气体阻隔性膜、使用它的气体阻隔性膜材和使用它们的电子设备、以及气体阻隔性膜的制造方法技术

技术编号:20595421 阅读:20 留言:0更新日期:2019-03-16 11:08
本发明专利技术提供能够使气体阻隔性膜兼得优异的弯曲性和高温高湿环境下的高水蒸气阻隔性的手段。本发明专利技术涉及一种气体阻隔性膜,在厚度方向进行XPS组成分析时得到的原子组成分布曲线中,由M1M2xNy表示组成时,具有满足下述式(1)和下述式(2)的区域(a)。M1M2xNy,0.2≤x≤3.0(1),0.6≤y≤1.4(2),x:过渡金属M2与非过渡金属M1原子的存在原子比,y:氮原子与非过渡金属M1原子的存在原子比。

Gas barrier membranes, gas barrier membranes using them and electronic devices using them, and manufacturing methods of gas barrier membranes

The present invention provides a means for making gas barrier membranes have excellent flexibility and high water vapor barrier under high temperature and humidity environment. The present invention relates to a gas barrier film, in which the atomic composition distribution curve obtained by XPS composition analysis in thickness direction is represented by M1M2xNy, and has an area (a) satisfying the following formulas (1) and (2). M1M2xNy, 0.2 < x < 3.0 (1), 0.6 < y < 1.4 (2), x: transition metal M2 and non-transition metal M1 atom existence atomic ratio, y: nitrogen atom and non-transition metal M1 atom existence atomic ratio.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气体阻隔性膜、使用它的气体阻隔性膜材和使用它们的电子设备、以及气体阻隔性膜的制造方法
本专利技术涉及气体阻隔性膜、使用它的气体阻隔性膜材和使用它们的电子设备、以及气体阻隔性膜的制造方法。
技术介绍
柔性电子设备、特别是柔性有机EL元件中使用气体阻隔性膜用于封装,具体而言,使用具有气体阻隔性膜的气体阻隔性膜材作为基板膜材、封装膜材。作为这样的用途中所使用的气体阻隔性膜,要求水蒸气透过率(WVTR)为10-6g/(m2·24h)等级的高水蒸气阻隔性。作为气体阻隔性膜,单层膜、层叠膜均被熟知,为了实现高的阻隔性,作为现在研究的代表性的气体阻隔性膜,例如,可举出氧化硅膜与氮化硅膜的交替多层层叠膜、氮化硅膜与有机膜的交替多层层叠膜等。作为这些气体阻隔性膜、具有层叠结构的气体阻隔性膜所包含的各膜的形成方法,已知有蒸镀法、溅射法、CVD法等气相成膜法。另外,近年来,还研究了对在基材上涂布溶液而形成的前体层施加能量来形成气体阻隔性膜的制造方法。这些中,作为实现10-6g/(m2·24h)等级的水蒸气阻隔性的方法,一般采用通过CVD法形成厚度1μm以上的无机膜的方法。然而,由于厚度1μm以上的无机膜出现在弯曲时产生裂缝的问题,所以难以应用于如上所述的柔性设备。另外,交替多层层叠膜因其构成,存在厚度容易进一步变大的趋势。由此,要求在维持高水蒸气阻隔性的同时减少膜厚。在此,认为交替多层层叠膜因层叠结构形成的迷宫效应而大大延迟了水蒸气透过气体阻隔性层的时间,所以表面看上去实现了低的水蒸气透过率,即高水蒸气阻隔性。因此,对于使用交替多层层叠膜作为封装用途的有机EL元件而言,在初期发光检查中没有确认暗斑等发光不良,但在高温高湿环境经时下的加速试验后有时暗斑延迟产生。由此,为了抑制在初期发光检查中没有确认到的发光不良、提高元件的耐久性,要求不是表面看上去高,而是具有真正高水蒸气阻隔性的气体阻隔性膜。在这样的要求的存在下,不断进行用于形成具有真正高水蒸气阻隔性的无机膜的技术开发。例如在日本特开2012-149278号公报中,公开了一种含硅膜的制造方法,包括下述工序:利用干式法使至少含有硅原子、氮原子的干式沉积膜在基材上沉积后,对膜表面进行波长为150nm以下的光照射。根据该文献,可知在用该方法制造的含硅膜、即气体阻隔性膜中,成为Si3N4结构的基础的致密的Si-N-Si键在改性区域形成得更多,显示出高水蒸气阻隔性、耐湿热性。
技术实现思路
然而,在日本特开2012-149278号公报所公开的技术中存在下述问题:在应用于柔性设备时显示优异弯曲性的厚度下,无法实现有机EL元件等所要求的等级的水蒸气阻隔性。因此,本专利技术的目的在于提供能够使气体阻隔性膜兼得优异的弯曲性和高温高湿环境下的高水蒸气阻隔性的手段。本专利技术的上述课题通过以下的手段可解决。本专利技术的第一方式涉及一种气体阻隔性膜,在厚度方向进行XPS组成分析时得到的原子组成分布曲线中,由M1M2xNy表示组成时,具有满足下述式(1)和下述式(2)的区域(a)。M1M2xNy0.2≤x≤3.0(1)0.6<y≤1.4(2)x:过渡金属M2与非过渡金属M1原子的存在原子比,y:氮原子与非过渡金属M1原子的存在原子比本专利技术的第二方式涉及一种气体阻隔性膜的制造方法,包括将含有非过渡金属M1的层和含有过渡金属M2的层以两者相接的方式形成的步骤,上述气体阻隔性膜在厚度方向具有含有非过渡金属M1作为金属元素的主成分的区域(A)、和含有过渡金属M2作为金属元素的主成分的区域(B),上述区域(A)与上述区域(B)相接,在上述气体阻隔性膜的厚度方向进行XPS组成分析时得到的原子组成分布曲线中,由M1M2xNy表示组成时,具有满足下述式(1)和下述式(2)的区域(a)。M1M2xNy0.2≤x≤3.0(1)0.6<y≤1.4(2)x:过渡金属M2与非过渡金属M1原子的存在原子比,y:氮原子与非过渡金属M1原子的存在原子比附图说明图1是说明本专利技术的一实施方式涉及的气体阻隔性膜的、通过XPS法分析非过渡金属M1和过渡金属M2的组成分布时的元素曲线和混合区域的示意性图表。图2是表示在本专利技术的一实施方式涉及的气体阻隔性膜的制造方法中形成的层叠结构的截面示意图。图3是表示在本专利技术的另一实施方式涉及的气体阻隔性膜的制造方法中形成的层叠结构的截面示意图。图4是表示本专利技术的一实施方式涉及的气体阻隔性膜的形成中使用的真空等离子体CVD装置的一个例子的示意图。图5是实施例中使用的紫外线照射装置的截面示意图。具体实施方式以下,对本专利技术的优选实施方式进行说明。应予说明,本专利技术不限于以下的实施方式。本说明书中,表示范围的“X~Y”是指“X以上Y以下”。另外,本说明书中,只要没有特殊说明,则操作和物性等的测定在室温(20~25℃)/相对湿度40~50%RH的条件下进行。另外,为了方便说明,附图的尺寸比率有时被夸大,与实际的比率不同。另外,在附图说明中对相同的要素标记相同的符号,省略重复的说明。<气体阻隔性膜>本专利技术的第一方式涉及的气体阻隔性膜的在厚度方向进行XPS组成分析时得到的原子组成分布曲线中,由M1M2xNy表示组成时,具有满足下述式(1)和下述式(2)的区域(a)。M1M2xNy0.2≤x≤3.0(1)0.6≤y≤1.4(2)x:过渡金属M2与非过渡金属M1原子的存在原子比,y:氮原子与非过渡金属M1原子的存在原子比应予说明,本说明书中,“由M1M2xNy表示”是指在存在原子中仅关注非过渡金属M1原子、过渡金属M2原子和氮原子(N)而表示组成,区域(a)也可以含有除它们以外的原子。根据本专利技术的第一方式,能够提供使气体阻隔性膜兼得优异的弯曲性和高温高湿环境下的高水蒸气阻隔性的方法。应予说明,此处提及的高温高湿环境下的水蒸气阻隔性也表示在进行加速试验时以极高的等级抑制水蒸气的透过,即,气体阻隔性膜显示显著高的水蒸气阻隔性。另外,此处提及的弯曲性表示在弯曲时也可维持高温高湿环境下的高水蒸气阻隔性。本专利技术人推断通过上述构成解决课题的机制如下。首先,本专利技术的第一方式涉及的气体阻隔性膜在混合区域内包含M1M2xNy具有特定组成的区域(a)。通过使包含这样的区域的混合区域存在,从而在气体阻隔性膜的厚度方向,组成连续地或者阶段性地变化。因此,混合区域能够抑制应力集中,实现气体阻隔性膜的优异的弯曲性。另外,高温高湿环境下的高水蒸气阻隔性的表现机制尚不明确,推测在区域(a)中,来自非过渡金属M1的化合物与来自过渡金属M2的化合物相互进行化学键合,或者借助分子间相互作用等进行物理键合,从而形成高密度区域。而且,推测高密度区域呈现高水蒸气阻隔性,其结果,成为高温高湿环境经时下的加速试验的高温高湿环境下的水蒸气阻隔性提高。应予说明,上述机制是推测的,其正确与否不影响本专利技术的技术范围。以下,对构成气体阻隔性膜的各区域进行说明,首先对使用的技术用语的定义进行说明。本申请说明书中,“区域”是指在相对于气体阻隔性膜的厚度方向大致垂直的面(即与该气体阻隔性膜的最表面平行的面)将该气体阻隔性膜以一定或者任意的厚度分割时形成的对置的二个面间的三维范围内(区域),该区域内的构成成分的组成在厚度方向可以是恒定的,也可以是缓慢变化的。本申请说明书中提及的“构本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种气体阻隔性膜,在厚度方向进行XPS组成分析时得到的原子组成分布曲线中,由M1M2xNy表示组成时,具有满足下述式(1)和下述式(2)的区域a,M1M2xNy0.2≤x≤3.0 (1)0.6<y≤1.4 (2)x:过渡金属M2与非过渡金属M1原子的存在原子比,y:氮原子与非过渡金属M1原子的存在原子比。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.28 JP 2016-1487961.一种气体阻隔性膜,在厚度方向进行XPS组成分析时得到的原子组成分布曲线中,由M1M2xNy表示组成时,具有满足下述式(1)和下述式(2)的区域a,M1M2xNy0.2≤x≤3.0(1)0.6<y≤1.4(2)x:过渡金属M2与非过渡金属M1原子的存在原子比,y:氮原子与非过渡金属M1原子的存在原子比。2.根据权利要求1所述的气体阻隔性膜,其中,在厚度方向具有区域A和区域B,所述区域A与所述区域B相接,所述区域A含有非过渡金属M1作为金属元素的主成分,所述区域B含有过渡金属M2作为金属元素的主成分。3.根据权利要求1或2所述的气体阻隔性膜,其中,所述非过渡金属M1为Si。4.根据权利要求1~3中任一项所述的气体阻隔性膜,其中,所述过渡金属M2为选自Nb、Ta和V中的至少1种金属。5.根据权利要求1~4中任一项所述的气体阻隔性膜,其中,所述区域a的厚度为5nm以上。6.一种气体阻隔性膜材,在树脂基材上具有权利要求1~5中任一项所述的气体...

【专利技术属性】
技术研发人员:森孝博
申请(专利权)人:柯尼卡美能达株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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