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JP6569685B2 - Film forming apparatus and gas barrier film manufacturing method - Google Patents
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Description

本発明は、成膜装置及びガスバリアーフィルムの製造方法に関する。より詳細には、ガスバリアー性能に優れたフィルムの製造に好適なプラズマCVD法による成膜装置、当該成膜装置を用いたガスバリアーフィルムの製造方法に関する。   The present invention relates to a film forming apparatus and a gas barrier film manufacturing method. More specifically, the present invention relates to a film forming apparatus by plasma CVD suitable for manufacturing a film having excellent gas barrier performance, and a method for manufacturing a gas barrier film using the film forming apparatus.

従来、プラスチック基板やフィルム表面に、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素等の金属酸化物の薄膜を形成したガスバリアー性能を有するフィルム(以下、ガスバリアーフィルムともいう。)は、水蒸気や酸素等の各種ガスの遮断を必要とする物品の包装、食品や工業用品及び医薬品等の変質を防止するための包装用途等に広く用いられている。また、包装用途以外にも、液晶表示素子、太陽電池、有機エレクトロルミネッセンス(以下、有機ELと略記する。)素子等で使用されている。特に、液晶表示素子や有機EL素子などでは、水蒸気や空気の内部浸透が品質の劣化を招く要因となるため、高度なガスバリアー性(ガス遮断性)が要求されている。   Conventionally, a film having a gas barrier performance (hereinafter also referred to as a gas barrier film) in which a thin film of a metal oxide such as aluminum oxide, magnesium oxide, or silicon oxide is formed on a plastic substrate or a film surface is a material such as water vapor or oxygen. It is widely used for packaging of articles that need to block various gases, packaging for preventing deterioration of foods, industrial products, pharmaceuticals, and the like. In addition to packaging applications, it is used in liquid crystal display elements, solar cells, organic electroluminescence (hereinafter abbreviated as organic EL) elements, and the like. In particular, liquid crystal display elements, organic EL elements, and the like are required to have high gas barrier properties (gas barrier properties) because internal penetration of water vapor or air causes deterioration in quality.

このような水蒸気や空気等の高いガスバリアー性への要望は、近年ますます厳しいものとなってきており、そのために様々な試みがなされている。
例えば、特許文献1には、金属電極間でプラズマを生成し、電極上のフィルムにガスバリアー層(膜)を成膜する成膜装置が記載されている。当該成膜装置を用いて製造したガスバリアー層を有するフィルムでは、フィルム上に存在する微小突起や金属ローラーの表面汚れがトリガーとなって、電界集中と絶縁破壊、さらにはアーク放電を引き起こしている。これによって、ガスバリアー層が破壊され、微小欠陥が生成されてガスバリアー層の性能を低下させる原因となっていた。
The demand for such a high gas barrier property such as water vapor and air has become increasingly severe in recent years, and various attempts have been made for that purpose.
For example, Patent Document 1 describes a film forming apparatus that generates plasma between metal electrodes and forms a gas barrier layer (film) on a film on the electrodes. In a film having a gas barrier layer manufactured by using the film forming apparatus, the minute protrusions existing on the film and the surface contamination of the metal roller are triggered to cause electric field concentration, dielectric breakdown, and arc discharge. . As a result, the gas barrier layer is broken, and minute defects are generated, causing the performance of the gas barrier layer to deteriorate.

また、特許文献2には、ローラー電極に絶縁層をコーティングしたプラズマCVD(PECVD:Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)成膜装置が記載されており、当該成膜装置を用いることにより、絶縁性基材と同様に導電性基材にも成膜できることが記載されている。そこで、当該成膜装置を、ガスバリアー層を有するフィルムを成膜する場合についても使用したところ、十分なガスバリアー性能を有するフィルムを成膜することはできなかった。   Patent Document 2 describes a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) film forming apparatus in which an insulating layer is coated on a roller electrode. By using the film forming apparatus, an insulating substrate and Similarly, it is described that a film can be formed on a conductive substrate. Therefore, when the film forming apparatus was used for forming a film having a gas barrier layer, a film having sufficient gas barrier performance could not be formed.

特開2012−82466号公報JP 2012-82466 A 国際公開第2014/088302号International Publication No. 2014/0888302

本発明は、前記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、ガスバリアー性能に優れたガスバリアーフィルムを製造することができる成膜装置及び当該ガスバリアーフィルムを製造するガスバリアーフィルムの製造方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described problems and situations, and a solution to the problem is a film forming apparatus capable of producing a gas barrier film excellent in gas barrier performance, and a gas barrier for producing the gas barrier film. It is to provide a method for producing a film.

本発明者は、前記課題を解決すべく、前記問題の原因等について検討する過程において、電極ローラーを所定範囲内の比誘電率を有する誘電体でコーティングし、電極ローラー内を循環する熱媒体の比誘電率についても所定範囲内にすることにより、優れたガスバリアー性能を有するガスバリアーフィルムを製造することができることを見いだし、本発明に至った。
本発明に係る前記課題は、以下の手段により解決される。
In order to solve the above problems, the present inventor, in the process of examining the cause of the above problems, etc., coats the electrode roller with a dielectric having a relative dielectric constant within a predetermined range, and circulates in the electrode roller. It was found that by setting the relative dielectric constant within a predetermined range, a gas barrier film having excellent gas barrier performance can be produced, and the present invention has been achieved.
The above-mentioned problem according to the present invention is solved by the following means.

1.プラズマCVD法により、基材上に成膜をする成膜装置であって、
磁場形成手段を備えた第1電極ローラーと、
前記第1電極ローラーに対向して配置され、磁場形成手段を備えた第2電極ローラーと、
前記第1電極ローラー及び前記第2電極ローラーの表面の比誘電率を調整する制御部と、を備え、
前記第1電極ローラー及び前記第2電極ローラーが、前記基材と接触する表面に誘電体及び内部に循環する熱媒体を有し、
前記第1電極ローラーと前記第2電極ローラーの間に発生させるプラズマ放電の周波数が、50〜100kHzの範囲内であり、
前記第1電極ローラー及び前記第2電極ローラーが有する前記誘電体の比誘電率が、13〜20範囲内であり、かつ、
前記第1電極ローラー及び前記第2電極ローラーが有する前記熱媒体の比誘電率が、40〜70の範囲内であることを特徴とする成膜装置。
1. A film forming apparatus for forming a film on a substrate by a plasma CVD method,
A first electrode roller provided with magnetic field forming means;
A second electrode roller disposed opposite the first electrode roller and provided with magnetic field forming means;
A controller that adjusts the relative permittivity of the surfaces of the first electrode roller and the second electrode roller,
The first electrode roller and the second electrode roller have a dielectric on the surface that contacts the substrate and a heat medium circulating inside,
The frequency of plasma discharge generated between the first electrode roller and the second electrode roller is in the range of 50 to 100 kHz,
The dielectric constant of the dielectric of the first electrode roller and the second electrode roller is in the range of 13-20, and
The film forming apparatus, wherein a relative dielectric constant of the heat medium of the first electrode roller and the second electrode roller is in a range of 40 to 70.

2.前記第1電極ローラー及び前記第2電極ローラーが有する前記誘電体の比誘電率が、15〜18の範囲内であることを特徴とする第1項に記載の成膜装置。   2. The film forming apparatus according to claim 1, wherein the dielectric constant of the dielectric of the first electrode roller and the second electrode roller is in the range of 15-18.

3.磁場形成手段を備えた第1電極ローラーと、前記第1電極ローラーに対向して配置され、磁場形成手段を備えた第2電極ローラーと、前記第1電極ローラー及び前記第2電極ローラーの表面の比誘電率を調整する制御部と、を備えた成膜装置により、プラズマCVD法で基材上に成膜をするガスバリアーフィルムの製造方法であって、
前記成膜装置が、前記第1電極ローラー及び前記第2電極ローラーの基材と接触する表面に誘電体及び内部に循環する熱媒体を備え、
前記第1電極ローラーと前記第2電極ローラーの間に発生させるプラズマ放電の周波数が、50〜100kHzの範囲内であり、
前記誘電体の比誘電率が、13〜20の範囲内で、かつ、
前記熱媒体の比誘電率が、40〜70の範囲内の条件下で、ガスバリアーフィルムを成膜することを特徴とするガスバリアーフィルムの製造方法。
3. A first electrode roller provided with a magnetic field forming means; a second electrode roller arranged opposite to the first electrode roller; and provided with a magnetic field forming means; surfaces of the first electrode roller and the second electrode roller; A gas barrier film manufacturing method for forming a film on a substrate by a plasma CVD method using a film forming apparatus including a control unit for adjusting a relative dielectric constant,
The film forming apparatus comprises a dielectric and a heat medium circulating in the surface on the surface of the first electrode roller and the second electrode roller in contact with the base material,
The frequency of plasma discharge generated between the first electrode roller and the second electrode roller is in the range of 50 to 100 kHz,
The dielectric constant of the dielectric is in the range of 13-20, and
A method for producing a gas barrier film, comprising forming a gas barrier film under a condition in which a relative dielectric constant of the heat medium is in a range of 40 to 70.

本発明の前記手段により、ガスバリアー性能に優れたガスバリアーフィルムを製造することができる成膜装置及び当該ガスバリアーフィルムを製造するガスバリアーフィルムの製造方法を提供することができる。   By the means of the present invention, it is possible to provide a film forming apparatus capable of producing a gas barrier film excellent in gas barrier performance and a method for producing a gas barrier film for producing the gas barrier film.

本発明の効果の発現機構又は作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。
プラズマCVD法を用いてガスバリアーフィルムを成膜する本発明の成膜装置は、第1電極ローラーと第2電極ローラー間に発生させるプラズマ放電の周波数が、50〜100kHzの範囲内として、第1電極ローラー及び第2電極ローラーの表面に有する誘電体の比誘電率を13〜20に、第1電極ローラー及び第2電極ローラーの内部に循環する熱媒体の比誘電率を40〜70に制御することで、投入された電力を効率よくプラズマエネルギーに変換することができ、微小なガスバリアーフィルムの欠陥を低減することができ、優れたガスバリアー性能を有するガスバリアーフィルムが得られるものと推察している。
The expression mechanism or action mechanism of the effect of the present invention is not clear, but is presumed as follows.
In the film forming apparatus of the present invention for forming a gas barrier film using a plasma CVD method, the frequency of plasma discharge generated between the first electrode roller and the second electrode roller is in the range of 50 to 100 kHz. The dielectric constant of the dielectric material on the surfaces of the electrode roller and the second electrode roller is controlled to 13 to 20, and the relative dielectric constant of the heat medium circulating inside the first electrode roller and the second electrode roller is controlled to 40 to 70. Therefore, it is assumed that the input electric power can be efficiently converted into plasma energy, the defects of the minute gas barrier film can be reduced, and a gas barrier film having excellent gas barrier performance can be obtained. ing.

本発明の一例である成膜装置の概略図Schematic of a film forming apparatus which is an example of the present invention

本発明の成膜装置は、プラズマCVD法により、基材上に成膜をする成膜装置であって、磁場形成手段を備えた第1電極ローラーと、前記第1電極ローラーに対向して配置され、磁場形成手段を備えた第2電極ローラーと、前記第1電極ローラー及び前記第2電極ローラーの表面の比誘電率を調整する制御部と、を備え、前記第1電極ローラー及び前記第2電極ローラーが、前記基材と接触する表面に誘電体及び内部に循環する熱媒体を有し、前記第1電極ローラーと前記第2電極ローラーの間に発生させるプラズマ放電の周波数が、50〜100kHzの範囲内であり、前記第1電極ローラー及び前記第2電極ローラーが有する前記誘電体の比誘電率が、13〜20の範囲内であり、かつ、前記第1電極ローラー及び前記第2電極ローラーが有する前記熱媒体の比誘電率が、40〜70の範囲内であることを特徴とする。
この特徴は、各請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。
The film forming apparatus of the present invention is a film forming apparatus for forming a film on a substrate by a plasma CVD method, and is disposed opposite to the first electrode roller having a magnetic field forming means and the first electrode roller. A second electrode roller provided with magnetic field forming means, and a controller for adjusting a relative dielectric constant of the surfaces of the first electrode roller and the second electrode roller, and the first electrode roller and the second electrode roller. The electrode roller has a dielectric and a heat medium circulating in the surface in contact with the substrate, and the frequency of plasma discharge generated between the first electrode roller and the second electrode roller is 50 to 100 kHz. The dielectric constant of the dielectric of the first electrode roller and the second electrode roller is in the range of 13 to 20, and the first electrode roller and the second electrode roller The dielectric constant of the heat medium having, characterized in that it is in the range of 40 to 70.
This feature is a technical feature common to the claimed invention.

本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記第1電極ローラー及び前記第2電極ローラーが有する前記誘電体の比誘電率が、15〜18の範囲内であることが好ましい。   As an embodiment of the present invention, it is preferable that the dielectric constant of the dielectric of the first electrode roller and the second electrode roller is in the range of 15 to 18 from the viewpoint of the effect of the present invention. .

また、本発明のガスバリアーフィルムを製造するガスバリアーフィルムの製造方法としては、磁場形成手段を備えた第1電極ローラーと、前記第1電極ローラーに対向して配置され、磁場形成手段を備えた第2電極ローラーと、前記第1電極ローラー及び前記第2電極ローラーの表面の比誘電率を調整する制御部と、を備えた成膜装置により、プラズマCVD法で基材上に成膜をするガスバリアーフィルムの製造方法であって、前記成膜装置が、前記第1電極ローラー及び前記第2電極ローラーの基材と接触する表面に誘電体及び内部に循環する熱媒体を備え、前記第1電極ローラーと前記第2電極ローラーの間に発生させるプラズマ放電の周波数が、50〜100kHzの範囲内であり、前記誘電体の比誘電率が、13〜20の範囲内で、かつ、前記熱媒体の比誘電率が、40〜70の範囲内の条件下で、ガスバリアーフィルムを成膜することを特徴とする。
これにより、優れたガスバリアー性能を有するガスバリアーフィルムを得ることができる。
Moreover, as a manufacturing method of the gas barrier film which manufactures the gas barrier film of this invention, it arrange | positioned facing the said 1st electrode roller and the 1st electrode roller provided with the magnetic field formation means, and was equipped with the magnetic field formation means. A film forming apparatus including a second electrode roller and a control unit that adjusts the relative permittivity of the surfaces of the first electrode roller and the second electrode roller is used to form a film on a substrate by a plasma CVD method. A method for producing a gas barrier film, wherein the film forming apparatus includes a dielectric and a heat medium circulating inside on a surface of the first electrode roller and the second electrode roller that are in contact with the base material, The frequency of the plasma discharge generated between the electrode roller and the second electrode roller is in the range of 50 to 100 kHz, and the relative dielectric constant of the dielectric is in the range of 13 to 20, One, the dielectric constant of the heat medium, under conditions in the range of 40 to 70, characterized by forming a gas barrier film.
Thereby, the gas barrier film which has the outstanding gas barrier performance can be obtained.

以下、本発明とその構成要素及び本発明を実施するための形態・態様について詳細に説明する。なお、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
初めに、本発明の成膜装置の好ましい実施形態の一例について、図面を参照しながら、装置全体の構成を説明する。
Hereinafter, the present invention, its components, and modes and modes for carrying out the present invention will be described in detail. In addition, "to" is used in the meaning which includes the numerical value described before and behind as a lower limit and an upper limit.
First, an example of a preferred embodiment of a film forming apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.

[成膜装置の構成]
図1に示す成膜装置31(以下、プラズマCVD成膜装置ともいう。)は、送り出しローラー32と、搬送ローラー33、34、35及び36と、電極ローラー39及び40(以下、第1電極ローラー39及び第2電極ローラー40と同義である。第1電極ローラーと第2電極ローラーを合わせて説明する際は、「両電極ローラー」と記載する。)と、ガス供給管41と、制御部42と、両電極ローラー39及び40の内部に設置された磁場発生装置43及び44と、巻取りローラー45と、プラズマ発生用電源とを備えている。
[Configuration of deposition system]
A film forming apparatus 31 (hereinafter also referred to as a plasma CVD film forming apparatus) shown in FIG. 1 includes a delivery roller 32, transport rollers 33, 34, 35, and 36, and electrode rollers 39 and 40 (hereinafter referred to as a first electrode roller). 39 and the second electrode roller 40. When describing the first electrode roller and the second electrode roller together, they are described as “both electrode rollers”), a gas supply pipe 41, and a control unit 42. And magnetic field generators 43 and 44 installed inside both electrode rollers 39 and 40, a winding roller 45, and a plasma generating power source.

