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JP2010260347A - Gas barrier laminated film - Google Patents

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JP2010260347A
JP2010260347A JP2010089840A JP2010089840A JP2010260347A JP 2010260347 A JP2010260347 A JP 2010260347A JP 2010089840 A JP2010089840 A JP 2010089840A JP 2010089840 A JP2010089840 A JP 2010089840A JP 2010260347 A JP2010260347 A JP 2010260347A
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JP
Japan
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film
gas barrier
thin film
gas
barrier laminate
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Withdrawn
Application number
JP2010089840A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Hasegawa
彰 長谷川
Toshiya Kuroda
俊也 黒田
Toshihiko Tanaka
利彦 田中
Masamitsu Ishitobi
昌光 石飛
Takashi Sanada
隆 眞田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
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Abstract

【課題】十分なガスバリア性を有しており、しかもフィルムを屈曲させた場合においてもガスバリア性の低下を十分に抑制することが可能なガスバリア性積層フィルムを提供すること。
【解決手段】基材と、前記基材の少なくとも片方の表面上に形成された少なくとも1層の薄膜層とを備えるガスバリア性積層フィルムであって、前記薄膜層のうちの少なくとも1層において、該層の膜厚方向における該層の表面からの距離と電子線透過度との関係を示す電子線透過度曲線が少なくとも1つの極値を有することを特徴とするガスバリア性積層フィルム。
【選択図】なし
The present invention provides a gas barrier laminate film that has a sufficient gas barrier property and can sufficiently suppress a decrease in gas barrier property even when the film is bent.
A gas barrier laminate film comprising a base material and at least one thin film layer formed on at least one surface of the base material, wherein at least one of the thin film layers includes: A gas barrier laminate film, wherein an electron beam transmittance curve showing a relationship between a distance from the surface of the layer in the film thickness direction of the layer and an electron beam transmittance has at least one extreme value.
[Selection figure] None

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)を用いたフレキシブル照明、有機薄膜太陽電池、液晶ディスプレイ、医薬品の包装容器等に好適に用いることができるガスバリア性積層フィルムに関する。   The present invention relates to a gas barrier laminate film that can be suitably used for flexible lighting using organic electroluminescence elements (organic EL elements), organic thin-film solar cells, liquid crystal displays, pharmaceutical packaging containers, and the like.

ガスバリア性フィルムは、飲食品、化粧品、洗剤といった物品の充填包装に適する包装用容器として好適に用いることができる。近年、プラスチックフィルム等の基材フィルムの一方の表面上に、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化アルミニウムといった無機酸化物の薄膜を成膜してなるガスバリア性フィルムが提案されている。   The gas barrier film can be suitably used as a packaging container suitable for filling and packaging articles such as foods and drinks, cosmetics, and detergents. In recent years, a gas barrier film in which a thin film of an inorganic oxide such as silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, or aluminum oxide is formed on one surface of a base film such as a plastic film has been proposed.

このように無機酸化物の薄膜をプラスチック基材の表面上に成膜する方法としては、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法等の物理気相成長法(PVD)、減圧化学気相成長法、プラズマ化学気相成長法等の化学気相成長法(CVD)が知られている。
また、このような成膜方法を用いたガスバリア性フィルムとして、例えば、特開平4−89236号公報(特許文献1)には、プラスチック基材の表面上に、ケイ素酸化物の蒸着膜が2層以上積層された積層蒸着膜層が設けられたガスバリア性フィルムが開示されている。
As a method for forming an inorganic oxide thin film on the surface of a plastic substrate, physical vapor deposition (PVD) such as vacuum deposition, sputtering, ion plating, etc., low pressure chemical vapor deposition A chemical vapor deposition method (CVD) such as a plasma chemical vapor deposition method is known.
Further, as a gas barrier film using such a film forming method, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 4-89236 (Patent Document 1), two silicon oxide vapor-deposited films are formed on the surface of a plastic substrate. A gas barrier film provided with a laminated vapor deposition film layer laminated as described above is disclosed.

特開平4−89236号公報JP-A-4-89236

しかしながら、上記特許文献1に記載のようなガスバリア性フィルムは、飲食品、化粧品、洗剤等の比較的にガスバリア性が低くても満足できる物品のガスバリア性フィルムとしては使用することができるが、有機EL素子や有機薄膜太陽電池等の電子デバイス用のガスバリア性フィルムとしてはガスバリア性の点で必ずしも十分なものではなかった。また、上記特許文献1に記載のようなガスバリア性フィルムにおいては、フィルムが屈曲させた場合に酸素ガスや水蒸気に対するガスバリア性が低下するという問題点があり、フレキシブル液晶ディスプレイのように耐屈曲性が要求されるガスバリア性フィルムとしてはフィルムを屈曲させた場合におけるガスバリア性の点で必ずしも十分なものではなかった。   However, the gas barrier film as described in Patent Document 1 can be used as a gas barrier film for articles that are satisfactory even if the gas barrier property is relatively low, such as foods and drinks, cosmetics, and detergents. As a gas barrier film for an electronic device such as an EL element or an organic thin film solar cell, the gas barrier property is not always sufficient. Further, the gas barrier film as described in Patent Document 1 has a problem that the gas barrier property against oxygen gas or water vapor is lowered when the film is bent, and the film has a bending resistance like a flexible liquid crystal display. The required gas barrier film is not always sufficient in terms of gas barrier properties when the film is bent.

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、十分なガスバリア性を有しており、しかもフィルムを屈曲させた場合においてもガスバリア性の低下を十分に抑制することが可能なガスバリア性積層フィルムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, has a sufficient gas barrier property, and can sufficiently suppress a decrease in gas barrier property even when the film is bent. An object of the present invention is to provide a gas barrier laminate film.

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、基材と、前記基材の少なくとも片面に形成された少なくとも1層の薄膜層とを備えるガスバリア性積層フィルムにおいて、前記薄膜層の膜厚方向における前記薄膜層の表面からの距離と電子線透過度との関係を示す電子線透過度曲線が極値を有することにより、驚くべきことに、十分なガスバリア性を有しており、しかもフィルムを屈曲させた場合においてもガスバリア性の低下を十分に抑制することが可能なガスバリア性積層フィルムが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventors of the present invention provide a gas barrier laminate film including a base material and at least one thin film layer formed on at least one side of the base material. Surprisingly, it has sufficient gas barrier properties because the electron beam transmission curve showing the relationship between the distance from the surface of the thin film layer in the film thickness direction of the layer and the electron beam transmission has an extreme value. In addition, the present inventors have found that a gas barrier laminate film capable of sufficiently suppressing a decrease in gas barrier property even when the film is bent is obtained, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明のガスバリア性積層フィルムは、基材と、前記基材の少なくとも片方の表面上に形成された少なくとも1層の薄膜層とを備えるガスバリア性積層フィルムであって、前記薄膜層のうちの少なくとも1層において、該層の膜厚方向における該層の表面からの距離と電子線透過度との関係を示す電子線透過度曲線が少なくとも1つの極値を有することを特徴とするものである。   That is, the gas barrier laminate film of the present invention is a gas barrier laminate film comprising a base material and at least one thin film layer formed on at least one surface of the base material. In at least one of the layers, an electron beam transmission curve showing a relationship between the distance from the surface of the layer in the film thickness direction of the layer and the electron beam transmission has at least one extreme value. is there.

また、本発明のガスバリア性積層フィルムにおいては、前記電子線透過度曲線が実質的に連続であることが好ましい。   In the gas barrier laminate film of the present invention, it is preferable that the electron beam transmittance curve is substantially continuous.

さらに、本発明のガスバリア性積層フィルムにおいては、前記電子線透過度曲線が少なくとも3つの極値を有することが好ましい。このような場合においては、前記電子線透過度曲線の有する一つの極値及び該極値に隣接する極値における前記薄膜層の膜厚方向における前記薄膜層の表面からの距離の差の絶対値がいずれも200nm以下であることが好ましい。   Furthermore, in the gas barrier laminate film of the present invention, it is preferable that the electron beam transmittance curve has at least three extreme values. In such a case, the absolute value of the difference in distance from the surface of the thin film layer in the film thickness direction of the thin film layer at one extreme value of the electron beam transmission curve and the extreme value adjacent to the extreme value. Are preferably 200 nm or less.

また、本発明のガスバリア性積層フィルムにおいては、前記薄膜層の厚みが5〜3000nmであることが好ましい。   In the gas barrier laminate film of the present invention, the thickness of the thin film layer is preferably 5 to 3000 nm.

さらに、本発明のガスバリア性積層フィルムは、前記薄膜層が酸化ケイ素を主成分として含有していてもよい。また、このような場合、前記薄膜層が実質的に窒素を含有しないことが好ましい。また、本発明のガスバリア性積層フィルムは、前記薄膜層が窒化ケイ素を主成分として含有していてもよい。さらに、本発明のガスバリア性積層フィルムにおいては、前記薄膜層が炭素を含有することが好ましい。   Furthermore, in the gas barrier laminate film of the present invention, the thin film layer may contain silicon oxide as a main component. In such a case, it is preferable that the thin film layer does not substantially contain nitrogen. In the gas barrier laminate film of the present invention, the thin film layer may contain silicon nitride as a main component. Furthermore, in the gas barrier laminate film of the present invention, the thin film layer preferably contains carbon.

また、本発明のガスバリア性積層フィルムにおいては、前記薄膜層がプラズマ化学気相成長法により形成される層であることが好ましい。また、このような薄膜層としては、前記基材を一対の成膜ロール上に配置し、前記一対の成膜ロール間に放電してプラズマを発生させるプラズマ化学気相成長法により形成された層であることがより好ましい。更に、前記一対の成膜ロール間に放電する際には、前記一対の成膜ロールの極性を交互に反転させることが好ましい。また、このようなプラズマ化学気相成長法に用いる成膜ガスとしては有機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以下であることが好ましい。また、本発明のガスバリア性積層フィルムにおいては、前記薄膜層が連続的な成膜プロセスにより形成された層であることが好ましい。なお、前記プラズマ化学気相成長法はペニング放電プラズマ方式のプラズマ化学気相成長法であってもよい。   In the gas barrier laminate film of the present invention, the thin film layer is preferably a layer formed by a plasma chemical vapor deposition method. Further, as such a thin film layer, a layer formed by a plasma chemical vapor deposition method in which the base material is disposed on a pair of film forming rolls, and plasma is generated by discharging between the pair of film forming rolls. It is more preferable that Furthermore, when discharging between the pair of film forming rolls, it is preferable to reverse the polarity of the pair of film forming rolls alternately. Further, as a film forming gas used in such a plasma chemical vapor deposition method, a gas containing an organosilicon compound and oxygen is preferable, and the content of oxygen in the film forming gas is the organic gas in the film forming gas. It is preferable that the amount is less than or equal to the theoretical oxygen amount necessary for complete oxidation of the entire amount of the silicon compound. In the gas barrier laminate film of the present invention, the thin film layer is preferably a layer formed by a continuous film forming process. The plasma chemical vapor deposition method may be a Penning discharge plasma type chemical vapor deposition method.

さらに、本発明のガスバリア性積層フィルムにおいては、前記基材が、ポリエステル系樹脂及びポリオレフィン系樹脂からなる群から選択される少なくとも一種の樹脂からなることが好ましく、ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレートからなる群から選択される少なくとも一種の樹脂からなることがより好ましい。   Furthermore, in the gas barrier laminate film of the present invention, the substrate is preferably made of at least one resin selected from the group consisting of polyester resins and polyolefin resins, and is preferably made of polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate. More preferably, it comprises at least one resin selected from the group consisting of:

また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子、有機薄膜太陽電池及び液晶ディスプレイは、それぞれ上記本発明のガスバリア性積層フィルムを備えることを特徴とするものである。このように、本発明のガスバリア性積層フィルムは、有機エレクトロルミネッセンス素子、有機薄膜太陽電池、液晶ディスプレイに好適に用いることができる。   Moreover, the organic electroluminescent element of this invention, an organic thin-film solar cell, and a liquid crystal display are each provided with the gas barrier property laminated | multilayer film of the said invention. Thus, the gas barrier laminate film of the present invention can be suitably used for organic electroluminescent elements, organic thin film solar cells, and liquid crystal displays.

本発明によれば、十分なガスバリア性を有しており、しかもフィルムを屈曲させた場合においてもガスバリア性の低下を十分に抑制することが可能なガスバリア性積層フィルムを提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide a gas barrier laminated film that has a sufficient gas barrier property and can sufficiently suppress a decrease in gas barrier property even when the film is bent. .

本発明のガスバリア性積層フィルムを製造するのに好適に用いることが可能な製造装置の一実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one Embodiment of the manufacturing apparatus which can be used suitably for manufacturing the gas-barrier laminated | multilayer film of this invention. (a)は実施例1で得られたガスバリア性積層フィルムにおける薄膜層の断面の透過型電子顕微鏡(TEM)写真を示し、(b)は実施例1で得られたガスバリア性積層フィルムの薄膜層の膜厚方向における基準面からの距離と電子線透過度との関係を示すグラフである。(A) shows the transmission electron microscope (TEM) photograph of the cross section of the thin film layer in the gas barrier laminated film obtained in Example 1, and (b) shows the thin film layer of the gas barrier laminated film obtained in Example 1. It is a graph which shows the relationship between the distance from the reference plane in the film thickness direction, and electron beam transmittance. 実施例2で得られたガスバリア性積層フィルム(B)における薄膜層の断面を示す透過型電子顕微鏡(TEM)写真である。3 is a transmission electron microscope (TEM) photograph showing a cross section of a thin film layer in a gas barrier laminate film (B) obtained in Example 2. FIG. 実施例2で得られたガスバリア性積層フィルム(B)における薄膜層の膜厚方向における基準面からの距離と電子線透過度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the distance from the reference plane in the film thickness direction of the thin film layer in the gas-barrier laminated film (B) obtained in Example 2, and electron beam transmittance. 比較例1で得られたガスバリア性積層フィルムにおける薄膜層の断面を示す透過型電子顕微鏡写真である。2 is a transmission electron micrograph showing a cross section of a thin film layer in a gas barrier laminate film obtained in Comparative Example 1. FIG. 比較例1で得られたガスバリア性積層フィルムにおける薄膜層の膜厚方向における基準面からの距離と電子線透過度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the distance from the reference plane in the film thickness direction of the thin film layer in the gas-barrier laminated film obtained in Comparative Example 1, and electron beam transmittance. 比較例2で得られたガスバリア性積層フィルムにおける薄膜層の断面を示す透過型電子顕微鏡写真である。4 is a transmission electron micrograph showing a cross section of a thin film layer in a gas barrier laminate film obtained in Comparative Example 2. FIG. 比較例2で得られたガスバリア性積層フィルムにおける薄膜層の膜厚方向における基準面からの距離と電子線透過度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the distance from the reference plane in the film thickness direction of the thin film layer in the gas-barrier laminated film obtained by the comparative example 2, and electron beam transmittance. 比較例3で得られたガスバリア性積層フィルムにおける薄膜層の断面を示す透過型電子顕微鏡写真である。4 is a transmission electron micrograph showing a cross section of a thin film layer in a gas barrier laminate film obtained in Comparative Example 3. FIG. 比較例3で得られたガスバリア性積層フィルムにおける薄膜層の膜厚方向における基準面からの距離と電子線透過度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the distance from the reference plane in the film thickness direction of the thin film layer in the gas-barrier laminated film obtained in Comparative Example 3, and electron beam transmittance.

以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments thereof.

本発明のガスバリア性積層フィルムは、基材と、前記基材の少なくとも片方の表面上に形成された少なくとも1層の薄膜層とを備えるガスバリア性積層フィルムであって、前記薄膜層のうちの少なくとも1層において、該層の膜厚方向における該層の表面からの距離と電子線透過度との関係を示す電子線透過度曲線が少なくとも1つの極値を有するものである。   The gas barrier laminate film of the present invention is a gas barrier laminate film comprising a substrate and at least one thin film layer formed on at least one surface of the substrate, wherein at least one of the thin film layers. In one layer, an electron beam transmittance curve showing the relationship between the distance from the surface of the layer in the film thickness direction of the layer and the electron beam transmittance has at least one extreme value.

本発明に用いる基材としては、無色透明な樹脂からなるフィルム又はシートが挙げられる。このような基材に用いる樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル系樹脂;ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、環状ポリオレフィン等のポリオレフィン系樹脂;ポリアミド系樹脂;ポリカーボネート系樹脂;ポリスチレン系樹脂;ポリビニルアルコール系樹脂;エチレン−酢酸ビニル共重合体のケン化物;ポリアクリロニトリル系樹脂;アセタール系樹脂;ポリイミド系樹脂が挙げられる。これらの樹脂の中でも、耐熱性及び線膨張率が高く、製造コストが低いという観点から、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂が好ましく、PET、PENが特に好ましい。また、これらの樹脂は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。   As a base material used for this invention, the film or sheet | seat which consists of colorless and transparent resin is mentioned. Examples of the resin used for such a substrate include polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN); polyolefin resins such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), and cyclic polyolefin; polyamide Polycarbonate resin; Polystyrene resin; Polyvinyl alcohol resin; Saponified ethylene-vinyl acetate copolymer; Polyacrylonitrile resin; Acetal resin; Polyimide resin. Among these resins, polyester resins and polyolefin resins are preferred, and PET and PEN are particularly preferred from the viewpoints of high heat resistance and linear expansion coefficient and low production cost. Moreover, these resin can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

前記基材の厚みは、本発明のガスバリア性積層フィルムを製造する際の安定性を考慮して適宜に設定することができる。前記基材の厚みとしては、真空中においてもフィルムの搬送が可能であるという観点から、5〜500μmの範囲であることが好ましい。さらに、プラズマCVD法により本発明にかかる薄膜層を形成する場合には、前記基材を通して放電しつつ本発明にかかる薄膜層を形成することから、前記基材の厚みが50〜200μmの範囲であることがより好ましく、50〜100μmの範囲であることが特に好ましい。   The thickness of the base material can be appropriately set in consideration of the stability when producing the gas barrier laminate film of the present invention. The thickness of the substrate is preferably in the range of 5 to 500 μm from the viewpoint that the film can be conveyed even in a vacuum. Furthermore, when forming the thin film layer concerning this invention by plasma CVD method, since the thin film layer concerning this invention is formed, discharging through the said base material, the thickness of the said base material is in the range of 50-200 micrometers. More preferably, it is particularly preferably in the range of 50 to 100 μm.

また、前記基材には、後述する薄膜層との密着性の観点から、基材の表面を清浄するための表面活性処理を施すことが好ましい。このような表面活性処理としては、例えば、コロナ処理、プラズマ処理、フレーム処理が挙げられる。   Moreover, it is preferable to perform the surface activation process for cleaning the surface of a base material to the said base material from an adhesive viewpoint with the thin film layer mentioned later. Examples of such surface activation treatment include corona treatment, plasma treatment, and flame treatment.

本発明にかかる薄膜層は、前記基材の少なくとも片面に形成される層である。そして、本発明のガスバリア性積層フィルムにおいては、前記薄膜層のうちの少なくとも1層において、該層の膜厚方向における該層の表面からの距離と電子線透過度との関係を示す電子線透過度曲線が少なくとも1つの極値を有することが必要である。このように、電子線透過度曲線が少なくとも1つの極値を有する場合には、その薄膜層により十分に高度なガスバリア性を達成することが可能となるとともに、フィルムを屈曲させてもガスバリア性の低下が十分に抑制することが可能となる。このような薄膜層としては、より高い効果が得られることから、前記電子線透過度曲線が少なくとも2つの極値を有することがより好ましく、少なくとも3つの極値を有することが特に好ましい。また、このように少なくとも3つの極値を有する場合においては、前記電子線透過度曲線の有する一つの極値及び該極値に隣接する極値における前記薄膜層の膜厚方向における前記薄膜層の表面からの距離の差の絶対値がいずれも200nm以下であることが好ましく、100nm以下であることがより好ましい。なお、本発明において極値とは、薄膜層の膜厚方向における薄膜層の表面からの距離に対して電子線透過度の大きさをプロットした曲線(電子線透過度曲線)の極大値又は極小値のことをいう。また、本発明において電子線透過度曲線の極値(極大値又は極小値)の有無は後述の極値の有無の判定方法に基づいて判断することができる。   The thin film layer concerning this invention is a layer formed in the at least single side | surface of the said base material. In the gas barrier laminate film of the present invention, at least one of the thin film layers has electron beam transmission indicating the relationship between the distance from the surface of the layer in the film thickness direction and the electron beam transmittance. It is necessary that the degree curve has at least one extreme value. Thus, when the electron beam transmission curve has at least one extreme value, it is possible to achieve a sufficiently high gas barrier property by the thin film layer, and even if the film is bent, the gas barrier property can be achieved. The decrease can be sufficiently suppressed. As such a thin film layer, since a higher effect is obtained, it is more preferable that the electron beam transmission curve has at least two extreme values, and it is particularly preferable that the electron beam transmission curve has at least three extreme values. Further, in the case of having at least three extreme values in this way, one extreme value of the electron beam transmittance curve and an extreme value adjacent to the extreme value of the thin film layer in the thickness direction of the thin film layer. The absolute value of the difference in distance from the surface is preferably 200 nm or less, and more preferably 100 nm or less. In the present invention, the extreme value is the maximum value or the minimum value of a curve (electron beam transmission curve) in which the magnitude of electron beam transmittance is plotted against the distance from the surface of the thin film layer in the film thickness direction of the thin film layer. It means the value. Further, in the present invention, the presence / absence of an extreme value (maximum value or minimum value) of the electron beam transmittance curve can be determined based on a method for determining the presence / absence of an extreme value described later.

また、本発明において電子線透過度とは、薄膜層内の所定の位置において薄膜層を形成する材料を電子線が透過する度合いを表すものである。このような電子線透過度の測定方法としては各種の公知の方法を採用することができ、例えば(i)透過型電子顕微鏡を用いた電子線透過度の測定方法、(ii)走査型電子顕微鏡を用いて2次電子や反射電子を測定することにより電子線透過度を測定する方法を採用することができる。以下、透過型電子顕微鏡を用いた場合を例に挙げて、電子線透過度の測定方法及び電子線透過度曲線の測定方法について説明する。   Further, in the present invention, the electron beam transmittance represents the degree of transmission of an electron beam through a material for forming a thin film layer at a predetermined position in the thin film layer. Various known methods can be employed as the method for measuring the electron beam transmittance. For example, (i) a method for measuring electron beam transmittance using a transmission electron microscope, (ii) a scanning electron microscope It is possible to employ a method of measuring electron beam transmittance by measuring secondary electrons and reflected electrons using Hereinafter, taking a case where a transmission electron microscope is used as an example, a method for measuring an electron beam transmittance and a method for measuring an electron beam transmittance curve will be described.

このような透過型電子顕微鏡を用いた場合における電子線透過度の測定方法においては、先ず、薄膜層を備える基材を薄膜層の表面に垂直な方向に切り出した薄片状の試料を作成する。次に、透過型電子顕微鏡を用いて、前記試料の表面(前記薄膜層の表面に垂直な面)の透過型電子顕微鏡の画像を得る。そして、このようにして透過型電子顕微鏡の画像を測定することにより、その画像上の各位置のコントラストに基づいて薄膜の各位置の電子線透過度を求めることができる。ここで、薄膜層を備える基材を薄膜層の表面に垂直な方向に切り出した薄片状の試料について透過型電子顕微鏡を用いて観察した場合においては、透過型電子顕微鏡の画像の各位置のコントラストは各位置の材料の電子線透過度の変化を表す。このようなコントラストを電子線透過度に対応させるためには、透過型電子顕微鏡の画像に適切なコントラストを確保することが好ましく、試料の厚み(前記薄膜層の表面と平行な方向の厚み)や、加速電圧及び対物絞りの直径等の観測条件などを適切に選択することが好ましい。前記試料の厚みは、通常10〜300nmであり、20〜200nmであることが好ましく、50〜200nmであることがより好ましく、100nmであることが特に好ましい。前記加速電圧は、通常50〜500kVであり、100〜300kVであることが好ましく、150〜250kVであることがより好ましく、200kVであることが特に好ましい。前記対物絞りの直径は、5〜800μmであることが好ましく、10〜200μmであることがより好ましく、160μmであることが特に好ましい。また、このような透過型電子顕微鏡としては、透過型電子顕微鏡の画像について十分な分解能を有するものを用いることが好ましい。このような分解能としては少なくとも10nm以下であることが好ましく、5nm以下であることがより好ましく、3nm以下であることが特に好ましい。   In the method of measuring the electron beam transmittance when such a transmission electron microscope is used, first, a flaky sample is prepared by cutting a base material having a thin film layer in a direction perpendicular to the surface of the thin film layer. Next, a transmission electron microscope image of the surface of the sample (a surface perpendicular to the surface of the thin film layer) is obtained using a transmission electron microscope. Then, by measuring the image of the transmission electron microscope in this way, the electron beam transmittance at each position of the thin film can be obtained based on the contrast at each position on the image. Here, in the case of observing with a transmission electron microscope a flaky sample obtained by cutting a substrate having a thin film layer in a direction perpendicular to the surface of the thin film layer, the contrast at each position of the image of the transmission electron microscope Represents a change in electron beam transmittance of the material at each position. In order to make such contrast correspond to the electron beam transmittance, it is preferable to ensure an appropriate contrast in the image of the transmission electron microscope, and the thickness of the sample (the thickness in the direction parallel to the surface of the thin film layer) It is preferable to appropriately select observation conditions such as the acceleration voltage and the diameter of the objective aperture. The thickness of the sample is usually 10 to 300 nm, preferably 20 to 200 nm, more preferably 50 to 200 nm, and particularly preferably 100 nm. The acceleration voltage is usually 50 to 500 kV, preferably 100 to 300 kV, more preferably 150 to 250 kV, and particularly preferably 200 kV. The diameter of the objective diaphragm is preferably 5 to 800 μm, more preferably 10 to 200 μm, and particularly preferably 160 μm. Moreover, as such a transmission electron microscope, it is preferable to use what has sufficient resolution about the image of a transmission electron microscope. Such resolution is preferably at least 10 nm or less, more preferably 5 nm or less, and particularly preferably 3 nm or less.

また、このような電子線透過度の測定方法においては、画像上の各位置のコントラストに基づいて薄膜の各位置の電子線透過度を求めるために、透過型電子顕微鏡の画像(濃淡像)を、一定の単位領域の繰り返しに分割し、各単位領域にその単位領域の有する濃淡の程度に応じた断面濃淡変数(C)を付与する。このような画像処理は、通常コンピュータを用いた電子的な画像処理によって容易に行うことができる。このような画像処理においては、先ず、得られた濃淡像から解析に適した任意の領域を切り出すことが好ましい。このようにして切り出した濃淡像は、少なくとも薄膜層の一方の表面からそれと向かい合うもう一方の表面までの部分を含んでいなければならない。また、薄膜層に隣接する層を含んでいてもよい。このように薄膜層に隣接する層としては、例えば、基材、濃淡像を得る観察を実施するために必要な保護層が挙げられる。また、このようにして切り出した濃淡像の端面(基準面)は、薄膜層の表面と平行な面でなければならない。また、このようにして切り出した濃淡像は、少なくとも薄膜層の表面に垂直な方向(膜厚方向)に対して垂直で互いに対向している2つの辺によって囲まれた台形又は平行四辺形状であることが好ましく、このような2つの辺とこれらに垂直な(膜厚方向に平行な)2つの辺とからなる四角形であることがより好ましい。   In addition, in such an electron beam transmittance measurement method, an image (transparency image) of a transmission electron microscope is used to obtain the electron beam transmittance at each position of the thin film based on the contrast at each position on the image. The unit area is divided into repetitions, and a cross-sectional density variable (C) corresponding to the degree of density of the unit area is assigned to each unit area. Such image processing can be easily performed by electronic image processing using a normal computer. In such image processing, it is preferable to first cut out an arbitrary region suitable for analysis from the obtained grayscale image. The gray image cut out in this way must include at least a portion from one surface of the thin film layer to the other surface facing the thin film layer. Moreover, the layer adjacent to a thin film layer may be included. Thus, as a layer adjacent to a thin film layer, a protective layer required in order to implement the observation which obtains a base material and a light and shade image, for example is mentioned. Further, the end face (reference plane) of the grayscale image cut out in this way must be a plane parallel to the surface of the thin film layer. In addition, the grayscale image cut out in this way is a trapezoid or parallelogram surrounded by two sides that are perpendicular to each other and perpendicular to the direction perpendicular to the surface of the thin film layer (film thickness direction). It is preferable that the shape is a quadrangle having two sides and two sides perpendicular to them (parallel to the film thickness direction).

このようにして切り出した濃淡像は一定の単位領域の繰り返しに分割するが、その分割方法として、例えば格子状の区画で分割する方法を採用することができる。このような場合、格子状の区画により分割された各単位領域がそれぞれ一つの画素を構成する。このような濃淡像の画素は、誤差を小さくするためにはできるだけ細かいことが好ましいが、画素が細かくなるほど解析に要する時間が増大する傾向にある。そこで、このような濃淡像の画素の一辺の長さは、試料の実寸に換算して、10nm以下であることが好ましく、5nm以下であることより好ましく、3nm以下であることが特に好ましい。   The gray-scale image cut out in this way is divided into repetitions of a certain unit area. As the division method, for example, a method of dividing by a grid-like section can be adopted. In such a case, each unit area divided by the grid-like sections constitutes one pixel. Such a gray-scale image pixel is preferably as fine as possible in order to reduce the error, but as the pixel becomes finer, the time required for analysis tends to increase. Therefore, the length of one side of such a gray image pixel is preferably 10 nm or less, more preferably 5 nm or less, and particularly preferably 3 nm or less, in terms of the actual size of the sample.

このようにして付与される断面濃淡変数(C)は、各領域の濃淡の程度を数値情報に変換した値である。このような断面濃淡変数(C)への変換の方法は特に限定されないが、例えば、最も濃い単位領域を0とし、最も薄い単位領域を255とし、各単位領域の濃淡の程度に応じて0〜255の間の整数を付与することによって設定(256階調設定)することができる。ただし、このような数値は、電子線透過度の高い部分の数値が大きくなるように数値を定めることが好ましい。   The cross-sectional density variable (C) given in this way is a value obtained by converting the degree of density in each area into numerical information. The method of conversion into such a cross-sectional density variable (C) is not particularly limited. For example, the darkest unit area is set to 0, the thinnest unit area is set to 255, and 0 to 0 depending on the level of density of each unit area. It is possible to set (256 gradation settings) by giving an integer between 255. However, it is preferable that such a numerical value is determined so that the numerical value of the portion with high electron beam transmittance is large.

そして、このような断面濃淡変数(C)から、以下の方法により薄膜層の膜厚方向における基準面からの距離(z)における膜厚方向濃淡変数(C)を算出することができる。すなわち、薄膜層の膜厚方向における基準面からの距離(z)が所定の値となる単位領域の断面濃淡変数(C)の平均値を算出して、膜厚方向濃淡変数(C)を求める。なお、ここにいう断面濃淡変数(C)の平均値は、基準面からの距離(z)が所定の値(同じ値)となる任意の100点以上の単位領域の断面濃淡変数(C)の平均値であることが好ましい。また、このようにして膜厚方向濃淡変数(C)を求める場合には、ノイズ除去のためのノイズ除去処理を適宜実施することが好ましい。ノイズ除去処理としては、移動平均法、補間法等を採用することができる。移動平均法としては、単純移動平均法、加重移動平均法、指数平滑移動平均法等が挙げられるが、単純移動平均法を採用することがより好ましい。また、単純移動平均法を用いる場合においては、平均をとる範囲は薄膜層の膜厚方向の構造の典型的な大きさよりも十分に小さく且つ得られたデータが十分に滑らかになるように、適宜選択することが好ましい。また、補間法としては、スプライン補間法、ラグランジュ補間法、線形補間法等が挙げられるが、スプライン補間法、ラグランジュ補間法を採用することがより好ましい。 Then, from such a cross-sectional density variable (C), a thickness direction density variable (C Z ) at a distance (z) from the reference plane in the thickness direction of the thin film layer can be calculated by the following method. That is, the average value of the cross-sectional density variable (C) of the unit region where the distance (z) from the reference plane in the film thickness direction of the thin film layer has a predetermined value is calculated, and the thickness direction density variable (C Z ) is calculated. Ask. Note that the average value of the cross-sectional density variable (C) here is the cross-sectional density variable (C) of any unit region of 100 points or more where the distance (z) from the reference plane is a predetermined value (the same value). An average value is preferred. Further, when obtaining the thickness direction density variable (C Z ) in this way, it is preferable to appropriately perform a noise removal process for noise removal. As the noise removal process, a moving average method, an interpolation method, or the like can be employed. Examples of the moving average method include a simple moving average method, a weighted moving average method, and an exponential smoothing moving average method, but it is more preferable to employ the simple moving average method. In the case of using the simple moving average method, the averaged range is appropriately smaller than the typical size of the structure in the thickness direction of the thin film layer, and the obtained data is appropriately smoothed. It is preferable to select. Examples of the interpolation method include a spline interpolation method, a Lagrangian interpolation method, and a linear interpolation method, but it is more preferable to employ a spline interpolation method and a Lagrange interpolation method.

