CN104023971A - 阻气膜和阻气膜的制造方法 - Google Patents
阻气膜和阻气膜的制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104023971A CN104023971A CN201280053719.0A CN201280053719A CN104023971A CN 104023971 A CN104023971 A CN 104023971A CN 201280053719 A CN201280053719 A CN 201280053719A CN 104023971 A CN104023971 A CN 104023971A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas barrier
- amount
- region
- value
- barrier film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/48—Ion implantation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/082—Compounds containing nitrogen and non-metals and optionally metals
- C01B21/0821—Oxynitrides of metals, boron or silicon
- C01B21/0823—Silicon oxynitrides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/04—Coating
- C08J7/0427—Coating with only one layer of a composition containing a polymer binder
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/04—Coating
- C08J7/043—Improving the adhesiveness of the coatings per se, e.g. forming primers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/04—Coating
- C08J7/044—Forming conductive coatings; Forming coatings having anti-static properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/04—Coating
- C08J7/048—Forming gas barrier coatings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/12—Chemical modification
- C08J7/123—Treatment by wave energy or particle radiation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/0676—Oxynitrides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
- C08J2367/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2483/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Derivatives of such polymers
- C08J2483/16—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Derivatives of such polymers in which all the silicon atoms are connected by linkages other than oxygen atoms
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/26—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension
- Y10T428/263—Coating layer not in excess of 5 mils thick or equivalent
- Y10T428/264—Up to 3 mils
- Y10T428/265—1 mil or less
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
本发明提供具有优异的阻气性的阻气膜及这种阻气膜的制造方法。即,在基材上形成阻气层而成的阻气膜及这种阻气膜的制造方法,阻气层至少含有氧原子、硅原子、氮原子,将阻气层的与基材相接的面作为基材侧、将其相反面作为表面侧时,从表面侧朝向基材侧包含利用XPS测定而测得的氮量、硅量以及氧量成为以下关系的区域:按氧量>硅量>氮量的顺序形成的第1区域、按硅量>氧量>氮量的顺序形成的第2区域、按氧量>硅量>氮量的顺序形成的第3区域。
Description
技术领域
本发明涉及阻气膜和阻气膜的制造方法。尤其涉及具有优异的阻气性的阻气膜及这种阻气膜的制造方法。
背景技术
以往,提出了一种作为有机EL元件用玻璃基板的代替品的、以具有优异的阻气性且制造时间短为特征的阻气膜的制造方法等(例如,参照专利文献1)。
更具体而言,一种阻气膜的制造方法等,其特征在于,对在基材上的至少一面涂布含有全氢聚硅氮烷的液体并将其加热干燥而成的聚硅氮烷膜实施常压等离子体处理或真空等离子体处理,形成作为水蒸气阻挡性的指标的WVTR为1g/(m2·天)以下且厚度0.01~5μm的阻气膜。
另外,提出了作为适用于有机光电转换元件用树脂基材的、具备具有极高阻气性的硅氧化物薄膜的阻气膜的制造方法(例如,参照专利文献2)。
更具体而言,一种阻气膜的制造方法,其特征在于,在基材上的至少一面涂布含有硅的液体,在20~120℃干燥形成硅薄膜后,利用使用了有机硅化合物和含有氧的反应性气体的等离子体CVD法,在硅薄膜上形成硅氧化物薄膜。
另外,提出了阻气性不降低且透明性优异的具备含碳氧化硅膜的阻气膜(例如,参照专利文献3)。
更具体而言,一种阻气膜,其特征在于,在基材膜上的至少一面形成膜厚为5~300nm的含碳氧化硅膜,含碳氧化硅膜的碳原子(C)与硅原子(Si)的组成比(C/Si)为大于0且小于等于1的范围,并且着色度(YI)为1.0~5.0的范围。
进而,为了提供透射率和色味优异的阻气膜,提出了具备硅量、氧量以及氮量不同的区域A、B、C的阻气膜及其制造方法(例如,参照专利文献4)。
更具体而言,一种阻气膜,是包含氧量多于氮量的区域A和氮量多于氧量的区域B而且在这些区域A和区域B之间包含区域A的氧量缓慢减少的同时氮量朝向区域B缓慢增加的区域C而成的阻气膜,在基材膜上朝向表面,按区域ACB、区域BCA、或区域ACBCA的顺序配置各区域。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-237588号公报
专利文献2:日本特开2011-26645号公报
专利文献3:日本特开2010-158832号公报
专利文献4:日本特开2009-196155号公报
发明内容
然而,根据专利文献1公开的阻气膜的制造方法,虽然对聚硅氮烷膜进行常压等离子体处理或真空等离子体处理,但由于完全没考虑到等离子体处理后的阻挡层,因此可发现阻气性仍低或阻气性不均等问题。
