JP2003327718A

JP2003327718A - 基材フィルム、並びにガスバリア性フィルムおよびこれを用いたディスプレイ

Info

Publication number: JP2003327718A
Application number: JP2003056495A
Authority: JP
Inventors: Yurie Ota; 友里恵太田; Toshio Yoshihara; 俊夫吉原
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2002-03-08
Filing date: 2003-03-04
Publication date: 2003-11-19

Abstract

(57)【要約】【課題】加熱や吸湿による変形によってガスバリア性
が損なわれる等の欠点を回避可能なガスバリア性フィル
ム、およびこれを用いたディスプレイを提供することを
課題とする。【解決手段】基材フィルム２上に必要に応じプライマ
ー層３を介して薄膜層４が積層されたガスバリア性フィ
ルム１において、基材フィルムとして熱膨張係数が５０
ｐｐｍ／℃または／および湿度膨張係数が１０ｐｐｍ／
％ＲＨであり、ガラス転移温度が１５０℃以上であるも
のを用いることにより、課題を解消することができた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ディスプ
レイ用基板向け、もしくはディスプレイの被覆用途に適
し、加工時や使用時に熱や湿気により、伸びやたわみを
生じにくいガスバリア性フィルム、およびそのための基
材フィルムに関するものである。また、本発明は、この
ようなガスバリア性フィルムを用いたディスプレイに関
するものでもある。

【０００２】

【従来の技術】現在、種々の方式のディスプレイが使用
され、また実用化が検討されている。ブラウン管タイプ
を除くと、いずれも薄型化を目指すものであり、さらに
は、フレキシブルなものも求められるようになってきて
いる。そこで、従来、ディスプレイを構成していたガラ
ス基板に代わって、合成樹脂シート、もしくは合成樹脂
フィルムを用いることが検討されている。あるいは、デ
ィスプレイの寿命を伸ばす目的で、外界からの酸素や水
蒸気を遮断するガスバリア性フィルムでディスプレイを
被覆することも検討されている。なお、用語のシート、
および合成樹脂シートは、一般的には厚みの厚いものを
指し、フィルム、および合成樹脂フィルムは、比較的厚
みの薄いものを指すが、ここでは、厚みの厚いもの、お
よび薄いものの両方の意味を含めて、フィルム、および
合成樹脂フィルムと言うこととする。

【０００３】ディスプレイの基板の素材としての合成樹
脂フィルム、あるいはディスプレイを被覆するガスバリ
ア性フィルムの基材としての合成樹脂フィルムには、機
械的強度、平滑性、およびガスバリア性等に加え、合成
樹脂フィルムにディスプレイとするための種々の層を積
層する加工、もしくはガスバリア層を付与する加工等に
おける耐熱性もしくは耐湿性が要求される。しかし、一
般的な合成樹脂フィルムは、耐熱性もしくは耐湿性が、
ガラス基板にくらべて格段に劣るので、蒸着等による金
属薄膜の形成工程における加熱や熱硬化性樹脂塗料のコ
ーティング後の加熱硬化工程等における加熱による変
形、または金属薄膜のエッチング工程もしくはレジスト
の現像工程における水溶液の接触により吸湿を生じて起
きる変形が避けられず、得られるディスプレイ、もしく
はガスバリア性フィルムの平面性が損なわれたり、積層
した金属薄膜とのズレに基づく剥離が生じたり、もしく
は予め設定した寸法とのズレが生じる等の支障が起こ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明におい
ては、上記したような種々の加工における加熱や吸湿に
よる変形によって生じる上記の支障を回避可能なディス
プレイもしくはガスバリア性フィルムを提供することを
課題とする。

【０００５】

【課題を解決する手段】発明者の検討によれば、合成樹
脂フィルムとして、熱膨張係数が８０ｐｐｍ／℃以下で
あるか、または湿度膨張係数が１０ｐｐｍ／％ＲＨ以下
であり、ガラス転移温度が１５０℃以上である耐熱性の
ものを用いることにより、上記の課題を解消し得ること
が判明した。

【０００６】第１の発明は、５０℃〜１５０℃における
熱膨張係数が８０ｐｐｍ／℃以下であるか、または／お
よび２５℃における湿度膨張係数が１０ｐｐｍ／％ＲＨ
以下であり、かつガラス転移温度が１５０℃以上である
ことを特徴とするガスバリア性フィルム用途の基材フィ
ルムに関するものである。

【０００７】第２の発明は、第１の発明の基材フィルム
上に、少なくとも金属酸化物の薄膜層が積層された複合
フィルムからなることを特徴とするガスバリア性フィル
ムに関するものである。

【０００８】第３の発明は、第１の発明の基材フィルム
上に、少なくとも、金属酸化物の薄膜層、および前記金
属酸化物の薄膜層の微細孔を充填するガスバリア性樹脂
で構成されたオーバーコート層とが順に積層された複合
フィルムからなることを特徴とするガスバリア性フィル
ムに関するものである。

【０００９】第４の発明は、第２または第３の発明の複
合フィルムが二以上積層されていることを特徴とするガ
スバリア性フィルムに関するものである。

【００１０】第５の発明は、第２〜第４いずれかの発明
のガスバリア性フィルムが、ディスプレイ素子の少なく
とも片側の表面に積層されていることを特徴とするディ
スプレイに関するものである。

