バリア性積層体、ガスバリアフィルムおよびこれらを用いたデバイス
【課題】バリア性と密着性に優れたバリア性積層体の提供。
【解決手段】少なくとも１層の有機層と、少なくとも１層のアルミまたはケイ素の、酸化物、窒化物、炭化物、またはその混合物を含む無機層とを有し、前記有機層は、下記一般式(１)または(２)で表される重合性化合物を含む重合性組成物を重合させてなるポリマーを含む、バリア性積層体。
【解決手段】少なくとも１層の有機層と、少なくとも１層のアルミまたはケイ素の、酸化物、窒化物、炭化物、またはその混合物を含む無機層とを有し、前記有機層は、下記一般式(１)または(２)で表される重合性化合物を含む重合性組成物を重合させてなるポリマーを含む、バリア性積層体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バリア性積層体、ガスバリアフィルムおよびこれらを用いたデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラスチックフィルムの表面に、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化、窒化、酸窒化珪素等の金属酸化物薄膜を形成したガスバリアフィルムは、水蒸気や酸素など各種ガスの遮断を必要とする物品の包装や、食品、工業用品および医薬品等の変質を防止するための包装用途に広く用いられている。
【０００３】
近年、有機デバイス（有機ＥＬデバイス、有機太陽電池デバイス、有機ＴＦＴデバイス等）の分野においては、ガラス基板に代わって、ガスバリアフィルムを採用するニーズが高まっている。ガスバリアフィルムは軽量であり、ロールトゥロール（Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ）方式に適用可能であることから、コストの点で有利である。しかし、ガスバリアフィルムはガラス基板と比較して水蒸気バリア性に劣るという問題がある。
【０００４】
この問題を解決するために、特許文献１には有機層と無機層の複数層の交互積層体（バリア性積層体）により、水蒸気透過率として０．００５ｇ／ｍ2／ｄａｙ未満を実現する技術が開示されている（特許文献１）。該明細書によれば有機層と無機層がそれぞれ１層ずつしか積層されていない場合は、水蒸気透過率が０．０１１ｇ／ｍ2／ｄａｙであり、多層積層することの技術的価値が明確に示されている。バリア性積層体をフィルム上に設置したガスバリアフィルムは有機デバイスの基板としての応用が期待される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６，４１３，６４５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、有機層と無機層の交互積層を重ねていくと、有機層と無機層との間の密着性が問題となる。特に高温プロセスを必要とするデバイスでは、基板が高温に晒される。高温にさらされたガスバリアフィルムはバリア性が劣化することが問題でその改善が求められていた。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決することを目的としたものであって、有機層と無機層との間の密着性が高く、高温にさらされても高いバリア性を維持するバリア性積層体、ガスバリアフィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ここで、有機層と無機層の密着性を向上させる手段として、有機層にシランカップリング剤を数％添加する方法が知られている。しかしながら、本願発明者が検討を行ったところ、従来公知のシランカップリング剤は高温で熱分解し、メタノールなどの脱ガスを生じてしまうことが分かった。図１は、その状態を示したものであって、１は無機層を、２’は無機層の表面に設けられたシランカップリング剤を用いて形成した有機層を、３は有機層の表面にさらに設けられた無機層を示している。従来の有機層２’には、カップリング剤由来のアルコール４が残存しており、この状態で加熱や脱気が起こると、かかるアルコールガスが放出し、ガスバリア性を低下させてしまう。特に、図１に示す本実施形態のように、有機層の表面に無機層３が設けられている場合、アルコール４由来のガスが無機層３を破壊してしまうこともあった。かかるバリア性積層体を組み込んだデバイスを、１００℃以上の高温プロセスに曝された際に、副生成物の残存によるこの傾向が顕著であることが分かった。
【０００９】
上記課題のもと、有機層として、特定の構造の重合性化合物を含む重合性組成物を重合させてなるものを含むものを重合硬化してなる層を採用することにより、高温下においても破壊されることなく、高いバリア性を維持できるバリア性積層体が得られ、上記課題を解決することを見出した。具体的には、下記手段＜１＞により、好ましくは＜２＞〜＜１５＞により、上記課題を解決しうることを見出した。
＜１＞少なくとも１層の有機層と、少なくとも１層のアルミまたはケイ素の、酸化物、窒化物、炭化物、またはその混合物を含む無機層とを有し、前記有機層は、下記一般式(１)または(２)で表される重合性化合物を含む重合性組成物を重合させてなるポリマーを含む、バリア性積層体。
【化１】
（一般式（１）中、Ｒ11は、水素原子またはメチル基を表す。Ｌ11は２価の連結基を表す。）
【化２】
（一般式（２）中、Ｒ21は、水素原子またはメチル基を表す。Ｌ21は２価の連結基を表す。）
＜２＞前記有機層が、無機層の表面に設けられている、＜１＞に記載のバリア性積層体。
＜３＞少なくとも１層の有機層が芳香族基を含む、＜１＞または＜２＞に記載のバリア性積層体。
＜４＞前記無機層、前記有機層、前記無機層が、該順に、隣接して設けられている、＜１＞〜＜３＞のいずれか１項に記載のバリア性積層体。
＜５＞前記重合性組成物が、（メタ）アクリレートを含む、＜１＞〜＜４＞のいずれか１項に記載のバリア性積層体。
＜６＞一般式（１）におけるＬ11または一般式（２）におけるＬ12が、それぞれ、アルキレン基、アリーレン基、エーテル基、イミノ基、カルボニル基、およびこれらの２価の基が複数個直列に結合した２価の基から選択される、＜１＞〜＜５＞のいずれか１項に記載のバリア性積層体。
＜７＞基材フィルム上に、＜１＞〜＜６＞のいずれか１項に記載のバリア性積層体を有するガスバリアフィルム。
＜８＞基材フィルム上に、少なくとも一層のアンカー層を有し、かつ、該アンカー層の上に前記有機層を有する、＜７＞記載のガスバリアフィルム。
＜９＞基材フィルムの表面に前記有機層を有する、＜７＞または＜８＞に記載のガスバリアフィルム。
＜１０＞前記基材フィルムが、ポリエチレンテレフタレートフィルムまたはポリエチレンナフタレートフィルムである、＜７＞〜＜９＞いずれか１項に記載のガスバリアフィルム。
＜１１＞＜７＞〜＜１０＞のいずれか１項に記載のガスバリアフィルムを基板として用いたデバイス。
＜１２＞＜１＞〜＜６＞のいずれか１項に記載のバリア性積層体または＜７＞〜＜１０＞のいずれか１項に記載のガスバリアフィルムを用いて封止したデバイス。
＜１３＞前記デバイスが、電子デバイスである、＜１１＞または＜１２＞に記載のデバイス。
＜１４＞前記デバイスが、有機ＥＬ素子または太陽電子素子である、＜１１＞〜＜１３＞のいずれか１項に記載のデバイス。
＜１５＞＜１＞〜＜６＞のいずれか１項に記載のバリア性積層体または＜７〜１０のいずれか１項に記載のガスバリアフィルムを用いた封止用袋。
【発明の効果】
【００１０】
本発明における有機層を採用することにより、密着性および耐熱性能が向上したバリア性積層体を提供することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来のバリア性積層体からガスが放出する状態を示す断面概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。尚、本願明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。また、本発明における有機ＥＬ素子とは、有機エレクトロルミネッセンス素子のことをいう。本明細書において、（メタ）アクリレートとは、アクリレートおよびメタクリレートの両方を含む意味で使用される。
【００１３】
＜バリア性積層体＞
本発明のガスバリアフィルム積層体は、少なくとも１層の有機層と、少なくとも１層のアルミまたはケイ素の、酸化物、窒化物、炭化物、またはその混合物からなる無機層とを有し、前記有機層は、下記一般式(１)または(２)で表される重合性化合物を含む重合性組成物を重合させてなるポリマーを含むことを特徴とする。
【化３】
（一般式（１）中、Ｒ11は、水素原子またはメチル基を表す。Ｌ11は２価の連結基を表す。）
【化４】
（一般式（２）中、Ｒ21は、水素原子またはメチル基を表す。Ｌ21は２価の連結基を表す。）
【００１４】
このような有機層を有するバリア性積層体とすることにより、不必要なガス発生をもたらすことなく有機層と無機層の密着性を向上させることができ、耐熱温度を向上することができる。本発明者らの検討によれば、カルボン酸基が無機層、基材に保有される水酸基、カルボン酸基、基材に塗布されたプライマー層と水素結合を形成することにより、強固な密着性が得られる。
本発明のバリア性積層体は、好ましくは、有機層の表面に無機層を設けた構成であり、さらに好ましくは、少なくとも２層の上記構成の有機層と、少なくとも２層の無機層とが交互に積層した構造である。このような構成とすることにより、有機層と無機層の密着性が向上し、バリア性がより向上する。
【００１５】
有機デバイス（有機ＥＬデバイス、有機太陽電池デバイス、有機ＴＦＴデバイス等）の分野において、ガスバリアフィルム積層体をガラス基板に代わりに採用する場合、デバイス作製プロセスにおいて、１００℃〜２００℃、数時間の熱プロセスに耐えることが必要になる。その際、公知のガスバリアフィルムでは、無機層間に挟まれた有機層で、脱ガスが生じると、両側が極めて高いガスバリア性能を持っている無機層であるため、内部圧力が上昇し、無機有機界面に剥離力を及ぼしてしまっていた。本発明では、低脱ガス性能の有機層とすることにより、無機層間に挟まれた有機層における密着性を向上させたものである。
【００１６】
（有機層）
本発明における有機層のうち少なくとも１層は、一般式（１）または一般式（２）で表される重合性化合物を含む組成物を重合させてなるものである。
【化５】
（一般式（１）中、Ｒ11は、水素原子またはメチル基を表す。Ｌ11は２価の連結基を表す。）
【化６】
（一般式（２）中、Ｒ21は、水素原子またはメチル基を表す。Ｌ21は２価の連結基を表す。）
【００１７】
Ｌ11およびＬ21は、それぞれ、２価の連結基を表す。２価の連結基の例としては、アルキレン基（例えば、メチレン基、エチレン基、１，３−プロピレン基、２，２−ジメチル−１，３−プロピレン基、２−ブチル−２−エチル−１，３−プロピレン基、１，６−ヘキシレン基、１，９−ノニレン基、１，１２−ドデシレン基、１，１６−ヘキサデシレン基等）、アリーレン基（例えば、フェニレン基、ナフチレン基）、エーテル基、イミノ基、カルボニル基、およびこれらの２価の基が複数個直列に結合した２価の基を挙げることができる。
Ｌ11およびＬ21は、それぞれ、置換基を有してもよく、Ｌ11およびＬ21の置換基の例としては、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−デシル基、ｎ−ヘキサデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基、２−ブテニル基、３−ペンテニル基等）、アリール基（例えば、フェニル基、ｐ−メチルフェニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナンスリル基、ピレニル基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）、ヒドロキシ基、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基）、アシル基（例えば、アセチル基、ベンゾイル基、ホルミル基、ピバロイル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセトキシ基、ベンゾイルオキシ基）、アルコキシカルボニル基（例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基等）等が挙げられる。これらの置換基はさらに置換されていてもよい。
【００１８】
以下に、本発明で用いられる重合性化合物の具体例を示すが本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１９】
【化７】
【００２０】
【化８】
【００２１】
重合性組成物
本発明における重合性組成物は一般式（１）または（２）で表される重合性化合物を含む。一般式（１）または（２）で表される重合性化合物以外に、その他の重合性化合物、光重合開始剤、溶媒、その他添加剤を含有しても良い。
一般式（１）または（２）で表される重合性化合物およびその他の重合性化合物が、重合性組成物の固形分（揮発分が揮発した後の残分）中に占める割合は、好ましくは、０．２〜７０質量％であり、１〜５０質量％が好ましく、５〜３０質量％が特に好ましい。
【００２２】
本発明において、その他の重合性化合物としては、公知の重合性化合物を広く採用することができ、（メタ）アクリレートが好ましく、芳香族基を含有する（メタ）アクリレートが特に好ましい。
【００２３】
（メタ）アクリレート系化合物としては、（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレートやポリエステル（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート等が好ましい。
【００２４】
以下に、（メタ）アクリレート系化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【化９】
【００２５】
【化１０】
【００２６】
【化１１】
【００２７】
【化１２】
【００２８】
【化１３】
【００２９】
【化１４】
【００３０】
【化１５】
【００３１】
【化１６】
【００３２】
さらに、本発明では、下記一般式（３）で表されるメタアクリレート系化合物も好ましく採用できる。
一般式（３）
【化１７】
