Ti on the mask 59. At this time, Al or Ti vapor is deposited on the mask 59 while adsorbing moisture in the film forming chamber 14. Thereby, the water pressure in the film forming chamber 14 can be set to 6 × 10 −4 Pa or less, for example.
In the film forming chamber 14, for example, before the gas barrier film 102 is formed, the water pressure in the film forming chamber 14 is preferably 6 × 10 −4 Pa or less. At this time, the pressure in the film forming chamber 14 is preferably 1 × 10 −3 Pa or less.
After the pressure in the film forming chamber 14 and the water pressure reach the above-described pressures, the controller 36 stops the heating of the heater 54 by the second temperature adjusting unit 56, and the deposition unit 50 deposits Al or Ti. Stop.

次に、制御部36により温度センサ45で加熱容器42の温度をモニタリングしながら、第1の温度調節部46からヒータ44に印加する電圧、電流等を調整しながら加熱容器42を所定の温度に加熱し、成膜部40において、SiO、SiO等の成膜材料Mを溶融させて蒸発させる。 Next, while the temperature of the heating container 42 is monitored by the temperature sensor 45 by the control unit 36, the heating container 42 is brought to a predetermined temperature while adjusting the voltage, current, etc. applied to the heater 44 from the first temperature adjustment unit 46. Heating is performed, and the film forming material M such as SiO or SiO 2 is melted and evaporated in the film forming unit 40.

次に、制御部36によりシャッタ49を回転させて加熱容器42の開口部を開放し、成膜材料Mの蒸気を基板Zの表面Zfに到達させる。このような状態で、ドラム26で基板Zを成膜材料Mの蒸気が到達する位置に保持しつつ、基板Zが所定の搬送速度で巻き取られて、基板Zの表面Zfに成膜材料Mを蒸着させる。これにより、ガスバリア膜102として、比P2/P1が0〜1のガスバリア膜102が形成される。   Next, the control unit 36 rotates the shutter 49 to open the opening of the heating container 42, and the vapor of the film forming material M reaches the surface Zf of the substrate Z. In such a state, the substrate Z is wound at a predetermined transport speed while the substrate Z is held at the position where the vapor of the film forming material M reaches by the drum 26, and the film forming material M is applied to the surface Zf of the substrate Z. Is vapor-deposited. As a result, the gas barrier film 102 having a ratio P2 / P1 of 0 to 1 is formed as the gas barrier film 102.

成膜部40による蒸着に、成膜材料MとしてSiOを用いた場合、比P2/P1が0〜1のガスバリア膜102を得ることができ、しかも、SiOの蒸着を水分圧が小さい雰囲気ですることができるため、SiOの酸化が抑制され、ガスバリア膜102として形成されるSiOx膜は、酸化度が、例えば、xが1.0〜1.4と小さいものとなる。これにより、ガスバリア性能が優れたガスバリア膜102が得られる。この結果、高いガスバリア性能を有するガスバリアフィルム100を得ることができる。
成膜部40による蒸着に、成膜材料MとしてSiOを用いた場合でも、SiOを用いた場合と同様に、比P2/P1が0〜1のガスバリア性能が優れたガスバリア膜102が得られ、高いガスバリア性能を有するガスバリアフィルム100を得ることができる。
When SiO is used as the film forming material M for vapor deposition by the film forming unit 40, the gas barrier film 102 with a ratio P2 / P1 of 0 to 1 can be obtained, and the SiO vapor deposition is performed in an atmosphere with a low moisture pressure. Therefore, the oxidation of SiO is suppressed, and the SiOx film formed as the gas barrier film 102 has an oxidation degree as small as 1.0 to 1.4, for example. Thereby, the gas barrier film | membrane 102 excellent in gas barrier performance is obtained. As a result, the gas barrier film 100 having high gas barrier performance can be obtained.
Even when SiO 2 is used as the film forming material M for vapor deposition by the film forming unit 40, a gas barrier film 102 having an excellent gas barrier performance with a ratio P2 / P1 of 0 to 1 can be obtained as in the case of using SiO. The gas barrier film 100 having high gas barrier performance can be obtained.