【００１１】第６の発明は、第２〜第４いずれかの発明
のガスバリア性フィルムが、ディスプレイ素子の少なく
とも観察側の基板を構成していることを特徴とするディ
スプレイに関するものである。

【００１２】第７の発明は、第５または第６の発明にお
いて、ディスプレイ素子が液晶ディスプレイパネルであ
ることを特徴とするディスプレイに関するものである。

【００１３】第８の発明は、第５または第６の発明にお
いて、ディスプレイ素子が有機ＥＬ素子であることを特
徴とするディスプレイに関するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１（ａ）に示すように、本発明
のガスバリア性フィルム１は、基本的には、基材フィル
ム２の上に、金属酸化物の薄膜層４が積層されている
か、もしくは、図１（ｂ）に示すように、基材フィルム
２の上に、金属酸化物の薄膜層４およびオーバーコート
層５とが順に積層された積層構造からなるものであり、
図１（ａ）における金属酸化物の薄膜層４、もしくは図
１（ｂ）における金属酸化物の薄膜層４およびオーバー
コート層５がガスバリア性層としての機能を果たすもの
である。これら二種類の態様において、基材フィルム２
と薄膜層４との間には、必要に応じ、プライマー層３が
積層されていてもよい。

【００１５】基材フィルム２としては、加熱や吸湿によ
る変形を極力回避する意味で、熱膨張係数、もしくは湿
度膨張係数の低いものを用いることが好ましく、熱膨張
係数が８０ｐｐｍ／℃以下であるか、または湿度膨張係
数が１０ｐｐｍ／％ＲＨ以下である、いずれかのものが
好ましい。また、基材フィルム２は、熱膨張係数および
湿度膨張係数がいずれも低いものであることがより一層
好ましく、この意味で基材フィルム２は、熱膨張係数が
８０ｐｐｍ／℃以下であり、かつ、湿度膨張係数が１０
ｐｐｍ／％ＲＨ以下であるものがより好ましい。

【００１６】熱膨張係数は、熱機械分析装置を用い、試
料の合成樹脂フィルムとして、８０℃の温度で１０分間
加熱して乾燥させたものを用い、温度；５０℃〜１５０
℃における寸法変化を読み取ることによって、求めたも
のである。

【００１７】また、湿度膨張係数は、熱機械分析装置を
用い、試料の合成樹脂フィルムは、８０℃の温度で１０
分間加熱して乾燥させたものを用い、温度；２５℃、湿
度；８５％ＲＨにおける寸法変化を測定時間１２時間後
の値を読み取ることによって、求めたものである。

【００１８】基材フィルム２は、上記の熱膨張係数もし
くは湿度膨張係数のいずれかの係数の規定、または熱膨
張係数および湿度膨張係数の規定に加えて、基材フィル
ム２を構成する樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が１５０
℃以上であることが好ましい。Ｔｇが１５０℃未満であ
ると、基材フィルム２上に薄膜層４を形成する際にもた
らされる熱により、基材フィルム２が軟化しやすく、基
材フィルム２に加わる外力により、基材フィルム２が変
形しやすい。この意味で、Ｔｇは高い方が好ましいが、
以降に具体的に例示する範囲では、３００℃以下であ
る。ガラス転移温度が３００℃を超えると、基材フィル
ム自体の可撓性が低くなり、柔軟性が失われるため、連
続的な加工が困難である。

【００１９】本発明のガスバリア性フィルムにおいて、
熱膨張係数もしくは湿度膨張係数のいずれか、もしくは
両方が規定された上限値よりも小さい値であると、基材
フィルムが加熱されたり、もしくは吸湿した場合であっ
ても、基材フィルム２と薄膜層４との間のズレが生じに
くく、薄膜層４の構造が破壊されにくい。また、Ｔｇが
規定された下限値よりも高い場合には、加熱された際に
軟化しにくく、従って、外力が加わっても基材フィルム
２が変形しにくいので、やはり、基材フィルム２と薄膜
層４との間のズレが生じて、薄膜層４の構造が破壊され
ることが回避される。従って、以上のような規定をする
ことによりガスバリア性が維持される。

【００２０】具体的な基材フィルム２を構成する素材の
合成樹脂としては、結晶性樹脂では、熱可塑性樹脂であ
るポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタ
レート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナ
フタレート、もしくはシンジオタクティック・ポリスチ
レン等、熱硬化性樹脂では、ポリフェニレンサルファイ
ド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、フッ
素樹脂、もしくはポリエーテルニトリル等を好ましい樹
脂として挙げることができる。

【００２１】また、基材フィルム２を構成する素材の合
成樹脂としては、非結晶性樹脂では、熱可塑性樹脂であ
るポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポ
リシクロヘキセン、もしくはポリノルボルネン系樹脂
等、熱硬化性樹脂では、ポリサルホン、ポリエーテルサ
ルホン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエー
テルイミド、もしくは熱可塑性ポリイミド等をより好ま
しい樹脂として挙げることができる。中でも、ポリカー
ボネートは、吸水性が低いため、これを用いて構成され
た基材フィルム２は、湿度膨張係数が低く、特に好まし
い。

【００２２】基材フィルム２に要求される熱的性質、特
に外力に対する挙動としては、より実用的な指標である
荷重たわみ温度によっても規定が可能であり、荷重たわ
み温度が１５０℃以上であるものが好ましい。因みに、
各樹脂の荷重たわみ温度は、ポリカーボネート樹脂；１
６０℃、ポリアリレート樹脂；１７５℃、ポリエーテル
スルホン樹脂；２１０℃、シクロオレフィンポリマー
（日本ゼオン（株）製、商品名；「ゼオノア」）；１５
０℃、もしくはノルボルネン系樹脂（ＪＳＲ（株）製、
商品名：「アートン」）；１５５℃等である。

【００２３】あるいは、基材フィルム２に要求される熱
的性質は、最高連続使用温度によっても規定が可能であ
り、最高連続使用温度としては１５０℃以上であるもの
が好ましい。各樹脂の最高連続使用温度は、前段落に挙
げた樹脂の範囲では、各々の樹脂の荷重たわみ温度と等
しい。

【００２４】基材フィルム２は、ディスプレイの観察側
に適用する場合には、映像の視認性の確保の意味から、
透明性を有するものであることが好ましい。また、基材
フィルム２の厚みは、１〜４００μｍ程度であり、用途
により、適宜に選択するとよい。

【００２５】基材フィルム２は、最終製品の表面の平滑
性を高め、また、薄膜層４を均一に形成するためには、
表面の平滑性が高いものが好ましい。薄膜層４上にＩＴ
Ｏ等の電極を形成する場合、断線が起こらないようにす
るためにも、平滑性が高いことが好ましい。これらの観
点から、表面の平滑性としては、平均粗さ（Ｒａ）が２
ｎｍ以下であるものが好ましい。下限は特にないが、実
用上、０．０１ｎｍ以上である。必要に応じて、基材フ
ィルムの両面、少なくとも、薄膜層４を設ける側を研摩
し、平滑性を向上させておいてもよい。

【００２６】基材フィルム２の両面、少なくとも薄膜層
４を設ける側には、接着性向上のための公知の種々の処
理、コロナ放電処理、火炎処理、酸化処理、プラズマ処
理、もしくはプライマー層の積層等を、必要に応じて組
み合わせて行なうことができる。

【００２７】本発明のガスバリア性フィルム１は、図１
（ａ）および（ｂ）を引用して説明した積層構造の一枚
のもので、ガスバリア性を発揮し得るが、これらの積層
構造のものを二枚以上、互いに積層して、より一層、ガ
スバリア性を高めたものとすることもできる。積層には
接着剤を用いるとよい。二枚以上のガスバリア性フィル
ム１を積層する際には、表裏が同じ向きのものどうしを
重ねて積層する場合と、逆向きの場合とがある。図１
（ａ）を引用して説明した積層構造のガスバリア性フィ
ルム１であれば、前者は、例えば、基材フィルム／プラ
イマー層／薄膜層／接着剤層／基材フィルム／プライマ
ー層／薄膜層の積層構造であり、後者は、例えば、基材
フィルム／プライマー層／薄膜層／接着剤層／薄膜層／
プライマー層／基材フィルムの積層構造である。なお、
記号「／」は、前後の層どうしが積層していることを示
すものとする。

【００２８】図１（ｂ）を引用して説明した積層構造の
ガスバリア性フィルム１であれば、前者は、例えば、基
材フィルム／プライマー層／薄膜層／オーバーコート層
／接着剤層／基材フィルム／プライマー層／薄膜層／オ
ーバーコート層の積層構造であり、後者は、例えば、基
材フィルム／プライマー層／薄膜層／オーバーコート層
／接着剤層／オーバーコート層／薄膜層／プライマー層
／基材フィルムの積層構造であるが、後者の場合、二つ
のオーバーコート層のいずれか、もしくは両方を省略す
ることができる。

【００２９】図１（ｂ）を引用して説明した本発明のガ
スバリア性フィルム１においては、薄膜層４およびオー
バーコート層５がガスバリア性層を構成しているが、こ
のガスバリア性層を二重、もしくはそれ以上に積層して
もよく、例えば、基材フィルム／プライマー層／薄膜層
／オーバーコート層／薄膜層／オーバーコート層の積層
構造をとることができる。

【００３０】ガスバリア性フィルムを二枚以上積層する
場合、およびガスバリア性層を二重もしくはそれ以上に
積層する場合、積層した結果物には、薄膜層が二層以上
存在し、オーバーコート層も二層以上存在し得るが、こ
れらの場合、異なる素材からなる二層以上の薄膜層であ
ってもよいし、異なる素材からなる二層以上のオーバー
コート層であってもよい

【００３１】接着性向上のための処理のうち、プライマ
ー層３の積層は、薄膜層４の接着力を向上させて製品の
耐久性を向上させるのに加え、基材フィルム２の薄膜層
４を形成する側の表面の平滑性を向上させ、薄膜層４を
均一に形成するのに効果がある。プライマー層３として
は、具体的には、ポリエチレンイミン、ポリウレタン、
ポリエステル、もしくはアクリル等の樹脂を含むごく薄
い、０．１〜５μｍ程度の厚みの層として形成するとよ
く、通常は、溶剤溶液として、塗付し、乾燥することに
より形成できる。なお、プライマー層３は、オーバーコ
ート層５を形成する素材で形成してもよい。

