(57)【要約】【課題】本発明の課題は、ガスバリアー性が顕著に改善されたガスバリアーフィルム、その製造方法及びそれを用いた電子デバイスを提供することである。【解決手段】本発明のガスバリアーフィルムは、基材上に少なくとも第１のガスバリアー層及び第２のガスバリアー層が積層されており、前記第１のガスバリアー層は、少なくともケイ素（Ｓｉ）を含有し、かつ当該第１のガスバリアー層の表層部における、酸素原子、窒素原子及びケイ素原子の存在量全体に対する、酸素原子の存在割合が６０〜７５％、窒素原子の存在割合が０〜１０％、ケイ素原子の存在割合が２５〜３５％の範囲内であり、かつ、前記ガスバリアー層の表層部における膜密度が、２．４〜４．０ｇ／ｃｍ３の範囲内であり、前記第２のガスバリアー層は、第３〜１１族の遷移金属を含有する層であることを特徴とする。【選択図】図１
2019010733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に少なくとも第１のガスバリアー層及び第２のガスバリアー層が積層されており、
前記第１のガスバリアー層は、少なくともケイ素（Ｓｉ）を含有し、かつ当該第１のガスバリアー層の表層部における、酸素原子、窒素原子及びケイ素原子の存在量全体に対する、酸素原子の存在割合が６０〜７５％、窒素原子の存在割合が０〜１０％、ケイ素原子の存在割合が２５〜３５％の範囲内であり、かつ、前記ガスバリアー層の表層部における膜密度が、２．４〜４．０ｇ／ｃｍ３の範囲内であり、
前記第２のガスバリアー層は、第３族〜第１１族の遷移金属を含有する層であることを特徴とするガスバリアーフィルム。
【請求項２】
前記第１のガスバリアー層が、ポリシラザン化合物の改質層であることを特徴とする請求項１に記載のガスバリアーフィルム。
【請求項３】
前記ポリシラザン化合物が、ペルヒドロポリシラザンであることを特徴とする請求項２に記載のガスバリアーフィルム。
【請求項４】
前記遷移金属が、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、及びバナジウム（Ｖ）から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のガスバリアーフィルム。
【請求項５】
前記第１のガスバリアー層と前記第２のガスバリアー層との間に、少なくとも厚さ方向において、ケイ素（Ｓｉ）（Ｍ１）及び遷移金属（Ｍ２）を含有する領域であって、前記ケイ素（Ｓｉ）（Ｍ１）に対する遷移金属（Ｍ２）の原子数比の値（Ｍ２／Ｍ１）が、０．０２〜４９の範囲内にある混合領域を、厚さ方向に連続して５ｎｍ以上有することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のガスバリアーフィルム。
【請求項６】
前記混合領域に、ケイ素（Ｓｉ）又は当該ケイ素（Ｓｉ）に由来する化合物と遷移金属又は当該遷移金属に由来する化合物の混合物又は複合酸化物の少なくとも一方が含有されていることを特徴とする請求項５に記載のガスバリアーフィルム。
【請求項７】
前記混合領域の組成に、さらに酸素が含有されていることを特徴とすることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のガスバリアーフィルム。
【請求項８】
前記混合領域の組成を、下記化学組成式（１）で表したとき、前記混合領域の少なくとも一部が下記関係式（２）を満たすことを特徴とする請求項５から請求項７までのいずれか一項に記載のガスバリアーフィルム。
化学組成式（１）：  （Ｍ１）（Ｍ２）ｘＯｙＮｚ
関係式（２）    ：  （２ｙ＋３ｚ）/（ａ＋ｂｘ）＜１．０
（ただし式中、Ｍ１：ケイ素、Ｍ２：遷移金属、Ｏ：酸素、Ｎ：窒素、ｘ，ｙ，ｚ：化学量論係数、０．０２≦ｘ≦４９、０＜ｙ、０≦ｚ、ａ：Ｍ１の最大価数、ｂ：Ｍ２の最大価数を表す。）
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載のガスバリアーフィルムを製造するガスバリアーフィルムの製造方法であって、
前記第１のガスバリアー層を、ポリシラザンを含有する層にイオンを注入して改質処理する工程によって形成し、
前記第２のガスバリアー層を、気相成膜法によって形成することを特徴とするガスバリアーフィルムの製造方法。
【請求項１０】
前記ポリシラザンを含有する層に、水素、窒素、酸素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノン及びクリプトンから選択されるガスを用いてイオンを注入して改質処理する工程を有することを特徴とする請求項９に記載のガスバリアーフィルムの製造方法。
【請求項１１】
前記ポリシラザンを含有する層に、水素、窒素、酸素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノン及びクリプトンから選択されるガスを用いて、プラズマイオンを注入して改質処理する工程を有することを特徴とする請求項９に記載のガスバリアーフィルムの製造方法。
【請求項１２】
前記ポリシラザンを含有する層を有する長尺状の基材を一定方向に搬送しながら、前記ポリシラザンを含有する層にイオンを注入して改質処理することを特徴とする請求項９から請求項１１までのいずれか一項に記載のガスバリアーフィルムの製造方法。
【請求項１３】
前記基材を、高電圧印加回転キャンの周囲に沿って一定方向に搬送させると同時に、前記高電圧印加回転キャンに負の高電圧のみを印加して生成させたプラズマ中のイオンを、前記基材表面部に注入することを特徴とする請求項９から請求項１２までのいずれか一項に記載のガスバリアーフィルムの製造方法。
【請求項１４】
前記イオン注入する際の圧力が、０．０１〜５Ｐａであることを特徴とする請求項１３に記載のガスバリアーフィルムの製造方法。
【請求項１５】
パルス幅が１〜１０μｓｅｃで前記プラズマを生成させることを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載のガスバリアーフィルムの製造方法。
【請求項１６】
印加電圧が−５０〜−１ｋＶで前記プラズマを生成させることを特徴とする請求項１３から請求項１５までのいずれか一項に記載のガスバリアーフィルムの製造方法。
【請求項１７】
請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載のガスバリアーフィルムを具備していることを特徴とする電子デバイス。
【請求項１８】
量子ドット含有樹脂層を有することを特徴とする請求項１７に記載の電子デバイス。
【請求項１９】
有機エレクトロルミネッセンス素子を具備していることを特徴とする請求項１７に記載の電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスバリアーフィルム、その製造方法及びそれを用いた電子デバイスに関する。より詳しくは、ガスバリアー性が顕著に改善されたガスバリアーフィルム、その製造方法及びそれを用いた電子デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、食品、包装材料、医薬品などの分野で、水蒸気や酸素等のガスの透過を防ぐため、樹脂基材の表面に金属や金属酸化物の蒸着膜等の無機膜を設けた比較的簡易な構造を有するガスバリアー性フィルム（以下、本願ではガスバリアーフィルムという。）が用いられてきた。
【０００３】
近年、このような水蒸気や酸素等の透過を防ぐガスバリアーフィルムが、液晶表示素子（ＬＣＤ）、太陽電池（ＰＶ）、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子などの電子デバイスの分野にも利用されつつある。このような電子デバイスに、フレキシブル性と軽くて割れにくいという性質を付与するためには、硬くて割れ易いガラス基板ではなく、高いガスバリアー性を有するガスバリアーフィルムが必要となってくる。
【０００４】
電子デバイスに適用可能なガスバリアーフィルムを得るための方策としては、樹脂基材上にプラズマＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学気相成長法、化学蒸着法）によってガスバリアー層を形成する方法や、ポリシラザンを主成分とする塗布液を基材上に塗布した後、表面処理（改質処理）を施してガスバリアー層を形成する方法が知られている。
【０００５】
さらに、特許文献１及び特許文献２には、前記表面処理（改質処理）として、ポリシラザンを含む層にイオンを注入して改質する技術及び装置が開示されており、ガスバリアー性、フレキシブル性及び透明性に優れるガスバリアーフィルムが得られるとの記載がある。
【０００６】
しかしながら、前記有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子などの電子デバイス用途としては、さらに高いガスバリアー性を有するガスバリアーフィルムが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１０／１０７０１８号
【特許文献２】特開２０１１−３２４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、ガスバリアー性が顕著に改善されたガスバリアーフィルム、その製造方法及びそれを用いた電子デバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討する過程において、基材上に少なくとも第１のガスバリアー層及び第２のガスバリアー層が積層されており、前記第１のガスバリアー層は、少なくともケイ素（Ｓｉ）を含有し、かつ当該ガスバリアー層の表層部における、酸素原子、窒素原子及びケイ素原子の存在量全体に対する、酸素原子、窒素原子、及びケイ素原子の存在割合と、前記ガスバリアー層の表層部における膜密度とが特定の範囲内であり、かつ前記第２のガスバリアー層は、第３〜１１族の遷移金属を含有する層であることによって、ガスバリアー性が顕著に改善されたガスバリアーフィルムが得られることを見出した。
【００１０】
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
【００１１】
１．基材上に少なくとも第１のガスバリアー層及び第２のガスバリアー層が積層されており、
前記第１のガスバリアー層は、少なくともケイ素（Ｓｉ）を含有し、かつ当該第１のガスバリアー層の表層部における、酸素原子、窒素原子及びケイ素原子の存在量全体に対する、酸素原子の存在割合が６０〜７５％、窒素原子の存在割合が０〜１０％、ケイ素原子の存在割合が２５〜３５％の範囲内であり、かつ、前記ガスバリアー層の表層部における膜密度が、２．４〜４．０ｇ／ｃｍ３の範囲内であり、
前記第２のガスバリアー層は、第３〜１１族の遷移金属を含有する層であることを特徴とするガスバリアーフィルム。
【００１２】
２．前記第１のガスバリアー層が、ポリシラザン化合物の改質層であることを特徴とする第１項に記載のガスバリアーフィルム。
【００１３】
３．前記ポリシラザン化合物が、ペルヒドロポリシラザンであることを特徴とする第２項に記載のガスバリアーフィルム。
【００１４】
４．前記遷移金属が、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、及びバナジウム（Ｖ）から選択される少なくとも１種であることを特徴とする第１項から第３項までのいずれか一項に記載のガスバリアーフィルム。
【００１５】
５．前記第１のガスバリアー層と前記第２のガスバリアー層との間に、少なくとも厚さ方向において、ケイ素（Ｓｉ）（Ｍ１）及び遷移金属（Ｍ２）を含有する領域であって、前記ケイ素（Ｓｉ）（Ｍ１）に対する遷移金属（Ｍ２）の原子数比の値（Ｍ２／Ｍ１）が、０．０２〜４９の範囲内にある混合領域を、厚さ方向に連続して５ｎｍ以上有することを特徴とする第１項から第４項までのいずれか一項に記載のガスバリアーフィルム。
【００１６】
６．前記混合領域に、ケイ素（Ｓｉ）又は当該ケイ素（Ｓｉ）に由来する化合物と遷移金属又は当該遷移金属に由来する化合物の混合物又は複合酸化物の少なくとも一方が含有されていることを特徴とする第５項に記載のガスバリアーフィルム。
７．前記混合領域の組成に、さらに酸素が含有されていることを特徴とすることを特徴とする第５項又は第６項に記載のガスバリアーフィルム。
【００１７】
８．前記混合領域の組成を、下記化学組成式（１）で表したとき、前記混合領域の少なくとも一部が下記関係式（２）を満たすことを特徴とする請求項５から請求項７までのいずれか一項に記載のガスバリアーフィルム。
化学組成式（１）：  （Ｍ１）（Ｍ２）ｘＯｙＮｚ
関係式（２）    ：  （２ｙ＋３ｚ）/（ａ＋ｂｘ）＜１．０
（ただし式中、Ｍ１：ケイ素、Ｍ２：遷移金属、Ｏ：酸素、Ｎ：窒素、ｘ，ｙ，ｚ：化学量論係数、０．０２≦ｘ≦４９、０＜ｙ、０≦ｚ、ａ：Ｍ１の最大価数、ｂ：Ｍ２の最大価数を表す。）
９．第１項から第８項までのいずれか一項に記載のガスバリアーフィルムを製造するガスバリアーフィルムの製造方法であって、
前記第１のガスバリアー層を、ポリシラザンを含有する層にイオンを注入して改質処理する工程によって形成し、
前記第２のガスバリアー層を、気相成膜法によって形成することを特徴とするガスバリアーフィルムの製造方法。
【００１８】
１０．前記ポリシラザンを含有する層に、水素、窒素、酸素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノン及びクリプトンから選択されるガスを用いてイオンを注入して改質処理する工程を有することを特徴とする第９項に記載のガスバリアーフィルムの製造方法。
【００１９】
１１．前記ポリシラザンを含有する層に、水素、窒素、酸素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノン及びクリプトンから選択されるガスを用いて、プラズマイオンを注入して改質処理する工程を有することを特徴とする第９項に記載のガスバリアーフィルムの製造方法。
【００２０】
１２．前記ポリシラザンを含有する層を有する長尺状の基材を一定方向に搬送しながら、前記ポリシラザンを含有する層にイオンを注入して改質処理することを特徴とする第９項から第１１項までのいずれか一項に記載のガスバリアーフィルムの製造方法。
【００２１】
１３．前記基材を、高電圧印加回転キャンの周囲に沿って一定方向に搬送させると同時に、前記高電圧印加回転キャンに負の高電圧のみを印加して生成させたプラズマ中のイオンを、前記基材表面部に注入することを特徴とする第９項から第１２項までのいずれか一項に記載のガスバリアーフィルムの製造方法。
【００２２】
１４．前記イオン注入する際の圧力が、０．０１〜５Ｐａであることを特徴とする第１３項に記載のガスバリアーフィルムの製造方法。
【００２３】
１５．パルス幅が１〜１０μｓｅｃで前記プラズマを生成させることを特徴とする第１３項又は第１４項に記載のガスバリアーフィルムの製造方法。
【００２４】
１６．印加電圧が−５０〜−１ｋＶで前記プラズマを生成させることを特徴とする第１３項から第１５項までのいずれか一項に記載のガスバリアーフィルムの製造方法。
【００２５】
１７．第１項から第８項までのいずれか一項に記載のガスバリアーフィルムを具備していることを特徴とする電子デバイス。
【００２６】
１８．量子ドット含有樹脂層を有することを特徴とする第１７項に記載の電子デバイス。
【００２７】
１９．有機エレクトロルミネッセンス素子を具備していることを特徴とする第１７項に記載の電子デバイス。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の上記手段により、ガスバリアー性が顕著に改善されたガスバリアーフィルム、その製造方法及びそれを用いた電子デバイスを提供することができる。
【００２９】
