一种层叠体，具备：基材，其具有第一面，并且由高分子材料形成；底覆层，其配置于所述基材的所述第一面上的至少一部分上，并且包含第一无机物质，该第一无机物质具有能够与作为原子层沉积膜成膜原料的前体结合的吸附部位；功能层，其为由所述前体形成的所述原子层沉积膜，所述功能层被配置为覆盖所述底覆层的外表面，并且包含与所述底覆层的所述吸附部位结合的第二无机物质；以及外覆层，其被配置为覆盖所述功能层的外表面，并且包含第三无机物质。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】层叠体及其制造方法、阻气膜及其制造方法、以及有机发光元件
本专利技术涉及层叠体及其制造方法、以及阻气膜及其制造方法。例如，本专利技术涉及包含由高分子材料形成的基材的层叠体及其制造方法、以及包含该层叠体的阻气膜及其制造方法。另外，本专利技术涉及包含阻气膜、第一电极层、发光层以及第二电极层的有机发光元件。另外，本专利技术涉及包含原子层沉积膜的层叠体及其制造方法。本申请基于2015年12月28日在日本申请的特愿2015-256602号和特愿2015-256826号、以及2016年1月5日在日本申请的特愿2016-000438号主张优先权，其内容以引用方式并入本文。
技术介绍
常规上，在食品、药品等领域中，在包装对象物的用途中要求阻气功能。通过使用在膜基材上形成薄膜而赋予了阻气功能的阻气膜，从而能够利用防湿性和氧阻隔性来防止对象物的氧化等变质。另一方面，在有机发光(EL)元件、液晶显示元件、太阳能电池等电子设备相关领域中也要求防湿、氧阻隔等的阻气功能。由于这些电子设备需要高的阻气功能，因而在常规上使用了玻璃基材。然而，随着电子设备的薄型化、轻量化、柔性化，人们已经着眼于具有与玻璃基材等同的阻气功能的膜以代替玻璃基材。此外，由于电子设备也需要长期可靠性，因而与阻气功能同样地，也要求阻气功能的耐久性。然而，人们尚未获得兼具这样的高阻气功能和耐久性的膜。常规上，作为利用使物质像气体那样呈现在原子或分子水平上运动的状态的气相从而在物体的表面上形成薄膜作为阻气膜的方法，已知有化学气相沉积(也称为CVD(ChemicalVaporDeposition)。以下，称为“CVD”。)法和物理气相沉积(也称为PVD(PhysicalVaporDeposition)或物理蒸镀法。以下，称为“PVD”。)法。将使用等离子体反应的CVD法称为PECVD(PlasmaEnhancedCVD)法。另外，将利用催化剂反应的CVD法称为Cat-CVD法。近年来，作为成膜方法，原子层沉积法(ALD(AtomicLayerDeposition)法。以下称为“ALD法”。)备受关注。ALD法是通过表面的化学反应使表面吸附的物质以原子水平逐层成膜的方法。ALD法被分类于CVD法的范畴。作为PVD法，例如有真空蒸镀法或溅射法等。对于溅射法而言，由于可以进行膜质量和膜厚度的均一性优异的高品质薄膜的成膜，因此，广泛地应用于液晶显示器等显示设备的透明电极布线膜或电极布线膜、光盘的光反射膜等的形成。CVD法为这样的方法：其中，向真空室内导入原料气体，通过热能使1种或2种以上的气体在基材上分解或反应，从而使固体薄膜成长。这种情况下，为了促进成膜时的反应，或为了降低反应温度，也存在并用等离子体或催化剂(Catalyst)反应的方法。其中，将使用等离子体反应的CVD法称为PECVD(PlasmaEnhancedCVD)法。另外，将利用催化剂反应的CVD法称为Cat-CVD法。若使用这样的CVD法，则由于成膜缺陷变少，因而适用于(例如)半导体设备的制造工序(例如，栅极绝缘膜的成膜工序)等。一般的CVD法是使用单一气体或同时使用多种气体在基板上使其反应而使薄膜生长的方法。与此相对，ALD法是交替使用也被称为前体或前驱物质的富有活性的气体(以下，称为“第一前体”)和反应性气体(ALD法中，其也被称为前体。因此，以下，将该前体称为“第二前体”)，通过在基材表面上的第一前体的吸附、以及与吸附接续的第二前体与第一前体的化学反应，从而使薄膜以原子水平逐层生长的特殊的成膜方法。利用该ALD法进行的成膜通常被认为是二维地生长。需要说明的是，作为第一前体的例子，可列举出TMA(Tri-MethylAluminum)，作为反应性气体的例子，可列举出氧、二氧化碳、水蒸气(水)等。ALD法的具体的成膜方法通过如下的方法进行。首先，利用所谓的自限制效应而在基材上仅吸附一层前体后，就对未反应的前体进行排气。所谓的自限制效应，就是在基材上的表面吸附中，当表面被某种气体覆盖时，则不再发生该气体的吸附的现象。接着，向腔室内导入反应性气体，使先前的前体氧化或还原而仅形成一层具有期望组成的薄膜。其后，对反应性气体进行排气。在ALD法中，通过将上述第1及第2步骤设为一个循环，并重复进行该循环而使薄膜在基材上生长。因此，ALD法中，薄膜二维地生长。另外，与现有的真空蒸镀法或溅射法等相比，ALD法不言而喻有成膜缺陷较少的特征，即使与一般的CVD法相比，ALD法也有成膜缺陷较少的特征。因此，期待向食品及药品等的包装领域或电子零件领域等广大的领域的应用。另外，在ALD法中，有在分解第二前体并与吸附于基材上的第一前体反应的工序中，为了使反应活化而使用等离子体的方法。该方法被称为等离子体活化ALD(PEALD：PlasmaEnhancedALD)或简称为等离子体ALD。例如，专利文献1中公开了在塑料基板上交替地具有至少一层的由无机物形成的阻隔层与至少一层的有机层的阻气膜。在该阻气膜中，公开了通过ALD法来形成上述阻隔层中的至少一层。顺便提及，相对于上述ALD法，经由除了ALD法以外的上述CVD法或PVD法而在膜基材上形成具有阻气功能的薄膜而得的阻气膜无法实现可用作玻璃基材的替代的足够高的阻气性。例如，专利文献2中公开了：使用CVD法或PVD法等在膜基材上形成具有阻气功能的薄膜而得到阻气膜，在阻气膜上形成由高分子材料构成的保护层从而得到具有优异阻气功能的密封膜，将该密封膜用于有机EL等电子设备。然而，当使用由CVD法或PVD法形成的膜作为具有阻气功能的薄膜时，难以具有有机EL元件等电子设备所需的阻气功能。另外，专利文献3中记载了通过对含有聚硅氮烷的层进行改性来形成阻隔层。当为上述专利文献3的构成时，尽管能够赋予高的阻气功能，但是没有进行阻隔层的保护，因而，与电子设备的长期可靠性相关的对温度和温度的耐性不充分。近年来，用于太阳能电池的背板、前板、有机EL元件以及有机发光元件等的阻隔膜要求柔性化及轻量化。此外，关于相对于温度或湿度的耐性，不仅要求对于常规的85℃/85％RH的高温高湿试验的耐性，而且还要求对于PCT(PressureCookerTest(压力锅试验)；105℃/100％RH)加速试验的耐性。通常，对于阻气膜而言，在基材的至少一个面上形成具有阻气功能的金属膜或金属氧化物膜。例如，专利文献1那样的阻气膜在基材的至少一个面上形成有具有阻隔功能的金属膜或金属氧化物膜。然而，若基材为高分子膜，则相比于在半导体领域中使用的硅晶片或光掩模，高分子膜在表面上具有更大的凹凸，且具有自由体积等纳米级的空间。因此，金属或金属氧化物的稳定形成(膜质量或密合性的维持)变得困难。因此，对于使用了采用高分子膜作为基材的阻气膜的制品而言，若将其暴露于高热、高湿度等的环境应力时，含有金属的膜发生劣化，或者基材与含有金属的膜之间的密合性降低。其结果是，可能无法维持层叠体所需的阻气功能。鉴于这样的问题，(例如)专利文献4中公开了这样一种技术：即，通过溅射法，在由塑料膜形成的基材以及表面比该塑料膜更平滑的由紫外线固化树脂形成的底漆层上形成第一无机材料。另外，专利文献4中还记载了：在通过溅射法形成的阻隔层上进一步通过ALD法来设置阻隔层。专利文献5本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种层叠体，具备：基材，其具有第一面，并且由高分子材料形成；底覆层，其配置于所述基材的所述第一面上的至少一部分上，并且包含第一无机物质，该第一无机物质具有能够与作为原子层沉积膜成膜原料的前体结合的吸附部位；功能层，其为由所述前体形成的所述原子层沉积膜，所述功能层被配置为覆盖所述底覆层的外表面，并且包含与所述底覆层的所述吸附部位结合的第二无机物质；以及外覆层，其被配置为覆盖所述功能层的外表面，并且包含第三无机物质。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.28 JP 2015-256602;2015.12.28 JP 2015-256821.一种层叠体，具备：基材，其具有第一面，并且由高分子材料形成；底覆层，其配置于所述基材的所述第一面上的至少一部分上，并且包含第一无机物质，该第一无机物质具有能够与作为原子层沉积膜成膜原料的前体结合的吸附部位；功能层，其为由所述前体形成的所述原子层沉积膜，所述功能层被配置为覆盖所述底覆层的外表面，并且包含与所述底覆层的所述吸附部位结合的第二无机物质；以及外覆层，其被配置为覆盖所述功能层的外表面，并且包含第三无机物质。2.根据权利要求1所述的层叠体，其中，所述底覆层及所述外覆层为这样的无机层，该无机层包含第III族元素、第IV族元素、第V族元素和镧系元素中的至少一种元素。3.根据权利要求1或2所述的层叠体，其中，所述底覆层及所述外覆层包含氧化物、氮化物和氮氧化物中的至少一者。4.根据权利要求1至3中任一项所述的层叠体，其中，所述底覆层及所述外覆层包含钽(Ta)元素。5.根据权利要求1至4中任一项所述的层叠体，其中，所述底覆层的厚度为1nm以上200nm以下。6.根据权利要求1至5中任一项所述的层叠体，其中，所述功能层的厚度为0.5nm以上200nm以下。7.根据权利要求1至6中任一项所述的层叠体，其中，所述外覆层的厚度为5nm以上200nm以下。8.根据权利要求1至7中任一项所述的层叠体，其中，位于所述底覆层的外表面的所述吸附部位具有氧(O)原子或氮(N)原子。9.一种阻气膜，其包括权利要求1至8中任一项所述的层叠体，所述层叠体的水蒸气透过率为0.5g/(m2·天)以下。10.一种有机发光元件，其包括权利要求1至8中任一项所述的层叠体、第一电极层、发光层以及第二电极层。11.根据权利要求10所述的有机发光元件，其中，所述层叠体的水蒸气透过率为0.01g/(m2·天)以下。12.一种层叠体的制造方法，包括：将由高分子材料形成的基材配置于真空室内；在所述基材的外表面的至少一部分上形成包含第一无机物质的底覆层，该第一无机物质具有能够与作为原子层沉积膜成膜原料的前体结合的吸附部位；...
【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤尽，加纳满，小山浩志，黑木恭子，
申请(专利权)人：凸版印刷株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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