【００３２】薄膜層４は、ＳｉＯ₂を主体とするＳｉ
Ｏ_x、Ａｌ₂Ｏ₃を初めとする金属酸化物で構成すること
が透明性の点で好ましい。透明性を必ずしも必要としな
い場合やガスバリア性層を二重以上に形成する際の一つ
の薄膜層を、ＳｉＮで形成することもあり得る。薄膜層
４の形成の方法としては、蒸着法、スパッタリング法、
もしくはイオンプレーティング法等の物理的気相法（Ｐ
ＶＤ）、種々の化学的気相法（ＣＶＤ）、もしくは、め
っきやゾル−ゲル法等の液相法によって行なうことがで
きる。このうち、形成時の基材フィルム２への熱の影響
を比較的回避でき、生産速度が速く、均一な薄膜層を得
やすい点では、化学的気相法（ＣＶＤ）が好ましいが、
基材フィルム２への熱の影響を除けば、物理的気相法に
よって薄膜層４を形成するのもよい。薄膜層４の厚み
は、５０ｎｍ〜１０００ｎｍ、より好ましくは、１００
ｎｍ〜５００ｎｍである。

【００３３】本発明において、ガスバリア性層は、薄膜
層４単独でも構成することができるが、薄膜層４上にオ
ーバーコート層５を積層して複合層とすることにより、
包装分野では得られていなかった高度なガスバリア性を
与えることができる。オーバーコート層５を伴なわない
薄膜層４は、その形成法による多少の程度の差はあれ、
表面に近いほど結晶が未成長な状態が生じ、結晶どうし
の間に密度の低い部分が生じやすいため、薄膜層４のみ
では、ガスバリア性の向上に限界がある。また、薄膜層
４を、形成する素材を複数使用して、素材の異なる複数
の薄膜層を積層しても、厚みが厚くなる分、ガスバリア
性の向上は見られるものの、ガスバリア性の格段の向上
には至らない。また、特にＡｌ₂Ｏ₃で構成された薄膜層
は、層自体が割れやすい欠点を有している。

【００３４】薄膜層４上にオーバーコート層５を積層す
ると、薄膜層の表面の密度の低い部分にオーバーコート
層５が浸透して、ガスバリア性を低下させている欠陥部
分を補うため、ガスバリア性が向上するものと考えられ
る。オーバーコート層５は、ガスバリア性の高い樹脂で
構成することが好ましいけれども、オーバーコート層５
を単独で形成して、ガスバリア性を評価した場合に、必
ずしも高いガスバリア性を示さない樹脂であっても、薄
膜層４との複合により、目立ったガスバリア性の向上を
もたらす場合がある。

【００３５】オーバーコート層５を構成する樹脂として
は、例えば、エポキシ／シリケート（例えば、下記の化
学式に示すもの）を使用することができ、金属酸化物で
構成された薄膜層４との接着性が優れている。エポキシ
／シリケートはエポキシ部分を利用し、ジアミン系の架
橋剤で架橋してもよい。

【００３６】

【化１】

【００３７】オーバーコート層５を構成する樹脂として
は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、もしくはエチレ
ン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）の単独、ま
たはこれらの混合物も使用することができる。例えば、
ＰＶＡ単独の水蒸気透過率は０．５ｇ／ｍ²・ｄａｙ・
ａｔｍ程度、もしくはそれ以下である。あるいは、これ
らの単独もしくは混合物を、芳香族酸エステル、芳香族
ポリアミド、金属塩等の架橋剤を添加するか、もしくは
無機フィラーの添加により架橋構造を持たせたものでオ
ーバーコート層５を構成してもよい。具体的にオーバー
コート層５を構成する樹脂としては、ナイロン、ＰＶ
Ａ、もしくはＥＶＯＨ中に１〜１００ｎｍ程度の超微粒
子である層状珪酸塩（モンモリロナイト等の粘土鉱物）
を分散させたものも使用できる。

【００３８】上記のほか、オーバーコート層５を構成す
る樹脂としては、金属等の無機質との接着性の高いエポ
キシ、ウレタン、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステ
ル、アクリル、塩化ビニル等の樹脂も使用でき、さらに
は、アクリレート系等の紫外線硬化性もしくは電子線硬
化性の樹脂組成物、特に、エポキシ基、アミノ基、ＯＨ
基等の官能基を有するものを使用することもできる。

【００３９】オーバーコート層５の形成は、上記の樹脂
を必要に応じて、溶剤で溶解するか、もしくは分散剤で
分散させて、塗工用溶液を調製し、公知の方法により塗
付し、乾燥、必要に応じて、加熱することにより固化さ
せることにより行なう。

【００４０】オーバーコート層５は、上記の樹脂、ある
いは層状珪酸塩と樹脂の組み合わせの他に、無機系高分
子であるポリシラザン（下記の化学式）を用いて形成す
ることもできる。