（一般式（３）中、Ｒ1は、置換基を表し、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。ｎは、０〜５の整数を示し、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。但し、Ｒ1の少なくとも１つは重合性基を含む。）
【００３３】
Ｒ1の置換基としては、−ＣＲ22−（Ｒ2は水素原子または置換基）、−ＣＯ−、−Ｏ−、フェニレン基、−Ｓ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＮＲ3−（Ｒ3は水素原子または置換基）、−ＣＲ4＝ＣＲ5−（Ｒ4、Ｒ5は、ぞれぞれ、水素原子または置換基）の１つ以上と、重合性基との組み合わせからなる基が挙げられ、−ＣＲ22−（Ｒ2は水素原子または置換基）、−ＣＯ−、−Ｏ−およびフェニレン基の１つ以上と、重合性基との組み合わせからなる基が好ましい。
Ｒ2は、水素原子または置換基であるが、好ましくは、水素原子またはヒドロキシ基である。
Ｒ1の少なくとも１つが、ヒドロキシ基を含むことが好ましい。ヒドロキシ基を含むことにより、有機層の硬化率が向上する。
Ｒ1の少なくとも１つの分子量が１０〜２５０であることが好ましく、７０〜１５０であることがより好ましい。
Ｒ1が結合している位置としては、少なくともパラ位に結合していることが好ましい。
ｎは、０〜５の整数を示し、０〜２の整数であることが好ましく、０または１であることがより好ましく、いずれも１であることがさらに好ましい。
【００３４】
一般式（３）で表される化合物は、Ｒ1の少なくとも２つが同じ構造であることが好ましい。さらに、ｎは、いずれも１であり、４つのＲ1の少なくとも２つずつがそれぞれ同じ構造であることがより好ましく、ｎは、いずれも１であり、４つのＲ1が同じ構造であることがさらに好ましい。一般式（３）が有する重合性基は、（メタ）アクリロイル基またはエポキシ基であることが好ましく、（メタ）アクリロイル基であることがより好ましい。一般式（３）が有する重合性基の数は、２つ以上であることが好ましく、３つ以上であることがより好ましい。また、上限は特に定めるものではないが、８つ以下であることが好ましく、６つ以下であることがより好ましい。
一般式（３）で表される化合物の分子量は、６００〜１４００が好ましく、８００〜１２００がより好ましい。
【００３５】
本発明では、一般式（３）で表される化合物を１種類のみ含んでいてもよいし、２種類以上含んでいてもよい。２種類以上含んでいる場合、例えば、同じ構造のＲ1を含み、かつ、該Ｒ1の数が異なる化合物およびそれらの異性体を含んでいる組成物が例示される。
【００３６】
以下に、一般式（３）で表される化合物の具体例を示すが、これによって本発明が限定されることはない。また、下記化合物では、一般式（３）の４つのｎがいずれも１の場合を例示しているが、一般式（３）の４つのｎのうち、１つまたは２つまたは３つが０のもの（例えば、２官能や３官能化合物等）や、一般式（３）の４つのｎのうち、１つまたは２つまたは３つ以上が２つ以上のもの（Ｒ1が１つの環に、２つ以上結合しているもの、例えば、５官能や６官能化合物等）も本発明の好ましい化合物として例示される。
【００３７】
【化１８】
【化１９】
【化２０】
【化２１】
【化２２】
【００３８】
一般式（３）で表される化合物は、市販品として入手することができる。また、上記化合物は、公知の方法によって合成することもできる。例えば、エポキシアクリレートは、エポキシ化合物とアクリル酸との反応で得ることができる。これらの化合物は、通常、反応の際、２官能、３官能、５官能やその異性体なども生成する。これらの異性体を分離したい場合は、カラムクロマトグラフィによって分離できるが、本発明では、混合物として用いることも可能である。
【００３９】
（重合開始剤）
本発明における有機層は、通常、重合性芳香族シランカップリング剤等の重合性化合物を含む重合性組成物を塗布硬化させて得られる。本発明では、前記重合性組成物に熱または各種のエネルギー線を照射して重合、架橋させることにより高分子を主成分とする有機層を形成する。エネルギー線の例としては紫外線、可視光線、赤外線、電子線、エックス線、ガンマ線等が挙げられる。このとき、熱で重合させる場合は熱重合開始剤を、紫外線で重合させる場合は光重合開始剤を、可視光線で重合させる場合は光重合開始剤と増感剤を用いる。以上の中では、光重合開始剤を含有する重合性化合物を紫外線で重合、架橋することが好ましい。
光重合開始剤を用いる場合、その含量は、重合性化合物の合計量の０．１モル％以上であることが好ましく、０．５〜２モル％であることがより好ましい。このような組成とすることにより、活性成分生成反応を経由する重合反応を適切に制御することができる。光重合開始剤の例としてはチバ・スペシャルティー・ケミカルズ社から市販されているイルガキュア（Irgacure）シリーズ（例えば、イルガキュア６５１、イルガキュア７５４、イルガキュア１８４、イルガキュア２９５９、イルガキュア９０７、イルガキュア３６９、イルガキュア３７９、イルガキュア８１９など）、ダロキュア（Darocure)シリーズ（例えば、ダロキュアＴＰＯ、ダロキュア１１７３など）、クオンタキュア（Quantacure）ＰＤＯ、サートマー(Sartomer）社から市販されているエザキュア（Ezacure）シリーズ（例えば、エザキュアＴＺＭ、エザキュアＴＺＴなど）等が挙げられる。
【００４０】
本発明ではさらに、密着性を向上させるために、重合性組成物に、下記一般式（４）で表されるシランカップリング剤を添加することも好ましい。
【００４１】
一般式（４）
【化２３】
（一般式（４）中、Ｒ1〜Ｒ6は、それぞれ、置換もしくは無置換のアルキル基またはアリール基である。但し、Ｒ1〜Ｒ6のうち少なくとも１つは、ラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を含む置換基である。）
【００４２】
Ｒ1〜Ｒ6は、それぞれ置換もしくは無置換のアルキル基またはアリール基である。Ｒ1〜Ｒ6は、ラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を含む置換基である場合を除き、無置換のアルキル基または無置換のアリール基が好ましい。アルキル基としては炭素数１〜６のアルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。アリール基としては、フェニル基が好ましい。Ｒ1〜Ｒ6は、メチル基が特に好ましい。
【００４３】
Ｒ1〜Ｒ6のうち少なくとも１つは、ラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を含む置換基を有し、Ｒ1〜Ｒ6の２つがラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を含む置換基であることが好ましい。さらに、Ｒ1〜Ｒ3のなかでラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を含む置換基を有するものの数が１であって、Ｒ4〜Ｒ6のなかでラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を含む置換基を有するものの数が１であることが特に好ましい。
一般式（４）で表されるシランカップリング剤が２つ以上のラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を含む置換基は、それぞれの置換基は同じであってもよいし、異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。
【００４４】
ラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を含む置換基は、−Ｘ−Ｙで表されることが好ましい。ここで、Ｘは、単結合、炭素数１〜６のアルキレン基、アリーレン基であり、好ましくは、単結合、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、フェニレン基である。Ｙは、ラジカル重合性の炭素−炭素二重結合基であり、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基、ビニル基、プロペニル基、ビニルオキシ基、ビニルスルホニル基が好ましく、（メタ）アクリロイルオキシ基がより好ましい。
【００４５】
また、Ｒ1〜Ｒ6はラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を含む置換基以外の置換基を有しても良い。置換基の例としては、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ-ブチル基、ｎ-オクチル基、ｎ-デシル基、ｎ-ヘキサデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アリール基（例えば、フェニル基、ナフチル基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）、アシル基（例えば、アセチル基、ベンゾイル基、ホルミル基、ピバロイル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセトキシ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基等）、スルホニル基（例えば、メタンスルホニル基、ベンゼンスルホニル基等）、等が挙げられる。
【００４６】
以下に、一般式（４）で表される化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
【化２４】
【化２５】
【００４７】
本発明で用いられるシランカップリング剤は、重合性組成物中に、１〜３０質量％の範囲で含まれることが好ましく、より好ましくは３〜３０質量％であり、さらに好ましくは５〜２５質量％である。このような範囲とすることにより、本発明の効果がより効果的に発揮される傾向にある。
また、本発明で用いる重合性組成物は、一般式（４）で表されるシランカップリング剤以外のシランカップリング剤を実質的に含まないことが好ましい。実質的に含まないとは、例えば、重合性組成物の全成分の０．１質量％以下であることをいう。
【００４８】
本発明では、通常、重合性化合物を含む組成物を、光照射して硬化させるが、照射する光は、通常、高圧水銀灯もしくは低圧水銀灯による紫外線である。照射エネルギーは０．５Ｊ／ｃｍ2以上が好ましく、２Ｊ／ｃｍ2以上がより好ましい。重合性芳香族シランカップリング剤が、（メタ）アクリレート系化合物の場合、空気中の酸素によって重合阻害を受けるため、重合時の酸素濃度もしくは酸素分圧を低くすることが好ましい。窒素置換法によって重合時の酸素濃度を低下させる場合、酸素濃度は２％以下が好ましく、０．５％以下がより好ましい。減圧法により重合時の酸素分圧を低下させる場合、全圧が１０００Ｐａ以下であることが好ましく、１００Ｐａ以下であることがより好ましい。また、１００Ｐａ以下の減圧条件下で２Ｊ／ｃｍ2以上のエネルギーを照射して紫外線重合を行うのが特に好ましい。
光重合開始剤を用いる場合、重合開始剤が重合性組成物の固形分中に占める割合は０．１〜２０質量％であることが好ましく、０．５〜５質量％であることがより好ましい。
重合性組成物中の溶媒の含有量については特に制限はなく、望まれる塗布液の粘度や膜厚に応じて適宜選択される。例えば、フラッシュ蒸着法の場合は無溶剤であり、各種塗布の場合は、重合性組成物の固形分に対して質量比で０．５〜５０倍の範囲が例示される。
その他添加剤についても、種類に関して特に制限はないが、例えば増粘剤、界面活性剤、ズベリ剤、光反応増感剤、連鎖移動剤、重合禁止剤などが適宜使用される。なお、重合禁止剤は重合性組成物の安定な保存のために用いられる。なお、その他添加剤の添加量は３０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以下がより好ましく、１０質量％以下がさらに好ましい。
【００４９】
（有機層の形成方法）
有機層の形成方法としては、特に定めるものではないが、例えば、溶液塗布法や真空成膜法により形成することができる。溶液塗布法としては、例えば、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、スライドコート法、或いは、米国特許第２６８１２９４号明細書に記載のホッパ−を使用するエクストル−ジョンコート法により塗布することができる。真空成膜法としては、特に制限はないが、蒸着、プラズマＣＶＤ等の成膜方法が好ましい。本発明においてはポリマーを溶液塗布しても良いし、特開２０００−３２３２７３号公報、特開２００４−２５７３２号公報に開示されているような無機物を含有するハイブリッドコーティング法を用いてもよい。
【００５０】
本発明における有機層は、平滑で、膜硬度が高いあることが好ましい。有機層の表面にはパーティクル等の異物、突起が無いことが要求される。このため、有機層の成膜はクリーンルーム内で行われることが好ましい。クリーン度はクラス１００００以下が好ましく、クラス１０００以下がより好ましい。有機層の平滑性は１μｍ角の平均粗さ（Ｒａ値）として１０ｎｍ未満であることが好ましく、０．５２ｎｍ未満であることがより好ましい。モノマーの重合率は８５％以上であることが好ましく、８８％以上であることがより好ましく、９０％以上であることがさらに好ましく、９２％以上であることが特に好ましい。ここでいう重合率とはモノマー混合物中の全ての重合性基（アクリロイル基およびメタクリロイル基）のうち、反応した重合性基の比率を意味する。重合率は赤外線吸収法によって定量することができる。
【００５１】
有機層の膜厚については特に限定はないが、薄すぎると膜厚の均一性を得ることが困難になるし、厚すぎると外力によりクラックを発生してバリア性が低下する。かかる観点から、有機層の厚みは５０ｎｍ〜５０００ｎｍが好ましく、５００ｎｍ〜２５００ｎｍがより好ましい。
有機層の硬度は高いほうが好ましい。有機層の硬度が高いと、無機層が平滑に成膜されその結果としてバリア能が向上することがわかっている。有機層の硬度はナノインデンテーション法に基づく微小硬度として表すことができる。有機層の微小硬度は１５０Ｎ／ｍｍ以上であることが好ましく、１８０Ｎ／ｍｍ以上であることがより好ましく、２００Ｎ／ｍｍ以上であることが特に好ましい。
【００５２】
（無機層）
