CN102234787A - 阻气性薄膜以及使用此阻气性薄膜的有机元件 - Google Patents

阻气性薄膜以及使用此阻气性薄膜的有机元件 Download PDF

Info

Publication number
CN102234787A
CN102234787A CN2011100641647A CN201110064164A CN102234787A CN 102234787 A CN102234787 A CN 102234787A CN 2011100641647 A CN2011100641647 A CN 2011100641647A CN 201110064164 A CN201110064164 A CN 201110064164A CN 102234787 A CN102234787 A CN 102234787A
Authority
CN
China
Prior art keywords
film
barrier film
gas
resistance barrier
surface wave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011100641647A
Other languages
English (en)
Inventor
东和文
上野智子
铃木正康
小西善之
石田进一郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Publication of CN102234787A publication Critical patent/CN102234787A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/80Constructional details
    • H10K50/84Passivation; Containers; Encapsulations
    • H10K50/844Encapsulations
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/34Nitrides
    • C23C16/345Silicon nitride
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C23C16/511Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using microwave discharges
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80Constructional details
    • H10K59/87Passivation; Containers; Encapsulations
    • H10K59/873Encapsulations
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/80Constructional details
    • H10K30/88Passivation; Containers; Encapsulations
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/23Sheet including cover or casing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本发明是有关于一种阻气性薄膜以及使用此阻气性薄膜的有机元件,其提供一种SiNx膜的阻障膜,其能够在低工艺温度下形成,具有高水蒸气阻障性和高透光性,且能够用于塑料基板等的由可挠性的有机材料构成的基板的密封。使用表面波等离子体CVD装置,形成由表示氮N与硅Si的原子比率的比率N/(Si+N)介于0.60至0.65之间的氮化硅(SiNx)构成的阻障膜。

Description

阻气性薄膜以及使用此阻气性薄膜的有机元件
技术领域
本发明涉及一种透光性高且具有优异的阻气(gas barrier)性的薄膜,特别是涉及一种能够用于各种图像显示器件(device)、光电转换器件或电流控制器件以及使用这些器件的电路的密封的阻气性薄膜以及其制造方法。
背景技术
近年来,有机电子设备(electronics)的进展异常迅速,展现在以有机电致发光(Electroluminescence,EL)为代表的发光器件、有机薄膜太阳能电池或有机薄膜晶体管(transistor)等的广泛领域。这些由有机材料构成的有机电子设备欲利用与塑料(plastic)基板的组合,来应对发挥有机材料的特长,诸如轻便、耐冲击性、可挠性(flexible)等的需求(needs)。此处,塑料基板相对于先前的玻璃(glass)基板,存在阻气性低,尤其相对于有机材料会发生致命的劣化的情况。在使用塑料基板的这些有机电子设备中,需要形成有阻障性更高的膜的塑料基板。