【００４１】

【化２】

【００４２】ポリシラザンを用いてオーバーコート層５
を設けるには、ポリシラザンの溶液、例えば、キシレン
溶液を用いて塗布した後、乾燥を行なって分散媒を除去
することにより、限りなく、石英に近いオーバーコート
層を形成することができる。

【００４３】ガスバリア性フィルムどうしの積層は、被
接着面の素材どうし、もしくは片方の素材を利用して熱
融着させる等により積層することができるが、より確実
なのは、接着剤層を介する積層である。接着剤層は、公
知の素材を用いて構成することができ、具体的には、ポ
リウレタン系の接着剤を使用して形成することができ、
より好ましくは、エポキシ基、アミノ基、ＯＨ基等の官
能基を有したものを用いることが好ましい。先にも述べ
たように、ガスバリア性フィルムの一方がオーバーコー
ト層を欠いており、接着剤層がオーバーコート層の代わ
りの役目をになうときは、接着剤層をまず、オーバーコ
ート層を有しない方のガスバリア性フィルムの薄膜層上
に直接形成し、その後、他方のガスバリア性フィルムと
貼り合せることが、薄膜層の表面の密度の低い部分への
オーバーコート層の浸透の点で好ましい。

【００４４】本発明のガスバリア性フィルム１は、上記
したような積層構造を有し、もしくは製造方法を経て得
られるものであるので、高度なガスバリア性を有してお
り、種々のディスプレイ（＝ディスプレイ素子）に適用
することができる。

【００４５】図２は、ディスプレイ６に対し、ガスバリ
ア性フィルム１を適用した断面の構造を示す図で、図２
（ａ）に示すように、ディスプレイ６の片面にガスバリ
ア性フィルム１を積層してもよいし、図２（ｂ）に示す
ように、ディスプレイ６の両面にガスバリア性フィルム
１および１’をそれぞれ積層してもよいし、もしくは図
２（ｃ）に示すように、ディスプレイ６が二枚のガスバ
リア性フィルム１および１’の間に介在しており、二枚
のガスバリア性フィルム１および１’は周囲、好ましく
は全周が、シール部７を有してシールされていてもよ
い。図２（ｃ）に示すような構造において、ガスバリア
性フィルム１および／または１’とディスプレイ６とは
接着していてもよいし、あるいは接着していなくてもよ
い。

【００４６】図２に示すように、ディスプレイ６にガス
バリア性フィルムを適用する場合、ガスバリア性フィル
ムの基材フィルム２側もしくは薄膜層４を有する側（オ
ーバーコート層５の場合と、オーバーコート層を欠くた
めに薄膜層４の場合とがある。）のいずれがディスプレ
イ６側であってもよい。図２（ｂ）および（ｃ）に示す
ように、二枚のガスバリア性フィルムを適用する場合、
いずれか一方のガスバリア性フィルムの基材フィルム側
がディスプレイ６側であり、他方のガスバリア性フィル
ムの薄膜層を有する側がディスプレイ６側であってもよ
い。

【００４７】図２に示すようなディスプレイ６へのガス
バリア性フィルムの適用は、接着剤、好ましくは粘着剤
を用いて行なうが、図２（ｃ）に示すようなシールを伴
なう場合には、シール部のシールされる内側どうしに、
熱融着性の接着剤層を積層しておいて、熱融着性の接着
剤層どうしの熱融着によってシールされているのみでも
よく、もちろん、ディスプレイ６と接する部分では、接
着剤、好ましくは粘着剤によりディスプレイ６とガスバ
リア性フィルムとが積層されていてもよい。

【００４８】図２に示した例では、ディスプレイ６の片
面もしくは両面にガスバリア性フィルムを適用したが、
本発明のガスバリア性フィルム１は、ディスプレイその
ものを構成する基板として使用することもでき、ディス
プレイが二枚の基板で構成されていれば、一方もしくは
両方の基板を、本発明のガスバリア性フィルムで置き換
えることができる。

【００４９】本発明のガスバリア性フィルムをディスプ
レイの基板として用いる場合には、各々のディスプレイ
の方式において必要な層を、ガスバリア性フィルムの表
裏のいずれかに積層することもでき、場合によっては、
基材フィルムとガスバリア性層の間に、それらの層を積
層することもあり得るので、本発明のガスバリア性フィ
ルムは、基材フィルムと薄膜層との間に、ディスプレイ
の機能を持たせるための層が介在するものも含むものと
する。

【００５０】本発明のガスバリア性フィルム１を適用す
るディスプレイとしては、種々のものがあるが、代表的
なものとして、液晶ディスプレイおよび有機ＥＬ素子が
あり得る。

【００５１】液晶ディスプレイは、二枚のガラス基板
に、いずれも内側に透明電極を配置し、配向層等を伴な
った間に液晶が挟まれ、周囲がシールされたものであ
り、カラー化するためのカラーフィルターを伴なう。こ
のような液晶ディスプレイのガラス基板の外側に、本発
明のガスバリア性フィルムを適用することができ、ある
いは、ガラス基板の代りに、本発明のガスバリア性フィ
ルム１を用いることもできる。特に、二枚のガラス基板
を、いずれも、本発明のガスバリア性フィルムで置き換
えれば、全体がフレキシブルなディスプレイとすること
ができる。