また、第1電極ローラー39は、当該電極ローラーの表面に誘電体37Aを備えており、制御部42により所定範囲内の比誘電率に調整される。第2電極ローラー40についても同様に誘電体37Bを備えており、制御部により所定範囲内の比誘電率に調整される。
さらに、第1電極ローラー39及び第2電極ローラー40は、それぞれの電極ローラーの内部に熱媒体38A、38Bを備えており、制御部42により比誘電率が調整される構成となっている。各電極ローラーが有する熱媒体は、図1に示すように、当該電極ローラーの中心部に配置される場合に限るものではなく、例えば、磁場発生装置43及び44の内部にも配置されていてもよい。
The first electrode roller 39 includes a dielectric 37A on the surface of the electrode roller, and is adjusted to a relative dielectric constant within a predetermined range by the control unit 42. Similarly, the second electrode roller 40 includes a dielectric 37B, and is adjusted to a relative dielectric constant within a predetermined range by the control unit.
Furthermore, the first electrode roller 39 and the second electrode roller 40 are provided with heat media 38A and 38B inside the respective electrode rollers, and the relative permittivity is adjusted by the control unit 42. As shown in FIG. 1, the heat medium that each electrode roller has is not limited to the case where it is disposed at the center of the electrode roller. For example, the heat medium may also be disposed inside the magnetic field generators 43 and 44. Good.

また、このような装置においては、少なくとも両電極ローラー39及び40と、ガス供給管41と、制御部42と、磁場発生装置43及び44とが図示を省略した真空チャンバー内に配置されている。さらに、このようなプラズマCVD法により成膜する成膜装置31において、前記真空チャンバーは図示を省略した真空ポンプに接続されており、かかる真空ポンプにより真空チャンバー内の圧力を適宜調整することが可能となっている。   Further, in such an apparatus, at least both the electrode rollers 39 and 40, the gas supply pipe 41, the control unit 42, and the magnetic field generators 43 and 44 are arranged in a vacuum chamber (not shown). Furthermore, in the film forming apparatus 31 for forming a film by such a plasma CVD method, the vacuum chamber is connected to a vacuum pump (not shown), and the pressure in the vacuum chamber can be appropriately adjusted by the vacuum pump. It has become.

また、真空チャンバー内に防着部材を適宜設けることも好ましい。
設置個所は特に限定はないが、成膜種が相対的に多い場所(例えば、プラズマ空間近傍、ガス供給部近傍、真空排気機構近傍等)や成膜種等の付着が望まれない箇所の近傍に設置することが好ましい。
また、防着部材は取り外し可能なものが好ましく、適宜取り外して新品若しくは清掃済みの防着部材と交換することが望ましい。防着部材交換のタイミングは特に限定されない。
In addition, it is also preferable to appropriately provide a deposition preventing member in the vacuum chamber.
There are no particular restrictions on the installation location, but there are places where there are relatively many types of film formation (for example, in the vicinity of the plasma space, in the vicinity of the gas supply unit, in the vicinity of the vacuum exhaust mechanism, etc.) It is preferable to install in.
Further, it is preferable that the adhesion preventing member is removable, and it is desirable to replace it appropriately with a new or cleaned adhesion preventing member. The timing of replacement of the adhesion-preventing member is not particularly limited.

防着部材の材質としては、特に限定されないが、金属(例えば、ステンレス鋼、鉄、アルミニウム、チタン等)やセラミック(例えば、アルミナ)、ガラス、樹脂(例えば、ポリイミド、テフロン(登録商標)、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、オレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド等)等を使用することができる。
また交換する新品又は清掃済みの防着部材は、チャンバー内に取り付ける前又は後に、エタノール等の揮発性の高い溶剤で拭いたり、加熱してもよい。加熱温度は特には限定されないが、成膜中に上昇する最大温度以上が好ましい。
The material of the adhesion-preventing member is not particularly limited, but metal (for example, stainless steel, iron, aluminum, titanium, etc.), ceramic (for example, alumina), glass, resin (for example, polyimide, Teflon (registered trademark), polyethylene Terephthalate, polyethylene naphthalate, olefin resin, acrylic resin, polyamide, etc.) can be used.
Moreover, the new or cleaned adhesion preventing member to be replaced may be wiped with a highly volatile solvent such as ethanol or heated before or after being attached in the chamber. The heating temperature is not particularly limited, but is preferably equal to or higher than the maximum temperature that rises during film formation.

成膜装置31においては、一対の電極ローラー(第1電極ローラー39と第2電極ローラー40)を一対の対向電極として機能させることが可能となるように、各電極ローラーがそれぞれ制御部42に接続されている。
そのため、成膜装置31においては、制御部42によりプラズマ発生用電源に電力を供給することにより、第1電極ローラー39と第2電極ローラー40との間の空間に放電することが可能であり、これにより第1電極ローラー39と第2電極ローラー40との間の空間にプラズマを発生させることができる。
In the film forming apparatus 31, each electrode roller is connected to the control unit 42 so that the pair of electrode rollers (the first electrode roller 39 and the second electrode roller 40) can function as a pair of counter electrodes. Has been.
Therefore, in the film forming apparatus 31, it is possible to discharge to the space between the first electrode roller 39 and the second electrode roller 40 by supplying electric power to the power source for plasma generation by the control unit 42, Thereby, plasma can be generated in the space between the first electrode roller 39 and the second electrode roller 40.

また、成膜装置31においては、一対の電極ローラー(電極ローラー39及び40)は、その中心軸が同一平面上において略平行となるようにして配置する、すなわち平行に延在して対向配置されている。このようにして、一対の電極ローラー(電極ローラー39及び40)を配置することにより、成膜レートを倍にでき、なおかつ、同じ構造の膜を成膜できる。両ローラーは導電性材料で形成され、それぞれ回転しながら基材2を搬送する。また、第1電極ローラー39と第2電極ローラー40とは、相互に絶縁されているとともに、共通する制御部42に接続されている。
さらに、両電極ローラー39及び40は、内部に磁場発生装置43及び44が格納されている。磁場発生装置43及び44は、空間に磁場を形成する部材であり、両電極ローラー39及び40のそれぞれについて、一体として回転しないようにして格納されている。
Further, in the film forming apparatus 31, the pair of electrode rollers (electrode rollers 39 and 40) are arranged so that their central axes are substantially parallel on the same plane, that is, they extend in parallel and face each other. ing. Thus, by arranging a pair of electrode rollers (electrode rollers 39 and 40), the film formation rate can be doubled and a film having the same structure can be formed. Both rollers are formed of a conductive material and convey the substrate 2 while rotating. The first electrode roller 39 and the second electrode roller 40 are insulated from each other and connected to a common control unit 42.
Further, both the electrode rollers 39 and 40 have magnetic field generators 43 and 44 stored therein. The magnetic field generators 43 and 44 are members that form a magnetic field in the space, and are stored so that the electrode rollers 39 and 40 do not rotate as a unit.

磁場発生装置43及び44は、電極ローラー39及び40のそれぞれの延在方向と同方向に延在する中心磁石と、中心磁石の周囲を囲みながら電極ローラー39及び40のそれぞれの延在方向と同方向に延在して配置される円環状の外部磁石と、を有している。磁場発生装置43では、中心磁石と外部磁石とを結ぶ磁力線(磁界)が、無終端のトンネルを形成している。磁場発生装置44においても同様に、中心磁石と外部磁石とを結ぶ磁力線が、無終端のトンネルを形成している。   The magnetic field generators 43 and 44 include a central magnet extending in the same direction as the extending direction of the electrode rollers 39 and 40, and the extending direction of the electrode rollers 39 and 40 while surrounding the center magnet. And an annular external magnet arranged extending in the direction. In the magnetic field generator 43, the magnetic lines of force (magnetic field) connecting the central magnet and the external magnet form an endless tunnel. Similarly, in the magnetic field generator 44, the magnetic lines connecting the central magnet and the external magnet form an endless tunnel.

この磁力線と、第1電極ローラー39と第2電極ローラー40との間に形成される電界と、が交差するマグネトロン放電によって、成膜ガスの放電プラズマを生じさせる。すなわち、この空間は、プラズマCVD法による成膜を行う成膜空間として用いられ、基材2において第1電極ローラー39及び第2電極ローラー40に接しない面(成膜面)には、成膜ガスを形成材料とする膜が形成される。   A discharge plasma of the film forming gas is generated by a magnetron discharge in which the lines of magnetic force and the electric field formed between the first electrode roller 39 and the second electrode roller 40 intersect. That is, this space is used as a film formation space for performing film formation by the plasma CVD method, and film formation is performed on the surface (film formation surface) that does not contact the first electrode roller 39 and the second electrode roller 40 in the substrate 2. A film using a gas as a forming material is formed.

このような成膜装置31によれば、プラズマCVD法により基材2の表面上にガスバリアー層3を形成することが可能であり、第1電極ローラー39上において基材2の表面上に成膜成分を堆積させつつ、さらに第2電極ローラー40上においても基材2の表面上に成膜成分を堆積させることもできる。   According to such a film forming apparatus 31, it is possible to form the gas barrier layer 3 on the surface of the base material 2 by plasma CVD, and it is formed on the surface of the base material 2 on the first electrode roller 39. While depositing the film component, the film deposition component can also be deposited on the surface of the substrate 2 also on the second electrode roller 40.

以上のような成膜装置31においては、以下のようにして基材2に対し成膜が行われる。まず、真空チャンバー内を減圧環境とし、両電極ローラー39及び40に電圧を印加して空間に電界を生じさせる。両電極ローラー39及び40からは真空チャンバー内に電子が放出される。
この際、磁場発生装置43及び44では上述した無終端のトンネル状の磁場を形成しているため、成膜ガスを導入することにより、該磁場と空間に放出される電子とによって、該トンネルに沿ったドーナツ状の成膜ガスの放電プラズマが形成される。この放電プラズマは、数Pa近傍の低圧力で発生可能であるため、真空チャンバー内の温度を室温近傍とすることが可能になる。
In the film forming apparatus 31 as described above, film formation is performed on the substrate 2 as follows. First, the inside of the vacuum chamber is set to a reduced pressure environment, and a voltage is applied to both electrode rollers 39 and 40 to generate an electric field in the space. Electrons are emitted from both electrode rollers 39 and 40 into the vacuum chamber.
At this time, since the magnetic field generators 43 and 44 form the above-described endless tunnel-like magnetic field, by introducing the film forming gas, the magnetic field and the electrons emitted into the space are introduced into the tunnel. A donut-shaped film-forming gas discharge plasma is formed. Since this discharge plasma can be generated at a low pressure in the vicinity of several Pa, the temperature in the vacuum chamber can be in the vicinity of room temperature.

一方、磁場発生装置43及び44が形成する磁場に高密度で捉えられている電子の温度は高いので、当該電子と成膜ガスとの衝突により生じる放電プラズマが生じる。すなわち、空間に形成される磁場と電場により電子が空間に閉じ込められることにより、空間に高密度の放電プラズマが形成される。
より詳しくは、無終端のトンネル状の磁場と重なる空間においては、高密度の(高強度の)放電プラズマが形成され、無終端のトンネル状の磁場とは重ならない空間においては低密度の(低強度の)放電プラズマが形成される。これら放電プラズマの強度は、連続的に変化するものである。
On the other hand, since the temperature of electrons captured at high density in the magnetic field formed by the magnetic field generators 43 and 44 is high, discharge plasma is generated due to collision between the electrons and the deposition gas. That is, electrons are confined in the space by a magnetic field and an electric field formed in the space, so that high-density discharge plasma is formed in the space.
More specifically, a high-density (high-intensity) discharge plasma is formed in a space that overlaps with an endless tunnel-like magnetic field, and a low-density (low-density) in a space that does not overlap with an endless tunnel-like magnetic field. A strong (intensity) discharge plasma is formed. The intensity of these discharge plasmas changes continuously.

本発明によれば、成膜材料の付着が低減され、これにより膜欠陥の低減された成膜が可能な電極ローラー及びそのような電極ローラーを備えた成膜装置が提供される。本発明の成膜装置でガスバリアーフィルムを製造すれば、膜欠陥の低減によりガスバリアー性能に優れたフィルムを提供できる。
以下、装置を構成する各部について説明する。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the adhesion of film-forming material is reduced and the film formation apparatus provided with such an electrode roller which can be formed into a film by which the film defect was reduced by this is provided. If a gas barrier film is produced by the film forming apparatus of the present invention, a film having excellent gas barrier performance can be provided by reducing film defects.
Hereinafter, each part which comprises an apparatus is demonstrated.

[電極ローラー]
本発明の成膜装置は、プラズマCVD法により、基材上に成膜をする成膜装置であって、磁場形成手段を備えた第1電極ローラーと、前記第1電極ローラーに対向して配置され、磁場形成手段を備えた第2電極ローラーと、前記第1電極ローラー及び前記第2電極ローラーの表面の比誘電率を調整する制御部と、を備え、前記第1電極ローラー及び前記第2電極ローラーが、前記基材と接触する表面に誘電体及び内部に循環する熱媒体を有し、前記第1電極ローラーと前記第2電極ローラーの間に発生させるプラズマ放電の周波数が、50〜100kHzの範囲内であり、前記第1電極ローラー及び前記第2電極ローラーが有する前記誘電体の比誘電率が、13〜20の範囲内であり、かつ、前記第1電極ローラー及び前記第2電極ローラーが有する前記熱媒体の比誘電率が、40〜70の範囲内であることを特徴とする。
このような、表面物性を示す第1電極ローラー及び第2電極ローラーを使用することによって、ガスバリアーフィルムに生じる欠陥を抑制し、ガスバリアー性能の優れたガスバリアーフィルムが得られる成膜装置として使用することができる。
[Electrode roller]
The film forming apparatus of the present invention is a film forming apparatus for forming a film on a substrate by a plasma CVD method, and is disposed opposite to the first electrode roller having a magnetic field forming means and the first electrode roller. A second electrode roller provided with magnetic field forming means, and a controller for adjusting a relative dielectric constant of the surfaces of the first electrode roller and the second electrode roller, and the first electrode roller and the second electrode roller. The electrode roller has a dielectric and a heat medium circulating in the surface in contact with the substrate, and the frequency of plasma discharge generated between the first electrode roller and the second electrode roller is 50 to 100 kHz. The dielectric constant of the dielectric of the first electrode roller and the second electrode roller is in the range of 13 to 20, and the first electrode roller and the second electrode roller The dielectric constant of the heat medium having, characterized in that it is in the range of 40 to 70.
By using such a first electrode roller and a second electrode roller exhibiting surface properties, it is possible to suppress defects generated in the gas barrier film and to be used as a film forming apparatus for obtaining a gas barrier film having excellent gas barrier performance. can do.

第1電極ローラーと第2電極ローラーの間に発生させるプラズマ放電の周波数を、50〜100kHzの範囲内とした場合に、前記のような誘電体の比誘電率及び熱媒体の比誘電率が得られれば、電極ローラー39及び40はどのような素材で構成されていてもよい。
例えば、電極ローラーの表面をコーティングする誘電体としては、比誘電率を13〜20の範囲に制御しやすい点からアルミナを用いることが好ましいが、特に限定するものではない。
When the frequency of the plasma discharge generated between the first electrode roller and the second electrode roller is in the range of 50 to 100 kHz, the dielectric constant of the dielectric and the dielectric constant of the heat medium as described above are obtained. If so, the electrode rollers 39 and 40 may be made of any material.
For example, as the dielectric for coating the surface of the electrode roller, it is preferable to use alumina because it is easy to control the relative dielectric constant within the range of 13 to 20, but it is not particularly limited.