無機層は、アルミまたはケイ素の、酸化物、窒化物、炭化物、またはその混合物を含む薄膜の層であり、実質的には、これらのみからなる薄膜の層であることがより好ましい。無機層は、ケイ素の酸化物、窒化物、炭化物、またはその混合物からなる薄膜の層であることが好ましい。無機層の形成方法は、目的の薄膜を形成できる方法であればいかなる方法でも用いることができる。例えば、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的気相成長法（ＰＶＤ）、種々の化学的気相成長法（ＣＶＤ）、めっきやゾルゲル法等の液相成長法がある。本発明では、CVD法、スパッタリング法で作成した場合であっても、高いバリア性を維持することができる。
また、上記無機層に加え、他の無機層を有していてもよい。このような無機層としては、例えば、金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物または金属炭化物であり、Ｓｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｅ、またはＴａ等から選ばれる１種以上の金属を含む酸化物、窒化物、炭化物もしくは酸化窒化物、酸化窒化炭化物などを好ましく用いることができる。これらの中でも、Ｓｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔｉから選ばれる金属の酸化物、窒化物もしくは酸化窒化物が好ましく、特にＳｉまたはＡｌの金属酸化物、窒化物もしくは酸化窒化物が好ましい。これらは、副次的な成分として他の元素を含有してもよい。
本発明では、無機層の材料として、金属酸化物を用い、プラズマプロセスにより成膜した場合であっても、高いバリア性を有するバリア性積層体が得られる点で、極めて有意である。
本発明により形成される無機層の平滑性は、１μｍ角の平均粗さ（Ｒａ値）として１ｎｍ未満であることが好ましく、０．５ｎｍ以下がより好ましい。このため、無機層の成膜はクリーンルーム内で行われることが好ましい。クリーン度はクラス１００００以下が好ましく、クラス１０００以下がより好ましい。
【００５３】
無機層の厚みに関しては特に限定されないが、１層に付き、通常、５〜５００ｎｍの範囲内であり、好ましくは１５〜１００ｎｍである。
【００５４】
（有機層と無機層の積層）
有機層と無機層の積層は、所望の層構成に応じて有機層と無機層を順次繰り返し成膜することにより行うことができる。
（機能層）
本発明のデバイスにおいては、バリア性積層体上、もしくはその他の位置に、機能層を有していても良い。機能層については、特開２００６−２８９６２７号公報の段落番号００３６〜００３８に詳しく記載されている。これら以外の機能層の例としてはマット剤層、保護層、帯電防止層、平滑化層、密着改良層、遮光層、反射防止層、ハードコート層、応力緩和層、防曇層、防汚層、被印刷層、易接着層等が挙げられる。
【００５５】
バリア性積層体の用途
本発明のバリア性積層体は、通常、支持体の上に設けるが、この支持体を選択することによって、様々な用途に用いることができる。支持体には、基材フィルムのほか、各種のデバイス、光学部材等が含まれる。具体的には、本発明のバリア性積層体はガスバリアフィルムのバリア層として用いることができる。また、本発明のバリア性積層体およびガスバリアフィルムは、バリア性を要求するデバイスの封止に用いることができる。本発明のバリア性積層体およびガスバリアフィルムは、光学部材にも適用することができる。以下、これらについて詳細に説明する。
【００５６】
＜ガスバリアフィルム＞
ガスバリアフィルムは、基材フィルムと、該基材フィルム上に形成されたバリア性積層体とを有する。ガスバリアフィルムにおいて、本発明のバリア性積層体は、基材フィルムの片面にのみ設けられていてもよいし、両面に設けられていてもよい。本発明のバリア性積層体は、基材フィルム側から無機層、有機層の順に積層していてもよいし、有機層、無機層の順に積層していてもよい。本発明の積層体の最上層は無機層でも有機層でもよい。
また、本発明におけるガスバリアフィルムは大気中の酸素、水分、窒素酸化物、硫黄酸化物、オゾン等を遮断する機能を有するバリア層を有するフィルム基板である。
ガスバリアフィルムを構成する層数に関しては特に制限はないが、典型的には２層〜３０層が好ましく、３層〜２０層がさらに好ましい。
ガスバリアフィルムはバリア性積層体、基材フィルム以外の構成成分（例えば、易接着層等の機能性層）を有しても良い。機能性層はバリア性積層体の上、バリア性積層体と基材フィルムの間、基材フィルム上のバリア性積層体が設置されていない側（裏面）のいずれに設置してもよい。
【００５７】
（プラスチックフィルム）
本発明におけるガスバリアフィルムは、通常、基材フィルムとして、プラスチックフィルムを用いる。用いられるプラスチックフィルムは、有機層、無機層等の積層体を保持できるフィルムであれば材質、厚み等に特に制限はなく、使用目的等に応じて適宜選択することができる。前記プラスチックフィルムとしては、具体的には、金属支持体（アルミニウム、銅、ステンレス等）ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、メタクリル酸−マレイン酸共重合体、ポリスチレン樹脂、透明フッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、セルロースアシレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、シクロオレフィルンコポリマー、フルオレン環変性ポリカーボネート樹脂、脂環変性ポリカーボネート樹脂、フルオレン環変性ポリエステル樹脂、アクリロイル化合物などの熱可塑性樹脂が挙げられる。
【００５８】
本発明のガスバリアフィルムを後述する有機ＥＬ素子等のデバイスの基板として使用する場合は、プラスチックフィルムは耐熱性を有する素材からなることが好ましい。具体的には、ガラス転移温度（Ｔｇ）が１００℃以上および／または線熱膨張係数が４０ｐｐｍ／℃以下で耐熱性の高い透明な素材からなることが好ましい。Ｔｇや線膨張係数は、添加剤などによって調整することができる。このような熱可塑性樹脂として、例えば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ：１２０℃）、ポリカーボネート（ＰＣ：１４０℃）、脂環式ポリオレフィン（例えば日本ゼオン(株)製 ゼオノア１６００：１６０℃）、ポリアリレート（ＰＡｒ：２１０℃）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ：２２０℃）、ポリスルホン（ＰＳＦ：１９０℃）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ：特開２００１−１５０５８４号公報の化合物：１６２℃）、ポリイミド（例えば三菱ガス化学（株）ネオプリム：２６０℃）、フルオレン環変性ポリカーボネート（ＢＣＦ−ＰＣ：特開２０００−２２７６０３号公報の化合物：２２５℃）、脂環変性ポリカーボネート（ＩＰ−ＰＣ：特開２０００−２２７６０３号公報の化合物：２０５℃）、アクリロイル化合物（特開２００２−８０６１６号公報の化合物：３００℃以上）が挙げられる（括弧内はＴｇを示す）。特に、透明性を求める場合には脂環式ポレオレフィン等を使用するのが好ましい。
【００５９】
本発明のガスバリアフィルムを偏光板と組み合わせて使用する場合、ガスバリアフィルムのバリア性積層体がセルの内側に向くようにし、最も内側に（素子に隣接して）配置することが好ましい。このとき偏光板よりセルの内側にガスバリアフィルムが配置されることになるため、ガスバリアフィルムのレターデーション値が重要になる。このような態様でのガスバリアフィルムの使用形態は、レターデーション値が１０ｎｍ以下の基材フィルムを用いたガスバリアフィルムと円偏光板（１／４波長板＋（１／２波長板）＋直線偏光板）を積層して使用するか、あるいは１／４波長板として使用可能な、レターデーション値が１００ｎｍ〜１８０ｎｍの基材フィルムを用いたガスバリアフィルムに直線偏光板を組み合わせて用いるのが好ましい。
【００６０】
レターデーションが１０ｎｍ以下の基材フィルムとしてはセルローストリアセテート（富士フイルム（株）：富士タック）、ポリカーボネート（帝人化成（株）：ピュアエース、（株）カネカ：エルメック）、シクロオレフィンポリマー（ＪＳＲ（株）：アートン、日本ゼオン（株）：ゼオノア）、シクロオレフィンコポリマー（三井化学（株）：アペル（ペレット）、ポリプラスチック（株）：トパス（ペレット））ポリアリレート（ユニチカ（株）：Ｕ１００（ペレット））、透明ポリイミド（三菱ガス化学（株）：ネオプリム）等を挙げることができる。
また１／４波長板としては、上記のフィルムを適宜延伸することで所望のレターデーション値に調整したフィルムを用いることができる。
【００６１】
（アンカー層）
アンカー層とは、PET基材、PEN基材に、第一層として、有機層あるいは無機層から積層されるバリアフィルムにおいて、基材と第一層の間に少なくとも１層以上からなり、易接着機能などを付与する層である。
【００６２】
本発明のガスバリアフィルムは有機ＥＬ素子等のデバイスとして利用されることから、プラスチックフィルムは透明であること、すなわち、光線透過率が通常８０％以上、好ましくは８５％以上、さらに好ましくは９０％以上である。光線透過率は、ＪＩＳ−Ｋ７１０５に記載された方法、すなわち積分球式光線透過率測定装置を用いて全光線透過率および散乱光量を測定し、全光線透過率から拡散透過率を引いて算出することができる。
本発明のガスバリアフィルムをディスプレイ用途に用いる場合であっても、観察側に設置しない場合などは必ずしも透明性が要求されない。したがって、このような場合は、プラスチックフィルムとして不透明な材料を用いることもできる。不透明な材料としては、例えば、ポリイミド、ポリアクリロニトリル、公知の液晶ポリマーなどが挙げられる。
本発明のガスバリアフィルムに用いられるプラスチックフィルムの厚みは、用途によって適宜選択されるので特に制限がないが、典型的には１〜８００μｍであり、好ましくは１０〜２００μｍである。これらのプラスチックフィルムは、透明導電層、プライマー層等の機能層を有していても良い。機能層については、特開２００６−２８９６２７号公報の段落番号００３６〜００３８に詳しく記載されている。これら以外の機能層の例としてはマット剤層、保護層、帯電防止層、平滑化層、密着改良層、遮光層、反射防止層、ハードコート層、応力緩和層、防曇層、防汚層、被印刷層、易接着層等が挙げられる。
【００６３】
＜デバイス＞
本発明のバリア性積層体およびガスバリアフィルムは空気中の化学成分（酸素、水、窒素酸化物、硫黄酸化物、オゾン等）によって性能が劣化するデバイスに好ましく用いることができる。前記デバイスの例としては、例えば、有機ＥＬ素子、液晶表示素子、薄膜トランジスタ、タッチパネル、電子ペーパー、太陽電池等）等の電子デバイスを挙げることができ有機ＥＬ素子に好ましく用いられる。
【００６４】
本発明のバリア性積層体は、また、デバイスの膜封止に用いることができる。すなわち、デバイス自体を支持体として、その表面に本発明のバリア性積層体を設ける方法である。バリア性積層体を設ける前にデバイスを保護層で覆ってもよい。
【００６５】
本発明のガスバリアフィルムは、デバイスの基板や固体封止法による封止のためのフィルムとしても用いることができる。固体封止法とはデバイスの上に保護層を形成した後、接着剤層、ガスバリアフィルムを重ねて硬化する方法である。接着剤は特に制限はないが、熱硬化性エポキシ樹脂、光硬化性アクリレート樹脂等が例示される。
【００６６】
従来のバリア性積層体およびガスバリアフィルムは、これらをデバイスに組み込み、その状態で、１００℃以上の温度で加熱したとき、シランカップリング剤由来のアルコールガスを放出し、デバイスにダメージを与えてしまっていた。しかしながら、本発明のバリア性積層体およびガスバリアフィルムは、１００℃以上の温度（例えば、１００〜２００℃）で加熱してもアルコールガスを大量に放出しないため、デバイスにダメージを与えることを効果的に抑制できる。
【００６７】
（有機ＥＬ素子）
ガスバリアフィルム用いた有機ＥＬ素子の例は、特開２００７−３０３８７号公報に詳しく記載されている。有機ＥＬ素子の製造工程には、ＩＴＯのエッチング工程後の乾燥工程や湿度の高い条件下での工程があるため、本発明のガスバリアフィルムを用いることは極めて優位である。
【００６８】
（液晶表示素子）
反射型液晶表示装置は、下から順に、下基板、反射電極、下配向膜、液晶層、上配向膜、透明電極、上基板、λ／４板、そして偏光膜からなる構成を有する。本発明におけるガスバリアフィルムは、前記透明電極基板および上基板として使用することができる。カラー表示の場合には、さらにカラーフィルター層を反射電極と下配向膜との間、または上配向膜と透明電極との間に設けることが好ましい。透過型液晶表示装置は、下から順に、バックライト、偏光板、λ／４板、下透明電極、下配向膜、液晶層、上配向膜、上透明電極、上基板、λ／４板および偏光膜からなる構成を有する。このうち本発明の基板は、前記上透明電極および上基板として使用することができる。カラー表示の場合には、さらにカラーフィルター層を下透明電極と下配向膜との間、または上配向膜と透明電極との間に設けることが好ましい。液晶セルの種類は特に限定されないが、より好ましくはＴＮ型（Twisted Nematic）、ＳＴＮ型（Super Twisted Nematic）またはＨＡＮ型（Hybrid Aligned Nematic）、ＶＡ型(Vertically Alignment)、ＥＣＢ型（Electrically Controlled Birefringence）、ＯＣＢ型（Optically Compensated Bend）、ＣＰＡ型(Continuous Pinwheel Alignment)、ＩＰＳ型（In Plane Switching）であることが好ましい。
【００６９】
（太陽電池）