在液晶显示器件中,可挠性基板的要求也在提高,作为所用的基板,存在欲由玻璃替换成更轻便且耐冲击性更高的可挠性塑料基板的倾向。但是,与玻璃基板相比,塑料基板的水或氧等的透过率非常高,因此,存在杂质会从外部混入液晶中而导致显示特性发生劣化的问题。作为其对策,进行有在塑料基板的两面形成用于使水或氧等难以通过的阻障薄膜的研究。该阻障薄膜由于受到塑料基板的耐热温度的限制,必须在低温下形成,先前一般是通过溅镀(sputtering)法来形成SiO2膜(例如参阅专利文献1)。但是,当前无法获得用于使可靠性达到玻璃基板的等级(level)所需的阻障性能。
而且,作为液晶显示器件的下一代技术,有机EL显示器件正受到瞩目。该有机EL显示器件中,有机层或与此有机层接触的电极界面上的氧化会造成严重的显示性能劣化,因此作为水蒸气透过率,要求达到10-5g/m2/天这一非常高等级(level)的阻障性。而且,由于所用的有机层的玻璃转移温度低至100℃以下,因此期望一种能在低温下形成且具有高阻障性的薄膜。针对这些要求,例如专利文献2、专利文献3所公开般,提出一种在低温下形成交替层叠有无机层与有机层的构造的阻障膜。但是,此种层叠膜需要经过复杂的工艺(process),因此制造成本(cost)上成为问题。
进而,在液晶显示器件或有机EL显示器件等的发光器件以及包含这些器件的电路中,上述阻障膜的透光性必须要高。例如在上述有机EL显示器件,尤其是顶部发光(top emission)方式的有机EL显示器件中,如果利用轻便的塑料薄膜(film)来进行密封,则透光性高的阻障膜是不可或缺的。已知的是:通过等离子体(plasma)化学气相沉积(Chemical VaporDeposition,CVD)而成膜的SiNx膜形成的是致密且水蒸气的透过性低的膜,但由于易着色,因此在透光性方面有缺点,因而在上述显示器件的观察侧(view side)尚未使用SiNx膜的阻障膜。
[先前技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开平11-256338号公报
[专利文献2]日本专利特开200887163号公报
[专利文献3]日本专利特开2003-17244号公报
先前的通过等离子体CVD而成膜的SiNx膜由于易着色,因此透光性方面存在难点,在液晶显示器件或有机EL器件等中,尚未用作阻障膜。
由此可见,上述现有的透光性高且具有优异的阻气性的薄膜在结构与使用上,显然仍存在有不便与缺陷,而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题,相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道,但长久以来一直未见适用的设计被发展完成,而一般产品透光性高且具有优异的阻气性的薄膜又没有适切的结构能够解决上述问题,此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的阻气性薄膜以及使用此阻气性薄膜的有机元件,实属当前重要研发课题之一,亦成为当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明的目的在于,克服现有的透光性高且具有优异的阻气性的薄膜存在的缺陷,而提供一种新型结构的阻气性薄膜以及使用此阻气性薄膜的有机元件,所要解决的技术问题是提供一种SiNx膜的阻障膜,其能够在低工艺温度下形成,具有高水蒸气阻障性和高透光性,且能够用于塑料基板等的由可挠性的有机材料构成的基板的密封,非常适于实用。
(1)第1技术方案所述的发明的阻障膜是一种由氮化硅构成的阻障膜,其表示氮N与硅Si的原子比率的比率N/(Si+N)介于0.60至0.65之间。
(2)第2技术方案所述的发明是根据第1技术方案所述的阻障膜,其氮化硅是通过表面波等离子体CVD装置而生成,表面波等离子体CVD装置包括:介电质窗,导入微波;放电气体喷出口,放出放电气体;成膜气体喷出口,放出成膜气体;载台,载置基板;以及可变机构,使载台与由从放电气体喷出口放出的放电气体而在介电质窗附近生成的表面波等离子体之间的距离为可变,氮化硅是从所述成膜气体喷出口放出的SiH4气体以及NH3气体、与由表面波等离子体所产生的自由基发生反应而形成在载置于载台上的基板上。
(3)第3技术方案所述的发明是根据第2技术方案所述的阻障膜,其使用可变机构来调整载台与表面波等离子体之间的距离,以载置于载台上的基板的温度为200℃以下的状态来形成阻障膜。
(4)第4技术方案所述的发明是一种使用阻障膜来密封的透明基板,其所用的阻障膜是根据第1技术方案至第3技术方案中任一技术方案所述的阻障膜。
(5)第5技术方案所述的发明是根据第4技术方案所述的使用阻障膜来密封的透明基板,其透明基板为塑料基板。
(6)第6技术方案所述的发明是一种可挠性的元件密封用薄膜,其在表面形成有根据第1技术方案至第3技术方案中任一技术方案所述的阻障膜。
(7)第7技术方案所述的发明是一种可挠性的半导体元件,其使用第1技术方案至第3技术方案中任一技术方案所述的阻障膜来密封。