誘電体をコーティングする手法としては、加工精度の点から溶射が好ましく、加工温度は200℃以下であることが好ましい。また、耐久性の点から溶射面を封孔処理してもよく、封孔材としてはアルコキシシランやオルガノシロキサン、ケイ酸ナトリウム、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、塩化ビニル樹脂などから選ばれることが好ましく、アルコキシシラン、オルガノシロキサン、エポキシ樹脂がより好ましい。
同様に、電極ローラー内部を循環する熱媒体としては、比誘電率を40〜70の範囲内に制御できるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、エチレングリコールを用いることが好ましい。
前記誘電体及び熱媒体の比誘電率を制御する要因としては、当該誘電体及び熱媒体を構成する材料、熱媒体については内部を循環する溶液の濃度及び成膜装置内の温度等が挙げられる。
As a method for coating the dielectric, thermal spraying is preferable from the viewpoint of processing accuracy, and the processing temperature is preferably 200 ° C. or less. In addition, the sprayed surface may be sealed from the viewpoint of durability, and the sealing material is preferably selected from alkoxysilane, organosiloxane, sodium silicate, epoxy resin, phenol resin, vinyl chloride resin, More preferred are alkoxysilanes, organosiloxanes, and epoxy resins.
Similarly, the heat medium circulating inside the electrode roller is not particularly limited as long as the relative dielectric constant can be controlled within the range of 40 to 70, and for example, ethylene glycol is preferably used.
Factors controlling the relative permittivity of the dielectric and the heat medium include materials constituting the dielectric and the heat medium, the concentration of the solution circulating inside the heat medium, the temperature in the film forming apparatus, and the like. .

なお、誘電体を表面被覆する前の電極ローラーについては、一般的に電極ローラーに用いられる素材であればよく、例えばチタン製の電極を用いることができる。さらに、従来のチタン製の電極ローラー上の少なくとも一部を、ダイヤモンドライクカーボン(以下、DLCとも表記する。)でコーティングした電極ローラーとすることも好ましい。
ダイヤモンドライクカーボンとは、主に炭化水素からなるアモルファスの硬化膜の総称である。本発明においては、ラマン分光法により電極ローラー表面の結晶性を評価した場合に、ダイヤモンドやグラファイトのような結晶構造とは区別しうる、アモルファス特性を示す炭化水素を含む硬化膜であれば、ダイヤモンドライクカーボンとする。炭化水素以外に、第三の成分元素が含まれていてもよい。
In addition, about the electrode roller before surface-coating a dielectric material, what is necessary is just the material generally used for an electrode roller, for example, the electrode made from titanium can be used. Furthermore, it is also preferable that at least a part of a conventional titanium electrode roller is an electrode roller coated with diamond-like carbon (hereinafter also referred to as DLC).
Diamond-like carbon is a general term for an amorphous cured film mainly composed of hydrocarbons. In the present invention, when the crystallinity of the surface of the electrode roller is evaluated by Raman spectroscopy, a cured film containing a hydrocarbon having an amorphous characteristic that can be distinguished from a crystal structure such as diamond or graphite is diamond. Like carbon. In addition to hydrocarbons, a third component element may be included.

本発明で好ましく用いることのできるDLCコーティングは、例えば、イオン化蒸着法により成膜することができる。すなわち、真空チャンバー内にベンゼンなどの炭化水素ガスを導入し、直流アーク放電でこのガスをプラズマ化して炭化水素イオンを発生させ、このイオンを従来の電極ローラー表面に衝突させることでDLCによるアモルファス膜を成膜することが可能である。DLCコーティングの成膜温度は、約200℃以下であることが好ましい。   The DLC coating that can be preferably used in the present invention can be formed by, for example, an ionized vapor deposition method. In other words, a hydrocarbon gas such as benzene is introduced into a vacuum chamber, this gas is turned into plasma by direct current arc discharge to generate hydrocarbon ions, and these ions collide with the surface of a conventional electrode roller to thereby form an amorphous film by DLC. Can be formed. The film forming temperature of the DLC coating is preferably about 200 ° C. or less.

例えばDLC成膜装置としてNANOCOAT−1000、NANOCOAT−4000(ナノテック株式会社製)等があり、基板回転機構を備えた装置により、均一なコーティングをすることができる。なお、イオン化蒸着法の代わりに、高周波プラズマCVD法、アークイオンプレーティング法又はスパッタリング法などの物理的気相蒸着法(PVD法)を用いることもできる。PVD法を用いるときはグラファイトをターゲットとして用いる。   For example, there are NANOCOAT-1000 and NANOCOAT-4000 (manufactured by Nanotech Co., Ltd.) as DLC film forming apparatuses, and uniform coating can be performed by an apparatus equipped with a substrate rotation mechanism. Instead of the ionized vapor deposition method, a physical vapor deposition method (PVD method) such as a high-frequency plasma CVD method, an arc ion plating method, or a sputtering method can also be used. When using the PVD method, graphite is used as a target.

本発明では、比誘電率が13〜20の範囲内になるように、第1及び第2電極ローラーに誘電体37A及び37Bをコーティングとすることで、異常プラズマ放電を抑制し、投入電力が効率よくプラズマエネルギーに使用されるため、基板の変形を引き起こすこともなく、成膜する際の微小なガスバリアー膜の欠陥を低減することができるものと考えられる。
コーティングする誘電体として、例えば、アルミナを用いる場合は、100〜3000μmの範囲内の厚さでコーティングすることが好ましい。この範囲であると、プラズマ放電の安定性がより高いため、均質な成膜ができるためである。
In the present invention, the first and second electrode rollers are coated with the dielectrics 37A and 37B so that the relative dielectric constant falls within the range of 13 to 20, thereby suppressing abnormal plasma discharge and making the input power efficient. Since it is often used for plasma energy, it is considered that defects in a minute gas barrier film during film formation can be reduced without causing deformation of the substrate.
For example, when alumina is used as the dielectric to be coated, it is preferable to coat with a thickness in the range of 100 to 3000 μm. This is because, within this range, the stability of the plasma discharge is higher, and a uniform film can be formed.

なお、膜厚の測定は、分光干渉法を用いた非接触の膜厚測定装置を用いることができる。薄膜サンプルに白色光を照射して表面と基板との界面からの反射スペクトルをカーブフィッティング法、又はFFT(高速フーリエ変換)により解析して膜厚を測定する。   Note that the film thickness can be measured using a non-contact film thickness measuring apparatus using a spectral interference method. The thin film sample is irradiated with white light, and the reflection spectrum from the interface between the surface and the substrate is analyzed by a curve fitting method or FFT (Fast Fourier Transform) to measure the film thickness.

また、両電極ローラー39及び40は、より効率よく薄膜を形成するという観点から、直径が同一のものを使うことが好ましい。
また、両電極ローラー39及び40の直径としては、放電条件、チャンバーのスペース等の観点から、直径が50〜800mmφの範囲内、特に100〜500mmφの範囲内が好ましい。
電極ローラーの直径が50mmφ以上であれば、プラズマ放電空間が小さくなることがないため生産性の劣化もなく、短時間でプラズマ放電の全熱量が基材2にかかることを回避できることから、基材2へのダメージを軽減でき好ましい。一方、電極ローラーの直径が800mmφ以下であれば、プラズマ放電空間の均一性等も含めて装置設計上、実用性を保持することができるため好ましい。
Moreover, it is preferable to use a thing with the same diameter from a viewpoint of forming both a thin film more efficiently as both the electrode rollers 39 and 40. FIG.
The diameters of both electrode rollers 39 and 40 are preferably in the range of 50 to 800 mmφ, particularly in the range of 100 to 500 mmφ, from the viewpoint of discharge conditions, chamber space, and the like.
If the diameter of the electrode roller is 50 mmφ or more, the plasma discharge space will not be reduced, so there is no deterioration in productivity, and it is possible to avoid applying the total amount of plasma discharge to the substrate 2 in a short time. 2 is preferable because it can reduce damage to 2. On the other hand, if the diameter of the electrode roller is 800 mmφ or less, it is preferable because practicality can be maintained in terms of device design including uniformity of the plasma discharge space.

さらには、後述するように、(i)、(ii)及び(iii)の組成条件を満たすガスバリアー層とすることにより、膜の組成上、両電極ローラーに付着した成膜材料等の影響を受けやすいために、得られるガスバリアー層の欠陥を大幅に低減することができる点で好ましい。ガスバリアー層の詳細な組成については、ガスバリアーフィルムの製造方法で詳細に説明する。   Furthermore, as will be described later, by using a gas barrier layer that satisfies the composition conditions (i), (ii), and (iii), the influence of film forming materials attached to both electrode rollers on the composition of the film is affected. Since it is easy to receive, it is preferable at the point which can reduce the defect of the obtained gas barrier layer significantly. The detailed composition of the gas barrier layer will be described in detail in the method for producing a gas barrier film.

[制御部]
両電極ローラーが備える誘電体37A及び37B並びに熱媒体38A及び38Bの比誘電率については、成膜装置31が備える制御部42により制御することができる。
具体的には、制御部42は、第1電極ローラーと第2電極ローラーの間に発生させるプラズマ放電の周波数を、50〜100kHzの範囲内に調整し、第1電極ローラー39及び第2電極ローラー40が有する誘電体37A及び37Bの比誘電率を、13〜20の範囲内に調整し、かつ、第1電極ローラー39及び第2電極ローラー40が有する熱媒体38A及び38Bの比誘電率を、40〜70の範囲内に調整する。
さらに、制御部42は、成膜装置31のオンオフや温度による比誘電率の調整、各構成の動作等について、後述するプラズマ発生用電源51をはじめとする、成膜装置31全体及び各構成を制御することができ、適宜公知の制御部42を用いることができる。
[Control unit]
The relative dielectric constants of the dielectrics 37 </ b> A and 37 </ b> B and the heat mediums 38 </ b> A and 38 </ b> B included in both electrode rollers can be controlled by the control unit 42 included in the film forming apparatus 31.
Specifically, the control unit 42 adjusts the frequency of plasma discharge generated between the first electrode roller and the second electrode roller within a range of 50 to 100 kHz, and the first electrode roller 39 and the second electrode roller. 40, adjusting the relative dielectric constant of the dielectrics 37A and 37B within the range of 13 to 20, and the relative dielectric constant of the heat mediums 38A and 38B included in the first electrode roller 39 and the second electrode roller 40, Adjust within the range of 40-70.
Further, the control unit 42 controls the entire film forming apparatus 31 and each configuration including the plasma generation power source 51 described later with respect to the on / off of the film forming apparatus 31, the adjustment of the relative dielectric constant depending on the temperature, the operation of each configuration, and the like. The known control unit 42 can be used as appropriate.

具体的には、制御部42は、成膜装置31の動作を統括制御するCPU(Central Processing Unit)と、CPUが読み出して実行するプログラムや固定データが記憶されたプログラムメモリーなどを備えている。プログラムメモリーは、ROMなどにより構成され、比誘電率を制御するためのプログラム(温度制御を含む)及び成膜装置の動作を制御するプログラム等を備えている。
制御部42により制御される成膜装置全体、誘電体及び熱媒体の温度は、特に限定されるものではないが、本発明発現の観点から−30℃〜60℃であることが好ましい。
CPUは、プログラムメモリーに記憶されているシステムプログラムや処理プログラム等の各種プログラムを読み出してRAMに展開し、展開されたプログラムに従って比誘電率の制御をはじめとする各種処理を実行する。これらのプログラムは適宜公知のプログラムを使用することができる。
Specifically, the control unit 42 includes a CPU (Central Processing Unit) that performs overall control of the operation of the film forming apparatus 31, a program that is read and executed by the CPU, a program memory that stores fixed data, and the like. The program memory is composed of a ROM or the like, and includes a program (including temperature control) for controlling the relative permittivity and a program for controlling the operation of the film forming apparatus.
Although the temperature of the whole film-forming apparatus controlled by the control part 42, a dielectric material, and a heat medium is not specifically limited, It is preferable that it is -30 degreeC-60 degreeC from a viewpoint of this invention expression.
The CPU reads various programs such as a system program and a processing program stored in the program memory, expands them in the RAM, and executes various processes including control of relative permittivity according to the expanded programs. As these programs, known programs can be used as appropriate.

[プラズマ発生用電源]
プラズマ発生用電源51としては、適宜公知のプラズマ発生装置の電源を用いることができる。このようなプラズマ発生用電源は、これに接続された第1電極ローラー39と第2電極ローラー40とに電力を供給して、これらを放電のための対向電極として利用することを可能とする。
このようなプラズマ発生用電源としては、より効率よくプラズマCVDを実施することが可能となることから、前記一対の電極ローラーの極性を交互に反転させることが可能なもの(交流電源など)を利用することが好ましい。
また、このようなプラズマ発生用電源としては、より効率よくプラズマCVDを実施することが可能となることから、印加電力を100W〜10kWとすることができ、かつ交流の周波数を50Hz〜500kHzの範囲内とすることが可能なものであることがより好ましい。
[Power supply for plasma generation]
As the plasma generating power source 51, a known power source of a plasma generating apparatus can be used as appropriate. Such a power source for generating plasma supplies power to the first electrode roller 39 and the second electrode roller 40 connected thereto, and makes it possible to use these as counter electrodes for discharge.
As such a power source for generating plasma, since it is possible to perform plasma CVD more efficiently, a power source capable of alternately reversing the polarity of the pair of electrode rollers (AC power source or the like) is used. It is preferable to do.
Moreover, since it becomes possible to implement plasma CVD more efficiently as such a power source for plasma generation, the applied power can be set to 100 W to 10 kW, and the AC frequency is in the range of 50 Hz to 500 kHz. More preferably, it can be inside.

[磁場形成手段]
両電極ローラー39及び40の内部には、電極ローラーが回転しても回転しないようにして固定された磁場発生装置(磁場形成手段)43及び44がそれぞれ設けられている。
電極ローラー39及び40にそれぞれ設けられた磁場発生装置43及び44は、一方の第1電極ローラー39に設けられた磁場発生装置43と他方の第2電極ローラー40に設けられた磁場発生装置44との間で磁力線がまたがらず、それぞれの磁場発生装置43及び44がほぼ閉じた磁気回路を形成するように磁極を配置することが好ましい。
このような磁場発生装置43及び44を設けることにより、各電極ローラー39及び40の対向側表面付近に磁力線が膨らんだ磁場の形成を促進することができ、その膨出部にプラズマが収束され易くなるため、成膜効率を向上させることができる点で優れている。
[Magnetic field forming means]
Inside both the electrode rollers 39 and 40, magnetic field generators (magnetic field forming means) 43 and 44 fixed so as not to rotate even when the electrode rollers rotate are provided, respectively.
The magnetic field generators 43 and 44 provided on the electrode rollers 39 and 40 respectively include a magnetic field generator 43 provided on one first electrode roller 39 and a magnetic field generator 44 provided on the other second electrode roller 40. It is preferable to arrange the magnetic poles so that the magnetic field lines do not cross between each other and the magnetic field generators 43 and 44 form a substantially closed magnetic circuit.
By providing such magnetic field generators 43 and 44, it is possible to promote the formation of a magnetic field in which the magnetic lines of force swell in the vicinity of the opposing surfaces of the electrode rollers 39 and 40, and the plasma is easily converged on the bulging portion. Therefore, it is excellent in that the film formation efficiency can be improved.

また、両電極ローラー39及び40にそれぞれ設けられた磁場発生装置43及び44は、適宜公知の磁場発生装置を用いることができる。
磁場発生装置43及び44は、それぞれローラー軸方向に長いレーストラック状の磁極を備え、一方の磁場発生装置43と他方の磁場発生装置44とは向かい合う磁極が同一極性となるように磁極を配置することが好ましい。
このような磁場発生装置43及び44を設けることにより、それぞれの磁場発生装置43及び44について、磁力線が対向するローラー側の磁場発生装置にまたがることなく、ローラー軸の長さ方向に沿って対向空間(放電領域)に面したローラー表面付近にレーストラック状の磁場を容易に形成することができる。よって、その磁場にプラズマを収束させることができるため、ローラー幅方向に沿って巻き掛けられた幅広の基材2を用いて効率的にガスバリアー層3を形成することができる点で優れている。
In addition, as the magnetic field generators 43 and 44 provided in the electrode rollers 39 and 40, respectively, known magnetic field generators can be used as appropriate.
The magnetic field generators 43 and 44 each have a racetrack-like magnetic pole that is long in the roller axis direction, and the magnetic poles are arranged so that the magnetic poles facing one magnetic field generator 43 and the other magnetic field generator 44 have the same polarity. It is preferable.
By providing such magnetic field generating devices 43 and 44, the opposing space along the length direction of the roller shaft without straddling the magnetic field generating device on the roller side where the magnetic field lines are opposed to each of the magnetic field generating devices 43 and 44. A racetrack-like magnetic field can be easily formed in the vicinity of the roller surface facing the (discharge region). Therefore, since the plasma can be converged on the magnetic field, it is excellent in that the gas barrier layer 3 can be efficiently formed using the wide base material 2 wound around the roller width direction. .