そして、順次、回転軸20をモータにより時計回りに回転させて、基板Zを連続的に送り出し、ドラム26で基板ZをSiOの蒸気が到達する位置に保持しつつ、ドラム26を所定の速度で回転させて、成膜部40により基板Zの表面Zfに連続的にガスバリア膜102を所定の膜厚となるように形成する。そして、表面Zfに所定の膜が形成された基板Z、すなわち、ガスバリアフィルム100がガイドローラ28a、28bおよびガイドローラ31a、31bを経て巻取り軸30に巻き取られ、最終的に、ガスバリアフィルム100の巻取りロール30aが得られる。   Then, the rotating shaft 20 is sequentially rotated clockwise by a motor, and the substrate Z is continuously fed out. The drum 26 is held at a position where the SiO vapor reaches the drum 26, and the drum 26 is moved at a predetermined speed. The gas barrier film 102 is continuously formed on the surface Zf of the substrate Z so as to have a predetermined film thickness by being rotated. Then, the substrate Z on which a predetermined film is formed on the surface Zf, that is, the gas barrier film 100 is wound around the winding shaft 30 through the guide rollers 28a and 28b and the guide rollers 31a and 31b, and finally, the gas barrier film 100 Can be obtained.

なお、蒸着部50による蒸着は、ガスバリア膜102の成膜前に限定されるものではない。例えば、ガスバリア膜102の成膜開始後以降に蒸着部50による蒸着を行ってもよく、更には、ガスバリア膜102の成膜前からガスバリア膜102の成膜開始した後も蒸着部50による蒸着を行ってもよい。
ガスバリア膜102の成膜開始後以降に蒸着部50で蒸着を行う場合、すなわち、ガスバリア膜102の形成中に蒸着部50で蒸着を行う場合、成膜室14内の水分圧を3×10−3Pa以下とし、成膜室14内の圧力を1×10−2Pa以下にすることが好ましい。このとき、上述の圧力、水分圧の範囲に入るように制御部36により第2の温度調節部56によるヒータ54の加熱を適宜行い、蒸着部50によるAlまたはTiの蒸着を適宜行わせる。このような状態で、上述のようにガスバリア膜102を形成する。
なお、ガスバリア膜102の形成中に蒸着部50で蒸着を行う場合、ガスバリア膜102の成膜前の成膜室14内の圧力および水分圧は、特に限定されるものではない。
Note that vapor deposition by the vapor deposition unit 50 is not limited to before the gas barrier film 102 is formed. For example, vapor deposition by the vapor deposition unit 50 may be performed after the gas barrier film 102 starts to be formed, and further, vapor deposition by the vapor deposition unit 50 may be performed even after the gas barrier film 102 has been formed before the gas barrier film 102 is formed. You may go.
When vapor deposition is performed in the vapor deposition section 50 after the gas barrier film 102 is formed, that is, when vapor deposition is performed in the vapor deposition section 50 during the formation of the gas barrier film 102, the moisture pressure in the film deposition chamber 14 is set to 3 × 10 −. It is preferable that the pressure is 3 Pa or less and the pressure in the film forming chamber 14 is 1 × 10 −2 Pa or less. At this time, the control unit 36 appropriately heats the heater 54 by the second temperature adjusting unit 56 so that the pressure and moisture pressure are within the ranges described above, and causes the vapor deposition unit 50 to appropriately deposit Al or Ti. In this state, the gas barrier film 102 is formed as described above.
When vapor deposition is performed by the vapor deposition section 50 during the formation of the gas barrier film 102, the pressure and moisture pressure in the film formation chamber 14 before the gas barrier film 102 is formed are not particularly limited.

さらには、ガスバリア膜102の成膜前からガスバリア膜102の成膜中も蒸着部50で蒸着を行い、ガスバリア膜102の形成前では成膜室14内の水分圧を6×10−4Pa以下、圧力を1×10−3Pa以下とし、ガスバリア膜102の形成中では成膜室14内の水分圧を3×10−3Pa以下、圧力を1×10−2Pa以下として、上述のようにガスバリア膜102を成膜してもよい。 Furthermore, vapor deposition is performed in the vapor deposition section 50 before the gas barrier film 102 is formed and also during the gas barrier film 102 is formed, and the moisture pressure in the film formation chamber 14 is 6 × 10 −4 Pa or less before the gas barrier film 102 is formed. As described above, the pressure is 1 × 10 −3 Pa or less, the moisture pressure in the film forming chamber 14 is 3 × 10 −3 Pa or less, and the pressure is 1 × 10 −2 Pa or less during the formation of the gas barrier film 102. Alternatively, a gas barrier film 102 may be formed.

ガスバリア膜102の成膜開始後以降成膜中での蒸着部50による蒸着、ガスバリア膜102の成膜前からガスバリア膜102の成膜開始した後の蒸着部50による蒸着の場合においても、上述のように、ガスバリア膜102は、比P2/P1が0〜1であり、かつ形成されるSiOx膜は、酸化度がx=1.0〜1.4と小さいものとなり、高いガスバリア性能を有するガスバリアフィルム100を得ることができる。
なお、ガスバリア膜102を、SiOを用いて形成する場合でも、比P2/P1が0〜1のSiO膜をガスバリア膜102として得ることができる。
Even in the case of vapor deposition by the vapor deposition unit 50 during the film formation after the gas barrier film 102 starts to be formed, and vapor deposition by the vapor deposition unit 50 after the gas barrier film 102 starts to be formed before the gas barrier film 102 is formed, the above-mentioned As described above, the gas barrier film 102 has a ratio P2 / P1 of 0 to 1, and the formed SiOx film has a small oxidation value of x = 1.0 to 1.4, and has a high gas barrier performance. A film 100 can be obtained.
Even when the gas barrier film 102 is formed using SiO 2 , an SiO 2 film having a ratio P2 / P1 of 0 to 1 can be obtained as the gas barrier film 102.

成膜部40による成膜開始後以降成膜中に蒸着部50で蒸着した場合、成膜室14内に搬送される基板Zから水分が放出されても、AlまたはTiの蒸気に、その水分が吸着されるため、成膜中でも水分圧を所定の値以下とすることができる。このため、成膜材料MにSiOを用いた場合、SiOが基板Zの表面Zfに蒸着された後に生じる酸化を抑制することができる。特に、ガスバリア膜102の成膜前からガスバリア膜102の成膜開始後も蒸着部50による蒸着を行った場合、水分圧が小さい雰囲気でSiOx膜を形成できるとともに、成膜室14内の水分圧が低い雰囲気を成膜中であっても維持できるため、SiOの蒸着後の酸化も抑制され、SiOx膜の酸化度を更に小さくすることができる。これにより、更に高いガスバリア性能を有するガスバリアフィルム100を得ることができる。
また、基板Zの表面Zfにガスバリア膜102を形成する前に蒸着することにより、成膜室14内の水分量を減らすことができるため、成膜室14内を所定の真空度にするまでの真空排気時間を短時間にすることができ、ガスバリア膜102の成膜コストを低減することができる。
When vapor deposition is performed by the vapor deposition unit 50 after film formation is started by the film formation unit 40, even if moisture is released from the substrate Z transported into the film formation chamber 14, the moisture is converted into Al or Ti vapor. Since water is adsorbed, the water pressure can be kept below a predetermined value even during film formation. For this reason, when SiO is used as the film forming material M, it is possible to suppress oxidation that occurs after the SiO is deposited on the surface Zf of the substrate Z. In particular, when vapor deposition is performed by the vapor deposition unit 50 before the gas barrier film 102 is deposited and after the gas barrier film 102 is deposited, the SiOx film can be formed in an atmosphere having a low moisture pressure, and the moisture pressure in the deposition chamber 14 can be increased. Since a low atmosphere can be maintained even during film formation, oxidation after SiO deposition is suppressed, and the degree of oxidation of the SiOx film can be further reduced. Thereby, the gas barrier film 100 which has still higher gas barrier performance can be obtained.
In addition, since the amount of moisture in the film formation chamber 14 can be reduced by performing vapor deposition before forming the gas barrier film 102 on the surface Zf of the substrate Z, it is possible to reduce the amount of water in the film formation chamber 14 to a predetermined degree of vacuum. The evacuation time can be shortened, and the deposition cost of the gas barrier film 102 can be reduced.