本発明のバリア性積層体およびガスバリアフィルムは、太陽電池素子の封止フィルムとしても用いることができる。ここで、本発明のバリア性積層体およびガスバリアフィルムは、接着層が太陽電池素子に近い側となるように封止することが好ましい。太陽電池は、ある程度の熱と湿度に耐えることが要求されるが、本発明のバリア性積層体およびガスバリアフィルムは好適である。本発明のバリア性積層体およびガスバリアフィルムが好ましく用いられる太陽電池素子としては、特に制限はないが、例えば、単結晶シリコン系太陽電池素子、多結晶シリコン系太陽電池素子、シングル接合型、またはタンデム構造型等で構成されるアモルファスシリコン系太陽電池素子、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）やインジウム燐（ＩｎＰ）等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体太陽電池素子、カドミウムテルル（ＣｄＴｅ）等のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体太陽電池素子、銅/インジウム/セレン系（いわゆる、ＣＩＳ系）、銅/インジウム/ガリウム/セレン系（いわゆる、ＣＩＧＳ系）、銅/インジウム/ガリウム/セレン/硫黄系（いわゆる、ＣＩＧＳＳ系）等のＩ−ＩＩＩ−ＶＩ族化合物半導体太陽電池素子、色素増感型太陽電池素子、有機太陽電池素子等が挙げられる。中でも、本発明においては、上記太陽電池素子が、銅/インジウム/セレン系（いわゆる、ＣＩＳ系）、銅/インジウム/ガリウム/セレン系（いわゆる、ＣＩＧＳ系）、銅/インジウム/ガリウム/セレン/硫黄系（いわゆる、ＣＩＧＳＳ系）等のＩ−ＩＩＩ−ＶＩ族化合物半導体太陽電池素子であることが好ましい。
【００７０】
（その他）
その他の適用例としては、特表平１０−５１２１０４号公報に記載の薄膜トランジスタ、特開平５−１２７８２２号公報、特開２００２−４８９１３号公報等に記載のタッチパネル、特開２０００−９８３２６号公報に記載の電子ペーパー、特開平９−１８０４２号公報に記載の太陽電池等が挙げられる。
また、ポリエチレンフィルムやポリプロピレンフィルム等の樹脂フィルムと、本発明のバリア性積層体またはガスバリアフィルムを積層して封止用袋として用いることができる。これらの詳細については、特開２００５−２４７４０９号公報、特開２００５−３３５１３４号公報等の記載を参酌できる。
【００７１】
＜光学部材＞
本発明のガスバリアフィルムを用いる光学部材の例としては円偏光板等が挙げられる。
（円偏光板）
本発明におけるガスバリアフィルムを基板としλ／４板と偏光板とを積層し、円偏光板を作製することができる。この場合、λ／４板の遅相軸と偏光板の吸収軸とが４５°になるように積層する。このような偏光板は、長手方向（ＭＤ）に対し４５°の方向に延伸されているものを用いることが好ましく、例えば、特開２００２−８６５５５４号公報に記載のものを好適に用いることができる。
【実施例】
【００７２】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。
【００７３】
（実施例１）ガスバリアフィルムの作製
ポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮ、帝人デュポン社製、テオネックスＱ６５ＦＡ、厚さ１００μｍ）上に、下記表に記載の重合性化合物と重合開始剤（Lamberti社、Esacure KTO46）１グラム、２−ブタノン４００グラムとを含む重合性組成物を乾燥膜厚が１０００ｎｍとなるように塗布成膜し、酸素含有量１００ｐｐｍ以下の窒素雰囲気下で紫外線照射量０．５Ｊ／ｃｍ2で照射して硬化させ、有機層を作製した。その有機層表面に、膜厚が４０ｎｍとなるように窒化珪素（無機層）をプラズマＣＶＤ法で成膜した。さらに、同様の有機層、無機層、有機層を積層し、バリアフィルムを作製した。
得られたガスバリアフィルムについて、下記手法により水蒸気透過率および密着性を測定した。
【００７４】
［バリア性能］
G.NISATO、P.C.P.BOUTEN、P.J.SLIKKERVEERらSID Conference Record of the International Display Research Conference 1435-1438頁に記載の方法を用いて水蒸気透過率（ｇ／ｍ2／ｄａｙ）を測定した。このときの温度は４０℃、相対湿度は９０％とした。結果を下記表に示した。
【００７５】
【表１】
【００７６】
上記表中の化合物は下記のとおりである。
【化２６】
【００７７】
化合物Ｂ：
Ｂ−１
【化２７】
Ｂ−２
【化２８】
Ｂ−３
【化２９】
【００７８】
（実施例２）密着性の試験
ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム 東洋紡製、品番：A4100、厚さ：100 μｍ）の表面に、実施例１と同様の方法で、有機層、無機層、有機層を該順に形成してガスバリアフィルム（ＰＥＴ／有機層／無機層／有機層）を作製した。得られたガスバリアフィルムについて、以下の試験を行った。
【００７９】
［密着性の試験］
ＰＥＴ基材上に有機層、無機層、有機層からなるガスバリアフィルムの密着性を評価する目的で、ＪＩＳ Ｋ５４００に準拠した碁盤目試験を行なった。上記層構成を有するガスバリアフィルムの表面にそれぞれカッターナイフで膜面に対して９０°の切込みを１ｍｍ間隔で入れ、１ｍｍ間隔の碁盤目を１００個作製した。この上に２ｃｍ幅のマイラーテープ［日東電工製、ポリエステルテープ（Ｎｏ．３１Ｂ）］を貼り付け、テープ剥離試験機を使用して貼り付けたテープをはがした。積層フィルム上の１００個の碁盤目のうち剥離せずに残存したマスの数（ｎ）をカウントした。結果は、％で示した。
【００８０】
【表２】
【００８１】
上記試料Ｎｏ．１〜１０において、有機層のアクリレートを同量の下記の化合物に変え、他は同様に行った。
（メタ）アクリレート
【化３０】
【００８２】
【表３】
【００８３】
（実施例３）耐熱性試験
ポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮ、帝人デュポン社製、テオネックスＱ６５ＦＡ、厚さ１００μｍ）上に、実施例１と同様の方法で、有機層、無機層、有機層、無機層の順に積層してガスバリアフィルム（ＰＥＮ/有機層／無機層／有機層／無機層）を作製した。但し、Ａの化合物の配合量ならびにＢの化合物の種類及び配合量は下記表に示すとおりとした。得られたガスバリアフィルムについて、耐熱性を評価した。
【００８４】
［耐熱性試験］
ガスバリアフィルムの耐熱性を評価する目的で、２００℃の恒温槽に上記ガスバリアフィルムを入れて、１時間保持した。１０ｃｍ2を観察し、無機層と無機層に挟まれた有機層中でのガス発生による膨れ部の有無を評価した。膨れ部なしのものは、○で表し、膨れ部ありのものは×で表した。揮発ガスを多く含むシランカップリング剤ＫＢＭ−５１０３（信越化学）を用いた場合を比較例とした。
【表４】
【００８５】
上記表のＢ−４の化合物は、3-アクリロキシプロピル（トリメトキシシラン信越シリコーン製、ＫＢＭ５１０３）を用いた。
【００８６】
（実施例４） 基材フィルムと有機層の密着性評価
ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＮフィルム 東洋紡製、品番：A4100、厚さ：100 μｍ）の易接着層が形成されていない表面に、実施例１と同様にして、有機層を形成した。但し、Ａの化合物の配合量ならびにＢの化合物の種類及び配合量は下記表に示すとおりとした。得られた積層フィルム（ＰＥＴ／有機層）について、密着性を評価した。
【００８７】
［基材との密着性の試験］
ＪＩＳ Ｋ５４００に準拠した碁盤目試験を行なった。上記層構成を有するガスバリアフィルムの表面にそれぞれカッターナイフで膜面に対して９０°の切込みを１ｍｍ間隔で入れ、１ｍｍ間隔の碁盤目を１００個作製した。この上に２ｃｍ幅のマイラーテープ［日東電工製、ポリエステルテープ（Ｎｏ．３１Ｂ）］を貼り付け、テープ剥離試験機を使用して貼り付けたテープをはがした。積層フィルム上の１００個の碁盤目のうち剥離せずに残存したマスの数（ｎ）をカウントした。結果は、％で示した。
【表５】
【００８８】
上記結果から明らかなとおり、本発明の化合物は、バリア性および密着性に優れていることが分かった。
【００８９】
（実施例５）有機ＥＬ発光素子での評価
バリア性を評価するために、水蒸気や酸素で黒点（ダークスポット）欠陥を生じる有機ＥＬ素子を作成し評価した。まず、ＩＴＯ膜を有する導電性のガラス基板（表面抵抗値１０Ω／□）を２−プロパノールで洗浄した後、１０分間ＵＶ−オゾン処理を行った。この基板（陽極）上に真空蒸着法にて以下の化合物層を順次蒸着した。
（第１正孔輸送層）
銅フタロシアニン：膜厚１０ｎｍ
（第２正孔輸送層）
Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジナフチルベンジジン：膜厚４０ｎｍ
（発光層兼電子輸送層）
トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム：膜厚６０ｎｍ
（電子注入層）
フッ化リチウム：膜厚１ｎｍ
この上に、金属アルミニウムを１００ｎｍ蒸着して陰極とし、その上に厚さ３μｍ窒化珪素膜を平行平板ＣＶＤ法によって付け、有機ＥＬ素子を作成した。
次に、熱硬化型接着剤（エポテック３１０、ダイゾーニチモリ（株））を用いて、作成した有機ＥＬ素子上と、実施例１で作製した各ガスバリアフィルムを、バリア層が有機ＥＬ素子の側となるように貼り合せ、６５℃で３時間加熱して接着剤を硬化させた。このようにして封止された有機ＥＬ素子を各２０素子ずつ作成した。
作成直後の有機ＥＬ素子をソースメジャーユニット（ＳＭＵ２４００型、Keithley社製）を用いて７Ｖの電圧を印加して発光させた。顕微鏡を用いて発光面状を観察したところ、いずれの素子もダークスポットの無い均一な発光を与えることが確認された。
最後に、各素子を６０℃・相対湿度９０％の暗い室内に２４時間静置した後、発光面状を観察した。直径３００μｍよりも大きいダークスポットが観察された素子の比率を故障率と定義し、各素子の故障率を算出した。故障率は、本発明の素子については、いずれも、５％以下と良好であった。
【００９０】
（実施例６）太陽電池の作成
上記で作成したガスバリアフィルムを用いて、太陽電池モジュールを作成した。具体的には、太陽電池モジュー用充填剤として、スタンダードキュアタイプのエチレン−酢酸ビニル共重合体を用いた。１０ｃｍ角の強化ガラス上に厚さ４５０μｍのエチレン−酢酸ビニル共重合体でアモルファス系のシリコン太陽電池セルを挟み込み充填し、さらにその上のガスバリアフィルムを設置することで太陽電池モジュールを作成した。設置条件は、１５０℃にて真空引き３分行ったあと、９分間圧着を行った。本方法で作成した太陽電池モジュールは、良好に作動し、８５℃、８５％相対湿度の環境下でも良好な電気出力特性を示した。
【００９１】
（実施例７）封止用袋の作成
上記で作成したガスバリアフィルムを用いて、封止用袋を作成した。ガスバリアフィルムの基材フィルム側と、樹脂フィルムからなるバック（ポリエチレン製のバッグ）をヒートシール法によって融着し、封止用袋を作成した。得られた封止用袋に、薬剤として、セファゾリンナトリウム（大塚製薬工場製）を封入し、４０℃相対湿度７５％の条件で６ヶ月保存して色調の変化を評価したところ、色調に変化はほとんど見られなかった。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明のガスバリアフィルムは、高いバリア性能を有するため、バリア性が求められる各種素子に広く採用することができる。本発明のガスバリアフィルムにおいは、有機層の平滑性を向上させることができるため、無機層も平滑に設けることができる。この結果、最表面の平滑性も向上させることができ、該ガスバリアフィルム上に形成するデバイスの性能を向上させることができる。
【符号の説明】
【００９３】
１ 無機層
２ 有機層
３ 無機層
４ アルコール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バリア性積層体、ガスバリアフィルムおよびこれらを用いたデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラスチックフィルムの表面に、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化、窒化、酸窒化珪素等の金属酸化物薄膜を形成したガスバリアフィルムは、水蒸気や酸素など各種ガスの遮断を必要とする物品の包装や、食品、工業用品および医薬品等の変質を防止するための包装用途に広く用いられている。
【０００３】
近年、有機デバイス（有機ＥＬデバイス、有機太陽電池デバイス、有機ＴＦＴデバイス等）の分野においては、ガラス基板に代わって、ガスバリアフィルムを採用するニーズが高まっている。ガスバリアフィルムは軽量であり、ロールトゥロール（Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ）方式に適用可能であることから、コストの点で有利である。しかし、ガスバリアフィルムはガラス基板と比較して水蒸気バリア性に劣るという問題がある。
【０００４】
この問題を解決するために、特許文献１には有機層と無機層の複数層の交互積層体（バリア性積層体）により、水蒸気透過率として０．００５ｇ／ｍ2／ｄａｙ未満を実現する技術が開示されている（特許文献１）。該明細書によれば有機層と無機層がそれぞれ１層ずつしか積層されていない場合は、水蒸気透過率が０．０１１ｇ／ｍ2／ｄａｙであり、多層積層することの技術的価値が明確に示されている。バリア性積層体をフィルム上に設置したガスバリアフィルムは有機デバイスの基板としての応用が期待される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６，４１３，６４５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、有機層と無機層の交互積層を重ねていくと、有機層と無機層との間の密着性が問題となる。特に高温プロセスを必要とするデバイスでは、基板が高温に晒される。高温にさらされたガスバリアフィルムはバリア性が劣化することが問題でその改善が求められていた。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決することを目的としたものであって、有機層と無機層との間の密着性が高く、高温にさらされても高いバリア性を維持するバリア性積層体、ガスバリアフィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ここで、有機層と無機層の密着性を向上させる手段として、有機層にシランカップリング剤を数％添加する方法が知られている。しかしながら、本願発明者が検討を行ったところ、従来公知のシランカップリング剤は高温で熱分解し、メタノールなどの脱ガスを生じてしまうことが分かった。図１は、その状態を示したものであって、１は無機層を、２’は無機層の表面に設けられたシランカップリング剤を用いて形成した有機層を、３は有機層の表面にさらに設けられた無機層を示している。従来の有機層２’には、カップリング剤由来のアルコール４が残存しており、この状態で加熱や脱気が起こると、かかるアルコールガスが放出し、ガスバリア性を低下させてしまう。特に、図１に示す本実施形態のように、有機層の表面に無機層３が設けられている場合、アルコール４由来のガスが無機層３を破壊してしまうこともあった。かかるバリア性積層体を組み込んだデバイスを、１００℃以上の高温プロセスに曝された際に、副生成物の残存によるこの傾向が顕著であることが分かった。