本発明者の検討によれば、特許文献３に開示されている、ポリシラザンを含む層にイオンを注入して改質する技術は、たしかにガスバリアー性は４０℃・９０％ＲＨ雰囲気下での水蒸気透過率が０．５０ｇ／（ｍ２・２４ｈ）未満になるものの、例えば、有機ＥＬ素子用として要望されている、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が、１×１０−３（ｃｍ３／ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、及びＪＩＳ  Ｋ  ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が、１×１０−３（ｇ／ｍ２・２４ｈ）以下といった高ガスバリアー性には到達できなかった。
【００３０】
本発明者はさらに検討を進めた結果、ケイ素（Ｓｉ）を含有する第１のガスバリアー層にイオンを注入して、特定の元素組成及び膜密度になるように改質処理を行い、さらに例えばＮｂ等の遷移金属（Ｍ２）を含む層を積層することによって、ケイ素（Ｓｉ）と遷移金属（Ｍ２）の「混合領域」を形成することで、ガスバリアーフィルム全体のガスバリアー性が著しく向上することを見出したものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のガスバリアーフィルムの構成を示す断面図
【図２】プラズマイオン注入装置の一例を示す模式図
【図３】高電圧印加回転キャンの斜視図
【図４】プラズマイオン注入装置の別の一例を示す模式図
【図５】ガスバリアー層の厚さ方向におけるケイ素及び遷移金属の組成分布をＸＰＳ法により分析したときの元素プロファイルと混合領域を説明するためのグラフ
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明のガスバリアーフィルムは、基材上に少なくとも第１のガスバリアー層及び第２のガスバリアー層が積層されており、前記第１のガスバリアー層は、少なくともケイ素（Ｓｉ）を含有し、かつ当該第１のガスバリアー層の表層部における、酸素原子、窒素原子及びケイ素原子の存在量全体に対する、酸素原子の存在割合が６０〜７５％、窒素原子の存在割合が０〜１０％、ケイ素原子の存在割合が２５〜３５％の範囲内であり、かつ、前記ガスバリアー層の表層部における膜密度が、２．４〜４．０ｇ／ｃｍ３の範囲内であり、前記第２のガスバリアー層は、第３族〜第１１族の遷移金属を含有する層であることを特徴とする。この特徴は、請求項１から請求項１９までの各請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。
【００３３】
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
【００３４】
≪本発明のガスバリアーフィルムの概要≫
本発明ガスバリアーフィルムは、基材上に少なくとも第１のガスバリアー層及び第２のガスバリアー層が積層されており、前記第１のガスバリアー層は、少なくともケイ素（Ｓｉ）を含有し、かつ当該第１のガスバリアー層の表層部における、酸素原子、窒素原子及びケイ素原子の存在量全体に対する、酸素原子の存在割合が６０〜７５％、窒素原子の存在割合が０〜１０％、ケイ素原子の存在割合が２５〜３５％の範囲内であり、かつ、前記ガスバリアー層の表層部における膜密度が、２．４〜４．０ｇ／ｃｍ３の範囲内であり、前記第２のガスバリアー層は、第３〜１１族の遷移金属を含有する層であることを特徴とする。
【００３５】
前記第１のガスバリアー層における「表層部」とは、基材上に順に第１のガスバリアー層及び第２のガスバリアー層が積層されている場合は、第１のガスバリアー層の第２のガスバリアー層に接する側の表面、及び当該表面から深さ方向に５ｎｍまでの領域をいう。また、本発明に係る混合領域がある場合は、第１のガスバリアー層と混合領域の界面、及び当該界面から深さ方向に５ｎｍまでの領域をいう。
【００３６】
基材上に順に第２のガスバリアー層及び第１のガスバリアー層が積層されている場合は、第１のガスバリアー層の第２のガスバリアー層と接する側とは反対側の表面、及び当該表面から深さ方向に５ｎｍまでの領域をいう。
【００３７】
また、第１のガスバリアー層の「表面」とは、他の層と接している場合は、他の層との境界面を含む意である。
【００３８】
前記第１のガスバリアー層の表層部における、酸素原子、窒素原子及びケイ素原子の存在量全体に対する、酸素原子、窒素原子及びケイ素原子の存在割合は、以下のＸ線光電子分光法によって測定する。
【００３９】
（Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ：Ｘｒａｙ  Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ））
下記に示す測定条件にて、第１のガスバリアー層の前記表層部における酸素原子、窒素原子及びケイ素原子の存在割合の測定を行う。
【００４０】
測定装置：「ＰＨＩ  Ｑｕａｎｔｅｒａ  ＳＸＭ」アルバック・ファイ社製
Ｘ線源：ＡｌＫα
Ｘ線ビーム径：１００μｍ
電力値：２５Ｗ
電圧：１５ｋＶ
取り出し角度：４５°
真空度：５．０×１０−８Ｐａ
前記第１のガスバリアー層の表層部における膜密度は以下の方法によって測定することができる。
【００４１】
（Ｘ線反射法（ＸＲＲ））
膜密度は、Ｘ線反射率法（ＸＲＲ）を用いて算出することができる。
【００４２】
Ｘ線は、基板上の薄膜に対して非常に浅い角度で入射させると全反射される。入射Ｘ線の角度が全反射臨界角以上になると、薄膜内部にＸ線が侵入し薄膜表面や界面で透過波と反射波に分かれ、反射波は干渉する。全反射臨界角を解析することで、膜の密度を求めることができる。なお、入射角度を変えながら測定を行い、光路差の変化に伴う反射波の干渉信号の解析から、薄膜の膜厚も求めることができる。
【００４３】
膜密度は、以下の方法で測定することができる。
【００４４】
一般に、Ｘ線に対する物質の屈折率ｎ、及び屈折率ｎの実数部分のδは以下の式１及び式２となることが知られている。 
【数１】
2019010733.tif 000003
【数２】
2019010733.tif 000004
ここで、ｒｅは電子の古典半径（２．８１８×１０−１５ｍ）を、Ｎ０はアボガドロ数を、λはＸ線の波長を、ρは密度（ｇ／ｃｍ３）を、Ｚｉ、Ｍｉ、ｘｉは、それぞれｉ番目の原子の原子番号、原子量及び原子数比（モル比）を、ｆｉ′はｉ番目の原子の原子散乱因子（異常分散項）を表す。また、全反射臨界角度θｃは、吸収に関係するβを無視すると、式３で与えられる。 
【数３】
2019010733.tif 000005
したがって、式２及び式３の関係から、密度ρは式４で求めることができる。 
【数４】
2019010733.tif 000006
ここで、θｃはＸ線反射率より求めることのできる値であり、ｒｅ、Ｎ０、λは定数であり、Ｚｉ、Ｍｉ、ｆｉ′はそれぞれ構成原子に固有の値となる。なお、ｘｉ：原子数比（モル比）に関しては、ＸＰＳ測定から得られた結果を用いる。
【００４５】
第１のガスバリアー層の表層部における膜密度は、実施例において説明する方法で測定し、上記式４を用いて得られる。
【００４６】
前述のとおり、本発明に係る第１のガスバリアー層と前記第２のガスバリアー層との間に、前記ケイ素（Ｓｉ）（Ｍ１）と前記遷移金属（Ｍ２）との混合領域を有することが、ガスバリアー性を顕著に向上する観点から、好ましい。
【００４７】
かかる特定の金属種を用いて第１のガスバリアー層と第２のガスバリアー層を積層形成することで、高ガスバリアー性を得ることができる理由としては以下のように考えている。
【００４８】
前記ケイ素（Ｓｉ）及び遷移金属をそれぞれ異なる複数の層に含有するガスバリアー層を積層形成することにより、ケイ素（Ｓｉ）と遷移金属の複合された組成を有する特定の領域（以下、本願では「混合領域」という。）が形成され、さらに、当該混合領域を酸素欠損組成（酸素が欠損した非化学量論的組成）とすると、ガスバリアーフィルム全体のガスバリアー性が顕著に向上することを見出した。
【００４９】
これは、ケイ素（Ｓｉ）の結合や遷移金属同士の結合よりも、ケイ素（Ｓｉ）と遷移金属との結合が生じやすいことに起因して、さらに前記混合領域を酸素欠損組成とすることで、金属化合物の高密度な構造が混合領域において形成されるため、高ガスバリアー性の発現に寄与したためと推察される。
【００５０】
すなわち、本発明のガスバリアーフィルムは、ケイ素（Ｓｉ）を含有する第１のガスバリアー層及び遷移金属を含有する第２のガスバリアー層を、積層形成することにより、ケイ素（Ｓｉ）と遷移金属の複合された組成を有する領域、すなわち本願でいう「混合領域」が形成され、さらに、当該混合領域を酸素欠損組成とすると、ガスバリアーフィルム全体のガスバリアー性が顕著に向上するものである。
【００５１】
当該混合領域は以下の方法によって確認することができる。
【００５２】
（混合領域）
本発明でいう「混合領域」とは、後述するが、ガスバリアー層の少なくとも厚さ方向において、ケイ素（Ｓｉ）（Ｍ１）及び遷移金属（Ｍ２）を含有する領域であって、前記ケイ素（Ｓｉ）（Ｍ１）に対する遷移金属（Ｍ２）の原子数比の値（Ｍ２／Ｍ１）が、０．０２〜４９の範囲内にある領域を、厚さ方向に連続して５ｎｍ以上有する領域をいう。
【００５３】
この混合領域では、ケイ素と遷移金属、及び酸素が含有されていることが好ましい。又、この混合領域は、ケイ素の酸化物と遷移金属の酸化物との混合物、又は、ケイ素と遷移金属との複合酸化物の少なくとも一方が含有されていることが好ましい形態であり、ケイ素と遷移金属との複合酸化物が含有されていることがより好ましい形態である。
【００５４】
「複合酸化物」とは、前記第１のガスバリアー層及び第２のガスバリアー層の前記構成成分が相互に化学結合をして形成された化合物（酸化物）をいう。例えば、非遷移金属と遷移金属が直接的に又は酸素原子を介して化学結合を形成している化学構造を有する化合物をいう。
【００５５】
なお、本願においては、前記層Ａ及び層Ｂの前記構成成分が相互に分子間相互作用などにより物理的結合をして形成された複合体も本発明に係る「複合酸化物」に含まれるものとする。
【００５６】
当該混合領域は、後述するＸＰＳ分析法による組成分析によって、組成内容と層厚を求めることができる。
【００５７】
本発明において、混合領域の厚さは５ｎｍ以上であるときに「混合領域」と判定する。ガスバリアー性の観点からは、混合領域の厚さの上限はないが、光学特性の観点から、好ましくは５〜１００ｎｍの範囲内であり、より好ましくは８〜５０ｎｍの範囲内であり、さらに好ましくは、１０〜３０ｎｍの範囲内である。
【００５８】
また、本発明のガスバリアーフィルムのガスバリアー性は、基材上に前記ガスバリアー層を形成させた積層体で算出した際、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された、２５±０．５℃、９０±２％ＲＨの環境下の水蒸気透過度が０．０１ｇ／ｍ２・２４ｈ以下のガスバリアー性フィルムであることが好ましく、更には、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２６−２００６に準拠した方法で測定された、８５℃・８５％ＲＨ環境下での酸素透過度が、１×１０−３ｍＬ／ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ以下、水蒸気透過度が、１×１０−３ｇ／ｍ２・２４ｈ以下の高ガスバリアー性であることが好ましい。
【００５９】
＜本発明のガスバリアーフィルムの構成＞
図１は本発明のガスバリアーフィルムの構成を示す断面図である。
【００６０】
本発明のガスバリアーフィルム１００は、基材１０１上に第１のガスバリアー層１０２及び第２のガスバリアー層１０３が積層されており、その間に混合領域１０４が形成される。
【００６１】
第１のガスバリアー層及び第２のガスバリアー層の積層順序は、特に限定はなく、第２のガスバリアー層が基材に接する側に配置されていてもよい。また、基材１０１と第１のガスバリアー層１０２の間にはアンダーコート層（本発明ではプライマー層ともいう。）、ハードコート層等の機能性層が形成されていてもよく、第２のガスバリアー層１０３上には、後述する量子ドットフィルムとの密着性を向上する密着層が形成されていてもよい。さらに、基材のガスバリアー層が配置されている側と反対側の面にバックコート層等が形成されていてもよい。
【００６２】
以下、図１の構成に沿って各要素を詳細に説明する。
【００６３】
〔１〕基材
本発明に係る基材は、ポリシラザン化合物以外の材料であって、ガスバリアーフィルムを構成する目的に合致するものであれば特に制限されない。例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、アクリル系樹脂、シクロオレフィン系ポリマー、芳香族系重合体等が挙げられる。
【００６４】
これらの中でも、透明性に優れ、汎用性があることから、ポリエステル、ポリアミド又はシクロオレフィン系ポリマーが好ましく、ポリエステル又はシクロオレフィン系ポリマーがより好ましい。
【００６５】
ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアリレート等が挙げられる。
【００６６】
ポリアミドとしては、全芳香族ポリアミド、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン共重合体等が挙げられる。 
シクロオレフィン系ポリマーとしては、ノルボルネン系重合体、単環の環状オレフィン系重合体、環状共役ジエン系重合体、ビニル脂環式炭化水素重合体、及びこれらの水素化物が挙げられる。その具体例としては、アペル（三井化学社製のエチレン−シクロオレフィン共重合体）、アートン（ＪＳＲ社製のノルボルネン系重合体）、ゼオノア（日本ゼオン社製のノルボルネン系重合体）等が挙げられる。
【００６７】
樹脂基材の厚さは５〜５００μｍ程度が好ましく、更に好ましくは１０〜２５０μｍであり、より好ましくは１０〜１２５μｍの範囲である。基材の厚さが１２５μｍ以下であれば、ガスバリアーフィルムやこれが適用される電子デバイス等の薄膜化の要請に十分に応えることが可能であるという利点が得られる。このように、基材の厚さが１２５μｍ以下であると、上述したような薄膜化の要請にさらに応えることができることから、本発明に係るガスバリアーフィルムはフレキシブルな電子デバイスの基板等として用いられると特に有用である。なお、基材の厚さは特に、好ましくは１０〜１００μｍである。
【００６８】
本発明において、基材は、透明であることが好ましい。基材が透明であり、基材上に形成する層も透明であることにより、透明なガスバリアーフィルムとすることが可能となるため、有機ＥＬ素子等の透明基板とすることも可能となるからである。
【００６９】
その他、基材の種類、基材の製造方法等については、特開２０１３−２２６７５８号公報の段落「０１２５」〜「０１３６」に開示されている技術を適宜採用することができる。
【００７０】
〔２〕第１のガスバリアー層
第１のガスバリアー層は、少なくともケイ素（Ｓｉ）を含有し、かつ当該第１のガスバリアー層の表層部における、酸素原子、窒素原子及びケイ素原子の存在量全体に対する、酸素原子の存在割合が６０〜７５％、窒素原子の存在割合が０〜１０％、ケイ素原子の存在割合が２５〜３５％の範囲内であり、かつ、前記ガスバリアー層の表層部における膜密度が、２．４〜４．０ｇ／ｃｍ３の範囲内であることを特徴とする。
【００７１】
表層部における、酸素原子、窒素原子及びケイ素原子の存在量全体に対する、酸素原子の存在割合は、好ましくは、６３〜７０％、窒素原子の存在割合は、好ましくは、０．１〜６％、ケイ素原子の存在割合は、好ましくは２９〜３２％であり、表層部における膜密度が、２．４〜４．０ｇ／ｃｍ３の範囲であると、ガスバリアー性、耐折り曲げ性及び透明性に優れるガスバリアー層が得られる。
【００７２】
＜ポリシラザンの改質体＞