また、成膜装置10では、成膜部40は、真空蒸着法によるものとしたが、これに限定されるものではなく、比P2/P1が0〜1のSiO、SiO等のSiOx膜をガスバリア膜102として形成することができれば、CVD法を用いるものであってもよい。この場合においても、予め、比P2/P1が0〜1のSiOx膜の形成条件を求めておく。
このCVD法としては、例えば、CCP(Capacitively Coupled Plasma 容量結合プラズマ)−CVD、ICP(Inductively Coupled Plasma 誘導結合プラズマ)−CVD、マイクロ波CVD、ECR(Electron Cyclotron Resonance)−CVD、大気圧バリア放電CVDなどの各種のプラズマCVD法を用いることができる。
プラズマCVD法を用いてガスバリア膜102を形成することにより、より高いガスバリア性が得られ、さらに、膜内部の構造に起因する割れを好適に防止し、可撓性を向上することができ、しかも、高い生産性で製造できる。
In the film forming apparatus 10, the film forming unit 40 is formed by a vacuum deposition method, but is not limited to this, and a SiOx film such as SiO or SiO 2 having a ratio P2 / P1 of 0 to 1 is used. As long as the gas barrier film 102 can be formed, a CVD method may be used. Also in this case, the formation conditions of the SiOx film having the ratio P2 / P1 of 0 to 1 are obtained in advance.
Examples of the CVD method include CCP (Capacitively Coupled Plasma) -CVD, ICP (Inductively Coupled Plasma) -CVD, microwave CVD, ECR (Electron Cyclotron Resonance) -CVD, and atmospheric pressure barrier discharge CVD. Various plasma CVD methods such as can be used.
By forming the gas barrier film 102 using the plasma CVD method, a higher gas barrier property can be obtained, and further, cracking due to the structure inside the film can be suitably prevented, and flexibility can be improved. Can be manufactured with high productivity.

なお、図1(b)に示すガスバリアフィルム100aを作製する場合、上述のように、塗布法、またはフラッシュ蒸着法を用いて、表面Zfに有機膜104が形成された基板Zを作製し、この基板Zを巻き回して、基板ロールを得る。
次に、有機膜104が形成された基板Zの基板ロールを、図3に示す成膜装置10の回転軸20にセットする。
そして、基板106を基板ロール6からガイドローラ21を経て、成膜室14に搬送し、成膜室14のガイドローラ24a、24b、ガイドローラ25、ドラム26、ガイドローラ27、ガイドローラ28a、28bを経て、基板106を巻取り室16に搬送する。巻取り室16においては、ガイドローラ31a、31bを経て、巻取り軸30に基板106を巻き取らせる。このように、基板106を、この搬送経路に通した後、上述のようにガスバリア膜102を有機膜104の表面104aに形成し、図1(b)に示すガスバリアフィルム100aを得る。なお、ガスバリア膜102の形成方法は、有機膜104の表面104aに形成する点以外は、先に説明した基板Zの表面Zfにガスバリア膜102を形成する方法と同じであるため、その詳細な説明は省略する。
When the gas barrier film 100a shown in FIG. 1B is manufactured, as described above, the substrate Z on which the organic film 104 is formed on the surface Zf is manufactured using the coating method or the flash vapor deposition method. A substrate roll is obtained by winding the substrate Z.
Next, the substrate roll of the substrate Z on which the organic film 104 is formed is set on the rotating shaft 20 of the film forming apparatus 10 shown in FIG.
Then, the substrate 106 is transported from the substrate roll 6 to the film forming chamber 14 via the guide roller 21, and the guide rollers 24 a and 24 b, the guide roller 25, the drum 26, the guide roller 27, and the guide rollers 28 a and 28 b in the film forming chamber 14. Then, the substrate 106 is transferred to the winding chamber 16. In the winding chamber 16, the substrate 106 is wound on the winding shaft 30 through the guide rollers 31 a and 31 b. In this way, after passing the substrate 106 through this transport path, the gas barrier film 102 is formed on the surface 104a of the organic film 104 as described above, and the gas barrier film 100a shown in FIG. 1B is obtained. The method for forming the gas barrier film 102 is the same as the method for forming the gas barrier film 102 on the surface Zf of the substrate Z described above except that it is formed on the surface 104a of the organic film 104. Is omitted.

有機膜104の表面104aにガスバリア膜102を形成する場合においても、ガスバリア膜102の形成前に蒸着部50により、AlまたはTiをマスク59に蒸着し、成膜条件に応じた真空度および水分圧とした後、蒸着部50による蒸着を停止し、成膜部40によるSiOx膜の形成を開始する。
有機膜104が形成された基板Zを用いる場合でも、基板Zの表面Zfにガスバリア膜102を形成するのと同様に、比P2/P1が0〜1であり、かつ酸化度が小さくガスバリア膜102を形成することができる。このため、水蒸気透過度、酸素透過度等が小さい、すなわち、ガスバリア性能が優れたガスバリアフィルム100aを得ることができる。
なお、有機膜104の表面104aにガスバリア膜102をSiOを用いて形成する場合でも、比P2/P1が0〜1のSiO膜をガスバリア膜102として得ることができ、高いガスバリア性能を有するガスバリアフィルム100aを得ることができる。
Even when the gas barrier film 102 is formed on the surface 104 a of the organic film 104, Al or Ti is vapor-deposited on the mask 59 by the vapor deposition unit 50 before the gas barrier film 102 is formed, and the degree of vacuum and moisture pressure according to the film formation conditions After that, the vapor deposition by the vapor deposition unit 50 is stopped, and the formation of the SiOx film by the film forming unit 40 is started.
Even when the substrate Z on which the organic film 104 is formed is used, as in the case where the gas barrier film 102 is formed on the surface Zf of the substrate Z, the ratio P2 / P1 is 0 to 1, and the degree of oxidation is small and the gas barrier film 102 is formed. Can be formed. For this reason, the gas barrier film 100a with small water vapor permeability, oxygen permeability, etc., that is, excellent gas barrier performance can be obtained.
Even in the case of forming a gas barrier film 102 on the surface 104a of the organic film 104 with a SiO 2, can be the ratio P2 / P1 is obtained by the SiO 2 film 0-1 and the gas barrier layer 102, having a high gas barrier performance A gas barrier film 100a can be obtained.

本発明は、基本的に以上のようなものである。以上、本発明のガスバリアフィルムについて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。   The present invention is basically as described above. The gas barrier film of the present invention has been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various improvements or changes may be made without departing from the gist of the present invention. .

以下、本発明の具体的実施例を挙げて、本発明について、より詳細に説明する。
本実施例においては、以下に示す実施例1、2、および比較例1、2のガスバリアフィルムを作製し、各実施例1、2、および比較例1、2のガスバリアフィルムについて、ガスバリア性能を評価した。
なお、各実施例1、2、および比較例1、2のガスバリアフィルムのガスバリア性能の指標には水蒸気透過率を用いた。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples of the present invention.
In this example, the gas barrier films of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 shown below were prepared, and the gas barrier performances of the gas barrier films of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were evaluated. did.
The water vapor transmission rate was used as an index of gas barrier performance of the gas barrier films of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2.

(実施例1)
実施例1においては、まず、EB加熱方式の真空蒸着装置を用いて、ガスバリア膜について、0≦P2/P1≦1となる成膜条件でシリコンウエハ上にSiO膜を形成した。このSiO膜を、日本分光株式会社(JASCO)製 FTIR−6100を用いて赤外吸収スペクトルを測定した。その結果を図4に示す。実施例1では、比P2/P1は、0.82であった。
実施例1では、成膜条件については、圧力を4×10−4Paとした。同時に残留水分圧を下げるため、マイスナーコイルを使用し、窒素のガス分圧に対して水のガス分圧(水分圧)を一桁高い、3×10−4Paとした。
次に、上述のP2/P1の値が得られる成膜条件で、厚さが100μmのPENフィルムに厚さが70nmのSiO膜を形成し、ガスバリアフィルムを得た。
次に、実施例1のガスバリアフィルムについて、水蒸気透過率を、温度40℃、相対湿度90%の測定条件で、MOCON社製水蒸気透過率測定装置 AQUATRAN(登録商標)を用いて測定した。その結果、0.01g/(m・day)であった。
なお、PENフィルムには、帝人デュポンフィルム社製 テオネックス(登録商標)Q65FAを用いた。
Example 1
In Example 1, first, an SiO film was formed on a silicon wafer using the EB heating type vacuum deposition apparatus under the film formation conditions of 0 ≦ P2 / P1 ≦ 1 for the gas barrier film. The infrared absorption spectrum of this SiO film was measured using FTIR-6100 manufactured by JASCO Corporation (JASCO). The result is shown in FIG. In Example 1, the ratio P2 / P1 was 0.82.
In Example 1, the pressure was 4 × 10 −4 Pa for the film forming conditions. At the same time, in order to lower the residual water pressure, a Meissner coil was used, and the gas partial pressure (water pressure) of water was set to 3 × 10 −4 Pa, which was one digit higher than the nitrogen gas partial pressure.
Next, an SiO film having a thickness of 70 nm was formed on a PEN film having a thickness of 100 μm under the film forming conditions for obtaining the value of P2 / P1, and a gas barrier film was obtained.
Next, the water vapor permeability of the gas barrier film of Example 1 was measured using a water vapor permeability measuring apparatus AQUATRAN (registered trademark) manufactured by MOCON under measurement conditions of a temperature of 40 ° C. and a relative humidity of 90%. As a result, it was 0.01 g / (m 2 · day).
The PEN film used was Teonex (registered trademark) Q65FA manufactured by Teijin DuPont Films.

(実施例2)
実施例2においては、まず、EB加熱方式の真空蒸着装置を用いて、ガスバリア膜について、0≦P2/P1≦1となる成膜条件でシリコンウエハ上にSiO膜を形成した。このSiO膜の赤外吸収スペクトルを実施例1と同じ装置を用いて同様に測定した。その結果を図4に示す。実施例2では、比P2/P1は、0.72であった。
実施例2では、成膜条件については、圧力を4×10−4Paとした。同時に残留水分圧を下げるため、マイスナーコイルを使用し、窒素のガス分圧に対して水のガス分圧(水分圧)を一桁高い、3×10−4Paとした。
次に、上述のP2/P1の値が得られる成膜条件で、厚さが100μmのPENフィルムに厚さが70nmのSiO膜を形成し、ガスバリアフィルムを得た。なお、PENフィルムには、実施例1と同じものを用いた。
次に、実施例2のガスバリアフィルムについて、水蒸気透過率を実施例1と同じ装置を用いて同様に測定した。その結果、0.02g/(m・day)であった。
(Example 2)
In Example 2, first, an SiO 2 film was formed on a silicon wafer by using an EB heating type vacuum deposition apparatus under the film formation conditions of 0 ≦ P2 / P1 ≦ 1 for the gas barrier film. The infrared absorption spectrum of this SiO 2 film was measured in the same manner using the same apparatus as in Example 1. The result is shown in FIG. In Example 2, the ratio P2 / P1 was 0.72.
In Example 2, the pressure was set to 4 × 10 −4 Pa for the film forming conditions. At the same time, in order to lower the residual water pressure, a Meissner coil was used, and the gas partial pressure (water pressure) of water was set to 3 × 10 −4 Pa, which was one digit higher than the nitrogen gas partial pressure.
Next, a SiO 2 film having a thickness of 70 nm was formed on a PEN film having a thickness of 100 μm under the film forming conditions that obtain the value of P2 / P1, and a gas barrier film was obtained. In addition, the same thing as Example 1 was used for the PEN film.
Next, the water vapor transmission rate of the gas barrier film of Example 2 was measured in the same manner using the same apparatus as in Example 1. As a result, it was 0.02 g / (m 2 · day).

(比較例1)
比較例1においては、実施例1に比して、成膜条件について、圧力を1×10−2Paとし、水のガス分圧(水分圧)を8×10−3Paとした以外は、実施例1と同様に、シリコンウエハ上にSiO膜を形成した。このSiO膜の赤外吸収スペクトルを実施例1と同じ装置を用いて同様に測定した。比較例1の赤外吸収スペクトルを図4に示す。比較例1では、比P2/P1は、1.21であった。
更に、実施例1と同じPENフィルムを用いてガスバリアフィルムを作製し、この比較例1のガスバリアフィルムについて、水蒸気透過率を実施例1と同じ装置を用いて同様に測定した。その結果、0.5g/(m・day)であった。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, as compared with Example 1, with respect to the film forming conditions, except that the pressure was 1 × 10 −2 Pa and the gas partial pressure (water pressure) of water was 8 × 10 −3 Pa, Similar to Example 1, a SiO film was formed on a silicon wafer. The infrared absorption spectrum of this SiO film was measured in the same manner using the same apparatus as in Example 1. The infrared absorption spectrum of Comparative Example 1 is shown in FIG. In Comparative Example 1, the ratio P2 / P1 was 1.21.
Furthermore, a gas barrier film was produced using the same PEN film as in Example 1, and the water vapor transmission rate of the gas barrier film of Comparative Example 1 was measured in the same manner using the same apparatus as in Example 1. As a result, it was 0.5 g / (m 2 · day).

(比較例2)
比較例2においては、実施例2に比して、成膜条件について、圧力を1×10−2Paとし、水のガス分圧(水分圧)を8×10−3Paとした以外は、実施例2と同様に、シリコンウエハ上にSiO膜を形成した。このSiO膜の赤外吸収スペクトルを実施例1と同じ装置を用いて同様に測定した。比較例2の赤外吸収スペクトルを図4に示す。比較例2では、比P2/P1は、1.42であった。
更に、実施例2と同じPENフィルムを用いてガスバリアフィルムを作製し、この比較例2のガスバリアフィルムについて、水蒸気透過率を実施例2と同じ装置を用いて同様に測定した。その結果、1.5g/(m・day)であった。
(Comparative Example 2)
In Comparative Example 2, as compared with Example 2, with respect to the film forming conditions, except that the pressure was 1 × 10 −2 Pa and the gas partial pressure of water (water pressure) was 8 × 10 −3 Pa, Similar to Example 2, a SiO 2 film was formed on a silicon wafer. The infrared absorption spectrum of this SiO 2 film was measured in the same manner using the same apparatus as in Example 1. The infrared absorption spectrum of Comparative Example 2 is shown in FIG. In Comparative Example 2, the ratio P2 / P1 was 1.42.
Further, a gas barrier film was produced using the same PEN film as in Example 2, and the water vapor transmission rate of the gas barrier film of Comparative Example 2 was measured in the same manner using the same apparatus as in Example 2. As a result, it was 1.5 g / (m 2 · day).