【０００９】
上記課題のもと、有機層として、特定の構造の重合性化合物を含む重合性組成物を重合させてなるものを含むものを重合硬化してなる層を採用することにより、高温下においても破壊されることなく、高いバリア性を維持できるバリア性積層体が得られ、上記課題を解決することを見出した。具体的には、下記手段＜１＞により、好ましくは＜２＞〜＜１５＞により、上記課題を解決しうることを見出した。
＜１＞少なくとも１層の有機層と、少なくとも１層のアルミまたはケイ素の、酸化物、窒化物、炭化物、またはその混合物を含む無機層とを有し、前記有機層は、下記一般式(１)または(２)で表される重合性化合物を含む重合性組成物を重合させてなるポリマーを含む、バリア性積層体。
【化１】
（一般式（１）中、Ｒ11は、水素原子またはメチル基を表す。Ｌ11は２価の連結基を表す。）
【化２】
（一般式（２）中、Ｒ21は、水素原子またはメチル基を表す。Ｌ21は２価の連結基を表す。）
＜２＞前記有機層が、無機層の表面に設けられている、＜１＞に記載のバリア性積層体。
＜３＞少なくとも１層の有機層が芳香族基を含む、＜１＞または＜２＞に記載のバリア性積層体。
＜４＞前記無機層、前記有機層、前記無機層が、該順に、隣接して設けられている、＜１＞〜＜３＞のいずれか１項に記載のバリア性積層体。
＜５＞前記重合性組成物が、（メタ）アクリレートを含む、＜１＞〜＜４＞のいずれか１項に記載のバリア性積層体。
＜６＞一般式（１）におけるＬ11または一般式（２）におけるＬ12が、それぞれ、アルキレン基、アリーレン基、エーテル基、イミノ基、カルボニル基、およびこれらの２価の基が複数個直列に結合した２価の基から選択される、＜１＞〜＜５＞のいずれか１項に記載のバリア性積層体。
＜７＞基材フィルム上に、＜１＞〜＜６＞のいずれか１項に記載のバリア性積層体を有するガスバリアフィルム。
＜８＞基材フィルム上に、少なくとも一層のアンカー層を有し、かつ、該アンカー層の上に前記有機層を有する、＜７＞記載のガスバリアフィルム。
＜９＞基材フィルムの表面に前記有機層を有する、＜７＞または＜８＞に記載のガスバリアフィルム。
＜１０＞前記基材フィルムが、ポリエチレンテレフタレートフィルムまたはポリエチレンナフタレートフィルムである、＜７＞〜＜９＞いずれか１項に記載のガスバリアフィルム。
＜１１＞＜７＞〜＜１０＞のいずれか１項に記載のガスバリアフィルムを基板として用いたデバイス。
＜１２＞＜１＞〜＜６＞のいずれか１項に記載のバリア性積層体または＜７＞〜＜１０＞のいずれか１項に記載のガスバリアフィルムを用いて封止したデバイス。
＜１３＞前記デバイスが、電子デバイスである、＜１１＞または＜１２＞に記載のデバイス。
＜１４＞前記デバイスが、有機ＥＬ素子または太陽電子素子である、＜１１＞〜＜１３＞のいずれか１項に記載のデバイス。
＜１５＞＜１＞〜＜６＞のいずれか１項に記載のバリア性積層体または＜７〜１０のいずれか１項に記載のガスバリアフィルムを用いた封止用袋。
【発明の効果】
【００１０】
本発明における有機層を採用することにより、密着性および耐熱性能が向上したバリア性積層体を提供することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来のバリア性積層体からガスが放出する状態を示す断面概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下において、本発明の内容について詳細に説明する。尚、本願明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。また、本発明における有機ＥＬ素子とは、有機エレクトロルミネッセンス素子のことをいう。本明細書において、（メタ）アクリレートとは、アクリレートおよびメタクリレートの両方を含む意味で使用される。
【００１３】
＜バリア性積層体＞
本発明のガスバリアフィルム積層体は、少なくとも１層の有機層と、少なくとも１層のアルミまたはケイ素の、酸化物、窒化物、炭化物、またはその混合物からなる無機層とを有し、前記有機層は、下記一般式(１)または(２)で表される重合性化合物を含む重合性組成物を重合させてなるポリマーを含むことを特徴とする。
【化３】
（一般式（１）中、Ｒ11は、水素原子またはメチル基を表す。Ｌ11は２価の連結基を表す。）
【化４】
（一般式（２）中、Ｒ21は、水素原子またはメチル基を表す。Ｌ21は２価の連結基を表す。）
【００１４】
このような有機層を有するバリア性積層体とすることにより、不必要なガス発生をもたらすことなく有機層と無機層の密着性を向上させることができ、耐熱温度を向上することができる。本発明者らの検討によれば、カルボン酸基が無機層、基材に保有される水酸基、カルボン酸基、基材に塗布されたプライマー層と水素結合を形成することにより、強固な密着性が得られる。
本発明のバリア性積層体は、好ましくは、有機層の表面に無機層を設けた構成であり、さらに好ましくは、少なくとも２層の上記構成の有機層と、少なくとも２層の無機層とが交互に積層した構造である。このような構成とすることにより、有機層と無機層の密着性が向上し、バリア性がより向上する。
【００１５】
有機デバイス（有機ＥＬデバイス、有機太陽電池デバイス、有機ＴＦＴデバイス等）の分野において、ガスバリアフィルム積層体をガラス基板に代わりに採用する場合、デバイス作製プロセスにおいて、１００℃〜２００℃、数時間の熱プロセスに耐えることが必要になる。その際、公知のガスバリアフィルムでは、無機層間に挟まれた有機層で、脱ガスが生じると、両側が極めて高いガスバリア性能を持っている無機層であるため、内部圧力が上昇し、無機有機界面に剥離力を及ぼしてしまっていた。本発明では、低脱ガス性能の有機層とすることにより、無機層間に挟まれた有機層における密着性を向上させたものである。
【００１６】
（有機層）
本発明における有機層のうち少なくとも１層は、一般式（１）または一般式（２）で表される重合性化合物を含む組成物を重合させてなるものである。
【化５】
（一般式（１）中、Ｒ11は、水素原子またはメチル基を表す。Ｌ11は２価の連結基を表す。）
【化６】
（一般式（２）中、Ｒ21は、水素原子またはメチル基を表す。Ｌ21は２価の連結基を表す。）
【００１７】
Ｌ11およびＬ21は、それぞれ、２価の連結基を表す。２価の連結基の例としては、アルキレン基（例えば、メチレン基、エチレン基、１，３−プロピレン基、２，２−ジメチル−１，３−プロピレン基、２−ブチル−２−エチル−１，３−プロピレン基、１，６−ヘキシレン基、１，９−ノニレン基、１，１２−ドデシレン基、１，１６−ヘキサデシレン基等）、アリーレン基（例えば、フェニレン基、ナフチレン基）、エーテル基、イミノ基、カルボニル基、およびこれらの２価の基が複数個直列に結合した２価の基を挙げることができる。
Ｌ11およびＬ21は、それぞれ、置換基を有してもよく、Ｌ11およびＬ21の置換基の例としては、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−デシル基、ｎ−ヘキサデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アルケニル基（例えば、ビニル基、アリル基、２−ブテニル基、３−ペンテニル基等）、アリール基（例えば、フェニル基、ｐ−メチルフェニル基、ナフチル基、アンスリル基、フェナンスリル基、ピレニル基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）、ヒドロキシ基、アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基）、アシル基（例えば、アセチル基、ベンゾイル基、ホルミル基、ピバロイル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセトキシ基、ベンゾイルオキシ基）、アルコキシカルボニル基（例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基等）等が挙げられる。これらの置換基はさらに置換されていてもよい。
【００１８】
以下に、本発明で用いられる重合性化合物の具体例を示すが本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１９】
【化７】
【００２０】
【化８】
【００２１】
重合性組成物
本発明における重合性組成物は一般式（１）または（２）で表される重合性化合物を含む。一般式（１）または（２）で表される重合性化合物以外に、その他の重合性化合物、光重合開始剤、溶媒、その他添加剤を含有しても良い。
一般式（１）または（２）で表される重合性化合物およびその他の重合性化合物が、重合性組成物の固形分（揮発分が揮発した後の残分）中に占める割合は、好ましくは、０．２〜７０質量％であり、１〜５０質量％が好ましく、５〜３０質量％が特に好ましい。
【００２２】
本発明において、その他の重合性化合物としては、公知の重合性化合物を広く採用することができ、（メタ）アクリレートが好ましく、芳香族基を含有する（メタ）アクリレートが特に好ましい。
【００２３】
（メタ）アクリレート系化合物としては、（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレートやポリエステル（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート等が好ましい。
【００２４】
以下に、（メタ）アクリレート系化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【化９】
【００２５】
【化１０】
【００２６】
【化１１】
【００２７】
【化１２】
【００２８】
【化１３】
【００２９】
【化１４】
【００３０】
【化１５】
【００３１】
【化１６】
【００３２】
さらに、本発明では、下記一般式（３）で表されるメタアクリレート系化合物も好ましく採用できる。
一般式（３）
【化１７】
（一般式（３）中、Ｒ1は、置換基を表し、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。ｎは、０〜５の整数を示し、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。但し、Ｒ1の少なくとも１つは重合性基を含む。）
【００３３】
Ｒ1の置換基としては、−ＣＲ22−（Ｒ2は水素原子または置換基）、−ＣＯ−、−Ｏ−、フェニレン基、−Ｓ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＮＲ3−（Ｒ3は水素原子または置換基）、−ＣＲ4＝ＣＲ5−（Ｒ4、Ｒ5は、ぞれぞれ、水素原子または置換基）の１つ以上と、重合性基との組み合わせからなる基が挙げられ、−ＣＲ22−（Ｒ2は水素原子または置換基）、−ＣＯ−、−Ｏ−およびフェニレン基の１つ以上と、重合性基との組み合わせからなる基が好ましい。
Ｒ2は、水素原子または置換基であるが、好ましくは、水素原子またはヒドロキシ基である。
Ｒ1の少なくとも１つが、ヒドロキシ基を含むことが好ましい。ヒドロキシ基を含むことにより、有機層の硬化率が向上する。
Ｒ1の少なくとも１つの分子量が１０〜２５０であることが好ましく、７０〜１５０であることがより好ましい。
Ｒ1が結合している位置としては、少なくともパラ位に結合していることが好ましい。
ｎは、０〜５の整数を示し、０〜２の整数であることが好ましく、０または１であることがより好ましく、いずれも１であることがさらに好ましい。
【００３４】
一般式（３）で表される化合物は、Ｒ1の少なくとも２つが同じ構造であることが好ましい。さらに、ｎは、いずれも１であり、４つのＲ1の少なくとも２つずつがそれぞれ同じ構造であることがより好ましく、ｎは、いずれも１であり、４つのＲ1が同じ構造であることがさらに好ましい。一般式（３）が有する重合性基は、（メタ）アクリロイル基またはエポキシ基であることが好ましく、（メタ）アクリロイル基であることがより好ましい。一般式（３）が有する重合性基の数は、２つ以上であることが好ましく、３つ以上であることがより好ましい。また、上限は特に定めるものではないが、８つ以下であることが好ましく、６つ以下であることがより好ましい。
一般式（３）で表される化合物の分子量は、６００〜１４００が好ましく、８００〜１２００がより好ましい。
【００３５】
本発明では、一般式（３）で表される化合物を１種類のみ含んでいてもよいし、２種類以上含んでいてもよい。２種類以上含んでいる場合、例えば、同じ構造のＲ1を含み、かつ、該Ｒ1の数が異なる化合物およびそれらの異性体を含んでいる組成物が例示される。
【００３６】
以下に、一般式（３）で表される化合物の具体例を示すが、これによって本発明が限定されることはない。また、下記化合物では、一般式（３）の４つのｎがいずれも１の場合を例示しているが、一般式（３）の４つのｎのうち、１つまたは２つまたは３つが０のもの（例えば、２官能や３官能化合物等）や、一般式（３）の４つのｎのうち、１つまたは２つまたは３つ以上が２つ以上のもの（Ｒ1が１つの環に、２つ以上結合しているもの、例えば、５官能や６官能化合物等）も本発明の好ましい化合物として例示される。
【００３７】
【化１８】
【化１９】
【化２０】
【化２１】
【化２２】
【００３８】
一般式（３）で表される化合物は、市販品として入手することができる。また、上記化合物は、公知の方法によって合成することもできる。例えば、エポキシアクリレートは、エポキシ化合物とアクリル酸との反応で得ることができる。これらの化合物は、通常、反応の際、２官能、３官能、５官能やその異性体なども生成する。これらの異性体を分離したい場合は、カラムクロマトグラフィによって分離できるが、本発明では、混合物として用いることも可能である。
【００３９】
（重合開始剤）
本発明における有機層は、通常、重合性芳香族シランカップリング剤等の重合性化合物を含む重合性組成物を塗布硬化させて得られる。本発明では、前記重合性組成物に熱または各種のエネルギー線を照射して重合、架橋させることにより高分子を主成分とする有機層を形成する。エネルギー線の例としては紫外線、可視光線、赤外線、電子線、エックス線、ガンマ線等が挙げられる。このとき、熱で重合させる場合は熱重合開始剤を、紫外線で重合させる場合は光重合開始剤を、可視光線で重合させる場合は光重合開始剤と増感剤を用いる。以上の中では、光重合開始剤を含有する重合性化合物を紫外線で重合、架橋することが好ましい。
光重合開始剤を用いる場合、その含量は、重合性化合物の合計量の０．１モル％以上であることが好ましく、０．５〜２モル％であることがより好ましい。このような組成とすることにより、活性成分生成反応を経由する重合反応を適切に制御することができる。光重合開始剤の例としてはチバ・スペシャルティー・ケミカルズ社から市販されているイルガキュア（Irgacure）シリーズ（例えば、イルガキュア６５１、イルガキュア７５４、イルガキュア１８４、イルガキュア２９５９、イルガキュア９０７、イルガキュア３６９、イルガキュア３７９、イルガキュア８１９など）、ダロキュア（Darocure)シリーズ（例えば、ダロキュアＴＰＯ、ダロキュア１１７３など）、クオンタキュア（Quantacure）ＰＤＯ、サートマー(Sartomer）社から市販されているエザキュア（Ezacure）シリーズ（例えば、エザキュアＴＺＭ、エザキュアＴＺＴなど）等が挙げられる。
【００４０】
本発明ではさらに、密着性を向上させるために、重合性組成物に、下記一般式（４）で表されるシランカップリング剤を添加することも好ましい。
【００４１】
一般式（４）
【化２３】
（一般式（４）中、Ｒ1〜Ｒ6は、それぞれ、置換もしくは無置換のアルキル基またはアリール基である。但し、Ｒ1〜Ｒ6のうち少なくとも１つは、ラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を含む置換基である。）
【００４２】
Ｒ1〜Ｒ6は、それぞれ置換もしくは無置換のアルキル基またはアリール基である。Ｒ1〜Ｒ6は、ラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を含む置換基である場合を除き、無置換のアルキル基または無置換のアリール基が好ましい。アルキル基としては炭素数１〜６のアルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。アリール基としては、フェニル基が好ましい。Ｒ1〜Ｒ6は、メチル基が特に好ましい。
【００４３】
Ｒ1〜Ｒ6のうち少なくとも１つは、ラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を含む置換基を有し、Ｒ1〜Ｒ6の２つがラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を含む置換基であることが好ましい。さらに、Ｒ1〜Ｒ3のなかでラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を含む置換基を有するものの数が１であって、Ｒ4〜Ｒ6のなかでラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を含む置換基を有するものの数が１であることが特に好ましい。
一般式（４）で表されるシランカップリング剤が２つ以上のラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を含む置換基は、それぞれの置換基は同じであってもよいし、異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。
【００４４】
ラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を含む置換基は、−Ｘ−Ｙで表されることが好ましい。ここで、Ｘは、単結合、炭素数１〜６のアルキレン基、アリーレン基であり、好ましくは、単結合、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、フェニレン基である。Ｙは、ラジカル重合性の炭素−炭素二重結合基であり、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基、ビニル基、プロペニル基、ビニルオキシ基、ビニルスルホニル基が好ましく、（メタ）アクリロイルオキシ基がより好ましい。
【００４５】
また、Ｒ1〜Ｒ6はラジカル重合性の炭素−炭素二重結合を含む置換基以外の置換基を有しても良い。置換基の例としては、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ-ブチル基、ｎ-オクチル基、ｎ-デシル基、ｎ-ヘキサデシル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等）、アリール基（例えば、フェニル基、ナフチル基等）、ハロゲン原子（例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素）、アシル基（例えば、アセチル基、ベンゾイル基、ホルミル基、ピバロイル基等）、アシルオキシ基（例えば、アセトキシ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基等）、アルコキシカルボニル基（例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等）、アリールオキシカルボニル基（例えば、フェニルオキシカルボニル基等）、スルホニル基（例えば、メタンスルホニル基、ベンゼンスルホニル基等）、等が挙げられる。
【００４６】
以下に、一般式（４）で表される化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
【化２４】
【化２５】
【００４７】
本発明で用いられるシランカップリング剤は、重合性組成物中に、１〜３０質量％の範囲で含まれることが好ましく、より好ましくは３〜３０質量％であり、さらに好ましくは５〜２５質量％である。このような範囲とすることにより、本発明の効果がより効果的に発揮される傾向にある。
また、本発明で用いる重合性組成物は、一般式（４）で表されるシランカップリング剤以外のシランカップリング剤を実質的に含まないことが好ましい。実質的に含まないとは、例えば、重合性組成物の全成分の０．１質量％以下であることをいう。
【００４８】
本発明では、通常、重合性化合物を含む組成物を、光照射して硬化させるが、照射する光は、通常、高圧水銀灯もしくは低圧水銀灯による紫外線である。照射エネルギーは０．５Ｊ／ｃｍ2以上が好ましく、２Ｊ／ｃｍ2以上がより好ましい。重合性芳香族シランカップリング剤が、（メタ）アクリレート系化合物の場合、空気中の酸素によって重合阻害を受けるため、重合時の酸素濃度もしくは酸素分圧を低くすることが好ましい。窒素置換法によって重合時の酸素濃度を低下させる場合、酸素濃度は２％以下が好ましく、０．５％以下がより好ましい。減圧法により重合時の酸素分圧を低下させる場合、全圧が１０００Ｐａ以下であることが好ましく、１００Ｐａ以下であることがより好ましい。また、１００Ｐａ以下の減圧条件下で２Ｊ／ｃｍ2以上のエネルギーを照射して紫外線重合を行うのが特に好ましい。
光重合開始剤を用いる場合、重合開始剤が重合性組成物の固形分中に占める割合は０．１〜２０質量％であることが好ましく、０．５〜５質量％であることがより好ましい。
重合性組成物中の溶媒の含有量については特に制限はなく、望まれる塗布液の粘度や膜厚に応じて適宜選択される。例えば、フラッシュ蒸着法の場合は無溶剤であり、各種塗布の場合は、重合性組成物の固形分に対して質量比で０．５〜５０倍の範囲が例示される。
その他添加剤についても、種類に関して特に制限はないが、例えば増粘剤、界面活性剤、ズベリ剤、光反応増感剤、連鎖移動剤、重合禁止剤などが適宜使用される。なお、重合禁止剤は重合性組成物の安定な保存のために用いられる。なお、その他添加剤の添加量は３０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以下がより好ましく、１０質量％以下がさらに好ましい。
【００４９】
（有機層の形成方法）
有機層の形成方法としては、特に定めるものではないが、例えば、溶液塗布法や真空成膜法により形成することができる。溶液塗布法としては、例えば、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、スライドコート法、或いは、米国特許第２６８１２９４号明細書に記載のホッパ−を使用するエクストル−ジョンコート法により塗布することができる。真空成膜法としては、特に制限はないが、蒸着、プラズマＣＶＤ等の成膜方法が好ましい。本発明においてはポリマーを溶液塗布しても良いし、特開２０００−３２３２７３号公報、特開２００４−２５７３２号公報に開示されているような無機物を含有するハイブリッドコーティング法を用いてもよい。
【００５０】
本発明における有機層は、平滑で、膜硬度が高いあることが好ましい。有機層の表面にはパーティクル等の異物、突起が無いことが要求される。このため、有機層の成膜はクリーンルーム内で行われることが好ましい。クリーン度はクラス１００００以下が好ましく、クラス１０００以下がより好ましい。有機層の平滑性は１μｍ角の平均粗さ（Ｒａ値）として１０ｎｍ未満であることが好ましく、０．５２ｎｍ未満であることがより好ましい。モノマーの重合率は８５％以上であることが好ましく、８８％以上であることがより好ましく、９０％以上であることがさらに好ましく、９２％以上であることが特に好ましい。ここでいう重合率とはモノマー混合物中の全ての重合性基（アクリロイル基およびメタクリロイル基）のうち、反応した重合性基の比率を意味する。重合率は赤外線吸収法によって定量することができる。
【００５１】
有機層の膜厚については特に限定はないが、薄すぎると膜厚の均一性を得ることが困難になるし、厚すぎると外力によりクラックを発生してバリア性が低下する。かかる観点から、有機層の厚みは５０ｎｍ〜５０００ｎｍが好ましく、５００ｎｍ〜２５００ｎｍがより好ましい。
有機層の硬度は高いほうが好ましい。有機層の硬度が高いと、無機層が平滑に成膜されその結果としてバリア能が向上することがわかっている。有機層の硬度はナノインデンテーション法に基づく微小硬度として表すことができる。有機層の微小硬度は１５０Ｎ／ｍｍ以上であることが好ましく、１８０Ｎ／ｍｍ以上であることがより好ましく、２００Ｎ／ｍｍ以上であることが特に好ましい。
【００５２】
（無機層）
無機層は、アルミまたはケイ素の、酸化物、窒化物、炭化物、またはその混合物を含む薄膜の層であり、実質的には、これらのみからなる薄膜の層であることがより好ましい。無機層は、ケイ素の酸化物、窒化物、炭化物、またはその混合物からなる薄膜の層であることが好ましい。無機層の形成方法は、目的の薄膜を形成できる方法であればいかなる方法でも用いることができる。例えば、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的気相成長法（ＰＶＤ）、種々の化学的気相成長法（ＣＶＤ）、めっきやゾルゲル法等の液相成長法がある。本発明では、CVD法、スパッタリング法で作成した場合であっても、高いバリア性を維持することができる。
また、上記無機層に加え、他の無機層を有していてもよい。このような無機層としては、例えば、金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物または金属炭化物であり、Ｓｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｅ、またはＴａ等から選ばれる１種以上の金属を含む酸化物、窒化物、炭化物もしくは酸化窒化物、酸化窒化炭化物などを好ましく用いることができる。これらの中でも、Ｓｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔｉから選ばれる金属の酸化物、窒化物もしくは酸化窒化物が好ましく、特にＳｉまたはＡｌの金属酸化物、窒化物もしくは酸化窒化物が好ましい。これらは、副次的な成分として他の元素を含有してもよい。
本発明では、無機層の材料として、金属酸化物を用い、プラズマプロセスにより成膜した場合であっても、高いバリア性を有するバリア性積層体が得られる点で、極めて有意である。
本発明により形成される無機層の平滑性は、１μｍ角の平均粗さ（Ｒａ値）として１ｎｍ未満であることが好ましく、０．５ｎｍ以下がより好ましい。このため、無機層の成膜はクリーンルーム内で行われることが好ましい。クリーン度はクラス１００００以下が好ましく、クラス１０００以下がより好ましい。
【００５３】
無機層の厚みに関しては特に限定されないが、１層に付き、通常、５〜５００ｎｍの範囲内であり、好ましくは１５〜１００ｎｍである。
【００５４】
（有機層と無機層の積層）
有機層と無機層の積層は、所望の層構成に応じて有機層と無機層を順次繰り返し成膜することにより行うことができる。
（機能層）
本発明のデバイスにおいては、バリア性積層体上、もしくはその他の位置に、機能層を有していても良い。機能層については、特開２００６−２８９６２７号公報の段落番号００３６〜００３８に詳しく記載されている。これら以外の機能層の例としてはマット剤層、保護層、帯電防止層、平滑化層、密着改良層、遮光層、反射防止層、ハードコート層、応力緩和層、防曇層、防汚層、被印刷層、易接着層等が挙げられる。
【００５５】
バリア性積層体の用途
本発明のバリア性積層体は、通常、支持体の上に設けるが、この支持体を選択することによって、様々な用途に用いることができる。支持体には、基材フィルムのほか、各種のデバイス、光学部材等が含まれる。具体的には、本発明のバリア性積層体はガスバリアフィルムのバリア層として用いることができる。また、本発明のバリア性積層体およびガスバリアフィルムは、バリア性を要求するデバイスの封止に用いることができる。本発明のバリア性積層体およびガスバリアフィルムは、光学部材にも適用することができる。以下、これらについて詳細に説明する。
【００５６】
＜ガスバリアフィルム＞
ガスバリアフィルムは、基材フィルムと、該基材フィルム上に形成されたバリア性積層体とを有する。ガスバリアフィルムにおいて、本発明のバリア性積層体は、基材フィルムの片面にのみ設けられていてもよいし、両面に設けられていてもよい。本発明のバリア性積層体は、基材フィルム側から無機層、有機層の順に積層していてもよいし、有機層、無機層の順に積層していてもよい。本発明の積層体の最上層は無機層でも有機層でもよい。