(8)第8技术方案所述的发明是根据第7技术方案所述的可挠性的半导体元件,其所述可挠性的半导体元件是包含有机半导体的发光器件、或者包含有机半导体的光电转换器件、或者包含有机半导体的电流控制器件、或者有机EL器件中的任一种。
(9)第9技术方案所述的发明是一种形成阻障膜的方法,其形成根据第2技术方案或第3技术方案所述的阻障膜,此方法使用表面波等离子体CVD装置,调整SiH4气体与NH3气体的流量比来形成由氮化硅构成的阻障膜。
[发明的效果]
根据本发明,能够使具备高水蒸气阻障性和高透光性的SiNx膜的阻气性薄膜在低温下成膜。
综上所述,本发明提供一种SiNx膜的阻障膜,其能够在低工艺温度下形成,具有高水蒸气阻障性和高透光性,且能够用于塑料基板等的由可挠性的有机材料构成的基板的密封。使用表面波等离子体CVD装置,形成由表示氮N与硅Si的原子比率的比率N/(Si+N)介于0.60至0.65之间的氮化硅(SiNx)构成的阻障膜。本发明在技术上有显着的进步,并具有明显的积极效果,诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。
附图说明
图1是本发明阻气性薄膜以及使用此阻气性薄膜的有机元件中所用的等离子体CVD装置的概略的垂直剖面图。
图2是表示用于生成阻障膜的等离子体中的硅烷(silane)(SiH4)气体与氨(ammonia)(NH3)气体的比例、与通过该等离子体而成膜的由SiNx构成的阻障膜中的氮的比例之间的关系的图表。
图3是表示阻障膜中的氮的比例与阻障膜的水蒸气透过度的关系以及阻障膜中的氮的比例与阻障膜的透光性的关系的图表。
图4是使用本发明阻气性薄膜以及使用此阻气性薄膜的有机元件的阻障膜的顶部发光型有机EL器件的概略剖面图。
Figure BSA00000453092300041
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明提出的阻气性薄膜以及使用此阻气性薄膜的有机元件其具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如后。
<装置的说明>
以下,使用图1来说明本发明中所用的表面波等离子体装置的概略。另外,用于使本发明的阻障膜成膜的表面波等离子体CVD装置是使用公知的成膜装置(例如参阅日本专利特开2006-286892号公报)。
在本发明中所用的表面波等离子体CVD装置中,微波1通过微波导波管2进行传播,并通过缝隙天线(slot antenna)3到达介电质窗4。该微波1经由介电质窗被导入反应室6,成为沿着介电质窗的表面而传播的表面波。
从放电气体喷出口5向反应室6内放出氩(Ar)气体,通过沿着该介电质窗的表面而传播的表面波来激发Ar气体,在介电质窗的表面附近形成等离子体7。在此等离子体7中包含Ar的自由基,该自由基从介电质窗附近产生的表面波等离子体向反应室6内扩散。
从设置在放电气体喷出口5与进行成膜的基板(或者塑料薄膜等的密封材料)9之间的成膜气体喷出口8放出由硅烷(SiH4)、氨(NH3)构成的成膜气体,通过氩自由基来分解这些成膜气体,生成SiNx并堆积于基板9上,从而形成SiNx膜。基板9被载置于载台10上,视需要利用加热器(heater)(未图示)来对每个载台进行加热。反应室6由外部的真空泵(pump)经由排气口11而被抽成真空,或者在等离子体产生过程中,通过放电气体以及成膜气体的供给量和真空泵的排气来控制反应室内的气压。
另外,载台10与介电质窗附近生成的表面波等离子体之间的距离是由载置于载台10上的基板9的材质的温度条件所决定。该距离越大,越难以受到来自表面波等离子体的热的影响,因此基板9的温度越低。该距离借由使用未图示的升降装置来调整反应室6的高度方向的载台位置而可变。
<阻障膜的形成>
此处,对本发明的氮化硅膜的形成方法进行说明。
本发明中,在由SiNx构成的阻障膜的形成中,使用了表面波等离子体CVD装置。表面波等离子体CVD装置中,SiNx是通过成为其材料的硅烷(SiH4)气体以及氨(NH3)气体与由表面波等离子体所产生的自由基之间的反应而生成,可在远离表面波等离子体的场所进行该SiNx的生成。因而,通过在表面远离等离子体产生区域的场所设置基板,在该基板上形成由SiNx构成的阻障膜,从而能够在基板上在低温下生成SiNx的阻障膜。
本发明中,可以使用上述升降装置来调整载台位置,调整成载置于载台上的基板的温度达到200℃以下,从而生成SiNx的阻障膜。
但是,如以下所记载的,本发明的主要目的是以在200℃以下的低温下生成特定的组成SiNx,因而,只要能够在低温下生成SiNx,则也可以是表面波等离子体装置以外的装置。
而且,本发明的阻障膜的特性是即使在高温下生成SiNx,也能保持本发明的特征,因此在并无必须在低温下生成SiNx的限制的情况下也可以使用表面波等离子体装置以外的装置来生成阻障膜。
以热CVD形成的氮化硅膜中,膜中氢、氧非常少。在非晶质氮化硅的成膜中,由于通过原料气体的表面附近的反应来决定膜构造,因此当基板表面温度高时,将赋予氮化硅膜的前驱物(由SiH4以及NH3生成的SiHx和NHx)足以在表面移动到稳定场所需要的能量(energy),从而会成为致密膜。同时,由于基板表面温度高,因此易切断Si-H、N-H键,从而成为膜中氢量少的膜。而且,当表面温度高时,对膜表面的附着系数小,氧向膜中的混入变少。
