阻气性膜及使用其的电子器件制造技术

本发明专利技术的课题在于，提供一种保存稳定性、特别是苛刻的条件(高温高湿条件)下的保存稳定性优异的阻气性膜。本发明专利技术为一种阻气性膜，其在基材上具有至少含有Al原子及Si原子的阻气层，其中，在各构成元素分布曲线中的、在所述阻气层的层厚方向上距所述阻气层表面的距离和相对于所述阻气层中的全部元素总量(100at％)的Al分布曲线中，具有所述阻气层的Al原子在层厚方向上组成连续地变化的区域，所述阻气层的与基材侧相反一侧的Al原子量比基材侧的Al原子量多，所述各构成元素分布曲线是根据采用X射线光电子分光法进行的所述阻气层在深度方向上的元素分布测定而得到的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种阻气性膜及使用其的电子器件，更详细而言，涉及一种用于有机电致发光(EL)元件或太阳能电池元件、液晶显示元件等电子器件的阻气性膜及使用其的电子器件。
技术介绍
目前，在塑料基板或膜的表面叠层含有氧化铝、氧化镁、氧化硅等金属氧化物的薄膜的多个层而形成的阻气性膜广泛用于需要阻断水蒸气或氧等各种气体的物品的包装、例如防止食品或工业用品及医药品等变质的包装用途中。除包装用途以外，还希望应用于具有挠性的太阳能电池元件、有机电致发光(EL)元件、液晶显示元件等挠性电子器件，进行了许多研究。但是，在这些挠性电子器件中，要求玻璃基材水平非常高的阻气性，因此，目前还不能得到具有充分的性能的阻气性膜。作为形成这种阻气性膜的方法，已知有以下的气相法(干法)：使用以四乙氧基硅烷(TEOS)为代表的有机硅化合物，一边在减压下进行氧等离子体氧化，一边在基板上使其成长的化学堆积法(等离子体CVD法：ChemicalVaporDeposition或原子层堆积法：ALD)；使用半导体激光使金属Si蒸发，在氧的存在下堆积于基板上的物理堆积法(真空蒸镀法或溅射法)。这些利用气相法(干法)的无机制膜方法优选适用于氧化硅或氮化硅、氧氮化硅等无机膜的形成，进行了许多用于得到良好的阻气性的无机膜的组成范围的研究、及含有这些无机膜的层构成的研究。另外，在如上所述的气相法(干法)中，很难形成不具有缺陷的膜，例如需要极端地降低制膜速率从而抑制缺陷的形成。因此，在要求生产率的工业的水平中，无法得到挠性电子器件中所要求的阻气性。还研究了利用气相法(干法)使无机膜的膜厚简单地增加、或叠层多层无机膜。例如，专利文献1中：在实施例3中，作为叠层多层的氧化硅或氮化硅、氧氮化硅等无机膜而成的阻气性膜，公开了：在基材上用原子层堆积法(ALD法)形成含有Al的第1阻隔层(含有Al的氧化硅或氮化硅、氧氮化硅等无机膜；ALD层)，在该ALD层上用相同的等离子体CVD法叠层含有Si的第2阻隔层(氧化硅或氮化硅、氧氮化硅等无机膜；CVD层)的阻气性膜。用专利文献1的干法叠层的阻隔层(ALD层+CVD层)其上下层的中间区域实质上没有交叉，形成同样的所谓“界面”。另外，在专利文献1中，其技术思想是通过提高ALD层(下层)的固化引起的基材和CVD层的密合性而提高阻隔性和湿热耐性，而对上下层的界面的组成改性没有提及。在使这样的由气相法(干法)得到的无机膜的膜厚简单地增加、或如专利文献1那样叠层了多层无机膜的阻气性膜中，缺陷连续成长，或反而裂纹增加，因此，没有达到阻气性的提高。如在有机EL元件的情况下，这种无机膜的缺陷例会导致产生被称为黑斑的不发光的黑点，或在高温高湿下黑斑的尺寸发生成长，对元件自身的耐久性也造成影响。另一方面，除迄今为止的利用气相法(干法)的制膜之外，作为阻气层形成方法之一，进行了以下研究：将在上述的利用气相法(干法)的无机膜上涂布无机前体化合物的溶液并进行干燥，利用热对形成的涂布层进行改性，由此对利用上述的气相法制膜而得到的无机膜的缺陷部有效地进行修复，而且叠层得到的膜本身的阻气性得以提高，特别是进行了如下研究：使用聚硅氮烷作为无机前体化合物，从而通过修复上述缺陷部而显现出高度的阻气性。但是，在通过聚硅氮烷的热改性或湿热改性来形成致密的氧氮化硅膜或氧化硅膜时，需要450℃以上的高温，不可能适用于塑料等挠性基材。作为解决这样的问题的方法，提出了对由聚硅氮烷溶液涂布形成的涂膜实施真空紫外光照射，从而形成氧氮化硅膜或氧化硅膜而得到的阻气性膜。使用能量大于聚硅氮烷的各原子间键合力的被称为真空紫外光(以下，也称为“VUV”、“VUV光”)的波长100～200nm的光能量，通过仅由被称为光量子工艺的光子产生的作用，将原子的键合直接切割，同时进行活性氧或臭氧引起的氧化反应，由此可以在比较低温下进行氧氮化硅膜或者氧化硅膜的形成。通常在树脂膜基材上涂布聚硅氮烷，进行紫外线(VUV；例如准分子)照射时，将照射的面的表面附近进行改性并形成阻隔层(氮高浓度层)。同时认为，发生了下述氧化行为，阻隔层下的内部成为氧化膜(氧化硅层)，所述氧化行为推定是自基材侧带入了水分。在这种含有阻隔层的阻气性膜中，例如在专利文献2中公开了如下阻气性膜：其是在树脂膜基材上涂布聚硅氮烷而对第1聚硅氮烷膜进行制膜并照射真空紫外光，接着形成第2聚硅氮烷膜并照射真空紫外光而成的。即，专利文献2公开了重复对聚硅氮烷膜照射真空紫外光这一工艺，并叠层第1及第2阻气层而形成的阻气性膜的形态。就专利文献2中记载的阻气性膜而言，通过对第1及第2聚硅氮烷膜分别照射真空紫外光(准分子)，第1及第2聚硅氮烷膜表面被改性为玻璃质而显示高阻气性。现有技术文献专利文献专利文献1：美国专利申请公开第2013/009264号说明书专利文献2：日本特开2009-255040号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题但是，专利文献2中记载的阻气性膜被置于高温高湿下时，显示急剧劣化的行为。即，重复对聚硅氮烷膜照射真空紫外光这一工艺并叠层阻气层而成的阻气性膜，可得到高阻气性，相反，在叠层该阻气层而得到的结构(具有2层以上的阻气层的结构)中，高温高湿下的劣化显著。本专利技术是鉴于上述情况而完成的专利技术，其目的在于，提供一种阻气性膜，所述阻气性膜保存稳定性、特别是在苛刻条件(高温高湿条件＝高温高湿的加速条件)下也不劣化的保存稳定性优异，能够维持高阻隔性。用于解决技术问题的技术方案本专利技术人等为了实现上述目的，进行了深入研究，结果得知：在含有下层的聚硅氮烷等Si(二氧化硅)的层上叠层作为上层的铝化合物等含有Al的层并照射真空紫外光，真空紫外光可以穿过作为上层的含有Al的层而达到至作为下层的含有Si的层。由此，通过对上下层的界面进行改性并在膜厚方向形成连续的Al原子的渐变结构，形成湿热耐性及阻气性这两者优异的区域(称为改性区域)。通过形成这样的改性区域，上下层的中间区域(界面附近)可靠地交叉，由此形成没有上下层的区别的一体的阻气层。并且发现：具有这样的一体的阻气层的阻气性膜可以兼顾高阻隔性和湿热耐性。即，本专利技术的特征在于，在由含有作为上层的含有Al的层和作为下层的含有Si(二氧化硅)的层所形成的没有上下层区别的一体阻气层中，采取了连续的Al原子的渐变结构(Al原子在层厚方向上其组成连续变化(特别是连续增加)的结构，即改性区域)。详细而言，本专利技术的上述目的可以通过以下的(1)～(7)的阻气性膜来实现。(1)一种阻气性膜，其在基材上具有至少含有Al原子及Si原子的阻气层，其中，在各构成元素分布曲线中的、在所述阻气层的层厚方向上距所述阻气层表面的距离和相对于所述阻气层中的全部元素总量(100at％)的Al分布曲线中，具有所述阻气层的Al原子在层厚方向组成连续地变化的区域，所述阻气层的与基材侧相反一侧的Al原子量比基材侧的Al原子量多，所述各构成元素分布曲线是根据采用X射线光电子分光法进行的所述阻气层在深度方向上的元素分布测定而得到的。(2)如上述(1)所述的阻气性膜，其具有所述阻气层的所述Al原子从所述基材侧连续地增加的区域。(3)如上述(2)所述的阻气性膜，其中，在所述Al分布曲线中，从所述基材侧连续地增加的区域具有0.5at％/nm(SiO2换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻气性膜，其在基材上具有至少含有Al原子及Si原子的阻气层，其中，在各构成元素分布曲线中的Al分布曲线中，具有所述阻气层的Al原子在层厚方向上组成连续变化的区域，所述阻气层的与基材侧相反一侧的Al原子的量比基材侧的Al原子的量多，所述各构成元素分布曲线是根据采用X射线光电子分光法进行的所述阻气层在深度方向上的元素分布测定而得到的，所述Al分布曲线是基于在所述阻气层的层厚方向上距所述阻气层表面的距离和相对于所述阻气层中的全部元素总量(100at％)的Al含量的Al分布曲线。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.26 JP 2014-1085561.一种阻气性膜，其在基材上具有至少含有Al原子及Si原子的阻气层，其中，在各构成元素分布曲线中的Al分布曲线中，具有所述阻气层的Al原子在层厚方向上组成连续变化的区域，所述阻气层的与基材侧相反一侧的Al原子的量比基材侧的Al原子的量多，所述各构成元素分布曲线是根据采用X射线光电子分光法进行的所述阻气层在深度方向上的元素分布测定而得到的，所述Al分布曲线是基于在所述阻气层的层厚方向上距所述阻气层表面的距离和相对于所述阻气层中的全部元素总量(100at％)的Al含量的Al分布曲线。2.如权利要求1所述的阻气性膜，其具有所述阻气层的所述Al原子从所述基材侧连续增加的区域。3.如权利要求2所述的阻气性膜，其中，在所述Al分布曲线中，从所述基材侧连续增加的区域具有0.5at％/nm(换算为SiO2)以上、...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊东宏明，室田和敏，
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