また、本発明におけるガスバリアフィルムは大気中の酸素、水分、窒素酸化物、硫黄酸化物、オゾン等を遮断する機能を有するバリア層を有するフィルム基板である。
ガスバリアフィルムを構成する層数に関しては特に制限はないが、典型的には２層〜３０層が好ましく、３層〜２０層がさらに好ましい。
ガスバリアフィルムはバリア性積層体、基材フィルム以外の構成成分（例えば、易接着層等の機能性層）を有しても良い。機能性層はバリア性積層体の上、バリア性積層体と基材フィルムの間、基材フィルム上のバリア性積層体が設置されていない側（裏面）のいずれに設置してもよい。
【００５７】
（プラスチックフィルム）
本発明におけるガスバリアフィルムは、通常、基材フィルムとして、プラスチックフィルムを用いる。用いられるプラスチックフィルムは、有機層、無機層等の積層体を保持できるフィルムであれば材質、厚み等に特に制限はなく、使用目的等に応じて適宜選択することができる。前記プラスチックフィルムとしては、具体的には、金属支持体（アルミニウム、銅、ステンレス等）ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、メタクリル酸−マレイン酸共重合体、ポリスチレン樹脂、透明フッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、セルロースアシレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、シクロオレフィルンコポリマー、フルオレン環変性ポリカーボネート樹脂、脂環変性ポリカーボネート樹脂、フルオレン環変性ポリエステル樹脂、アクリロイル化合物などの熱可塑性樹脂が挙げられる。
【００５８】
本発明のガスバリアフィルムを後述する有機ＥＬ素子等のデバイスの基板として使用する場合は、プラスチックフィルムは耐熱性を有する素材からなることが好ましい。具体的には、ガラス転移温度（Ｔｇ）が１００℃以上および／または線熱膨張係数が４０ｐｐｍ／℃以下で耐熱性の高い透明な素材からなることが好ましい。Ｔｇや線膨張係数は、添加剤などによって調整することができる。このような熱可塑性樹脂として、例えば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ：１２０℃）、ポリカーボネート（ＰＣ：１４０℃）、脂環式ポリオレフィン（例えば日本ゼオン(株)製 ゼオノア１６００：１６０℃）、ポリアリレート（ＰＡｒ：２１０℃）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ：２２０℃）、ポリスルホン（ＰＳＦ：１９０℃）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ：特開２００１−１５０５８４号公報の化合物：１６２℃）、ポリイミド（例えば三菱ガス化学（株）ネオプリム：２６０℃）、フルオレン環変性ポリカーボネート（ＢＣＦ−ＰＣ：特開２０００−２２７６０３号公報の化合物：２２５℃）、脂環変性ポリカーボネート（ＩＰ−ＰＣ：特開２０００−２２７６０３号公報の化合物：２０５℃）、アクリロイル化合物（特開２００２−８０６１６号公報の化合物：３００℃以上）が挙げられる（括弧内はＴｇを示す）。特に、透明性を求める場合には脂環式ポレオレフィン等を使用するのが好ましい。
【００５９】
本発明のガスバリアフィルムを偏光板と組み合わせて使用する場合、ガスバリアフィルムのバリア性積層体がセルの内側に向くようにし、最も内側に（素子に隣接して）配置することが好ましい。このとき偏光板よりセルの内側にガスバリアフィルムが配置されることになるため、ガスバリアフィルムのレターデーション値が重要になる。このような態様でのガスバリアフィルムの使用形態は、レターデーション値が１０ｎｍ以下の基材フィルムを用いたガスバリアフィルムと円偏光板（１／４波長板＋（１／２波長板）＋直線偏光板）を積層して使用するか、あるいは１／４波長板として使用可能な、レターデーション値が１００ｎｍ〜１８０ｎｍの基材フィルムを用いたガスバリアフィルムに直線偏光板を組み合わせて用いるのが好ましい。
【００６０】
レターデーションが１０ｎｍ以下の基材フィルムとしてはセルローストリアセテート（富士フイルム（株）：富士タック）、ポリカーボネート（帝人化成（株）：ピュアエース、（株）カネカ：エルメック）、シクロオレフィンポリマー（ＪＳＲ（株）：アートン、日本ゼオン（株）：ゼオノア）、シクロオレフィンコポリマー（三井化学（株）：アペル（ペレット）、ポリプラスチック（株）：トパス（ペレット））ポリアリレート（ユニチカ（株）：Ｕ１００（ペレット））、透明ポリイミド（三菱ガス化学（株）：ネオプリム）等を挙げることができる。
また１／４波長板としては、上記のフィルムを適宜延伸することで所望のレターデーション値に調整したフィルムを用いることができる。
【００６１】
（アンカー層）
アンカー層とは、PET基材、PEN基材に、第一層として、有機層あるいは無機層から積層されるバリアフィルムにおいて、基材と第一層の間に少なくとも１層以上からなり、易接着機能などを付与する層である。
【００６２】
本発明のガスバリアフィルムは有機ＥＬ素子等のデバイスとして利用されることから、プラスチックフィルムは透明であること、すなわち、光線透過率が通常８０％以上、好ましくは８５％以上、さらに好ましくは９０％以上である。光線透過率は、ＪＩＳ−Ｋ７１０５に記載された方法、すなわち積分球式光線透過率測定装置を用いて全光線透過率および散乱光量を測定し、全光線透過率から拡散透過率を引いて算出することができる。
本発明のガスバリアフィルムをディスプレイ用途に用いる場合であっても、観察側に設置しない場合などは必ずしも透明性が要求されない。したがって、このような場合は、プラスチックフィルムとして不透明な材料を用いることもできる。不透明な材料としては、例えば、ポリイミド、ポリアクリロニトリル、公知の液晶ポリマーなどが挙げられる。
本発明のガスバリアフィルムに用いられるプラスチックフィルムの厚みは、用途によって適宜選択されるので特に制限がないが、典型的には１〜８００μｍであり、好ましくは１０〜２００μｍである。これらのプラスチックフィルムは、透明導電層、プライマー層等の機能層を有していても良い。機能層については、特開２００６−２８９６２７号公報の段落番号００３６〜００３８に詳しく記載されている。これら以外の機能層の例としてはマット剤層、保護層、帯電防止層、平滑化層、密着改良層、遮光層、反射防止層、ハードコート層、応力緩和層、防曇層、防汚層、被印刷層、易接着層等が挙げられる。
【００６３】
＜デバイス＞
本発明のバリア性積層体およびガスバリアフィルムは空気中の化学成分（酸素、水、窒素酸化物、硫黄酸化物、オゾン等）によって性能が劣化するデバイスに好ましく用いることができる。前記デバイスの例としては、例えば、有機ＥＬ素子、液晶表示素子、薄膜トランジスタ、タッチパネル、電子ペーパー、太陽電池等）等の電子デバイスを挙げることができ有機ＥＬ素子に好ましく用いられる。
【００６４】
本発明のバリア性積層体は、また、デバイスの膜封止に用いることができる。すなわち、デバイス自体を支持体として、その表面に本発明のバリア性積層体を設ける方法である。バリア性積層体を設ける前にデバイスを保護層で覆ってもよい。
【００６５】
本発明のガスバリアフィルムは、デバイスの基板や固体封止法による封止のためのフィルムとしても用いることができる。固体封止法とはデバイスの上に保護層を形成した後、接着剤層、ガスバリアフィルムを重ねて硬化する方法である。接着剤は特に制限はないが、熱硬化性エポキシ樹脂、光硬化性アクリレート樹脂等が例示される。
【００６６】
従来のバリア性積層体およびガスバリアフィルムは、これらをデバイスに組み込み、その状態で、１００℃以上の温度で加熱したとき、シランカップリング剤由来のアルコールガスを放出し、デバイスにダメージを与えてしまっていた。しかしながら、本発明のバリア性積層体およびガスバリアフィルムは、１００℃以上の温度（例えば、１００〜２００℃）で加熱してもアルコールガスを大量に放出しないため、デバイスにダメージを与えることを効果的に抑制できる。
【００６７】
（有機ＥＬ素子）
ガスバリアフィルム用いた有機ＥＬ素子の例は、特開２００７−３０３８７号公報に詳しく記載されている。有機ＥＬ素子の製造工程には、ＩＴＯのエッチング工程後の乾燥工程や湿度の高い条件下での工程があるため、本発明のガスバリアフィルムを用いることは極めて優位である。
【００６８】
（液晶表示素子）
反射型液晶表示装置は、下から順に、下基板、反射電極、下配向膜、液晶層、上配向膜、透明電極、上基板、λ／４板、そして偏光膜からなる構成を有する。本発明におけるガスバリアフィルムは、前記透明電極基板および上基板として使用することができる。カラー表示の場合には、さらにカラーフィルター層を反射電極と下配向膜との間、または上配向膜と透明電極との間に設けることが好ましい。透過型液晶表示装置は、下から順に、バックライト、偏光板、λ／４板、下透明電極、下配向膜、液晶層、上配向膜、上透明電極、上基板、λ／４板および偏光膜からなる構成を有する。このうち本発明の基板は、前記上透明電極および上基板として使用することができる。カラー表示の場合には、さらにカラーフィルター層を下透明電極と下配向膜との間、または上配向膜と透明電極との間に設けることが好ましい。液晶セルの種類は特に限定されないが、より好ましくはＴＮ型（Twisted Nematic）、ＳＴＮ型（Super Twisted Nematic）またはＨＡＮ型（Hybrid Aligned Nematic）、ＶＡ型(Vertically Alignment)、ＥＣＢ型（Electrically Controlled Birefringence）、ＯＣＢ型（Optically Compensated Bend）、ＣＰＡ型(Continuous Pinwheel Alignment)、ＩＰＳ型（In Plane Switching）であることが好ましい。
【００６９】
（太陽電池）
本発明のバリア性積層体およびガスバリアフィルムは、太陽電池素子の封止フィルムとしても用いることができる。ここで、本発明のバリア性積層体およびガスバリアフィルムは、接着層が太陽電池素子に近い側となるように封止することが好ましい。太陽電池は、ある程度の熱と湿度に耐えることが要求されるが、本発明のバリア性積層体およびガスバリアフィルムは好適である。本発明のバリア性積層体およびガスバリアフィルムが好ましく用いられる太陽電池素子としては、特に制限はないが、例えば、単結晶シリコン系太陽電池素子、多結晶シリコン系太陽電池素子、シングル接合型、またはタンデム構造型等で構成されるアモルファスシリコン系太陽電池素子、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）やインジウム燐（ＩｎＰ）等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体太陽電池素子、カドミウムテルル（ＣｄＴｅ）等のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体太陽電池素子、銅/インジウム/セレン系（いわゆる、ＣＩＳ系）、銅/インジウム/ガリウム/セレン系（いわゆる、ＣＩＧＳ系）、銅/インジウム/ガリウム/セレン/硫黄系（いわゆる、ＣＩＧＳＳ系）等のＩ−ＩＩＩ−ＶＩ族化合物半導体太陽電池素子、色素増感型太陽電池素子、有機太陽電池素子等が挙げられる。中でも、本発明においては、上記太陽電池素子が、銅/インジウム/セレン系（いわゆる、ＣＩＳ系）、銅/インジウム/ガリウム/セレン系（いわゆる、ＣＩＧＳ系）、銅/インジウム/ガリウム/セレン/硫黄系（いわゆる、ＣＩＧＳＳ系）等のＩ−ＩＩＩ−ＶＩ族化合物半導体太陽電池素子であることが好ましい。
【００７０】
（その他）
その他の適用例としては、特表平１０−５１２１０４号公報に記載の薄膜トランジスタ、特開平５−１２７８２２号公報、特開２００２−４８９１３号公報等に記載のタッチパネル、特開２０００−９８３２６号公報に記載の電子ペーパー、特開平９−１８０４２号公報に記載の太陽電池等が挙げられる。
また、ポリエチレンフィルムやポリプロピレンフィルム等の樹脂フィルムと、本発明のバリア性積層体またはガスバリアフィルムを積層して封止用袋として用いることができる。これらの詳細については、特開２００５−２４７４０９号公報、特開２００５−３３５１３４号公報等の記載を参酌できる。
【００７１】
＜光学部材＞
本発明のガスバリアフィルムを用いる光学部材の例としては円偏光板等が挙げられる。
（円偏光板）
本発明におけるガスバリアフィルムを基板としλ／４板と偏光板とを積層し、円偏光板を作製することができる。この場合、λ／４板の遅相軸と偏光板の吸収軸とが４５°になるように積層する。このような偏光板は、長手方向（ＭＤ）に対し４５°の方向に延伸されているものを用いることが好ましく、例えば、特開２００２−８６５５５４号公報に記載のものを好適に用いることができる。
【実施例】
【００７２】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。
【００７３】
（実施例１）ガスバリアフィルムの作製
ポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮ、帝人デュポン社製、テオネックスＱ６５ＦＡ、厚さ１００μｍ）上に、下記表に記載の重合性化合物と重合開始剤（Lamberti社、Esacure KTO46）１グラム、２−ブタノン４００グラムとを含む重合性組成物を乾燥膜厚が１０００ｎｍとなるように塗布成膜し、酸素含有量１００ｐｐｍ以下の窒素雰囲気下で紫外線照射量０．５Ｊ／ｃｍ2で照射して硬化させ、有機層を作製した。その有機層表面に、膜厚が４０ｎｍとなるように窒化珪素（無機層）をプラズマＣＶＤ法で成膜した。さらに、同様の有機層、無機層、有機層を積層し、バリアフィルムを作製した。
得られたガスバリアフィルムについて、下記手法により水蒸気透過率および密着性を測定した。
【００７４】
［バリア性能］
G.NISATO、P.C.P.BOUTEN、P.J.SLIKKERVEERらSID Conference Record of the International Display Research Conference 1435-1438頁に記載の方法を用いて水蒸気透過率（ｇ／ｍ2／ｄａｙ）を測定した。このときの温度は４０℃、相対湿度は９０％とした。結果を下記表に示した。
【００７５】
【表１】
【００７６】
上記表中の化合物は下記のとおりである。
【化２６】
【００７７】
化合物Ｂ：
Ｂ−１
【化２７】