与此相对,在200℃以下的低温下形成的膜中,由于表面温度低,因此在成膜过程中无法在表面赋予足够的移动能量,成膜后,膜容易成为易氧化的不稳定的膜构造。由于基板温度低,因此Si-H、N-H键会较多地残留在膜中,膜中氢存在百分之十几左右。
当在200℃以下的低温下以SiH4气体和NH3气体为原料来形成氮化硅膜时,如果相对于SiH4气体流量而NH3气体的流量的比率低,则作为SiNx膜,会成为x小的膜构造。在Si过剩的膜中,Si中悬挂键(dangling bond)多,在成膜后,该Si会被氧化而膜中氧量变多。另一方面,如果相对于SiH4气体流量而NH3的流量多,则会成为SiNx的x多的膜构造。此时,成为Si-(NH2)键多的膜,考虑该NH2基会与氧原子取代而容易地形成Si-O键。已知的是,SiNx膜中的氧量与阻障性存在相关,氧量越多,则膜的阻障性越低。在本发明中,如后所述也确认了该相关。
使用上述表面波等离子体CVD装置,将Ar气体的流量设为350sccm,SiH4气体以及NH3气体改变流量比,使各种组成的SiNx膜在Si基板上成膜。成膜的膜厚为大致200nm。另外,将利用这些气体进行的成膜中的气压调整到10Pa。不进行载台的加热。介电质窗与载台间的距离为200mm,微波输出密度为1.57W/cm2。如果在此条件下不进行载台加热,则载置于载台上的基板的表面温度会上升并稳定在50℃为止。
图2表示改变成膜气体的流量比(NH3/(SiH4+NH3)、横轴)时形成的SiNx膜的组成比(N/(Si+N)、纵轴)。另外,SiNx膜的组成比达到0.65时的成膜气体的流量比为0.88,此流量比是由NH3气体500sccm、SiH4气体70sccm而获得。
另外,Si以及N的组成比是通过卢瑟福背散射(Rutherford backscattering,RBS)对他们进行测定而求出。
接着,对上述成膜于Si基板上的各种组成的SiNx膜的特性进行测定。
表1中表示:将上述获得的各种组成比的SiNx膜,在成膜后在无尘室(clean room)内放置在大气中三天,然后,通过卢瑟福背散射(RBS)对这些SiNx膜的膜中氧浓度进行测定的结果。在该卢瑟福背散射的测定中,用于测定的离子束(ion beam)的能量调整成不会贯穿200nm的SiNx膜。因而,在该测定中,无来自Si基板的影响。
表1 SiNx膜组成比与膜中氧浓度
  N/(Si+N)比   膜中氧浓度(/cm3)
  0.22   1×1022
  0.51   5×1021
  0.57   3×1020
  0.60   2×1019
  0.65   3×1019
  0.67   1×1020
  0.70   6×1020
根据表1的结果可知的是,在SiNx膜的组成比N/(Si+N)介于0.60至0.65的范围内,膜中氧浓度最低。亦即,以形成组成比N/(Si+N)介于0.60至0.65的范围的SiNx膜的方式,调整成膜气体流量比来进行成膜,由此获得膜中氧量少且阻障性高的SiNx。
图3以涂黑的方块和连接方块的线来表示以钙腐蚀法测定各种组成的SiNx膜的水蒸气透过率的结果。另外,在利用此钙腐蚀法的测定中,是利用在聚酰亚胺(polyimide)膜上形成有相同组成的SiNx膜的材料来进行。
根据表1,N/(Si+N)比为0.65的SiNx膜的膜中氧浓度为3×1019/cm3,而且,此膜的水蒸气透过率也如图3所示为5×10-6g/m2-天,确认有良好的阻障性。这表示,将SiNx膜的组成设为Si3N5附近即可。此外,N/(Si+N)比为0.51的SiNx膜的组成接近Si3N3,根据表1,此组成的SiNx膜的膜中氧浓度为5×1021/cm3,与N/(Si+N)比为0.65的SiNx膜相比增加了100倍以上,水蒸气透过率为0.1g/m2-天,增加了10000倍以上,与N/(Si+N)比为0.65的SiNx膜相比,阻障性大幅劣化。
根据上述,SiNx膜的膜中氧浓度与水蒸气透过率存在较强的相关,经确认,他们都在SiNx膜的组成比N/(Si+N)介于0.60至0.65的范围内呈现出良好的水蒸气阻障性。
接着,对这些组成的膜在波长400nm下的透光率进行测定。
图3以白色的方块和连接方块的线来表示对各种组成的SiNx膜的透光率进行测定的结果。在膜中氮比率小的(N/(Si+N)=0.51)时,膜厚为200nm时的透光率为75%左右,但在N/(Si+N)比介于0.60至0.65的范围内时,可获得98%的透过率。
由图3所示的透光率的测定结果可明确了解,该透光率也与上述膜中氧浓度以及水蒸气透过率存在较强的相关,可知的是,它们都在N/(Si+N)比介于0.60至0.65的范围内呈现出良好的特性值。
<有机EL显示器件的制作>
其次,使用上述具有良好的阻障性能的膜来作为有机EL显示器件的薄膜密封,制作顶部发光型有机EL器件。