本発明に係る第１のガスバリアー層は、少なくともケイ素（Ｓｉ）を含有し、当該ケイ素（Ｓｉ）を含有する層にイオンを注入して、本発明に係る特定の元素組成及び膜密度になるように改質処理を行う観点から、当該第１のガスバリアー層はポリシラザンの改質体由来の層であることが好ましい。
【００７３】
ポリシラザンとしては、ペルヒドロポリシラザン、オルガノポリシラザン等が挙げられるが、残留有機物の少ないことから好ましくはペルヒドロポリシラザンであることが好ましい。
【００７４】
本発明に用いるポリシラザンは、分子内に、−Ｓｉ−Ｎ−結合を含む繰り返し単位を有する高分子である。具体的には、式（１）で表される繰り返し単位を有する化合物が挙げられる。
【００７５】
【化１】
2019010733.tif 000007
【００７６】
式（１）中、ｎは任意の自然数を表す。
Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚは、それぞれ独立して、水素原子、無置換若しくは置換基を有するアルキル基、無置換若しくは置換基を有するシクロアルキル基、無置換若しくは置換基を有するアルケニル基、無置換若しくは置換基を有するアリール基又はアルキルシリル基等の非加水分解性基を表す。
【００７７】
前記無置換若しくは置換基を有するアルキル基のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｎ−へキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基等の炭素数１〜１０のアルキル基が挙げられる。
【００７８】
無置換若しくは置換基を有するシクロアルキル基のシクロアルキル基としては、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基、シクロへプチル基等の炭素数３〜１０のシクロアルキル基が挙げられる。
【００７９】
無置換若しくは置換基を有するアルケニル基のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、１−プロペニル基、２−プロペニル基、１−ブテニル基、２−ブテニル基、３−ブテニル基等の炭素数２〜１０のアルケニル基が挙げられる。
【００８０】
前記アルキル基、シクロアルキル基及びアルケニル基の置換基としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子；ヒドロキシル基；チオール基；エポキシ基；グリシドキシ基；（メタ）アクリロイルオキシ基；フェニル基、４−メチルフェニル基、４−クロロフェニル基等の無置換若しくは置換基を有するアリール基；等が挙げられる。
【００８１】
無置換又は置換基を有するアリール基のアリール基としては、例えば、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基等の炭素数６〜１０のアリール基が挙げられる。 
前記アリール基の置換基としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子；メチル基、エチル基等の炭素数１〜６のアルキル基；メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１〜６のアルコキシ基；ニトロ基；シアノ基；ヒドロキシル基；チオール基；エポキシ基；グリシドキシ基；（メタ）アクリロイルオキシ基；フェニル基、４−メチルフェニル基、４−クロロフェニル基等の無置換若しくは置換基を有するアリール基；等が挙げられる。
【００８２】
アルキルシリル基としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリｔ-ブチルシリル基、メチルジエチルシリル基、ジメチルシリル基、ジエチルシリル基、メチルシリル基、エチルシリル基等が挙げられる。
【００８３】
これらの中でも、Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚとしては、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、又はフェニル基が好ましく、水素原子が特に好ましい。
【００８４】
前記式（１）で表される繰り返し単位を有するポリシラザン化合物としては、Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚが全て水素原子である無機ポリシラザン、Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚの少なくとも１つが水素原子ではない有機ポリシラザンのいずれであってもよい。
【００８５】
無機ポリシラザンとしては、下記
【化２】
2019010733.tif 000008
（式中、ａは任意の自然数を表す。）で表される繰り返し単位を有する直鎖状構造を有し、６９０〜２０００の分子量を持ち、一分子中に３〜１０個のＳｉＨ３基を有するペルヒドロポリシラザン（特公昭６３−１６３２５号公報）、式（Ａ）
【化３】
2019010733.tif 000009
〔式中、ｂ、ｃは任意の自然数を表し、Ｙ１は、水素原子又は式（Ｂ）
【化４】
2019010733.tif 000010
（式中、ｄは任意の自然数を表し、＊は結合位置を表し、Ｙ２は水素原子、又は前記（Ｂ）で表される基を表す。）で表される基を表す。〕で表される繰り返し単位を有する、直鎖状構造と分岐構造を有するペルヒドロポリシラザン、式（Ｃ）
【化５】
2019010733.tif 000011
で表されるペルヒドロポリシラザン構造を有する、分子内に、直鎖状構造、分岐構造及び環状構造を有するペルヒドロポリシラザン等が挙げられる。 
有機ポリシラザンとしては、
（ｉ）−（Ｒｘ′ＳｉＨＮＨ）−（Ｒｘ′は、無置換若しくは置換基を有するアルキル基、無置換若しくは置換基を有するシクロアルキル基、無置換若しくは置換基を有するアルケニル基、無置換若しくは置換基を有するアリール基、又はアルキルシリル基を表す。以下のＲｘ′も同様である。）を繰り返し単位として、主として重合度が３〜５の環状構造を有するもの、
（ii）−（Ｒｘ′ＳｉＨＮＲｚ′）−（Ｒｚ′は、無置換若しくは置換基を有するアルキル基、無置換若しくは置換基を有するシクロアルキル基、無置換若しくは置換基を有するアルケニル基、無置換若しくは置換基を有するアリール基、又はアルキルシリル基を表す。）を繰り返し単位として、主として重合度が３〜５の環状構造を有するもの、
（iii）−（Ｒｘ′Ｒｙ′ＳｉＮＨ）−（Ｒｙ′は、無置換若しくは置換基を有するアルキル基、無置換若しくは置換基を有するシクロアルキル基、無置換若しくは置換基を有するアルケニル基、無置換若しくは置換基を有するアリール基、又はアルキルシリル基を表す。）を繰り返し単位として、主として重合度が３〜５の環状構造を有するもの、
（iv）下記式で表される構造を分子内に有するポリオルガノ（ヒドロ）シラザン、
【化６】
2019010733.tif 000012
（ｖ）下記式 
【化７】
2019010733.tif 000013
〔Ｒｘ′、Ｒｙ′は前記と同じ意味を表し、ｅ、ｆは任意の自然数を表し、Ｙ３は、水素原子又は式（Ｅ）
【化８】
2019010733.tif 000014
（式中、ｇは任意の自然数を表し、＊は結合位置を表し、Ｙ４は水素原子、又は前記（Ｅ）で表される基を表す。）で表される基を表す。〕
で表される繰り返し構造を有するポリシラザン等が挙げられる。 
上記有機ポリシラザンは、従来公知の方法により製造することができる。例えば、下記式（２）で表される無置換若しくは置換基を有するハロゲノシラン化合物と２級アミンとの反応生成物に、アンモニア又は１級アミンを反応させることにより得ることができる。
【００８６】
【化９】
2019010733.tif 000015
【００８７】
式（２）中、ｍは２又は３を表し、Ｘはハロゲン原子を表し、Ｒ１は、前述した、Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚ、Ｒｘ′、Ｒｙ′、Ｒｚ′のいずれかの置換基を表す。）
用いる２級アミン、アンモニア及び１級アミンは、目的とするポリシラザン化合物の構造に応じて、適宜選択すればよい。 
また、本発明においては、ポリシラザン化合物として、ポリシラザン変性物を用いることもできる。ポリシラザン変性物としては、例えば、金属原子（該金属原子は架橋をなしていてもよい。）を含むポリメタロシラザン、繰り返し単位が〔（ＳｉＨ２）ｇ（ＮＨ）ｈ）〕及び〔（ＳｉＨ２）ｉＯ〕（式中、ｇ、ｈ、ｉはそれぞれ独立して、１、２又は３である。）で表されるポリシロキサザン（特開昭６２−１９５０２４号公報）、ポリシラザンにボロン化合物を反応させて製造するポリボロシラザン（特開平２−８４４３７号公報）、ポリシラザンとメタルアルコキシドとを反応させて製造するポリメタロシラザン（特開昭６３−８１１２２号公報等）、無機シラザン高重合体や改質ポリシラザン（特開平１−１３８１０８号公報等）、ポリシラザンに有機成分を導入した共重合シラザン（特開平２−１７５７２６号公報等）、ポリシラザンにセラミックス化を促進するための触媒的化合物を付加又は添加した低温セラミックス化ポリシラザン（特開平５−２３８８２７号公報等）、
ケイ素アルコキシド付加ポリシラザン（特開平５−２３８８２７号公報）、グリシドール付加ポリシラザン（特開平６−１２２８５２号公報）、アセチルアセトナト錯体付加ポリシラザン（特開平６−３０６３２９号公報）、金属カルボン酸塩付加ポリシラザン（特開平６−２９９１１８号公報等）、
上記ポリシラザン又はその変性物に、アミン類及び／又は酸類を添加してなるポリシラザン組成物（特開平９−３１３３３号公報）、ペルヒドロポリシラザンにメタノール等のアルコール或いはヘキサメチルジシラザンを末端Ｎ原子に付加して得られる変性ポリシラザン（特開平５−３４５８２６号公報、特開平４−６３８３３号公報）等が挙げられる。
【００８８】
これらの中でも、本発明において用いるポリシラザン化合物としては、Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚが全て水素原子である無機ポリシラザン、Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚの少なくとも１つが水素原子ではない有機ポリシラザンが好ましく、入手容易性及び優れたガスバリアー性を有する注入層を形成できる観点から、無機ポリシラザンがより好ましい。
【００８９】
用いるポリシラザン化合物の数平均分子量は、特に限定されないが、１００〜５０，０００であるのが好ましい。 
さらに、本発明においては、ポリシラザン化合物は、ガラスコーティング材等として市販されている市販品をそのまま使用することができる。 
ポリシラザン化合物を含む層は、ポリシラザン化合物の他に、本発明の目的を阻害しない範囲で他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、硬化剤、他の高分子、老化防止剤、光安定剤、難燃剤等が挙げられる。
【００９０】
ポリシラザン化合物を含む層中の、ポリシラザン化合物の含有量は、優れたガスバリアー性を有するイオン注入層を形成できる観点から、５０質量％以上であるのが好ましく、７０質量％以上であるのがより好ましい。
【００９１】
ポリシラザン化合物を含む層を形成する方法としては、特に制約はなく、例えば、ポリシラザン化合物の少なくとも一種、所望により他の成分、及び溶媒等を含有する層形成用溶液を、適当な基材層の上に塗布し、得られた塗膜を適度に乾燥して形成する方法が挙げられる。
【００９２】
第１のガスバリアー層形成用塗布液を調製するための溶媒としては、ポリシラザンを溶解できるものであれば特に制限されないが、ポリシラザンと容易に反応してしまう水及び反応性基（例えば、ヒドロキシ基、又はアミン基等）を含まず、ポリシラザンに対して不活性の有機溶媒が好ましく、非プロトン性の有機溶媒がより好ましい。具体的には、溶媒としては、非プロトン性溶媒；例えば、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、ソルベッソ、ターペン等の、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素等の炭化水素溶媒；塩化メチレン、トリクロロエタン等のハロゲン炭化水素溶媒；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類；ジブチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等の脂肪族エーテル、脂環式エーテル等のエーテル類：例えば、テトラヒドロフラン、ジブチルエーテル、モノ−及びポリアルキレングリコールジアルキルエーテル（ジグライム類）などを挙げることができる。上記溶媒は、ケイ素化合物の溶解度や溶媒の蒸発速度等の目的に合わせて選択され、単独で使用されても又は２種以上の混合物の形態で使用されてもよい。
【００９３】
第１のガスバリアー層形成用塗布液におけるポリシラザンの濃度は、特に制限されず、第１のガスバリアー層の膜厚や塗布液のポットライフによっても異なるが、好ましくは１〜８０質量％、より好ましくは５〜５０質量％、さらに好ましくは１０〜４０質量％である。
【００９４】
第１のガスバリアー層形成用塗布液は、改質を促進するために、触媒を含有することが好ましい。本発明に適用可能な触媒としては、塩基性触媒が好ましく、特に、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリエチルアミン、３−モルホリノプロピルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチル−１，３−ジアミノプロパン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチル−１，６−ジアミノヘキサン等のアミン触媒、Ｐｔアセチルアセトナート等のＰｔ化合物、プロピオン酸Ｐｄ等のＰｄ化合物、Ｒｈアセチルアセトナート等のＲｈ化合物等の金属触媒、Ｎ−複素環式化合物が挙げられる。これらのうち、アミン触媒を用いることが好ましい。この際添加する触媒の濃度としては、ケイ素化合物を基準としたとき、好ましくは０．１〜１０質量％、より好ましくは０．５〜７質量％の範囲である。触媒添加量をこの範囲とすることで、反応の急激な進行よる過剰なシラノール形成、及び膜密度の低下、膜欠陥の増大などを避けることができる。
【００９５】
第１のガスバリアー層形成用塗布液には、必要に応じて下記に挙げる添加剤を用いることができる。例えば、セルロースエーテル類、セルロースエステル類；例えば、エチルセルロース、ニトロセルロース、セルロースアセテート、セルロースアセトブチレート等、天然樹脂；例えば、ゴム、ロジン樹脂等、合成樹脂；例えば、重合樹脂等、縮合樹脂；例えば、アミノプラスト、特に尿素樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル若しくは変性ポリエステル、エポキシド、ポリイソシアネート若しくはブロック化ポリイソシアネート、ポリシロキサン等である。
【００９６】
塗工装置としては、スピンコーター、ナイフコーター、グラビアコーター等の公知の装置を使用することができる。 
得られた塗膜の乾燥、成形体のガスバリアー性向上のため、塗膜を加熱することが好ましい。加熱は８０〜１５０℃で、数十秒から数十分行う。 
また、ポリシラザン化合物を含む層は、ジメチルジシラザン、テトラメチルジシラザン、ヘキサメチルジシラザンなどの、プラズマ重合性シラザン化合物のガスを、プラスチック成形体と接触させて、プラズマ重合処理を施すことによって形成することもできる（特開平９−１４３２８９号公報）。
【００９７】
形成されるポリシラザン化合物を含む層の厚さは、特に制限されないが、通常２０ｎｍ〜１００μｍ、好ましくは３０〜５００ｎｍ、より好ましくは４０〜２００ｎｍである。
