(57)【要約】  本発明の課題は、非破壊・非接触でガスバリアーフィルム全体の水蒸気透過度を短時間で算出することができるガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価方法を提供することである。また、当該水蒸気透過度評価方法を用いた水蒸気透過度評価システム及びガスバリアーフィルムの製造方法を提供することである。  本発明のガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価方法は、ガスバリアーフィルムの欠陥を検出する欠陥検出ステップと、前記欠陥検出ステップにより検出される欠陥毎の局所水蒸気透過度を、当該欠陥の特徴量を用いて算出する局所水蒸気透過度算出ステップと、前記局所水蒸気透過度算出ステップにより算出される局所水蒸気透過度に基づいて、測定範囲のガスバリアーフィルム全体の水蒸気透過度を算出する水蒸気透過度算出ステップと、を含むことを特徴とする。
2014163039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムの欠陥に関する情報に基づき水蒸気透過度を評価するガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価方法であって、
（１）ガスバリアーフィルムの欠陥を検出する欠陥検出ステップと、
（２）前記欠陥検出ステップにより検出される欠陥毎の局所水蒸気透過度を、当該欠陥の特徴量を用いて算出する局所水蒸気透過度算出ステップと、
（３）前記局所水蒸気透過度算出ステップにより算出される局所水蒸気透過度に基づいて、測定範囲のガスバリアーフィルム全体の水蒸気透過度を算出する水蒸気透過度算出ステップと、
を含むことを特徴とするガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価方法。
【請求項２】
前記局所水蒸気透過度算出ステップでは、前記欠陥の特徴量に基づきあらかじめ作成した局所水蒸気透過度の推定モデルを用いて、前記欠陥検出ステップにより検出された欠陥毎の局所水蒸気透過度を算出す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の水蒸気透過度評価方法。
【請求項３】
前記水蒸気透過度算出ステップでは、前記局所水蒸気透過度算出ステップで算出される局所水蒸気透過度の前記測定範囲の合計値から単位面積当たりの水蒸気透過度に換算し、さらに当該単位面積当たりの水蒸気透過度をカルシウム腐食法により得られた水蒸気透過度の実測値を用いて補正することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価方法。
【請求項４】
ガスバリアーフィルムの欠陥を検出する欠陥検出手段と、
前記欠陥検出手段により検出される欠陥毎の局所水蒸気透過度を、欠陥の特徴量を用いて算出する局所水蒸気透過度算出手段と、
前記局所水蒸気透過度算出手段により算出される局所水蒸気透過度に基づいて測定範囲のガスバリアーフィルム全体の水蒸気透過度を算出する水蒸気透過度算出手段と、
を備えることを特徴とするガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価システム。
【請求項５】
前記欠陥検出手段は、エリアセンサーカメラ又はラインセンサーカメラにより光学的に撮像され、得られた前記ガスバリアーフィルムの画像の画像データから欠陥を検出することを特徴とする請求項４に記載のガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価システム。
【請求項６】
前記欠陥検出手段により検出される欠陥及び前記水蒸気透過度算出手段により算出される前記単位面積当たりの水蒸気透過度から、ガスバリアーフィルムの水蒸気透過度分布を算出する水蒸気透過度分布算出手段を備えることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価システム。
【請求項７】
前記ガスバリアーフィルムを製造する工程において、当該ガスバリアーフィルムの水蒸気透過度を評価するために用いられることを特徴とする請求項４から請求項６までのいずれか一項に記載のガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価システム。
【請求項８】
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の水蒸気透過度評価方法を用いて、ガスバリアーフィルムの水蒸気透過度を評価する工程を有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９】
請求項４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の水蒸気透過度評価システムを用いて、ガスバリアーフィルムの水蒸気透過度を評価する工程を有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。
【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の水蒸気透過度評価方法に関する。また、当該水蒸気透過度評価方法を用いたガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価システム及びガスバリアーフィルムの製造方法に関する。より詳しくは、検査効率が改善された水蒸気透過度評価方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラスチック基板やフィルムの表面に、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム又は酸化ケイ素等の金属酸化物を含む薄膜（ガスバリアー層）を形成したガスバリアーフィルムは、水蒸気や酸素等の各種ガスによる変質を防止するため、各種ガスの遮断を必要とする物品を包装する用途で広く用いられている。また、上記包装用途以外にも、各種ガスによる変質を防止するため、太陽電池、液晶表示素子又は有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子ともいう。）等の電子デバイスを封止する用途にも使用されている。ガスバリアーフィルムは、ガラス基板と比べてフレキシブル性に優れており、ロール式での生産適性や、電子デバイスの軽量化及び取り扱い性の点において優位である。【０００３】
しかしながら、透明プラスチック等のフィルム基板は、ガラス基板に対しガスバリアー性が劣るという問題がある。ガスバリアー性が劣る基板を用いると、水蒸気や酸素が浸透してしまい、例えば、電子デバイス内の機能を劣化させてしまうという問題があることが分かっている。【０００４】
従来から用いられてきた水蒸気透過度の評価は、カップ法（ＪＩＳ  Ｚ  ０２０８−１９７６）やいわゆるモコン法（ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９−１９９２  Ｂ法）等である。これらの方法のうち、測定可能な範囲の広いモコン法であっても水蒸気透過度が５×１０−２〜５×１０３ｇ／ｍ２・２４ｈの範囲が対象となっている。液晶基板や有機ＥＬ基板等には、更に高感度の水蒸気透過度の評価が要求されている。【０００５】
ガスバリアーフィルムのガスバリアー性を評価する方法として、上記方法に加えて、水蒸気透過度を測定するカルシウム腐食法（以下、Ｃａ法ともいう。）が知られている。この方法は、内側にカルシウムの膜を成膜したフィルムを試験片として、恒温恒湿環境下に置き、フィルムを透過した水蒸気と反応して腐食したカルシウムの量を画像処理等で測定し、フィルムの水蒸気透過度を算出する。カルシウム腐食法は、従来のモコン法等よりも高感度に水蒸気透過度を算出することができるが、サンプル試料の一部を抜き取る破壊法である。また、カルシウム腐食法は、抜き取った一部分についての水蒸気透過度を測定するものであって、ガスバリアーフィルム全体の水蒸気透過度を保障するものではない。【０００６】
また、電気容量型の水分センサーを用いてガスバリアーフィルムの水蒸気バリアー性能を評価する方法（例えば、特許文献１参照。）や、質量分析計を用いて水蒸気透過度を評価する方法（例えば、特許文献２参照。）、サンプルホルダー内にガスを導入し、圧力を検出することでガスバリアーフィルムの欠陥を検出する方法（例えば、特許文献３参照。）が知られている。【０００７】
しかしながら、いずれの方法もカルシウム腐食法と同様に、サンプル試料を一部抜き取る破壊法であって、ガスバリアーフィルム全体の水蒸気透過度を保障するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−２４２３５４号公報
【特許文献２】国際公開第２０１０／１１７０１２号
【特許文献３】特開平１０−７３５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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、非破壊・非接触でガスバリアーフィルム全体の水蒸気透過度を短時間で算出することができる水蒸気透過度評価方法を提供することである。また、当該水蒸気透過度評価方法を用いた水蒸気透過度評価システム及びガスバリアーフィルムの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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したところ、フィルムの欠陥を検出し、欠陥の特徴量に基づいて欠陥毎の局所水蒸気透過度を算出し、局所水蒸気透過度からガスバリアーフィルム全体の水蒸気透過度を算出することで本発明の課題を解決できることを見出し本発明に至った。【００１１】
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。
１．フィルムの欠陥に関する情報に基づき水蒸気透過度を評価するガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価方法であって、
（１）ガスバリアーフィルムの欠陥を検出する欠陥検出ステップと、
（２）前記欠陥検出ステップにより検出される欠陥毎の局所水蒸気透過度を、当該欠陥の特徴量を用いて算出する局所水蒸気透過度算出ステップと、
（３）前記局所水蒸気透過度算出ステップにより算出される局所水蒸気透過度に基づいて、測定範囲のガスバリアーフィルム全体の水蒸気透過度を算出する水蒸気透過度算出ステップと、
を含むことを特徴とするガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価方法。【００１２】
２．前記局所水蒸気透過度算出ステップでは、前記欠陥の特徴量に基づきあらかじめ作成した局所水蒸気透過度の推定モデルを用いて、前記欠陥検出ステップにより検出された欠陥毎の局所水蒸気透過度を算出す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の水蒸気透過度評価方法。【００１３】
３．前記水蒸気透過度算出ステップでは、前記局所水蒸気透過度算出ステップで算出される局所水蒸気透過度の前記測定範囲の合計値から単位面積当たりの水蒸気透過度に換算し、さらに当該単位面積当たりの水蒸気透過度をカルシウム腐食法により得られた水蒸気透過度の実測値を用いて補正することを特徴とする第１項又は第２項に記載のガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価方法。【００１４】
４．ガスバリアーフィルムの欠陥を検出する欠陥検出手段と、
前記欠陥検出手段により検出される欠陥毎の局所水蒸気透過度を、欠陥の特徴量を用いて算出する局所水蒸気透過度算出手段と、
前記局所水蒸気透過度算出手段により算出される局所水蒸気透過度に基づいて測定範囲のガスバリアーフィルム全体の水蒸気透過度を算出する水蒸気透過度算出手段と、
を備えることを特徴とするガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価システム。【００１５】
５．前記欠陥検出手段は、エリアセンサーカメラ又はラインセンサーカメラにより光学的に撮像され、得られた前記ガスバリアーフィルムの画像の画像データから欠陥を検出することを特徴とする第４項に記載のガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価システム。【００１６】
６．前記欠陥検出手段により検出される欠陥及び前記水蒸気透過度算出手段により算出される前記単位面積当たりの水蒸気透過度から、ガスバリアーフィルムの水蒸気透過度分布を算出する水蒸気透過度分布算出手段を備えることを特徴とする第４項又は第５項に記載のガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価システム。【００１７】
７．前記ガスバリアーフィルムを製造する工程において、当該ガスバリアーフィルムの水蒸気透過度を評価するために用いられることを特徴とする第４項から第６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水蒸気透過度評価システム。【００１８】
８．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の水蒸気透過度評価方法を用いて、ガスバリアーフィルムの水蒸気透過度を評価する工程を有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。【００１９】
９．第４項から第７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水蒸気透過度評価システムを用いて、ガスバリアーフィルムの水蒸気透過度を評価する工程を有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。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の上記手段により、非破壊・非接触でガスバリアーフィルム全体の水蒸気透過度を短時間で算出することができる水蒸気透過度評価方法を提供することができる。また、当該水蒸気透過度評価方法を用いた水蒸気透過度評価システム及びガスバリアーフィルムの製造方法を提供することができる。【００２１】
フィルム基板を用いる有機エレクトロルミネッセンス素子等の電子デバイスにおいて、水蒸気に対する高いガスバリアー性を有するフィルム基板が必須であり、フィルム基板の欠陥等による水蒸気透過度の上昇が電子デバイスの劣化につながる。そこで、フィルムを撮像し、撮像した画像を用いてフィルムの欠陥を検出することにより欠陥毎の局所水蒸気透過度を算出し、局所水蒸気透過度からフィルム全体の水蒸気透過度を短時間で算出することで、フィルムが非破壊・非接触の状態で、信頼性の高い水蒸気透過度が得られることを見出した。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の水蒸気透過度評価システムの一例を示す概略構成図
【図２】本発明の水蒸気透過度評価システムの主要構成を示すブロック図
【図３】本発明に係るガスバリアーフィルムの一例を示す断面図
【図４】欠陥直径と水蒸気透過量に関係を示すグラフ
【図５】局所水蒸気透過度推定モデル作成処理の流れを示すフローチャート
【図６】水蒸気透過度評価システムによる水蒸気透過度評価処理の流れを示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の水蒸気透過度評価方法は、ガスバリアーフィルムの欠陥を検出する欠陥検出ステップと、検出される欠陥毎の局所水蒸気透過度を、当該欠陥の特徴量を用いて算出する局所水蒸気透過度算出ステップと、算出される局所水蒸気透過度に基づいて、測定範囲のガスバリアーフィルム全体の水蒸気透過度を算出する水蒸気透過度算出ステップと、を含むことを特徴とする。この特徴は、請求項１から請求項９に係る発明に共通する技術的特徴である。
【００２４】
本発明の実施態様としては、本発明の効果をより発現できる点で、前記局所水蒸気透過度算出ステップでは、前記欠陥の特徴量に基づきあらかじめ作成した局所水蒸気透過度の推定モデルを用いて、前記欠陥検出ステップにより検出された欠陥毎の局所水蒸気透過度を算出することが好ましい。これにより、非破壊・非接触の状態で実測値により近い局所水蒸気透過度を算出することができる。
【００２５】
また、本発明においては、前記水蒸気透過度算出ステップでは、前記局所水蒸気透過度算出ステップで算出される局所水蒸気透過度の前記測定範囲の合計値から単位面積当たりの水蒸気透過度に換算し、さらに当該単位面積当たりの水蒸気透過度をカルシウム腐食法により得られた水蒸気透過度の実測値を用いて補正することが好ましい。これにより、欠陥検出により検出することが難しい微小な欠陥による僅かな誤差を補正することができる。
【００２６】
また、本発明においては、ガスバリアーフィルムの欠陥を検出する欠陥検出手段と、前記欠陥検出手段により検出される欠陥毎の局所水蒸気透過度を、欠陥の特徴量を用いて算出する局所水蒸気透過度算出手段と、前記局所水蒸気透過度算出手段により算出される局所水蒸気透過度に基づいて測定範囲のガスバリアーフィルム全体の水蒸気透過度を算出する水蒸気透過度算出手段と、を備えることが好ましい。欠陥毎の局所水蒸気透過度に基づいて測定範囲のガスバリアーフィルム全体の水蒸気透過度を算出しているため、非破壊、非接触で広範囲に水蒸気透過度を得ることができる。
【００２７】
また、本発明においては、前記欠陥検出手段は、エリアセンサーカメラ又はラインセンサーカメラにより光学的に撮像され、得られた前記ガスバリアーフィルムの画像の画像データから欠陥を検出することが好ましい。ガスバリアーフィルムの状態に応じて最適な光学系を選択して、広範囲に撮像されたガスバリアーフィルムの画像データから欠陥を検出することができる。さらに高画素、高スキャンレートのカメラを用いれば本評価方法のインライン化も可能になる。
【００２８】
また、本発明においては、前記欠陥検出手段により検出される欠陥及び前記水蒸気透過度算出手段により算出される前記単位面積当たりの水蒸気透過度から、ガスバリアーフィルムの水蒸気透過度分布を算出する水蒸気透過度分布算出手段を備えることが好ましい。これにより、ガスバリアーフィルムの水蒸気透過度を視覚的に捉えることができる。
【００２９】
また、本発明においては、前記ガスバリアーフィルムを製造する工程において、当該ガスバリアーフィルムの水蒸気透過度を評価するために用いられることが好ましい。ガスバリアーフィルムの水蒸気透過度の評価が製造工程に組み込まれていることで、水蒸気透過度と製造条件を対応付けることが容易となる。
【００３０】
また、本発明のガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価方法は、ガスバリアーフィルムの製造方法にガスバリアーフィルムの水蒸気透過度を評価する工程として具備されることが、時間的・経済的な観点から好ましい。
【００３１】
また、本発明のガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価システムは、ガスバリアーフィルムの製造方法にガスバリアーフィルムの水蒸気透過度を評価する工程として具備されることが、時間的・経済的な観点から好ましい。
【００３２】
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。
【００３３】
＜水蒸気透過度評価方法の概要＞
本発明の水蒸気透過度評価方法は、フィルムの欠陥に関する情報に基づき水蒸気透過度を評価するガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価方法であって、（１）ガスバリアーフィルムの欠陥を検出する欠陥検出ステップと、（２）前記欠陥検出ステップにより検出される欠陥毎の局所水蒸気透過度を、当該欠陥の特徴量を用いて算出する局所水蒸気透過度算出ステップと、（３）前記局所水蒸気透過度算出ステップにより算出される局所水蒸気透過度に基づいて、測定範囲のガスバリアーフィルム全体の水蒸気透過度を算出する水蒸気透過度算出ステップと、を含む。
具体的には、太陽電池、液晶表示素子又は有機ＥＬ素子等の電子デバイスに用いられるガスバリアーフィルムについて、ガスバリアーフィルムの欠陥を検出する。次に、検出された欠陥の局所水蒸気透過度を、欠陥の特徴量、例えば、クラック等の欠陥の面積、縦横比、長径、密集度等を用いて算出する。そして、算出された局所水蒸気透過度に基づいて、測定範囲のガスバリアーフィルム全体の水蒸気透過度を算出する。
【００３４】
局所水蒸気透過度算出ステップでは、欠陥の特徴量に基づきあらかじめ作成した局所水蒸気透過度の推定モデルを用いて、欠陥検出ステップにより検出された欠陥毎の局所水蒸気透過度を算出することが好ましい。
具体的には、測定対象となるフィルムの材質等に合わせて、最適な欠陥の特徴量を用いてあらかじめ局所水蒸気透過度の推定モデルを作成しておく。そして、欠陥検出ステップにより検出された欠陥毎の局所水蒸気透過度を推定モデルに基づいて算出することができる。
測定対象となるフィルムの材質に合わせた最適な欠陥の特徴量の選択は、複数の特徴量から適宜選択した特徴量に基づいて重回帰分析法により作成した推定モデルのうち、欠陥の特徴量の寄与が高いものを選ぶことができる。測定対象となるフィルムの材質に合わせた最適な欠陥の特徴量の選択は、１種類のフィルムに対して一度行えばよい。
【００３５】
水蒸気透過度算出ステップでは、局所水蒸気透過度算出ステップで算出される局所水蒸気透過度の測定範囲の合計値から単位面積当たりの水蒸気透過度に換算し、さらに当該単位面積当たりの水蒸気透過度をカルシウム腐食法により得られた水蒸気透過度の実測値を用いて補正する。
具体的には、局所水蒸気透過度算出ステップにより算出された局所水蒸気透過度に基づいて、測定範囲のガスバリアーフィルム全体の水蒸気透過度の合計値を算出する。この合計値から単位面積当たりの水蒸気透過度に換算し、単位面積当たりの水蒸気透過度を、例えば、カルシウム腐食法により得られた水蒸気透過度の実測値を用いて補正することができる。カルシウム腐食法等の実測値に基づいて、算出された単位面積当たりの水蒸気透過度を補正する際には、補正項を用いることができる。この補正項は、推定モデルを作成した際に実測値と合致するように調整するための値である。
【００３６】
＜水蒸気透過度評価システムの構成＞
本発明のガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価方法を用いるガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価システム１００の構成の一例として、図１に示す。ガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価システム１００の機能ブロック図を図２に示す。
図１に示すとおり、本発明のガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価システム１００は、画像処理装置１、撮像調整装置２、撮像装置３及びフィルム観察台４を備えていることが好ましい。
【００３７】
［画像処理装置］
画像処理装置１は、撮像調整装置２及び撮像装置３と相互に通信可能に接続されている。以下において、画像処理装置１の各構成について説明する。
図２に示すとおり、画像処理装置１は、制御部１１、記録部１２、通信部１３、データ処理部１４（欠陥検出部１４ａ、局所水蒸気透過度算出部１４ｂ、水蒸気透過度算出部１４ｃ、水蒸気透過度分布算出部１４ｄ）及び操作表示部１５等を備え、バス１６により各部が相互に通信可能に接続されている。
【００３８】
制御部１１は、画像処理装置１の動作を統括制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）１１ａと、ＣＰＵ１１ａがプログラムを実行する際に各種データを一時的に格納するためのワークメモリーとして機能するＲＡＭ（Random Access Memory）１１ｂと、ＣＰＵ１１ａが読み出して実行するプログラムや固定データが記憶されたプログラムメモリー１１ｃなどを備えている。プログラムメモリー１１ｃは、ＲＯＭなどにより構成されている。
【００３９】
記録部１２は、撮像装置３により撮像されたガスバリアーフィルムの画像データの他、データ処理部で用いる閾値のデータや水蒸気透過度についてのデータ処理部により処理されたデータ等を記録する。具体的には、記録部１２は、通信部１３により受信された画像データ、画像データからデータ処理部１４により解析された局所水蒸気透過度やガスバリアーフィルムの単位面積当たりの水蒸気透過度等を記録する。
【００４０】
通信部１３は、ネットワークＩ／Ｆ等の通信用のインターフェイスを備え、イントラネット等のネットワークを介して、操作表示部１５から入力された撮像条件を撮像調整装置２に送信する。また、通信部１３は、撮像装置３により撮像されたガスバリアーフィルムの画像データを受信する。
【００４１】
データ処理部１４は、通信部１３により受信した、撮像装置３により撮像されたガスバリアーフィルムの画像データについて解析する。
データ処理部１４は、欠陥検出部１４ａ、局所水蒸気透過度算出部１４ｂ及び水蒸気透過度算出部１４ｃを備え、さらに、水蒸気透過度分布算出部１４ｄを備えることが好ましい。
【００４２】
欠陥検出部１４ａは、ガスバリアーフィルムの欠陥を検出する。また、欠陥検出部は、エリアセンサーカメラ又はラインセンサーカメラにより光学的に撮像され、得られたガスバリアーフィルムの画像の画像データから欠陥を検出することが好ましい。
具体的には、欠陥検出部は、エリアセンサーカメラ又はラインセンサーカメラにより光学的にガスバリアーフィルムを撮像し、得られた画像の画像データを、通信部１３を介して受信する。そして、ガスバリアーフィルムの画像データを画像処理により解析し、欠陥を検出する。画像データを画像処理する方法としては、種々の公知の方法を用いることができる。例えば、画像データをあらかじめ設定された閾値により二値化することで、クラック等の欠陥を検出することができる。閾値は、測定対象であるガスバリアーフィルムの材質及び厚さ等により適宜変更することができる。
欠陥検出部１４ａは、ガスバリアーフィルムの欠陥を検出する欠陥検出手段として機能する。
【００４３】
局所水蒸気透過度算出部１４ｂは、欠陥検出部１４ａにより検出される欠陥毎の局所水蒸気透過度を、当該欠陥の特徴量を用いて算出する。
具体的には、局所水蒸気透過度算出部１４ｂは、欠陥の特徴量として、例えば、欠陥の直径、面積、縦横比、重心、円形度等から選択することができる。局所水蒸気透過度算出部１４ｂは、ガスバリアーフィルムの材質等に合わせて、欠陥の特徴量を選択し、欠陥の特徴量を用いて欠陥毎の局所水蒸気透過度を算出することができる。
局所水蒸気透過度算出部１４ｂは、欠陥検出部１４ａにより検出される欠陥毎の局所水蒸気透過度を、当該欠陥の特徴量を用いて算出する局所水蒸気透過度算出手段として機能する。
【００４４】
水蒸気透過度算出部１４ｃは、局所水蒸気透過度算出部１４ｂにより算出される局所水蒸気透過度に基づいて測定範囲のガスバリアーフィルム全体の水蒸気透過度を算出する。
具体的には、水蒸気透過度算出部１４ｃは、局所水蒸気透過度算出部１４ｂにより算出される欠陥毎の局所水蒸気透過度を合計することで測定範囲のガスバリアーフィルム全体の水蒸気透過度を算出することができる。
また、水蒸気透過度算出部１４ｃは、欠陥を検出する分解能によって検出可能な欠陥サイズが異なるため、検出していない欠陥からの局所水蒸気透過度分を補正することが好ましい。通常、検出していない欠陥の影響で推定モデルによる値はカルシウム腐食法等の従来法による実測値よりも低い値になり、推定値と実測値は相関を持つことが経験的に分かっている。そこで、本発明の水蒸気透過度評価方法で水蒸気透過度を推定した任意のサンプル数個を用いて、カルシウム腐食法によって水蒸気透過度を実測した実測値と推定値との誤差を補正することができる。
水蒸気透過度算出部１４ｃは、局所水蒸気透過度算出部１４ｂにより算出される局所水蒸気透過度に基づいて測定範囲のガスバリアーフィルム全体の水蒸気透過度を算出する水蒸気透過度算出手段として機能する。
【００４５】
水蒸気透過度分布算出部１４ｄは、欠陥検出部１４ａにより検出される欠陥及び水蒸気透過度算出部１４ｃにより算出される単位面積当たりの水蒸気透過度から、ガスバリアーフィルムの水蒸気透過度分布を算出する。
具体的には、水蒸気透過度分布算出部１４ｄは、欠陥検出部１４ａにより検出される欠陥及び水蒸気透過度算出部１４ｃにより算出される単位面積当たりの水蒸気透過度から、ガスバリアーフィルムの欠陥の位置に対応させた水蒸気透過度の分布を算出することができる。
水蒸気透過度分布算出部１４ｄは、欠陥検出部１４ａにより検出される欠陥及び水蒸気透過度算出部１４ｃにより算出される単位面積当たりの水蒸気透過度から、ガスバリアーフィルムの水蒸気透過度分布を算出する水蒸気透過度分布算出手段として機能する。
【００４６】
操作表示部１５は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＬＣＤを覆うように設けられたタッチパネル、各種スイッチやボタン、テンキー、操作キー群等（図示略）から構成されてもよい。操作表示部１５は、ユーザーからの指示を受け付けその操作信号を制御部１１に出力する。また、操作表示部１５は、制御部１１から出力される表示信号に従って、各種操作指示や設定情報を入力するための各種設定画面や各種処理結果等を表示する操作画面をＬＣＤ上に表示する。
【００４７】
［撮像調整装置］
撮像調整装置２は、画像処理装置１から受信した撮像条件に基づいて撮像装置３を調整する。
具体的には、撮像調整装置２は、画像処理装置１から受信した撮像条件、例えば、ガスバリアーフィルムからの位置、撮像時の光量、シャッタースピード、撮像装置３の撮影間隔、移動速度等に基づいて撮像装置３を調整することができる。
【００４８】
［撮像装置］
撮像装置３は、撮像調整装置２により調整された条件でガスバリアーフィルムの表面を撮像する。
撮像装置３は、撮像カメラ３１及び照明光源３２を備えている。撮像カメラ３１は、例えば、エリアセンサーカメラ又はラインセンサーカメラで光学的にガスバリアーフィルムの表面を撮像することができる。ガスバリアーフィルムが平らで面積が大きい場合には、広範囲を一度に撮像できるエリアセンサーカメラが適している。また、ガスバリアーフィルムがロール状である場合には、ロールの影の影響を受けにくいラインセンサーカメラが適している。また、ガスバリアーフィルムの面積が狭い場合には、撮像装置を備える光学顕微鏡で撮像することもできる。撮像カメラ３１は、ガスバリアーフィルムの大きさや状態に合わせて適宜選択することができる。
具体的には、撮像装置３は、撮像調整装置２により調整された条件、例えば、撮像カメラの位置、光量、撮像カメラの移動方向等に従ってガスバリアーフィルムの表面を撮像し、画像データを得る。撮像装置３は、得られた画像データを、通信部１３を介して画像処理装置１に送信する。
【００４９】
［フィルム観察台］
フィルム観察台４は、例えば、フィルム固定台４１、二軸電動ステージ４２及び装置フレーム４３を備える態様が好ましい。
具体的には、フィルム観察台４は、フィルム固定台４１によって試料となるガスバリアーフィルムを固定し、表面を撮像カメラにより撮像できるように固定する。試料となるガスバリアーフィルムが、例えば、ロール状に巻き取られている場合であっても、短軸方向をフィルム固定台４１によって固定し、所定の速さで二軸電動ステージを動かし、ガスバリアーフィルムを長軸方向に移動させることで、フィルム観察台４よりも広い範囲を撮像カメラ３１で撮像することができる。
【００５０】
なお、フィルム観察台４は、画像処理装置１と通信可能に接続されていてもよい。画像処理装置１とフィルム観察台４を相互に通信可能に接続することで、ガスバリアーフィルムを移動させる速度を画像処理装置１により設定してもよい。
【００５１】
［外部出力装置］
画像処理装置１は、画像処理装置１と通信可能に接続される外部出力装置５を備えていてもよい。外部出力装置５は、一般的なＰＣ（Personal Computer）であってもよいし、画像形成装置等であってもよい。また、外部出力装置５は、画像処理装置１の操作表示部１５の代わりに操作表示部として機能してもよい。
【００５２】
＜ガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価方法＞
［ガスバリアーフィルムの局所水蒸気透過度の推定モデル作成処理］
次に、図５及び図６に示すフローチャートを参照しながらガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価方法について説明する。
具体的には、図５に示すガスバリアーフィルムの局所水蒸気透過度の推定モデルの作成処理と、図６に示すガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価処理について説明する。
ガスバリアーフィルムの局所水蒸気透過度の推定モデル作成処理は、測定対象の試料と同等の試料を用いてカルシウム腐食法等の方法により試料の一部の範囲について水蒸気透過度を測定し、測定した水蒸気透過度に基づいてガスバリアーフィルムの局所水蒸気透過度算出に用いる局所水蒸気透過度の推定モデルを作成する処理である。
【００５３】
制御部１１は、記録部１２に記録された撮像条件、画像処理の閾値及び検出パラメーター等のガスバリアーフィルムの表面の撮像及び画像処理についての設定を行う（ステップＳ１）。
具体的には、制御部１１は、撮像条件を撮像装置３に通信部１３を介して送信し、画像処理の閾値及び検出パラメーターを欠陥検出部１４ａに送信する。なお、撮像条件等の設定は、あらかじめ記録部１２に記録されている条件を用いてもよいし、測定対象となる試料の状態、所望の水蒸気透過度の精度に合わせてユーザーが操作表示部１５により入力又は変更することができる。
【００５４】
次に、撮像装置３は、ガスバリアーフィルムの表面を撮像し、表面の画像データを取得する（ステップＳ２）。
具体的には、撮像装置３は、画像処理装置１から入力された撮像条件等でガスバリアーフィルムの表面を撮像し、得られた画像を画像データとして通信部１３を介して欠陥検出部１４ａに送信する。
【００５５】
次に、画像処理装置１のデータ処理部１４は、通信部１３より受信した画像データをステップＳ１にて設定された画像処理の閾値に基づいて二値化処理等の画像処理を行う（ステップＳ３）。
具体的には、データ処理部１４は、一般的な二値化処理を画像データに行えばよく、所定の閾値に基づいて画像の輝度値が閾値以上のものを白、閾値未満のものを黒とする画像処理を行うことができる。設定する閾値の値は、測定対象となるガスバリアーフィルムの材質や厚さ等に応じて適宜設定することができる。
なお、二値化処理を行う前に、例えば、公知の平滑化フィルターやメディアンフィルター等によりノイズ除去をあらかじめ行ってもよい。
【００５６】
次に、欠陥検出部１４ａは、ガスバリアーフィルムの欠陥を検出する（ステップＳ４）。
具体的には、ステップＳ３にて所定の閾値に基づいて二値化されたガスバリアーフィルムの表面の画像データのうち、例えば、黒に画像処理された部分を欠陥として検出する。
【００５７】
次に、データ処理部１４は、ステップＳ４にて検出された欠陥から欠陥特徴量を取得する（ステップＳ５）。
具体的には、二値化された画像データから検出された欠陥の欠陥特徴量、例えば、欠陥の最大フェレー直径、面積、面積比、縦横比、重心、円形度、外接長方形長さ、外接長方形幅、外周、等価楕円長軸、等価楕円短軸、等価長方形長辺、等価長方形短辺、等価長方形対角線、最大水平幅、ピーク濃度、平均濃度、密集度、Ｈｕモーメント等を算出することができる。算出する欠陥特徴量については、あらかじめ設定されたものを一つ又は複数算出することができる。
【００５８】
次に、カルシウム腐食法等の方法を用いてガスバリアーフィルムの水蒸気透過度を測定する（ステップＳ６）。
具体的には、制御部は、カルシウム腐食法によるガスバリアーフィルムの水蒸気透過度の実測値を記録部に記憶させる。
なお、あらかじめ測定対象となる試料と同等のガスバリアーフィルムの局所水蒸気透過度を測定する方法としては、カルシウム腐食法に限定するものではなく、１．０×１０−４ｇ／ｍ２・２４ｈ未満の水蒸気透過度について測定できる方法であればよい。以下の説明においては、一例としてカルシウム腐食法により得られた局所水蒸気透過度の実測値を用いて説明する。
【００５９】
次に、局所水蒸気透過度算出部１４ｂは、欠陥特徴量から重回帰分析法により水蒸気透過度推定モデルを作成する（ステップＳ７）。
具体的には、局所水蒸気透過度算出部１４ｂは、ステップＳ５にて取得された欠陥特徴量のうち寄与率が高くなる適切な変数を説明変数として、欠陥毎の局所水蒸気透過度を目的変数とする重回帰分析を行い、欠陥毎の局所水蒸気透過度推定モデルを作成する。
欠陥特徴量は、一つの欠陥特徴量を用いてもよいし、複数の欠陥特徴量を用いて欠陥毎の局所水蒸気透過度推定モデルを作成してもよい。
一例として、検出された欠陥の直径と水蒸気透過度の関係を表すグラフを図４に示す。欠陥の直径を欠陥特徴量として重回帰分析を行って作成した局所水蒸気透過度推定モデルを示す。
（Ａ）  ０μｍ＜欠陥直径≦５μｍ        ３．０×１０−１１ｇ／ｐｏｉｎｔ・２４ｈ
（Ｂ）  ５μｍ＜欠陥直径≦４０μｍ      ３．０×１０−９×欠陥直径−１×１０−８ｇ／ｐｏｉｎｔ・２４ｈ
（Ｃ）  ４０μｍ＜欠陥直径              ９．０×１０−８ｇ／ｐｏｉｎｔ・２４ｈ
ここで、欠陥直径とは、画像処理によって二値化された欠陥の画像の最大フェレー径（欠陥画像に外接する長方形の縦又は横の辺の長さで最大のもの）である。
【００６０】
欠陥毎の欠陥直径に合わせて局所水蒸気透過度推定モデルを用いることで、当該欠陥毎の局所水蒸気透過度を算出することができる。例えば、ガスバリアーフィルムの測定範囲に欠陥直径が３μｍの欠陥が１０個確認された場合、局所水蒸気透過度推定モデルを用いて３．０×１０−１１×１０とすることで、欠陥直径が０μｍより大きく５μｍ以下の範囲内である欠陥の局所水蒸気透過度の合計値を算出する。欠陥直径が４０μｍより大きい場合も同様にして局所水蒸気透過度の合計値を算出することができる。欠陥直径が５μｍより大きく、４０μｍ以下の場合は、当該範囲の欠陥の欠陥直径の平均値を用いて算出することができる。また、検出された欠陥毎の欠陥直径を推定モデルに代入して、得られた値を合計することで当該範囲の局所水蒸気透過度を算出してもよい。
なお、層構成等によって適した欠陥特徴量の数、種類は異なり欠陥直径に限定するものではない。
【００６１】
［ガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価処理］
次に、図６に示すフローチャートを参照しながらガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価処理について説明する。
ガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価処理は、局所水蒸気透過度推定モデル作成処理により作成された水蒸気透過度の推定モデルを用いて、測定試料のガスバリアーフィルム全体の水蒸気透過度を算出することで水蒸気透過度を評価する処理である。
【００６２】
ステップＳ１１〜Ｓ１５の処理については、図５に示すステップＳ１〜Ｓ５と同様の処理を測定対象となる試料に行う。
【００６３】
局所水蒸気透過度算出部１４ｂは、ステップＳ１４にて検出された欠陥毎の局所水蒸気透過度を、当該欠陥の特徴量を用いて局所水蒸気透過度を算出する（ステップＳ１６）。
具体的には、局所水蒸気透過度算出部１４ｂは、局所水蒸気透過度推定モデル作成処理で作成した局所水蒸気透過度の推定モデルを用いて、局所水蒸気透過度を算出する。例えば、欠陥特徴量として欠陥直径を用いた場合、上記推定モデル（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかの欠陥直径の範囲に対応する水蒸気透過度推定モデルを用いて、欠陥毎の局所水蒸気透過度を算出することができる。
【００６４】
次に、水蒸気透過度算出部１４ｃは、ステップＳ１６により算出される局所水蒸気透過度に基づいて測定範囲のガスバリアーフィルム全体の水蒸気透過度を算出する（ステップＳ１７）。
具体的には、水蒸気透過度算出部１４ｃは、測定範囲の検出された欠陥毎の局所水蒸気透過度に基づいて、測定範囲のガスバリアーフィルム全体の水蒸気透過度を合計値として算出する。
例えば、欠陥特徴量として欠陥直径を用いる場合、欠陥直径に応じた欠陥数を算出し、局所水蒸気透過度推定モデルにより局所水蒸気透過度の合計値を算出する。
（Ａ）  ０μｍ＜欠陥直径≦５μｍ        欠陥数  Ｘ
（Ｂ）  ５μｍ＜欠陥直径≦４０μｍ      欠陥数  Ｙ
（Ｃ）  ４０μｍ＜欠陥直径              欠陥数  Ｚ
欠陥直径の範囲に応じた欠陥の合計数について、（Ａ）の欠陥直径の範囲内では欠陥数がＸ、（Ｂ）の欠陥直径の範囲内では欠陥数がＹ、（Ｃ）の欠陥直径の範囲内では欠陥数がＺであるとする。
ガスバリアーフィルムを透過する水蒸気量が、欠陥部分を透過する水蒸気量が支配的とすると、欠陥毎の局所水蒸気透過度と欠陥数の積の合計によってガスバリアーフィルムの水蒸気透過度を算出することができる。
従って、推定モデル及び上記欠陥数を用いて以下の式（Ｄ）により求めることができる。
式（Ｄ）：
測定範囲内の水蒸気透過度（補正前）［ｇ／２４ｈ］＝３．０×１０−１１×Ｘ＋（３．０×１０−９×欠陥直径の平均値−１×１０−８）×Ｙ＋９．０×１０−８×Ｚ
【００６５】
次に、データ処理部１４は、測定対象となるガスバリアーフィルムと同等の試料についてカルシウム腐食法による水蒸気透過度の実測値を用いて算出した水蒸気透過度を補正する（ステップＳ１８）。
具体的には、データ処理部１４は、カルシウム腐食法による水蒸気透過度の実測値と局所水蒸気透過度推定モデルにより算出した局所水蒸気透過度を比較することで補正値を求める。また、測定対象となるガスバリアーフィルムと同等の試料を複数用意し、水蒸気透過度評価処理により測定範囲の水蒸気透過度を算出した試料についてカルシウム腐食法を実施し、推定モデルとの誤差を平均化することで補正項をあらかじめ求めておいてもよい。
補正項を用いて式（Ｄ）を以下のように補正する。
式（Ｅ）：
測定範囲内の水蒸気透過度（補正後）［ｇ／２４ｈ］＝ｋ×｛３．０×１０−１１×Ｘ＋（３．０×１０−９×欠陥直径の平均値−１×１０−８）×Ｙ＋９．０×１０−８×Ｚ｝
【００６６】
次に、データ処理部１４は、ステップＳ１８にて補正された水蒸気透過度を用いて単位面積当たりの水蒸気透過度を算出する（ステップＳ１９）。
具体的には、データ処理部１４は、カルシウム腐食法による実測値から補正された水蒸気透過度を測定範囲で割ることで単位面積当たりの水蒸気透過度を算出することができる。
例えば、上記式（Ｅ）を単位面積換算すると、
式（Ｆ）：
水蒸気透過度［ｇ／ｍ２・２４ｈ］＝ｋ×｛３．０×１０−１１×Ｘ＋（３．０×１０−９×欠陥直径の平均値−１×１０−８）×Ｙ＋９．０×１０−８×Ｚ｝／測定範囲［ｍ２］
【００６７】
また、画像処理装置は、欠陥検出部により検出される欠陥及び水蒸気透過度算出部により算出される単位面積当たりの水蒸気透過度から、ガスバリアーフィルムの水蒸気透過度分布を算出する水蒸気透過度分布算出部１４ｄを備えることが好ましい。
具体的には、欠陥検出部により検出されたガスバリアーフィルムの欠陥の、例えば、位置、大きさ、範囲等に対応させて、水蒸気透過度算出部により算出された単位面積当たりの水蒸気透過度からガスバリアーフィルムの水蒸気透過度分布を撮像装置により得られた画像データに反映させることができる。なお、測定範囲全体の水蒸気透過度分布を求めたい場合には、測定範囲のガスバリアーフィルム全体の水蒸気透過度を用いて水蒸気透過度分布を算出してもよい。
【００６８】
また、ガスバリアーフィルムの製造方法としては、ガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価方法又は水蒸気透過度評価システムを用いて、ガスバリアーフィルムの水蒸気透過度を評価する工程を有することが好ましい。
当該ガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価方法及び水蒸気透過度評価システムは、非破壊・非接触でガスバリアーフィルム全体の水蒸気透過度を測定することから、ガスバリアーフィルムの製造工程に組み込み水蒸気透過度を評価することができる。
【００６９】
＜ガスバリアーフィルムの構成＞
測定対象となるガスバリアーフィルムの一例を図３に示す。図３に示すように、ガスバリアーフィルムＦは、基板Ｆ１、ブリードアウト防止層Ｆ２、平滑層Ｆ３、ガスバリアー層Ｆ４から構成されている。
ガスバリアーフィルムＦは、図３に示すように、基板Ｆ１の一方の面に平滑層Ｆ３を備え、その平滑層Ｆ３上にガスバリアー層Ｆ４が積層されている。また、基板Ｆ１の他方の面側にはブリードアウト防止層Ｆ２を備えている。図３に示すガスバリアーフィルムは一例であって、測定対象となるガスバリアーフィルムを限定するものではない。
【００７０】
以下、本発明に係るガスバリアーフィルムの主要構成について、詳細に説明する。
【００７１】
〔基板〕
ガスバリアーフィルムＦを構成する基板Ｆ１としては、可撓性を有する折り曲げ可能な樹脂フィルムが挙げられるが、ガラス基板等であってもよい。この基板Ｆ１は、ガスバリアー性を有するガスバリアー層Ｆ４や本発明に係る平滑層Ｆ３及びその他の各種機能層を保持することができる材料であれば、特に限定されるものではない。
【００７２】
基板Ｆ１に適用可能な樹脂材料としては、例えば、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、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（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ナイロン（Ｎｙ）、芳香族ポリアミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミド等の樹脂材料から構成される樹脂フィルム、有機無機ハイブリッド構造を有するシルセスキオキサンを基本骨格とした耐熱透明フィルム（製品名：シルプラス、新日鐵化学株式会社製）、さらには上記したフィルム材料を２層以上積層して構成される樹脂フィルム等を用いることができる。
【００７３】
これら樹脂フィルムのうち、経済性や入手の容易性の観点からは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、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（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等のフィルムが好ましく用いられる。
【００７４】
また、デバイスを封止する封止工程で高温処理が必要な場合には、耐熱性と透明性を両立した透明ポリイミドフィルム、例えば、東洋紡株式会社製の透明ポリイミド系フィルム（例えば、タイプＨＭ）や、三菱瓦斯化学株式会社製の透明ポリイミド系フィルム（例えば、ネオプリムＬ  Ｌ−３４３０）などを好ましく用いることができる。
【００７５】
本発明に適用する基板Ｆ１の厚さとしては、５〜５００μｍの範囲が好ましいが、撮像装置による撮像条件及び撮像されたガスバリアーフィルムの表面の画像処理における設定条件を調節することができるため、特に限定されない。
【００７６】
上記の樹脂材料を用いた基板Ｆ１は、未延伸フィルムでもよく、延伸フィルムでもよい。
【００７７】
〔平滑層〕
平滑層Ｆ３は、微小な突起等が存在する基板Ｆ１の粗面を平坦化し、基板Ｆ１表面の突起等によって基板Ｆ１上に成膜するガスバリアー層Ｆ４などに凹凸やピンホールが生じないようにするため、及び前記のようなガスバリアー層から拡散してくるアミン触媒やアンモニア、あるいは基板Ｆ１からガスバリアー層Ｆ４に拡散してくる水分等をトラップする機能を有し、各層間の密着性を向上させる役割を付与した層である。
【００７８】
このような平滑層Ｆ３は、例えば、ポリマー骨格中に少なくとも一つのウレタン結合を有する化合物であれば良く、１分子中に少なくとも二つのヒドロキシ基を有する公知のポリオール化合物と、１分子中にイソシアネート基を二つ以上有する公知の多官能イソシアネートを用いて、ウレタン架橋した硬化樹脂であることが好ましい。このような範囲には、イソシアネートで架橋硬化したフェノキシ樹脂及びその共重合体や、ポリビニルアセタール樹脂も含まれる。
【００７９】
〔ガスバリアー層〕
ガスバリアー層Ｆ４は、上記方法で形成した平滑層Ｆ３上に、ポリシラザンを含有するガスバリアー層形成用塗布液を塗布、乾燥して塗膜を形成した後、形成した塗膜に真空紫外光を照射して改質処理を施すことにより形成することが好ましい。
【００８０】
（ガスバリアー層としての塗膜改質層）
基板及び平滑層上にガスバリアー層を形成する薄膜である塗膜改質層を塗設する方法としては、例えば、ポリシラザンを含むガスバリアー層形成用塗布液を、平滑層上に塗布及び乾燥して形成した塗膜（ポリシラザン含有層）に、真空紫外光を照射する紫外線照射処理を施して、ガスバリアー性を有するポリシラザン改質層であるガスバリアー層に転化する方法である。
【００８１】
例えば、ガスバリアー層は、平滑層上にポリシラザンを含むガスバリアー層形成用塗布液を塗布及び乾燥して形成したポリシラザン含有層に真空紫外光を照射する改質処理を施して、ポリシラザン含有層をガスバリアー層に改質することで形成できる。また、塗布及び乾燥によって形成したポリシラザン含有層（ガスバリアー層）上には、保護層を積層し、その保護層の塗膜面側から真空紫外光を照射するなどの改質処理を施すことによって、ポリシラザン含有層をガスバリアー層に改質して形成することもできる。
【００８２】
（ポリシラザンを含むガスバリアー層形成用塗布液の塗布）
ガスバリアー層は、ポリシラザンを含むガスバリアー層形成用塗布液を塗布し、塗膜を成膜する湿式塗布方法によって形成することが好ましい。
【００８３】
ここで、「ポリシラザン」とは、ケイ素−窒素結合を持つポリマーで、Ｓｉ−Ｎ、Ｓｉ−Ｈ、Ｎ−Ｈ等の結合を有するＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４及び両方の中間固溶体ＳｉＯｘＮｙ等から構成されるセラミック前駆体無機ポリマーである。
【００８４】
そのポリシラザンを含むガスバリアー層形成用塗布液を塗布する湿式塗布方法としては、従来公知の方法から適宜選択して用いることができる。具体例な塗布方法としては、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、バーコート法及びグラビア印刷法等が挙げられる。
【００８５】
平滑層上に形成するポリシラザン含有層の膜厚としては、目的に応じて適宜設定されるが、乾燥後の厚さとしては、１ｎｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは１０ｎｍ〜１０μｍの範囲内であり、最も好ましくは１０ｎｍ〜１μｍの範囲内である。
【００８６】
また、適用するポリシラザンとしては、使用する基板の性状を損なわないように塗布するため、比較的低温条件でセラミック化してシリカに変性する化合物が好ましく、例えば、特開平８−１１２８７９号公報に記載の化合物が好ましい。
【００８７】
（ポリシラザンの改質処理：真空紫外光照射処理）
ポリシラザンの改質処理とは、ポリシラザン化合物の一部又は大部分を、酸化ケイ素又は酸化窒化ケイ素へ転化する処理をいう。
【００８８】
この改質処理は、ガスバリアーフィルムを作製するに際し、プラスチック基板への適応という観点から、より低温で、転化反応が可能な紫外光を適用した転化反応が好適に用いられる。
【００８９】
水分が取り除かれたポリシラザン塗膜（ポリシラザン含有層）は、紫外光の照射処理により改質される。紫外線（紫外光と同義）によって生成されるオゾンや活性酸素原子は高い酸化能力を有しており、低温で高い緻密性と絶縁性を有する酸化ケイ素膜又は酸化窒化ケイ素膜を形成することが可能である。
【００９０】
この紫外光照射により、セラミックス化に寄与するＯ２とＨ２Ｏ、紫外線吸収剤、ポリシラザン自身等が励起し、活性化される。そして、励起したポリシラザンのセラミックス化が促進され、得られるセラミックス膜が緻密になる。紫外光照射は、塗膜形成後であればいずれの時点で実施しても有効である。
【００９１】
〔保護層〕
本発明に係るガスバリアーフィルムにおいては、必要に応じて、保護層を設けてもよい。該保護層は、平滑層上に形成したガスバリアー層を保護する目的で、ガスバリアー層上に積層されている。
【００９２】
この保護層は、ガスバリアー層上に保護層形成用塗布液を塗布した後、乾燥することによって形成することができる。また、保護層形成用塗布液を塗布、乾燥した後、形成した塗膜に所定の改質処理（例えば、ガスバリアー層の形成に用いるのと同様の真空紫外光を照射する紫外線照射処理や、熱線を照射する加熱処理）を施して、保護層を形成する方法を適用してもよい。
【００９３】
保護層の形成に用いられる化合物としては、有機又は無機の化合物で、紫外〜可視光の領域において透明な被膜であることが好ましく、有機の樹脂として、例えば、ポリエステル樹脂、イソシアネート樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エチレンビニルアルコール樹脂、ビニル変性樹脂、エポキシ樹脂、変性スチレン樹脂、変性シリコン樹脂及びアセタール樹脂等を、１種又は２種以上併せて使用することができる。これらの樹脂には、従来公知の添加剤を加えることもできる。そして、上記の化合物材料（樹脂）及び各種添加剤を、適宜選択した溶剤や希釈剤等で溶解して保護層形成用塗布液を調製した後、ロールコート、グラビアコート、ナイフコート、ディップコート及びスプレーコート等の公知の湿式塗布方法により、ガスバリアー層上にコーティングし、次いで溶剤や希釈剤等を乾燥除去することにより、保護層を形成することができる。その塗布量としては、０．０１〜１ｇ／ｍ２（乾燥状態）の範囲内が好ましい。
【００９４】
（保護層の積層方法）
保護層は、平滑層上に設けられたガスバリアー層（ポリシラザン含有層）上に積層される。
【００９５】
保護層の形成方法としては、水分と反応性のある無機化合物を用いる場合には、水分含有率の低い溶媒にその化合物を溶解、分散して調製した保護層形成用塗布液を低湿度環境下で塗布し乾燥することによって形成することが好ましい。ここで低湿度環境における湿度は、温度により変化するので、温度と湿度の関係は露点温度の規定により好ましい形態が示される。好ましい露点温度は４℃以下（温度２５℃／湿度２５％）で、より好ましい露点温度は−８℃（温度２５℃／湿度１０％）以下、さらに好ましい露点温度は−３１℃（温度２５℃／湿度１％）以下である。
【００９６】
また、保護層の厚さは、通常１〜１０００ｎｍの範囲であり、好ましくは、１０〜５００ｎｍの範囲である。本発明において、保護層の厚さが、上記で規定する範囲内にあれば、形成する保護層塗膜の均一性を確保しやすくなり、また、ガスバリアー層を、擦り傷や折り曲げ時のストレスから保護することができる。
【００９７】
〔ブリードアウト防止層〕
また、ガスバリアーフィルムにおいては、図３に示すように、基板Ｆ１の平滑層等を形成するのとは反対側の面に、ブリードアウト防止層Ｆ２を形成してもよい。
【００９８】
ブリードアウト防止層Ｆ２は、平滑層Ｆ３を有する基板（フィルム）を加熱した際に、基板Ｆ１中からその表面に未反応のオリゴマー等が移行して、フィルム表面を汚染する現象を抑制する目的で、平滑層Ｆ３を有する基板Ｆ１の反対面に設けられる。ブリードアウト防止層Ｆ２は、この機能を有していれば、基本的に平滑層Ｆ３と同じ構成をとっても構わない。
【００９９】
ブリードアウト防止層Ｆ２に含ませることが可能な重合性不飽和基を有する不飽和有機化合物（以下、ハードコート剤ともいう。）としては、分子中に２個以上の重合性不飽和基を有する多価不飽和有機化合物、あるいは分子中に１個の重合性不飽和基を有する単価不飽和有機化合物等を挙げることができる。
【実施例】
【０１００】
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」あるいは「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」あるいは「質量％」を表す。
なお、以下に作製方法の詳細を説明するガスバリアーフィルムは、局所水蒸気透過度推定モデルを作成するためにカルシウム腐食法による水蒸気透過度を測定するものと、本発明のガスバリアーフィルム水蒸気透過度評価方法により水蒸気透過度を測定するものと複数作製している。【０１０１】
（基板の作製）
両面に易接着加工された１００μｍの厚さのポリエステルフィルム（東洋紡績株式会社製、コスモシャインＡ４３００）を基板Ｆ１として用い、シート状の基板Ｆ１を温度２５℃、相対湿度５５％の環境下で９６時間保管して調湿した後、下記のように、片面にブリードアウト防止層Ｆ２、反対面に平滑層Ｆ３を作製して用いた。【０１０２】
（ブリードアウト防止層の形成）
上記基板の片面に、ＪＳＲ株式会社製  ＵＶ硬化型有機／無機ハイブリッドハードコート材ＯＰＳＴＡＲ  Ｚ７５３５を、乾燥後の層厚が４μｍになるようにミカサ製スピンコーター  ＭＳ−Ａ１００を用いてスピンコートにより、塗布した後、空気下で高圧水銀ランプを使用して、１．０Ｊ／ｃｍ２の硬化条件、８０℃、３分間の乾燥条件で硬化及び乾燥を行い、ブリードアウト防止層を形成した。【０１０３】
（平滑層の形成）
基板の上記ブリードアウト防止層を形成した面の反対側の面に、二液型ポリウレタン樹脂塗料、ワシンコート  ＭＰ−６１０３Ａ（固形分濃度４０質量％の酢酸ノルマルブチル溶液）；トリレンジイソシアネート系変性イソシアネート樹脂（イソシアネート基を有する素材）、とワシンコート  ＭＰ−６１０３Ｂ（固形分濃度３０質量％のトルエン・メチルエチルケトン混合溶液）；変性ポリエステル樹脂（ポリオール）を、ポリオール中のヒドロキシ基とイソシアネート基の質量比率が１：４のようになるように混合し、塗布液としての固形分濃度が１０質量％になるように、メチルエチルケトン／メチルイソブチルケトンの１／１の混合溶媒で希釈した塗布液を調製した。これらの塗布液を用いて、乾燥後の層厚が２μｍになるようにミカサ製スピンコーター  ＭＳ−Ａ１００を用いてスピンコートにより、塗布した後、８０℃、３分間の乾燥条件で乾燥し、その後、４０℃の環境下で４８時間静置した。【０１０４】
（ガスバリアー層の形成）
次いで、パーヒドロポリシラザン（アクアミカ  ＮＮ１２０−１０、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ（株）製）の１０質量％ジブチルエーテル溶液と、アミン触媒のＮ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチル−１，６−ジアミノヘキサンの１０質量％ジブチルエーテル溶液を、９９対１の割合で混合した液体（第１の塗布液）を、ミカサ製スピンコーター  ＭＳ−Ａ１００を用いてスピンコートにより、乾燥後の（平均）膜厚が、２５０ｎｍとなるように平滑層Ｆ３上に塗布し、温度５０℃、露点−５℃の乾燥空気で１分間乾燥して塗布試料を得た。得られた塗布試料を、温度９５℃、露点−５℃の乾燥空気で２分間処理し、基板Ｆ１上面の平滑層Ｆ３上にポリシラザン含有層を形成した試料を得た。【０１０５】
各試料の表面に下記装置、条件で真空紫外光照射（エキシマ改質処理）を行い、ポリシラザン含有層を改質してガスバリアー層を形成した。
（エキシマ改質処理）
ポリシラザン塗膜を乾燥し、ポリシラザン含有層を形成した後の上記試料に対し、下記の装置、条件でエキシマ改質処理を施してポリシラザン含有層を改質してガスバリアー層Ｆ４を形成した。
〈エキシマ照射装置〉
（株）エム・ディ・コム製エキシマ照射装置ＭＯＤＥＬ：ＭＥＣＬ−Ｍ−１−２００
波長：１７２ｎｍ
ランプ封入ガス：Ｘｅ
〈改質処理条件〉
平均エキシマ光強度    ：１３０ｍＷ／ｃｍ２（１７２ｎｍ）
試料と光源の距離      ：２ｍｍ
ステージ加熱温度      ：９５℃
照射装置内の酸素濃度  ：０．１％以下を維持
エキシマ光照射時のステージ搬送速度：１０ｍｍ／秒
エキシマ光照射時のステージ搬送回数：試料表面へのエキシマ光露光量の積算量が５０００ｍＪ／ｃｍ２となるように調整。【０１０６】
（欠陥検出及び欠陥特徴量の抽出）
分解能１μｍで１ｍｍ２の画像を自動ステージで動かしながらエリアセンサーカメラで取得し、２μｍ以上の欠陥画像を取得、さらに欠陥毎の特徴量を抽出する。
使用装置：ＮＥＸＩＶシリーズＶＭＲ−Ｈ３０３０（ニコン製）
使用ソフト：ＬａｂＶｉｅｗ、ＮＩＶｉｓｉｏｎ（ナショナルインスツルメンツ製）
使用特徴量：欠陥直径【０１０７】
（カルシウム腐食法によるガスバリアー性の評価）
上記のガスバリアー層を形成した基板（ガスバリアーフィルム）をカルシウム腐食法による実測値を得るために更に作製し、以下の測定方法に従って、ガスバリアーフィルムの水蒸気透過度の実測値をカルシウム腐食法により評価した。
〈評価装置〉
蒸着装置：日本電子製真空蒸着装置ＪＥＥ−４００
恒温恒湿度オーブン：Ｙａｍａｔｏ  Ｈｕｍｉｄｉｃ  ＣｈａｍｂｅｒＩＧ４７Ｍ
水分と反応して腐食する金属：カルシウム（粒状）
水蒸気不透過性の金属：アルミニウム（φ３〜５ｍｍ、粒状）
〈ガスバリアー性評価用セルの作製〉
真空蒸着装置（日本電子製真空蒸着装置  ＪＥＥ−４００）を用い、ガスバリアーフィルム試料の保護層の表面に金属カルシウムを蒸着させた。次いで、乾燥窒素ガス雰囲気下で、厚さ０．２ｍｍの石英ガラスに封止用紫外線硬化樹脂（ナガセケムテックス製）を介して金属カルシウム蒸着面を対面させて接着し、紫外線を照射することで、評価用セルを作製した。【０１０８】
特開２００５−２８３５６１号公報に記載の試験片を恒温恒湿環境下で撮像し、得られた画像を画像処理することで腐食したカルシウムを算出し、水蒸気透過度を測定する方法に基づき、得られた試料（評価用セル）を６０℃、９０％ＲＨの条件下で保存し、金属カルシウムの腐食量からセル内に透過した水分量を評価した。【０１０９】
（欠陥特徴量からの局所水蒸気透過度推定モデル作成）
説明変数として欠陥直径を用いて重回帰分析を行った結果、局所水蒸気透過度推定モデルは以下のように得られた。
０μｍ＜欠陥直径≦５μｍ      ３．０×１０−１１ｇ／ｐｏｉｎｔ・２４ｈ
５μｍ＜欠陥直径≦４０μｍ    ３．０×１０−９×欠陥直径−１．０×１０−８ｇ／ｐｏｉｎｔ・２４ｈ
４０μｍ＜欠陥直径            ９．０×１０−８ｇ／ｐｏｉｎｔ・２４ｈ【０１１０】
（局所水蒸気透過度推定モデルから欠陥毎の局所水蒸気透過度算出）
検出された欠陥毎の欠陥直径に応じた欠陥数を表１に示す。【０１１１】
【表１】
2014163039.tif 000003
【０１１２】
局所水蒸気透過度推定モデルを用いて、検出された欠陥毎の局所水蒸気透過度を算出する。
具体的には、局所水蒸気透過度モデルを用いて表１に示す欠陥数の水蒸気透過度（局所水蒸気透過度の合計値）を算出すると、以下のようになる。
測定範囲内の水蒸気透過度（補正前）［ｇ／２４ｈ］＝３．０×１０−１１×Ｘ＋（３．０×１０−９×欠陥直径の平均値−１．０×１０−８）×Ｙ＋９．０×１０−８×Ｚ
なお、欠陥直径の平均値としては、５μｍより大きく、４０μｍ以下の範囲内の欠陥の欠陥直径の平均値を用いている。【０１１３】
（局所水蒸気透過度合計値の補正）
本実施例の方法でガスバリアーフィルムを作製し、１０ｃｍ２で５ヵ所抜き取りを行い、推定モデルを用いて水蒸気透過度を算出した後、同じガスバリアーフィルムについてカルシウム腐食法による実測値を求めたところ、それらの最小二乗法による回帰曲線は傾きがほぼ等しく、定数項は実測値が推定値の１．１倍となった。これにより、実施例で作製したガスバリアーフィルムの局所水蒸気透過度の合計値は以下のように補正することができる。
測定範囲内の水蒸気透過度（補正後）［ｇ／２４ｈ］＝１．１×｛３．０×１０−１１×Ｘ＋（３．０×１０−９×欠陥直径の平均値−１．０×１０−８）×Ｙ＋９．０×１０−８×Ｚ｝【０１１４】
（水蒸気透過度の算出）
上記補正した局所水蒸気透過度の合計値を単位面積換算すると、以下に示す水蒸気透過度を得る。
水蒸気透過度［ｇ／ｍ２・２４ｈ］＝１．１×｛３．０×１０−１１×Ｘ＋（３．０×１０−９×欠陥直径の平均値−１．０×１０−８）×Ｙ＋９．０×１０−８×Ｚ｝／測定範囲［ｍ２］【０１１５】
（カルシウム腐食法による抜き取り評価からの水蒸気透過度平均値と比較）
本発明に係るガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価方法による水蒸気透過度は、測定時間１２時間、測定範囲１５０ｍｍ２で、８．７９×１０−５［ｇ／ｍ２・２４ｈ］であった。一方、カルシウム腐食法による水蒸気透過度は、測定時間３２０時間、測定範囲１５ｍｍ２、測定温度６０℃、相対湿度９０％ＲＨで、９．００×１０−５［ｇ／ｍ２・２４ｈ］であった。【０１１６】
得られた水蒸気透過度の値は、カルシウム腐食法で得られた実測値と近い値が得られている。
以上より、本発明に係るガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価方法を用いて、非接触、非破壊で短時間、広範囲で信頼性の高い水蒸気透過度を測定することができることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
本発明のガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価システムにより、非破壊・非接触でガスバリアーフィルム全体の水蒸気透過度を短時間で算出することができ、当該水蒸気透過度評価システムは、水蒸気等のガスにより劣化してしまう有機ＥＬ素子等の電子デバイスに用いられるガスバリアーフィルムの品質を検査する分野において利用可能性がある。
【符号の説明】
【０１１８】
１００  ガスバリアーフィルムの水蒸気透過度評価システム
１  画像処理装置
２  撮像調整装置
３  撮像装置
３１  撮像カメラ
３２  照明光源
４  フィルム観察台
４１  フィルム固定台
４２  二軸電動ステージ
４３  装置フレーム
Ｆ  ガスバリアーフィルム
Ｆ１  基板
Ｆ２  ブリードアウト防止層
Ｆ３  平滑層
Ｆ４  ガスバリアー層
【図１】
2014163039.tif 000004
【図２】
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【図３】
2014163039.tif 000006
【図４】
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【図５】
2014163039.tif 000008
【図６】
2014163039.tif 000009
【国際調査報告】
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2014163039.tif 000011
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