图4所示的顶部发光型有机EL器件是在玻璃基板20上,首先通过蒸镀法将铝(Al)作为反射金属而成膜。随后,通过光刻法来对Al进行图案(pattern)化,形成反射电极21。接着,在反射电极上通过印刷法而形成空穴输送层22、发光层23。空穴输送层是用于将从电极注入的空穴输送至发光层为止,此处,使用聚噻吩(polythiophene)系化合物与聚苯乙烯磺酸(polystyrene sulphonic acid)的混合物。发光层23是在反射电极21和透明电极25的电压施加时从各自注入电子、空穴,这些电子、空穴再结合的区域。该发光层是由发光效率高的材料构成。具体而言,使用聚苯乙炔(polyphenylenevinylene)系化合物。电子输送层24是用于将注入的电子输送至发光层的层,使用掺杂(doped)有碱土类金属的铝的羟基喹啉(quinolinol)错合物。在电子输送层24上通过溅镀法来层叠透明电极25。为了对以此方式形成的有机EL器件进行密封,以覆盖整个器件的形式来形成阻障膜26。该阻障膜是通过上述表面波模式等离子体CVD法,将作为放电气体的氩气体、作为成膜气体的硅烷气体和氨气体的混合气体导入成膜室内,并利用上述阻障膜的形成中记载的方法,以500nm的膜厚而形成。
将以此方式获得的有机EL器件放置到60℃、90%RH(RH=相对湿度)的恒温恒湿槽中,以光学显微镜来观察发光表面。初期以及放置1500小时后的暗点(dark spot)面积比为5%。
作为比较例,将成为Si3N4构造的成膜条件,即N/(Si+N)比为0.57的膜用于密封膜,制作上述有机EL显示器件,并放置到60℃、90%RH的恒温恒湿槽内,以光学显微镜来观察发光表面。利用与上述同样的方法,初期以及放置1500小时后的暗点面积比为58%。可知的是,在如此般在低温下形成的SiNx膜中,在N/(Si+N)比介于0.60至0.65的范围内,难以产生器件劣化,从而达到长寿命。
<可挠性液晶显示器件的制作>
在厚度100微米的聚醚砜薄膜的两面,利用在上述阻障膜的形成中所说明的方法,以500nm的膜厚而形成达到Si3N5.1的组成比的阻障性薄膜。随后,在薄膜的单面,通过溅镀法形成ITO膜。进而,利用150℃的低温工艺,通过旋涂法(spin coating)来涂布可酰亚胺(imide)化的聚酰胺(polyamide)膜并进行干燥,以此来形成配向膜。对该配向膜进行摩擦(rubbing),并以液晶单元(cell)制作后的扭转(twist)角达到240度的方式来规定摩擦方向。通过旋涂法来涂布在乙醇(alcohol)中分散有直径5微米的二氧化硅间隔物(silica spacer)的散布液并进行干燥。继而,通过丝网(screen)印刷,在单片基板上印刷密封(seal)剂,将上下基板予以贴合并进行加热硬化。然后,将液晶单元置于液晶注入用真空装置内,在负压下注入液晶。
将以此方式获得的可挠性液晶显示器件在60℃、90%RH的环境下放置500小时后,进行液晶单元的电压保持率测定。其结果,相对于初始值,电压保持率为98%。为了进行比较,使用玻璃基板,以与上述工艺相同的方法来制造液晶器件,在60℃、90%RH的环境下放置500小时后进行液晶单元的电压保持率测定,其结果,电压保持率为99%。
而且,作为所用的阻障膜的构造,使用在上述聚醚砜薄膜的两面分别以500nm的膜厚而形成有在成为Si3N4的成膜条件下以50℃的成膜温度所制作的膜的基板来作为基板,同样地制作液晶器件,在60℃、90%RH的环境下放置500小时后,进行液晶单元的电压保持率测定,其结果,电压保持率为86%。亦即,可知的是,以Si3N5.1的组成比所形成的阻障膜具有作为塑料基板的阻障膜而良好的性能,可获得与玻璃基板大致相同等级的水蒸气阻障性。
如此,本发明的SiNx膜通过在塑料基板的表面以低温进行成膜,从而具有接近玻璃基板的水蒸气阻障性。因此,使用在需要低温工艺的有机薄膜晶体管或有机薄膜太阳能电池中所用的塑料基板上也形成有本发明的SiNx膜以作为阻障膜的基板,来作为基板而制造元件,结果可确认,在任一情况下,都能获得与使用玻璃基板的情况相同等级的良好的阻障特性。
如上所述,本发明的阻障膜可用作各种发光器件、光电转换器件、电流控制器件等中所用的塑料基板用的阻障膜,而且,尤其作为要求透明性的阻障膜而有用。
近年来,有机EL器件之类的发光器件以及太阳能电池之类的光电转换器件正逐渐制造成可挠性的形态,本发明的阻障膜作为这些可挠性的元件中的密封机构而极为有用。
而且,本发明的阻障膜由于可在低温下形成,因此作为各种发光器件、光电转换器件、电流控制器件、生物微机电系统(biomedicalmicroelectromechanical systems,BioMEMS)器件、有机EL器件等中,尤其包含有机半导体的有机半导体元件中的阻障膜而极为有用。
进而,可将本发明的阻障膜形成于各种塑料薄膜上,以用作可挠性的密封用薄膜。此处,本发明的阻障膜还在密封膜要求透明性的情况下极为有用。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种阻障膜,由氮化硅构成,其特征在于,
表示氮N与硅Si的原子比率的比率N/(Si+N)介于0.60至0.65之间。
2.根据权利要求1所述的阻障膜,其特征在于,
所述氮化硅是通过表面波等离子体CVD装置而生成,