本発明においては、ポリシラザン化合物を含む層がナノオーダーであっても、充分なガスバリアー性能を有するガスバリアーフィルムを得ることができる。
【００９８】
〈他の金属〉
本発明に係る第１のガスバリアー層は、さらにケイ素（Ｓｉ）以外の金属Ｍを含有し、
ケイ素（Ｓｉ）の含有量１００ｍｏｌ％に対して０．０５〜１０ｍｏｌ％であることが好ましく、より好ましくは０．５〜５ｍｏｌ％の範囲である。
【００９９】
塗布液に、Ｓｉ以外の金属Ｍとして、例えば、Ａｌ、Ｂ、Ｔｉ、Ｚｒの有機金属化合物を添加すると、塗布乾燥時にポリシラザンが含有するＮがＯに置き換わり、塗布後の改質処理のエネルギーが低い条件においても、効率的に改質が行われ、安定した組成へと変化させることができる。
【０１００】
金属元素の例としては、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、スズ（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、鉛（Ｐｂ）、マンガン（Ｍｎ）、リチウム（Ｌｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、銅（Ｃｕ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、カルシウム（Ｃａ）、コバルト（Ｃｏ）、ホウ素（Ｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、ラジウム（Ｒａ）、タリウム（Ｔｌ）等が挙げられる。
【０１０１】
特に、Ａｌ、Ｂ、Ｔｉ及びＺｒが好ましく、中でもＡｌを含む有機金属化合物が好ましい。
【０１０２】
本発明に適用可能なアルミニウム化合物としては、例えば、アルミニウムイソポロポキシド、アルミニウム−ｓｅｃ−ブチレート、チタンイソプロポキシド、アルミニウムトリエチレート、アルミニウムトリイソプロピレート、アルミニウムトリｔｅｒｔ−ブチレート、アルミニウムトリｎ−ブチレート、アルミニウムトリｓｅｃ−ブチレート、アルミニウムエチルアセトアセテート・ジイソプロピレート、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムジイソプロピレートモノアルミニウム−ｔ−ブチレート、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート、アルミニウムオキシドイソプロポキシドトリマー等を挙げることができる。
【０１０３】
具体的な市販品としては、例えば、ＡＭＤ（アルミニウムジイソプロピレートモノｓｅｃ−ブチレート）、ＡＳＢＤ（アルミニウムセカンダリーブチレート）、ＡＬＣＨ（アルミニウムエチルアセトアセテート・ジイソプロピレート）、ＡＬＣＨ−ＴＲ（アルミニウムトリスエチルアセトアセテート）、アルミキレートＭ（アルミニウムアルキルアセトアセテート・ジイソプロピレート）、アルミキレートＤ（アルミニウムビスエチルアセトアセテート・モノアセチルアセトネート）、アルミキレートＡ（Ｗ）（アルミニウムトリスアセチルアセトネート）（以上、川研ファインケミカル株式会社製）、プレンアクト（登録商標）ＡＬ−Ｍ（アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート、味の素ファインケミカル株式会社製）等を挙げることができる。
【０１０４】
なお、これらの化合物を用いる場合は、ポリシラザンを含む塗布液と不活性ガス雰囲気下で混合することが好ましい。これらの化合物が大気中の水分や酸素と反応し、激しく酸化が進むことを抑制するためである。また、これらの化合物とポリシラザンとを混合する場合は、３０〜１００℃に昇温し、撹拌しながら１分〜２４時間保持することが好ましい。
【０１０５】
〈エネルギーの印加〉
続いて、上記のようにして形成されたポリシラザンを含有する層に対して、エネルギーを印加し、ポリシラザンの改質処理を行い、第１のガスバリアー層への改質を行う。
【０１０６】
（改質処理；イオン注入）
本発明において、改質処理とは、ポリシラザンの一部又は全部が、酸化ケイ素又は酸化窒化ケイ素へ転化する反応（セラミックス化）を指し、また本発明のガスバリアーフィルムが全体としてガスバリアー性を発現するに貢献できるレベルの無機薄膜（すなわち、第１のガスバリアー層）を形成する処理をいう。そして、本発明では、この改質処理を、イオンの注入（イオン注入法）により行うことが好ましい。なお、イオン注入を行う限り、その他の従来公知の改質処理を併用してもよい。かような従来公知の改質処理としては、例えば、活性エネルギー線（例えば、真空紫外線）の照射など、例えば、特開２０１２−０８６３９４号公報の段落「００５５」〜「００９１」、特開２０１２−００６１５４号公報の段落「００４９」〜「００８５」、特開２０１１−２５１４６０号公報の段落「００４６」〜「００７４」等に記載の内容を参照することができる。
【０１０７】
以下、イオン注入について説明すると、まず、注入するイオンを生成する原料としては、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン等の希ガス、フルオロカーボン、水素、窒素、酸素、二酸化炭素、塩素、フッ素、硫黄等のガス；
メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン等のアルカン系ガス類；エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン等のアルケン系ガス類；ペンタジエン、ブタジエン等のアルカジエン系ガス類；アセチレン、メチルアセチレン等のアルキン系ガス類；ベンゼン、トルエン、キシレン、インデン、ナフタレン、 フェナントレン等の芳香族炭化水素系ガス類；シクロプロパン、シクロヘキサン等のシクロアルカン系ガス類；シクロペンテン、シクロヘキセン等のシクロアル ケン系ガス類；等の炭素原子と水素原子からなる炭化水素化合物のガス；
メタノール、エタノール等のアルコール系ガス類；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系ガス類；アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド等のアルデヒド系ガス類；ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル等のエーテル系ガス類；等の、炭素原子、水素原子及び酸素原子からなる酸素含有炭化水素化合物のガス；
銀、銅、白金、ニッケル、パラジウム、クロム、チタン、モリブデン、タンタル、タングステン、アルミニウム等の金属；等が挙げられる。
【０１０８】
これらは１種のみが単独で用いられてもよいし、２種以上が併用されてもよい。中でも、より簡便に注入することができ、ガスバリアー性により優れる第１のガスバリアー層が得られることから、水素、窒素、酸素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノン、クリプトン、メタン、エチレン、及びアセチレンからなる群から選ばれる少なくとも１種のイオンを注入することが好ましく、窒素又は酸素のイオンを注入することがより好ましい。
【０１０９】
特に窒素又は酸素のイオンを注入することで、共有結合の再結合が生じるというメカニズムを介して、ガスバリアー性及びデバイス適性の向上が図られるものと考えられる。
【０１１０】
イオンの注入量は、ポリシラザン含有塗布液の改質により得られる第１のガスバリアー層に要求される性能（必要なガスバリアー性など）に合わせて適宜決定すればよい。
【０１１１】
イオンを注入する方法は特に限定されず、公知の方法を採用することができる。例えば、電界により加速されたイオン（イオンビーム）を照射する方法、プラズマ中のイオンを注入する方法等が挙げられる。中でも、本発明においては、簡便にガスバリアー性能が得られることから、後者の、プラズマ中のイオンを注入する方法（以下、「プラズマイオン注入法」という。）が好ましい。
【０１１２】
プラズマイオン注入法は、プラズマ中に曝したポリシラザン含有塗布液の塗膜層に、負の高電圧パルスを印加することにより、プラズマ中のイオンを上記塗膜層に注入する方法である。
【０１１３】
中でも、プラズマイオン注入法としては、（Ａ）外部電界を用いて発生させたプラズマ中に存在するイオンを、負の高電圧パルスを印加することによってポリシラザン含有塗布液の塗膜層に注入する方法、又は（Ｂ）外部電界を用いることなく、ポリシラザン含有塗布液の塗膜層に印加する負の高電圧パルスによる電界のみで発生させたプラズマ中に存在するイオンを、ポリシラザン含有塗布液の塗膜層に注入する方法が好ましい。
【０１１４】
（Ａ）の方法においては、イオン注入する際の圧力（プラズマイオン注入時の圧力）を１Ｐａ以下とすることが好ましく、０．０１〜１Ｐａとすることがより好ましい。プラズマイオン注入時の圧力がこのような範囲にあるときに、簡便にかつ効率よく均一にイオン注入することができ、ガスバリアー性に優れた第１のガスバリアー層を効率よく形成することができる。
【０１１５】
（Ｂ）の方法は、減圧度を高くする必要がなく、処理操作が簡便であり、処理時間も大幅に短縮することができる。また、塗膜層全体にわたって均一に処理することができ、負の高電圧パルス印加時にプラズマ中のイオンを高エネルギーで層の表面部に連続的に注入することができる。さらに、ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ（高周波、以下、「ＲＦ」と略す。）や、マイクロ波等の高周波電力源等の特別の他の手段を要することなく、層に負の高電圧パルスを印加するだけで、層の表面部にイオン注入層を均一に形成することができる。
【０１１６】
（Ａ）及び（Ｂ）のいずれの方法においても、負の高電圧パルスを印加するとき、すなわちイオン注入するときのパルス幅は、１〜１０μｓｅｃであるのが好ましい。パルス幅がこのような範囲にあるときに、透明で均一なイオン注入層をより簡便にかつ効率よく形成することができる。
【０１１７】
また、プラズマを発生させるときの印加電圧は、好ましくは−５０〜−１ｋＶ、より好ましくは−３０〜−１ｋＶ、特に好ましくは−２０〜−５ｋＶである。印加電圧が−１ｋＶより大きい値でイオン注入を行うと、イオン注入量（ドーズ量）が不十分となり、所望の性能が得られない。 一方、−５０ｋＶより小さい値でイオン注入を行うと、イオン注入時にフィルムが帯電し、またフィルムへの着色等の不具合が生じ、好ましくない。
【０１１８】
塗膜層にプラズマ中のイオンを注入する際には、プラズマイオン注入装置を用いる。プラズマイオン注入装置としては、具体的には、（ａ）ポリシラザン含有塗膜層（以下、「イオン注入する層」ということがある。）に負の高電圧パルスを印加するフィードスルーに高周波電力を重畳してイオン注入する層の周囲を均等にプラズマで囲み、プラズマ中のイオンを誘引、注入、衝突、堆積させる装置（特開２００１−２６８８７号公報）、（ｂ）チャンバー内にアンテナを設け、高周波電力を与えてプラズマを発生させてイオン注入する層周囲にプラズマが到達後、イオン注入する層に正と負のパルスを交互に印加することで、正のパルスでプラズマ中の電子を誘引衝突させてイオン注入する層を加熱し、パルス定数を制御して温度制御を行いつつ、負のパルスを印加してプラズマ中のイオンを誘引、注入させる装置（特開２００１−１５６０１３号公報）、（ｃ）マイクロ波等の高周波電力源等の外部電界を用いてプラズマを発生させ、負の高電圧パルスを印加してプラズマ中のイオンを誘引、注入させるプラズマイオン注入装置、（ｄ）外部電界を用いることなく負の高電圧パルスの印加により発生する電界のみで発生するプラズマ中のイオンを注入するプラズマイオン注入装置等が挙げられる。
【０１１９】
これらの中でも、処理操作が簡便であり、処理時間も大幅に短縮でき、連続使用に適していることから、（ｃ）又は（ｄ）のプラズマイオン注入装置を用いるのが好ましく。国際公開第２０１０／１０７０１８号記載のプラズマイオン注入装置を用いることが好ましい。
【０１２０】
注入するイオン濃度は、通常１×１０１５ｉｏｎｓ／ｃｍ２以上、好ましくは１×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２以上、より好ましくは１×１０１６〜１×１０１８ｉｏｎｓ／ｃｍ２である。注入イオン濃度が高すぎると、高分子膜の表面が黒く炭化するだけであり、低すぎるとイオン注入層の形成が進行せず、ガスバリアー性等が低下することがある。イオン注入層形成の進行は、高分子フィルムの表面にアモルファスに特有の金属光沢が生じるため、目視によっても確認することができる。
【０１２１】
塗膜層におけるイオン注入される部分の厚さは、印加電圧やイオンを注入する時間等の注入条件により制御することができ、ガスバリアーフィルムに求められる性能などに応じて適宜決定すればよいが、通常、０．１〜１０００ｎｍである。なお、イオンが注入されたことは、Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）を用いて表面からある程度の深さの元素分析測定を行うことによって確認することができる。
【０１２２】
以下、前記（ｃ）及び（ｄ）のプラズマイオン注入装置を用いる方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。 
図２は、前記（ｃ）のプラズマイオン注入装置を備える連続的プラズマイオン注入装置の概要を示す図である。
図２において、１ａはポリシラザンを含む層を表面部に有する長尺のフィルム状の成形物（以下、「フィルム」という。）、１１ａはチャンバー、２０ａはターボ分子ポンプ、３ａはイオン注入される前のフィルム１ａを送り出す巻き出しロール、５ａはイオン注入されたフィルム１ｂをロール状に巻き取る巻取りロール、２ａは高電圧印加回転キャン、６ａはフィルムの送り出しロール、１０ａはガス導入口、７ａは高電圧パルス電源、４はプラズマ放電用電極（外部電界）である。図３は、前記高電圧印加回転キャン２ａの斜視図であり、１５は高電圧導入端子（フィードスルー）である。
【０１２３】
用いるポリシラザンを含有する層を表面部に有する長尺のフィルム１ａは、基材層上に、ポリシラザンを含有する含む層を形成したフィルムである。 
図２に示す連続的プラズマイオン注入装置においては、フィルム１ａは、チャンバー１１ａ内において、巻き出しロール３ａから、図２中矢印Ｘ方向に搬送され、高電圧印加回転キャン２ａを通過して、巻き取りロール５ａに巻き取られる。フィルム１ａの巻取りの方法や、フィルム１ａを搬送する方法等は特に制約はないが、本実施形態においては、高電圧印加回転キャン２ａを一定速度で回転させることにより、フィルム１ａの搬送を行っている。また、高電圧印加回転キャン２ａの回転は、高電圧導入端子１５の中心軸１３をモーターにより回転させることにより行われる。
【０１２４】
高電圧導入端子１５、及びフィルム１ａが接触する複数の送り出し用ロール６ａ等は絶縁体からなり、例えば、アルミナの表面をポリテトラフルオロエチレン等の樹脂で被覆して形成されている。また、高電圧印加回転キャン２ａは導体からなり、例えば、ステンレスで形成することができる。
【０１２５】
フィルム１ａの搬送速度は適宜設定できる。フィルム１ａが巻き出しロール３ａから搬送され、巻き取りロール５ａに巻き取られるまでの間にフィルム１ａの表面部（ポリシラザンを含有する層）にイオン注入され、所望のイオン注入層が形成されるだけの時間が確保される速度であれば、特に制約されない。フィルムの巻取り速度（搬送速度）は、印加電圧、装置規模等にもよるが、通常０．１〜３ｍ／ｍｉｎ、好ましくは０．２〜２．５ｍ／ｍｉｎである。
【０１２６】
まず、チャンバー１１ａ内をロータリーポンプに接続されたターボ分子ポンプ２０ａにより排気して減圧とする。減圧度は、通常１×１０−４〜１Ｐａ、好ましくは１×１０−３〜１×１０−２Ｐａの範囲である。
【０１２７】
次に、ガス導入口１０ａよりチャンバー１１ａ内に、窒素等のイオン注入用のガス（以下、「イオン注入用ガス」ということがある。）を導入して、チャンバー１１ａ内を減圧イオン注入用ガス雰囲気とする。なお、イオン注入用ガスはプラズマ生成ガスでもある。
【０１２８】
次いで、プラズマ放電用電極４（外部電界）によりプラズマを発生させる。プラズマを発生させる方法としては、マイクロ波やＲＦ等の高周波電力源等による公知の方法が挙げられる。
【０１２９】
一方、高電圧導入端子１５を介して高電圧印加回転キャン２ａに接続されている高電圧パルス電源７ａにより、負の高電圧パルス９ａが印加される。高電圧印加回転キャン２ａに負の高電圧パルスが印加されると、プラズマ中のイオンが誘因され、高電圧印加回転キャン２ａの周囲のフィルムの表面に注入され（図２中、矢印Ｙ）、フィルム状の成形体１ｂが得られる。
【０１３０】
前述のように、イオン注入する際の圧力（チャンバー１１ａ内のプラズマガスの圧力）は、０．０１〜５Ｐａであるのが好ましく、イオン注入するときのパルス幅は、１〜１０μｓｅｃであるのが好ましく、高電圧印加回転キャン２ａに負の高電圧を印加する際の印加電圧は、−１〜−５０ｋＶであるのが好ましい。
【０１３１】
次に、図４に示す連続的プラズマイオン注入装置を使用して、ポリシラザンを含有する層を表面部に有するフィルムの、前記ポリシラザンを含有する層にイオン注入する方法を説明する。
【０１３２】
図４に示す装置は、プラズマイオン注入装置を備える。このプラズマイオン注入装置は、外部電界（すなわち、図２におけるプラズマ放電用電極４）を用いることなく印加する高電圧パルスによる電界のみでプラズマを発生させるものである。
【０１３３】
図４に示す連続的プラズマイオン注入装置においては、フィルム（フィルム状の成形物）１ｃは、前記図２の装置と同様に高電圧印加回転キャン２ｂを回転させることによって巻き出しロール３ｂから図４中矢印Ｘ方向に搬送され、巻き取りロール５ｂに巻き取られる。
【０１３４】
図４に示す連続的プラズマイオン注入装置では、前記フィルムのポリシラザンを含有する層の表面部へのイオン注入は次のように行われる。 
まず、図２に示すプラズマイオン注入装置と同様にしてチャンバー１１ｂ内にフィルム１ｃを設置し、チャンバー１１ｂ内をロータリーポンプに接続されているターボ分子ポンプ２０ｂにより排気して減圧とする。そこへ、ガス導入口１０ｂよりチャンバー１１ｂ内に、窒素等のイオン注入用ガスを導入して、チャンバー１１ｂ内を減圧イオン注入用ガス雰囲気とする。
【０１３５】
イオン注入する際の圧力（チャンバー１１ｂ内のプラズマガスの圧力）は、１０Ｐａ以下、好ましくは０．０１〜５Ｐａ、より好ましくは０．０１〜１Ｐａである。 
次に、フィルム１ｃを、図４中Ｘの方向に搬送させながら、高電圧導入端子（図示せず）を介して高電圧印加回転キャン２ｂに接続されている高電圧パルス電源７ｂから高電圧パルス９ｂを印加する。
【０１３６】
高電圧印加回転キャン２ｂに負の高電圧が印加されると、高電圧印加回転キャン２ｂの周囲のフィルム１ｃに沿ってプラズマが発生し、そのプラズマ中のイオンが誘因され、高電圧印加回転キャン２ｂの周囲の成形体フィルム１ｃの表面に注入される（図４中、矢印Ｙ）。フィルム１ｃのポリシラザン化合物を含有する層の表面部にイオンが注入されると、フィルム表面部にイオン注入層が形成され、フィルム状の成形体１ｄが得られる。
【０１３７】
高電圧印加回転キャン２ｂに負の高電圧を印加する際の印加電圧、パルス幅及びイオン注入する際の圧力は、図２に示す連続的プラズマイオン注入装置の場合と同様である。 
図４に示すプラズマイオン注入装置では、プラズマを発生させるプラズマ発生手段を高電圧パルス電源によって兼用しているため、ＲＦやマイクロ波等の高周波電力源等の特別の他の手段を要することなく、負の高電圧パルスを印加するだけで、プラズマを発生させ、フィルムのポリシラザン化合物を含有する層の表面部にプラズマ中のイオンを注入し、イオン注入層を連続的に形成し、フィルムの表面部にイオン注入層が形成されたガスバリアー層を有するガスバリアーフィルムを量産することができる。
【０１３８】
（後処理）
改質処理して形成された第１のガスバリアー層は、その前段階である塗布液を塗布した後又は改質処理した後、特には改質処理した後、後処理を施すことが好ましい。ここで述べる後処理とは、温度１０℃以上８００℃未満の温度処理（熱処理）、又は湿度０％ＲＨ以上１００％ＲＨ以下、又は水浴に浸漬した湿度処理も含み、処理時間は、５秒から４８日の範囲より選択される範囲と定義する。温度と湿度との両方の処理を施してもよく、どちらか一方だけでもよい。ガスバリアー性向上、密着性向上等の観点から、好ましくは温度処理である。温度処理を施す際は、ホットプレート上に置く等の接触方式、オーブンにつるして放置する非接触方式等特に方式は問わず、併用でも、単式でもよい。生産性と装置上の負荷や基材の耐性も考えると、好ましい条件は、温度３０〜３００℃、相対湿度３０〜８５％ＲＨ、処理時間は３０秒〜１００時間である。
【０１３９】
〔３〕第２のガスバリアー層
第２のガスバリアー層は、第３族〜第１１族の遷移金属を含有する層であることを特徴とする。当該遷移金属が化合物である場合は、「遷移金属の化合物」とは、遷移金属を含む化合物をいい、例えば、遷移金属酸化物をいう。
【０１４０】
本発明に係る第３族〜第１１族の遷移金属Ｍ２としては特に制限されず、任意の遷移金属が単独で又は組み合わせて用いられうる。ここで、遷移金属とは、長周期型周期表の第３族元素から第１１族元素を指し、遷移金属としては、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、及びＡｕなどが挙げられる。
【０１４１】
中でも、良好なガスバリアー性が得られる遷移金属（Ｍ２）としては、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ等が挙げられる。これらの中でも、種々の検討結果から、特に第５族元素であるＮｂ、Ｔａ、及びＶが、第１のガスバリアー層に含有されるケイ素（Ｍ１）に対する結合が生じやすいと考えられるため、好ましく用いることができる。
【０１４２】
特に第２のガスバリアー層に含有される遷移金属（Ｍ２）が第５族元素（特に、Ｎｂ）であって、上述した第１のガスバリアー層にケイ素（Ｍ１）が含有されていると、著しいガスバリアー性の向上効果が得られる。これは、Ｓｉと第５族元素（特に、Ｎｂ）との結合が特に生じやすいためであると考えられる。さらに、光学特性の観点から、遷移金属（Ｍ２）は、透明性が良好な化合物であるＮｂ及びＴａが特に好ましい。
【０１４３】
〈第２のガスバリアー層の形成方法〉
第２のガスバリアー層である前記遷移金属（Ｍ２）酸化物を含有する層の形成は、特に限定されず、例えば、既存の薄膜堆積技術を利用した従来公知の気相成膜法を用いることが、混合領域を効率的に形成する観点から好ましい。
【０１４４】
当該第２のガスバリアー層は、特に限定されないが気相成膜法で形成されることが好ましく、例えば、無機材料をスパッタ法（例えば、マグネトロンカソードスパッタリング、平板マグネトロンスパッタリング、２極ＡＣ平板マグネトロンスパッタリング、２極ＡＣ回転マグネトロンスパッタリングなど、反応性スパッタ法を含む。）、蒸着法（例えば、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、イオンビーム蒸着、プラズマ支援蒸着など）、熱ＣＶＤ法、触媒化学気相成長法（Ｃａｔ−ＣＶＤ）、容量結合プラズマＣＶＤ法（ＣＣＰ−ＣＶＤ）、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法（ＰＥ−ＣＶＤ）、エピタキシャル成長法、原子層成長法等の化学蒸着法等によって層形成することが好ましい。
【０１４５】
中でも、高い生産性を有することから、スパッタ法により形成することがより好ましい。
【０１４６】
スパッタ法による成膜は、２極スパッタリング、マグネトロンスパッタリング、中間的な周波数領域を用いたデュアルマグネトロンスパッタリング（ＤＭＳ）、イオンビームスパッタリング、ＥＣＲスパッタリングなどを単独で又は２種以上組み合わせて用いることができる。また、ターゲットの印加方式はターゲット種に応じて適宜選択され、ＤＣ（直流）スパッタリング、及びＲＦ（高周波）スパッタリングのいずれを用いてもよい。
【０１４７】
また、金属モードと、酸化物モードとの中間である遷移モードを利用した反応性スパッタ法も用いることができる。遷移領域となるようにスパッタ現象を制御することにより、高い成膜スピードで金属酸化物を成膜することが可能となるため好ましい。プロセスガスに用いられる不活性ガスとしては、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ等を用いることができ、Ａｒを用いることが好ましい。さらに、プロセスガス中に酸素、窒素、二酸化炭素、一酸化炭素を導入することで、ケイ素（Ｍ１）及び遷移金属（Ｍ２）の複合酸化物、窒酸化物、酸炭化物等の薄膜を作ることができる。スパッタ法における成膜条件としては、印加電力、放電電流、放電電圧、時間等が挙げられるが、これらは、スパッタ装置や、膜の材料、層厚等に応じて適宜選択することができる。
【０１４８】
第２のガスバリアー層の層厚は、ガスバリアー性と光学特性との両立の観点から、２〜５０ｎｍの範囲であることが好ましく、４〜２５ｎｍの範囲であることがより好ましく、５〜１５ｎｍの範囲であることがさらに好ましい。
【０１４９】
また、第２のガスバリアー層は、本発明に係るケイ素（Ｍ１）及び前記遷移金属（Ｍ２）の複合酸化物で構成されていてもよい。
【０１５０】
ケイ素（Ｍ１）及び前記遷移金属（Ｍ２）の複合酸化物を含有するガスバリアー層は、ケイ素（Ｍ１）又はその化合物及び前記遷移金属（Ｍ２）酸化物をスパッタターゲットとして、共蒸着法を採用することによって形成することもできる。
【０１５１】
共蒸着法を実施する際の成膜条件としては、成膜原料における前記ケイ素（Ｍ１）及び遷移金属（Ｍ２）と酸素との比率、成膜時の不活性ガスと反応性ガスとの比率、成膜時のガスの供給量、成膜時の真空度、及び、成膜時の電力からなる群から選択される１種又は２種以上の条件が例示され、これらの成膜条件（好ましくは、酸素分圧）を調節することによって、酸素欠損組成を有する組成からなる薄膜を形成することができる。すなわち、上述したような共蒸着法を用いてガスバリアー層を形成することで、形成されるガスバリアー層の厚さ方向のほとんどの領域を混合領域とすることができる。このため、かような手法によれば、混合領域の厚さを制御するという極めて簡便な操作により、所望のガスバリアー性を実現することができる。なお、混合領域の厚さを制御するには、例えば、共蒸着法を実施する際の成膜時間を調節すればよい。
【０１５２】
共蒸着法の詳細については、スパッタリングターゲットを作製する方法や、これらのスパッタリングターゲットを用いて複合酸化物からなる薄膜を作製する方法については、例えば、特開２０００−１６０３３１号公報、特開２００４−０６８１０９号公報、特開２０１３−０４７３６１号公報などの記載が適宜参照されうる。
【０１５３】
〔４〕混合領域
前述のとおり、本発明に係る第１のガスバリアー層と前記第２のガスバリアー層との間に、前記ケイ素（Ｓｉ）と前記遷移金属との混合領域を有することが、ガスバリアー性を顕著に向上する観点から、好ましい。さらに、当該領域が、酸素欠損領域である場合に、ガスバリアー性が顕著に向上する。
【０１５４】
本発明に係る混合領域は、ケイ素（Ｍ１）及び第３族〜第１１族の金属から選択される遷移金属（Ｍ２）が含有されている領域であって、前記Ｓｉ（Ｍ１）に対する遷移金属（Ｍ２）の原子数比の値（M２／M１）が、０．０２〜４９の範囲内にある混合領域を、厚さ方向に連続して５ｎｍ以上有する領域である。
【０１５５】
ここで、混合領域は、構成成分の化学組成が相互に異なる複数の領域として形成されていてもよく、また、構成成分の化学組成が連続して変化している領域として形成されていてもよい。
【０１５６】
なお、ガスバリアー層の混合領域以外の領域は、ケイ素（Ｍ１）の酸化物、窒化物、酸窒化物、酸炭化物等の領域であってもよいし、遷移金属（Ｍ２）の酸化物、窒化物、酸窒化物、酸炭化物等の領域であってもよい。
【０１５７】
〈酸素欠損領域〉
本発明においては、混合領域の少なくとも一部の組成が、酸素が欠損した非化学量論的組成であることが好ましい。
【０１５８】
本発明においては、酸素欠損組成とは、当該混合領域の組成を、下記化学組成式（１）で表したとき、当該混合領域の少なくとも一部の組成が、下記関係式（２）で規定する条件を満たすことと定義する。また、当該混合領域における酸素欠損程度を表す酸素欠損度指標としては、当該ある混合領域における（２ｙ＋３ｚ）/（ａ＋ｂｘ）を算出して得られる値の最小値を用いるものとする。
【０１５９】
本発明に係る混合領域は、少なくとも厚さ方向において、ケイ素（Ｍ１）及び遷移金属Ｍ２を含有する領域であって、前記ケイ素（Ｍ１）に対する遷移金属（Ｍ２）の原子数比の値（Ｍ２／Ｍ１）が、０．０２〜４９の範囲内にある領域を、厚さ方向に連続して５ｎｍ以上有することを特徴とし、前記混合領域の組成を、下記化学組成式（１）で表したとき、前記混合領域の少なくとも一部が下記関係式（２）を満たす。
化学組成式（１）：  （Ｍ１）（Ｍ２）ｘＯｙＮｚ
関係式（２）    ：  （２ｙ＋３ｚ）/（ａ＋ｂｘ）＜１．０
（ただし式中、Ｍ１：ケイ素、Ｍ２：遷移金属、Ｏ：酸素、Ｎ：窒素、ｘ，ｙ，ｚ：化学量論係数、０．０２≦ｘ≦４９、０＜ｙ、０≦ｚ、ａ：Ｍ１の最大価数、ｂ：Ｍ２の最大価数を表す。）
上記関係式（２）は、ガスバリアー層の混合領域が、ケイ素（Ｍ１）と遷移金属（Ｍ２）との酸素欠損組成を含んでいることを表している。
【０１６０】
ケイ素（Ｍ１）同士の結合や遷移金属（Ｍ２）同士の結合よりも、ケイ素（Ｍ１）と遷移金属（Ｍ２）との結合が生じやすいことに起因して、さらに前記混合領域を酸素欠損組成とすることで、金属化合物の高密度な構造が当該混合領域において形成されて高ガスバリアー性に寄与するものと推察される。
【０１６１】
以下、特別の区別が必要ない場合、上記化学組成式（１）で表す組成を、単に複合領域の組成という。
【０１６２】
上述したように、本発明に係るケイ素（Ｍ１）と遷移金属（Ｍ２）との複合領域での組成は、（Ｍ１）（Ｍ２）ｘＯｙＮｚで示される。この組成からも明らかなように、上記複合領域の組成は、一部窒化物の構造を含んでいてもよく、窒化物の構造を含んでいる方がガスバリアー性の観点から好ましい。
【０１６３】
ここでは、ケイ素（Ｍ１）の最大価数をａ、遷移金属（Ｍ２）の最大価数をｂ、Ｏの価数を２、Ｎの価数を３とする。そして、上記複合領域の組成（一部窒化物となっているものを含む。）が化学量論的組成になっている場合は、（２ｙ＋３ｚ）／（ａ＋ｂｘ）＝１．０となる。この式は、ケイ素（Ｍ１）及び遷移金属（Ｍ２）の結合手の合計と、Ｏ、Ｎの結合手の合計とが同数であることを意味し、この場合、ケイ素（Ｍ１）及び遷移金属（Ｍ２）ともに、Ｏ、Ｎのいずれかと結合していることになる。なお、本発明において、（Ｍ１）として２種以上が併用される場合や、遷移金属（Ｍ２）として２種以上が併用される場合には、各元素の最大価数を各元素の存在比率によって加重平均することにより算出される複合価数を「最大価数」のａ及びｂの値として採用するものとする。
【０１６４】
一方、本発明に係る混合領域のように、（２ｙ＋３ｚ）／（ａ＋ｂｘ）＜１．０となる場合には、ケイ素（Ｍ１）及び遷移金属（Ｍ２）の結合手の合計に対して、Ｏ、Ｎの結合手の合計が不足していることを意味し、この状態が上記複合領域の組成の「酸素欠損状態」である。当該酸素欠損状態においては、ケイ素（Ｍ１）及び遷移金属（Ｍ２）の余った結合手は互いに結合する可能性を有しており、ケイ素（Ｍ１）や遷移金属（Ｍ２）の金属同士が直接結合すると、金属の間にＯやＮを介して結合した場合よりも緻密で高密度な構造が形成され、その結果として、ガスバリアー性が向上すると考えられる。
【０１６５】
また、本発明において、混合領域は、前記ｘの値が、０．０２≦ｘ≦４９（０＜ｙ、０≦ｚ）を満たす領域である。これは、先に、混合領域を遷移金属（Ｍ２）／ケイ素（Ｍ１）の原子数比率の値が、０．０２〜４９の範囲内にあり、厚さが５ｎｍ以上である領域と定義する、としたことと同一の定義である。この領域では、ケイ素（Ｍ１）及び遷移金属（Ｍ２）の双方が金属同士の直接結合に関与することから、この条件を満たす混合領域が所定値以上（５ｎｍ）の厚さで存在することで、ガスバリアー性の向上に寄与すると考えられる。なお、ケイ素（Ｍ１）及び遷移金属（Ｍ２）の存在比率が近いほどガスバリアー性の向上に寄与しうると考えられることから、混合領域は、０．１≦ｘ≦１０を満たす領域を５ｎｍ以上の厚さで含むことが好ましく、０．２≦ｘ≦５を満たす領域を５ｎｍ以上の厚さで含むことがより好ましく、０．３≦ｘ≦４を満たす領域を５ｎｍ以上の厚さで含むことが更に好ましい。
【０１６６】
ここで、上述したように、（２ｙ＋３ｚ）／（ａ＋ｂｘ）＜１．０を満たす混合領域が存在すれば、ガスバリアー性の向上効果が発揮されることが確認されたが、混合領域は、（２ｙ＋３ｚ）／（ａ＋ｂｘ）≦０．９を満たすことが好ましく、（２ｙ＋３ｚ）／（ａ＋ｂｘ）≦０．８５を満たすことがより好ましく、（２ｙ＋３ｚ）／（ａ＋ｂｘ）≦０．８を満たすことが更に好ましい。ここで、混合領域における（２ｙ＋３ｚ）／（ａ＋ｂｘ）の値が小さくなるほど、ガスバリアー性の向上効果は高くなるものの可視光での吸収も大きくなる。したがって、透明性が望まれる用途に使用するガスバリアー層の場合には、０．２≦（２ｙ＋３ｚ）／（ａ＋ｂｘ）であることが好ましく、０．３≦（２ｙ＋３ｚ）／（ａ＋ｂｘ）であることがより好ましく、０．４≦（２ｙ＋３ｚ）／（ａ＋ｂｘ）であることが更に好ましい。
【０１６７】
なお、本発明において良好なガスバリアー性が得られる混合領域の厚さは、ＳｉＯ２換算のスパッタ厚さとして、５ｎｍ以上であり、この厚さは、８ｎｍ以上であることが好ましく、１０ｎｍ以上であることがより好ましく、２０ｎｍ以上であることが更に好ましい。混合領域の厚さは、ガスバリアー性の観点からは特に上限はないが、光学特性の観点から、１００ｎｍ以下であることが好ましく、５０ｎｍ以下であることがより好ましく、３０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
【０１６８】
上述したような特定構成の混合領域を有するガスバリアー層は、例えば、有機ＥＬ素子等の電子デバイス用のガスバリアー層として使用可能なレベルの非常に高いガスバリアー性を示す。
【０１６９】
（ＸＰＳによる組成分析と混合領域の厚さの測定）
本発明に係るガスバリアー層の混合領域や第１のガスバリアー層及び第２のガスバリアー層における組成分布や各領域の厚さ等については、以下に詳述するＸ線光電分光法（Ｘ−ｒａｙ  Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ、略称：ＸＰＳ）により測定することにより求めることができる。
【０１７０】
以下、ＸＰＳ分析法による混合領域及第１のガスバリアー層及び第２のガスバリアー層の測定方法について説明する。
【０１７１】
本発明に係るガスバリアー層の厚さ方向における元素濃度分布曲線（以下、「デプスプロファイル」という。）は、具体的にはケイ素（Ｍ１）の元素濃度、遷移金属（Ｍ２）（例えば、ニオブ）の元素濃度、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）元素濃度等を、Ｘ線光電子分光法の測定とアルゴン等の希ガスイオンスパッタとを併用することにより、ガスバリアー層の表面より内部を露出させつつ順次表面組成分析を行うことにより作成することができる。
【０１７２】
このようなＸＰＳデプスプロファイル測定により得られる分布曲線は、例えば、縦軸を各元素の原子比（単位：ａｔｏｍ％）とし、横軸をエッチング時間（スパッタ時間）として作成することができる。なお、このように横軸をエッチング時間とする元素の分布曲線においては、エッチング時間は層厚方向における前記ガスバリアー層の厚さ方向におけるガスバリアー層の表面からの距離におおむね相関することから、「ガスバリアー層の厚さ方向におけるガスバリアー層の表面からの距離」として、ＸＰＳデプスプロファイル測定の際に採用したエッチング速度とエッチング時間との関係から算出されるガスバリアー層の表面からの距離を採用することができる。また、このようなＸＰＳデプスプロファイル測定に際して採用するスパッタ法としては、エッチングイオン種としてアルゴン（Ａｒ＋）を用いた希ガスイオンスパッタ法を採用し、そのエッチング速度（エッチングレート）を０．０５ｎｍ／ｓｅｃ（ＳｉＯ２熱酸化膜換算値）とすることが好ましい。
【０１７３】
以下に、本発明に係るガスバリアー層の組成分析に適用可能なＸＰＳ分析の具体的な条件の一例を示す。
・分析装置：アルバック・ファイ社製ＱＵＡＮＴＥＲＡ  ＳＸＭ
・Ｘ線源：単色化Ａｌ−Ｋα
・スパッタイオン：Ａｒ（２ｋｅＶ）
・デプスプロファイル：ＳｉＯ２換算スパッタ厚さで、所定の厚さ間隔で測定を繰り返し、深さ方向のデプスプロファイルを求める。この厚さ間隔は、１ｎｍとした（深さ方向に１ｎｍごとのデータが得られる）。
・定量：バックグラウンドをＳｈｉｒｌｅｙ法で求め、得られたピーク面積から相対感度係数法を用いて定量した。データ処理は、アルバック・ファイ社製のＭｕｌｔｉＰａｋを用いる。なお、分析した元素は、ケイ素（Ｓｉ）、遷移金属Ｍ２、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）である。
【０１７４】
得られたデータから、組成比を計算し、ケイ素（Ｍ１）と遷移金属（Ｍ２）とが共存し、かつ、遷移金属（Ｍ２）／ケイ素（Ｍ１）の原子数比率の値が、０．０２〜４９になる範囲を求め、これを混合領域と定義し、その厚さを求める。混合領域の厚さは、ＸＰＳ分析におけるスパッタ深さをＳｉＯ２換算で表したものである。
【０１７５】
本発明において、混合領域の厚さは５ｎｍ以上であるときに「混合領域」と判定する。
【０１７６】
以下に、本発明に係るガスバリアー層における混合領域の具体例について、図を用いて説明する。
【０１７７】
図５は、ガスバリアー層の厚さ方向におけるケイ素及び遷移金属の組成分布をＸＰＳ法により分析したときの元素プロファイルと混合領域を説明するためのグラフである。
【０１７８】
図５において、ガスバリアー層の表面（グラフの左端部）より深さ方向に、遷移金属（Ｍ２）、ケイ素（Ｍ１）、Ｏ、Ｎ、Ｃの元素分析を行い、横軸にスパッタの深さ（層厚：ｎｍ）を、縦軸にケイ素（Ｍ１）と遷移金属（Ｍ２）の含有率（ａｔｏｍ％）を示したグラフである。
【０１７９】
右側より、金属としてケイ素（Ｍ１）を主成分とする元素組成である第１のガスバリアー層が示され、これに接して左側に金属として遷移金属（Ｍ２、例えば、ニオブ）を主成分とする元素組成である第２のガスバリアー層が示されている。混合領域は、遷移金属（Ｍ２）／ケイ素（Ｍ１）の原子数比率の値が、０．０２〜４９の範囲内の元素組成で示される領域であり、第１のガスバリアー層の一部と第２のガスバリアー層の一部とに重なって示される領域であって、かつ、厚さ５ｎｍ以上の領域である。
ここで「主成分」とは、原子組成比として含有量が最大である構成成分をいう。例えば、「金属の主成分」といえば、構成成分の中の金属成分の中で、原子組成比として含有量が最大である金属成分をいう。
【０１８０】
（混合領域の形成方法）
第１のガスバリアー層を上述した塗布成膜法により形成する場合は、例えば、前記ケイ素（Ｍ１）を含有する成膜原料種(ポリシラザン種等)、触媒種、触媒含有量、塗布膜厚、乾燥温度・時間、改質方法、改質条件からなる群から選択される１種または２種以上の条件を調節することで混合領域を形成することができる。
【０１８１】
第２のガスバリアー層を上述した気相成膜法により形成する場合は、例えば、成膜原料における前記遷移金属（Ｍ２）と酸素との比率、成膜時の不活性ガスと反応性ガスとの比率、成膜時のガスの供給量、成膜時の真空度、成膜時の磁力、及び成膜時の電力からなる群から選択される１種または２種以上の条件を調節することで混合領域を形成することができる。
【０１８２】
なお、上記した方法によって、混合領域の厚さを制御するには、第１のガスバリアー層及び第２のガスバリアー層を形成する方法の形成条件を適宜調整して、制御することができる。例えば、第２のガスバリアー層を気相成膜法で形成する際には、成膜時間を制御することにより所望の厚さにすることができる。
【０１８３】
また、これに加えて、ケイ素と遷移金属の混合領域を直接形成する方法も好ましい。
【０１８４】
混合領域を直接形成する方法としては、公知の共蒸着法を用いることが好ましい。このような共蒸着法として、好ましくは、共スパッタ法が挙げられる。本発明において採用される共スパッタ法は、例えば、ケイ素（Ｍ１）及び遷移金属（Ｍ２）の双方を含む合金からなる複合ターゲットや、ケイ素（Ｍ１）及び遷移金属（Ｍ２）の複合領域の組成からなる複合ターゲットをスパッタリングターゲットとして用いた１元スパッタでありうる。
【０１８５】
また、本発明における共スパッタ法は、ケイ素（Ｍ１）の単体又はその酸化物と、遷移金属（Ｍ２）の単体又はその酸化物とを含む複数のスパッタリングターゲットを用いた多元同時スパッタであってもよい。これらのスパッタリングターゲットを作製する方法や、これらのスパッタリングターゲットを用いて複合領域の組成からなる薄膜を作製する方法については、例えば、特開２０００−１６０３３１号公報、特開２００４−０６８１０９号公報、特開２０１３−０４７３６１号公報などの記載が適宜参照されうる。
【０１８６】
そして、共蒸着法を実施する際の成膜条件としては、成膜原料における前記遷移金属（Ｍ２）と酸素との比率、成膜時の不活性ガスと反応性ガスとの比率、成膜時のガスの供給量、成膜時の真空度、及び、成膜時の電力からなる群から選択される１種又は２種以上の条件が例示され、これらの成膜条件（好ましくは、酸素分圧）を調節することによって、酸素欠損組成を有する複合領域の組成からなる薄膜を形成することができる。すなわち、上述したような共蒸着法を用いてガスバリアー層を形成することで、形成されるガスバリアー層の厚さ方向のほとんどの領域を混合領域とすることができる。このため、かような手法によれば、混合領域の厚さを制御するという極めて簡便な操作により、所望のガスバリアー性を実現することができる。なお、混合領域の厚さを制御するには、例えば、共蒸着法を実施する際の成膜時間を調節すればよい。
【０１８７】
〔５〕その他の機能性層
本発明に好ましいその他の機能性層として、下記プライマー層、衝撃吸収層、導電体層及び密着層を説明する。これらの層は要求性能に応じて適宜形成されることが好ましい。
【０１８８】
〔５．１〕プライマー層
プライマー層は、基材とイオン注入層又はポリシラザン化合物を含む層との層間密着性を高める役割を果たす。プライマー層を設けることにより、層間密着性及び表面平滑性に極めて優れるガスバリアーフィルムを得ることができる。
【０１８９】
プライマー層を構成する材料としては、特に限定されず、公知のものが使用できる。例えば、ケイ素含有化合物；光重合性モノマー及び／又は光重合性プレポリマーからなる光重合性化合物、及び少なくとも可視光域の光でラジカルを発生する重合開始剤を含む光重合性組成物；ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂（特にポリアクリルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール等とイソシアネート化合物との２液硬化型樹脂）、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール系樹脂、ニトロセルロース系樹脂等の樹脂類；アルキルチタネート；エチレンイミン；等が挙げられる。これらの材料は一種単独で、あるいは二種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１９０】
プライマー層は、プライマー層を構成する材料を適当な溶剤に溶解又は分散してなるプライマー層形成用溶液を、基材層の片面又は両面に塗付し、得られた塗膜を乾燥させ、所望により加熱することより形成することができる。
【０１９１】
プライマー層形成用溶液を基材層に塗付する方法としては、通常の湿式コーティング方法を用いることができる。例えばディッピング法、ロールコート、グラビアコート、ナイフコート、エアナイフコート、ロールナイフコート、ダイコート、スクリーン印刷法、スプレーコート、グラビアオフセット法等が挙げられる。
【０１９２】
プライマー層形成用溶液の塗膜を乾燥する方法としては、熱風乾燥、熱ロール乾燥、赤外線照射等、従来公知の乾燥方法が採用できる。プライマー層の厚さは、通常、１０〜１０００ｎｍである。
【０１９３】
また、得られたプライマー層に、イオン注入層にイオン注入する方法と同様な方法によりイオン注入を行い、その後、イオン注入層を形成するようにしてもよい。プライマー層にもイオン注入を行うことにより、より優れたガスバリアーフィルムを得ることができる。
【０１９４】
〔５．２〕衝撃吸収層
衝撃吸収層を形成する素材としては、特に限定されないが、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、オレフィン系樹脂、ゴム系材料等を用いることができる。これらの中でも、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ゴム系材料が好ましい。
【０１９５】
アクリル系樹脂としては、主成分として、（メタ）アクリル酸エステル単独重合体、２種以上の（メタ）アクリル酸エステル単位を含む共重合体、及び（メタ）アクリル酸エステルと他の官能性単量体との共重合体の中から選ばれた少なくとも１種を含有するものが挙げられる。なお、「（メタ）アクリル酸」は、アクリル酸又はメタクリル酸の意である（以下同様。）
（メタ）アクリル酸エステルとしては、エステル部分の炭素数が１〜２０の（メタ）アクリル酸が好ましく、後述する衝撃吸収層の貯蔵弾性率を特定の範囲内とすることが容易であることから、エステル部分の炭素数が４〜１０の（メタ）アクリル酸エステルを用いることがより好ましい。このような（メタ）アクリル酸エステルとしては、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸ペンチル、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸ヘプチル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ノニル、（メタ）アクリル酸デシル等が挙げられる。
【０１９６】
官能性単量体としては、（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル等のヒドロキシル基含有単量体、（メタ）アクリルアミド等のアミド基含有単量体、（メタ）アクリル酸等のカルボン酸基含有単量体等が挙げられる。
【０１９７】
（メタ）アクリル酸エステル（共）重合体は、例えば、溶液重合法、乳化重合法、懸濁重合法等の公知の重合方法により得ることができる。なお、（共）重合体は、単独重合体又は共重合体の意である（以下、同様）。
【０１９８】
（メタ）アクリル酸エステル（共）重合体は、架橋剤と混合して、少なくとも一部に架橋体を形成して用いることもできる。
架橋剤としては、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアナート等、あるいはそれらのアダクト体等のイソシアネート系架橋剤；エチレングリコールグリシジルエーテル等のエポキシ系架橋剤；ヘキサ〔１−（２−メチル）−アジリジニル〕トリフオスファトリアジン等のアジリジン系架橋剤；アルミニウムキレート等のキレート系架橋剤；等が挙げられる。