Ｂ−２
【化２８】
Ｂ−３
【化２９】
【００７８】
（実施例２）密着性の試験
ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム 東洋紡製、品番：A4100、厚さ：100 μｍ）の表面に、実施例１と同様の方法で、有機層、無機層、有機層を該順に形成してガスバリアフィルム（ＰＥＴ／有機層／無機層／有機層）を作製した。得られたガスバリアフィルムについて、以下の試験を行った。
【００７９】
［密着性の試験］
ＰＥＴ基材上に有機層、無機層、有機層からなるガスバリアフィルムの密着性を評価する目的で、ＪＩＳ Ｋ５４００に準拠した碁盤目試験を行なった。上記層構成を有するガスバリアフィルムの表面にそれぞれカッターナイフで膜面に対して９０°の切込みを１ｍｍ間隔で入れ、１ｍｍ間隔の碁盤目を１００個作製した。この上に２ｃｍ幅のマイラーテープ［日東電工製、ポリエステルテープ（Ｎｏ．３１Ｂ）］を貼り付け、テープ剥離試験機を使用して貼り付けたテープをはがした。積層フィルム上の１００個の碁盤目のうち剥離せずに残存したマスの数（ｎ）をカウントした。結果は、％で示した。
【００８０】
【表２】
【００８１】
上記試料Ｎｏ．１〜１０において、有機層のアクリレートを同量の下記の化合物に変え、他は同様に行った。
（メタ）アクリレート
【化３０】
【００８２】
【表３】
【００８３】
（実施例３）耐熱性試験
ポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮ、帝人デュポン社製、テオネックスＱ６５ＦＡ、厚さ１００μｍ）上に、実施例１と同様の方法で、有機層、無機層、有機層、無機層の順に積層してガスバリアフィルム（ＰＥＮ/有機層／無機層／有機層／無機層）を作製した。但し、Ａの化合物の配合量ならびにＢの化合物の種類及び配合量は下記表に示すとおりとした。得られたガスバリアフィルムについて、耐熱性を評価した。
【００８４】
［耐熱性試験］
ガスバリアフィルムの耐熱性を評価する目的で、２００℃の恒温槽に上記ガスバリアフィルムを入れて、１時間保持した。１０ｃｍ2を観察し、無機層と無機層に挟まれた有機層中でのガス発生による膨れ部の有無を評価した。膨れ部なしのものは、○で表し、膨れ部ありのものは×で表した。揮発ガスを多く含むシランカップリング剤ＫＢＭ−５１０３（信越化学）を用いた場合を比較例とした。
【表４】
【００８５】
上記表のＢ−４の化合物は、3-アクリロキシプロピル（トリメトキシシラン信越シリコーン製、ＫＢＭ５１０３）を用いた。
【００８６】
（実施例４） 基材フィルムと有機層の密着性評価
ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＮフィルム 東洋紡製、品番：A4100、厚さ：100 μｍ）の易接着層が形成されていない表面に、実施例１と同様にして、有機層を形成した。但し、Ａの化合物の配合量ならびにＢの化合物の種類及び配合量は下記表に示すとおりとした。得られた積層フィルム（ＰＥＴ／有機層）について、密着性を評価した。
【００８７】
［基材との密着性の試験］
ＪＩＳ Ｋ５４００に準拠した碁盤目試験を行なった。上記層構成を有するガスバリアフィルムの表面にそれぞれカッターナイフで膜面に対して９０°の切込みを１ｍｍ間隔で入れ、１ｍｍ間隔の碁盤目を１００個作製した。この上に２ｃｍ幅のマイラーテープ［日東電工製、ポリエステルテープ（Ｎｏ．３１Ｂ）］を貼り付け、テープ剥離試験機を使用して貼り付けたテープをはがした。積層フィルム上の１００個の碁盤目のうち剥離せずに残存したマスの数（ｎ）をカウントした。結果は、％で示した。
【表５】
【００８８】
上記結果から明らかなとおり、本発明の化合物は、バリア性および密着性に優れていることが分かった。
【００８９】
（実施例５）有機ＥＬ発光素子での評価
バリア性を評価するために、水蒸気や酸素で黒点（ダークスポット）欠陥を生じる有機ＥＬ素子を作成し評価した。まず、ＩＴＯ膜を有する導電性のガラス基板（表面抵抗値１０Ω／□）を２−プロパノールで洗浄した後、１０分間ＵＶ−オゾン処理を行った。この基板（陽極）上に真空蒸着法にて以下の化合物層を順次蒸着した。
（第１正孔輸送層）
銅フタロシアニン：膜厚１０ｎｍ
（第２正孔輸送層）
Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジナフチルベンジジン：膜厚４０ｎｍ
（発光層兼電子輸送層）
トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム：膜厚６０ｎｍ
（電子注入層）
フッ化リチウム：膜厚１ｎｍ
この上に、金属アルミニウムを１００ｎｍ蒸着して陰極とし、その上に厚さ３μｍ窒化珪素膜を平行平板ＣＶＤ法によって付け、有機ＥＬ素子を作成した。
次に、熱硬化型接着剤（エポテック３１０、ダイゾーニチモリ（株））を用いて、作成した有機ＥＬ素子上と、実施例１で作製した各ガスバリアフィルムを、バリア層が有機ＥＬ素子の側となるように貼り合せ、６５℃で３時間加熱して接着剤を硬化させた。このようにして封止された有機ＥＬ素子を各２０素子ずつ作成した。
作成直後の有機ＥＬ素子をソースメジャーユニット（ＳＭＵ２４００型、Keithley社製）を用いて７Ｖの電圧を印加して発光させた。顕微鏡を用いて発光面状を観察したところ、いずれの素子もダークスポットの無い均一な発光を与えることが確認された。
最後に、各素子を６０℃・相対湿度９０％の暗い室内に２４時間静置した後、発光面状を観察した。直径３００μｍよりも大きいダークスポットが観察された素子の比率を故障率と定義し、各素子の故障率を算出した。故障率は、本発明の素子については、いずれも、５％以下と良好であった。
【００９０】
（実施例６）太陽電池の作成
上記で作成したガスバリアフィルムを用いて、太陽電池モジュールを作成した。具体的には、太陽電池モジュー用充填剤として、スタンダードキュアタイプのエチレン−酢酸ビニル共重合体を用いた。１０ｃｍ角の強化ガラス上に厚さ４５０μｍのエチレン−酢酸ビニル共重合体でアモルファス系のシリコン太陽電池セルを挟み込み充填し、さらにその上のガスバリアフィルムを設置することで太陽電池モジュールを作成した。設置条件は、１５０℃にて真空引き３分行ったあと、９分間圧着を行った。本方法で作成した太陽電池モジュールは、良好に作動し、８５℃、８５％相対湿度の環境下でも良好な電気出力特性を示した。
【００９１】
（実施例７）封止用袋の作成
上記で作成したガスバリアフィルムを用いて、封止用袋を作成した。ガスバリアフィルムの基材フィルム側と、樹脂フィルムからなるバック（ポリエチレン製のバッグ）をヒートシール法によって融着し、封止用袋を作成した。得られた封止用袋に、薬剤として、セファゾリンナトリウム（大塚製薬工場製）を封入し、４０℃相対湿度７５％の条件で６ヶ月保存して色調の変化を評価したところ、色調に変化はほとんど見られなかった。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明のガスバリアフィルムは、高いバリア性能を有するため、バリア性が求められる各種素子に広く採用することができる。本発明のガスバリアフィルムにおいは、有機層の平滑性を向上させることができるため、無機層も平滑に設けることができる。この結果、最表面の平滑性も向上させることができ、該ガスバリアフィルム上に形成するデバイスの性能を向上させることができる。
【符号の説明】
【００９３】
１ 無機層
２ 有機層
３ 無機層
４ アルコール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１層の有機層と、少なくとも１層のアルミまたはケイ素の、酸化物、窒化物、炭化物、またはその混合物を含む無機層とを有し、前記有機層は、下記一般式(１)または(２)で表される重合性化合物を含む重合性組成物を重合させてなるポリマーを含む、バリア性積層体。
【化１】
（一般式（１）中、Ｒ11は、水素原子またはメチル基を表す。Ｌ11は２価の連結基を表す。）
【化２】
（一般式（２）中、Ｒ21は、水素原子またはメチル基を表す。Ｌ21は２価の連結基を表す。）
【請求項２】
前記有機層が、無機層の表面に設けられている、請求項１に記載のバリア性積層体。
【請求項３】
少なくとも１層の有機層が芳香族基を含む、請求項１または２に記載のバリア性積層体。
【請求項４】
前記無機層、前記有機層、前記無機層が、該順に、隣接して設けられている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のバリア性積層体。
【請求項５】
前記重合性組成物が、（メタ）アクリレートを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載のバリア性積層体。
【請求項６】
一般式（１）におけるＬ11または一般式（２）におけるＬ12が、それぞれ、アルキレン基、アリーレン基、エーテル基、イミノ基、カルボニル基、およびこれらの２価の基が複数個直列に結合した２価の基から選択される、請求項１〜５のいずれか１項に記載のバリア性積層体。
【請求項７】
基材フィルム上に、請求項１〜６のいずれか１項に記載のバリア性積層体を有するガスバリアフィルム。
【請求項８】
基材フィルム上に、少なくとも一層のアンカー層を有し、かつ、該アンカー層の上に前記有機層を有する、請求項７記載のガスバリアフィルム。
【請求項９】
基材フィルムの表面に前記有機層を有する、請求項７または８に記載のガスバリアフィルム。
【請求項１０】
前記基材フィルムが、ポリエチレンテレフタレートフィルムまたはポリエチレンナフタレートフィルムである、請求項７〜９いずれか１項に記載のガスバリアフィルム。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれか１項に記載のガスバリアフィルムを基板として用いたデバイス。
【請求項１２】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のバリア性積層体または請求項７〜１０のいずれか１項に記載のガスバリアフィルムを用いて封止したデバイス。
【請求項１３】
前記デバイスが、電子デバイスである、請求項１１または１２に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記デバイスが、有機ＥＬ素子または太陽電子素子である、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１５】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のバリア性積層体または請求項７〜１０のいずれか１項に記載のガスバリアフィルムを用いた封止用袋。
【請求項１】
少なくとも１層の有機層と、少なくとも１層のアルミまたはケイ素の、酸化物、窒化物、炭化物、またはその混合物を含む無機層とを有し、前記有機層は、下記一般式(１)または(２)で表される重合性化合物を含む重合性組成物を重合させてなるポリマーを含む、バリア性積層体。
【化１】
（一般式（１）中、Ｒ11は、水素原子またはメチル基を表す。Ｌ11は２価の連結基を表す。）
【化２】
（一般式（２）中、Ｒ21は、水素原子またはメチル基を表す。Ｌ21は２価の連結基を表す。）
【請求項２】
前記有機層が、無機層の表面に設けられている、請求項１に記載のバリア性積層体。
【請求項３】
少なくとも１層の有機層が芳香族基を含む、請求項１または２に記載のバリア性積層体。
【請求項４】
前記無機層、前記有機層、前記無機層が、該順に、隣接して設けられている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のバリア性積層体。
【請求項５】
前記重合性組成物が、（メタ）アクリレートを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載のバリア性積層体。
【請求項６】
一般式（１）におけるＬ11または一般式（２）におけるＬ12が、それぞれ、アルキレン基、アリーレン基、エーテル基、イミノ基、カルボニル基、およびこれらの２価の基が複数個直列に結合した２価の基から選択される、請求項１〜５のいずれか１項に記載のバリア性積層体。
【請求項７】
基材フィルム上に、請求項１〜６のいずれか１項に記載のバリア性積層体を有するガスバリアフィルム。
【請求項８】
基材フィルム上に、少なくとも一層のアンカー層を有し、かつ、該アンカー層の上に前記有機層を有する、請求項７記載のガスバリアフィルム。
【請求項９】
基材フィルムの表面に前記有機層を有する、請求項７または８に記載のガスバリアフィルム。
【請求項１０】
前記基材フィルムが、ポリエチレンテレフタレートフィルムまたはポリエチレンナフタレートフィルムである、請求項７〜９いずれか１項に記載のガスバリアフィルム。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれか１項に記載のガスバリアフィルムを基板として用いたデバイス。
【請求項１２】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のバリア性積層体または請求項７〜１０のいずれか１項に記載のガスバリアフィルムを用いて封止したデバイス。
【請求項１３】
前記デバイスが、電子デバイスである、請求項１１または１２に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記デバイスが、有機ＥＬ素子または太陽電子素子である、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１５】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のバリア性積層体または請求項７〜１０のいずれか１項に記載のガスバリアフィルムを用いた封止用袋。
【図１】
【公開番号】特開２０１３−４３３８３（Ｐ２０１３−４３３８３Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８３１５７（Ｐ２０１１−１８３１５７）
【出願日】平成２３年８月２４日（２０１１．８．２４）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２４日（２０１１．８．２４）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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