另外,根据专利文献2公开的阻气膜的制造方法,必须利用等离子体CVD法在规定的硅薄膜(聚硅氮烷膜等)上形成更多种类的硅氧化物薄膜。
因此,能发现以下问题:难以使阻气膜薄膜化、连续制膜,或在作为基底的硅薄膜和利用等离子体CVD法而成的硅氧化物薄膜之间密合性不足。
另外,在专利文献3中公开的阻气膜及其制造方法中,可发现以下问题:阻气性仍低、阻气性不均、并且耐久性等不足。
另外,对于专利文献4公开的阻气膜及其制造方法,由于在多层结构的局部包含氮量多于氧量的区域B,所以可发现以下问题:得到的阻气膜着色、其透明性容易降低。
另外,由于反复进行多个成膜步骤形成各区域A~C,所以可发现以下问题:制造工序复杂、生产率差、并且阻气性仍不充分。
因此,本发明的发明人等进行了深入研究,结果发现对于在基材上形成阻气层而成的阻气膜,通过朝向该阻气层地具有至少含有氧原子、硅原子、氮原子且利用XPS测定而测得的组成不同的多个区域,从而得到阻气性极其优异且不易着色的透明性优异的阻气膜,由此完成了本发明。
即,本发明的目的在于提供阻气性优异的阻气膜及能够有效地得到这种阻气膜的阻气膜制造方法。
根据本发明,能够提供一种阻气膜,从而能够解决现有问题点。其特征在于,是在基材上形成阻气层而成的阻气膜,阻气层至少含有氧原子、硅原子、氮原子,将阻气层的与基材相接的面作为基材侧、将其相反面作为表面侧时,从表面侧朝向基材侧包含利用XPS测定而测得的氮量、硅量以及氧量成为以下顺序的区域:
按氧量>硅量>氮量的顺序形成的第1区域,
按硅量>氧量>氮量的顺序形成的第2区域,和
按氧量>硅量>氮量的顺序形成的第3区域。
即,根据本发明,不具有氮量多于氧量的区域而包含利用XPS测定而测得的阻气层中的氮量、硅量以及氧量满足规定关系的第1区域~第3区域,由此能够得到阻气性优异的阻气膜。
更具体而言,对于形成在基材上的阻气层,从表面侧朝向基材侧,不具有氮量多于氧量的区域地依次包含机械强度、透明性等优异的第1区域、阻气性等优异的第2区域以及机械强度、透明性等优异的第3区域,由此能够形成不易着色且阻气性、透明性等优异的阻气膜。
另外,通过利用XPS测定对第1区域~第3区域的配合组成进行特定,从而能够特定精度高且简便地将配合组成控制成规定量来满足规定关系,因此能够得到性能稳定的阻气膜。
但是,阻气层所含的第1区域~第3区域的界面不一定需要明确,也就是优选为存在各区域的组成比连续或阶段性变化的部分的状态。
即,对于阻气层,从表面侧朝向基材侧,各区域的组成比连续或阶段性变化,在XPS测定中可确认形成组成比不同的第1区域~第3区域的程度即可。
另外,构成本发明的阻气膜时,优选第1区域中,相对于氮量、硅量以及氧量的总计量(100mol%,以下相同),利用XPS测定而测得的氮量为0.1~10mol%范围内的值,硅量为25~49.9mol%范围内的值,氧量为50~74mol%范围内的值。
这样,考虑第1区域的各元素量构成阻气膜,由此能够得到更加优异的透明性。
另外,构成本发明的阻气膜时,优选第2区域中,相对于氮量、硅量以及氧量的总计量,利用XPS测定而测得的氮量为0.3~30mol%范围内的值,硅量为25~50mol%范围内的值,氧量为20~70mol%范围内的值。
这样,考虑第2区域的各元素量构成阻气膜,由此能够得到更加优异的阻气性。
另外,构成本发明的阻气膜时,优选第3区域中,相对于氮量、硅量以及氧量的总计量,利用XPS测定而测得的氮量为0.1~10mol%范围内的值,硅量为25~49.9mol%范围内的值,氧量为50~74mol%范围内的值。
这样,考虑第3区域的各元素量构成阻气膜,由此能够得到更加优异的透明性。
另外,构成本发明的阻气膜时,优选第1区域中,从表面侧朝向基材侧,氧量减少并且硅量和氮量分别增加。
另外,构成本发明的阻气膜时,优选第2区域中,从表面侧朝向基材侧,具有氧量减少后增加的极小点,并且具有硅量和氮量分别增加后减少的极大点。
另外,构成本发明的阻气膜时,优选第3区域中,从表面侧朝向基材侧,氧量增加并且硅量和氮量分别减少。
另外,构成本发明的阻气膜时,优选第1区域的折射率为低于1.5的范围内的值,第2区域的折射率为1.5以上的值,第3区域的折射率为低于1.5的值。
另外,构成本发明的阻气膜时,优选第1区域的膜密度为低于2.30g/cm3的值,第2区域的膜密度为2.30g/cm3以上的值,第3区域的膜密度为低于2.30g/cm3的值。
另外,构成本发明的阻气膜时,优选第1区域的膜厚为1~10nm的范围内的值,第2区域的膜厚为5~30nm的范围内的值,第3区域的膜厚为20~200nm的范围内的值。
另外,构成本发明的阻气膜时,优选水蒸气透过率在40℃90%RH的环境下为0.5g/(cm2·天),黄色度YI为0~7的值。
另外,本发明的其它方式是阻气膜的制造方法,其特征在于,是在基材上形成阻气层而成的阻气膜的制造方法,包括工序(1)和工序(2)。
(1)聚硅氮烷层形成工序,即在基材上形成聚硅氮烷层,
(2)等离子体离子注入工序,即向得到的聚硅氮烷层注入等离子体离子,形成以下阻气层:将阻气层的与基材相接的面作为基材侧、将其相反面作为表面侧时,从表面侧朝向基材侧包含利用XPS测定而测得的阻气层中的氮量、硅量以及氧量成为以下关系的区域,
成为氧量>硅量>氮量的关系的第1区域,
成为硅量>氧量>氮量的关系的第2区域,和
成为氧量>硅量>氮量的关系的第3区域。
即,这样通过对形成在基材上的聚硅氮烷层适用等离子体离子注入法,从而能够有效率地得到不易着色且阻气性、透明性等优异的阻气膜。
更具体而言,通过这样制造阻气膜,从而从表面侧朝向基材侧,能够不具有氮量多于氧量的区域而有效地形成含有利用XPS测定而测得的阻气层中的氮量、硅量以及氧量满足规定关系的第1区域~第3区域的阻气层。
由此,能够稳定地得到阻气性优异的阻气膜。
另外,实施本发明的阻气膜的制造方法时,优选在工序(1)与工序(2)之间包括对形成有聚硅氮烷层的基材进行风干(シーズニング)的风干工序。
另外,实施本发明的阻气膜的制造方法时,优选工序(1)的风干条件为温度15~35℃、24~480小时的范围内的值。
这样通过包含风干工序,从而能够经工序(2)的等离子体离子注入工序稳定地形成具有规定的第1~第3区域的阻气层,并能够更可靠地得到不易着色且更加优异的阻气性、透明性等。
另外,实施本发明的阻气膜的制造方法时,优选在工序(2)中,使用氧、氮、氖、氦、氩以及氪中的至少一个作为等离子体离子。
附图说明
图1是用于说明通过深度方向厚度的XPS测定对实施例1的阻气膜的阻气层进行测定而得到的元素量(氮量、硅量以及氧量)的图。
图2是用于说明含有来源于聚硅氮烷化合物层的阻气层的阻气膜的截面的图。
图3(a)~(e)是用于说明本发明的阻气膜的制造方法的图。
图4是用于说明离子注入装置的一个例子的图。
图5(a)~(f)是用于说明离子种(Ar、Kr、He、N、Ne、O)的距表面侧的深度(nm)与基于Monte-Carlo模拟得到的离子数的关系的图。
图6是用于说明实施例2的阻气膜的深度方向厚度的通过XPS测定而测定得到的元素量(氮量、硅量以及氧量)的图。
图7是用于说明比较例2的阻气膜的深度方向厚度的通过XPS测定而测定得到的元素量(氮量、硅量以及氧量)的图。
图8是用于说明实施例3的阻气膜的深度方向厚度的通过XPS测定而测定得到的元素量(氮量、硅量以及氧量)的图。
图9是用于说明比较例1的阻气膜的深度方向厚度的通过XPS测定而测定得到的元素量(氮量、硅量以及氧量)的图。
具体实施方式
[第1实施方式]
第1实施方式是一种阻气膜,其特征在于,是在基材上形成阻气层而成的阻气膜,将阻气层的与基材相接的面作为基材侧、将其相反面作为表面侧时,从表面侧朝向基材侧,阻气层包含利用XPS测定(X射线光电子分光测定)而测得的氮量、硅量以及氧量成为以下关系的区域,
成为氧量>硅量>氮量的关系的第1区域,
成为硅量>氧量>氮量的关系的第2区域,和
成为氧量>硅量>氮量的关系的第3区域。
以下,参照适当附图,对本发明的阻气膜进行具体说明。