【０１９９】
架橋剤の使用量は、（メタ）アクリル酸エステル（共）重合体の固形分１００質量部に対して通常０．０１〜１０質量部、好ましくは０．０５〜５質量部である。架橋剤は１種単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０２００】
シリコーン系樹脂としては、ジメチルシロキサンを主成分とするものが挙げられる。また、ゴム系材料としては、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ポリイソブチレンゴム、スチレン−ブタジエン−スチレンゴム等を主成分とするものが挙げられる。
【０２０１】
衝撃吸収層には、酸化防止剤、粘着付与剤、可塑剤、紫外線吸収剤、着色剤、帯電防止剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。 
また、衝撃吸収層を形成する素材は、粘着剤、コート剤、封止剤等として市販されているものを使用することもでき、特に、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤等の粘着剤が好ましい。
【０２０２】
衝撃吸収層の形成方法としては特に制限はなく、例えば、前記ポリシラザン化合物を含む層の形成方法と同様に、前記衝撃吸収層を形成する素材、及び、所望により、溶剤等の他の成分を含む衝撃吸収層形成溶液を、積層すべき層上に塗布し、得られた塗膜を乾燥し、必要に応じて加熱等して形成する方法が挙げられる。
【０２０３】
また、別途、剥離基材上に衝撃吸収層を成膜し、得られた膜を、積層すべき層上に転写して積層してもよい。
【０２０４】
衝撃吸収層の厚みは、通常１〜１００μｍ、好ましくは５〜５０μｍである。
【０２０５】
衝撃吸収層の２５℃における貯蔵弾性率は、１×１０２Ｐａ以上、１×１０９Ｐａ以下であるのが好ましく、１×１０３Ｐａ以上、１×１０７Ｐａ以下であるのがより好ましく、１×１０４Ｐａ以上、１×１０６Ｐａ以下であるのがさらに好ましい。貯蔵弾性率は、動的粘弾性測定装置を用いて、ねじりせん断法により周波数１Ｈｚで測定を行う。
【０２０６】
衝撃吸収層を有する本発明の成形体は、衝撃吸収性能に優れ、衝撃を受けても、無機化合物層にクラックや割れが生じることがない。よって、各層のクラックや割れによるガスバリアー性の低下のおそれがない。
【０２０７】
〔５．３〕導電体層
導電体層を構成する材料としては、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物等が挙げられる。具体的には、酸化スズ、アンチモンをドープした酸化スズ（ＡＴＯ）；フッ素をドープした酸化スズ（ＦＴＯ）、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の導電性金属酸化物；金、銀、クロム、ニッケル等の金属；これら金属と導電性金属酸化物との混合物；ヨウ化銅、硫化銅等の無機導電性物質；ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール等の有機導電性材料；等が挙げられる。導電体層は、これらの材料からなる層が複数積層されてなる積層体であってもよい。
【０２０８】
また、導電体層は透明であっても透明でなくてもよいが、導電体層が透明である場合には、透明性に優れた積層体を得ることができる。透明性の点からは、導電体層を形成する材料として導電性金属酸化物が好ましく、ＩＴＯが特に好ましい。
【０２０９】
導電体層の形成方法としては、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、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等が挙げられる。これらの中でも、本発明においては、簡便に導電体層が形成できることから、スパッタリング法が好ましい。
【０２１０】
スパッタリング法は、真空槽内に放電ガス（アルゴン等）を導入し、ターゲットと基板との間に高周波電圧あるいは直流電圧を加えて放電ガスをプラズマ化し、該プラズマをターゲットに衝突させることでターゲット材料を飛ばし、基板に付着させて薄膜を得る方法である。ターゲットとしては、前記導電体層を形成する材料からなるものが使用される。
【０２１１】
導電体層の厚さはその用途等に応じて適宜選択すればよい。通常１０ｎｍ〜５０μｍ、好ましくは２０ｎｍ〜２０μｍである。
【０２１２】
得られる導電体層の表面抵抗率は、通常１０００Ω／□以下である。 
形成された導電体層には、必要に応じてパターニングを行ってもよい。パターニングする方法としては、フォトリソグラフィー等による化学的エッチング、レーザ等を用いた物理的エッチング等、マスクを用いた真空蒸着法やスパッタリング法、リフトオフ法、印刷法等が挙げられる。
【０２１３】
〔５．４〕密着層
本発明のガスバリアー性フィルムのガスバリアー層上には、後述するＱＤフィルムを構成するＱＤ含有樹脂層との密着性を高めるための密着層を設けることが好ましい。
【０２１４】
密着層としては、重合性基を有する有機ケイ素化合物を含有する密着層を形成することが好ましく、前記密着層の厚さが、５ｎｍ以下であることが好ましい。
【０２１５】
重合性基を有する有機ケイ素化合物は、特に限定されるものではないが、シランカップリング剤であることが好ましく、例えば、ハロゲン含有シランカップリング剤（２−クロロエチルトリメトキシシラン、２−クロロエチルトリエトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルトリエトキシシランなど）、エポキシ基含有シランカップリング剤［２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、３−（３，４−エポキシシクロヘキシル）プロピルトリメトキシシラン、２−グリシジルオキシエチルトリメトキシシラン、２−グリシジルオキシエチルトリエトキシシラン、３−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシジルオキシプロピルトリエトキシシランなど］、アミノ基含有シランカップリング剤（２−アミノエチルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、２−［Ｎ−（２−アミノエチル）アミノ］エチルトリメトキシシラン、３−［Ｎ−（２−アミノエチル）アミノ］プロピルトリメトキシシラン、３−（２−アミノエチル）アミノ］プロピルトリエトキシシラン、３−［Ｎ−（２−アミノエチル）アミノ］プロピル メチルジメトキシシランなど）、メルカプト基含有シランカップリング剤（２−メルカプトエチルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシランなど）、ビニル基含有シランカップリング剤（ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランなど）、（メタ）アクリロイル基含有シランカップリング剤（２−メタクリロイルオキシエチルトリメトキシシラン、２−メタクリロイルオキシエチルトリエトキシシラン、２−アクリロイルオキシエチルトリメトキシシラン、３−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランなど）などを挙げることができる。
【０２１６】
これらの中では、（メタ）アクリロイル基を含有するシランカップリング剤（（メタ）アクリロイル基含有シランカップリング剤）が好ましい。
【０２１７】
（メタ）アクリロイル基含有シランカップリング剤としては、１，３−ビス（アクリロイルオキシメチル）−１，１，３，３−テトラメチルジシラザン、１，３−ビス（メタクリロイルオキシメチル）−１，１，３，３−テトラメチルジシラザン、１，３−ビス（γ−アクリロイルオキシプロピル）−１，１，３，３−テトラメチルジシラザン、１，３−ビス（γ−メタクリロイルオキシプロピル）−１，１，３，３−テトラメチルジシラザン、アクリロイルオキシメチルメチルトリシラザン、メタクリロイルオキシメチルメチルトリシラザン、アクリロイルオキシメチルメチルテトラシラザン、メタクリロイルオキシメチルメチルテトラシラザン、アクリロイルオキシメチルメチルポリシラザン、メタクリロイルオキシメチルメチルポリシラザン、３−アクリロイルオキシプロピルメチルトリシラザン、３−メタクリロイルオキシプロピルメチルトリシラザン、３−アクリロイルオキシプロピルメチルテトラシラザン、３−メタクリロイルオキシプロピルメチルテトラシラザン、３−アクリロイルオキシプロピルメチルポリシラザン、３−メタクリロイルオキシプロピルメチルポリシラザン、アクリロイルオキシメチルポリシラザン、メタクリロイルオキシメチルポリシラザン、３−アクリロイルオキシプロピルポリシラザン、３−メタクリロイルオキシプロピルポリシラザンが好ましく、更に、化合物の合成・同定が容易であるといった観点から、１，３−ビス（アクリロイルオキシメチル）−１，１，３，３−テトラメチルジシラザン、１，３−ビス（メタクリロイルオキシメチル）−１，１，３，３−テトラメチルジシラザン、１，３−ビス（γ−アクリロイルオキシプロピル）−１，１，３，３−テトラメチルジシラザン、１，３−ビス（γ−メタクリロイルオキシプロピル）−１，１，３，３−テトラメチルジシラザンが特に好ましい。
【０２１８】
なお、（メタ）アクリロイル基含有シランカップリング剤の市販品としては、ＫＢＭ−５１０３、ＫＢＭ−５０２、ＫＢＭ−５０３、ＫＢＥ−５０２、ＫＢＥ−５０３、ＫＲ−５１３（信越化学工業社製）などが挙げられる。これらの（メタ）アクリロイル基含有シランカップリング剤は、１種のみが単独で用いられてもよいし、２種以上が併用されてもよい。
【０２１９】
密着層の形成は、重合性組成物を塗布して形成することができ、例えば上記（メタ）アクリロイル基含有化合物を適当な溶媒に溶解させた溶液をガスバリアー層の表面に塗布し、乾燥させる方法が例示される。この際、上記溶液に適当な光重合開始剤を添加しておき、上記溶液を塗布し、乾燥させて得られた塗膜に、光照射処理を施して（メタ）アクリロイル基含有化合物の一部を重合させて重合性ポリマーとしてもよい。
【０２２０】
塗布組成物を塗布する方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。具体的には例えば、スピンコート法、ロールコート法、フローコート法、インクジェット法、スプレーコート法、プリント法、ディップコート法、流延成膜法、バーコート法、グラビア印刷法等が挙げられる。
【０２２１】
また、気相成膜法によって成膜することもでき、気相成膜法は公知の方法で用いることができる。気相成膜法としては、特に制限されず、例えば、スパッタ法、蒸着法、イオンプレーティング法、イオンアシスト蒸着法等の物理気相成長（ＰＶＤ）法、プラズマＣＶＤ法、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などの化学気相成長（ＣＶＤ）法が挙げられる。中でも、プラズマＣＶＤ法が好ましい。
【０２２２】
前記密着層の厚さは、密着効果を発現すればよく、薄膜化の観点からは５ｎｍ以下であることが好ましい。密着層の厚さは透過型電子顕微鏡（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ；ＴＥＭ）によって測定することができる。
【０２２３】
また、前記ガスバリアー層と前記密着層の間に、表面処理工程を加えることが好ましく、さらに前記表面処理工程が、前記ガスバリアー層を形成後、当該ガスバリアー層の形成に用いた装置で行われることが生産性の観点から、好ましい。
【０２２４】
表面処理工程は、公知の方法を適用することができ、コロナ処理、プラズマ処理、スパッタ処理及びフレーム処理等を採用することができるが、中でも酸素プラズマ処理であると、樹脂基材やガスバリアー層へのダメージを小さくでき、かつ当該ガスバリアー層の形成に用いた装置で連続して行うことができるため、生産上も好ましい。
【０２２５】
〔６〕電子デバイス
本発明に係る電子デバイスとは、液晶表示素子（ＬＣＤ）、太陽電池（ＰＶ）、量子ドット含有樹脂層（量子ドットフィルム、量子ドットシートともいう。）、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子などをいうが、これらに限定されるものではない。中でも本発明のガスバリアーフィルムは優れたガスバリアー性を有するため、量子ドット含有樹脂フィルム及び有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子に好適に用いることができる。
【０２２６】
〔６．１〕量子ドット含有樹脂層
以下、量子ドット含有樹脂層の主要な構成要素である量子ドット（一般に、ＱＤと略される。）及び樹脂等について説明する。
【０２２７】
〈量子ドット〉
一般に、ナノメートルサイズの半導体物質で量子閉じ込め（ｑｕａｎｔｕｍ  ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ）効果を示す半導体ナノ粒子は、「量子ドット」とも称されている。このような量子ドットは、半導体原子が数百個から数千個集まった１０数ｎｍ程度以内の小さな塊であるが、励起源から光を吸収してエネルギー励起状態に達すると、量子ドットのエネルギーバンドギャップに相当するエネルギーを放出する。
【０２２８】
したがって、量子ドットは、量子サイズ効果によりユニークな光学特性を有することが知られている。具体的には、（１）粒子のサイズを制御することにより、様々な波長、色を発光させることができる、（２）吸収帯が広く、単一波長の励起光で様々なサイズの微粒子を発光させることができる、（３）蛍光スペクトルが良好な対称形である、（４）有機色素に比べて耐久性、耐退色性に優れる、といった特徴を有する。
【０２２９】
量子ドット含有樹脂層が含有する量子ドットは公知のものであってもよく、当業者に既知の任意の方法を使用して生成することができる。例えば、好適なＱＤ及び好適なＱＤを形成するための方法には、米国特許第６２２５１９８号明細書、米国特許出願公開第２００２／００６６４０１号明細書、米国特許第６２０７２２９号明細書、同第６３２２９０１号明細書、同第６９４９２０６号明細書、同第７５７２３９３号明細書、同第７２６７８６５号明細書、同第７３７４８０７号明細書、米国特許出願第１１／２９９２９９号、及び米国特許第６８６１１５５号明細書に記載のものが挙げられる。
【０２３０】
量子ドットは、任意の好適な材料、好適には無機材料及びより好適には無機導体又は半導体材料から生成される。好適な半導体材料には、II−VI族、III−Ｖ族、IV−VI族及びIV族の半導体を含む、任意の種類の半導体が含まれる。
【０２３１】
好適な半導体材料には、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｂ、Ｃ（ダイアモンドを含む。）、Ｐ、ＢＮ、ＢＰ、ＢＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＳｅＺｎ、ＣｄＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＢｅＳ、ＢｅＳｅ、ＢｅＴｅ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ、ＧｅＳ、ＧｅＳｅ、ＧｅＴｅ、ＳｎＳ、ＳｎＳｅ、ＳｎＴｅ、ＰｂＯ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＣｕＦ、ＣｕＣｌ、ＣｕＢｒ、ＣｕＩ、Ｓｉ３Ｎ４、Ｇｅ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、（Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ）２（Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ）３、Ａｌ２ＣＯ、及び二つ以上のこのような半導体の適切な組合せが含まれるが、これらに限定されない。