[送り出しローラー及び搬送ローラー]
成膜装置に用いる送り出しローラー32並びに搬送ローラー33、34、35及び36としては適宜公知のローラーを用いることができる。また、巻取りローラー45としても、基材2上にガスバリアー層3を形成したガスバリアーフィルム1を巻き取ることが可能なものであればよく、特に制限されず、適宜公知のローラーを用いることができる。
[Feeding roller and conveying roller]
As the feed roller 32 and the transport rollers 33, 34, 35, and 36 used in the film forming apparatus, known rollers can be appropriately used. Further, the take-up roller 45 is not particularly limited as long as it can take up the gas barrier film 1 in which the gas barrier layer 3 is formed on the substrate 2, and a known roller is appropriately used. Can do.

[ガス供給管及び真空ポンプ]
また、ガス供給管41及び真空ポンプとしては、原料ガス等を所定の速度で供給又は排出することが可能なものを適宜用いることができる。
また、ガス供給手段であるガス供給管41は、第1電極ローラー39と第2電極ローラー40との間の対向空間(放電領域;成膜ゾーン)の一方に設けることが好ましく、真空排気手段である真空ポンプ(図示せず)は、前記対向空間の他方に設けることが好ましい。
このようにガス供給手段であるガス供給管41と、真空排気手段である真空ポンプを配置することにより、第1電極ローラー39と第2電極ローラー40との間の対向空間に効率よく成膜ガスを供給することができ、成膜効率を向上させることができる点で優れている。
[Gas supply pipe and vacuum pump]
Further, as the gas supply pipe 41 and the vacuum pump, those capable of supplying or discharging the raw material gas or the like at a predetermined speed can be appropriately used.
Further, the gas supply pipe 41 serving as a gas supply means is preferably provided in one of the facing spaces (discharge region; film formation zone) between the first electrode roller 39 and the second electrode roller 40, and is a vacuum exhaust means. A certain vacuum pump (not shown) is preferably provided in the other of the opposed spaces.
As described above, by arranging the gas supply pipe 41 as the gas supply means and the vacuum pump as the vacuum exhaust means, the film forming gas can be efficiently formed in the facing space between the first electrode roller 39 and the second electrode roller 40. Is excellent in that the film formation efficiency can be improved.

[ガスバリアーフィルムの製造方法]
図1に好ましい実施形態として示した、本発明の成膜装置は、プラズマCVD法により成膜することのできるどのようなフィルムの製造にも用いることができる。しかしながら、本発明のプラズマCVD法による成膜装置は、特にガスバリアーフィルムの製造に好適である。
以下、ガスバリアーフィルムの製造方法について、好ましい一態様を説明する。すなわち、本発明によれば、本発明の成膜装置を用いて、基材上にガスバリアー層を成膜する工程を有するガスバリアーフィルムの製造方法も提供される。
[Method for producing gas barrier film]
The film forming apparatus of the present invention shown as a preferred embodiment in FIG. 1 can be used for manufacturing any film that can be formed by a plasma CVD method. However, the film-forming apparatus by the plasma CVD method of the present invention is particularly suitable for the production of a gas barrier film.
Hereinafter, a preferable aspect is demonstrated about the manufacturing method of a gas barrier film. That is, according to this invention, the manufacturing method of the gas barrier film which has the process of forming a gas barrier layer on a base material using the film-forming apparatus of this invention is also provided.

ガスバリアーフィルム1は、基材2上に成膜装置によりガスバリアー層3が形成された構成のものが好ましい。なお、本発明において、「ガスバリアー性を示す」とは、ガスバリアーフィルムについて、JIS K 7129−2008に準拠した方法で測定された水蒸気透過度(略称:WVTR、温度:38℃、相対湿度(RH):90%)が全体として、0.1g/m・24h以下であり、好ましくは酸素透過度が、0.01ml/m・24h・atm以下を示すことをいう。
水蒸気透過度は、特開2004−333127号公報等に記載された方法によっても測定することができる。また、酸素透過度についても同じく、JIS K 7126−2006等に記載された方法で測定することができる。
The gas barrier film 1 preferably has a configuration in which the gas barrier layer 3 is formed on the substrate 2 by a film forming apparatus. In the present invention, “showing gas barrier properties” means the water vapor permeability (abbreviation: WVTR, temperature: 38 ° C., relative humidity) measured by a method according to JIS K 7129-2008 for a gas barrier film. RH): 90%) is 0.1 g / m 2 · 24 h or less as a whole, and preferably the oxygen permeability is 0.01 ml / m 2 · 24 h · atm or less.
The water vapor transmission rate can also be measured by a method described in JP 2004-333127 A. Similarly, the oxygen permeability can be measured by the method described in JIS K 7126-2006.

(基材)
基材2としては、樹脂又は樹脂を含む複合材料からなるフィルム又はシートが好適に用いられる。このような樹脂フィルム又はシートは、透光性を有していても良く、また、不透明であっても良い。
基材2を構成する樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)若しくはポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル樹脂、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)若しくは環状ポリオレフィン等のポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体のケン化物、ポリアクリロニトリル樹脂、アセタール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルサルファイド(PES)等の樹脂が挙げられ、必要に応じてそれらの2種以上を組み合わせて用いることもできる。
透明性、耐熱性、線膨張性等の必要な特性に合わせて、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂から選ばれることが好ましく、PET、PEN及び環状ポリオレフィンがより好ましい。
(Base material)
As the substrate 2, a film or sheet made of a resin or a composite material containing a resin is preferably used. Such a resin film or sheet may have translucency or may be opaque.
Examples of the resin constituting the substrate 2 include polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) or polyethylene naphthalate (PEN), polyolefin resins such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), or cyclic polyolefin, polyamide resins, and polycarbonates. Resin, polystyrene resin, polyvinyl alcohol resin, saponified ethylene-vinyl acetate copolymer, polyacrylonitrile resin, acetal resin, polyimide resin, polyether sulfide (PES) resin, etc. A combination of more than one species can also be used.
The polyester resin and the polyolefin resin are preferably selected according to necessary properties such as transparency, heat resistance, and linear expansion property, and PET, PEN, and cyclic polyolefin are more preferable.

また、樹脂を含む複合材料としては、ポリジメチルシロキサン、ポリシルセスキオキサンなどのシリコーン樹脂、ガラスコンポジット基板、ガラスエポキシ基板などが挙げられる。これらの樹脂の中でも、耐熱性及び線膨張率が高いという観点から、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ガラスコンポジット基板、ガラスエポキシ基板が好ましい。また、これらの樹脂は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。   In addition, examples of the composite material including a resin include silicone resins such as polydimethylsiloxane and polysilsesquioxane, a glass composite substrate, and a glass epoxy substrate. Among these resins, polyester resins, polyolefin resins, glass composite substrates, and glass epoxy substrates are preferable from the viewpoint of high heat resistance and high linear expansion coefficient. Moreover, these resin can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

基材2の厚さは、基材2を製造する際の安定性等を考慮して適宜設定されるが、真空中においても基材2の搬送が容易であることから、5〜250μmの範囲内であることが好ましい。
さらに、本実施形態で採用するガスバリアー膜の形成では、基材2を通して放電を行うことから、基材2の厚さは50〜200μmの範囲内であることがより好ましく、50〜150μmの範囲内であることが特に好ましい。
なお、基材2は、形成するガスバリアー膜との密着性の観点から、その表面を清浄するための表面活性処理を施してもよい。このような表面活性処理としては、例えば、コロナ処理、プラズマ処理又はフレーム処理が挙げられる。
The thickness of the base material 2 is appropriately set in consideration of stability and the like when the base material 2 is manufactured. However, since the transport of the base material 2 is easy even in a vacuum, the thickness is in the range of 5 to 250 μm. It is preferable to be within.
Furthermore, in the formation of the gas barrier film employed in the present embodiment, since the discharge is performed through the base material 2, the thickness of the base material 2 is more preferably in the range of 50 to 200 μm, and the range of 50 to 150 μm. It is particularly preferred that
The substrate 2 may be subjected to a surface activation treatment for cleaning the surface from the viewpoint of adhesion to the gas barrier film to be formed. Examples of such surface activation treatment include corona treatment, plasma treatment, and flame treatment.

(ガスバリアー層)
ガスバリアー層は、ガスバリアーフィルムのガスバリアー性能を発揮する層であり、以下の関係を満たすことが好ましい。
(i)ガスバリアー層の層厚方向における前記ガスバリアー層表面からの距離(L)と、ケイ素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対するケイ素原子の量の比率(ケイ素の原子比率)との関係を示すケイ素分布曲線、前記Lとケイ素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する酸素原子の量の比率(酸素の原子比率)との関係を示す酸素分布曲線、並びに前記Lとケイ素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する炭素原子の量の比率(炭素の原子比率)との関係を示す炭素分布曲線において、前記ガスバリアー層の層厚の90%以上(上限:100%)の領域で、(酸素の原子比率)、(ケイ素の原子比率)、(炭素の原子比率)の順で多い(原子比率がO>Si>C)。
(ii)前記炭素分布曲線が少なくとも二つの極値を有する。
(iii)前記炭素分布曲線における炭素の原子比率の最大値及び最小値の差の絶対値(以
下、単に「Cmax−Cmin差」とも称する。)が3at%以上である。
(Gas barrier layer)
The gas barrier layer is a layer that exhibits the gas barrier performance of the gas barrier film, and preferably satisfies the following relationship.
(I) The distance (L) from the gas barrier layer surface in the layer thickness direction of the gas barrier layer and the ratio of the amount of silicon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms (silicon atomic ratio) A silicon distribution curve showing the relationship, an oxygen distribution curve showing the relationship between the L and the ratio of the amount of oxygen atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms (atomic ratio of oxygen), and the L and silicon atoms, In the carbon distribution curve showing the relationship between the ratio of the amount of carbon atoms to the total amount of oxygen atoms and carbon atoms (the atomic ratio of carbon), a region of 90% or more (upper limit: 100%) of the thickness of the gas barrier layer In this order, (atomic ratio of oxygen), (atomic ratio of silicon), and (atomic ratio of carbon) increase in this order (atomic ratio is O>Si> C).
(Ii) The carbon distribution curve has at least two extreme values.
(Iii) The absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the atomic ratio of carbon in the carbon distribution curve (hereinafter also simply referred to as “C max −C min difference”) is 3 at% or more.

まず、ガスバリアー層は、(i)前記ガスバリアー層の層厚方向における前記ガスバリアー層表面からの距離(L)と、ケイ素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対するケイ素原子の量の比率(ケイ素の原子比率)との関係を示すケイ素分布曲線、前記Lとケイ素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する酸素原子の量の比率(酸素の原子比率)との関係を示す酸素分布曲線並びに前記Lとケイ素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する炭素原子の量の比率(炭素の原子比率)との関係を示す炭素分布曲線において、前記ガスバリアー層の層厚の90%以上(上限:100%)の領域で、(酸素の原子比率)、(ケイ素の原子比率)、(炭素の原子比率)の順で多い(原子比率がO>Si>C)。
前記の条件(i)を満たす場合、得られるガスバリアーフィルムのガスバリアー性や屈曲性がより優れる。
First, the gas barrier layer comprises (i) a distance (L) from the surface of the gas barrier layer in the thickness direction of the gas barrier layer, and a ratio of the amount of silicon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms. The silicon distribution curve showing the relationship with (atom ratio of silicon), the oxygen distribution curve showing the relationship between the L and the ratio of the amount of oxygen atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms (oxygen atomic ratio) And 90% or more of the thickness of the gas barrier layer in a carbon distribution curve showing a relationship between the L and the ratio of the amount of carbon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms (carbon atomic ratio) ( (Upper limit: 100%) in the order of (atomic ratio of oxygen), (atomic ratio of silicon), and (atomic ratio of carbon) (atomic ratio is O>Si> C).
When the above condition (i) is satisfied, the resulting gas barrier film has better gas barrier properties and flexibility.

ここで、前記炭素分布曲線において、(酸素の原子比率)、(ケイ素の原子比率)及び(炭素の原子比率)の関係は、ガスバリアー層の層厚の、少なくとも90%以上(上限:100%)の領域で満たされることがより好ましく、少なくとも93%以上(上限:100%)の領域で満たされることがより好ましい。
ガスバリアー層の層厚の少なくとも90%以上とは、ガスバリアー層中で連続していなくてもよく、単に90%以上の部分で前記した関係を満たしていればよい。
Here, in the carbon distribution curve, the relationship between (atomic ratio of oxygen), (atomic ratio of silicon) and (atomic ratio of carbon) is at least 90% or more (upper limit: 100%) of the thickness of the gas barrier layer. ) And more preferably at least 93% or more (upper limit: 100%).
The term “at least 90% or more of the thickness of the gas barrier layer” does not need to be continuous in the gas barrier layer, and only needs to satisfy the above-described relationship at a portion of 90% or more.

また、ガスバリアー層は、(ii)前記炭素分布曲線が少なくとも二つの極値を有する。
該ガスバリアー層は、前記炭素分布曲線が少なくとも三つの極値を有することが好ましく、少なくとも四つの極値を有することがより好ましいが、五つ以上有してもよい。前記炭素分布曲線の極値が少なくとも二つである場合、得られるガスバリアーフィルムを屈曲させた場合におけるガスバリアー性がより優れる。
なお、炭素分布曲線の極値の上限は、特に制限されないが、例えば、好ましくは30以下、より好ましくは25以下である。極値の数は、ガスバリアー層の層厚にも起因するため、一概に規定することはできない。
In the gas barrier layer, (ii) the carbon distribution curve has at least two extreme values.
The gas barrier layer preferably has at least three extreme values in the carbon distribution curve, more preferably at least four extreme values, but may have five or more extreme values. When the extreme value of the carbon distribution curve is at least two, the gas barrier property when the obtained gas barrier film is bent is more excellent.
The upper limit of the extreme value of the carbon distribution curve is not particularly limited, but is preferably 30 or less, more preferably 25 or less, for example. Since the number of extreme values is also caused by the thickness of the gas barrier layer, it cannot be specified unconditionally.

ここで、少なくとも三つの極値を有する場合においては、前記炭素分布曲線の有する一つの極値及び該極値に隣接する極値における前記ガスバリアー層の層厚方向における前記ガスバリアー層の表面からの距離(L)の差の絶対値(以下、単に「極値間の距離」ともいう。)が、いずれも200nm以下であることが好ましく、100nm以下であることがより好ましく、75nm以下であることが特に好ましい。
このような極値間の距離であれば、ガスバリアー層中に炭素原子比率が多い部位(極大値)が適度な周期で存在するため、ガスバリアー層に適度な屈曲性を付与し、ガスバリアーフィルムの屈曲時のクラックの発生をより有効に抑制・防止できる。
なお、本明細書において「極値」とは、前記ガスバリアー層の層厚方向における前記ガスバリアー層の表面からの距離(L)に対する元素の原子比率の極大値又は極小値のことをいう。
Here, in the case of having at least three extreme values, from the surface of the gas barrier layer in the thickness direction of the gas barrier layer at one extreme value of the carbon distribution curve and the extreme value adjacent to the extreme value. The absolute value of the difference in distance (L) (hereinafter also simply referred to as “distance between extreme values”) is preferably 200 nm or less, more preferably 100 nm or less, and 75 nm or less. It is particularly preferred.
With such a distance between extreme values, there are portions with a high carbon atom ratio (maximum value) in the gas barrier layer at an appropriate period, so that the gas barrier layer is provided with an appropriate flexibility, and the gas barrier Generation of cracks when the film is bent can be more effectively suppressed / prevented.
In this specification, “extreme value” means a maximum value or a minimum value of an atomic ratio of an element to a distance (L) from the surface of the gas barrier layer in the layer thickness direction of the gas barrier layer.