1.阻气层
如图1所示,阻气层的特征在于,从表面侧朝向基材侧,包含利用XPS测定(X射线光电子分光测定)而测得的氮量、硅量以及氧量成为氧量>硅量>氮量的关系的第1区域、成为硅量>氧量>氮量的关系的第2区域、成为氧量>硅量>氮量的关系的第3区域。
即,通过使阻气层所含的第1区域~第3区域的各区域满足上述元素量的关系,从而能够形成不易着色且阻气性、透明性优异的阻气层。
(第1区域)
阻气层中的形成于表面侧的第1区域的特征在于,如图1所示,利用XPS测定(X射线光电子分光测定)而测得的氮量、硅量以及氧量成为氧量>硅量>氮量的关系。
因此,第1区域中,优选相对于氮量、硅量以及氧量的总计量(100mol%),利用XPS测定而测得的氮量为0.1~10mol%范围内的值,硅量为25~49.9mol%范围内的值,氧量为50~74mol%范围内的值。
即,原因是如果第1区域中的氮量为低于0.1mol%的值,则相对地氧量、硅量增加,配合成分失去平衡,有时阻气性过度降低。
另一方面,原因是如果第1区域的氮量为超过10mol%的值,则相对地氧量、硅量减少,配合成分失去平衡,有时机械强度降低、透明性降低、并且折射率增高、反射率增加。
因此,从使折射率更低且进一步降低反射率的角度出发,第1区域中,相对于氮量、硅量以及氧量的总计量,利用XPS测定而测得的氮量更优选为0.3~7mol%范围内的值,进一步优选为0.5~5mol%范围内的值。
另外,第1区域中,相对于上述总计量,利用XPS测定而测得的硅量更优选为28~45mol%范围内的值,进一步优选为30~40mol%范围内的值。
进而,第1区域中,相对于上述总计量,利用XPS测定而测得的氧量更优选为62~73mol%范围内的值,进一步优选为64~72mol%范围内的值。
应予说明,如图1所示,优选从表面侧朝向基材侧,第1区域的氧量减少,同时硅量和氮量分别增加。
该理由是因为通过这样从第1区域的表面侧朝向基材侧使组成比连续或阶段性变化,从而难以使透射率因光的反射而降低,不易着色且能够得到更加优异的阻气性、透明性。
(第2区域)
接着,以位于阻气层的中间的方式形成的第2区域的特征在于,如图1所示,利用XPS测定而测得的氮量、硅量以及氧量成为硅量>氧量>氮量的关系。
因此,第2区域中,优选相对于氮量、硅量以及氧量的总计量,利用XPS测定而测得的硅量为25~50mol%范围内的值,氧量为20~70mol%范围内的值,氮量为0.3~30mol%范围内的值。
即,原因是如果第2区域的氮量为低于0.3mol%的值,则相对地硅量、氧量增加,配合成分失去平衡,有时阻气性过度降低。
另一方面,原因是如果第2区域的氮量为超过30mol%的值,则相对地硅量、氧量降低,配合成分失去平衡,有时机械强度、透明性过度降低。
因此,第2区域中,相对于硅量、氧量以及氮量的总计量,利用XPS测定而测得的氮量更优选为0.5~29mol%范围内的值,进一步优选为1~28mol%范围内的值。
另外,第2区域中,相对于上述总计量,利用XPS测定而测得的硅量更优选为28~45mol%范围内的值,进一步优选为30~40mol%范围内的值。
进而,第2区域中,相对于上述总计量,利用XPS测定而测得的氧量更优选为25~69.5mol%范围内的值,进一步优选为30~69mol%范围内的值,特别优选为30~49.9mol%范围内的值。
应予说明,如图1所示,优选第2区域中,从表面侧朝向基材侧,具有氧量减少后增加的极小点,并且具有硅量和氮量分别增加后减少的极大点。
该理由是因为通过这样从第2区域的表面侧朝向基材侧使组成比连续或阶段性变化,从而难以使透射率因光的反射而降低,不易着色且能够得到更加优异的阻气性、透明性。
(第3区域)
此外,形成在与阻气层的表面侧相反的一侧的下方即基材侧的第3区域的特征在于,如图1所示,利用XPS测定而测得的氮量、硅量以及氧量成为氧量>硅量>氮量的关系。
因此,第3区域中,优选相对于氮量、硅量以及氧量的总计量,利用XPS测定而测得的氮量为0.1~10mol%范围内的值,硅量为25~49.9mol%范围内的值,氧量为50~74mol%范围内的值。
即,原因是如果第3区域的氮量为低于0.1mol%的值,则相对地硅量、氧量增加,配合成分失去平衡,有时阻气性过度降低。
另一方面,原因是如果第3区域的氮量为超过10mol%的值,则相对地硅量、氮量降低,配合成分失去平衡,有时机械强度降低、柔软性降低。
因此,从保持机械强度、赋予柔软性的角度出发,第3区域中,相对于氮量、硅量以及氧量的总计量,利用XPS测定而测得的氮量更优选为0.3~7mol%范围内的值,进一步优选为0.5~5mol%范围内的值。
另外,第3区域中,相对于上述总计量,利用XPS测定而测得的硅量更优选为28~45mol%范围内的值,进一步优选为30~40mol%范围内的值。
进而,第3区域中,相对于上述总计量,利用XPS测定而测得的氧量更优选为62~73mol%范围内的值,进一步优选为64~72mol%范围内的值。
应予说明,在不损害阻气性和透明性的范围内,除氮、硅、氧以外,上述第1~3区域还可以含有其它元素。其它元素相对于全部元素的总计量优选为低于10mol%,进一步优选为低于5mol%。
应予说明,如图1所示,优选第3区域中,从表面侧朝向基材侧,氧量增加,并且硅量和氮量分别减少。
该理由是因为通过这样从第3区域的表面侧朝向基材侧使组成比连续或阶段性变化,从而难以使透射率因光的反射而降低,不易着色且能够得到优异的阻气性、透明性。
另外,关于阻气层的各区域的折射率,优选第1区域的折射率为低于1.5的范围内的值、第2区域的折射率为1.5以上的值,第3区域的折射率为低于1.5的值。
该理由是因为通过将各区域的折射率限制为这样的值,从而能够控制阻气层的反射率增高,稳定地得到更优异的透明性。
因此,从降低反射率、结果可进一步提高透射率的角度出发,更优选第1区域的折射率为1.40以上且低于1.5的范围内的值、第2区域的折射率为1.5~2.1的范围内的值、第3区域的折射率为1.40以上且低于1.5的范围内的值。
并且,进一步优选第1区域的折射率为1.42~1.48的范围内的值、第2区域的折射率为1.51~2.0的范围内的值、第3区域的折射率为1.42~1.48的范围内的值。
应予说明,各区域的折射率是按实施例1中说明的方法测定得到的值。
另外,关于本发明的阻气层的各区域的膜密度,优选第1区域的膜密度为低于2.30g/cm3的值,第2区域的膜密度为2.30g/cm3以上的值,第3区域的膜密度为低于2.30g/cm3的值。
该理由是因为通过将各区域的膜密度限制为这样的值,从而能够不易着色且得到更加优异的阻气性、透明性等。另外,通过使各区域的膜密度的关系满足这样条件,具体而言,通过在膜密度低的第1区域和第3区域之间设置膜密度高的第2区域,从而能够防止在第2区域产生裂纹并且对阻气层赋予弯曲性和冲击吸收性。
因此,更优选第1区域的膜密度为1.5以上且低于2.3g/cm3的范围内的值、第2区域的膜密度为2.3~3.5g/cm3的范围内的值、第3区域的膜密度为1.5以上且低于2.3g/cm3的范围内的值。
应予说明,各区域的膜密度是按实施例1中说明方法测定得到的值。
另外,本发明中,优选包含第1区域~第3区域的阻气层的膜厚为30~200nm的范围内的值。
该理由是因为如果阻气层的膜厚为低于30nm的值,则不仅发生难以稳定形成包含第1区域~第3区域的阻气层的情况,并且有时阻气性、机械特性等显著降低。
另一方面,原因是如果阻气层的膜厚为超过200nm的值,则有时形成阻气层过度需要时间、对基底的密合性降低。
因此,更优选包含第1区域~第3区域的阻气层的膜厚为50~180nm的范围内的值,进一步优选为80~150nm的范围内的值。
此外,对于本发明的阻气层的各区域的膜厚而言,第1区域的膜厚为1~20nm的范围内的值,优选为1~10nm的范围内的值,第2区域的膜厚为1~30nm的范围内的值,优选为5~30nm的范围内的值,第3区域的膜厚优选为20~200nm的范围内的值。