【００５２】有機ＥＬディスプレイは、やはり、二枚の
ガラス基板に、いずれも内側に透明電極を配置し、間
に、例えば、（ａ）注入機能、（ｂ）輸送機能、および
（ｃ）発光機能の各機能を持つ層を積層した複合層等か
らなる有機ＥＬ素子層が挟まれ、周囲がシールされたも
のであり、カラー化するためのカラーフィルターもしく
はそのほかの手段を伴なうことがある。液晶ディスプレ
イにおけるのと同様、ガラス基板の外側に、本発明のガ
スバリア性フィルムを適用することができ、あるいは、
ガラス基板の代りに、本発明のガスバリア性フィルム１
を用いることもでき、二枚のガラス基板を、いずれも本
発明のガスバリア性フィルムで置き換えれば、全体がフ
レキシブルなディスプレイとすることができる。特に、
有機ＥＬ素子は、蛍光発光を利用するために化学的に不
安定であり、また、湿気に極度に弱いため、製品となっ
た後の高度な水蒸気バリア性が望まれ、ガスバリア性フ
ィルムの積層構造の水蒸気バリア性を確実なものにする
ためにも、ガスバリア性フィルムの基材フィルムとし
て、湿度膨張係数または／および温度膨張係数のごく小
さなものが望まれる。

【００５３】

【実施例】（実施例１）基材フィルムとして、ガラス転
移温度が２２０℃、熱膨張係数が７５ｐｐｍ、湿度膨張
係数が０．２３ｐｐｍのポリカーボネートフィルム（バ
イエル（株）製、商品名；「バイホールＬＰ２０２」、
厚み；２００μｍ）を用い、片面にシロキサン系ＵＶ硬
化型ポリマー溶液（信越化学工業（株）製、「Ｘ−１２
−２４００」の３％イソプロピルアルコール溶液）をグ
ラビア印刷法により塗工し、１２０℃の温度で熱風乾燥
を行なった後、紫外線硬化させ、膜厚が０．１μｍのプ
ライマー層を形成した。

【００５４】次に、巻き取り式の真空蒸着装置を用い、
チャンバーの到達真空度が３．０×１０^-5ｔｏｒｒ
（４．０×１０^-3Ｐａ）になるまで排気した後、酸素ガ
スをコーティングドラムの近傍に、チャンバー内の圧力
が３．０×１０^-4ｔｏｒｒ（４．０×１０^-2Ｐａ）に保
って導入し、蒸発源の一酸化ケイ素をピアス型電子銃に
より、約１０ｋｗの電力で加熱して蒸着させ、コーティ
ングドラム上を１２０ｍ／ｍｉｎの速度で走行するポリ
カーボネートフィルムのプライマー層上に、厚みが５０
０Åの酸化ケイ素の薄膜層を形成した。

【００５５】さらに酸化ケイ素の薄膜層上に、ポリシラ
ザン分散液（クラリアントジャパン（株）製、「ＮＬ−
１１０」の１０％溶液）をグラビア印刷法により塗工
し、１２０℃の温度で熱風乾燥を行ない、その後、８０
℃の温度で３日間のエージングを行ない、膜厚が１μｍ
のオーバーコート層を形成して、本発明のガスバリア性
フィルムを得た。

【００５６】得られたガスバリア性フィルムの特性を評
価した結果は次の通りである。全光線透過率；９１％酸素透過率；０．０９ｃｃ／ｍ²・ｄａｙ水蒸気透過率；０．０５ｇ／ｍ²・ｄａｙ表面平滑性；２．５ｎｍなお、酸素透過率は、酸素ガス透過率測定装置（モダン
コントロール（株）製、ＯＸＴＲＡＮ２／２０）を用
いて行ない、水蒸気透過率は、水蒸気ガス透過率測定装
置（モダンコントロール（株）製、ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ
−Ｗ３／３１）を用いて行なった。また、得られたガス
バリア性フィルム上に有機ＥＬ素子をコーティングし、
１８０℃で６時間乾燥後のガスバリア性フィルムの特性
を評価した結果は次の通りである。全光線透過率；９０％酸素透過率；０．１ｃｃ／ｍ²・ｄａｙ水蒸気透過率；０．０７ｇ／ｍ²・ｄａｙ表面平滑性；２．７ｎｍ

【００５７】（実施例２）実施例１と同様にして、ただ
しフィルム基材として、ガラス転移温度が２３０℃、熱
膨張係数が４５ｐｐｍ、湿度膨張係数が４．５ｐｐｍ、
および厚みが２００μｍのポリエーテルスルホン（ＰＥ
Ｓ）樹脂フィルム（住友ベークライト（株）製）を使用
したガスバリア性フィルムを作成した。得られたガスバ
リア性フィルムの特性を評価した結果は次の通りであ
る。全光線透過率；９０％酸素透過率；０．１ｃｃ／ｍ²・ｄａｙ水蒸気透過率；０．０６ｇ／ｍ²・ｄａｙ表面平滑性；２．８ｎｍガスバリア性は、実施例１のものと同等であった。ま
た、得られたガスバリア性フィルム上に有機ＥＬ素子を
コーティングし、１８０℃で６時間乾燥後のガスバリア
性フィルムの特性を評価した結果は次の通りである。全光線透過率；８９％酸素透過率；０．２ｃｃ／ｍ²・ｄａｙ水蒸気透過率；０．０８ｇ／ｍ²・ｄａｙ表面平滑性；３ｎｍ