また、本明細書において「極大値」とは、ガスバリアー層の表面からの距離を変化させた場合に元素(酸素、ケイ素又は炭素)の原子比率の値が増加から減少に変わる点であって、かつその点の元素の原子比率の値よりも、該点からガスバリアー層の層厚方向におけるガスバリアー層の表面からの距離をさらに4〜20nmの範囲で変化させた位置の元素の原子比率の値が3at%以上減少する点のことをいう。すなわち、4〜20nmの範囲で変化させた際に、いずれかの範囲で元素の原子比率の値が3at%以上減少していればよい。
同様にして、本明細書において「極小値」とは、ガスバリアー層の表面からの距離を変化させた場合に元素(酸素、ケイ素又は炭素)の原子比率の値が減少から増加に変わる点であり、かつその点の元素の原子比率の値よりも、該点からガスバリアー層の層厚方向におけるガスバリアー層の表面からの距離をさらに4〜20nm変化させた位置の元素の原子比率の値が3at%以上増加する点のことをいう。
In the present specification, the “maximum value” means that the value of the atomic ratio of an element (oxygen, silicon, or carbon) changes from increasing to decreasing when the distance from the surface of the gas barrier layer is changed. And the atomic ratio of the element at a position where the distance from the point in the layer thickness direction of the gas barrier layer to the surface of the gas barrier layer is further changed within the range of 4 to 20 nm from the value of the atomic ratio of the element at that point. This is the point at which the value decreases by 3 at% or more. That is, when changing in the range of 4-20 nm, the value of the atomic ratio of an element should just decrease by 3 at% or more in either range.
Similarly, in this specification, “minimum value” means that the value of the atomic ratio of an element (oxygen, silicon, or carbon) changes from decrease to increase when the distance from the surface of the gas barrier layer is changed. The value of the atomic ratio of the element at a position where the distance from the surface of the gas barrier layer in the thickness direction of the gas barrier layer from the point is further changed by 4 to 20 nm than the value of the atomic ratio of the element at that point Is a point that increases by 3 at% or more.

すなわち、4〜20nmの範囲内で変化させた際に、いずれかの範囲で元素の原子比率の値が3at%以上増加していればよい。ここで、少なくとも三つの極値を有する場合の、極値間の距離の下限は、極値間の距離が小さいほどガスバリアーフィルムの屈曲時のクラック発生抑制/防止の向上効果が高いため、特に制限されないが、ガスバリアー層の屈曲性、クラックの抑制/防止効果、熱膨張性などを考慮すると、10nm以上であることが好ましく、30nm以上であることがより好ましい。   That is, when changing within the range of 4 to 20 nm, the atomic ratio value of the element only needs to increase by 3 at% or more in any range. Here, in the case of having at least three extreme values, the lower limit of the distance between extreme values is particularly high because the smaller the distance between extreme values, the higher the effect of suppressing / preventing crack generation during bending of the gas barrier film. Although not limited, in consideration of the flexibility of the gas barrier layer, the effect of suppressing / preventing cracks, thermal expansion, and the like, the thickness is preferably 10 nm or more, and more preferably 30 nm or more.

さらに、ガスバリアー層は、(iii)前記炭素分布曲線における炭素の原子比率の最大値及び最小値の差の絶対値が3at%以上であることが好ましい。
前記絶対値が3at%以上であれば、得られるガスバリアーフィルムを屈曲させた場合に、ガスバリアー性がより優れる。Cmax−Cmin差は5at%以上であることが好ましく、7at%以上であることがより好ましく、10at%以上であることが特に好ましい。
前記Cmax−Cmin差とすることによって、ガスバリアー性をより向上することができる。なお、本明細書において、「最大値」とは、各元素の分布曲線において最大となる各元素の原子比率であり、極大値の中で最も高い値である。同様にして、本明細書において、「最小値」とは、各元素の分布曲線において最小となる各元素の原子比率であり、極小値の中で最も低い値である。ここで、Cmax−Cmin差の上限は、特に制限されないが、ガスバリアーフィルムの屈曲時のクラック発生抑制/防止の向上効果などを考慮すると、50at%以下であることが好ましく、40at%以下であることがより好ましい。
Furthermore, the gas barrier layer preferably has (iii) the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the atomic ratio of carbon in the carbon distribution curve is 3 at% or more.
When the absolute value is 3 at% or more, the gas barrier property is more excellent when the obtained gas barrier film is bent. The C max -C min difference is preferably 5 at% or more, more preferably 7 at% or more, and particularly preferably 10 at% or more.
By setting the C max −C min difference, the gas barrier property can be further improved. In the present specification, the “maximum value” is the atomic ratio of each element that is maximum in the distribution curve of each element, and is the highest value among the maximum values. Similarly, in this specification, the “minimum value” is the atomic ratio of each element that is the minimum in the distribution curve of each element, and is the lowest value among the minimum values. Here, the upper limit of the C max -C min difference is not particularly limited, but it is preferably 50 at% or less and 40 at% or less in consideration of the effect of suppressing / preventing crack generation at the time of bending of the gas barrier film. It is more preferable that

本発明において、前記ガスバリアー層の前記酸素分布曲線が少なくとも一つの極値を有することが好ましく、少なくとも二つの極値を有することがより好ましく、少なくとも三つの極値を有することがさらに好ましい。前記酸素分布曲線が極値を少なくとも一つ有する場合、得られるガスバリアーフィルムを屈曲させた場合におけるガスバリアー性がより向上する。
なお、酸素分布曲線の極値の上限は、特に制限されないが、例えば、好ましくは20以下、より好ましくは10以下である。酸素分布曲線の極値の数においても、ガスバリアー層の層厚に起因する部分があり一概に規定できない。
In the present invention, the oxygen distribution curve of the gas barrier layer preferably has at least one extreme value, more preferably has at least two extreme values, and more preferably has at least three extreme values. When the oxygen distribution curve has at least one extreme value, the gas barrier property when the obtained gas barrier film is bent is further improved.
The upper limit of the extreme value of the oxygen distribution curve is not particularly limited, but is preferably 20 or less, more preferably 10 or less, for example. Even in the number of extreme values of the oxygen distribution curve, there is a portion caused by the thickness of the gas barrier layer, and it cannot be defined unconditionally.

また、少なくとも三つの極値を有する場合においては、前記酸素分布曲線の有する一つの極値及び該極値に隣接する極値における前記ガスバリアー層の層厚方向におけるガスバリアー層の表面からの距離の差の絶対値がいずれも200nm以下であることが好ましく、100nm以下であることがより好ましい。
このような極値間の距離の差であれば、ガスバリアーフィルムの屈曲時のクラックの発生をより有効に抑制・防止できる。ここで、少なくとも三つの極値を有する場合の、極値間の距離の下限は、特に制限されないが、ガスバリアーフィルムの屈曲時のクラック発生抑制/防止の向上効果、熱膨張性などを考慮すると、10nm以上であることが好ましく、30nm以上であることがより好ましい。
In the case of having at least three extreme values, the distance from the surface of the gas barrier layer in the thickness direction of the gas barrier layer at one extreme value of the oxygen distribution curve and the extreme value adjacent to the extreme value. The absolute value of the difference is preferably 200 nm or less, and more preferably 100 nm or less.
With such a difference in distance between extreme values, the occurrence of cracks when the gas barrier film is bent can be more effectively suppressed / prevented. Here, in the case of having at least three extreme values, the lower limit of the distance between the extreme values is not particularly limited, but considering the effect of suppressing / preventing crack generation at the time of bending of the gas barrier film, the thermal expansion property, etc. The thickness is preferably 10 nm or more, and more preferably 30 nm or more.

加えて、本発明において、前記ガスバリアー層の前記酸素分布曲線における酸素の原子比率の最大値及び最小値の差の絶対値(以下、単に「Omax−Omin差」ともいう。)が3at%以上であることが好ましく、6at%以上であることがより好ましく、7at%以上であることがさらに好ましい。前記絶対値が3at%以上であれば、得られるガスバリアーフィルムのフィルムを屈曲させた場合におけるガスバリアー性がより向上する。ここで、Omax−Omin差の上限は、特に制限されないが、ガスバリアーフィルムの屈曲時のクラック発生抑制/防止の向上効果などを考慮すると、50at%以下であることが好ましく、40at%以下であることがより好ましい。In addition, in the present invention, the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the atomic ratio of oxygen in the oxygen distribution curve of the gas barrier layer (hereinafter also simply referred to as “O max −O min difference”) is 3 at. % Or more, more preferably 6 at% or more, and further preferably 7 at% or more. When the absolute value is 3 at% or more, the gas barrier property when the obtained gas barrier film is bent is further improved. Here, the upper limit of the O max -O min difference is not particularly limited, but it is preferably 50 at% or less, and 40 at% or less in consideration of the effect of suppressing / preventing crack generation during bending of the gas barrier film. It is more preferable that

本発明において、前記ガスバリアー層の前記ケイ素分布曲線におけるケイ素の原子比率の最大値及び最小値の差の絶対値(以下、単に「Simax−Simin差」ともいう。)が10at%以下であることが好ましく、7at%以下であることがより好ましく、3at%以下であることがさらに好ましい。前記絶対値が10at%以下である場合、得られるガスバリアーフィルムのガスバリアー性がより向上する。
ここで、Simax−Simin差の下限は、Simax−Simin差が小さいほどガスバリアーフィルムの屈曲時のクラック発生抑制/防止の向上効果が高いため、特に制限されないが、ガスバリアー性などを考慮すると、1at%以上であることが好ましく、2at%以上であることがより好ましい。
In the present invention, the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the atomic ratio of silicon in the silicon distribution curve of the gas barrier layer (hereinafter also simply referred to as “Si max −Si min difference”) is 10 at% or less. Preferably, it is 7 at% or less, more preferably 3 at% or less. When the absolute value is 10 at% or less, the gas barrier properties of the obtained gas barrier film are further improved.
The lower limit of Si max -Si min difference has a high effect of improving the crack generation suppression / prevention during bending of Si max -Si min difference gas barrier film The smaller is not particularly limited, gas barrier properties, etc. Is considered to be 1 at% or more, and more preferably 2 at% or more.

また、本発明において、ガスバリアー層の層厚方向に対する炭素及び酸素原子の合計量はほぼ一定であることが好ましい。これにより、ガスバリアー層は適度な屈曲性を発揮し、ガスバリアーフィルムの屈曲時のクラック発生をより有効に抑制・防止されうる。
より具体的には、ガスバリアー層の層厚方向における該ガスバリアー層の表面からの距離(L)とケイ素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する、酸素原子及び炭素原子の合計量の比率(酸素及び炭素の原子比率)との関係を示す酸素炭素分布曲線において、前記酸素炭素分布曲線における酸素及び炭素の原子比率の合計の最大値及び最小値の差の絶対値(以下、単に「OCmax−OCmin差」ともいう。)が5at%未満であることが好ましく、4at%未満であることがより好ましく、3at%未満であることがさらに好ましい。前記絶対値が5at%未満であれば、得られるガスバリアーフィルムのガスバリアー性がより向上する。なお、OCmax−OCmin差の下限は、OCmax−OCmin差が小さいほど好ましいため、0at%であるが、0.1at%以上であれば十分である。
In the present invention, the total amount of carbon and oxygen atoms with respect to the thickness direction of the gas barrier layer is preferably substantially constant. Thereby, a gas barrier layer exhibits moderate flexibility, and the crack generation at the time of bending of a gas barrier film can be suppressed and prevented more effectively.
More specifically, the distance (L) from the surface of the gas barrier layer in the thickness direction of the gas barrier layer and the ratio of the total amount of oxygen atoms and carbon atoms to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms In the oxygen-carbon distribution curve showing a relationship with (atomic ratio of oxygen and carbon), the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the total atomic ratio of oxygen and carbon in the oxygen-carbon distribution curve (hereinafter simply referred to as “OC”). "max- OC min difference") is preferably less than 5 at%, more preferably less than 4 at%, and even more preferably less than 3 at%. When the absolute value is less than 5 at%, the gas barrier property of the obtained gas barrier film is further improved. The lower limit of the OC max -OC min difference, since preferably as OC max -OC min difference is small, but is 0 atomic%, it is sufficient if more than 0.1 at%.

前記ケイ素分布曲線、前記酸素分布曲線、前記炭素分布曲線及び前記酸素炭素分布曲線は、X線光電子分光法(XPS:X−ray Photoelectron Spectroscopy)の測定とアルゴン等の希ガスイオンスパッタとを併用することにより、試料内部を露出させつつ順次表面組成分析を行う、いわゆるXPSデプスプロファイル測定により作成することができる。
このようなXPSデプスプロファイル測定により得られる分布曲線は、例えば、縦軸を各元素の原子比率(単位:at%)とし、横軸をエッチング時間(スパッタ時間)として作成することができる。
The silicon distribution curve, the oxygen distribution curve, the carbon distribution curve, and the oxygen-carbon distribution curve use both X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) measurement and rare gas ion sputtering such as argon. Thus, it can be created by so-called XPS depth profile measurement in which the surface composition analysis is sequentially performed while the inside of the sample is exposed.
A distribution curve obtained by such XPS depth profile measurement can be created, for example, with the vertical axis as the atomic ratio (unit: at%) of each element and the horizontal axis as the etching time (sputtering time).

なお、このように横軸をエッチング時間とする元素の分布曲線においては、エッチング時間は膜厚方向における前記ガスバリアー層の層厚方向における前記ガスバリアー層の表面からの距離(L)におおむね相関することから、「ガスバリアー層の層厚方向におけるガスバリアー層の表面からの距離」として、XPSデプスプロファイル測定の際に採用したエッチング速度とエッチング時間との関係から算出されるガスバリアー層の表面からの距離を採用することができる。
また、ケイ素分布曲線、酸素分布曲線、炭素分布曲線及び酸素炭素分布曲線は、下記測定条件にて作成することができる。
In the element distribution curve with the horizontal axis as the etching time, the etching time is generally correlated with the distance (L) from the surface of the gas barrier layer in the thickness direction of the gas barrier layer in the thickness direction. Therefore, as the “distance from the surface of the gas barrier layer in the thickness direction of the gas barrier layer”, the surface of the gas barrier layer calculated from the relationship between the etching rate and the etching time employed in the XPS depth profile measurement The distance from can be adopted.
Moreover, a silicon distribution curve, an oxygen distribution curve, a carbon distribution curve, and an oxygen carbon distribution curve can be created under the following measurement conditions.

(測定条件)
エッチングイオン種:アルゴン(Ar
エッチング速度(SiO熱酸化膜換算値):0.05nm/sec
エッチング間隔(SiO換算値):10nm
X線光電子分光装置:Thermo Fisher Scientific社製、機種名“VG Theta Probe”
照射X線:単結晶分光AlKα
X線のスポット及びそのサイズ:800μm×400μmの楕円形
(Measurement condition)
Etching ion species: Argon (Ar + )
Etching rate (SiO 2 thermal oxide equivalent value): 0.05 nm / sec
Etching interval (SiO 2 equivalent value): 10 nm
X-ray photoelectron spectrometer: Model name “VG Theta Probe” manufactured by Thermo Fisher Scientific
Irradiation X-ray: Single crystal spectroscopy AlKα
X-ray spot and its size: 800 μm × 400 μm oval

ガスバリアー層の厚さ(乾燥層厚)は、前記(i)〜(iii)を満たす限り、特に制限されない。ガスバリアー層の厚さは、20〜3000nmであることが好ましく、50〜2500nmであることがより好ましく、100〜1000nmであることが特に好ましい。このような厚さであれば、ガスバリアーフィルムは、優れたガスバリアー性及び屈曲時のクラック発生抑制/防止効果を発揮できる。
なお、ガスバリアー層が2層以上から構成される場合には、各ガスバリアー層が前記したような厚さを有することが好ましい。また、ガスバリアー層が2層以上から構成される場合のガスバリアー層全体の厚さは特に制限されないが、ガスバリアー層全体の厚さ(乾燥層厚)が1000〜2000nm程度であることが好ましい。このような厚さであれば、ガスバリアーフィルムは、優れたガスバリアー性及び屈曲時のクラック発生抑制/防止効果を発揮できる。
The thickness (dry layer thickness) of the gas barrier layer is not particularly limited as long as the above (i) to (iii) are satisfied. The thickness of the gas barrier layer is preferably 20 to 3000 nm, more preferably 50 to 2500 nm, and particularly preferably 100 to 1000 nm. With such a thickness, the gas barrier film can exhibit excellent gas barrier properties and the effect of suppressing / preventing cracking during bending.
In addition, when a gas barrier layer is comprised from 2 or more layers, it is preferable that each gas barrier layer has thickness as mentioned above. In addition, the thickness of the entire gas barrier layer when the gas barrier layer is composed of two or more layers is not particularly limited, but the thickness of the entire gas barrier layer (dry layer thickness) is preferably about 1000 to 2000 nm. . With such a thickness, the gas barrier film can exhibit excellent gas barrier properties and the effect of suppressing / preventing cracking during bending.