该理由是因为如果这样通过使各区域的膜厚在这样的范围,则能够不易着色且得到更加优异的阻气性、透明性等。
因此,第1区域的膜厚为1~20nm的范围内的值,优选为1~10nm的范围内的值,进一步优选为1.5~6nm的范围内的值,第2区域的膜厚为1~30nm的范围内的值,优选为5~30nm的范围内的值,进一步优选为10~25nm的范围内的值,第3区域的膜厚为20~200nm的范围内的值,更优选为25~150nm的范围内的值。
进而,优选第1区域的膜厚为2~5nm的范围内的值,第2区域的膜厚为12~20nm的范围内的值,第3区域的膜厚为30~100nm的范围内的值。
另外,阻气膜的阻气层可以是单层,也可以是多层。
例如,通过将阻气层设为组合单层的多层,从而能够根据使用用途,更加提高阻气性。
2.基材
基材的种类也没有特别限制,可举出热塑性树脂膜(聚酯膜、聚烯烃膜、聚碳酸酯膜等)、热固化性树脂膜(环氧树脂膜、硅酮树脂膜、酚醛树脂膜等)和光固化性树脂膜(光固化性丙烯酸树脂膜、光固化性聚氨酯树脂膜、光固化性环氧树脂膜等),以及玻璃、陶瓷等。它们可以是单层,也可以进行层叠。
另外,基材的厚度也没有特别限制,通常优选为0.5~1000μm的范围内的值,更优选为1~300μm的范围内的值,进一步优选为10~100μm的范围内的值。
3.其它层
进而,可以根据需要,在本发明的阻气膜上设置各种其它层。
作为这样的其它层,例如可举出底涂层、平坦化层、导电层、硬涂层、保护层、防静电层、防污层、防眩层、滤色层、粘合剂层、装饰层、印刷层、其它阻气层等。
这里,底涂层是为了提高基材与阻气层的密合性而设置的层,作为材料,例如可使用聚氨酯系树脂、丙烯酸系树脂、硅烷偶联剂、环氧系树脂、聚酯系树脂、紫外线固化型树脂等公知的材料。
另外,导电层可以设置在阻气层上,也可以设置在基材上,作为这样的导电层的构成材料(导电材料),可举出金属、合金、金属氧化物、导电性高分子化合物等。
而且,这些导电材料中,从导电性更加良好且透明性优异的角度出发,优选为金属氧化物。更具体而言,作为优选的金属氧化物,可举出ITO、掺杂镓的氧化锌(GZO)、ZnO2系、CdO系、SnO2系化合物等。
4.阻气膜
如图2所示,具有上述各构成要素的阻气膜50是在基材12上形成阻气层20而成的阻气膜,阻气层20不具有氮量多于氧量的区域,而从表面侧朝向基材侧包含利用XPS测定而测得的特定的组成比的第1区域20a、第2区域20b、3区域20c来构成。
因此,本发明的阻气膜50有如下特征:相比于现有的层叠阻气层而成的阻气膜,阻气性更加优异。
另外,第1~第3区域有如下特征:通过使组成比连续或阶段性变化,从而难以使透射率因光的反射而降低。
另外,本发明的阻气膜50的水蒸气透过率在40℃、90%RH的环境下为0.5g/(m2·天)以下,优选为0.1g/(m2·天)以下的值,更优选为0.05g/(m2·天)以下的值,优选具有非常优异的阻气性。
另外,本发明的阻气膜50的全光线透射率为80%以上,优选为85%以上。
另外,本发明的阻气膜50的CIE1976L*a*b*表色系的黄色度(b*)为-5.0~5.0的范围,优选为-4.0~4.0的范围,更优选为-3.0~3.0的范围。另外,黄色度(YI)为0~7的范围,优选为0~6的范围,更优选为0~5的范围。
此外,如图2所示,阻气膜可以直接使用单层,或虽未图示也可以层叠2个以上图2的阻气膜来使用。
层叠2个以上阻气膜时,层叠的顺序和层叠面的方向没有特别限定,但从保护阻气层的表面、防止阻气性的降低这一角度出发,优选用粘合剂等将图2的阻气层20面彼此粘贴层叠。
5.阻气层的形成方法
另外,对于阻气层的形成方法,只要实现上述各区域的特性值的关系,就没有特别限制。
因此,作为形成阻气层的方法,例如可举出溅射法、真空蒸镀法、离子镀法、等离子体CVD法、大气压等离子体CVD法、涂布法等公知的成膜方法。
即,如图2所示,利用上述方法,在基材12上从下方依次形成具有规定组成比的第3区域20c、第2区域20b以及第1区域20a,能够形成具有包含第1~第3区域而成的阻气层20的阻气膜50。
或者,如后述的阻气膜的制造方法所示,事先在基材上形成聚硅氮烷层,通过对其实施等离子体离子注入法,从而也能够形成具有组成比不同的第1~第3区域的阻气层,进而制造阻气膜。
[第2实施方式]
第2实施方式是阻气膜的制造方法,其特征在于,是在基材上形成阻气层而成的阻气膜的制造方法,包括下述工序(1)和工序(2)。
(1)聚硅氮烷层形成工序,即在基材上形成聚硅氮烷层,
(2)等离子体离子注入工序,即向得到的聚硅氮烷层注入等离子体离子,形成以下阻气层:将阻气层的与基材相接的面作为基材侧、将其相反面作为表面侧时,从表面侧朝向基材侧包含利用XPS测定而测得的阻气层中的氮量、硅量以及氧量成为以下关系的区域,
成为氧量>硅量>氮量的关系的第1区域,
成为硅量>氧量>氮量的关系的第2区域,和
成为氧量>硅量>氮量的关系的第3区域。
1.工序(1):聚硅氮烷层形成工序
工序(1)是:如图3(a)所示,准备希望有阻气性的基材12,如图3(b)所示,在准备的基材12上形成聚硅氮烷层10a的工序。
(1)聚硅氮烷化合物
用于形成聚硅氮烷层的聚硅氮烷化合物是在分子内具有含有-Si-N-键(硅氮烷键)的重复单元的高分子化合物,可以使用有机聚硅氮烷、无机聚硅氮烷、改性聚硅氮烷等公知的化合物。
另外,作为聚硅氮烷化合物,还可直接使用作为玻璃涂层剂等市售的产品的化合物。
而且,例示了各种聚硅氮烷化合物,但其中优选无机聚硅氮烷,特别优选使用全氢聚硅氮烷。
这是因为如果是全氢聚硅氮烷,则聚硅氮烷化合物的折射率(nd1)的控制变得容易,在采用等离子体离子注入法得到阻气膜时,能够得到更加优异的阻气性、机械特性。
(2)聚硅氮烷层的形成方法
另外,形成聚硅氮烷层的方法没有特别限定,可使用公知的方法。例如,可举出通过丝网印刷法、刮刀涂布法、辊涂法、模涂法、喷墨法、旋涂法等公知的涂布方法在基材上形成的方法,使等离子体聚合性硅氮烷化合物的气体与基材接触来实施等离子体聚合处理而形成的方法等。
其中,为了形成均匀厚度的聚硅氮烷层,优选配合有机溶剂,将聚硅氮烷化合物的涂布液通过丝网印刷法、刮刀涂布法、辊涂法、模涂法、喷墨法、旋涂法等公知的涂布方法涂布在基材等上,并使其干燥形成聚硅氮烷层。
进而,对于使用的基材,可与上述阻气膜中记载的内容相同。
(3)风干工序
另外,风干工序是任意工序,如图3(c)所示,是将形成有聚硅氮烷层10a的基材按规定条件风干处理,形成具有规定折射率等的聚硅氮烷层10的工序。
这里,作为风干条件,优选温度为15~35℃、处理时间为24~480小时的处理条件,更优选温度为20~30℃、处理时间为48~240小时的处理条件。
即,原因是通过使风干条件的温度、处理时间为这样的范围,从而能够稳定地调节在此之后的等离子体离子注入工序后得到的阻气层的组成比,能够得到优异的阻气性。
另外,通过风干工序,能够将聚硅氮烷层10的折射率限制在规定范围,更具体而言,优选为1.48~1.63的范围内的值。
该理由是因为通过将聚硅氮烷层10的折射率限制在规定范围内的值,从而在工序(2)中,利用等离子体离子注入法得到含有由聚硅氮烷层形成的阻气层的阻气膜时,不易着色且能够得到优异的阻气性、透明性等。
即,原因是如果聚硅氮烷层10的折射率为低于1.48的值,则等离子体离子注入工序后得到的阻气层的阻气性降低,如果折射率为超过1.63的值,则等离子体离子注入工序后得到的阻气层的透明性降低。
因此,利用风干工序,更优选使聚硅氮烷层10的折射率为1.49~1.59的范围内的值,进一步优选为1.50~1.58的范围内的值。
2.工序(2):等离子体离子注入工序
(1)基本方法
工序(2)是下述工序:如图3(d)所示,对聚硅氮烷层10,进行等离子体离子注入法,如箭头P所示,注入存在于使用外部电场产生的等离子体中的离子,最终,如图3(e)所示,形成从表面侧朝向基材侧包含第1区域20a、第2区域20b、第3区域20c而成的阻气层20。