上記ノイズ除去作業によって、薄膜層の両界面付近では膜厚方向濃淡変数(C)の膜厚方向の位置に対する変化が緩やかになる領域が発生する(これを遷移領域と呼ぶ)。この遷移領域は、後述の電子線透過度曲線の極値の有無判定における基準を明確にするという観点から、薄膜層の電子線透過度曲線の極値の判定領域から除去することが望ましい。なお、このような遷移領域が発生する要因として、薄膜界面の非平面性、前述のノイズ除去作業などが考えられる。そのため、前記遷移領域は、以下の方法を採用することによって電子線透過度曲線の判定領域から除去することができる。すなわち、先ず、前記濃淡像に基づいて求められる薄膜層の両界面付近で傾きの絶対値|dC/dz|が最も大きくなる薄膜層の膜厚方向における基準面からの距離(z)の位置を仮界面位置として設定する。次に、仮界面位置の外側から内側(薄膜層側)に向かって前記傾き(dC/dz)の絶対値を順次確認していき、かかる絶対値が0.1nm−1(256階調設定の場合)となる位置における薄膜層の膜厚方向における基準面からの距離(z)(縦軸がdC/dzの絶対値であり且つ横軸が前記機銃面からの距離(z)であるグラフを考えた場合に、仮界面位置の外側の距離(z)から内側(薄膜層側)に向かってそのグラフをたどっていき、前記dC/dzの絶対値が0.1nm−1をはじめて下回る部位における距離(z))の位置を薄膜の界面として設定する。そして、前記界面の外側の領域を薄膜層の電子線透過度曲線の判定領域から除去することにより、前記遷移領域を判定領域から除去することができる。また、このようにして膜厚方向濃淡変数(C)を求める場合には、薄膜層に相当する範囲における膜厚方向濃淡変数(C)の平均値が1となるように規格化することが好ましい。 As a result of the noise removal operation, an area where the change in the film thickness direction gradation variable (C Z ) with respect to the position in the film thickness direction is moderate is generated near both interfaces of the thin film layer (this is called a transition area). It is desirable to remove this transition region from the extreme value determination region of the electron beam transmittance curve of the thin film layer from the viewpoint of clarifying the criterion for determining the presence or absence of the extreme value of the electron beam transmittance curve described later. In addition, as a factor which such a transition region generate | occur | produces, the non-planarity of a thin film interface, the above-mentioned noise removal work, etc. can be considered. Therefore, the transition region can be removed from the determination region of the electron beam transmittance curve by adopting the following method. That is, first, the position of the distance (z) from the reference plane in the film thickness direction of the thin film layer where the absolute value | dC Z / dz | of the thin film layer becomes the largest in the vicinity of both interfaces of the thin film layer obtained based on the grayscale image. Is set as the temporary interface position. Next, the absolute value of the inclination (dC Z / dz) is sequentially checked from the outside of the temporary interface position toward the inside (thin film layer side), and the absolute value is 0.1 nm −1 (256 gradation setting). The distance (z) from the reference plane in the film thickness direction of the thin film layer at the position (in this case) (the vertical axis is the absolute value of dC Z / dz and the horizontal axis is the distance (z) from the machine gun surface) When a graph is considered, the graph is traced from the distance (z) outside the temporary interface position toward the inside (thin film layer side), and the absolute value of the dC Z / dz is 0.1 nm −1 for the first time. The position of the distance (z) in the lower part is set as the interface of the thin film. Then, the transition region can be removed from the determination region by removing the region outside the interface from the determination region of the electron beam transmittance curve of the thin film layer. Further, when obtaining the thickness direction density variable (C Z ) in this way, normalization is performed so that the average value of the thickness direction density variable (C Z ) in the range corresponding to the thin film layer is 1. Is preferred.

このようにして算出される膜厚方向濃淡変数(C)は電子線透過度(T)と比例関係にある。そのため、薄膜層の膜厚方向における基準面からの距離(z)に対する膜厚方向濃淡変数(C)を示すことによって電子線透過度曲線を作成することができる。すなわち、薄膜層の膜厚方向における基準面からの距離(z)に対する膜厚方向濃淡変数(C)をプロットとすることにより、電子線透過度曲線を求めることができる。また、膜厚方向濃淡変数(C)を薄膜層の膜厚方向における基準面からの距離(z)で微分した傾き(dC/dz)を算出することにより、電子線透過度(T)の傾き(dT/dz)の変化を知ることもできる。 The thickness direction density variable (C Z ) calculated in this way is proportional to the electron beam transmittance (T). Therefore, an electron beam transmittance curve can be created by showing the thickness direction density variable (C Z ) with respect to the distance (z) from the reference plane in the thickness direction of the thin film layer. That is, the electron beam transmittance curve can be obtained by plotting the thickness direction density variable (C Z ) with respect to the distance (z) from the reference plane in the thickness direction of the thin film layer. Further, by calculating a gradient (dC Z / dz) obtained by differentiating the thickness direction density variable (C Z ) by the distance (z) from the reference plane in the film thickness direction of the thin film layer, the electron beam transmittance (T) It is also possible to know a change in the slope (dT / dz).

また、このようにして求められる電子線透過度曲線においては、以下のようにして極値の有無を判定することができる。すなわち、電子線透過度曲線が極値(極大値又は極小値)を有する場合には、膜厚方向の濃淡係数の傾き(dC/dz)の最大値は正の値となると共にその最小値は負の値になり両者の差の絶対値は大きくなるのに対し、極値が無い場合には、傾き(dC/dz)の最大値及び最小値は両方とも正又は負の値になり両者の差の絶対値は小さくなる。そのため、極値の有無の判定する際には、傾き(dC/dz)の最大値及び最小値が両方とも正の値又は両方とも負の値となるものではないかという点を判定することにより極値を有するかどうかを判断することができるとともに、傾き(dC/dz)の最大値(dC/dz)MAX及び最小値(dC/dz)MINの差の絶対値の大きさに基づいて、電子線透過度曲線が極値を有するかどうかを判断することもできる。なお、前記膜厚方向濃淡変数(C)は、極値が無い場合は常に規格化された平均値である1を示すはずであるが、実際は信号がわずかなノイズを含んでおり、規格化された平均値1に近い値でノイズにより電子線透過度曲線に変動が起こる。そのため、電子線透過度曲線に極値があるか否かを判断する際に、電子線透過度曲線の傾きの最大値及び最小値が正又は負の値ではないか否かという観点や電子線透過度曲線の傾きの最大値及び最小値の差の絶対値の観点のみに基づいて極値を判断した場合においては、ノイズにより、電子線透過度曲線に極値があると判断されてしまう場合がある。そこで、前記極値の有無の判定する際には、以下のような基準によりノイズによる変動と極値とを区別する。すなわち、膜厚方向濃淡変数(C)の傾き(dC/dz)がゼロをはさんで符号が逆転する点を仮極値点としたとき、該仮極値点における膜厚方向濃淡変数(C)と、隣接する仮極値点での膜厚方向濃淡変数(C)との差の絶対値(隣接する仮極値点が2つある場合は差の絶対値が大きい方を選択する)が0.03以上の場合、該仮極値点は極値を持つ点であると判断することができる。言い換えると、該仮極値点における膜厚方向濃淡変数(C)と隣接する仮極値点での膜厚方向濃淡変数(C)との差の絶対値(隣接する仮極値点が2つある場合は差の絶対値が大きい方を選択する)が0.03未満の場合は、該仮極値点はノイズであると判断することができる。なお、該仮極値点が1点しかない場合には、膜厚方向濃淡変数(C)が、この規格化された平均値1との差の絶対値が0.03以上大きい場合にノイズではなく極値であると判断する方法を採用することができる。また、このような「0.03」という数値は、上述の256階調設定により求められる膜厚方向濃淡変数(C)の平均値を1として膜厚方向濃淡変数(C)の数値の大きさを規格化した際に求められる数値である(なお、規格化に際して256階調設定により求められた膜厚方向濃淡変数の数値「0」はそのまま「0」とする。)。 In addition, in the electron beam transmittance curve thus obtained, the presence or absence of an extreme value can be determined as follows. That is, when the electron beam transmittance curve has an extreme value (maximum value or minimum value), the maximum value of the gradient (dC Z / dz) of the density coefficient in the film thickness direction is a positive value and the minimum value thereof. Becomes a negative value and the absolute value of the difference between the two becomes large. On the other hand, if there is no extreme value, the maximum and minimum values of the slope (dC Z / dz) are both positive or negative. The absolute value of the difference between the two becomes small. Therefore, when determining whether or not there is an extreme value, determine whether the maximum value and the minimum value of the slope (dC Z / dz) are both positive values or both negative values. It can be determined whether or not it has an extreme value, and the magnitude of the absolute value of the difference between the maximum value (dC Z / dz) MAX and the minimum value (dC Z / dz) MIN of the slope (dC Z / dz) Based on the above, it can also be determined whether the electron beam transmission curve has an extreme value. The film thickness direction gradation variable (C Z ) should always show a standardized average value of 1 when there is no extreme value, but the signal actually contains a little noise and is normalized. The value close to the average value of 1 causes fluctuations in the electron beam transmittance curve due to noise. Therefore, when determining whether or not there is an extreme value in the electron beam transmission curve, whether the maximum value and the minimum value of the slope of the electron beam transmission curve are not positive or negative values and the electron beam When the extreme value is determined based only on the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the slope of the transmission curve, it is determined that the electron beam transmission curve has an extreme value due to noise There is. Therefore, when determining the presence or absence of the extreme value, the fluctuation due to noise and the extreme value are distinguished according to the following criteria. That is, when the point where the slope (dC Z / dz) of the film thickness direction gradation variable (C Z ) is reversed with the sign reversed across zero is set as the temporary extreme value point, the film thickness direction gray variable at the temporary extreme value point and (C Z), towards absolute value of the absolute value (tentative extremum point adjacent there are two differences in the difference between the film thickness direction gray variables in temporary extreme point adjacent (C Z) is greater If (select) is 0.03 or more, it can be determined that the temporary extreme point is a point having an extreme value. In other words, the absolute value (adjacent tentative extremum points of the difference between the film thickness direction gray-scale variable (C Z) between the thickness direction shading variables of the temporary extreme points adjacent (C Z) in tentative extreme points When there are two, the one with the larger absolute value of the difference is selected) is less than 0.03, it can be determined that the temporary extreme point is noise. Note that when there is only one temporary extreme point, the noise in the case where the absolute value of the difference from the normalized average value 1 is 0.03 or more is greater in the film thickness direction gradation variable (C Z ). Instead, it is possible to adopt a method for determining that the value is an extreme value. The numerical value “0.03” is a numerical value of the film thickness direction gradation variable (C Z ) where the average value of the film thickness direction gradation variable (C Z ) obtained by the above-described 256 gradation setting is 1. This is a numerical value obtained when the size is normalized (note that the numerical value “0” of the film thickness direction gradation variable obtained by the 256 gradation setting at the time of normalization is set to “0” as it is).

また、本発明のガスバリア性積層フィルムは、少なくとも1層の薄膜層が電子線透過度曲線において少なくとも1つの極値を有するものである。このような電子線透過度曲線に少なくとも1つの極値を有する薄膜層は膜厚方向において組成に変動のある層であるといえる。そして、このような薄膜層を備えるガスバリア性積層フィルムにより、十分に高度なガスバリア性を達成することが可能となるとともに、フィルムを屈曲させてもガスバリア性の低下が十分に抑制することが可能となる。また、前記電子線透過度曲線は実質的に連続であることが好ましい。本明細書において、電子線透過度曲線が実質的に連続とは、電子線透過度曲線における電子線透過度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、前記膜厚方向濃淡変数(C)の傾き(dC/dz)の絶対値が所定の値以下、好ましくは5.0×10−2/nm以下であることを意味する。 In the gas barrier laminate film of the present invention, at least one thin film layer has at least one extreme value in the electron beam transmittance curve. It can be said that a thin film layer having at least one extreme value in such an electron beam transmission curve is a layer whose composition varies in the film thickness direction. A gas barrier laminate film having such a thin film layer can achieve a sufficiently high gas barrier property, and even if the film is bent, a decrease in gas barrier property can be sufficiently suppressed. Become. Moreover, it is preferable that the electron beam transmittance curve is substantially continuous. In this specification, that the electron beam transmission curve is substantially continuous means that the electron beam transmission curve in the electron beam transmission curve does not include a portion where the electron beam transmission changes discontinuously. It means that the absolute value of the slope (dC Z / dz) of the thickness direction density variable (C Z ) is not more than a predetermined value, preferably not more than 5.0 × 10 −2 / nm.

また、本発明においては、膜面全体において均一で且つ優れたガスバリア性を有する薄膜層を形成するという観点から、前記薄膜層が膜面方向(薄膜層の表面に平行な方向)において実質的に一様であることが好ましい。本明細書において、薄膜層が膜面方向において実質的に一様とは、薄膜層の膜面のいずれの箇所において電子線透過度を測定して電子線透過度曲線を作成した場合においても得られる電子線透過度曲線が持つ極値の数が同じであることをいう。なお、薄膜層の膜面から任意の2点の測定用の前記試料を切り出し、各試料の電子線透過度曲線を作成した場合において、前記試料の全てにおいて電子線透過度曲線が持つ極値の数が同じである場合には、その薄膜層は実質的に一様なものと擬制することができる。   In the present invention, the thin film layer is substantially in the film surface direction (direction parallel to the surface of the thin film layer) from the viewpoint of forming a thin film layer having a uniform and excellent gas barrier property over the entire film surface. Preferably it is uniform. In this specification, the fact that the thin film layer is substantially uniform in the film surface direction is obtained even when the electron beam transmittance curve is created by measuring the electron beam transmittance at any location on the film surface of the thin film layer. It means that the number of extreme values of the electron beam transmission curve is the same. In addition, when the sample for measurement at two arbitrary points was cut out from the film surface of the thin film layer and the electron beam transmission curve of each sample was created, the extreme values of the electron beam transmission curve in all the samples If the numbers are the same, the thin film layer can be assumed to be substantially uniform.

本発明にかかる薄膜層は、ガスバリア性を有することが知られている公知の材料を適宜使用して形成することができる。このような薄膜層の材質としては、例えば、アルミニウム、銀、クロム、チタン等の金属;酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化窒化ケイ素等の酸化物;窒化ケイ素等の窒化物;硫化物;フッ化物;炭化物が挙げられる。これらの材質は、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。   The thin film layer according to the present invention can be formed by appropriately using a known material known to have gas barrier properties. Examples of the material of the thin film layer include metals such as aluminum, silver, chromium, and titanium; oxides such as silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, and silicon oxynitride; nitrides such as silicon nitride; sulfides; Fluorides; including carbides. These materials can be used singly or in combination of two or more.

また、本発明のガスバリア性積層フィルムは、このような薄膜層を少なくとも1層備えることが必要であるが、2層以上を備えていてもよい。さらに、このような薄膜層を2層以上備える場合には、複数の薄膜層の材質は、同一であってもよく、異なっていてもよい。また、このような薄膜層を2層以上備える場合には、このような薄膜層は前記基材の一方の表面上に形成されていてもよく、前記基材の両方の表面上に形成されていてもよい。また、このような複数の薄膜層としては、ガスバリア性を必ずしも有しない薄膜層を含んでいてもよい。   In addition, the gas barrier laminate film of the present invention needs to include at least one such thin film layer, but may include two or more layers. Further, when two or more such thin film layers are provided, the materials of the plurality of thin film layers may be the same or different. When two or more such thin film layers are provided, such a thin film layer may be formed on one surface of the base material, and is formed on both surfaces of the base material. May be. Moreover, as such a some thin film layer, the thin film layer which does not necessarily have gas barrier property may be included.