本発明において、膜面全体において均一でかつ優れたガスバリアー性を有するガスバリアー層を形成するという観点から、前記ガスバリアー層が膜面方向(ガスバリアー層の表面に平行な方向)において実質的に一様であることが好ましい。
ここで、ガスバリアー層が膜面方向において実質的に一様とは、XPSデプスプロファイル測定によりガスバリアー層の膜面の任意の2か所の測定箇所について前記酸素分布曲線、前記炭素分布曲線及び前記酸素炭素分布曲線を作成した場合に、その任意の2か所の測定箇所において得られる炭素分布曲線が持つ極値の数が同じであり、それぞれの炭素分布曲線における炭素の原子比率の最大値及び最小値の差の絶対値が、互いに同じであるか又は5at%以内の差であることをいう。
In the present invention, from the viewpoint of forming a gas barrier layer having a uniform and excellent gas barrier property over the entire film surface, the gas barrier layer is substantially in the film surface direction (direction parallel to the surface of the gas barrier layer). Are preferably uniform.
Here, the gas barrier layer is substantially uniform in the film surface direction means that the oxygen distribution curve, the carbon distribution curve, and the carbon distribution curve at any two measurement points on the film surface of the gas barrier layer by XPS depth profile measurement. When the oxygen carbon distribution curve is created, the number of extreme values of the carbon distribution curve obtained at any two measurement locations is the same, and the maximum value of the atomic ratio of carbon in each carbon distribution curve And the absolute value of the difference between the minimum values is the same as each other or within 5 at%.

さらに、本発明においては、前記炭素分布曲線は実質的に連続であることが好ましい。ここで、炭素分布曲線が実質的に連続とは、炭素分布曲線における炭素の原子比率が不連続に変化する部分を含まないことを意味し、具体的には、エッチング速度とエッチング時間とから算出される前記ガスバリアー層のうちの少なくとも1層の層厚方向における該ガスバリアー層の表面からの距離(x、単位:nm)と、炭素の原子比率(C、単位:at%)との関係において、下記数式1で表される条件を満たすことをいう。
数式1:
(dC/dx)≦0.5
本発明に係るガスバリアーフィルムにおいて、前記条件(i)〜(iii)を全て満たすガスバリアー層は、1層のみを備えていてもよいし2層以上を備えていてもよい。さらに、このようなガスバリアー層を2層以上備える場合には、複数のガスバリアー層の材質は、同一であってもよいし異なっていてもよい。
Furthermore, in the present invention, it is preferable that the carbon distribution curve is substantially continuous. Here, “substantially continuous carbon distribution curve” means that the carbon distribution curve does not include a portion where the atomic ratio of carbon changes discontinuously. Specifically, the carbon distribution curve is calculated from the etching rate and the etching time. Between the distance (x, unit: nm) from the surface of the gas barrier layer in the thickness direction of at least one of the gas barrier layers to be formed and the atomic ratio of carbon (C, unit: at%) Means satisfying the condition represented by the following formula 1.
Formula 1:
(DC / dx) ≦ 0.5
In the gas barrier film according to the present invention, the gas barrier layer satisfying all the conditions (i) to (iii) may include only one layer or two or more layers. Furthermore, when two or more such gas barrier layers are provided, the materials of the plurality of gas barrier layers may be the same or different.

前記ケイ素分布曲線、前記酸素分布曲線及び前記炭素分布曲線において、ケイ素の原子比率、酸素の原子比率及び炭素の原子比率が、該ガスバリアー層の層厚の90%以上の領域において前記(i)で表される条件を満たす場合には、前記ガスバリアー層中におけるケイ素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対するケイ素原子の含有量の原子比率は、20〜45at%であることが好ましく、25〜40at%であることがより好ましい。
また、前記ガスバリアー層中におけるケイ素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する酸素原子の含有量の原子比率は、45〜75at%であることが好ましく、50〜70at%であることがより好ましい。
さらに、前記ガスバリアー層中におけるケイ素原子、酸素原子及び炭素原子の合計量に対する炭素原子の含有量の原子比率は、0〜25at%であることが好ましく、1〜20at%であることがより好ましい。
In the silicon distribution curve, the oxygen distribution curve, and the carbon distribution curve, the silicon atomic ratio, the oxygen atomic ratio, and the carbon atomic ratio are in the region where 90% or more of the thickness of the gas barrier layer is (i). In the gas barrier layer, the atomic ratio of the silicon atom content to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms in the gas barrier layer is preferably 20 to 45 at%, More preferably, it is ˜40 at%.
The atomic ratio of the oxygen atom content to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms in the gas barrier layer is preferably 45 to 75 at%, more preferably 50 to 70 at%. .
Furthermore, the atomic ratio of the carbon atom content to the total amount of silicon atoms, oxygen atoms and carbon atoms in the gas barrier layer is preferably 0 to 25 at%, more preferably 1 to 20 at%. .

(ガスバリアー層の製造方法)
前記したガスバリアー層は、図1に示す成膜装置31を用いて、例えば、原料ガスの種類、プラズマ発生装置の電極ドラムの電力、真空チャンバー内の圧力、電極ローラーの直径、並びにフィルム(基材)の搬送速度を適宜調整することにより、本発明に係るガスバリアー層を製造することができる。
すなわち、図1に示す成膜装置31を用いて、成膜ガス(原料ガス等)を真空チャンバー内に供給しつつ、一対の電極ローラー(両電極ローラー39及び40)間に放電を発生させることにより、前記成膜ガス(原料ガス等)がプラズマによって分解され、第1電極ローラー39上の基材2の表面上及び第2電極ローラー40上の基材2の表面上に、ガスバリアー層3がプラズマCVD法により形成される。この際、両電極ローラー39及び40のローラー軸の長さ方向に沿って対向空間(放電領域)に面したローラー表面付近にレーストラック状の磁場が形成して、磁場にプラズマを収束させる。
(Gas barrier layer manufacturing method)
The gas barrier layer described above is formed by using the film forming apparatus 31 shown in FIG. 1, for example, the type of source gas, the power of the electrode drum of the plasma generator, the pressure in the vacuum chamber, the diameter of the electrode roller, and the film (base The gas barrier layer according to the present invention can be manufactured by appropriately adjusting the conveyance speed of the material.
That is, using the film forming apparatus 31 shown in FIG. 1, discharge is generated between a pair of electrode rollers (both electrode rollers 39 and 40) while supplying a film forming gas (raw material gas or the like) into the vacuum chamber. Thus, the film forming gas (raw material gas or the like) is decomposed by plasma, and the gas barrier layer 3 is formed on the surface of the substrate 2 on the first electrode roller 39 and on the surface of the substrate 2 on the second electrode roller 40. Is formed by plasma CVD. At this time, a racetrack-shaped magnetic field is formed in the vicinity of the roller surface facing the facing space (discharge region) along the length direction of the roller shafts of both electrode rollers 39 and 40, and the plasma is converged on the magnetic field.

このため、基材2が、図1中の第1電極ローラー39のA地点及び第2電極ローラー40のB地点を通過する際に、ガスバリアー層で炭素分布曲線の極大値が形成される。これに対して、基材2が、図1中の第1電極ローラー39のC1及びC2地点並びに第2電極ローラー40のC3及びC4地点を通過する際に、ガスバリアー層で炭素分布曲線の極小値が形成される。
このため、二つの電極ローラーに対して、通常、五つの極値が生成する。また、ガスバリアー層の極値間の距離(炭素分布曲線の有する一つの極値及び該極値に隣接する極値におけるガスバリアー層の層厚方向におけるガスバリアー層の表面からの距離(L)の差の絶対値)は、両電極ローラー39及び40の回転速度(基材の搬送速度)によって調節できる。
なお、このような成膜に際しては、基材2が送り出しローラー32や第1電極ローラー39等により、それぞれ搬送されることにより、ロールtoロール方式の連続的な成膜プロセスにより基材2の表面上にガスバリアー層が形成される。
For this reason, when the base material 2 passes A point of the 1st electrode roller 39 in FIG. 1, and B point of the 2nd electrode roller 40, the maximum value of a carbon distribution curve is formed in a gas barrier layer. On the other hand, when the base material 2 passes the points C1 and C2 of the first electrode roller 39 and the points C3 and C4 of the second electrode roller 40 in FIG. 1, the carbon distribution curve is minimized in the gas barrier layer. A value is formed.
For this reason, five extreme values are usually generated for two electrode rollers. Further, the distance between extreme values of the gas barrier layer (distance from the surface of the gas barrier layer in the thickness direction of the gas barrier layer at one extreme value of the carbon distribution curve and the extreme value adjacent to the extreme value (L) (The absolute value of the difference) can be adjusted by the rotational speed of the electrode rollers 39 and 40 (the conveying speed of the substrate).
In such film formation, the substrate 2 is conveyed by the delivery roller 32, the first electrode roller 39, and the like, respectively, so that the surface of the substrate 2 is formed by a roll-to-roll continuous film formation process. A gas barrier layer is formed thereon.

また、プラズマCVD法においてプラズマを発生させる際には、複数の電極ローラーの間の空間にプラズマ放電を発生させることが好ましく、一対の電極ローラーを用い、その一対の電極ローラーのそれぞれに前記基材を配置して、一対の電極ローラー間に放電してプラズマを発生させることがより好ましい。
このようにして、一対の電極ローラーを用い、その一対の電極ローラー上に基材を配置して、かかる一対の電極ローラー間に放電することにより、成膜時に一方の電極ローラー上に存在する基材の表面部分を成膜しつつ、もう一方の電極ローラー上に存在する基材の表面部分も同時に成膜することが可能となって効率よく薄膜を製造できる。
さらに、通常のローラーを使用しないプラズマCVD法と比較して成膜レートを倍にでき、ほぼ同じ構造の膜を成膜できるので前記炭素分布曲線における極値を少なくとも倍増させることが可能となり、効率よく前記条件(i)〜(iii)を全て満たす層を形成する
ことが可能となる。
Further, when generating plasma in the plasma CVD method, it is preferable to generate plasma discharge in the space between the plurality of electrode rollers, and a pair of electrode rollers is used, and the base material is used for each of the pair of electrode rollers. More preferably, a plasma is generated by discharging between the pair of electrode rollers.
In this way, by using a pair of electrode rollers, disposing a base material on the pair of electrode rollers and discharging between the pair of electrode rollers, a group present on one electrode roller at the time of film formation While forming the surface portion of the material, the surface portion of the base material existing on the other electrode roller can be simultaneously formed, and the thin film can be produced efficiently.
Furthermore, the film formation rate can be doubled compared to the plasma CVD method without using a normal roller, and a film having almost the same structure can be formed, so that the extreme value in the carbon distribution curve can be at least doubled, and the efficiency It is possible to form a layer that satisfies all the conditions (i) to (iii).

また、このようにして一対の電極ローラー間に放電する際には、前記一対の電極ローラーの極性を交互に反転させることが好ましい。
さらに、このようなプラズマCVD法に用いる成膜ガスとしては、有機ケイ素化合物と酸素とを含むものが好ましく、その成膜ガス中の酸素の含有量は、前記成膜ガス中の前記有機ケイ素化合物の全量を完全酸化するのに必要な理論酸素量未満であることが好ましい。
また、本発明のガスバリアーフィルムにおいては、前記ガスバリアー層が連続的な成膜プロセスにより形成された層であることが好ましい。
Moreover, when discharging between a pair of electrode rollers in this way, it is preferable to reverse the polarities of the pair of electrode rollers alternately.
Further, the film forming gas used in such a plasma CVD method preferably includes an organic silicon compound and oxygen, and the content of oxygen in the film forming gas is determined by the organosilicon compound in the film forming gas. It is preferable that the amount of oxygen be less than the theoretical oxygen amount necessary for complete oxidation.
In the gas barrier film of the present invention, the gas barrier layer is preferably a layer formed by a continuous film forming process.

また、本発明に係るガスバリアーフィルムは、生産性の観点から、ロールtoロール方式で前記基材の表面上に前記ガスバリアー層を形成させることが好ましい。
また、このようなプラズマCVD法によりガスバリアー層を製造する際に用いることが可能な装置としては、特に制限されないが、少なくとも一対の電極ローラーと、制御部とを備え、かつ前記一対の電極ローラー間において放電することが可能な構成となっている装置であることを特徴として、例えば、図1に示すプラズマCVD法による成膜装置を用いた場合には、プラズマCVD法を利用しながらロールtoロール方式で製造することも可能となる。
Moreover, it is preferable that the gas barrier film which concerns on this invention forms the said gas barrier layer on the surface of the said base material by a roll to roll system from a viewpoint of productivity.
Further, an apparatus that can be used when producing a gas barrier layer by such a plasma CVD method is not particularly limited, and includes at least a pair of electrode rollers and a control unit, and the pair of electrode rollers. For example, in the case of using the film forming apparatus by the plasma CVD method shown in FIG. 1, a roll-to-roller using the plasma CVD method is used. It is also possible to manufacture by a roll method.

(成膜ガス)
前記ガス供給管41から対向空間に供給される成膜ガス(原料ガス等)としては、原料ガス、反応ガス、キャリアガス及び放電ガスを単独又は2種以上を混合して用いることができる。
ガスバリアー層の形成に用いる前記成膜ガス中の原料ガスとしては、形成するガスバリアー層の材質に応じて適宜選択して使用することができる。このような原料ガスとしては、例えば、ケイ素を含有する有機ケイ素化合物や炭素を含有する有機化合物ガスを用いることができる。
このような有機ケイ素化合物としては、例えば、ヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)、ヘキサメチルジシラン(HMDS)、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、ビニルトリメチルシラン、メチルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラン、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、ジエチルシラン、プロピルシラン、フェニルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン(TMOS)、テトラエトキシシラン(TEOS)、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサンが挙げられる。
(Deposition gas)
As a film forming gas (such as a source gas) supplied from the gas supply pipe 41 to the facing space, a source gas, a reaction gas, a carrier gas, and a discharge gas may be used alone or in combination of two or more.
The source gas in the film-forming gas used for forming the gas barrier layer can be appropriately selected and used according to the material of the gas barrier layer to be formed. As such a source gas, for example, an organic silicon compound containing silicon or an organic compound gas containing carbon can be used.
Examples of such organosilicon compounds include hexamethyldisiloxane (HMDSO), hexamethyldisilane (HMDS), 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, vinyltrimethylsilane, methyltrimethylsilane, and hexamethyldisilane. , Methylsilane, dimethylsilane, trimethylsilane, diethylsilane, propylsilane, phenylsilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, tetramethoxysilane (TMOS), tetraethoxysilane (TEOS), phenyltrimethoxysilane, methyltriethoxy Examples include silane and octamethylcyclotetrasiloxane.

これらの有機ケイ素化合物の中でも、化合物の取扱い性及び得られるガスバリアー層のガスバリアー性等の特性の観点から、ヘキサメチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンが好ましい。
これらの有機ケイ素化合物は、単独でも2種以上を組み合わせても使用することができる。また、炭素を含有する有機化合物ガスとしては、例えば、メタン、エタン、エチレン及びアセチレンを例示することができる。
これら有機ケイ素化合物ガスや有機化合物ガスは、ガスバリアー層の種類に応じて適切な原料ガスが選択される。さらに、原料ガスとして、上述の有機ケイ素化合物の他にモノシランを含有させ、形成するガスバリアー膜のケイ素源として使用することとしてもよい。
Among these organosilicon compounds, hexamethyldisiloxane and 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane are preferable from the viewpoints of handling properties of the compound and gas barrier properties of the resulting gas barrier layer.
These organosilicon compounds can be used alone or in combination of two or more. Examples of the organic compound gas containing carbon include methane, ethane, ethylene, and acetylene.
As these organosilicon compound gas and organic compound gas, an appropriate source gas is selected according to the type of the gas barrier layer. Furthermore, it is good also as using as a silicon source of the gas barrier film | membrane which contains monosilane other than the above-mentioned organosilicon compound as source gas, and forms.