【００５８】（実施例３）実施例１と同様にして、ただ
しフィルム基材としてガラス転移温度が１８３℃、熱膨
張係数が７０ｐｐｍ、湿度膨張係数が０．６７ｐｐｍ、
および厚みが２００μｍのノルボルネン系樹脂（ＪＳＲ
（株）製、商品名；「アートン」）のフィルムを使用し
たガスバリアフィルムを作成した。得られたガスバリア
性フィルムの特性を評価した結果は次の通りである。全光線透過率；９０％酸素透過率；０．２ｃｃ／ｍ²・ｄａｙ水蒸気透過率；０．０８ｇ／ｍ²・ｄａｙ表面平滑性；４．８ｎｍガスバリア性は、実施例１のものと同等であった。ま
た、得られたガスバリア性フィルム上に有機ＥＬ素子を
コーティングし、１８０℃で６時間乾燥後のガスバリア
性フィルムの特性を評価した結果は次の通りである。全光線透過率；８９％酸素透過率；０．２ｃｃ／ｍ²・ｄａｙ水蒸気透過率；０．０５ｇ／ｍ²・ｄａｙ表面平滑性；５ｎｍ

【００５９】（実施例４）実施例１と同様にして、ただ
しフィルム基材として、ガラス転移温度が１７６℃、熱
膨張係数が７８ｐｐｍ、湿度膨張係数が０．３５ｐｐ
ｍ、および厚みが２００μｍのシクロオレフィンポリマ
ー（日本ゼオン（株）製、商品名；「ゼオノア」）のフ
ィルムを使用したガスバリア性フィルムを作成した。得
られたガスバリア性フィルムの特性を評価した結果は次
の通りである。全光線透過率；９２％酸素透過率；０．１３ｃｃ／ｍ²・ｄａｙ水蒸気透過率；０．０４ｇ／ｍ²・ｄａｙ表面平滑性；３ｎｍガスバリア性は、実施例１と同等であった。また、得ら
れたガスバリア性フィルム上に有機ＥＬ素子をコーティ
ングし、１８０℃で６時間乾燥後のガスバリア性フィル
ムの特性を評価した結果は次の通りである。全光線透過率；８９％酸素透過率；０．２ｃｃ／ｍ²・ｄａｙ水蒸気透過率；０．０８ｇ／ｍ²・ｄａｙ表面平滑性；３．２ｎｍ

【００６０】（実施例５）実施例１と同様にして、ただ
し基材フィルムとして、ガラス転移温度が１５５℃、熱
膨張係数が８ｐｐｍ、湿度膨張係数が０．５ｐｐｍ、お
よび厚みが２００μｍのポリエチレンナフタレート樹脂
フィルム（帝人デュポン（株）製、商品名；「Ｋ１０３
０」）を使用したガスバリア性フィルムを作成した。得
られたガスバリア性フィルムの特性を評価した結果は次
の通りである。全光線透過率；９０％酸素透過率；０．０７ｃｃ／ｍ²・ｄａｙ水蒸気透過率；０．０３ｇ／ｍ²・ｄａｙ表面平滑性；３．５ｎｍガスバリア性は、実施例１と同等であった。また、得ら
れたガスバリア性フィルム上に有機ＥＬ素子をコーティ
ングし、１８０℃で６時間乾燥後のガスバリア性フィル
ムの特性を評価した結果は次の通りである。全光線透過率；８９％酸素透過率；０．０９ｃｃ／ｍ²・ｄａｙ水蒸気透過率；０．０５ｇ／ｍ²・ｄａｙ表面平滑性；３．５ｎｍ

【００６１】（比較例１）実施例１と同様にして、ただ
しフィルム基材としてガラス転移温度が１２０℃、熱膨
張係数が５ｐｐｍ、湿度膨張係数が０．５ｐｐｍ、およ
び厚みが２００μｍのポリエチレンテレフタレート（Ｐ
ＥＴ）樹脂フィルム（東洋紡（株）製）を使用したガス
バリア性フィルムを作成した。得られたガスバリア性フ
ィルムの特性を評価した結果は次の通りである。全光線透過率；９１％酸素透過率；０．０９ｃｃ／ｍ²・ｄａｙ水蒸気透過率；０．０３ｇ／ｍ²・ｄａｙ表面平滑性；３．５ｎｍガスバリア性は、実施例１と同等であった。また、得ら
れたガスバリア性フィルム上に有機ＥＬ素子をコーティ
ングし、１８０℃で６時間乾燥後のガスバリア性フィル
ムの特性を評価した結果は次の通りである。全光線透過率；８９％酸素透過率；５．０ｃｃ／ｍ²・ｄａｙ水蒸気透過率；３．５ｇ／ｍ²・ｄａｙ表面平滑性；５ｎｍ