所述表面波等离子体CVD装置包括:
介电质窗,导入微波;
放电气体喷出口,放出放电气体;
成膜气体喷出口,放出成膜气体;
载台,载置基板;以及
可变机构,使所述载台与由从放电气体喷出口放出的放电气体而在介电质窗附近生成的表面波等离子体之间的距离为可变,
所述氮化硅是从所述成膜气体喷出口放出的SiH4气体以及NH3气体、与由所述表面波等离子体所产生的自由基发生反应而形成在载置于所述载台上的基板上。
3.根据权利要求2所述的阻障膜,其特征在于,
使用所述可变机构来调整所述载台与所述表面波等离子体之间的距离,以载置于所述载台上的所述基板的温度为200℃以下的状态来形成所述阻障膜。
4.一种使用阻障膜来密封的透明基板,其特征在于,
所用的阻障膜是根据权利要求1至3中任一项所述的阻障膜。
5.根据权利要求4所述的使用阻障膜来密封的透明基板,其特征在于,
所述透明基板为塑料基板。
6.一种可挠性的元件密封用薄膜,其特征在于,
在表面形成有根据权利要求1至3中任一项所述的阻障膜。
7.一种可挠性的半导体元件,其特征在于,
使用根据权利要求1至3中任一项所述的阻障膜来密封。
8.根据权利要求7所述的可挠性的半导体元件,其特征在于,
所述可挠性的半导体元件是包含有机半导体的发光器件、或者包含有机半导体的光电转换器件、或者包含有机半导体的电流控制器件、或者有机EL器件中的任一种。
9.一种形成阻障膜的方法,其形成根据权利要求2或3所述的阻障膜,其特征在于,
使用所述表面波等离子体CVD装置,调整所述SiH4气体与所述NH3气体的流量比来形成所述的由氮化硅构成的阻障膜。
CN2011100641647A 2010-04-26 2011-03-15 阻气性薄膜以及使用此阻气性薄膜的有机元件 Pending CN102234787A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-101056 2010-04-26
JP2010101056A JP5375732B2 (ja) 2010-04-26 2010-04-26 バリヤ膜を形成する方法およびバリヤ膜を形成するために用いるcvd装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102234787A true CN102234787A (zh) 2011-11-09

Family

ID=44816034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011100641647A Pending CN102234787A (zh) 2010-04-26 2011-03-15 阻气性薄膜以及使用此阻气性薄膜的有机元件

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20110262679A1 (zh)
JP (1) JP5375732B2 (zh)
KR (1) KR101219415B1 (zh)
CN (1) CN102234787A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103935127A (zh) * 2014-04-24 2014-07-23 珠海纳思达企业管理有限公司 液体喷头制造方法、液体喷头和打印装置
CN107275507A (zh) * 2016-03-31 2017-10-20 株式会社日本有机雷特显示器 有机el显示面板及其制作方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110005682A1 (en) 2009-07-08 2011-01-13 Stephen Edward Savas Apparatus for Plasma Processing
US8765232B2 (en) 2011-01-10 2014-07-01 Plasmasi, Inc. Apparatus and method for dielectric deposition
CN102181845B (zh) * 2011-04-19 2012-06-27 西安电炉研究所有限公司 化学气相沉积炉
JP2013187407A (ja) * 2012-03-08 2013-09-19 Shimadzu Corp 薄膜トランジスタの製造方法、及び表示装置の製造方法
US9299956B2 (en) 2012-06-13 2016-03-29 Aixtron, Inc. Method for deposition of high-performance coatings and encapsulated electronic devices
CN103733728B (zh) * 2012-06-14 2017-03-08 株式会社日本有机雷特显示器 缺陷检测方法、有机el元件的修复方法以及有机el显示面板
US10526708B2 (en) 2012-06-19 2020-01-07 Aixtron Se Methods for forming thin protective and optical layers on substrates
US20140183498A1 (en) * 2012-12-31 2014-07-03 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation Thin Film Silicon Nitride Barrier Layers On Flexible Substrate
EP3006597B1 (en) 2013-05-24 2020-07-01 Panasonic Corporation Organic electroluminescent device
JP6705170B2 (ja) 2013-12-26 2020-06-03 住友化学株式会社 積層フィルムおよびフレキシブル電子デバイス
US20160312363A1 (en) 2013-12-26 2016-10-27 Sumitomo Chemical Company, Limited Laminate film and flexible electronic device
KR102139077B1 (ko) * 2018-05-03 2020-07-29 한국화학연구원 기체 차단용 필름 및 이의 제조방법
JP2021180465A (ja) * 2020-05-15 2021-11-18 信越化学工業株式会社 表面弾性波デバイス用複合基板及びその製造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5968611A (en) * 1997-11-26 1999-10-19 The Research Foundation Of State University Of New York Silicon nitrogen-based films and method of making the same
CN1543272A (zh) * 2003-04-30 2004-11-03 ��ʽ���絺���������� 沉积用于有机电致发光的保护薄膜的设备和方法
US20050109279A1 (en) * 2003-11-07 2005-05-26 Shimadzu Corporation Surface wave excitation plasma CVD system
JP2008240131A (ja) * 2007-03-29 2008-10-09 Tomoegawa Paper Co Ltd 透明ガスバリアフィルムおよびエレクトロルミネッセンス素子
US20090197101A1 (en) * 2008-02-01 2009-08-06 Fujifilm Corporation Gas barrier layer deposition method, gas barrier film and organic el device

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0688038B1 (en) * 1994-06-14 2001-12-19 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Microwave plasma processing system
JP2005285659A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Toyota Industries Corp 有機el装置及びその製造方法
JP2005339828A (ja) * 2004-05-24 2005-12-08 Shimadzu Corp 有機エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法
US7205718B2 (en) * 2004-06-24 2007-04-17 Eastman Kodak Company OLED display having thermally conductive adhesive
JP2006286892A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Shimadzu Corp Swp−cvd成膜法,cvd成膜装置およびフラットパネルディスプレー用表示パネル
JP5024220B2 (ja) * 2008-07-24 2012-09-12 セイコーエプソン株式会社 有機エレクトロルミネッセンス装置、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法、電子機器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5968611A (en) * 1997-11-26 1999-10-19 The Research Foundation Of State University Of New York Silicon nitrogen-based films and method of making the same