また、前記成膜ガスとしては、前記原料ガスの他に反応ガスを用いてもよい。このような反応ガスとしては、前記原料ガスと反応して酸化物、窒化物等の無機化合物となるガスを適宜選択して使用することができる。
酸化物を形成するための反応ガスとしては、例えば、酸素、オゾンを用いることができる。また、窒化物を形成するための反応ガスとしては、例えば、窒素、アンモニアを用いることができる。これらの反応ガスは、単独でも2種以上を組み合わせても使用することができる。例えば、酸窒化物を形成する場合には、酸化物を形成するための反応ガスと窒化物を形成するための反応ガスとを組み合わせて使用することができる。
In addition to the source gas, a reactive gas may be used as the film forming gas. As such a reactive gas, a gas that reacts with the raw material gas to become an inorganic compound such as an oxide or a nitride can be appropriately selected and used.
As a reaction gas for forming an oxide, for example, oxygen or ozone can be used. Moreover, as a reactive gas for forming nitride, nitrogen and ammonia can be used, for example. These reaction gases can be used alone or in combination of two or more. For example, when forming an oxynitride, a reaction gas for forming an oxide and a reaction gas for forming a nitride can be used in combination.

前記成膜ガスとしては、前記原料ガスを真空チャンバー内に供給するために、必要に応じて、キャリアガスを用いてもよい。さらに、前記成膜ガスとしては、プラズマ放電を発生させるために、必要に応じて、放電用ガスを用いてもよい。このようなキャリアガス及び放電用ガスとしては、適宜公知のものを使用することができ、例えば、ヘリウム、アルゴン、ネオン、キセノン等の希ガス又は水素を用いることができる。   As the film forming gas, a carrier gas may be used as necessary to supply the source gas into the vacuum chamber. Further, as the film forming gas, a discharge gas may be used as necessary in order to generate plasma discharge. As such carrier gas and discharge gas, known ones can be used as appropriate, and for example, a rare gas such as helium, argon, neon, xenon, or hydrogen can be used.

このような成膜ガスが原料ガスと反応ガスを含有する場合には、原料ガスと反応ガスの比率としては、原料ガスと反応ガスとを完全に反応させるために理論上必要となる反応ガスの量の比率よりも、反応ガスの比率を過剰にし過ぎないことが好ましい。
反応ガスの比率を過剰にし過ぎないことで、形成されるガスバリアー層によって、優れたガスバリアー性や耐屈曲性を得ることができる点で優れている。また、前記成膜ガスが前記有機ケイ素化合物と酸素とを含有するものである場合には、前記成膜ガス中の前記有機ケイ素化合物の全量を完全酸化するのに必要な理論酸素量以下であることが好ましい。
When such a film-forming gas contains a source gas and a reactive gas, the ratio of the source gas and the reactive gas is the reaction gas that is theoretically necessary for completely reacting the source gas and the reactive gas. It is preferable not to make the ratio of the reaction gas excessive rather than the ratio of the amount.
By not excessively increasing the ratio of the reaction gas, the gas barrier layer formed is excellent in that excellent gas barrier properties and bending resistance can be obtained. Further, when the film forming gas contains the organosilicon compound and oxygen, the amount is less than the theoretical oxygen amount necessary for complete oxidation of the entire amount of the organosilicon compound in the film forming gas. It is preferable.

以下、前記成膜ガスとして、原料ガスとしてのヘキサメチルジシロキサン(有機ケイ素化合物、HMDSO、(CHSiO)と、反応ガスとしての酸素(O)を含有するものとを用い、ケイ素−酸素系の薄膜を製造する場合を例に挙げて、成膜ガス中の原料ガスと反応ガスとの好適な比率等について、より詳細に説明する。Hereinafter, as the film forming gas, hexamethyldisiloxane (organosilicon compound, HMDSO, (CH 3 ) 6 Si 2 O) as a raw material gas and oxygen (O 2 ) as a reactive gas are used. Taking a case of producing a silicon-oxygen-based thin film as an example, a suitable ratio of the raw material gas and the reactive gas in the film forming gas will be described in more detail.

原料ガスとしてのヘキサメチルジシロキサン(HMDSO、(CHSiO)と、反応ガスとしての酸素(O)と、を含有する成膜ガスをプラズマCVD法により反応させてケイ素−酸素系の薄膜を作製する場合、その成膜ガスにより下記反応式1で表されるような反応が起こり、二酸化ケイ素が生成する。
反応式1:
(CHSiO+12O→6CO+9HO+SiO
A film-forming gas containing hexamethyldisiloxane (HMDSO, (CH 3 ) 6 Si 2 O) as a source gas and oxygen (O 2 ) as a reaction gas is reacted by a plasma CVD method to produce silicon-oxygen. When a thin film of a system is produced, a reaction represented by the following reaction formula 1 occurs by the film forming gas, and silicon dioxide is generated.
Reaction formula 1:
(CH 3 ) 6 SiO + 12O 2 → 6CO 2 + 9H 2 O + SiO 2

このような反応においては、ヘキサメチルジシロキサン1モルを完全酸化するのに必要な酸素量は12モルである。そのため、成膜ガス中に、ヘキサメチルジシロキサン1モルに対して酸素を12モル以上含有させて完全に反応させた場合には、均一な二酸化ケイ素膜が形成されてしまう(炭素分布曲線が存在しない)ため、前記条件(i)〜(iii)を全て満たすガスバリアー層を形成することができなくなってしまう。そのため、本発明において、ガスバリアー層を形成する際には、前記反応式1の反応が完全に進行してしまわないように、ヘキサメチルジシロキサン1モルに対して酸素量を化学量論比の12モルより少なくすることが好ましい。   In such a reaction, the amount of oxygen required to completely oxidize 1 mol of hexamethyldisiloxane is 12 mol. Therefore, a uniform silicon dioxide film is formed when oxygen is contained in the film forming gas in an amount of 12 moles or more per mole of hexamethyldisiloxane and a uniform silicon dioxide film is formed (a carbon distribution curve exists). Therefore, it becomes impossible to form a gas barrier layer that satisfies all the conditions (i) to (iii). Therefore, in the present invention, when the gas barrier layer is formed, the oxygen amount is set to the stoichiometric ratio with respect to 1 mol of hexamethyldisiloxane so that the reaction of the reaction formula 1 does not proceed completely. Preferably less than 12 moles.

なお、実際のプラズマCVDチャンバー内の反応では、原料のヘキサメチルジシロキサンと反応ガスの酸素とは、ガス供給部から成膜領域へ供給されて成膜されるので、反応ガスの酸素のモル量(流量)が原料のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)の12倍のモル量(流量)であったとしても、現実には完全に反応を進行させることはできず、酸素の含有量を化学量論比に比して大過剰に供給して初めて反応が完結すると考えられる。
例えば、CVDにより完全酸化させて酸化ケイ素を得るために、酸素のモル量(流量)を原料のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)の20倍以上程度とする場合もある。
In the actual reaction in the plasma CVD chamber, the raw material hexamethyldisiloxane and the reaction gas oxygen are supplied from the gas supply unit to the film formation region to form a film, so the molar amount of oxygen in the reaction gas Even if the (flow rate) is 12 times the molar amount (flow rate) of the raw material hexamethyldisiloxane (flow rate), the reaction cannot actually proceed completely, and the oxygen content is reduced. It is considered that the reaction is completed only when a large excess of the stoichiometric ratio is supplied.
For example, in order to obtain silicon oxide by complete oxidation by CVD, the molar amount (flow rate) of oxygen may be about 20 times or more the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane as a raw material.

そのため、原料のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)に対する酸素のモル量(流量)は、化学量論比である12倍量以下(より好ましくは、10倍以下)の量であることが好ましい。このような比でヘキサメチルジシロキサン及び酸素を含有させることにより、完全に酸化されなかったヘキサメチルジシロキサン中の炭素原子や水素原子がガスバリアー層中に取り込まれ、前記条件(i)〜(iii)を全て満たすガスバリアー層を形成することが可能となって、得られるガスバリアーフィルムにおいて優れたガスバリアー性及び耐屈曲性を発揮させることが可能となる。   Therefore, the molar amount (flow rate) of oxygen with respect to the molar amount (flow rate) of the raw material hexamethyldisiloxane is preferably an amount of 12 times or less (more preferably 10 times or less) which is the stoichiometric ratio. . By containing hexamethyldisiloxane and oxygen at such a ratio, carbon atoms and hydrogen atoms in hexamethyldisiloxane that have not been completely oxidized are taken into the gas barrier layer, and the conditions (i) to ( It becomes possible to form a gas barrier layer that satisfies all iii), and it is possible to exhibit excellent gas barrier properties and flex resistance in the obtained gas barrier film.

なお、有機EL素子や太陽電池などのような透明性を必要とするデバイス用のフレキシブル基板への利用の観点から、成膜ガス中のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)に対する酸素のモル量(流量)の下限は、ヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)の0.1倍より多い量とすることが好ましく、0.5倍より多い量とすることがより好ましい。   From the viewpoint of use as a flexible substrate for devices that require transparency, such as organic EL elements and solar cells, the molar amount of oxygen relative to the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane in the deposition gas The lower limit of (flow rate) is preferably greater than 0.1 times the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane, more preferably greater than 0.5 times.

真空チャンバー内の圧力(真空度)は、原料ガスの種類等に応じて適宜調整することができるが、空間の圧力が0.1〜50Paであることが好ましい。気相反応を抑制する目的により、プラズマCVDを低圧プラズマCVD法とする場合、通常0.1〜10Paである。また、プラズマ発生装置の電極ドラムの電力は、原料ガスの種類や真空チャンバー内の圧力等に応じて適宜調整することができるが、0.1〜10kWであることが好ましい。   The pressure (degree of vacuum) in the vacuum chamber can be appropriately adjusted according to the type of the raw material gas, but the space pressure is preferably 0.1 to 50 Pa. When plasma CVD is a low pressure plasma CVD method for the purpose of suppressing a gas phase reaction, it is usually 0.1 to 10 Pa. Moreover, the electric power of the electrode drum of the plasma generator can be adjusted as appropriate according to the type of source gas, the pressure in the vacuum chamber, etc., but is preferably 0.1 to 10 kW.

基材2の搬送速度(ライン速度)は、原料ガスの種類や真空チャンバー内の圧力等に応じて適宜調整することができるが、0.1〜100m/minであることが好ましく、0.5〜20m/minであることがより好ましい。ライン速度が下限未満では、基材100に熱に起因する皺が発生しやすくなる傾向にあり、他方、ライン速度が上限を超えると、形成されるガスバリアー膜の厚さが薄くなる傾向にある。搬送する際には、搬送ローラーから送り出され、第1電極ローラー39上で成膜された基材2は、成膜面をターンバーに巻き掛けながら第2電極ローラー40に搬送される。   Although the conveyance speed (line speed) of the base material 2 can be suitably adjusted according to the kind of source gas, the pressure in a vacuum chamber, etc., it is preferable that it is 0.1-100 m / min, 0.5 More preferably, it is -20 m / min. When the line speed is less than the lower limit, wrinkles due to heat tend to occur in the base material 100. On the other hand, when the line speed exceeds the upper limit, the thickness of the formed gas barrier film tends to be thin. . When transporting, the base material 2 fed out from the transport roller and formed on the first electrode roller 39 is transported to the second electrode roller 40 while the film formation surface is wound around the turn bar.

以下、実施例及び比較例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例には限定されない。なお、実施例において「部」又は「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」又は「質量%」を表す。なお、実施例で作製したガスバリアーフィルム101〜117については、フィルム101〜117として表1に示した。第1電極ローラー及び第2電極ローラーが備える誘電体の比誘電率を「比誘電率1」とし、第1電極ローラー及び第2電極ローラーの内部に循環する熱媒体の比誘電率を「比誘電率2」として示した。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely using an Example and a comparative example, this invention is not limited to a following example. In addition, although the display of "part" or "%" is used in an Example, unless otherwise indicated, "mass part" or "mass%" is represented. In addition, about the gas barrier films 101-117 produced in the Example, it showed in Table 1 as the films 101-117. The relative permittivity of the dielectric provided in the first electrode roller and the second electrode roller is “relative permittivity 1”, and the relative permittivity of the heat medium circulating inside the first electrode roller and the second electrode roller is “relative permittivity”. The rate was shown as “2”.

[フィルム101の作製]
(樹脂基材の準備)
二軸延伸のポリエチレンナフタレートフィルム(PENフィルム、厚さ:100μm、幅:350mm、帝人デュポンフィルム(株)製、商品名「テオネックスQ65FA」)を、樹脂基材として用いた。
[Production of Film 101]
(Preparation of resin base material)
A biaxially stretched polyethylene naphthalate film (PEN film, thickness: 100 μm, width: 350 mm, manufactured by Teijin DuPont Films, trade name “Teonex Q65FA”) was used as a resin substrate.

(アンカー層の形成)
前記樹脂基材の易接着面に、JSR株式会社製 UV硬化型有機/無機ハイブリッドハードコート材 OPSTAR Z7501を乾燥後の層厚が4μmになるようにワイヤーバーで塗布した後、乾燥条件として、80℃で3分間の乾燥を行った後、空気雰囲気下、高圧水銀ランプ使用、硬化条件;1.0J/cmで硬化を行い、アンカー層を形成した。
(Formation of anchor layer)
After applying UV curable organic / inorganic hybrid hard coat material OPSTAR Z7501 manufactured by JSR Corporation with a wire bar so that the layer thickness after drying is 4 μm on the easy adhesion surface of the resin base material, After drying at 3 ° C. for 3 minutes, curing was performed in an air atmosphere using a high-pressure mercury lamp under curing conditions of 1.0 J / cm 2 to form an anchor layer.

(ガスバリアー層の形成)
第1及び第2電極ローラー上にアルミナを200μmコーティングし、その後封孔材としてエポキシ樹脂溶液を塗工し、200℃で乾燥、表面研磨して仕上げ、20℃における比誘電率1が15、比誘電率2が55になるように濃度を調整したエチレングリコール水溶液を成膜ローラー内部に循環させた、プラズマCVD成膜装置を用いてガスバリアー膜を成膜した。樹脂基材のアンカー層を形成した面とは反対側の面が電極ローラーと接触するようにして、樹脂基材を装置に装着し、下記の成膜条件(プラズマCVD条件)により、アンカー層上にガスバリアー膜を、厚さが300nmとなる条件で成膜した。
(Formation of gas barrier layer)
200 μm of alumina is coated on the first and second electrode rollers, and then an epoxy resin solution is applied as a sealing material, dried at 200 ° C., surface-polished and finished, and a relative dielectric constant of 1 at 20 ° C. is 15. A gas barrier film was formed using a plasma CVD film forming apparatus in which an ethylene glycol aqueous solution whose concentration was adjusted so that the dielectric constant was 55 was circulated inside the film forming roller. Mount the resin substrate on the device so that the surface opposite to the surface on which the anchor layer of the resin substrate is formed is in contact with the electrode roller, and on the anchor layer according to the following film formation conditions (plasma CVD conditions) A gas barrier film was formed under the condition that the thickness was 300 nm.

〈プラズマCVD条件〉
原料ガス(ヘキサメチルジシロキサン、HMDSO)の供給量:50sccm(Standard Cubic Centimeter per Minute)
酸素ガス(O)の供給量:500sccm
真空チャンバー内の真空度:3Pa
プラズマ発生用電源からの印加電力:0.8kW
プラズマ発生用電源の周波数:70kHz
樹脂基材の搬送速度:2m/min
<Plasma CVD conditions>
Feed rate of source gas (hexamethyldisiloxane, HMDSO): 50 sccm (Standard Cubic Centimeter per Minute)
Supply amount of oxygen gas (O 2 ): 500 sccm
Degree of vacuum in the vacuum chamber: 3Pa
Applied power from the power source for plasma generation: 0.8 kW
Frequency of power source for plasma generation: 70 kHz
Resin substrate transport speed: 2 m / min

[フィルム102の作製]
第1及び第2電極ローラー上にコーティングするアルミナへの封孔材塗布、乾燥を逐次で2度繰り返し、20℃における比誘電率1が18となるように調整した以外はフィルム101と同様にして、ガスバリアーフィルム102を作製した。
[Production of Film 102]
Applying the sealing material to the alumina coated on the first and second electrode rollers and drying iteratively twice in the same manner as in the film 101 except that the relative dielectric constant 1 at 20 ° C. was adjusted to 18. A gas barrier film 102 was produced.

[フィルム103の作製]
第1及び第2電極ローラー上にコーティングするアルミナ純度と、アルミナへの封孔材塗布、乾燥を逐次で2度繰り返し、20℃における比誘電率1が20になるように調整した以外はフィルム101と同様にして、ガスバリアーフィルム103を作製した。
[Production of Film 103]
The film 101 except that the alumina purity to be coated on the first and second electrode rollers, the sealing material application to the alumina, and the drying were repeated twice in succession so that the relative dielectric constant 1 at 20 ° C. was 20. In the same manner as described above, a gas barrier film 103 was produced.

[フィルム104の作製]
第1及び第2電極ローラー上にコーティングするアルミナ純度を変更し、20℃における比誘電率1が13になるように調整した以外はフィルム101と同様にして、ガスバリアーフィルム104を作製した。
[Production of Film 104]
A gas barrier film 104 was produced in the same manner as the film 101 except that the purity of the alumina coated on the first and second electrode rollers was changed and the relative dielectric constant 1 at 20 ° C. was adjusted to 13.

[フィルム105の作製]
第1及び第2電極ローラー内のエチレングリコール水溶液の濃度を変更し、20℃における比誘電率2が40になるよう調整した以外はフィルム101と同様にして、ガスバリアーフィルム105を作製した。
[Production of Film 105]
A gas barrier film 105 was produced in the same manner as the film 101 except that the concentration of the ethylene glycol aqueous solution in the first and second electrode rollers was changed and the relative dielectric constant 2 at 20 ° C. was adjusted to 40.

[フィルム106の作製]
第1及び第2電極ローラー内のエチレングリコール水溶液の濃度を変更し、20℃における比誘電率2が70になるよう調整した以外はフィルム101と同様にして、ガスバリアーフィルム106を作製した。
[Production of Film 106]
A gas barrier film 106 was produced in the same manner as the film 101 except that the concentration of the ethylene glycol aqueous solution in the first and second electrode rollers was changed and the relative dielectric constant 2 at 20 ° C. was adjusted to 70.

[フィルム107の作製]
第1及び第2電極ローラー上にコーティングするアルミナ純度を変更し、20℃における比誘電率1が12になるように調整した以外はフィルム101と同様にして、ガスバリアーフィルム107を作製した。
[Production of Film 107]
A gas barrier film 107 was produced in the same manner as the film 101 except that the purity of the alumina coated on the first and second electrode rollers was changed and the relative dielectric constant 1 at 20 ° C. was adjusted to 12.

[フィルム108の作製]
第1及び第2電極ローラー上にコーティングするアルミナ純度を変更し、アルミナへの封孔材塗布、乾燥を逐次で2度繰り返し、20℃における比誘電率1が21になるように調整した以外はフィルム101と同様にして、ガスバリアーフィルム108を作製した。
[Production of Film 108]
Except for changing the purity of the alumina coated on the first and second electrode rollers, repeating the sealing material application and drying to alumina twice in succession, and adjusting the relative dielectric constant 1 at 20 ° C. to 21. A gas barrier film 108 was produced in the same manner as the film 101.

[フィルム109の作製]
第1及び第2電極ローラー上にコーティングするアルミナ純度を変更し、20℃における比誘電率1が12になるように調整し、第1及び第2電極ローラー内のプロピレングリコール水溶液の濃度調整により、20℃における比誘電率2が35になるよう変更した以外はフィルム101と同様にして、ガスバリアーフィルム109を作製した。
[Production of Film 109]
By changing the alumina purity to be coated on the first and second electrode rollers, adjusting the relative dielectric constant 1 at 20 ° C. to 12, by adjusting the concentration of the aqueous propylene glycol solution in the first and second electrode rollers, A gas barrier film 109 was produced in the same manner as the film 101 except that the relative dielectric constant 2 at 20 ° C. was changed to 35.

[フィルム110の作製]
第1及び第2電極ローラー内のプロピレングリコール水溶液の濃度調整により、20℃における比誘電率2が35になるよう調整した以外はフィルム101と同様にして、ガスバリアーフィルム110を作製した。
[Production of Film 110]
A gas barrier film 110 was produced in the same manner as the film 101 except that the relative dielectric constant 2 at 20 ° C. was adjusted to 35 by adjusting the concentration of the aqueous propylene glycol solution in the first and second electrode rollers.

[フィルム111の作製]
第1及び第2電極ローラー上にコーティングするアルミナ純度を変更し、アルミナへの封孔材塗布、乾燥を逐次で2度繰り返し、20℃における比誘電率1が21になるように調整し、第1及び第2電極ローラー内のプロピレングリコール水溶液の濃度調整により、20℃における比誘電率2が35になるよう調整した以外はフィルム101と同様にして、ガスバリアーフィルム111を作製した。
[Production of Film 111]
The alumina purity to be coated on the first and second electrode rollers is changed, the sealing material application to alumina and the drying are repeated twice in succession, and the relative dielectric constant 1 at 20 ° C. is adjusted to 21, A gas barrier film 111 was produced in the same manner as the film 101 except that the relative dielectric constant 2 at 20 ° C. was adjusted to 35 by adjusting the concentration of the aqueous propylene glycol solution in the first and second electrode rollers.

[フィルム112の作製]
第1及び第2電極ローラー上にコーティングするアルミナ純度を変更し、20℃における比誘電率1が12になるように調整し、第1及び第2電極ローラー内に水を循環させ20℃における比誘電率2が80になるよう調整した以外はフィルム101と同様にして、ガスバリアーフィルム112を作製した。
[Production of Film 112]
The purity of the alumina to be coated on the first and second electrode rollers is changed, the relative dielectric constant 1 at 20 ° C. is adjusted to 12, and the water is circulated in the first and second electrode rollers so that the ratio at 20 ° C. A gas barrier film 112 was produced in the same manner as the film 101 except that the dielectric constant 2 was adjusted to 80.

[フィルム113の作製]
第1及び第2電極ローラー内の水を循環させ20℃における比誘電率2が80になるよう調整した以外はフィルム101と同様にして、ガスバリアーフィルム113を作製した。
[Production of Film 113]
A gas barrier film 113 was produced in the same manner as the film 101 except that the water in the first and second electrode rollers was circulated and the relative dielectric constant 2 at 20 ° C. was adjusted to 80.

[フィルム114の作製]
第1及び第2電極ローラー上にコーティングするアルミナ純度を変更し、アルミナへの封孔材塗布、乾燥を逐次で2度繰り返し、20℃における比誘電率1が21になるように調整し、第1及び第2電極ローラー内に水を循環させ20℃における比誘電率2が80になるよう調整した以外はフィルム101と同様にして、ガスバリアーフィルム114を作製した。
[Production of Film 114]
The alumina purity to be coated on the first and second electrode rollers is changed, the sealing material application to alumina and the drying are repeated twice in succession, and the relative dielectric constant 1 at 20 ° C. is adjusted to 21, A gas barrier film 114 was produced in the same manner as the film 101 except that water was circulated through the first and second electrode rollers and the relative dielectric constant 2 at 20 ° C. was adjusted to 80.

[フィルム115の作製]
第1及び第2電極ローラー上にコーティングは実施せず、第1及び第2電極ローラー内に水を循環させ20℃における比誘電率2が80になるよう調整した以外はフィルム101と同様にして、ガスバリアーフィルム115を作製した。
[Production of Film 115]
Coating is not carried out on the first and second electrode rollers, but the same as film 101 except that water is circulated in the first and second electrode rollers and the relative dielectric constant 2 at 20 ° C. is adjusted to 80. A gas barrier film 115 was produced.

[フィルム116の作製]
第1及び第2電極ローラー上にコーティングは実施せず、第1及び第2電極ローラー内に水を循環させ20℃における比誘電率2が55になるよう調整した以外はフィルム101と同様にして、ガスバリアーフィルム116を作製した。
[Production of Film 116]
Coating is not carried out on the first and second electrode rollers, but the same as the film 101 except that water is circulated in the first and second electrode rollers and the relative dielectric constant 2 at 20 ° C. is adjusted to 55. A gas barrier film 116 was produced.

[フィルム117の作製]
第1及び第2電極ローラー上にコーティングは実施せず、第1及び第2電極ローラー内に水を循環させ20℃における比誘電率2が35になるよう調整した以外はフィルム101と同様にして、ガスバリアーフィルム117を作製した。
[Production of Film 117]
Coating is not carried out on the first and second electrode rollers, but the same as the film 101 except that water is circulated in the first and second electrode rollers and the relative dielectric constant 2 at 20 ° C. is adjusted to 35. A gas barrier film 117 was produced.

〈水蒸気透過度測定〉
得られたガスバリアーフィルムについて、MOCON社製水蒸気透過率測定装置AQUATRANを用いて、38℃、相対湿度90%の条件下における水蒸気透過度(WVTR)[g/m・24h]を測定した。結果を表1に示す。「<2×10−4」と示したものについては、水蒸気透過度が2×10−4g/m・24h未満であることを表している。
<Water vapor permeability measurement>
The obtained gas barrier film was measured for water vapor permeability (WVTR) [g / m 2 · 24 h] under conditions of 38 ° C. and relative humidity 90% using a water vapor permeability measuring device AQUATRAN manufactured by MOCON. The results are shown in Table 1. For those shown as "<2 × 10 -4" indicates that water vapor permeability is less than 2 × 10 -4 g / m 2 · 24h.

Figure 0006569685
Figure 0006569685

表1に示されるように、電極ローラーの表面の比誘電率1及び内部の熱媒体の比誘電率2が本発明の規定範囲を満たしているフィルム101〜106は、優れたガスバリアー性を示すことがわかった。
これに対して、電極ローラーの表面の比誘電率1及び内部の熱媒体の比誘電率2の少なくとも一方が本発明の規定範囲外又は誘電体の被覆がされていないフィルム107〜117は、ガスバリアー性が劣っていることがわかった。
以上より、電極ローラーの表面の比誘電率1及び内部の熱媒体の比誘電率2が本発明の規定範囲を満たすことにより、ガスバリアーフィルムの膜面欠陥が発生し、優れたガスバリアー性を有するガスバリアーフィルムが得られることがわかった。
As shown in Table 1, the films 101 to 106 in which the relative dielectric constant 1 of the surface of the electrode roller and the relative dielectric constant 2 of the internal heat medium satisfy the specified range of the present invention exhibit excellent gas barrier properties. I understood it.
In contrast, at least one of the relative dielectric constant 1 of the surface of the electrode roller and the relative dielectric constant 2 of the internal heat medium is out of the specified range of the present invention or the films 107 to 117 without the dielectric coating are It was found that the barrier property was inferior.
From the above, when the relative dielectric constant 1 of the surface of the electrode roller and the relative dielectric constant 2 of the internal heat medium satisfy the specified range of the present invention, a film surface defect of the gas barrier film occurs, and excellent gas barrier properties are obtained. It turned out that the gas barrier film which has is obtained.

本発明の成膜装置は、ガスバリアーフィルムの製造分野で使用することができ、さらには、水蒸気や酸素等の遮断を必要とする、食品、工業用品、医薬品等の包装用途や、液晶表示素子、光電変換素子、有機EL素子等の有機電子デバイス等に好適に利用することができる。   The film forming apparatus of the present invention can be used in the field of manufacturing a gas barrier film, and further requires packaging of food, industrial products, pharmaceuticals, etc. that require blocking of water vapor, oxygen, etc., and liquid crystal display elements It can be suitably used for organic electronic devices such as photoelectric conversion elements and organic EL elements.

1 ガスバリアーフィルム
2 基材
3 ガスバリアー層
31 成膜装置
32 送り出しローラー
33、34、35、36 搬送ローラー
37A、37B 誘電体
38A、38B 熱媒体
39 第1電極ローラー
40 第2電極ローラー
41 ガス供給管
42 制御部
43、44 磁場発生装置
45 巻取りローラー
51 プラズマ発生用電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas barrier film 2 Base material 3 Gas barrier layer 31 Film-forming apparatus 32 Delivery rollers 33, 34, 35, 36 Transport rollers 37A, 37B Dielectric 38A, 38B Heat medium 39 First electrode roller 40 Second electrode roller 41 Gas supply Tube 42 Controllers 43, 44 Magnetic field generator 45 Winding roller 51 Power source for plasma generation

Claims (3)

プラズマCVD法により、基材上に成膜をする成膜装置であって、
磁場形成手段を備えた第1電極ローラーと、
前記第1電極ローラーに対向して配置され、磁場形成手段を備えた第2電極ローラーと、
前記第1電極ローラー及び前記第2電極ローラーの表面の比誘電率を調整する制御部と、を備え、
前記第1電極ローラー及び前記第2電極ローラーが、前記基材と接触する表面に誘電体及び内部に循環する熱媒体を有し、
前記第1電極ローラーと前記第2電極ローラーの間に発生させるプラズマ放電の周波数が、50〜100kHzの範囲内であり、
前記第1電極ローラー及び前記第2電極ローラーが有する前記誘電体の比誘電率が、13〜20の範囲内であり、かつ、
前記第1電極ローラー及び前記第2電極ローラーが有する前記熱媒体の比誘電率が、40〜70の範囲内であることを特徴とする成膜装置。
A film forming apparatus for forming a film on a substrate by a plasma CVD method,
A first electrode roller provided with magnetic field forming means;
A second electrode roller disposed opposite the first electrode roller and provided with magnetic field forming means;
A controller that adjusts the relative permittivity of the surfaces of the first electrode roller and the second electrode roller,
The first electrode roller and the second electrode roller have a dielectric on the surface that contacts the substrate and a heat medium circulating inside,
The frequency of plasma discharge generated between the first electrode roller and the second electrode roller is in the range of 50 to 100 kHz,
The dielectric constant of the dielectric that the first electrode roller and the second electrode roller have is within a range of 13 to 20, and
The film forming apparatus, wherein a relative dielectric constant of the heat medium of the first electrode roller and the second electrode roller is in a range of 40 to 70.
前記第1電極ローラー及び前記第2電極ローラーが有する前記誘電体の比誘電率が、15〜18の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の成膜装置。   The film forming apparatus according to claim 1, wherein a relative dielectric constant of the dielectric included in the first electrode roller and the second electrode roller is in a range of 15 to 18. 磁場形成手段を備えた第1電極ローラーと、前記第1電極ローラーに対向して配置され、磁場形成手段を備えた第2電極ローラーと、前記第1電極ローラー及び前記第2電極ローラーの表面の比誘電率を調整する制御部と、を備えた成膜装置により、プラズマCVD法で基材上に成膜をするガスバリアーフィルムの製造方法であって、
前記成膜装置が、前記第1電極ローラー及び前記第2電極ローラーの基材と接触する表面に誘電体及び内部に循環する熱媒体を備え、
前記第1電極ローラーと前記第2電極ローラーの間に発生させるプラズマ放電の周波数が、50〜100kHzの範囲内であり、
前記誘電体の比誘電率が、13〜20の範囲内で、かつ、
前記熱媒体の比誘電率が、40〜70の範囲内の条件下で、ガスバリアーフィルムを成膜することを特徴とするガスバリアーフィルムの製造方法。
A first electrode roller provided with a magnetic field forming means; a second electrode roller arranged opposite to the first electrode roller; and provided with a magnetic field forming means; surfaces of the first electrode roller and the second electrode roller; A gas barrier film manufacturing method for forming a film on a substrate by a plasma CVD method using a film forming apparatus including a control unit for adjusting a relative dielectric constant,
The film forming apparatus comprises a dielectric and a heat medium circulating in the surface on the surface of the first electrode roller and the second electrode roller in contact with the base material,
The frequency of plasma discharge generated between the first electrode roller and the second electrode roller is in the range of 50 to 100 kHz,
The dielectric constant of the dielectric is in the range of 13-20, and
A method for producing a gas barrier film, comprising forming a gas barrier film under a condition in which a relative dielectric constant of the heat medium is in a range of 40 to 70.
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