而且,对于第1区域20a、第2区域20b、第3区域20c,如上所述。
更具体而言,等离子体离子注入法的基本方法是在含有稀有气体等的等离子体生成气体的环境下产生等离子体,施加负的高电压脉冲,由此向聚硅氮烷层10注入等离子体中的离子(阳离子)。
另外,更具体而言,作为等离子体离子注入法,可举出以下方法:将存在于使用外部电场而产生的等离子体中的离子(即,等离子体离子)注入到聚硅氮烷层10的方法,或者不使用外部电场,将存在于仅由施加到聚硅氮烷层10的负高电压脉冲的电场产生的等离子体中的离子注入到聚硅氮烷层10的方法。
另外,将等离子体中的离子注入到聚硅氮烷层10时,可使用公知的等离子体离子注入装置,例如,可使用日本特开2001-26887号公报、日本特开2001-156013号公报、国际公开WO2010/021326号公报中记载的等离子体离子注入装置等。
以下,以图4所示的等离子体离子注入装置100为例,说明等离子体离子注入法的概要。
即,所述的等离子体离子注入装置100基本上具备:真空腔111、微波电源(未图示)、电磁线圈(未图示)、直流施加装置108、高频脉冲电源109。
而且,真空腔111是下述容器:在其内部的规定位置配置作为被处理物的在基材12上形成有聚硅氮烷层10的基材12(以下,有时简称为基材膜16),并且,向其注入来源于从气体导入口103导入的规定气体的离子。并且,该真空腔111具备在使用内部空气或导入的规定气体等后用于沿箭头方向排气的排气孔111a。
另外,直流施加装置108是安装有示波器107的直流电源,是用于对作为被处理物的基材膜16施加高电压脉冲的脉冲电源。
因此,对于直流施加装置108,作为被处理物的基材膜16与配置在其上的导体102电连接。
由此,根据这样构成的等离子体离子注入装置100,通过驱动微波电源(等离子体放电用电极)和电磁线圈,从而在导体102和基材膜16的周围产生规定气体的等离子体。
接着,经过规定时间后,停止微波电源(未图示)和电磁线圈(未图示)的驱动,并且驱动直流施加装置108,规定的高电压脉冲(负电压)介由高电压导入端子110和导体102施加到作为被处理物的形成有聚硅氮烷层10的基材12。
因此,通过施加上述高电压脉冲(负电压),能够吸引等离子体中的离子种,并向聚硅氮烷层10注入,从而能够形成在基材上具备阻气层的阻气膜。
应予说明,虽未图示,但在用于连续注入等离子体离子的注入装置中,能够搬运形成了长尺寸的由聚硅氮烷化合物形成的层10的基材12,并依次注入等离子体离子。
(2)离子种
然后,导入到上述真空腔乃至注入到聚硅氮烷层的离子种没有特别限制,可举出氩、氦、氖、氪、氙等稀有气体的离子;氟碳、氢、氮、氧、二氧化碳、氯、氟、硫等的离子;甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷等烷烃系气体类的离子;乙烯、丙烯、丁烯、戊烯等烯烃系气体类的离子;戊二烯、丁二烯等二烯系气体类的离子;乙炔、甲基乙炔等炔烃系气体类的离子;苯、甲苯、二甲苯、茚、萘、菲等芳香族烃类气体类的离子;环丙烷、环己烷等环烷烃系气体类的离子;环戊烯、环己烯等环烯烃系气体类的离子;金、银、铜、铂、镍、钯、铬、钛、钼、铌、钽、钨、铝等导电性的金属的离子;硅烷(SiH4)或者有机硅化合物的离子;等。
其中,从能够更加简便地注入、能够得到具有特别优异的阻气性的阻气层的角度出发,优选选自氢、氮、氧、氩、氦、氖、氙以及氪中的至少一种离子。
而且,如图5(a)~(e)所示,特别地如果是氩(Ar)、氪(Kr)、氦(He)、氮(N)、氖(Ne)以及氧(O),则判明各自由Monte-Carlo模拟(使用随机数进行的数值解析)计算得到的离子数相对于深度方向厚度(nm)的波动小,能够向规定深度位置注入离子,优选作为注入的离子种。
应予说明,注入到聚硅氮烷层的离子种、即离子注入用气体还具有作为等离子体生成气体的功能。
(3)等离子体离子注入压力
另外,优选使离子注入时的真空腔的压力、即等离子体离子注入压力为0.01~1Pa的范围内的值。
该理由是因为使上述等离子体离子注入时的压力在这样的范围时,能够简便且有效地均匀注入离子,并能够有效地形成兼具弯曲性、阻气性的阻气层。
因此,更优选使等离子体离子注入压力为0.02~0.8Pa的范围内的值,进一步优选为0.03~0.6Pa的范围内的值。
(4)等离子体离子注入施加电压
另外,优选使离子注入时的施加电压(高电压脉冲/负电压)为-1kV~-50kV的范围内的值。
该理由是因为如果以上述施加电压的绝对值比-1kV小的值进行离子注入,则有时离子注入量(剂量)变得不充分,有时无法得到所希望的阻气性。
另一方面,如果以施加电压的绝对值比-50kV大的值注入离子,则有时离子注入时膜带电,或者产生对膜的着色等不良情况,有时无法得到所希望的阻气性。
因此,更优选使离子注入时的施加电压为-1kV~-30kV的范围内的值,进一步优选为-5kV~-20kV的范围内的值。
实施例
以下,参照实施例,进一步详细说明本发明。
[实施例1]
1.阻气膜的制造
(1)工序1:聚硅氮烷层形成工序
使用旋涂机(Mikasa(株)制,MS-A200,转速:3000rpm,旋转时间:30秒),将作为起始原料的含有全氢聚硅氮烷的液体(溶剂:二甲苯,浓度:10重量%)涂布在作为基材的厚度50μm的聚酯膜(东洋纺(株)制,A-4100)上。
接着,在120℃加热干燥2分钟,形成聚硅氮烷层。接着,在23℃、50%RH环境下放置48小时,进行风干处理,形成厚度为150nm且折射率为1.5505的聚硅氮烷层。
(2)工序2:等离子体离子注入工序
接着,使用等离子体离子注入装置(RF电源:日本电子(株)制,RF56000,高电压脉冲电源:栗田制作所(株),PV-3-HSHV-0835),向工序1中得到的聚硅氮烷层按下述条件注入等离子体离子,形成阻气层,得到实施例1的阻气膜。
腔内压:0.2Pa
导入气体:氩
RF输出功率:1000W
RF频率:1000Hz
RF脉冲宽度:50μsec
RF delay:25nsec
DC电压:-10kV
DC频率:1000Hz
DC脉冲宽度:5μsec
DC delay:50μsec
Duty比:0.5%
处理时间:300sec
3.阻气膜的评价
对得到的阻气膜进行以下评价。
(1)评价1(利用XPS进行的元素分析)
使用XPS测定分析装置(ULVAC-PHI,Inc.制,Quantum2000),进行得到的阻气膜中的阻气层的深度方向的硅、氮以及氧的元素分析。将得到的基于XPS测定的元素量图表示于图1。
另外,从上述元素量图表可确认,阻气层中是否形成分别具备规定组成比的第1区域、第2区域以及第3区域。将得到得结果示于表1。
(2)评价2(折射率)
分为第1区域、第2区域以及第3区域分别使用光谱椭偏仪(J.A.Woollam JAPAN(株)制)测定得到的阻气膜的阻气层的折射率。将得到的结果示于表1。
应予说明,各区域的厚度基于由XPS测定得到的膜厚进行计算。
(3)评价3(膜密度)
分为第1区域、第2区域以及第3区域分别使用X射线衍射装置((株)Rigaku制,全自动水平型多目的X射线衍射装置Smart Lab)测定得到的阻气膜的阻气层的膜密度。将得到的结果示于表1。
应予说明,各区域的膜密度基于由XPS测定得到的膜厚进行测定。
(4)评价4(水蒸气透过率/WVTR)
使用水蒸气透过率测定装置(MOCON(株)制,AQUATRAN),测定得到的阻气膜在RH90%、40℃的条件下的水蒸气透过率。将得到的结果示于表1。
(5)评价5(全光线透射率/T.t.)
使用浊度计(日本电色工业(株)制,HAZE METER NDH5000),基于JIS K7631-1,测定得到的阻气膜的全光线透射率(T.t.)。将得到的结果示于表1。
(6)评价6(黄色度(YI))和评价7(b*)
使用分光色差计(日本电色工业(株)制,Spectro Color MeterSQ2000),基于JIS K7105,分别测定得到的阻气膜的黄色度(YI)和b*(CIE1976L*a*b*表色系的b*轴的值)。将得到的结果示于表1。
应予说明,YI和b*分别为下述式表示的值。
YI=100(1.28X-1.067Z)/Y
(X和Y为用色差计测定的试样的XYZ坐标系的三刺激值的值。)
b*=200[(Y/Yn)1/3-(Z/Zn)1/3]
(Y和Z为用色差计测定的试样的XYZ坐标系的三刺激值的值,Yn和Zn为完全扩散反射面的三刺激值的值。)
[实施例2]
实施例2中,将工序2的等离子体离子注入时的DC电压变为-9kV,除此之外,与实施例1同样地制造阻气膜,并进行评价。将得到的结果示于表1,并且将得到的基于XPS测定得到的元素量图表示于图6。
[实施例3]
实施例3中,使聚硅氮烷层的风干处理是在23℃、50%RH环境下放置5日,除此之外,与实施例1同样地制造阻气膜,并进行评价。此时,等离子体离子注入前的聚硅氮烷层的折射率为1.5249。将得到的结果示于表1,并且将得到的基于XPS测定得到的元素量图表示于图8。
[比较例1]
比较例1中,使聚硅氮烷层的风干处理是在23℃、50%RH的环境下放置20日,除此之外,与实施例1同样地制造阻气膜,并进行评价。此时,等离子体离子注入前的聚硅氮烷层的折射率为1.4601。将得到的结果示于表1,并且将得到的基于XPS测定得到的元素量图表示于图9。
[比较例2]
比较例2中,不进行聚硅氮烷层的风干处理,除此之外,与实施例1同样地制造阻气膜,并进行评价。此时,等离子体离子注入前的聚硅氮烷层的折射率为1.5914。将得到的结果示于表1,并且将得到的基于XPS测定得到的元素量图表示于图7。
根据表1,由于实施例1~3的阻气膜具有包含满足规定的组成比的第1区域~第3区域的阻气层,因此阻气性、透明性优异,并且,着色也少。
另一方面,由于比较例1的阻气膜不具有组成比不同的阻气层,因此虽然透明性优异、着色也少,但阻气性差。
另外,比较例2的阻气膜虽然能得到组成比不同的阻气层,但第2区域的组成比为规定范围外。
另外,虽然水蒸气透过率优异,但YI(-)为7以上的值,另外,b*为3.0以上的值,能看到少许着色。
表1
工业上的可利用性
以上,如详述所述,根据本发明,对于在基材上形成阻气层而成的阻气膜,通过使阻气层包含利用XPS测定得到的组成比不同的第1区域、第2区域、第3区域,从而能够有效地得到阻气性极优异的阻气膜。
更具体而言,能够得到阻气膜的水蒸气透过率(WVTR)具有0.015g/(m2·天)以下的极低的值且全光线透射率(T.t)为85%以上、黄色度(YI)为7以下、以及b*具有3.0以下的值的透明性也优异的阻气膜。
并且,根据本发明的制造方法,能够容易且精度良好地稳定地制造包含利用XPS测定具有不同组成比的第1~第3区域的阻气层。
符号说明
10a...聚硅氮烷层,20...阻气层,20a...第1区域,20b...第2区域,20c...第3区域,12...基材,50...阻气膜,100...等离子体离子注入装置,16...基材膜(形成有聚硅氮烷层10的基材12),102...导体,103...气体导入口,107...示波器,108...直流施加装置(脉冲电源),109...高电压脉冲,110...高电压导入端子,111...真空腔。
Claims (15)
1.一种阻气膜,其特征在于,是在基材上形成阻气层而成的阻气膜,
所述阻气层至少含有氧原子、硅原子、氮原子,将阻气层的与基材相接的面作为基材侧、将其相反面作为表面侧时,从所述表面侧朝向所述基材侧包含利用XPS测定而测得的阻气层中的氮量、硅量以及氧量成为以下关系的区域,
成为氧量>硅量>氮量的关系的第1区域,
成为硅量>氧量>氮量的关系的第2区域,和
成为氧量>硅量>氮量的关系的第3区域。
2.根据权利要求1所述的阻气膜,其特征在于,所述第1区域中,相对于氮量、硅量以及氧量的总计量100mol%,利用XPS测定而测得的氮量为0.1~10mol%范围内的值,硅量为25~49.9mol%范围内的值,氧量为50~74mol%范围内的值。
3.根据权利要求1或2所述的阻气膜,其特征在于,所述第2区域中,相对于氮量、硅量以及氧量的总计量100mol%,利用XPS测定而测得的氮量为0.3~30mol%范围内的值,硅量为25~50mol%范围内的值,氧量为20~70mol%范围内的值。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的阻气膜,其特征在于,所述第3区域中,相对于氮量、硅量以及氧量的总计量100mol%,利用XPS测定而测得的氮量为0.1~10mol%范围内的值,硅量为25~49.9mol%范围内的值,氧量为50~74mol%范围内的值。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的阻气膜,其特征在于,所述第1区域中,从所述表面侧朝向所述基材侧,氧量减少,并且硅量和氮量分别增加。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的阻气膜,其特征在于,所述第2区域中,从所述表面侧朝向所述基材侧,具有氧量减少后增加的极小点,并且具有硅量和氮量分别增加后减少的极大点。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的阻气膜,其特征在于,所述第3区域中,从所述表面侧朝向所述基材侧,氧量增加并且硅量和氮量分别减少。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的阻气膜,其特征在于,
所述第1区域的折射率为低于1.5的范围内的值,
所述第2区域的折射率为1.5以上的值,
所述第3区域的折射率为低于1.5的值。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的阻气膜,其特征在于,
所述第1区域的膜密度为低于2.30g/cm3的值,
所述第2区域的膜密度为2.30g/cm3以上的值,
所述第3区域的膜密度为低于2.30g/cm3的值。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的阻气膜,其特征在于,
所述第1区域的膜厚为1~10nm的范围内的值,
所述第2区域的膜厚为5~30nm的范围内的值,
所述第3区域的膜厚为20~200nm的范围内的值。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的阻气膜,其特征在于,水蒸气透过率在40℃、90%RH的环境下为0.5g/(cm2·天),黄色度YI为0~7的值。
12.一种阻气膜的制造方法,其特征在于,是在基材上形成阻气层而成的阻气膜的制造方法,包括下述工序(1)和工序(2),
(1)聚硅氮烷层形成工序,即在基材上形成聚硅氮烷层,
(2)等离子体离子注入工序,即向得到的聚硅氮烷层注入等离子体离子,形成如下阻气层:将阻气层的与基材相接的面作为基材侧、将其相反面作为表面侧时,从所述表面侧朝向所述基材侧包含利用XPS测定而测得的阻气层中的氮量、硅量以及氧量成为以下关系的区域,
成为氧量>硅量>氮量的顺序的第1区域,
成为硅量>氧量>氮量的顺序的第2区域,和
成为氧量>硅量>氮量的顺序的第3区域。
13.根据权利要求12所述的阻气膜的制造方法,其特征在于,在所述工序(1)与所述工序(2)之间包含对形成有所述聚硅氮烷层的基材进行风干的风干工序。
14.根据权利要求13所述的阻气膜的制造方法,其特征在于,所述风干工序的风干条件为温度15~35℃、24~480小时的范围内的值。
15.根据权利要求12~14中任一项所述的阻气膜的制造方法,其特征在于,所述工序(2)中,使用氧、氮、氖、氦、氩及氪中的至少1个作为所述等离子体离子。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011-243407 | 2011-11-07 | ||