CN1543272A (zh) * 2003-04-30 2004-11-03 ��ʽ���絺���������� 沉积用于有机电致发光的保护薄膜的设备和方法
US20050109279A1 (en) * 2003-11-07 2005-05-26 Shimadzu Corporation Surface wave excitation plasma CVD system
JP2008240131A (ja) * 2007-03-29 2008-10-09 Tomoegawa Paper Co Ltd 透明ガスバリアフィルムおよびエレクトロルミネッセンス素子
US20090197101A1 (en) * 2008-02-01 2009-08-06 Fujifilm Corporation Gas barrier layer deposition method, gas barrier film and organic el device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103935127A (zh) * 2014-04-24 2014-07-23 珠海纳思达企业管理有限公司 液体喷头制造方法、液体喷头和打印装置
CN107275507A (zh) * 2016-03-31 2017-10-20 株式会社日本有机雷特显示器 有机el显示面板及其制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR101219415B1 (ko) 2013-01-11
KR20110119522A (ko) 2011-11-02
JP5375732B2 (ja) 2013-12-25
JP2011231357A (ja) 2011-11-17
US20110262679A1 (en) 2011-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102234787A (zh) 阻气性薄膜以及使用此阻气性薄膜的有机元件
US20210384468A1 (en) Edge barrier film for electronic devices
JP6336526B2 (ja) 非デバイス縁部領域が低減された電子デバイス
US9748518B2 (en) Thin-film packaging method and organic light-emitting device
KR101423446B1 (ko) 원자층 증착에 의해 제작된 플라스틱 기판용 배리어 필름
KR101288127B1 (ko) 환경 민감성 소자들을 봉지하는 방법
US7492091B2 (en) Diffusion barrier layer and method for manufacturing a diffusion barrier layer
CN101431147B (zh) 有机el显示装置及其制造方法
CN104538557A (zh) 柔性oled显示器件及其制造方法
US20160056414A1 (en) Thin film permeation barrier system for substrates and devices and method of making the same
CN104246918A (zh) 透明导电性膜的制造方法、透明导电性膜及电子器件
TW200910468A (en) Light-emitting apparatus and production method thereof
CN104114362A (zh) 功能性膜及其制造方法、以及含有所述功能性膜的电子器件
US20160254487A1 (en) Permeation barrier system for substrates and devices and method of making the same
CN106450029A (zh) Oled显示装置及其制作方法
CN104051652A (zh) 一种柔性薄膜晶体管
WO2019006818A1 (zh) 一种显示面板和显示装置
Lim et al. Ultralow water permeation barrier films of triad a-SiN x: H/n-SiO x N y/h-SiO x structure for organic light-emitting diodes
WO2012029709A1 (ja) 非晶質窒化珪素膜およびその製造方法
JP2013214427A (ja) 表示装置
KR20120121655A (ko) 대기압 플라즈마를 이용한 oled투습 방지막 코팅장치 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20111109