また、これらの薄膜層の材質の中でも、得られるガスバリア性積層フィルムの透明性及びガスバリア性のバランスの観点からは、酸化ケイ素を主成分として用いることが好ましく、一般式:SiO(前記一般式において、Xは1〜2の数を表す。)で表される酸化ケイ素を主体として用いることがより好ましく、一般式:SiO(前記一般式において、Xは1.5〜2.0の数を表す。)で表される酸化ケイ素を主成分として用いることが特に好ましい。なお、本明細書において、主成分として用いるとは、材質の全成分の質量に対してその成分の含有量が50質量%以上(好ましくは70質量%以上)であることをいう。 Among these thin film layer materials, it is preferable to use silicon oxide as a main component from the viewpoint of the balance between transparency and gas barrier properties of the obtained gas barrier laminate film, and the general formula: SiO X (the above general formula In which X represents a number of 1 to 2 is more preferably used as a main component, and a general formula: SiO X (wherein X is a number of 1.5 to 2.0) It is particularly preferable to use silicon oxide represented by In this specification, the term “used as a main component” means that the content of the component is 50% by mass or more (preferably 70% by mass or more) with respect to the mass of all the components of the material.

また、これらの酸化ケイ素を主成分とする薄膜層は、ケイ素および酸素以外の元素を含んでいても良い。そのような元素としては、例えば炭素を挙げることができる。ケイ素、酸素、炭素を含む薄膜層は、一般式:SiO(前記一般式において、Xは0〜2の数を,Yは0〜2の数を表す。)で表されるケイ素-酸素-炭素化合物を主成分として用いることが好ましい。また、これらの薄膜層は、ケイ素、酸素、炭素以外の元素として、水素を含んでいても良い。 Moreover, the thin film layer which has these silicon oxides as a main component may contain elements other than silicon and oxygen. An example of such an element is carbon. The thin film layer containing silicon, oxygen, and carbon has a general formula: SiO X C Y (wherein X represents a number from 0 to 2 and Y represents a number from 0 to 2). It is preferable to use an oxygen-carbon compound as a main component. Moreover, these thin film layers may contain hydrogen as elements other than silicon, oxygen, and carbon.

ケイ素、酸素、炭素、水素を含む薄膜層は、一般式:SiO(前記一般式において、Xは0〜2の数を,Yは0〜2の数を,Zは0〜6の数を表す。)で表されるケイ素-酸素-炭素-水素化合物を主成分として用いることが好ましい。 The thin film layer containing silicon, oxygen, carbon, and hydrogen has a general formula: SiO X C Y H Z (wherein X is a number from 0 to 2, Y is a number from 0 to 2, Z is 0 to 0) It is preferable to use as a main component a silicon-oxygen-carbon-hydrogen compound represented by the following formula:

また、これらの薄膜層は、ケイ素、酸素、炭素、水素以外の元素を含んでいても良く、そのような元素としては例えば窒素が挙げられ、さらには、ホウ素、アルミニウム、リン、イオウ、フッ素、塩素などが挙げられる。   These thin film layers may contain elements other than silicon, oxygen, carbon, and hydrogen. Examples of such elements include nitrogen, and further boron, aluminum, phosphorus, sulfur, fluorine, Examples include chlorine.

前記薄膜層の材質が酸化ケイ素である場合には、前記一般式におけるケイ素に対する酸素の比率Xが薄膜層中で一定の値であってもよく、また、薄膜層の膜厚方向に対して前記比率Xが変化していてもよい。   In the case where the material of the thin film layer is silicon oxide, the ratio X of oxygen to silicon in the general formula may be a constant value in the thin film layer. The ratio X may be changed.

前記薄膜層の材質がケイ素酸素炭素化合物である場合には、前記一般式におけるケイ素に対する酸素の比率X、および、ケイ素に対する炭素の比率Yが薄膜層中で一定の値であってもよく、また、薄膜層の膜厚方向に対して前記比率Xおよび比率Yが変化していてもよい。   When the material of the thin film layer is a silicon oxygen carbon compound, the ratio X of oxygen to silicon and the ratio Y of carbon to silicon in the general formula may be constant values in the thin film layer. The ratio X and the ratio Y may change with respect to the film thickness direction of the thin film layer.

前記薄膜層の材質がケイ素酸素炭素水素化合物である場合には、前記一般式におけるケイ素に対する酸素の比率X、ケイ素に対する炭素の比率Y、および、ケイ素に対する水素の比率Zが薄膜層中で一定の値であってもよく、また、薄膜層の膜厚方向に対して前記比率X,比率Yおよび比率Zが変化していてもよい。   When the material of the thin film layer is a silicon oxygen carbon hydrogen compound, the ratio X of oxygen to silicon, the ratio Y of carbon to silicon, and the ratio Z of hydrogen to silicon in the general formula are constant in the thin film layer. The ratio X, the ratio Y, and the ratio Z may be changed with respect to the film thickness direction of the thin film layer.

このような薄膜層の膜構造は、例えば、X線光電子分光装置(XPS:Xray Photoelectron Spectroscopy)、二次イオン質量分析装置(SIMS:Secondary Ion Mass Spectroscopy)等の表面分析装置を用い、薄膜層の膜厚方向にイオンエッチングしつつ分析する方法を利用して、薄膜層の分析を行うことより確認することができる。   The film structure of such a thin film layer is, for example, a surface analysis device such as an X-ray photoelectron spectrometer (XPS: Xray Photoelectron Spectroscopy) or a secondary ion mass spectrometer (SIMS: Secondary Ion Mass Spectroscopy). This can be confirmed by analyzing the thin film layer using a method of analysis while performing ion etching in the film thickness direction.

前記薄膜層の厚みは、5〜3000nmの範囲であることが好ましく、10〜2000nmの範囲であることより好ましく、100〜1000nmの範囲であることが特に好ましい。薄膜層の厚みが前記下限未満では、酸素ガスバリア性、水蒸気バリア性等のガスバリア性が劣る傾向にあり、他方、前記上限を超えると、屈曲によりガスバリア性が低下しやすくなる傾向にある。   The thickness of the thin film layer is preferably in the range of 5 to 3000 nm, more preferably in the range of 10 to 2000 nm, and particularly preferably in the range of 100 to 1000 nm. If the thickness of the thin film layer is less than the lower limit, the gas barrier properties such as oxygen gas barrier properties and water vapor barrier properties tend to be inferior. On the other hand, if the thickness exceeds the upper limit, the gas barrier properties tend to decrease due to bending.

また、本発明のガスバリア性積層フィルムが複数の薄膜層を備える場合には、それらの薄膜層の厚みの合計値は、通常10〜10000nmの範囲であり、10〜5000nmの範囲であることが好ましく、100〜3000nmの範囲であることより好ましく、200〜2000nmの範囲であることが特に好ましい。薄膜層の厚みの合計値が前記下限未満では、酸素ガスバリア性、水蒸気バリア性等のガスバリア性が劣る傾向にあり、他方、前記上限を超えると、屈曲によりガスバリア性が低下しやすくなる傾向にある。   When the gas barrier laminate film of the present invention includes a plurality of thin film layers, the total thickness of the thin film layers is usually in the range of 10 to 10000 nm, preferably in the range of 10 to 5000 nm. , More preferably in the range of 100 to 3000 nm, particularly preferably in the range of 200 to 2000 nm. If the total thickness of the thin film layer is less than the lower limit, the gas barrier properties such as oxygen gas barrier properties and water vapor barrier properties tend to be inferior. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the gas barrier properties tend to decrease due to bending. .

本発明のガスバリア性積層フィルムは、前記基材及び前記薄膜層を備えるものであるが、必要に応じて、更にプライマーコート層、ヒートシール性樹脂層、接着剤層等を備えていてもよい。このようなプライマーコート層は、前記基材及び前記薄膜層との接着性を向上させることが可能な公知のプライマーコート剤を用いて形成することができる。また、このようなヒートシール性樹脂層は、適宜公知のヒートシール性樹脂を用いて形成することができる。さらに、このような接着剤層は、適宜公知の接着剤を用いて形成することができ、このような接着剤層により複数のガスバリア性積層フィルム同士を接着させてもよい。   The gas barrier laminate film of the present invention includes the base material and the thin film layer, and may further include a primer coat layer, a heat sealable resin layer, an adhesive layer, and the like as necessary. Such a primer coat layer can be formed using a known primer coat agent capable of improving the adhesion between the substrate and the thin film layer. Moreover, such a heat-sealable resin layer can be suitably formed using a well-known heat-sealable resin. Furthermore, such an adhesive layer can be appropriately formed using a known adhesive, and a plurality of gas barrier laminate films may be adhered to each other by such an adhesive layer.

また、本発明のガスバリア性積層フィルムにおいては、前記薄膜層がプラズマ化学気相成長法により形成される層であることが好ましい。このようなプラズマ化学気相成長法により形成される薄膜層としては、前記基材を前記一対の成膜ロール上に配置し、前記一対の成膜ロール間に放電してプラズマを発生させるプラズマ化学気相成長法により形成される層であることがより好ましい。また、このようにして一対の成膜ロール間に放電する際には、前記一対の成膜ロールの極性を交互に反転させることが好ましい。更に、このようなプラズマ化学気相成長法に用いる成膜ガスとしては有機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以下であることが好ましい。また、本発明のガスバリア性積層フィルムにおいては、前記薄膜層が連続的な成膜プロセスにより形成された層であることが好ましい。なお、このようなプラズマ化学気相成長法を利用して薄膜層を形成する方法は、後述の本発明のガスバリア性積層フィルムを製造する方法において説明する。   In the gas barrier laminate film of the present invention, the thin film layer is preferably a layer formed by a plasma chemical vapor deposition method. As a thin film layer formed by such a plasma chemical vapor deposition method, plasma chemistry in which the base material is disposed on the pair of film forming rolls and plasma is generated by discharging between the pair of film forming rolls. A layer formed by a vapor deposition method is more preferable. Further, when discharging between the pair of film forming rolls in this way, it is preferable to reverse the polarities of the pair of film forming rolls alternately. Further, the film forming gas used in such a plasma chemical vapor deposition method preferably contains an organosilicon compound and oxygen, and the content of oxygen in the film forming gas is the organic gas in the film forming gas. It is preferable that the amount is less than or equal to the theoretical oxygen amount necessary for complete oxidation of the entire amount of the silicon compound. In the gas barrier laminate film of the present invention, the thin film layer is preferably a layer formed by a continuous film forming process. In addition, the method of forming a thin film layer using such a plasma chemical vapor deposition method is demonstrated in the method of manufacturing the gas-barrier laminated film of this invention mentioned later.

次に、本発明のガスバリア性積層フィルムを製造する方法について説明する。本発明のガスバリア性積層フィルムは、前記基材の表面上に前記薄膜層を形成させることにより製造することができる。このような本発明にかかる薄膜層を前記基材の表面上に形成させる方法としては、ガスバリア性の観点から、プラズマ化学気相成長法(プラズマCVD)を採用することが好ましい。なお、前記プラズマ化学気相成長法はペニング放電プラズマ方式のプラズマ化学気相成長法であっても良い。   Next, a method for producing the gas barrier laminate film of the present invention will be described. The gas barrier laminate film of the present invention can be produced by forming the thin film layer on the surface of the substrate. As a method of forming such a thin film layer according to the present invention on the surface of the substrate, it is preferable to employ plasma chemical vapor deposition (plasma CVD) from the viewpoint of gas barrier properties. The plasma chemical vapor deposition method may be a Penning discharge plasma type chemical vapor deposition method.

また、前記プラズマ化学気相成長法においてプラズマを発生させる際には、複数の成膜ロールの間の空間にプラズマ放電を発生させることが好ましく、一対の成膜ロールを用い、その一対の成膜ロールのそれぞれに前記基材を配置して、一対の成膜ロール間に放電してプラズマを発生させることがより好ましい。このようにして、一対の成膜ロールを用い、その一対の成膜ロール上に基材を配置して、かかる一対の成膜ロール間に放電することにより、成膜時に一方の成膜ロール上に存在する基材の表面部分を成膜しつつ、もう一方の成膜ロール上に存在する基材の表面部分も同時に成膜することが可能となって効率よく薄膜を製造できるばかりか、成膜レートを倍にでき、なおかつ、同じ構造の膜を成膜できるので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、形成される薄膜層を前記電子線透過度曲線に少なくとも1つの極値を有する層とすることが可能となる。また、本発明のガスバリア性積層フィルムは、生産性の観点から、ロールツーロール方式で前記基材の表面上に前記薄膜層を形成させることが好ましい。また、このようなプラズマ化学気相成長法によりガスバリア性積層フィルムを製造する際に用いることが可能な装置としては、特に制限されないが、少なくとも一対の成膜ロールと、プラズマ電源とを備え且つ前記一対の成膜ロール間において放電することが可能な構成となっている装置であることが好ましく、例えば、図1に示すような製造装置を用いた場合には、プラズマ化学気相成長法を利用しながらロールツーロール方式で製造することも可能となる。   Further, when generating plasma in the plasma enhanced chemical vapor deposition method, it is preferable to generate a plasma discharge in a space between a plurality of film forming rolls, and a pair of film forming rolls is used, and the pair of film forming films is used. More preferably, the substrate is disposed on each of the rolls, and plasma is generated by discharging between the pair of film forming rolls. In this way, a pair of film forming rolls are used, a base material is disposed on the pair of film forming rolls, and discharge is performed between the pair of film forming rolls. In addition to forming the surface portion of the base material present on the other film, the surface portion of the base material existing on the other film forming roll can be formed at the same time. Since the film rate can be doubled, and a film having the same structure can be formed, the extreme value can be at least doubled, and the formed thin film layer can be efficiently added to the electron beam transmittance curve with at least one extreme value. It becomes possible to set it as the layer which has. Moreover, it is preferable that the gas-barrier laminated film of this invention forms the said thin film layer on the surface of the said base material by a roll-to-roll system from a viewpoint of productivity. An apparatus that can be used when producing a gas barrier laminate film by such a plasma chemical vapor deposition method is not particularly limited, and includes at least a pair of film forming rolls and a plasma power source, and It is preferable that the apparatus has a configuration capable of discharging between a pair of film forming rolls. For example, when a manufacturing apparatus as shown in FIG. 1 is used, a plasma chemical vapor deposition method is used. However, it is also possible to manufacture by a roll-to-roll method.

以下、図1を参照しながら、本発明のガスバリア性積層フィルムを製造する方法についてより詳細に説明する。図1は、本発明のガスバリア性積層フィルムを製造するのに好適に利用することが可能な製造装置の一例を示す模式図である。なお、以下の説明及び図面中、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   Hereinafter, the method for producing the gas barrier laminate film of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic view showing an example of a production apparatus that can be suitably used for producing the gas barrier laminate film of the present invention. In the following description and drawings, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and duplicate descriptions are omitted.

図1に示す製造装置は、送り出しロール11と、搬送ロール21、22、23、24と、成膜ロール31、32と、ガス供給管41と、プラズマ発生用電源51と、成膜ロール31及び32の内部に設置された磁場発生装置61、62と、巻取りロール71とを備えている。また、このような製造装置においては、少なくとも成膜ロール31、32と、ガス供給管41と、プラズマ発生用電源51と、磁場発生装置61、62とが図示を省略した真空チャンバー内に配置されている。更に、このような製造装置において前記真空チャンバーは図示を省略した真空ポンプに接続されており、かかる真空ポンプにより真空チャンバー内の圧力を適宜調整することが可能となっている。   1 includes a feed roll 11, transport rolls 21, 22, 23, 24, film forming rolls 31, 32, a gas supply pipe 41, a plasma generating power supply 51, a film forming roll 31, and 32 includes magnetic field generators 61 and 62 installed inside 32, and a winding roll 71. In such a manufacturing apparatus, at least the film forming rolls 31, 32, the gas supply pipe 41, the plasma generating power source 51, and the magnetic field generating apparatuses 61, 62 are arranged in a vacuum chamber (not shown). ing. Further, in such a manufacturing apparatus, 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.

このような製造装置においては、一対の成膜ロール(成膜ロール31と成膜ロール32)を一対の対向電極として機能させることが可能となるように、各成膜ロールがそれぞれプラズマ発生用電源51に接続されている。そのため、このような製造装置においては、プラズマ発生用電源51により電力を供給することにより、成膜ロール31と成膜ロール32との間の空間に放電することが可能であり、これにより成膜ロール31と成膜ロール32との間の空間にプラズマを発生させることができる。なお、このように、成膜ロール31と成膜ロール32を電極としても利用する場合には、電極としても利用可能なようにその材質や設計を適宜変更すればよい。また、このような製造装置においては、一対の成膜ロール(成膜ロール31及び32)は、その中心軸が同一平面上において略平行となるようにして配置することが好ましい。このようにして、一対の成膜ロール(成膜ロール31及び32)を配置することにより、成膜レートを倍にでき、なおかつ、同じ構造の膜を成膜できるので極値を少なくとも倍増させることが可能となる。そして、このような製造装置によれば、CVD法によりフィルム100の表面上に薄膜層を形成することが可能であり、成膜ロール31上においてフィルム100の表面上に膜成分を堆積させつつ、更に成膜ロール32上においてもフィルム100の表面上に膜成分を堆積させることもできるため、フィルム100の表面上に前記薄膜層を効率よく形成することができる。   In such a manufacturing apparatus, each film-forming roll has a plasma generation power source so that the pair of film-forming rolls (film-forming roll 31 and film-forming roll 32) can function as a pair of counter electrodes. 51 is connected. Therefore, in such a manufacturing apparatus, it is possible to discharge into the space between the film forming roll 31 and the film forming roll 32 by supplying power from the plasma generating power source 51, thereby forming the film. Plasma can be generated in the space between the roll 31 and the film forming roll 32. In this way, when the film forming roll 31 and the film forming roll 32 are also used as electrodes, the material and design thereof may be appropriately changed so that they can also be used as electrodes. Moreover, in such a manufacturing apparatus, it is preferable that the pair of film forming rolls (film forming rolls 31 and 32) are arranged so that their central axes are substantially parallel on the same plane. Thus, by arranging a pair of film forming rolls (film forming rolls 31 and 32), the film forming rate can be doubled, and a film having the same structure can be formed, so that the extreme value is at least doubled. Is possible. And according to such a manufacturing apparatus, it is possible to form a thin film layer on the surface of the film 100 by the CVD method, while depositing a film component on the surface of the film 100 on the film forming roll 31, Furthermore, since the film component can be deposited on the surface of the film 100 also on the film forming roll 32, the thin film layer can be efficiently formed on the surface of the film 100.

また、成膜ロール31及び成膜ロール32の内部には、成膜ロールが回転しても回転しないようにして固定された磁場発生装置61及び62がそれぞれ設けられている。   Further, inside the film forming roll 31 and the film forming roll 32, magnetic field generators 61 and 62 fixed so as not to rotate even when the film forming roll rotates are provided, respectively.

さらに、成膜ロール31及び成膜ロール32としては適宜公知のロールを用いることができる。このような成膜ロール31及び32としては、より効率よく薄膜を形成せしめるという観点から、直径が同一のものを使うことが好ましい。また、このような成膜ロール31及び32の直径としては、放電条件、チャンバーのスペース等の観点から、5〜100cmの範囲とすることが好ましい。   Further, as the film forming roll 31 and the film forming roll 32, known rolls can be appropriately used. As such film forming rolls 31 and 32, those having the same diameter are preferably used from the viewpoint of forming a thin film more efficiently. Further, the diameter of the film forming rolls 31 and 32 is preferably in the range of 5 to 100 cm from the viewpoint of discharge conditions, chamber space, and the like.

また、このような製造装置においては、フィルム100の表面がそれぞれ対向するように、一対の成膜ロール(成膜ロール31と成膜ロール32)上に、フィルム100が配置されている。このようにしてフィルム100を配置することにより、成膜ロール31と成膜ロール32との間に放電を行ってプラズマを発生させる際に、一対の成膜ロール間に存在するフィルム100のそれぞれの表面を同時に成膜することが可能となる。すなわち、このような製造装置によれば、CVD法により、成膜ロール31上にてフィルム100の表面上に膜成分を堆積させ、更に成膜ロール32上にて膜成分を堆積させることができるため、フィルム100の表面上に前記薄膜層を効率よく形成することが可能となる。   Moreover, in such a manufacturing apparatus, the film 100 is arrange | positioned on a pair of film-forming roll (The film-forming roll 31 and the film-forming roll 32) so that the surface of the film 100 may oppose, respectively. By disposing the film 100 in this manner, each of the films 100 existing between the pair of film forming rolls is generated when the plasma is generated by performing discharge between the film forming roll 31 and the film forming roll 32. It becomes possible to form a film on the surface simultaneously. That is, according to such a manufacturing apparatus, the film component can be deposited on the surface of the film 100 on the film forming roll 31 and further the film component can be deposited on the film forming roll 32 by the CVD method. Therefore, the thin film layer can be efficiently formed on the surface of the film 100.

また、このような製造装置に用いる送り出しロール11及び搬送ロール21、22、23、24としては、適宜公知のロールを用いることができる。また、巻取りロール71としても、薄膜層を形成したフィルム100を巻き取ることが可能なものであればよく、特に制限されず、適宜公知のロールを用いることができる。   Also, as the feed roll 11 and the transport rolls 21, 22, 23, 24 used in such a manufacturing apparatus, known rolls can be used as appropriate. Further, the winding roll 71 is not particularly limited as long as it can wind the film 100 on which the thin film layer is formed, and a known roll can be appropriately used.

また、ガス供給管41としては原料ガス等を所定の速度で供給又は排出することが可能なものを適宜用いることができる。さらに、プラズマ発生用電源51としては、適宜公知のプラズマ発生装置の電源を用いることができる。このようなプラズマ発生用電源51は、これに接続された成膜ロール31と成膜ロール32に電力を供給して、これらを放電のための対向電極として利用することを可能とする。このようなプラズマ発生用電源51としては、より効率よくプラズマCVDを実施することが可能となることから、前記一対の成膜ロールの極性を交互に反転させることが可能なもの(交流電源など)を利用することが好ましい。また、このようなプラズマ発生用電源51としては、より効率よくプラズマCVDを実施することが可能となることから、印加電力を100W〜10kWとすることができ且つ交流の周波数を50Hz〜500kHzとすることが可能なものであることがより好ましい。また、磁場発生装置61、62としては適宜公知の磁場発生装置を用いることができる。さらに、フィルム100としては、前記本発明に用いる基材の他に、前記薄膜層を予め形成させたものを用いることができる。このように、フィルム100として前記薄膜層を予め形成させたものを用いることにより、前記薄膜層の厚みを厚くすることも可能である。   Further, as the gas supply pipe 41, a pipe capable of supplying or discharging the source gas or the like at a predetermined speed can be appropriately used. Furthermore, as the plasma generating power source 51, a known power source for a plasma generating apparatus can be used as appropriate. Such a power source 51 for generating plasma supplies power to the film forming roll 31 and the film forming roll 32 connected to the power source 51 and makes it possible to use them as a counter electrode for discharging. As such a plasma generation power source 51, it is possible to more efficiently carry out plasma CVD, so that the polarity of the pair of film forming rolls can be alternately reversed (AC power source or the like). Is preferably used. In addition, since the plasma generating power source 51 can perform plasma CVD more efficiently, the applied power can be set to 100 W to 10 kW, and the AC frequency can be set to 50 Hz to 500 kHz. More preferably, it is possible. As the magnetic field generators 61 and 62, known magnetic field generators can be used as appropriate. Furthermore, as the film 100, in addition to the substrate used in the present invention, a film in which the thin film layer is formed in advance can be used. As described above, by using the film 100 in which the thin film layer is formed in advance, it is possible to increase the thickness of the thin film layer.

このような図1に示す製造装置を用いて、例えば、原料ガスの種類、プラズマ発生装置の電極ドラムの電力、真空チャンバー内の圧力、成膜ロールの直径、並びに、フィルムの搬送速度を適宜調整することにより、本発明のガスバリア性積層フィルムを製造することができる。すなわち、図1に示す製造装置を用いて、成膜ガス(原料ガス等)を真空チャンバー内に供給しつつ、一対の成膜ロール(成膜ロール31及び32)間に放電を発生させることにより、前記成膜ガス(原料ガス等)がプラズマによって分解され、成膜ロール31上のフィルム100の表面上並びに成膜ロール32上のフィルム100の表面上に、前記薄膜層がプラズマCVD法により形成される。なお、このような成膜に際しては、フィルム100が、送り出しロール11や成膜ロール31等により、それぞれ搬送されることにより、ロールツーロール方式の連続的な成膜プロセスによりフィルム100の表面上に前記薄膜層が形成される。   Using the manufacturing apparatus shown in FIG. 1, for example, the type of source gas, the power of the electrode drum of the plasma generator, the pressure in the vacuum chamber, the diameter of the film forming roll, and the film transport speed are adjusted as appropriate. By doing so, the gas barrier laminate film of the present invention can be produced. That is, by using the manufacturing apparatus shown in FIG. 1 to generate a discharge between a pair of film forming rolls (film forming rolls 31 and 32) while supplying a film forming gas (such as a raw material gas) into the vacuum chamber. The film forming gas (raw material gas or the like) is decomposed by plasma, and the thin film layer is formed on the surface of the film 100 on the film forming roll 31 and on the surface of the film 100 on the film forming roll 32 by the plasma CVD method. Is done. In such film formation, the film 100 is transported by the delivery roll 11 and the film formation roll 31, respectively, so that it is formed on the surface of the film 100 by a roll-to-roll continuous film formation process. The thin film layer is formed.

このような薄膜層の形成に用いる前記成膜ガス中の原料ガスとしては、形成する薄膜層の材質に応じて適宜選択して使用することができる。このような原料ガスとしては、例えば薄膜層の材質が酸化ケイ素等のケイ素を含有するものである場合には、ケイ素を含有する有機ケイ素化合物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、1.1.3.3−テトラメチルジシロキサン、ビニルトリメチルシラン、メチルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラン、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、ジエチルシラン、プロピルシラン、フェニルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサンが挙げられる。これらの有機ケイ素化合物の中でも、化合物の取り扱い性及び得られる薄膜層のガスバリア性等の特性の観点から、ヘキサメチルジシロキサン、1.1.3.3−テトラメチルジシロキサンが好ましい。また、これらの有機ケイ素化合物は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。   The source gas in the film-forming gas used for forming such a thin film layer can be appropriately selected and used according to the material of the thin film layer to be formed. As such a source gas, for example, when the material of the thin film layer contains silicon such as silicon oxide, an organosilicon compound containing silicon can be used. Examples of such organosilicon compounds include hexamethyldisiloxane, 1.1.3.3-tetramethyldisiloxane, vinyltrimethylsilane, methyltrimethylsilane, hexamethyldisilane, methylsilane, dimethylsilane, trimethylsilane, diethyl Examples thereof include silane, propylsilane, phenylsilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, and octamethylcyclotetrasiloxane. Among these organosilicon compounds, hexamethyldisiloxane and 1.1.3.3-tetramethyldisiloxane are preferable from the viewpoints of properties such as handling of the compound and gas barrier properties of the obtained thin film layer. Moreover, these organosilicon compounds can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

また、前記成膜ガスとしては、前記薄膜層の材質が酸化物、窒化物、硫化物等の無機化合物である場合には、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、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、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。   Further, as the film forming gas, when the material of the thin film layer is an inorganic compound such as an oxide, a nitride, or a sulfide, a reactive gas may be used in addition to the source 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 singly or in combination of two or more. For example, when forming an oxynitride, the reaction gas for forming an oxide and a nitride are formed. Can be used in combination with the reaction gas for

前記成膜ガスとしては、前記原料ガスを真空チャンバー内に供給するために、必要に応じて、キャリアガスを用いてもよい。さらに、前記成膜ガスとしては、プラズマ放電を発生させるために、必要に応じて、放電用ガスを用いてもよい。このようなキャリアガス及び放電用ガスとしては、適宜公知のものを使用することができ、例えば、ヘリウム、アルゴン、ネオン、キセノン等の希ガス;水素を用いることができる。   As the film forming gas, a carrier gas may be used as necessary to supply the source gas into the vacuum chamber. Further, as the film forming gas, a discharge gas may be used as necessary in order to generate plasma discharge. As such a carrier gas and a discharge gas, known ones can be used as appropriate. 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との比率において、原料ガスと反応ガスとを完全に反応させるために理論上必要となる反応ガスの量の比率よりも、反応ガスの比率を過剰にし過ぎないことが好ましい。反応ガスの比率を過剰にし過ぎてしまうと反応が進みすぎて完全に反応した生成物の均一な膜となってしまい、薄膜層において組成に変動が見られず、前記電子線透過度曲線に極値が見られなくなってしまう。この場合には、形成される薄膜層によって、優れたバリア性や耐屈曲性を得ることができなくなる。また、前記成膜ガスが前記有機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 raw material gas and a reactive gas, the reaction gas that is theoretically necessary for completely reacting the raw material gas and the reactive gas in the ratio of the raw material gas and the reactive gas. It is preferable that the ratio of the reaction gas is not excessively increased rather than the ratio of the amount. If the reaction gas ratio is excessively increased, the reaction proceeds too much, resulting in a uniform film of a completely reacted product, the composition of the thin film layer is not changed, and the electron beam transmission curve is extremely different. The value can no longer be seen. In this case, excellent barrier properties and bending resistance cannot be obtained depending on the formed thin film layer. Further, when the film forming gas contains the organosilicon compound and oxygen, the amount is less than 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, a gas containing hexamethyldisiloxane (organosilicon compound: HMDSO: (CH 3 ) 6 Si 2 O :) as a source gas and oxygen (O 2 ) as a reaction gas is used. Taking a case of producing a silicon-oxygen-based thin film as an example, a suitable ratio of the source 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):
(CHSiO+12O→6CO+9HO+2SiO (1)
に記載のような反応が起こり、二酸化ケイ素が製造される。このような反応においては、ヘキサメチルジシロキサン1モルを完全酸化するのに必要な酸素量は12モルである。そのため、成膜ガス中に、ヘキサメチルジシロキサン1モルに対して酸素を12モル以上含有させて完全に反応させた場合には、均一な二酸化ケイ素膜が形成されてしまうため、前記電子線透過度曲線において少なくとも1つの極値を有する薄膜層を形成することができなくなってしまう。そのため、本発明において、薄膜層を形成する際には、上記(1)式の反応が完全に進行してしまわないように、ヘキサメチルジシロキサン1モルに対して酸素量を化学量論比の12モルより少なくする必要がある。なお、実際のプラズマCVDチャンバー内の反応では、原料のヘキサメチルジシロキサンと反応ガスの酸素は、ガス供給部から成膜領域へ供給されて成膜されるので、反応ガスの酸素のモル量(流量)が原料のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)の12倍のモル量(流量)であったとしても、現実には完全に反応を進行させることはできず、酸素の含有量を化学量論比に比して大過剰に供給して初めて反応が完結すると考えられる(例えば、CVDにより完全酸化させて酸化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。)。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薄膜層中に取り込まれるため、膜厚方向において組成に変動のある層を形成することが可能となり、前記電子線透過度曲線において少なくとも1つの極値を有する薄膜層を形成することが可能となって、得られるガスバリア性積層フィルムに優れたバリア性及び耐屈曲性を発揮させることが可能となる。なお、成膜ガス中のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)に対する酸素のモル量(流量)が少なすぎると、酸化されなかった炭素原子や水素原子が薄膜層中に過剰に取り込まれるため、この場合はバリア膜の透明性が低下して、バリアフィルムは有機ELデバイスや有機薄膜太陽電池などのような透明性を必要とするデバイス用のフレキシブル基板には利用できなくなってしまう。このような観点から、成膜ガス中のヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)に対する酸素のモル量(流量)の下限は、ヘキサメチルジシロキサンのモル量(流量)の0.1倍より多い量とすることが好ましく、0.5倍より多い量とすることがより好ましい。
A film-forming gas containing hexamethyldisiloxane (HMDSO, (CH 3 ) 6 Si 2 O) as a source gas and oxygen (O 2 ) as a reaction gas is reacted by plasma CVD to form a silicon-oxygen-based material. When producing a thin film, the following reaction formula (1) is given by the film-forming gas:
(CH 3 ) 6 Si 2 O + 12O 2 → 6CO 2 + 9H 2 O + 2SiO 2 (1)
Reaction occurs as described in 1 to produce silicon dioxide. In such a reaction, the amount of oxygen required to completely oxidize 1 mol of hexamethyldisiloxane is 12 mol. Therefore, when the film forming gas contains 12 moles or more of oxygen per mole of hexamethyldisiloxane and is completely reacted, a uniform silicon dioxide film is formed. The thin film layer having at least one extreme value in the degree curve cannot be formed. Therefore, in the present invention, when forming the thin film layer, the oxygen amount is set to the stoichiometric ratio with respect to 1 mol of hexamethyldisiloxane so that the reaction of the above formula (1) does not proceed completely. It must be less than 12 moles. Note that in the actual reaction in the plasma CVD chamber, the raw material hexamethyldisiloxane and the reaction gas oxygen are supplied from the gas supply unit to the film formation region to form a film, so the molar amount of oxygen in the reaction gas ( Even if the flow rate is 12 times the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane as the raw material, the reaction cannot actually proceed completely. It is considered that the reaction is completed only when a large excess is supplied compared to the stoichiometric ratio (for example, in order to obtain silicon oxide by complete oxidation by CVD, the molar amount (flow rate) of oxygen is the raw material hexamethyldisiloxane. (It may be about 20 times or more of the molar amount (flow rate).) Therefore, the molar amount (flow rate) of oxygen with respect to the molar amount (flow rate) of the raw material hexamethyldisiloxane is preferably an amount of 12 times or less (more preferably 10 times or less) which is the stoichiometric ratio. . By including hexamethyldisiloxane and oxygen in such a ratio, carbon atoms and hydrogen atoms in hexamethyldisiloxane that were not completely oxidized are taken into the thin film layer, so the composition varies in the film thickness direction. It is possible to form a thin layer having at least one extreme value in the electron beam transmission curve, and the resulting gas barrier laminate film has excellent barrier properties and resistance. Flexibility can be exhibited. If the molar amount (flow rate) of oxygen with respect to the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane in the film forming gas is too small, carbon atoms and hydrogen atoms that have not been oxidized are excessively taken into the thin film layer. In this case, the transparency of the barrier film decreases, and the barrier film cannot be used for a flexible substrate for a device that requires transparency such as an organic EL device or an organic thin film solar cell. From such a viewpoint, the lower limit of the molar amount (flow rate) of oxygen relative to the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane in the film forming gas is more than 0.1 times the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane. Preferably, the amount is more than 0.5 times.

また、真空チャンバー内の圧力(真空度)は、原料ガスの種類等に応じて適宜調整することができるが、0.5Pa〜50Paの範囲とすることが好ましい。   Moreover, although the pressure (vacuum degree) in a vacuum chamber can be suitably adjusted according to the kind etc. of source gas, it is preferable to set it as the range of 0.5 Pa-50 Pa.

また、このようなプラズマCVD法において、成膜ロール31及び32間に放電するために、プラズマ発生用電源51に接続された電極ドラム(本実施形態においては成膜ロール31及び32に設置されている。)に印加する電力は、原料ガスの種類や真空チャンバー内の圧力等に応じて適宜調整することができるものであり一概に言えるものでないが、0.1〜10kWの範囲とすることが好ましい。このような印加電力が前記下限未満ではパーティクルが発生し易くなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、成膜時に発生する熱量が多くなり、成膜時の基材表面の温度が上昇してしまい、基材が熱負けして成膜時に皺が発生してしまったり、ひどい場合には熱でフィルムが溶けて、裸の成膜ロール間に大電流の放電が発生して成膜ロール自体を傷めてしまう可能性が生じる。   In such a plasma CVD method, in order to discharge between the film forming rolls 31 and 32, an electrode drum connected to the plasma generating power source 51 (in this embodiment, the film is installed on the film forming rolls 31 and 32). The electric power to be applied can be adjusted as appropriate according to the type of source gas, the pressure in the vacuum chamber, etc., and cannot be generally stated, but may be in the range of 0.1 to 10 kW. preferable. When the applied power is less than the lower limit, particles tend to be generated. On the other hand, when the applied power exceeds the upper limit, the amount of heat generated during film formation increases, and the temperature of the substrate surface during film formation increases. The substrate loses heat and wrinkles occur during film formation. In severe cases, the film melts due to heat, and a large current discharge occurs between the bare film formation rolls. There is a possibility of hurting itself.

また、フィルム100の搬送速度(ライン速度)は、原料ガスの種類や真空チャンバー内の圧力等に応じて適宜調整することができるものであり、特に制限されるものではないが、0.25〜100m/minの範囲とすることが好ましく、0.5〜20m/minの範囲とすることがより好ましい。ライン速度が前記下限未満では、フィルムに熱に起因する皺の発生しやすくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、形成される薄膜層の厚みが薄くなる傾向にある。   Moreover, the conveyance speed (line speed) of the film 100 can be appropriately adjusted according to the type of the raw material gas, the pressure in the vacuum chamber, and the like, and is not particularly limited. The range is preferably 100 m / min, and more preferably 0.5 to 20 m / min. If the line speed is less than the lower limit, wrinkles due to heat tend to occur in the film. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the thickness of the formed thin film layer tends to be thin.

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、ガスバリア性積層フィルムの水蒸気透過度及び屈曲試験後の水蒸気透過度は以下の方法により測定した。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to a following example. In addition, the water vapor permeability of the gas barrier laminate film and the water vapor permeability after the bending test were measured by the following methods.

(i)水蒸気透過度の測定
温度40℃、低湿度側の湿度0%RH、高湿度側の湿度90%RHの条件において、水蒸気透過度測定機(GTRテック社製、機種名「GTRテック−30XASC」)を用いて、ガスバリア性積層フィルムの水蒸気透過度を測定した。また、温度40℃、低湿度側の湿度10%RH、高湿度側の湿度100%RHの条件において、水蒸気透過度測定機(Lyssy社製、機種名「Lyssy−L80−5000」)を用いて、ガスバリア性積層フィルムの水蒸気透過度を測定した。
(I) Measurement of water vapor permeability Under the conditions of a temperature of 40 ° C., a humidity of 0% RH on the low humidity side, and a humidity of 90% RH on the high humidity side, a water vapor permeability measuring device (model name “GTR Tech− 30XASC ") was used to measure the water vapor permeability of the gas barrier laminate film. In addition, using a water vapor permeability measuring machine (manufactured by Lyssy, model name “Lyssy-L80-5000”) under conditions of a temperature of 40 ° C., a humidity of 10% RH on the low humidity side, and a humidity of 100% RH on the high humidity side. The water vapor permeability of the gas barrier laminate film was measured.

(ii)屈曲試験後の水蒸気透過度の測定
金属製の棒にガスバリア性積層フィルムを巻き付けた後、1分放置する屈曲試験を施し、その後、ガスバリア性積層フィルムを平らに戻して試料とした。なお、屈曲試験における曲率半径Rは棒の直径の1/2に相当するが、ガスバリア性積層フィルムの巻き数が多くなる場合は、フィルムを巻き付けた時の直径の1/2を曲率半径Rとした。次に、温度40℃、低湿度側の湿度10%RH、高湿度側の湿度100%RHの条件において、水蒸気透過度測定機(Lyssy社製、機種名「Lyssy−L80−5000」)を用いて、試料の水蒸気透過度を測定した。
(Ii) Measurement of water vapor permeability after bending test A gas barrier laminate film was wound around a metal rod, and then subjected to a bending test that was allowed to stand for 1 minute, and then the gas barrier laminate film was flattened to prepare a sample. The radius of curvature R in the bending test corresponds to ½ of the diameter of the rod. However, when the number of turns of the gas barrier laminate film increases, ½ of the diameter when the film is wound is defined as the radius of curvature R. did. Next, a water vapor permeability measuring machine (manufactured by Lyssy, model name “Lyssy-L80-5000”) is used under the conditions of a temperature of 40 ° C., a humidity of 10% RH on the low humidity side, and a humidity of 100% RH on the high humidity side. Then, the water vapor permeability of the sample was measured.

(実施例1)
前述の図1に示す製造装置を用いてガスバリア性積層フィルムを製造した。すなわち、2軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム(PENフィルム、厚み: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」)を基材(フィルム100)として用い、これを送り出しロ−ル11に装着した。そして、成膜ロール31と成膜ロール32との間に磁場を印加すると共に、成膜ロール31と成膜ロール32にそれぞれ電力を供給して成膜ロール31と成膜ロール32との間に放電してプラズマを発生させ、このような放電領域に成膜ガス(原料ガスとしてのヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)と反応ガスとしての酸素ガス(放電ガスとしても機能する)の混合ガス)を供給して、下記条件にてプラズマCVD法による薄膜形成を行い、ガスバリア性積層フィルムを得た。
Example 1
A gas barrier laminate film was produced using the production apparatus shown in FIG. That is, a biaxially stretched polyethylene naphthalate film (PEN film, thickness: 100 μm, width: 350 mm, manufactured by Teijin DuPont Films, Inc., trade name “Teonex Q65FA”) is used as a base material (film 100). -It was attached to And while applying a magnetic field between the film-forming roll 31 and the film-forming roll 32 and supplying electric power to the film-forming roll 31 and the film-forming roll 32, respectively, Plasma is generated by discharging, and a film forming gas (mixed gas of hexamethyldisiloxane (HMDSO) as a source gas and oxygen gas (also functioning as a discharge gas) as a reaction gas) is supplied to such a discharge region. Then, a thin film was formed by the plasma CVD method under the following conditions to obtain a gas barrier laminate film.

〈成膜条件〉
成膜ガスの混合比(ヘキサメチルジシロキサン/酸素):50/500[単位:sccm(Standard Cubic Centimeter per Minute)]
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
フィルムの搬送速度;0.5m/min。
<Film formation conditions>
Deposition gas mixing ratio (hexamethyldisiloxane / oxygen): 50/500 [unit: sccm (Standard Cubic Centimeter per Minute)]
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
Film conveyance speed: 0.5 m / min.

このようにして得られたガスバリア性積層フィルムにおける薄膜層の厚みは0.3μmであった。また、得られたガスバリア性積層フィルムにおいて、温度40℃、低湿度側の湿度0%RH、高湿度側の湿度90%RHの条件における水蒸気透過度は3.1×10−4g/(m・day)であり、温度40℃、低湿度側の湿度10%RH、高湿度側の湿度100%RHの条件における水蒸気透過度は検出限界以下の値であった。更に、曲率半径8mmの条件で屈曲させた後の温度40℃、低湿度側の湿度10%RH、高湿度側の湿度100%RHの条件における水蒸気透過度は検出限界以下の値であり、得られたガスバリア性積層フィルムを屈曲させた場合においては、ガスバリア性の低下を十分に抑制することができることが確認された。 The thickness of the thin film layer in the gas barrier laminate film thus obtained was 0.3 μm. Further, in the obtained gas barrier laminate film, the water vapor transmission rate under the conditions of a temperature of 40 ° C., a humidity of 0% RH on the low humidity side, and a humidity of 90% RH on the high humidity side is 3.1 × 10 −4 g / (m a 2 · day), the temperature 40 ° C., humidity 10% RH of low humidity side, the water vapor permeability at a humidity of 100% RH of high humidity side was a value below the detection limit. Furthermore, the water vapor transmission rate under the conditions of a temperature of 40 ° C. after bending under a condition of a curvature radius of 8 mm, a humidity of 10% RH on the low humidity side, and a humidity of 100% RH on the high humidity side is a value below the detection limit. In the case where the obtained gas barrier laminate film was bent, it was confirmed that the deterioration of the gas barrier property can be sufficiently suppressed.

また、得られたガスバリア性積層フィルムについて、薄膜層の膜厚方向における基準面(薄膜層の表面と平行な所定の面)からの距離(z)と電子線透過度(T)との関係を示す電子線透過度曲線を作成した。すなわち、先ず、得られたガスバリア性積層フィルムの薄膜層の表面上に保護層を設けた後に、集束イオンビーム(FIB,Focused Ion Beam)を用いて、膜面に垂直な方向に切断して、厚みが100nmの試料を作製した。そして、得られた試料の切断面(膜面と垂直な面)を透過型電子顕微鏡(TEM、日立製作所(株)製、型番「FE−SEM HF−2000」)を用いて観察し、TEMの画像(倍率:10万倍)を得た。得られた結果を図2中の(a)に示す。   Moreover, about the obtained gas-barrier laminated | multilayer film, the relationship between the distance (z) from the reference plane (predetermined surface parallel to the surface of a thin film layer) in the film thickness direction of a thin film layer, and electron beam transmittance (T) is shown. The electron beam transmission curve shown was created. That is, first, after providing a protective layer on the surface of the thin film layer of the obtained gas barrier laminate film, using a focused ion beam (FIB, Focused Ion Beam), cut in a direction perpendicular to the film surface, A sample having a thickness of 100 nm was produced. Then, the cut surface (surface perpendicular to the membrane surface) of the obtained sample was observed using a transmission electron microscope (TEM, manufactured by Hitachi, Ltd., model number “FE-SEM HF-2000”). An image (magnification: 100,000 times) was obtained. The obtained result is shown in (a) of FIG.

このようにして得られた図2の(a)に示すTEMの画像において薄膜層の膜厚方向は画像の横方向となっている。なお、測定条件としては、加速電圧を200KVとし、対物絞りは160μmとした。得られたTEMの画像においては縞状の模様が観察された。   In the TEM image shown in FIG. 2A thus obtained, the film thickness direction of the thin film layer is the horizontal direction of the image. As measurement conditions, the acceleration voltage was 200 KV, and the objective aperture was 160 μm. A striped pattern was observed in the obtained TEM image.

次に、得られたTEMの画像をパーソナルコンピュータに読み込み、画像処理ソフト(アドビシステム社製、商品名「Adobe PhotoShop Elements7」)を用いて、画像を薄膜層の膜厚方向が画面上で縦方向となるように回転させつつ、その画像の一部分を切り出して濃淡像を得た。このようにして切り出した濃淡像を格子状に区画し、縦方向(膜厚方向)700個、横方向(膜面方向)500個の単位領域に分割した。なお、得られた濃淡像においては200nmが202個の単位領域分に相当する長さであった。そして、得られた濃淡像において、各単位領域に対してその濃淡の程度に応じて断面濃淡変数(C)の付与を行った。具体的には、画素が純黒である場合を0、純白である場合を255とし、各単位領域に対して、その濃淡の程度に応じて0から255までの断面濃淡変数(C)を付与した。このような区画及び断面濃淡変数付与の操作は、画像解析ソフト(リガク社製、商品名「Rigaku R−AXIS Display Software Ver.1.18」)を用いて行った。   Next, the obtained TEM image is read into a personal computer, and image processing software (manufactured by Adobe System, product name “Adobe PhotoShop Elements 7”) is used to display the image in the vertical direction on the screen in the film thickness direction of the thin film layer. A part of the image was cut out and rotated to obtain a grayscale image. The gray image cut out in this way was divided into a lattice pattern and divided into 700 unit regions in the vertical direction (film thickness direction) and 500 in the horizontal direction (film surface direction). In the obtained gray image, 200 nm was a length corresponding to 202 unit regions. Then, in the obtained shade image, the cross-sectional shade variable (C) was given to each unit region according to the shade level. Specifically, 0 is set when the pixel is pure black, and 255 is set when the pixel is pure white, and a cross-sectional density variable (C) from 0 to 255 is assigned to each unit area according to the level of density. did. Such an operation of assigning the section and the cross-sectional density variable was performed using image analysis software (product name “Rigaku R-AXIS Display Software Ver. 1.18” manufactured by Rigaku Corporation).

次いで、縦方向(膜厚方向)の各位置において、横方向(膜面方向)の平均値(500個の横に並んだ単位領域に対する平均値)を計算し、膜厚方向濃淡変数(C)を得た。
さらに、単純移動平均法を用いて、膜厚方向濃淡変数(C)のノイズを除去し、その後、薄膜層に相当する範囲における膜厚方向濃淡変数(C)の平均値が1となるように規格化し、ガスバリア性積層フィルムにおいて、薄膜層の膜厚方向における基準面からの距離(z)に対する膜厚方向濃淡変数(C)の関係を示して電子線透過度曲線を作成した。なお、電子線透過度曲線を作成するにあたり、基材と薄膜層との界面近傍における薄膜層の表面と平行な面を薄膜層の膜厚方向における基準面とした。得られた結果を図2中の(b)に示す。なお、膜厚方向濃淡変数(C)と電子線透過度(T)とは比例関係にあることから、図3は実施例1で得られたガスバリア性積層フィルムにおける薄膜層の膜厚方向における基準面からの距離(z)と電子線透過度(T)との関係を示す。
Next, at each position in the vertical direction (film thickness direction), an average value in the horizontal direction (film surface direction) (an average value for 500 unit regions arranged side by side) is calculated, and a thickness direction density variable (C Z )
Further, the noise of the film thickness direction gradation variable (C Z ) is removed using the simple moving average method, and then the average value of the film thickness direction gradation variable (C Z ) in the range corresponding to the thin film layer becomes 1. Thus, in the gas barrier laminate film, an electron beam transmission curve was prepared by showing the relationship of the thickness direction density variable (C Z ) to the distance (z) from the reference plane in the thickness direction of the thin film layer. In preparing the electron beam transmittance curve, a plane parallel to the surface of the thin film layer in the vicinity of the interface between the base material and the thin film layer was used as a reference plane in the film thickness direction of the thin film layer. The obtained result is shown in FIG. Since the thickness direction density variable (C Z ) and the electron beam transmittance (T) are in a proportional relationship, FIG. 3 shows the thickness direction of the thin film layer in the gas barrier laminate film obtained in Example 1. The relationship between the distance (z) from a reference plane and electron beam transmittance (T) is shown.

図2の(b)に示す結果からも明らかなように、得られた電子線透過度曲線は複数の明確な極値を有していることが確認された。また、薄膜層に相当する範囲、すなわち、薄膜層の膜厚方向における基準面からの距離(z)が210nm〜520nmとなる範囲において、膜厚方向濃淡変数(C)を薄膜層の膜厚方向における基準面からの距離(z)で微分した傾き(dC/dz)を算出し、その最大値及び最小値を求めたところ、最大値は3.79×10−3nm−1であり、最小値は−4.75×10−3nm−1であった。また、最大値及び最小値の差の絶対値は8.54×10−3nm−1であった。更に、得られた電子線透過度曲線においては、隣接する極大値と極小値の膜厚方向濃淡変数(C)の差の絶対値が0.03以上となる部位が散見された。 As is clear from the results shown in FIG. 2B, it was confirmed that the obtained electron beam transmission curve has a plurality of distinct extreme values. Further, in the range corresponding to the thin film layer, that is, in the range where the distance (z) from the reference plane in the film thickness direction of the thin film layer is 210 nm to 520 nm, the thickness direction density variable (C Z ) is set to the film thickness of the thin film layer. The gradient (dC Z / dz) differentiated by the distance (z) from the reference plane in the direction was calculated, and the maximum value and the minimum value were obtained. The maximum value was 3.79 × 10 −3 nm −1 . The minimum value was −4.75 × 10 −3 nm −1 . The absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value was 8.54 × 10 −3 nm −1 . Further, in the obtained electron beam transmittance curve, there are some parts where the absolute value of the difference between the adjacent maximum value and minimum value in the thickness direction density variable (C Z ) is 0.03 or more.

(実施例2)
先ず、実施例1で得られた薄膜層の厚みが0.3μmのガスバリア性積層フィルムをフィルム100として用いて送り出しロ−ル11に装着し、前記薄膜層の表面上に新たに薄膜層を形成した以外は、実施例1と同様にして、ガスバリア性積層フィルム(A)を得た。なお、得られたガスバリア性積層フィルム(A)における基材(PENフィルム)上の薄膜層の厚みは0.6μmであった。
(Example 2)
First, the gas barrier laminated film having a thickness of 0.3 μm obtained in Example 1 is used as the film 100 and attached to the delivery roll 11 to form a new thin film layer on the surface of the thin film layer. A gas barrier laminate film (A) was obtained in the same manner as in Example 1 except that. In addition, the thickness of the thin film layer on the base material (PEN film) in the obtained gas-barrier laminated film (A) was 0.6 μm.

次に、得られたガスバリア性積層フィルム(A)をフィルム100として用いて送り出しロ−ル11に装着し、前記薄膜層の表面上に新たに薄膜層を形成した以外は実施例1と同様にして、ガスバリア性積層フィルム(B)を得た。   Next, the obtained gas barrier laminate film (A) was used as the film 100 and attached to the delivery roll 11, and the same as in Example 1 except that a thin film layer was newly formed on the surface of the thin film layer. Thus, a gas barrier laminate film (B) was obtained.

このようにして得られたガスバリア性積層フィルム(B)における基材(PENフィルム)上の薄膜層の厚みは0.9μmであった。また、得られたガスバリア性積層フィルム(B)において、温度40℃、低湿度側の湿度0%RH、高湿度側の湿度90%RHの条件における水蒸気透過度は6.9×10−4g/(m・day)であり、温度40℃、低湿度側の湿度10%RH、高湿度側の湿度100%RHの条件における水蒸気透過度は検出限界以下の値であった。さらに、曲率半径8mmの条件で屈曲させた後の温度40℃、低湿度側の湿度10%RH、高湿度側の湿度100%RHの条件における水蒸気透過度は検出限界以下の値であり、得られたガスバリア性積層フィルム(B)を屈曲させた場合においてもガスバリア性の低下を十分に抑制することができることが確認された。 The thickness of the thin film layer on the base material (PEN film) in the gas barrier laminate film (B) thus obtained was 0.9 μm. Further, in the obtained gas barrier laminate film (B), the water vapor transmission rate under the conditions of a temperature of 40 ° C., a low humidity side humidity of 0% RH, and a high humidity side humidity of 90% RH was 6.9 × 10 −4 g. / (M 2 · day), and the water vapor transmission rate under the conditions of a temperature of 40 ° C., a humidity of 10% RH on the low humidity side, and a humidity of 100% RH on the high humidity side was a value below the detection limit. Further, the water vapor permeability under the conditions of a temperature of 40 ° C. after bending under a condition of a curvature radius of 8 mm, a humidity of 10% RH on the low humidity side, and a humidity of 100% RH on the high humidity side is a value below the detection limit. It was confirmed that even when the obtained gas barrier laminate film (B) was bent, the gas barrier property could be sufficiently suppressed.

また、得られたガスバリア性積層フィルム(B)について、実施例1と同様にしてTEM画像(倍率:10万倍)を得た後、かかるTEM像に基づいて、以下に示す点以外は基本的に実施例1と同様にして、薄膜層の膜厚方向における基準面(薄膜層の表面と平行な所定の面)からの距離(z)と電子線透過度(T)との関係を示す電子線透過度曲線を作成した。すなわち、電子線透過度曲線を作成する際に、単純移動平均法を用いて膜厚方向濃淡変数(C)のノイズを除去したが、TEM像から求められた濃淡像から、先ず、仮界面位置を25nmと990nmと読み取った後、膜厚方向濃淡変数(C)の傾き(dC/dz)から、界面位置を50nmと920nmに設定した。また、電子線透過度曲線を作成するにあたり、上記界面位置の内側の薄膜層に相当する範囲において、膜厚方向濃淡変数(C)の平均値が1となるように規格化した。また、電子線透過度曲線を作成するにあたり、基材と薄膜層との界面近傍における薄膜層の表面と平行な面を薄膜層の膜厚方向における基準面とした。 Moreover, about the obtained gas-barrier laminated | multilayer film (B), after obtaining a TEM image (magnification: 100,000 times) like Example 1, it is fundamental except the point shown below based on this TEM image. In the same manner as in Example 1, the electron indicating the relationship between the distance (z) from the reference plane (predetermined plane parallel to the surface of the thin film layer) and the electron beam transmittance (T) in the film thickness direction of the thin film layer. A line transmission curve was created. That is, when creating the electron beam transmission curve, the noise in the film thickness direction gradation variable (C Z ) was removed using the simple moving average method. From the gradation image obtained from the TEM image, After reading the position as 25 nm and 990 nm, the interface position was set to 50 nm and 920 nm from the gradient (dC Z / dz) of the thickness direction density variable (C Z ). In preparing the electron beam transmittance curve, the average value of the thickness direction density variable (C Z ) was normalized to 1 in the range corresponding to the thin film layer inside the interface position. In preparing the electron beam transmittance curve, a plane parallel to the surface of the thin film layer in the vicinity of the interface between the substrate and the thin film layer was used as a reference plane in the film thickness direction of the thin film layer.

このようにして得られた結果として、ガスバリア性積層フィルム(B)の透過型電子顕微鏡を図3に示し、電子線投下度曲線を図4に示す。なお、膜厚方向濃淡変数(C)と電子線透過度(T)とは比例関係にあることから、図4は実施例2で得られたガスバリア性積層フィルムにおける薄膜層の膜厚方向における基準面からの距離(z)と電子線透過度(T)との関係を示す。 As a result thus obtained, a transmission electron microscope of the gas barrier laminate film (B) is shown in FIG. 3, and an electron beam drop degree curve is shown in FIG. Since the thickness direction density variable (C Z ) and electron beam transmittance (T) are in a proportional relationship, FIG. 4 shows the thickness direction of the thin film layer in the gas barrier laminate film obtained in Example 2. The relationship between the distance (z) from a reference plane and electron beam transmittance (T) is shown.

図4に示す結果からも明らかなように、得られた電子線透過度曲線は複数の明確な極値を有していることが確認された。また、薄膜層に相当する範囲、すなわち、薄膜層の膜厚方向における基準面からの距離(z)が50〜920nmとなる範囲において、膜厚方向濃淡変数(C)を薄膜層の膜厚方向における基準面からの距離(z)で微分した傾き(dC/dz)を算出し、傾きの最大値及び最小値を求めたところ、傾きの最大値は1.59×10−3nm−1であり、傾きの最小値は−1.82×10−3nm−1であった。また、傾きの最大値及び最小値の差の絶対値は3.41×10−3nm−1であった。更に、得られた電子線透過度曲線においては、隣接する極大値と極小値の膜厚方向濃淡変数(C)の差の絶対値が0.03以上となる部位が散見された。 As is clear from the results shown in FIG. 4, it was confirmed that the obtained electron beam transmission curve has a plurality of distinct extreme values. Further, in the range corresponding to the thin film layer, that is, in the range in which the distance (z) from the reference plane in the film thickness direction of the thin film layer is 50 to 920 nm, the thickness direction density variable (C Z ) is set to the film thickness of the thin film layer. The inclination (dC Z / dz) differentiated by the distance (z) from the reference plane in the direction was calculated, and the maximum value and the minimum value of the inclination were obtained. The maximum value of the inclination was 1.59 × 10 −3 nm − 1 and the minimum value of the inclination was −1.82 × 10 −3 nm −1 . The absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the slope was 3.41 × 10 −3 nm −1 . Further, in the obtained electron beam transmittance curve, there are some parts where the absolute value of the difference between the adjacent maximum value and minimum value in the thickness direction density variable (C Z ) is 0.03 or more.

(比較例1)
2軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム(PENフィルム、厚み:100μm、幅:350mm、帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名「テオネックスQ65FA」)の表面上に、シリコンターゲットを用い、酸素含有ガス雰囲気中において、反応スパッタ法により酸化ケイ素からなる薄膜層を形成した後、比較のためのガスバリア性積層フィルムを得た。
(Comparative Example 1)
On the surface of a biaxially stretched polyethylene naphthalate film (PEN film, thickness: 100 μm, width: 350 mm, manufactured by Teijin DuPont Films, Inc., trade name “Teonex Q65FA”), using a silicon target, in an oxygen-containing gas atmosphere, After forming a thin film layer made of silicon oxide by reactive sputtering, a gas barrier laminate film for comparison was obtained.

このようにして得られたガスバリア性積層フィルムにおける薄膜層の厚みは100nmであった。また、得られたガスバリア性積層フィルムにおいて、温度40℃、低湿度側の湿度10%RH、高湿度側の湿度100%RHの条件における水蒸気透過度は1.3g/(m・day)であり、ガスバリア性が不十分なものであった。 The thickness of the thin film layer in the gas barrier laminate film thus obtained was 100 nm. Further, in the obtained gas barrier laminate film, the water vapor transmission rate under the conditions of a temperature of 40 ° C., a humidity of 10% RH on the low humidity side, and a humidity of 100% RH on the high humidity side is 1.3 g / (m 2 · day). And the gas barrier property was insufficient.

得られたガスバリア性積層フィルムについて、実施例1と同様にしてTEM画像(倍率:10万倍)を得た後、かかるTEM像に基づいて、以下に示す点以外は基本的に実施例1と同様にして、薄膜層の膜厚方向における基準面(薄膜層の表面と平行な所定の面)からの距離(z)と電子線透過度(T)との関係を示す電子線透過度曲線を作成した。なお、比較例1においては、電子線透過度曲線を作成するにあたり、保護層(試料の形成の際に製造した層)の表面を薄膜層の膜厚方向における基準面とした。   About the obtained gas-barrier laminated | multilayer film, after obtaining a TEM image (magnification: 100,000 times) similarly to Example 1, based on this TEM image, fundamentally with Example 1 except the point shown below. Similarly, an electron beam transmission curve showing the relationship between the distance (z) from the reference plane (a predetermined plane parallel to the surface of the thin film layer) and the electron beam transmission (T) in the film thickness direction of the thin film layer. Created. In Comparative Example 1, the surface of the protective layer (the layer produced when the sample was formed) was used as a reference plane in the film thickness direction of the thin film layer when creating the electron beam transmittance curve.

このようにして得られたガスバリア性積層フィルムの透過型電子顕微鏡写真を図5に示し、電子線透過度曲線を図6に示す。なお、図5に示すTEMの画像において薄膜層の膜厚方向は画像の横方向となっている。   A transmission electron micrograph of the gas barrier laminate film thus obtained is shown in FIG. 5, and an electron beam transmittance curve is shown in FIG. In the TEM image shown in FIG. 5, the film thickness direction of the thin film layer is the horizontal direction of the image.

図6に示す結果からも明らかなように、得られた電子線透過度曲線は極値を有していないことが確認された。また、薄膜層に相当する範囲、すなわち、薄膜層の膜厚方向における基準面からの距離(z)が640〜690nmとなる範囲において、膜厚方向濃淡変数(C)を薄膜層の膜厚方向における基準面からの距離(z)で微分した傾き(dC/dz)を算出し、傾きの最大値及び最小値を求めたところ、傾きの最大値は0.477×10−3nm−1であり、傾きの最小値は0.158×10−3nm−1であった。このように、傾きの最大値及び最小値が共に正の値であることからも、極値を有していないことが分かる。また、最大値及び最小値の差の絶対値は0.319×10−3nm−1であった。 As is clear from the results shown in FIG. 6, it was confirmed that the obtained electron beam transmittance curve has no extreme value. Further, in the range corresponding to the thin film layer, that is, in the range where the distance (z) from the reference plane in the film thickness direction of the thin film layer is 640 to 690 nm, the thickness direction density variable (C Z ) is set to the film thickness of the thin film layer. The inclination (dC Z / dz) differentiated by the distance (z) from the reference plane in the direction was calculated, and the maximum value and the minimum value of the inclination were obtained. The maximum value of the inclination was 0.477 × 10 −3 nm − 1 and the minimum value of the slope was 0.158 × 10 −3 nm −1 . Thus, since the maximum value and the minimum value of the slope are both positive values, it can be seen that there is no extreme value. The absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value was 0.319 × 10 −3 nm −1 .

(比較例2)
成膜条件を下記条件に変更してプラズマCVD法による薄膜形成を行った以外は、実施例1と同様にしてガスバリア性積層フィルムを製造した。
(Comparative Example 2)
A gas barrier laminate film was produced in the same manner as in Example 1 except that the film formation conditions were changed to the following conditions and a thin film was formed by plasma CVD.

〈成膜条件〉
成膜ガスの混合比(ヘキサメチルジシロキサン/酸素):25/500[単位:sccm(Standard Cubic Centimeter per Minute)]
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
フィルムの搬送速度;0.5m/min。
<Film formation conditions>
Film-forming gas mixing ratio (hexamethyldisiloxane / oxygen): 25/500 [unit: sccm (Standard Cubic Centimeter per Minute)]
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
Film conveyance speed: 0.5 m / min.

このようにして得られたガスバリア性積層フィルムにおける薄膜層の厚みは190nmであった。また、得られたガスバリア性積層フィルムにおいて、温度40℃、低湿度側の湿度10%RH、高湿度側の湿度100%RHの条件における水蒸気透過度は0.0075g/(m・day)であり、ガスバリア性が不十分なものであった。また、温度40℃、低湿度側の湿度10%RH、高湿度側の湿度100%RHの条件における水蒸気透過度は検出限界以下の値であったが、曲率半径8mmの条件で屈曲させた後の温度40℃、低湿度側の湿度10%RH、高湿度側の湿度100%RHの条件における水蒸気透過度は0.27g/(m・day)となり、得られたガスバリア性積層フィルムは、屈曲させた場合においても、ガスバリア性の低下を十分に抑制することができなかった。 The thickness of the thin film layer in the gas barrier laminate film thus obtained was 190 nm. Further, in the obtained gas barrier laminate film, the water vapor permeability under the conditions of a temperature of 40 ° C., a low humidity side humidity of 10% RH, and a high humidity side humidity of 100% RH is 0.0075 g / (m 2 · day). And the gas barrier property was insufficient. Further, the water vapor transmission rate under the conditions of a temperature of 40 ° C., a humidity of 10% RH on the low humidity side, and a humidity of 100% RH on the high humidity side was a value below the detection limit, but after bending under the condition of a curvature radius of 8 mm. The water vapor permeability was 0.27 g / (m 2 · day) under the conditions of a temperature of 40 ° C., a humidity of 10% RH on the low humidity side, and a humidity of 100% RH on the high humidity side. Even when bent, the gas barrier property could not be sufficiently suppressed.

得られたガスバリア性積層フィルムについて、実施例1と同様にしてTEM画像(倍率:10万倍)を得た後、かかるTEM像に基づいて実施例1と同様にして、薄膜層の膜厚方向における基準面(薄膜層の表面と平行な所定の面)からの距離(z)と電子線透過度(T)との関係を示す電子線透過度曲線を作成した。得られた透過型電子顕微鏡写真を図7に示し、電子線透過度曲線を図8に示す。なお、図7に示すTEMの画像において薄膜層の膜厚方向は画像の横方向となっている。   About the obtained gas-barrier laminated film, after obtaining a TEM image (magnification: 100,000 times) in the same manner as in Example 1, the film thickness direction of the thin film layer is obtained in the same manner as in Example 1 based on the TEM image. An electron beam transmission curve showing the relationship between the distance (z) from the reference plane (a predetermined plane parallel to the surface of the thin film layer) and the electron beam transmission (T) was prepared. The obtained transmission electron micrograph is shown in FIG. 7, and the electron beam transmittance curve is shown in FIG. In the TEM image shown in FIG. 7, the film thickness direction of the thin film layer is the horizontal direction of the image.

図8に示す結果からも明らかなように、得られた電子線透過度曲線は極値を有していないことが確認された。また、薄膜層に相当する範囲、すなわち、薄膜層の膜厚方向における基準面からの距離(z)が400nm〜520nmとなる範囲において、膜厚方向濃淡変数(C)を薄膜層の膜厚方向における基準面からの距離(z)で微分した傾き(dC/dz)を算出し、傾きの最大値及び最小値を求めたところ、傾きの最大値は0.406×10−3nm−1であり、傾きの最小値は−0.548×10−3nm−1であった。また、最大値及び最小値の差の絶対値は0.954×10−3nm−1であった。また、得られた電子線透過度曲線においては、隣接する極大値と極小値の膜厚方向濃淡変数(C)の差の絶対値が0.03以上となる部位はなく、傾きの値の正負の変動はいわゆるノイズによるものであることが分かった。 As is clear from the results shown in FIG. 8, it was confirmed that the obtained electron beam transmittance curve has no extreme value. Further, in the range corresponding to the thin film layer, that is, in the range where the distance (z) from the reference plane in the film thickness direction of the thin film layer is 400 nm to 520 nm, the thickness direction density variable (C Z ) is set to the film thickness of the thin film layer. The inclination (dC Z / dz) differentiated by the distance (z) from the reference plane in the direction was calculated, and the maximum value and the minimum value of the inclination were obtained. The maximum value of the inclination was 0.406 × 10 −3 nm − 1 and the minimum value of the inclination was −0.548 × 10 −3 nm −1 . The absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value was 0.954 × 10 −3 nm −1 . Further, in the obtained electron beam transmission curve, there is no portion where the absolute value of the difference between the adjacent maximum value and the minimum value in the film thickness direction gradation variable (C Z ) is 0.03 or more. It was found that positive and negative fluctuations were caused by so-called noise.

(比較例3)
成膜条件を下記条件に変更してプラズマCVD法による薄膜形成を行った以外は、実施例1と同様にしてガスバリア性積層フィルムを製造した。
(Comparative Example 3)
A gas barrier laminate film was produced in the same manner as in Example 1 except that the film formation conditions were changed to the following conditions and a thin film was formed by plasma CVD.

〈成膜条件〉
成膜ガス混合比(ヘキサメチルジシロキサン/酸素):25/1000[単位:sccm(Standard Cubic Centimeter per Minute)]
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
フィルムの搬送速度;0.5m/min。
<Film formation conditions>
Deposition gas mixture ratio (hexamethyldisiloxane / oxygen): 25/1000 [unit: sccm (Standard Cubic Centimeter per Minute)]
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
Film conveyance speed: 0.5 m / min.

このようにして得られたガスバリア性積層フィルムにおける薄膜層の厚みは180nmであった。また、得られたガスバリア性積層フィルムにおいて、温度40℃、低湿度側の湿度10%RH、高湿度側の湿度100%RHの条件における水蒸気透過度は0.022g/(m・day)であり、ガスバリア性が不十分なものであった。また、温度40℃、低湿度側の湿度10%RH、高湿度側の湿度100%RHの条件における水蒸気透過度は検出限界以下の値であったが、曲率半径8mmの条件で屈曲させた後の温度40℃、低湿度側の湿度10%RH、高湿度側の湿度100%RHの条件における水蒸気透過度は0.12g/(m・day)となり、得られたガスバリア性積層フィルムは、屈曲させた場合においては、ガスバリア性の低下を十分に抑制することができなかった。 The thickness of the thin film layer in the gas barrier laminate film thus obtained was 180 nm. Further, in the obtained gas barrier laminate film, the water vapor transmission rate at a temperature of 40 ° C., a humidity of 10% RH on the low humidity side, and a humidity of 100% RH on the high humidity side is 0.022 g / (m 2 · day). And the gas barrier property was insufficient. Further, the water vapor transmission rate under the conditions of a temperature of 40 ° C., a humidity of 10% RH on the low humidity side, and a humidity of 100% RH on the high humidity side was a value below the detection limit, but after bending under the condition of a curvature radius of 8 mm. The water vapor permeability was 0.12 g / (m 2 · day) under the conditions of a temperature of 40 ° C., a humidity of 10% RH on the low humidity side, and a humidity of 100% RH on the high humidity side. In the case of bending, the gas barrier property could not be sufficiently suppressed.

得られたガスバリア性積層フィルムについて、実施例1と同様にしてTEM画像(倍率:10万倍)を得た後、かかるTEM像に基づいて、以下に示す点を以外は基本的に実施例1と同様にして、薄膜層の膜厚方向における基準面(薄膜層の表面と平行な所定の面)からの距離(z)と電子線透過度(T)との関係を示す電子線透過度曲線を作成した。すなわち、電子線透過度曲線を作成するにあたり、保護層の表面を薄膜層の膜厚方向における基準面とした。また、電子線透過度曲線を作成するにあたり、得られた濃淡像においては200nmが194個の単位領域分に相当する長さであった。   About the obtained gas-barrier laminated | multilayer film, after obtaining a TEM image (magnification: 100,000 times) similarly to Example 1, based on this TEM image, fundamentally Example 1 except the point shown below. Similarly, the electron beam transmission curve showing the relationship between the distance (z) from the reference plane (predetermined plane parallel to the surface of the thin film layer) and the electron beam transmission (T) in the film thickness direction of the thin film layer It was created. That is, in creating the electron beam transmittance curve, the surface of the protective layer was used as a reference plane in the film thickness direction of the thin film layer. In preparing the electron beam transmission curve, 200 nm was a length corresponding to 194 unit regions in the obtained grayscale image.

得られたガスバリア性積層フィルムの透過型電子顕微鏡写真を図9に示し、電子線透過度曲線を図10に示す。なお、図9に示すTEMの画像において薄膜層の膜厚方向は画像の横方向となっている。   A transmission electron micrograph of the obtained gas barrier laminate film is shown in FIG. 9, and an electron beam transmission curve is shown in FIG. In the TEM image shown in FIG. 9, the film thickness direction of the thin film layer is the horizontal direction of the image.

図10に示す結果からも明らかなように、得られた電子線透過度曲線は極値を有していないことが確認された。また、薄膜層に相当する範囲、すなわち、薄膜層の膜厚方向における基準面からの距離(z)が480nm〜580nmとなる範囲において、膜厚方向濃淡変数(C)を薄膜層の膜厚方向における基準面からの距離(z)で微分した傾き(dC/dz)を算出し、傾きの最大値及び最小値を求めたところ、傾きの最大値は0.342×10−3nm−1であり、傾きの最小値は−0.887×10−3nm−1であった。また、傾きの最大値及び最小値の差の絶対値は1.23×10−3nm−1であった。また、得られた電子線透過度曲線においては、隣接する極大値と極小値の膜厚方向濃淡変数(C)の差の絶対値が0.03以上となる部位はなく、傾きの値の正負の変動はいわゆるノイズによるものであることが分かった。 As is clear from the results shown in FIG. 10, it was confirmed that the obtained electron beam transmittance curve had no extreme value. Further, in the range corresponding to the thin film layer, that is, in the range in which the distance (z) from the reference plane in the film thickness direction of the thin film layer is 480 nm to 580 nm, the thickness direction density variable (C Z ) is set to the film thickness of the thin film layer. The inclination (dC Z / dz) differentiated by the distance (z) from the reference plane in the direction was calculated, and the maximum value and the minimum value of the inclination were obtained. The maximum value of the inclination was 0.342 × 10 −3 nm − 1 and the minimum value of the inclination was −0.887 × 10 −3 nm −1 . Moreover, the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the slope was 1.23 × 10 −3 nm −1 . Further, in the obtained electron beam transmission curve, there is no portion where the absolute value of the difference between the adjacent maximum value and the minimum value in the film thickness direction gradation variable (C Z ) is 0.03 or more. It was found that positive and negative fluctuations were caused by so-called noise.

以上説明したように、本発明によれば、十分なガスバリア性を有しており、しかもフィルムを屈曲させた場合においてもガスバリア性の低下を十分に抑制することが可能なガスバリア性積層フィルムを提供することが可能となる。   As described above, according to the present invention, there is provided a gas barrier laminated film that has a sufficient gas barrier property and can sufficiently suppress a decrease in gas barrier property even when the film is bent. It becomes possible to do.

したがって、本発明のガスバリア性積層フィルムは、有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)を用いたフレキシブル照明、有機薄膜太陽電池、液晶ディスプレイ、医薬品の包装容器等に好適に用いることができる。   Therefore, the gas barrier laminate film of the present invention can be suitably used for flexible lighting using organic electroluminescence elements (organic EL elements), organic thin film solar cells, liquid crystal displays, pharmaceutical packaging containers, and the like.

11…送り出しロール、21、22、23、24…搬送ロール、31、32…成膜ロール、41…ガス供給管、51…プラズマ発生用電源、61、62…磁場発生装置、71…巻取りロール、100…フィルム。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Sending roll, 21, 22, 23, 24 ... Conveyance roll, 31, 32 ... Film-forming roll, 41 ... Gas supply pipe, 51 ... Power source for plasma generation, 61, 62 ... Magnetic field generator, 71 ... Winding roll , 100 ... film.

Claims (20)

基材と、前記基材の少なくとも片方の表面上に形成された少なくとも1層の薄膜層とを備えるガスバリア性積層フィルムであって、前記薄膜層のうちの少なくとも1層において、該層の膜厚方向における該層の表面からの距離と電子線透過度との関係を示す電子線透過度曲線が少なくとも1つの極値を有することを特徴とするガスバリア性積層フィルム。   A gas barrier laminate film comprising a base material and at least one thin film layer formed on at least one surface of the base material, wherein at least one of the thin film layers has a film thickness of the layer A gas barrier laminate film, wherein an electron beam transmission curve showing a relationship between a distance from the surface of the layer in the direction and electron beam transmission has at least one extreme value. 前記電子線透過度曲線が実質的に連続であることを特徴とする請求項1に記載のガスバリア性積層フィルム。   The gas barrier laminate film according to claim 1, wherein the electron beam transmittance curve is substantially continuous. 前記電子線透過度曲線が少なくとも3つの極値を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のガスバリア性積層フィルム。   The gas barrier laminate film according to claim 1 or 2, wherein the electron beam transmittance curve has at least three extreme values. 前記電子線透過度曲線の有する一つの極値及び該極値に隣接する極値における前記薄膜層の膜厚方向における前記薄膜層の表面からの距離の差の絶対値がいずれも200nm以下であることを特徴とする請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載のガスバリア性積層フィルム。   The absolute value of the difference between the distance from the surface of the thin film layer in the thickness direction of the thin film layer at one extreme value and the extreme value adjacent to the extreme value of the electron beam transmittance curve is 200 nm or less. The gas barrier laminate film according to any one of claims 1 to 3, wherein 前記薄膜層の厚みが5〜3000nmであることを特徴とする請求項1〜4のうちのいずれか一項に記載のガスバリア性積層フィルム。   The thickness of the said thin film layer is 5-3000 nm, The gas-barrier laminated film as described in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. 前記薄膜層が酸化ケイ素を主成分として含有することを特徴とする請求項1〜5のうちのいずれか一項に記載のガスバリア性積層フィルム。   The gas barrier laminate film according to any one of claims 1 to 5, wherein the thin film layer contains silicon oxide as a main component. 前記薄膜層が実質的に窒素を含有しないことを特徴とする請求項6に記載のガスバリア性積層フィルム。   The gas barrier laminate film according to claim 6, wherein the thin film layer substantially does not contain nitrogen. 前記薄膜層が窒化ケイ素を主成分として含有することを特徴とする請求項1〜5のうちのいずれか一項に記載のガスバリア性積層フィルム。   The gas barrier laminate film according to claim 1, wherein the thin film layer contains silicon nitride as a main component. 前記薄膜層が炭素を含有することを特徴とする請求項1〜8のうちのいずれか一項に記載のガスバリア性積層フィルム。   The said thin film layer contains carbon, The gas barrier property laminated film as described in any one of Claims 1-8 characterized by the above-mentioned. 前記薄膜層がプラズマ化学気相成長法により形成される層であることを特徴とする請求項1〜9のうちのいずれか一項に記載のガスバリア性積層フィルム。   The gas barrier laminate film according to any one of claims 1 to 9, wherein the thin film layer is a layer formed by a plasma chemical vapor deposition method. 前記薄膜層が、前記基材を一対の成膜ロール上に配置し、前記一対の成膜ロール間に放電してプラズマを発生させるプラズマ化学気相成長法により形成される層であることを特徴とする請求項1〜10のうちのいずれか一項に記載のガスバリア性積層フィルム。   The thin film layer is a layer formed by a plasma chemical vapor deposition method in which the substrate is disposed on a pair of film forming rolls, and plasma is generated by discharging between the pair of film forming rolls. The gas barrier laminate film according to any one of claims 1 to 10. 前記一対の成膜ロール間に放電する際に、前記一対の成膜ロールの極性を交互に反転させることを特徴とする請求項11に記載のガスバリア性積層フィルム。   The gas barrier laminate film according to claim 11, wherein when discharging is performed between the pair of film forming rolls, the polarities of the pair of film forming rolls are alternately reversed. 前記プラズマ化学気相成長法に用いる成膜ガスが有機ケイ素化合物と酸素とを含むことを特徴とする請求項10〜12のうちのいずれか一項に記載のガスバリア性積層フィルム。   The gas barrier laminate film according to any one of claims 10 to 12, wherein a film forming gas used in the plasma chemical vapor deposition method contains an organosilicon compound and oxygen. 前記成膜ガス中の前記酸素の含有量が、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を特徴とする請求項13に記載のガスバリア性積層フィルム。   The content of the oxygen in the film-forming gas is equal to or less than a theoretical oxygen amount required to completely oxidize the entire amount of the organosilicon compound in the film-forming gas. Gas barrier laminate film. 前記薄膜層が連続的な成膜プロセスにより形成された層であることを特徴とする請求項1〜14に記載のガスバリア性積層フィルム。   The gas barrier laminate film according to claim 1, wherein the thin film layer is a layer formed by a continuous film forming process. 前記基材が、ポリエステル系樹脂及びポリオレフィン系樹脂からなる群から選択される少なくとも一種の樹脂からなることを特徴とする請求項1〜15のうちのいずれか一項に記載のガスバリア性積層フィルム。   The gas barrier laminate film according to any one of claims 1 to 15, wherein the substrate is made of at least one resin selected from the group consisting of polyester resins and polyolefin resins. 前記基材が、ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレートからなる群から選択される少なくとも一種の樹脂からなることを特徴とする請求項1〜16のうちのいずれか一項に記載のガスバリア性積層フィルム。   The gas barrier laminate film according to any one of claims 1 to 16, wherein the substrate is made of at least one resin selected from the group consisting of polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate. 請求項1〜17のうちのいずれか一項に記載のガスバリア性積層フィルムを備える有機エレクトロルミネッセンス素子。   An organic electroluminescent element provided with the gas-barrier laminated film as described in any one of Claims 1-17. 請求項1〜17のうちのいずれか一項に記載のガスバリア性積層フィルムを備える有機薄膜太陽電池。   An organic thin-film solar cell provided with the gas-barrier laminated film as described in any one of Claims 1-17. 請求項1〜17うちのいずれか一項に記載のガスバリア性積層フィルムを備える液晶ディスプレイ。
A liquid crystal display provided with the gas barrier laminated film according to any one of claims 1 to 17.
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