上述のように、ガスバリア膜が比P2/P1について、0≦P2/P1≦1を満たす実施例1、2では、ガスバリア膜の組成がSiOとSiOと異なっていても、比較例1、2に比して、水蒸気透過率が1桁小さく優れたガスバリア性能を得ることができた。 As described above, in Examples 1 and 2 where the gas barrier film satisfies 0 ≦ P2 / P1 ≦ 1 with respect to the ratio P2 / P1, even if the composition of the gas barrier film is different from that of SiO and SiO 2 , Comparative Examples 1 and 2 are used. Compared to the above, it was possible to obtain excellent gas barrier performance with a water vapor permeability one order of magnitude smaller.

10 成膜装置
12 供給室
14 成膜室
16 巻取り室
20 基板ロール
21、24a、24b、25、27、28a、28b、31a、31b ガイドローラ
26 ドラム
30 巻取りロール
32 真空排気部
36 制御部
40 成膜部
42、52 加熱容器
44、54 ヒータ
46 第1の温度調節部
50 蒸着部
56 第2の温度調節部
59 マスク
100、100a ガスバリアフィルム
D 搬送方向
ω 回転方向
Z 基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Film-forming apparatus 12 Supply chamber 14 Film-forming chamber 16 Wind-up chamber 20 Substrate roll 21, 24a, 24b, 25, 27, 28a, 28b, 31a, 31b Guide roller 26 Drum 30 Wind-up roll 32 Vacuum exhaust part 36 Control part DESCRIPTION OF SYMBOLS 40 Film-forming part 42,52 Heating container 44,54 Heater 46 1st temperature control part 50 Vapor deposition part 56 2nd temperature control part 59 Mask 100,100a Gas barrier film D Conveyance direction omega Rotation direction Z Substrate

Claims (7)

酸化珪素を主成分とするガスバリア膜が、基板の少なくとも一方の面に形成されたガスバリアフィルムであって、
前記ガスバリア膜は、赤外吸収スペクトルのうち、800〜820cm−1のピーク強度をP1とし、860〜880cm−1のピーク強度をP2とし、前記ピーク強度P1と前記ピーク強度P2との比をP2/P1とするとき、前記比P2/P1は、0≦P2/P1≦1であることを特徴とするガスバリアフィルム。
A gas barrier film mainly composed of silicon oxide is a gas barrier film formed on at least one surface of a substrate,
In the infrared absorption spectrum, the gas barrier film has a peak intensity of 800 to 820 cm −1 as P1, a peak intensity of 860 to 880 cm −1 as P2, and a ratio between the peak intensity P1 and the peak intensity P2 as P2. / P1, the gas barrier film is characterized in that the ratio P2 / P1 is 0 ≦ P2 / P1 ≦ 1.
前記基板と前記ガスバリア膜との間に有機膜が形成されている請求項1に記載のガスバリアフィルム。   The gas barrier film according to claim 1, wherein an organic film is formed between the substrate and the gas barrier film. 前記酸化珪素は、酸化度が1〜2である請求項1または2に記載のガスバリアフィルム。   The gas barrier film according to claim 1 or 2, wherein the silicon oxide has an oxidation degree of 1 to 2. 前記基板は、PETまたはPENにより構成されるものである請求項1〜3のいずれか1項に記載のガスバリアフィルム。   The gas barrier film according to any one of claims 1 to 3, wherein the substrate is made of PET or PEN. 前記ガスバリアフィルムは、前記ガスバリアフィルムの形成前の水分圧が6×10 −4 Pa以下で真空蒸着法により形成されたものである請求項1〜4のいずれか1項に記載のガスバリアフィルム。 The gas barrier film according to any one of claims 1 to 4, wherein the gas barrier film is formed by a vacuum deposition method with a moisture pressure before formation of the gas barrier film of 6 x 10-4 Pa or less . 前記真空蒸着法には、成膜材料にSiOまたはSiOが用いられる請求項5に記載のガスバリアフィルム。 The gas barrier film according to claim 5, wherein SiO or SiO 2 is used as a film forming material in the vacuum deposition method. 前記ガスバリア膜は、厚さが10〜150nmである請求項1〜6のいずれか1項に記載のガスバリアフィルム。   The gas barrier film according to claim 1, wherein the gas barrier film has a thickness of 10 to 150 nm.
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