【００６２】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、熱膨張係数も
しくは湿度膨張係数のいずれかの上限値、または、熱膨
張係数および湿度膨張係数の両方の上限値が規定されて
いることにより、熱膨張係数の上限値を規定したときに
は、熱に基づく伸びがごく少なく、また、湿度膨張係数
の上限値を規定したときには、吸湿に基づく伸びがごく
少ないため、加工の際に加熱されるか吸湿することによ
り、平面性が損なわれたり、積層された薄膜が剥離した
り、所定の寸法とのズレが生じる欠点を招くことが無
く、また、ガラス転移温度の下限値を規定したことによ
り、軟化して、外力により変形することが無い、ガスバ
リア性フィルム用途に適した基材フィルムを提供するこ
とができる。

【００６３】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
の効果を有する基材フィルム上に金属酸化物の薄膜層が
積層された複合フィルムとしたので、製造時に加熱され
るか吸湿することにより、平面性が損なわれていたり、
積層された薄膜が剥離していたり、もしくは所定の寸法
とのズレが生じていることがない、ガスバリア性フィル
ムを提供することができる。

【００６４】請求項３の発明によれば、請求項１の発明
の効果を有する基材フィルム上に金属酸化物の薄膜層、
および薄膜層の微細孔を充填するガスバリア性樹脂で構
成されたオーバーコート層が積層された複合フィルムと
したので、請求項２の発明におけるのと同様な効果に加
え、ガスバリア性が一層向上したガスバリア性フィルム
を提供することができる。

【００６５】請求項４の発明によれば、請求項２または
請求項３記載の複合フィルムが二以上積層されているの
で、より一層、ガスバリア性が高められたガスバリア性
フィルムを提供することができる。

【００６６】請求項５の発明によれば、請求項２〜請求
項４いずれかの発明のガスバリア性フィルムが少なくと
も片側の表面に積層されているので、ガスバリア性が向
上したディスプレイを提供することができる。

【００６７】請求項６の発明によれば、請求項２〜請求
項４いずれかの発明のガスバリア性フィルムが少なくと
も観察側の基板を構成しているので、構成が複雑化する
ことを避けてガスバリア性が向上したディスプレイを提
供することができる。

【００６８】請求項７の発明によれば、請求項５または
請求項６の発明の効果を有する液晶ディスプレイパネル
を提供することができる。

【００６９】請求項８の発明によれば、請求項５または
請求項６の発明の効果を有する有機ＥＬ素子を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガスバリア性フィルムの積層構造を示
す断面図である。

【図２】本発明のガスバリア性フィルムの適用例を示す
断面図である。

【符号の説明】

１ガスバリア性フィルム（超高ガスバリア性フィ
ルム）２基材フィルム３プライマー層４薄膜層５オーバーコート層６ディスプレイ７シール部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｂ 33/02 Ｈ０５Ｂ 33/14 Ａ５Ｇ４３５ 33/14 Ｃ０８Ｌ 101:00 // Ｃ０８Ｌ 101:00 Ｇ０２Ｂ 1/10 ＺＦターム(参考） 2K009 BB14 BB24 BB25 CC03 DD04 DD07 EE00 3K007 AB13 AB14 AB18 BA07 CA06 DB03 4F006 AA31 AA36 AA40 AB76 BA05 CA05 DA01 EA01 4F071 AA22 AA26 AA40 AA45 AA46 AA50 AA51 AA54 AA60 AA62 AA64 AA69 AA86 AF62Y AH12 BC01 4F100 AA17B AA20B AK01C AK45A AK52C AR00A BA02 BA03 BA10A BA10C DD09C GB41 JA02A JA05A JA20A JD02A JD02C JM02B YY00A 5G435 AA13 BB05 BB12 GG43

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】５０℃〜１５０℃における熱膨張係数が
８０ｐｐｍ／℃以下であるか、または／および２５℃に
おける湿度膨張係数が１０ｐｐｍ／％ＲＨ以下であり、
かつガラス転移温度が１５０℃以上であることを特徴と
するガスバリア性フィルム用途の基材フィルム。
【請求項２】請求項１記載の基材フィルム上に、少な
くとも金属酸化物の薄膜層が積層された複合フィルムか
らなることを特徴とするガスバリア性フィルム。
【請求項３】請求項１記載の基材フィルム上に、少な
くとも、金属酸化物の薄膜層、および前記金属酸化物の
薄膜層の微細孔を充填するガスバリア性樹脂で構成され
たオーバーコート層とが順に積層された複合フィルムか
らなることを特徴とするガスバリア性フィルム。
【請求項４】請求項２または請求項３記載の複合フィ
ルムが二以上積層されていることを特徴とするガスバリ
ア性フィルム。
【請求項５】請求項２〜請求項４いずれか記載のガス
バリア性フィルムが、ディスプレイ素子の少なくとも片
側の表面に積層されていることを特徴とするディスプレ
イ。
【請求項６】請求項２〜請求項４いずれか記載のガス
バリア性フィルムが、ディスプレイ素子の少なくとも観
察側の基板を構成していることを特徴とするディスプレ
イ。
【請求項７】ディスプレイ素子が液晶ディスプレイパ
ネルであることを特徴とする請求項５または請求項６い
ずれか記載のディスプレイ。
【請求項８】ディスプレイ素子が有機ＥＬ素子である
ことを特徴とする請求項５または請求項６いずれか記載
のディスプレイ。