【０２３２】
本発明においては、次のようなコア／シェル型の量子ドット、例えば、ＣｄＳｅ／ＺｎＳ、ＩｎＰ／ＺｎＳ、ＰｂＳｅ／ＰｂＳ、ＣｄＳｅ／ＣｄＳ、ＣｄＴｅ／ＣｄＳ、ＣｄＴｅ／ＺｎＳ等も好ましく使用できる。
【０２３３】
〈樹脂〉
量子ドット含有樹脂層には、量子ドットを保持するバインダーとして樹脂を用いることができる。例えば、ポリカーボネート系、ポリアリレート系、ポリスルホン（ポリエーテルスルホンも含む。）系、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等のポリエステル系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、セロ−ファン系、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート等のセルロースエステル系、ポリ塩化ビニリデン系、ポリビニルアルコール系、エチレンビニルアルコール系、シンジオタクティックポリスチレン系、ノルボルネン系、ポリメチルペンテン系、ポリエーテルケトン系、ポリエーテルケトンイミド系、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、ナイロン系、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂等を挙げることができる。
【０２３４】
量子ドット含有樹脂層は、厚さが５０〜２００μｍの範囲内であることが好ましい。
【０２３５】
なお、量子ドット含有樹脂層における量子ドットの含有量は、使用する化合物によって最適量は異なるが、一般的には１５〜６０体積％の範囲内であることが好ましい。
【０２３６】
〔６．２〕有機ＥＬ素子
本発明に係る有機ＥＬ素子は、例えば、本発明のガスバリアー層上に、陽極、第１有機機能層群、発光層、第２有機機能層群、陰極が積層されて構成されていることが好ましい。第１有機機能層群は、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層等から構成され、第２有機機能層群は、例えば、正孔阻止層、電気輸送層、電子注入層等から構成されている。第１有機機能層群及び第２有機機能層群はそれぞれ１層のみで構成されていても良いし、第１有機機能層群及び第２有機機能層群はそれぞれ設けられていなくても良い。
【０２３７】
以下に、有機ＥＬ素子の構成の代表例を示す。
【０２３８】
（ｉ）陽極／正孔注入輸送層／発光層／電子注入輸送層／陰極
（ii）陽極／正孔注入輸送層／発光層／正孔阻止層／電子注入輸送層／陰極
（iii）陽極／正孔注入輸送層／電子阻止層／発光層／正孔阻止層／電子注入輸送層／陰極
（iv）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（ｖ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（vi）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／電子阻止層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／電子注入層／陰極
更に、有機ＥＬ素子は、非発光性の中間層を有していても良い。中間層は電荷発生層であっても良く、マルチフォトンユニット構成であっても良い。
本発明に適用可能な有機ＥＬ素子の概要については、例えば、特開２０１３−１５７６３４号公報、特開２０１３−１６８５５２号公報、特開２０１３−１７７３６１号公報、特開２０１３−１８７２１１号公報、特開２０１３−１９１６４４号公報、特開２０１３−１９１８０４号公報、特開２０１３−２２５６７８号公報、特開２０１３−２３５９９４号公報、特開２０１３−２４３２３４号公報、特開２０１３−２４３２３６号公報、特開２０１３−２４２３６６号公報、特開２０１３−２４３３７１号公報、特開２０１３−２４５１７９号公報、特開２０１４−００３２４９号公報、特開２０１４−００３２９９号公報、特開２０１４−０１３９１０号公報、特開２０１４−０１７４９３号公報、特開２０１４−０１７４９４号公報等に記載されている構成を挙げることができる。
【実施例】
【０２３９】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」又は「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」又は「質量％」を表す。
【０２４０】
＜実施例で用いた装置＞
用いたＸ線光電子分光測定装置、Ｘ線反射率法による膜密度測定方法、プラズマイオン注入装置、測定条件、方法は以下のとおりである。なお、用いたプラズマイオン注入装置は外部電界を用いてイオン注入する装置である。
【０２４１】
（Ｘ線光電子分光測定装置）
下記に示す測定条件にて、第１のガスバリアー層（イオン注入されて得られた層）の表層部における酸素原子、窒素原子及びケイ素原子の存在割合の測定を行った。
【０２４２】
測定装置：「ＰＨＩ  Ｑｕａｎｔｅｒａ  ＳＸＭ」アルバック・ファイ株式会社製
Ｘ線源：ＡｌＫα
Ｘ線ビーム径：１００μｍ
電力値：２５Ｗ
電圧：１５ｋＶ
取り出し角度：４５°
真空度：５．０×１０−８Ｐａ
（Ｘ線反射率法による膜密度の測定方法）
ガスバリアー層の表層部における膜密度は、下記に示す測定条件にてＸ線の反射率を測定して全反射臨界角度θｃを求め、その値から算出した。
【０２４３】
測定装置と測定条件は以下のとおりである。
【０２４４】
測定装置：薄膜評価用試料水平型Ｘ線回折装置「ＳｍａｒｔＬａｂ」株式会社リガク製
測定条件：
Ｘ線源；Ｃｕ−Ｋα１（波長：１．５４０５９Å）
光学系；並行ビーム光学系
入射側スリット系；Ｇｅ（２２０）２結晶、高さ制限スリット５ｍｍ、入射スリッ
ト０．０５ｍｍ
受光側スリット系；受光スリット  ０．１０ｍｍ、ソーラースリット  ５°
検出器；シンチレーションカウンター
管電圧・管電流；４５ｋＶ−２００ｍＡ
走査軸；２θ／θ
走査モード；連続スキャン
走査範囲；０．１〜３．０ｄｅｇ
走査速度；１ｄｅｇ／ｍｉｎ
サンプリング間隔；０．００２°／ｓｔｅｐ
なお、原子数比（ｘｉ）は、Ｘ線光電子分光測定により得られたガスバリアー層の表層部における酸素原子、窒素原子及びケイ素原子の存在割合を用いた。
【０２４５】
（プラズマイオン注入装置）
ＲＦ電源：日本電子社製、型番号「ＲＦ」５６０００
高電圧パルス電源：栗田製作所社製、「ＰＶ−３−ＨＳＨＶ−０８３５」
＜ガスバリアーフィルムＮｏ．１の作製＞
〈第１のガスバリアー層の形成＞
基材としてポリエチレンテレフタレートフィルム（三菱樹脂社製、「ＰＥＴ３８  Ｔ−１００」、厚さ３８μｍ、以下「ＰＥＴフィルム」という。）を用意した。
【０２４６】
ポリシラザン化合物含有塗布液として、パーヒドロポリシラザンを２０質量％含むジブチルエーテル溶液（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ株式会社製、ＮＮ１２０−２０）と、アミン触媒（Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチル−１，６−ジアミノヘキサン（ＴＭＤＡＨ））を含むパーヒドロポリシラザン２０質量％のジブチルエーテル溶液（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ株式会社製、ＮＡＸ１２０−２０）とを、４：１（質量比）の割合で混合し、さらに乾燥膜厚調整のためジブチルエーテルで適宜希釈し塗布液を調製した。
【０２４７】
当該塗布液を前記基材上に塗布して、１２０℃で１分間加熱してＰＥＴフィルム上にパーヒドロポリシラザンを含む層厚６０ｎｍの層を形成して成形物を得た。次に、図２に示すプラズマイオン注入装置を用いてパーヒドロポリシラザンを含む層の表面に、アルゴン（Ａｒ）をプラズマイオン注入して第１のガスバリアー層を形成した。
【０２４８】
プラズマイオン注入の条件を以下に示す。
【０２４９】
・プラズマ生成ガス：Ａｒ
・ガス流量：１００ｓｃｃｍ
・Ｄｕｔｙ比：０．５％
・繰り返し周波数：１０００Ｈｚ
・印加電圧：−１０ｋＶ
・ＲＦ電源：周波数  １３．５６ＭＨｚ、印加電力  １０００Ｗ
・チャンバー内圧：０．２Ｐａ
・パルス幅：５μｓｅｃ
・処理時間（イオン注入時間）：５分間
・搬送速度：０．２ｍ／ｍｉｎ
第１のガスバリアー層を形成した時点で、第１のガスバリアー層の酸素原子、窒素原子、及びケイ素原子の存在割合、及び膜密度を測定した。
【０２５０】
次いで第１のガスバリアー層上に、第２のガスバリアー層を積層形成する。
【０２５１】
〈第２のガスバリアー層の形成〉
第２のガスバリアー層を、気相成膜法であるスパッタ法により形成した。スパッタ装置としては、マグネトロンスパッタ装置（キヤノンアネルバ社製：型式ＥＢ１１００）を用いた。
【０２５２】
ターゲットとしては、下記の各ターゲットを用い、プロセスガスにはＡｒとＯ２とを用いて、マグネトロンスパッタ装置により、ＤＣ方式による成膜を行った。スパッタ電源パワーは以下に記載がないものは５．０Ｗ／ｃｍ２とし、成膜圧力は０．４Ｐａとした。また、各成膜条件において、それぞれ酸素分圧を調整した。なお、事前にガラス基材を用いた成膜により、各成膜条件において、成膜時間に対する層厚変化のデータを取り、単位時間当たりに成膜される層厚を算出した後、設定層厚となるように成膜時間を設定した。
【０２５３】
Ｔ１：市販の酸素欠損型酸化ニオブターゲットを用いた。組成はＮｂ１２Ｏ２９であった。
【０２５４】
Ｔ１−１：ターゲットとしてＴ１を用い、ＤＣ方式により成膜した。酸素分圧を１２％とした。また、層厚が１０ｎｍとなるように成膜時間を設定した。
【０２５５】
以上のようにして、第１のガスバリアー層及び第２のガスバリアー層が積層形成されたガスバリアーフィルムＮｏ．１を作製した。
【０２５６】
＜ガスバリアーフィルムＮｏ．２〜５の作製＞
〈第１のガスバリアー層の形成〉
上述したバリアフィルムＮｏ．１と同様の方法で第１のガスバリアー層を形成した。
【０２５７】
〈第２のガスバリアー層の形成〉
上述したガスバリアーフィルムＮｏ．１の方法から酸素分圧を変化させることで、酸素欠損指標を表１に記載のように変化させた。
【０２５８】
また、Ｔ２−１：ターゲットとしてＴ２（市販の金属Ｔａターゲット）を用い、ＤＣ方式により成膜した。酸素分圧を２０％とした。また、層厚が１０ｎｍとなるように成膜時間を設定した。
【０２５９】
以上のようにして、表１に記載の第１のガスバリアー層及び第２のガスバリアー層が積層形成されたガスバリアーフィルムＮｏ．２〜Ｎｏ．５を作製した。
【０２６０】
＜ガスバリアーフィルムＮｏ．６の作製（比較例）＞
上述したガスバリアーフィルムＮｏ．１の第１のガスバリアー層のみとして、ガスバリアーフィルムＮｏ．６を作製した。
【０２６１】
≪評価≫
〈ガスバリアー層の厚さ方向の組成分布の測定〉
ＸＰＳ分析により、ガスバリアー層の厚さ方向の組成分布プロファイルを測定した。なお、ＸＰＳ分析条件は以下のとおりである。
【０２６２】
〈ＸＰＳ分析条件〉
・装置：「ＰＨＩ  Ｑｕａｎｔｅｒａ  ＳＸＭ」アルバック・ファイ株式会社製
・Ｘ線源：単色化Ａｌ−Ｋα
・スパッタイオン：Ａｒ（２ｋｅＶ）
・デプスプロファイル：ＳｉＯ２換算スパッタ厚さで、所定の厚さ間隔で測定を繰り返し、深さ方向のデプスプロファイルを得た。この厚さ間隔は、１ｎｍとした（深さ方向に１ｎｍごとのデータが得られる）
・定量：バックグラウンドをＳｈｉｒｌｅｙ法で求め、得られたピーク面積から相対感度係数法を用いて定量した。データ処理は、アルバック・ファイ社製のＭｕｌｔｉＰａｋを用いた。なお、分析した元素は、Ｓｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａｌ、Ｏ、Ｎ、Ｃである。
【０２６３】
〈混合領域の厚さの測定〉
遷移金属がＮｂである場合を例に取ると、上記ＸＰＳ組成分析から得られたデータから、ガスバリアー層の組成は、（Ｓｉ）（Ｎｂ）ｘＯｙＮｚで表すことができる。第１層及び第２層を積層した態様においては、第１層と第２層との界面領域で、ケイ素と遷移金属であるＮｂとが共存し、かつ遷移金属Ｎｂ／Ｓｉの原子数比率の値ｘが、０．０２≦ｘ≦５０の範囲内にある領域を「混合領域」とし、当該領域の有無を測定し、表に記載した。
【０２６４】
〈混合領域の酸素欠損指標の計算〉
上記ＸＰＳ分析データを用いて、各測定点における（２ｙ＋３ｚ）／（ａ＋ｂｘ）の値を計算した。ここで、Ｓｉであるため、ａ＝４、また、遷移金属はＮｂ若しくはＴａであるため、ａ＝５である。（２ｙ＋３ｚ）／（ａ＋ｂｘ）の値の最小値を求め、これを酸素欠損度指標として、表に記載した。（２ｙ＋３ｚ）／（ａ＋ｂｘ）＜１．０となる場合、酸素欠損の状態であることを示す。
【０２６５】
＜ガスバリアーフィルムのＣａ法評価＞
以下の測定方法に従って、各ガスバリアーフィルムの水蒸気透過性（ガスバリアー性）を評価した。
【０２６６】
下記のようにして作製したＣａ法評価試料（透過濃度により評価するタイプ）を８５℃８５％ＲＨ環境に保存して一定時間ごとに、Ｃａの腐食率を観察した。１時間、５時間、１０時間、２０時間、それ以降は２０時間ごとに観察・透過濃度測定（任意４点の平均）し、測定した透過濃度が透過濃度初期値の５０％未満となった時点の観察時間をガスバリアー性の指標とした。５００時間の保存で測定した透過濃度が透過濃度初期値の５０％以上であった場合は５００時間以上とした。
【０２６７】
〈Ｃａ法評価試料の作製〉
ガスバリアーフィルムのガスバリアー層表面をＵＶ洗浄した後、ガスバリアー層面に封止樹脂層として熱硬化型のシート状接着剤（エポキシ系樹脂）を厚さ２０μｍで貼合した。これを５０ｍｍ×５０ｍｍのサイズに打ち抜いた後、グローブボックス内に入れて、２４時間乾燥処理を行った。
【０２６８】
５０ｍｍ×５０ｍｍサイズの無アルカリガラス板（厚さ０．７ｍｍ）の片面をＵＶ洗浄した。株式会社エイエルエステクノロジー製の真空蒸着装置を用い、ガラス板の中央に、マスクを介して２０ｍｍ×２０ｍｍのサイズでＣａを蒸着した。Ｃａの厚さは８０ｎｍとした。Ｃａ蒸着済のガラス板をグローブボックス内に取り出し、封止樹脂層を貼合したガスバリアーフィルムの封止樹脂層面とガラス板のＣａ蒸着面とを接するように配置し、真空ラミネートにより接着した。この際、１１０℃の加熱を行った。さらに、接着した試料を１１０℃に設定したホットプレート上にガラス板を下にして置き、３０分間硬化させて、評価用セルを作製した。
【０２６９】
【表１】
2019010733.tif 000016
【０２７０】
表１の結果から、本発明の構成のガスバリアーフィルムは、比較例に対してガスバリアー性が顕著に改善されたガスバリアーフィルムであることが分かる。
【符号の説明】
【０２７１】
１ａ、１ｃ  フィルム状の成形物
１ｂ、１ｄ  フィルム状の成形体
２ａ、２ｂ  回転キャン
３ａ、３ｂ  巻き出しロール
４  プラズマ放電用電極
５ａ、５ｂ  巻き取りロール
６ａ、６ｂ  送り出し用ロール
７ａ、７ｂ  パルス電源
９ａ、９ｂ  高電圧パルス
１０ａ、１０ｂ  ガス導入口
１１ａ、１１ｂ  チャンバー
１３  中心軸
１５  高電圧導入端子
２０ａ、２０ｂ  ターボ分子ポンプ
１００  ガスバリアーフィルム
１０１  基材
１０２  第１のガスバリアー層
１０３  第２のガスバリアー層
１０４  混合領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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