JP2011243407 | 2011-11-07 | ||
PCT/JP2012/076383 WO2013069402A1 (ja) | 2011-11-07 | 2012-10-12 | ガスバリアフィルムおよびガスバリアフィルムの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104023971A true CN104023971A (zh) | 2014-09-03 |
CN104023971B CN104023971B (zh) | 2016-03-16 |
Family
ID=48289786
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201280053719.0A Active CN104023971B (zh) | 2011-11-07 | 2012-10-12 | 阻气膜和阻气膜的制造方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9234272B2 (zh) |
EP (1) | EP2777930B1 (zh) |
JP (1) | JP5373235B1 (zh) |
KR (1) | KR101983066B1 (zh) |
CN (1) | CN104023971B (zh) |
TW (1) | TWI551709B (zh) |
WO (1) | WO2013069402A1 (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112888730A (zh) * | 2018-10-26 | 2021-06-01 | 株式会社Lg化学 | 阻挡膜 |
CN112912540A (zh) * | 2018-10-26 | 2021-06-04 | 株式会社Lg化学 | 阻挡膜 |
CN112912539A (zh) * | 2018-10-26 | 2021-06-04 | 株式会社Lg化学 | 阻挡膜 |
CN112912541A (zh) * | 2018-10-26 | 2021-06-04 | 株式会社Lg化学 | 阻挡膜 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9512334B2 (en) * | 2011-09-08 | 2016-12-06 | Lintec Corporation | Modified polysilazane film and method for producing gas barrier film |
EP2805817A4 (en) | 2012-01-20 | 2015-09-23 | Lintec Corp | BARRIER FILM AGAINST GAS AND METHOD FOR PRODUCING BARRIER FILM AGAINST GAS |
JP6153510B2 (ja) * | 2012-02-21 | 2017-06-28 | リンテック株式会社 | 有機電子素子および有機電子素子の製造方法 |
EP2979860B1 (en) * | 2013-03-29 | 2020-03-18 | LINTEC Corporation | Gas barrier laminate, member for electronic device, and electronic device |
JP6601216B2 (ja) * | 2014-09-30 | 2019-11-06 | 東レ株式会社 | ガスバリア性フィルム、それを用いた電子デバイス、およびガスバリア性フィルムの製造方法 |
KR101854497B1 (ko) * | 2015-02-17 | 2018-06-15 | 삼성에스디아이 주식회사 | 가스 배리어 필름, 그 제조방법 및 이를 포함하는 디스플레이 부재 |
CN107660180B (zh) * | 2015-05-25 | 2021-07-02 | 柯尼卡美能达株式会社 | 阻气膜、波长变换部件以及背光单元 |
TWI649205B (zh) * | 2016-10-14 | 2019-02-01 | 財團法人工業技術研究院 | 可撓性電子裝置 |
US10275062B2 (en) | 2016-10-14 | 2019-04-30 | Industrial Technology Research Institute | Flexible electronic device having barrier planarization layer including nitrogen-rich region and oxygen-rich region |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007237588A (ja) * | 2006-03-09 | 2007-09-20 | Kyodo Printing Co Ltd | ガスバリア性フィルム及びその製造方法 |
JP2009196155A (ja) * | 2008-02-20 | 2009-09-03 | Dainippon Printing Co Ltd | ガスバリアフィルム、ガスバリア膜の作製方法及び作製装置 |
WO2010107018A1 (ja) * | 2009-03-17 | 2010-09-23 | リンテック株式会社 | 成形体、その製造方法、電子デバイス用部材及び電子デバイス |
WO2011007543A1 (ja) * | 2009-07-17 | 2011-01-20 | 三井化学株式会社 | 積層体およびその製造方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3555928B2 (ja) | 1999-07-12 | 2004-08-18 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 表面改質方法及び表面改質装置 |
JP3517749B2 (ja) | 1999-11-26 | 2004-04-12 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 表面改質装置 |
JP3971638B2 (ja) * | 2002-04-18 | 2007-09-05 | 大日本印刷株式会社 | バリアフィルムの製造方法 |
US8034419B2 (en) * | 2004-06-30 | 2011-10-11 | General Electric Company | Method for making a graded barrier coating |
US20080096014A1 (en) * | 2004-12-13 | 2008-04-24 | University Of South Australia | Craze Resistant Plastic Article and Method of Production |
CN102159395B (zh) | 2008-08-19 | 2014-09-10 | 琳得科株式会社 | 成型制品、其制备方法、电子设备构件以及电子设备 |
EP2357078A4 (en) * | 2008-12-12 | 2012-10-10 | Lintec Corp | LAMINATE, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF, ELECTRONIC DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE |
JP5244622B2 (ja) | 2009-01-08 | 2013-07-24 | 三菱樹脂株式会社 | ガスバリア性フィルム |
JP5636646B2 (ja) | 2009-07-23 | 2014-12-10 | コニカミノルタ株式会社 | バリアフィルムの製造方法、バリアフィルム及び有機光電変換素子の製造方法 |
-
2012
- 2012-10-12 US US14/354,252 patent/US9234272B2/en active Active
- 2012-10-12 EP EP12847937.5A patent/EP2777930B1/en active Active
- 2012-10-12 CN CN201280053719.0A patent/CN104023971B/zh active Active
- 2012-10-12 KR KR1020147010360A patent/KR101983066B1/ko active IP Right Grant
- 2012-10-12 WO PCT/JP2012/076383 patent/WO2013069402A1/ja active Application Filing
- 2012-10-12 JP JP2013527410A patent/JP5373235B1/ja active Active
- 2012-11-07 TW TW101141306A patent/TWI551709B/zh active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007237588A (ja) * | 2006-03-09 | 2007-09-20 | Kyodo Printing Co Ltd | ガスバリア性フィルム及びその製造方法 |
JP2009196155A (ja) * | 2008-02-20 | 2009-09-03 | Dainippon Printing Co Ltd | ガスバリアフィルム、ガスバリア膜の作製方法及び作製装置 |
WO2010107018A1 (ja) * | 2009-03-17 | 2010-09-23 | リンテック株式会社 | 成形体、その製造方法、電子デバイス用部材及び電子デバイス |
WO2011007543A1 (ja) * | 2009-07-17 | 2011-01-20 | 三井化学株式会社 | 積層体およびその製造方法 |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112888730A (zh) * | 2018-10-26 | 2021-06-01 | 株式会社Lg化学 | 阻挡膜 |
CN112912540A (zh) * | 2018-10-26 | 2021-06-04 | 株式会社Lg化学 | 阻挡膜 |
CN112912539A (zh) * | 2018-10-26 | 2021-06-04 | 株式会社Lg化学 | 阻挡膜 |
CN112912541A (zh) * | 2018-10-26 | 2021-06-04 | 株式会社Lg化学 | 阻挡膜 |
CN112888730B (zh) * | 2018-10-26 | 2023-03-17 | 株式会社Lg化学 | 阻挡膜 |
CN112912539B (zh) * | 2018-10-26 | 2023-08-08 | 株式会社Lg化学 | 阻挡膜 |
CN112912540B (zh) * | 2018-10-26 | 2023-08-29 | 株式会社Lg化学 | 阻挡膜 |
US12006575B2 (en) | 2018-10-26 | 2024-06-11 | Lg Chem, Ltd. | Barrier film |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104023971B (zh) | 2016-03-16 |
WO2013069402A1 (ja) | 2013-05-16 |
JP5373235B1 (ja) | 2013-12-18 |
KR20140089519A (ko) | 2014-07-15 |
US9234272B2 (en) | 2016-01-12 |
EP2777930A1 (en) | 2014-09-17 |
EP2777930A4 (en) | 2015-06-03 |
US20140342149A1 (en) | 2014-11-20 |
KR101983066B1 (ko) | 2019-05-29 |
JPWO2013069402A1 (ja) | 2015-04-02 |
EP2777930B1 (en) | 2020-11-25 |
TWI551709B (zh) | 2016-10-01 |
TW201319297A (zh) | 2013-05-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104023971B (zh) | 阻气膜和阻气膜的制造方法 | |
CN103958183B (zh) | 阻气膜和阻气膜的制造方法 | |
CN103582559B (zh) | 改性聚硅氮烷膜及隔气膜的制造方法 | |
US8465812B2 (en) | Durable transparent intelligent coatings for polymeric transparencies | |
CN103842174B (zh) | 阻气膜层叠体及电子构件 | |
EP2216791A1 (en) | Transparent electroconductive film and process for producing the transparent electroconductive film | |
TWI585784B (zh) | Transparent conductive laminate and method of manufacturing the same | |
CN103209834A (zh) | 成形体、其制造方法、电子装置用构件以及电子装置 | |
CN106796317A (zh) | 光学相位差构件、具备光学相位差构件的复合光学构件、及光学相位差构件的制造方法 | |
Wang et al. | A novel nucleation inducer for ultrathin au anodes in high efficiency and flexible organic optoelectronic devices | |
EP2138532A1 (en) | Barrier laminate, gas barrier film and device | |
CN102834466B (zh) | 成型体、其制造方法、电子设备用构件和电子设备 | |
JP5362231B2 (ja) | 透明導電膜の製造方法 | |
CN103534084A (zh) | 阻气层叠体、其制造方法、电子装置用部件及电子装置 | |
JP2010251307A (ja) | 透明電極の製造方法 | |
CN109677176A (zh) | 一种贴膜盖板及其制造方法 | |
CN102947084B (zh) | 成型体、其制造方法、电子设备用构件和电子设备 | |
JP2015147983A (ja) | 透明導電フィルム、透明導電フィルムの製造方法、および透明導電フィルムを用いてなる電子デバイス |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |