膜构件及其制造方法技术

膜构件具有由树脂膜构成的基材和配置于该基材的表背中至少一侧的氮氧化铝(AlON)膜，该氮氧化铝膜的组成为Al：39at％～55at％、O：7at％～60at％、N：1at％～50at％。膜构件阻气性优异。此外，膜构件的制造方法具有：减压工序，在溅射成膜装置(1)的腔室(8)内，以与铝制的靶材(30)相面对的方式配置基材(20)，并将腔室(8)内保持在规定的真空度；以及成膜工序，向腔室(8)内导入载气和含有氮的原料气体，在规定的真空度下且在腔室(8)内的氧气压相对于氮气压的比率为20％以下的气氛中，在基材(20)的成膜面上形成氮氧化铝膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将阻气(gas barrier)膜和由树脂膜构成的基材层叠起来而成的,使氧、水蒸气以及树脂膜中所含的气体、挥发性成分不易透过的。
技术介绍
面向泛在(Ubiquitous)社会的到来,智能手机等移动电话，PHS (Personal Handyphone System)、平板电脑(Personal Computer)、移动笔记本电脑等便携式信息终端,小型游戏机、电子纸等移动设备正在普及扩大化。此外，对于这些移动设备而言，轻量化、薄型化、柔性化、以及抑制因坠落、撞击等导致的破损等方面的需求升高。因此，对于代替当前大量使用的玻璃制的显 示部而使用了在由树脂膜构成的基材上层叠功能性薄膜而成的功能性树脂膜的触摸屏、有机EL(Electro Luminescence)设备等的需要在增加(例如，参照专利文献1、2)。此外，在太阳能电池市场中，使用了功能性树脂膜的、柔性且轻量、薄型的有机类薄膜太阳能电池备受关注。在先技术文献_4] 专利文献专利文献1:日本特开2009 - 238474号公报专利文献2:日本特开2009 - 178956号公报专利文献3:日本特开2005 - 197371号公报专利文献4:日本特开2003 - 301268号公报
技术实现思路
_9] 专利技术要解决的问题但是，与现有的玻璃基板产品相比，使用功能性树脂膜的产品存在寿命短的问题。作为其原因，可以列举出由于空气中的氧、水蒸气经过基材进入到功能性薄膜中，或是基材中所含的气体、挥发性成分作为废气(out gas)放出，从而导致功能性薄膜劣化。此外，在基材等的、功能性薄膜之下的薄膜的凹凸较大的情况下，凹部会吸附氧、水分等，电解会集中于凸部，认为这也会导致功能性薄膜劣化。作为一个例子，说明柔性有机EL设备。图7示出了有机EL设备的剖面图。如图7所示，有机EL设备7自前方朝向后方包括基材71、前表面阻气膜72、阳极73、空穴输送层74、电子输送性发光层75、阴极76以及后表面阻气层77。简单说明有机EL设备7的发光原理。当对阳极73、阴极76加载电压时，自阳极73产生空穴(电洞)，自阴极76产生电子。空穴自阳极73通过空穴输送层74进入到电子输送性发光层75。另一方面，电子自阴极76进入到电子输送性发光层75。通过空穴和电子在电子输送性发光层75中结合而进行发光。在此，配置于电子输送性发光层75的前方的基材71、前表面阻气膜72、阳极73以及空穴输送层74是透明的。因此，能够自有机EL设备7的前方看到该发光。在有机EL设备7中，当空气中的氧、水蒸气经过基材71进入到空穴输送层74、电子输送性发光层75时,会导致空穴输送层74、电子输送性发光层75劣化。由此,可能会导致亮度下降，甚至无法发光。因此，在基材71的后表面形成前表面阻气膜72，从而抑制通过基材71的氧、水蒸气进入到空穴输送层74、电子输送性发光层75。作为阻气膜,公知有氧化硅膜、氮化硅膜、氮氧化硅膜等。其中，在这些膜中，阻气性(氧、水蒸气及废气的低透过性)不够充分，由于粒径的波动，导致表面的凹凸也较大。因此，难以达到耐用的产品寿命。因此，有待开发阻气性更好的膜构件。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其课题在于，提供一种使氧、水蒸气及废气不易透过的阻气性较佳的膜构件。此外，其课题在于，提供一种制造该膜构件的方法。用于解决问题的方案(I)为了解决上述课题，本专利技术人尝试了以比较便宜的铝(Al)作为靶材向由树脂膜构成的基材溅射成膜。并且，经过反复实验，结果发现:当在该基材上形成组成处于某范围内的氮氧化铝膜(A10N膜)时，能够实现非常高的阻气性。基于这一发现而完成的本专利技术的膜构件的特征在于，具有由树脂膜构成的基材和配置于该基材的表背中至少一侧的氮氧化铝(AlON)膜，该氮氧化铝膜的组成为Al:39at%~ 55at%、O:7at%~ 60at%、N:lat%~ 50at% (铝原子 为39at%以上且55at%以下、氧原子为7at%以上且60at%以下、氮原子为lat%以上且50at%以下)。通过在由树脂膜构成的基材上层叠组成处于上述范围内的AlON膜，能够大幅提高氧、水蒸气及废气的低透过性。因此，当使用本专利技术的膜构件时，例如在有机EL设备中，能够抑制氧、水蒸气及废气进入到空穴输送层、电子输送性发光层。因此，能够抑制空穴输送层、电子输送性发光层的劣化。其结果，能够延长产品寿命。(2)此外，用于制造上述(I)的结构的膜构件的、本专利技术的膜构件的制造方法的特征在于，具有:减压工序，在溅射成膜装置的腔室内，以与铝制的靶材相面对的方式配置上述基材，排出该腔室内的气体而将该腔室内保持在规定的真空度；以及成膜工序，向该腔室内导入载气和含有氮的原料气体，在规定的真空度下且在该腔室内的氧气压相对于氮气压的比率为20%以下的气氛中，利用由该载气的电离所生成的等离子体溅射该靶材，从而在该基材的成膜面上形成上述氮氧化铝膜。在本专利技术的膜构件的制造方法中，在腔室内的氧气压相对于氮气压的比率为20 %以下的气氛中，利用溅射进行成膜。即，重要的不是导入到腔室内的原料气体的流量，而是成膜时实际存在于腔室内的原料气体的组成。腔室内的气体组成，例如，可以利用带有差动排气的四极质谱仪进行分析。而且，只要能够在氧气压(PJ相对于氮气压(Pn2)的比率(PO2/PN2X100)为20%以下的气氛中进行溅射即可。更优选的氧气压的比率为19.1%以下。如此一来，能够在由树脂膜构成的基材的成膜面形成组成处于如下范围内的AlON膜，即，Al:39at %~55at %、O:7at %~60at %、N: Iat %~50at %。(3)优选在上述(2)的结构中采用如下结构:上述溅射成膜装置包括上述靶材和用于在该靶材的表面形成磁场的磁场形成部件，利用磁控管放电生成上述等离子体。作为利用溅射的成膜方法，有二极溅射法、磁控溅射法等。其中，采用磁控溅射法时，能利用在靶材表面产生的磁场捕捉自靶材飞出的二次电子。因此，基材的温度不易上升。此外，能够利用捕捉的二次电子促进气体的离子化，因此，能够加快成膜速度。本结构的溅射成膜装置采用磁控溅射法。因此，采用本结构的溅射成膜装置，由热量导致的基材的变形较小，且能够比较快速地形成AlON膜。另外，在本结构的溅射成膜装置中，优选采用DC (直流)磁控溅射法(包括DC脉冲方式)。(4)优选在上述(3)的结构中采用如下结构，即，上述溅射成膜装置还具有ECR等离子体生成装置；该ECR等离子体生成装置包括:矩形波导管，其用于传送微波；缝隙天线，其配置于该矩形波导管的一表面，具有供该微波通过的缝隙；电介质部，其以覆盖该缝隙天线的该缝隙的方式配置，该电介质部的等离子体生成区域侧的表面与自该缝隙入射的该微波的入射方向平行；支承板，其配置于该电介质部的背面，用于支承该电介质部；以及永久磁铁，其配置于该支承板的背面，在该等离子体生成区域形成磁场；一边利用自该电介质部在该磁场中传播的该微波产生电子回旋共振(ECR) —边生成等离子体；在上述成膜工序中，一边向上述基材和上述靶材之间照射ECR等离子体一边进行溅射。在利用DC磁控溅射法进行成膜的溅射成膜装置中，为了使生成的等离子体稳定化，加快成膜速度，需要对靶材加载数百伏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种膜构件，其特征在于，该膜构件包括由树脂膜构成的基材和在该基材的表背中至少一侧配置的氮氧化铝(AlON)膜；该氮氧化铝膜的组成为Al：39at％～55at％、O：7at％～60at％、N：1at％～50at％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.18 JP 2011-2524581.一种膜构件，其特征在于， 该膜构件包括由树脂膜构成的基材和在该基材的表背中至少一侧配置的氮氧化铝(AlON)膜； 该氮氧化招膜的组成为Al:39at%~55at%、O:7at%~60at%、N:lat%~50at%。2.根据权利要求1所述的膜构件，其中， 构成上述氮氧化铝膜的氮氧化铝的粒径为150nm以下。3.根据权利要求1或2所述的膜构件，其中， 上述氮氧化铝膜的表面粗糙度为:轮廓算术平均偏差(Ra)为3nm以下，轮廓最大高度(Rz)为30nm以下。4.根据权利要求1~3中任一项所述的膜构件，其中， 上述氮氧化铝膜配置于上述基材的表背两侧。5.根据权利要求1~4中任一项所述的膜构件，其中， 上述基材由聚萘二甲酸乙二醇酯膜或聚对苯二甲酸乙二酯膜构成。6.根据权利要求1~5中任一项所述的膜构件,其中， 在上述基材和上述氮氧化铝膜之间具有至少一层以上的中间层，该中间层由自丙烯酸类树脂、异氰酸酯、硅烷偶联剂、金属醇盐、氯硅烷、硅氮烷以及烃中选出的一种以上形成。7.一种膜构件的制造方法，用于制造权利要求1所述的膜构件，其特征在于， 该方法具有: 减压工序，在溅射成膜装置的腔室内，以与铝制的...

【专利技术属性】
技术研发人员：笹井建典，
申请(专利权)人：东海橡塑工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP