JP2002018246A - Barrier film - Google Patents
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Classifications
-
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- H10K50/84—Passivation; Containers; Encapsulations
- H10K50/844—Encapsulations
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、特定の原子又は分
子の濃度が異なる２つの領域間に配され、当該２つの領
域間において、特定の原子又は分子の侵入・拡散を防止
するバリア膜に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a barrier film disposed between two regions having different concentrations of a specific atom or molecule, and for preventing penetration or diffusion of a specific atom or molecule between the two regions. .
【０００２】[0002]
【従来の技術】電子デバイス用基板としては、従来Ｓｉ
ウエハやガラスなどの無機材料が広く用いられてきた。
ところが、近年、製品の軽量化、基板のフレキシブル
化、低コスト化、ハンドリング特性などの様々な理由か
ら高分子基板が望まれるようになっている。しかしなが
ら、高分子材料は、ガラスなどの無機材料と比較した場
合、ガスの透過性が著しく大きい。そのため、電子デバ
イス用基板として高分子基板を用いた場合には、高分子
基板を透過して電子デバイス内に侵入・拡散した酸素に
よりデバイスが酸化して劣化してしまう、電子デバイス
内の必要な真空度を維持できない、等の問題がある。例
えば、特開平２−２５１４２９号公報や特開平６−１２
４７８５号公報では、有機ＥＬ素子の基板として高分子
フィルムが用いられている。しかしながら、これらの有
機ＥＬ素子の場合は、基板である高分子フィルムを透過
して有機ＥＬ素子内に侵入する酸素や水蒸気により有機
膜が劣化してしまうため、発光特性が不十分となり、ま
た、耐久性に不安がある、等の問題が考えられる。2. Description of the Related Art Conventionally, substrates for electronic devices
Inorganic materials such as wafers and glass have been widely used.
However, in recent years, polymer substrates have been desired for various reasons, such as reduction in weight of products, flexibility of substrates, cost reduction, and handling characteristics. However, polymer materials have significantly higher gas permeability when compared to inorganic materials such as glass. For this reason, when a polymer substrate is used as a substrate for an electronic device, the device is oxidized and deteriorated by oxygen penetrating and diffusing into the electronic device through the polymer substrate. There is a problem that the degree of vacuum cannot be maintained. For example, JP-A-2-251429 and JP-A-6-12
In Japanese Patent No. 4785, a polymer film is used as a substrate of an organic EL device. However, in the case of these organic EL devices, the organic film is deteriorated by oxygen or water vapor penetrating into the organic EL device through the polymer film serving as the substrate, so that the light emission characteristics become insufficient, Problems such as concerns about durability may be considered.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来より、
高分子フィルム表面にＡｌなどの薄膜を形成し、この薄
膜をガスバリア膜として所定の原子又は分子の侵入・拡
散を防ぐことが行われている。このような手法は、主に
フードパッケージにおいて用いられている。そこで、電
子デバイスの分野においても、上述したようなガスバリ
ア膜を用いる手法によりガス等の侵入・拡散を防止する
ことが試みられ始めている。しかしながら、例えば高分
子材料を電子デバイス基板として用いた場合には、従来
のガスバリア膜のガスバリア性能では不十分であり、良
好な品質を確保することができない。すなわち、良好な
品質を確保することが可能な優れたガスバリア性能を備
えたガスバリア膜は、未だ確立されていないのが実情で
ある。By the way, conventionally,
2. Description of the Related Art A thin film of Al or the like is formed on the surface of a polymer film, and this thin film is used as a gas barrier film to prevent penetration and diffusion of predetermined atoms or molecules. Such an approach is mainly used in food packages. Therefore, in the field of electronic devices, attempts have been made to prevent intrusion and diffusion of gas and the like by using a gas barrier film as described above. However, for example, when a polymer material is used for an electronic device substrate, the gas barrier performance of a conventional gas barrier film is insufficient, and good quality cannot be ensured. That is, a gas barrier film having excellent gas barrier performance capable of ensuring good quality has not yet been established.
【０００４】したがって、本発明は、上述した従来の実
情に鑑みて創案されたものであり、優れたガスバリア性
能を有するガスバリア膜を提供することを目的とする。[0004] Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional circumstances, and has as its object to provide a gas barrier film having excellent gas barrier performance.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明に係るバリア膜
は、所定の原子又は分子（以下、所定の原子と略記す
る。）の濃度が異なる２つの領域間に配され、これら原
子又は分子が濃度の高い領域から低い領域へと侵入・拡
散することを防止するバリア膜において、厚み方向の少
なくとも一部領域が、濃度の高い領域よりも所定の原子
又は分子の濃度が高くなるように設定されていることを
特徴とするものである。The barrier film according to the present invention is disposed between two regions having different concentrations of a predetermined atom or molecule (hereinafter, abbreviated as a predetermined atom). In a barrier film that prevents intrusion and diffusion from a high-concentration region to a low-concentration region, at least a partial region in the thickness direction is set so that the concentration of a predetermined atom or molecule is higher than that of the high-concentration region. It is characterized by having.
【０００６】本発明に係るバリア膜は、バリア膜の厚み
方向において、厚み方向の少なくとも一部領域が、濃度
の高い領域よりも所定の原子の濃度が高くなるように設
定されている。そして、原子は、濃度の高い領域から濃
度の低い領域へ向かって侵入・拡散する。そのため、濃
度の高い領域に存在する所定の原子は、バリア膜中に存
在する濃度の高い領域よりも所定の原子又は分子の濃度
が高くなるように設定された領域を透過することができ
ない。すなわち、濃度の高い領域に存在する所定の原子
は、バリア膜を透過することができない。In the barrier film according to the present invention, in the thickness direction of the barrier film, at least part of the region in the thickness direction is set so that the concentration of predetermined atoms is higher than that of the region having a higher concentration. Then, the atoms penetrate and diffuse from the high concentration region to the low concentration region. Therefore, the predetermined atoms existing in the high-concentration region cannot pass through the region set to have a higher concentration of the predetermined atoms or molecules than the high-concentration region existing in the barrier film. That is, predetermined atoms existing in the high concentration region cannot pass through the barrier film.
【０００７】したがって、所定の原子の濃度の高い領域
に存在する原子が所定の原子の濃度の低い領域へ侵入・
拡散することが防止される。Therefore, atoms existing in the region where the concentration of the predetermined atoms is high penetrate into the region where the concentration of the predetermined atoms is low.
Spreading is prevented.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態を
図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、以下
の例に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲において適宜変更可能である。所定の原子又は分
子（以下、所定の原子と略記する。）の濃度が異なる２
つの領域間にバリア膜を配して、所定の原子、すなわち
拡散防止の対象となる拡散原子又は分子（以下、拡散原
子と略記する。）が、２つの領域のうち所定の原子の濃
度の高い領域から、濃度の低い領域へ侵入・拡散するこ
とを防止する場合を考える。この場合、バリア膜を挟む
２つの領域間における原子の拡散の定性的過程は、一般
に次のように説明される。なお、ここで、所定の２つの
領域は、拡散防止の対象となる拡散原子が存在する領域
Ａと拡散原子が存在しない領域Ｂとからなるとし、当該
領域Ａと領域Ｂとの間にバリア膜が配されているものと
する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the following examples, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention. The concentration of a given atom or molecule (hereinafter abbreviated as a given atom) is different2
By disposing a barrier film between the two regions, predetermined atoms, that is, diffusion atoms or molecules to be prevented from being diffused (hereinafter abbreviated as diffusion atoms) have a high concentration of the predetermined atoms in the two regions. Consider a case of preventing intrusion and diffusion from a region to a low concentration region. In this case, the qualitative process of diffusion of atoms between two regions sandwiching the barrier film is generally described as follows. Here, it is assumed that the two predetermined regions include a region A in which a diffusion atom to be prevented from diffusion exists and a region B in which no diffusion atom exists, and a barrier film is provided between the region A and the region B. Shall be arranged.
【０００９】まず、図１に示すように拡散原子が領域Ａ
中を拡散している状態において、領域Ａとバリア膜１と
の界面Ｃに接した拡散原子は、図２に示すように直ちに
領域Ａとバリア膜１との界面Ｃを透過し、領域Ａ側のバ
リア膜１表層に溶け込む。この過程を一般に拡散原子の
溶解過程という。First, as shown in FIG.
In the state of diffusion in the inside, the diffusion atoms in contact with the interface C between the region A and the barrier film 1 immediately pass through the interface C between the region A and the barrier film 1 as shown in FIG. Melts into the surface layer of the barrier film 1. This process is generally called a process of dissolving the diffused atoms.
【００１０】次に、バリア膜１中に溶け込んだ拡散原子
は、領域Ａ側のバリア膜１表面に拡散原子が溶解するこ
とにより生じた濃度勾配によってバリア膜１中を自由に
拡散することにより広がっていく。その後、拡散原子
は、バリア膜１と領域Ｂとの界面Ｄに到達する。この過
程を一般に拡散過程という。また、この過程において
は、領域Ｂ側のバリア膜１表面に到達した拡散原子の中
には、図３に示すようにバリア膜１と領域Ｂとの界面Ｄ
を透過し、領域Ｂへ侵入・拡散する拡散原子が現れてく
る。Next, the diffusion atoms dissolved in the barrier film 1 are spread by being freely diffused in the barrier film 1 by a concentration gradient generated by dissolution of the diffusion atoms on the surface of the barrier film 1 on the region A side. To go. After that, the diffusion atoms reach the interface D between the barrier film 1 and the region B. This process is generally called a diffusion process. In this process, the diffusion atoms reaching the surface of the barrier film 1 on the side of the region B include the interface D between the barrier film 1 and the region B as shown in FIG.
And diffuse atoms that penetrate and diffuse into the region B appear.
【００１１】この状態はまだ非定常状態であるが、やが
て所定の時間が経過すると、図４に示すようにバリア膜
１中での拡散原子又は分子の濃度勾配はバリア膜１の厚
み方向において直線的な分布を示すようになり、定常状
態となる。この定常状態となると、バリア膜１を透過し
て領域Ａから領域Ｂへと拡散していく原子の単位時間当
たりの量は一定となる。Although this state is still an unsteady state, after a lapse of a predetermined time, the concentration gradient of the diffused atoms or molecules in the barrier film 1 becomes a straight line in the thickness direction of the barrier film 1 as shown in FIG. And a steady state is reached. In this steady state, the amount of atoms per unit time that passes through the barrier film 1 and diffuses from the region A to the region B becomes constant.
【００１２】ここで、図１示したように一次元において
考えると、所定の原子の異種原子からなる固体中を通過
する流れ密度（単位時間に固体中の単位面積を通過する
原子の数）Ｑは、その原子密度をｃ、拡散係数をＤ、バ
リア膜１の厚みをｘとすると、Here, considering one dimension as shown in FIG. 1, the flow density (the number of atoms passing through a unit area in a solid per unit time) Q passing through a solid consisting of heteroatoms of a predetermined atom Q Is the atomic density c, the diffusion coefficient is D, and the thickness of the barrier film 1 is x.
【００１３】[0013]
【数１】 (Equation 1)
【００１４】と表される（フィックの法則）。この式
は、拡散における流れ密度Ｑが、その大きさに関しては
濃度勾配（ｄｃ／ｄｘ）に比例し、その向きに関しては
濃度勾配とは逆向き、すなわち濃度の高い方から濃度の
低い方に広がっていく、ということを表している。(Fick's law). This equation shows that the flow density Q in the diffusion is proportional to the concentration gradient (dc / dx) with respect to its magnitude, and its direction is opposite to the concentration gradient, that is, from the higher concentration to the lower concentration. It means that it goes.
【００１５】そこで、バリア膜１において一方の界面Ｃ
から他方の界面Ｄへ拡散原子の拡散を防ぐために、本発
明に係るバリア膜１は、バリア膜１の厚み方向において
領域Ａにおける拡散原子の濃度よりも、拡散原子の濃度
の高い領域を有することを特徴とする。Therefore, one interface C in the barrier film 1 is formed.
The barrier film 1 according to the present invention has a region in which the concentration of the diffusion atoms is higher than the concentration of the diffusion atoms in the region A in the thickness direction of the barrier film 1 in order to prevent diffusion of the diffusion atoms from the interface D to the other interface D. It is characterized by.
【００１６】すなわち、本発明に係るバリア膜１では、
所定の原子に関してバリア膜１の厚み方向に関して領域
Ａにおける濃度よりも高い濃度を有する領域を有する。
そのため、領域Ａからバリア膜１中に侵入・拡散した原
子は、バリア膜１中のその領域を超えて、すなわち透過
して先に進むことができない。その結果、所定の原子
は、領域Ｂとバリア膜１との界面に到達することができ
ず、領域Ａから領域Ｂに所定の原子が侵入・拡散するこ
とが防止される。That is, in the barrier film 1 according to the present invention,
There is a region having a higher concentration of predetermined atoms in the thickness direction of the barrier film 1 than the concentration in the region A.
Therefore, the atoms that have invaded and diffused into the barrier film 1 from the region A cannot proceed beyond the region in the barrier film 1, that is, through the region. As a result, the predetermined atoms cannot reach the interface between the region B and the barrier film 1 and the predetermined atoms are prevented from entering and diffusing from the region A to the region B.
【００１７】ここで、本発明に係るバリア膜１中の原子
は、十分安定な状態で結合しており、原子がバリア膜１
中を拡散し、領域Ａとバリア膜１との界面Ｃ及び領域Ｂ
とバリア膜１との界面Ｄを透過して、バリア膜１外に移
動することがないものとする。これは、バリア膜１中の
原子が不安定であり、自由に拡散できる状態にある場
合、例えばバリア膜１による侵入・拡散防止の対象とな
る拡散原子がバリア膜１中に存在した場合、バリア膜１
中の拡散原子が領域Ｂへ侵入・拡散してしまい、バリア
膜１を用いる効果が低減してしまうからである。Here, the atoms in the barrier film 1 according to the present invention are bonded in a sufficiently stable state, and
Diffusion in the interior, the interface C between the region A and the barrier film 1 and the region B
Through the interface D between the barrier film 1 and the barrier film 1. This is because when the atoms in the barrier film 1 are unstable and can be freely diffused, for example, when there are diffusion atoms in the barrier film 1 that are to be Membrane 1
This is because the diffused atoms therein enter and diffuse into the region B, and the effect of using the barrier film 1 is reduced.
【００１８】このようなバリア膜１としては、種々の形
態をとることが可能である。The barrier film 1 can take various forms.
【００１９】例えば、本発明に係るバリア膜１の一構成
例として、図５に示すようなバリア膜１を挙げることが
できる。図５は、拡散防止の対象となる拡散原子が所定
の濃度で存在する領域Ａと、領域Ａよりも拡散原子の濃
度が低い領域Ｂとの間に本発明を適用したバリア膜１が
配され、領域Ａから領域Ｂへの所定の拡散原子の侵入・
拡散が防止されている状態を示す模式図である。For example, as one configuration example of the barrier film 1 according to the present invention, there is a barrier film 1 as shown in FIG. FIG. 5 shows that a barrier film 1 to which the present invention is applied is disposed between a region A where diffusion atoms to be diffusion-prevented exist at a predetermined concentration and a region B where the concentration of diffusion atoms is lower than that of the region A. The penetration of a predetermined diffusion atom from the region A to the region B;
It is a schematic diagram which shows the state in which diffusion was prevented.
【００２０】そして、このバリア膜１は、所定の拡散原
子において、図５に示すような初期濃度分布、すなわち
濃度勾配を有している。具体的には、このバリア膜１
は、領域Ａとバリア膜１との界面Ｃ、すなわち領域Ａ側
のバリア膜１表面においては、所定の拡散原子において
領域Ａよりも濃度が低く、そこからバリア膜１の厚み方
向において領域Ｂ方向に向かって、所定の拡散原子の濃
度が増加していき、バリア膜１と領域Ｂとの界面、すな
わち領域Ｂ側のバリア膜１表面では、領域Ａよりも所定
の拡散原子の濃度が高くなる濃度勾配を有する。The barrier film 1 has an initial concentration distribution, that is, a concentration gradient, as shown in FIG. Specifically, the barrier film 1
At the interface C between the region A and the barrier film 1, that is, at the surface of the barrier film 1 on the side of the region A, the concentration of predetermined diffusion atoms is lower than that of the region A. Toward the interface between the barrier film 1 and the region B, that is, at the surface of the barrier film 1 on the region B side, the concentration of the predetermined diffused atoms becomes higher than that of the region A. It has a concentration gradient.
【００２１】そして、図５においては、領域Ａに存在す
る拡散原子は、領域Ａとバリア膜１との界面Ｃに接する
と、これを透過し、領域Ａ側のバリア膜１表層に溶け込
む。そして、バリア膜１中に侵入した拡散原子は、領域
Ａ側のバリア膜１表層に拡散原子が溶解することにより
生じた濃度勾配によって、バリア膜１中を自由に拡散す
ることにより広がっていく。すなわち、上述した拡散原
子の溶解過程に入る。In FIG. 5, when the diffusion atoms existing in the region A come into contact with the interface C between the region A and the barrier film 1, the diffusion atoms penetrate the interface C and dissolve into the surface layer of the barrier film 1 on the region A side. Then, the diffusion atoms that have entered the barrier film 1 spread by freely diffusing through the barrier film 1 due to a concentration gradient generated by dissolution of the diffusion atoms in the surface layer of the barrier film 1 on the region A side. That is, the process enters the process of dissolving the diffusion atoms described above.
【００２２】しかしながら、このバリア膜１では、対象
となる拡散原子に関してバリア膜１の厚み方向において
上述した所定の濃度勾配が設けられているため、領域Ａ
から侵入し、拡散する原子は、バリア膜１の厚み方向に
おいて領域Ａにおける濃度と略等しい濃度であるＥ面ま
でしか拡散することができない。すなわち、バリア膜１
の厚み方向において、Ｅ面よりも領域Ｂ側は、拡散原子
の濃度が領域Ａの拡散原子の濃度よりも高くなるため、
領域Ａから侵入した拡散原子は、バリア膜１の厚み方向
においては、Ｅ面を超えて領域Ｂ側に拡散することがで
きない。したがって、拡散原子は、バリア膜１中から領
域Ａに侵入・拡散することができないため、領域Ａから
領域Ｂに侵入・拡散することが防止される。However, in the barrier film 1, since the above-described predetermined concentration gradient is provided in the thickness direction of the barrier film 1 with respect to the target diffusion atoms, the region A
The atoms that enter and diffuse from the surface can diffuse only up to the E plane, which has a concentration substantially equal to the concentration in the region A in the thickness direction of the barrier film 1. That is, the barrier film 1
In the thickness direction, the concentration of the diffused atoms on the side of the region B relative to the E surface becomes higher than the concentration of the diffused atoms in the region A.
The diffusion atoms that have entered from the region A cannot diffuse to the region B side beyond the E plane in the thickness direction of the barrier film 1. Therefore, the diffusion atoms cannot penetrate / diffuse from the barrier film 1 into the region A, thereby preventing the diffusion atoms from entering / diffusing from the region A into the region B.
【００２３】また、バリア膜１が拡散原子に関してバリ
ア膜１の厚み方向において所定の濃度勾配を有する他の
例として、図６に示すようなバリア膜１とされても良
い。すなわち、図６に示すバリア膜１は、所定の拡散原
子において、図６に示すような初期濃度分布、すなわち
濃度勾配を有している。具体的には、このバリア膜１
は、領域Ａとバリア膜１との界面Ｃ、すなわち領域Ａ側
のバリア膜１表面においては、所定の拡散原子において
領域Ａと略同等の濃度を有し、そこからバリア膜１の厚
み方向において領域Ｂ方向に向かって、所定の拡散原子
の濃度が増加していき、バリア膜１と領域Ｂとの界面、
すなわち領域Ｂ側のバリア膜１表面では、領域Ａよりも
所定の拡散原子の濃度が高くなる濃度勾配を有する。As another example of the barrier film 1 having a predetermined concentration gradient in the thickness direction of the barrier film 1 with respect to the diffusion atoms, the barrier film 1 as shown in FIG. 6 may be used. That is, the barrier film 1 shown in FIG. 6 has an initial concentration distribution, that is, a concentration gradient, as shown in FIG. Specifically, the barrier film 1
At the interface C between the region A and the barrier film 1, that is, at the surface of the barrier film 1 on the side of the region A, the concentration of predetermined diffusion atoms is substantially the same as that of the region A, and from there, in the thickness direction of the barrier film 1. The concentration of a predetermined diffusion atom increases in the direction of the region B, and the interface between the barrier film 1 and the region B
That is, the surface of the barrier film 1 on the side of the region B has a concentration gradient in which the concentration of the predetermined diffused atoms is higher than that of the region A.
【００２４】そして、図６においては、領域Ａに存在す
る拡散原子は、領域Ａとバリア膜１との界面Ｃに接して
も、領域Ａ側のバリア膜１表面が所定の拡散原子におい
て領域Ａと略同等の濃度を有するため、領域Ａとバリア
膜１との界面Ｃを透過し、領域Ａ側のバリア膜１表層に
溶け込むことができない。すなわち、拡散原子は、領域
Ａからバリア膜１内に侵入・拡散することができない。
したがって、このバリア膜１を用いることにより、領域
Ａに存在する拡散原子が領域Ｂへ侵入・拡散することが
防止される。In FIG. 6, even if the diffusion atoms existing in the region A are in contact with the interface C between the region A and the barrier film 1, the surface of the barrier film 1 on the side of the region A has a predetermined diffusion atom. Therefore, it cannot pass through the interface C between the region A and the barrier film 1 and dissolve into the surface layer of the barrier film 1 on the region A side. That is, the diffusion atoms cannot penetrate or diffuse into the barrier film 1 from the region A.
Therefore, the use of the barrier film 1 prevents the diffusion atoms existing in the region A from invading and diffusing into the region B.
【００２５】また、上記においては、バリア膜１の厚み
方向においてＥ面を超えて領域Ｂ側に侵入・拡散する原
子が皆無であるとはいえず、Ｅ面を超えて領域Ｂ側に侵
入・拡散する拡散原子が微量なりとも存在する虞があ
る。すなわち、上述した拡散原子の濃度勾配を有するバ
リア膜１において、例えば領域Ｂ側のバリア膜１の表層
にＥ面が存在するような濃度勾配を有するバリア膜１の
場合には、Ｅ面を超えて領域Ｂ側に侵入・拡散する拡散
原子が微量なりとも存在する虞がある。このような場合
には、Ｅ面よりも領域Ｂ側のバリア膜１の濃度勾配及び
Ｅ面と、バリア膜１と領域Ｂとの界面Ｄとの距離との効
果により、このようなＥ面を越えた拡散原子が領域Ｂに
侵入・拡散することを防止しなければならない。Further, in the above description, it cannot be said that there is no atom that invades and diffuses into the region B beyond the E-plane in the thickness direction of the barrier film 1; There is a possibility that a small amount of diffusing atoms may be present. That is, in the barrier film 1 having the above-described concentration gradient of the diffusion atoms, for example, in the case of the barrier film 1 having the concentration gradient such that the E surface exists in the surface layer of the barrier film 1 on the region B side, the barrier film 1 exceeds the E surface. Therefore, there is a possibility that a small amount of diffusing atoms penetrate and diffuse into the region B. In such a case, such an E surface is formed due to the concentration gradient of the barrier film 1 on the side of the region B with respect to the E surface and the distance between the E surface and the interface D between the barrier film 1 and the region B. It is necessary to prevent the diffused atoms that have crossed from entering and diffusing into the region B.
【００２６】したがって、拡散原子の領域Ｂへの侵入・
拡散を確実に防止するために、バリア膜１の厚み方向に
おけるＥ面の位置は、Ｅ面を越えた拡散原子の拡散を確
実に防止できる濃度勾配、及び、バリア膜１と領域Ｂと
の界面ＤとＥ面との距離とを勘案して決定することが必
要である。Therefore, the penetration of the diffused atoms into the region B
In order to surely prevent the diffusion, the position of the E plane in the thickness direction of the barrier film 1 is determined by the concentration gradient that can surely prevent the diffusion of the diffusion atoms beyond the E plane, and the interface between the barrier film 1 and the region B. It is necessary to determine in consideration of the distance between the D and E surfaces.
【００２７】また、上述した拡散原子の濃度勾配を有す
るバリア膜１は、単層膜で形成されているが、複数の膜
が積層された多層膜とされても良い。すなわち、所定の
濃度勾配を有する膜を積層することにより全体として上
述した所定の濃度勾配、すなわち、バリア膜１の厚み方
向において領域Ａにおける拡散原子の濃度よりも、拡散
原子の濃度の高い領域を有するバリア膜１を構成しても
良い。The barrier film 1 having the above-mentioned concentration gradient of the diffusion atoms is formed of a single-layer film, but may be a multilayer film in which a plurality of films are stacked. That is, by laminating films having a predetermined concentration gradient, a region having a higher concentration of the diffusion atoms than the concentration of the diffusion atoms in the region A in the thickness direction of the barrier film 1 in the thickness direction of the barrier film 1 can be obtained. The barrier film 1 may be configured.
【００２８】すなわち、例えば図７に示すように、バリ
ア膜１が、所定の拡散原子に関して所定の濃度勾配を有
する膜１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄとの４層の膜が積層され
て構成されていても良い。また、この場合、領域Ａとバ
リア膜１との関係、及び領域Ｂとバリア膜１との関係、
例えば密着性等を勘案して各層の膜の材質を変更して形
成しても良い。That is, as shown in FIG. 7, for example, the barrier film 1 is formed by laminating four layers of films 1a, 1b, 1c and 1d having a predetermined concentration gradient with respect to a predetermined diffusion atom. May be. Further, in this case, the relationship between the region A and the barrier film 1, the relationship between the region B and the barrier film 1,
For example, it may be formed by changing the material of the film of each layer in consideration of the adhesion and the like.
【００２９】そして、バリア膜１により領域Ａから領域
Ｂへの侵入・拡散が防止される拡散原子は、１種類に限
定されることはなく、バリア膜１に異なる拡散原子の濃
度勾配をそれぞれ形成することにより、複数の拡散原子
の侵入・拡散を防止することが可能である。The type of diffusion atoms that are prevented from entering and diffusing from the region A to the region B by the barrier film 1 is not limited to one kind, and different diffusion atom concentration gradients are formed in the barrier film 1. By doing so, it is possible to prevent penetration and diffusion of a plurality of diffusing atoms.
【００３０】すなわち、例えば図８に示すように、バリ
ア膜１が、所定の拡散原子Ｘに関する所定の濃度勾配
と、所定の拡散原子Ｙに関する所定の濃度勾配とを有す
る構成とされても良い。ここで、拡散原子Ｘに関する所
定の濃度勾配とは、具体的には領域Ａとバリア膜１との
界面Ｃ、すなわち領域Ａ側のバリア膜１表面において
は、拡散原子Ｘにおいて領域Ａよりも濃度が低く、そこ
からバリア膜１の厚み方向において領域Ｂ方向に向かっ
て、拡散原子Ｘの濃度が増加していき、バリア膜１と領
域Ｂとの界面、すなわち領域Ｂ側のバリア膜１表面で
は、領域Ａよりも拡散原子Ｘの濃度が高くなる濃度勾配
である。また、拡散原子Ｙに関する所定の濃度勾配と
は、具体的には領域Ａとバリア膜１との界面Ｃ、すなわ
ち領域Ａ側のバリア膜１表面においては、拡散原子Ｙに
おいて領域Ａよりも濃度が低く、そこからバリア膜１の
厚み方向において領域Ｂ方向に向かって、拡散原子Ｙの
濃度が増加していき、バリア膜１と領域Ｂとの界面、す
なわち領域Ｂ側のバリア膜１表面では、領域Ａよりも拡
散原子Ｙの濃度が高くなる濃度勾配である。バリア膜１
をこのような構成とすることにより、バリア膜１１層で
拡散原子Ｘ及び拡散原子Ｙの２種類の拡散原子の領域Ａ
から領域Ｂへの侵入・拡散を防止することができる。That is, as shown in FIG. 8, for example, the barrier film 1 may be configured to have a predetermined concentration gradient for a predetermined diffusion atom X and a predetermined concentration gradient for a predetermined diffusion atom Y. Here, the predetermined concentration gradient with respect to the diffusion atom X is, specifically, the interface C between the region A and the barrier film 1, that is, the concentration of the diffusion atom X is lower than that of the region A on the surface of the barrier film 1 on the region A side. From there, the concentration of the diffusion atoms X increases in the thickness direction of the barrier film 1 toward the region B, and at the interface between the barrier film 1 and the region B, that is, at the surface of the barrier film 1 on the region B side. , The concentration gradient in which the concentration of the diffused atoms X is higher than that in the region A. In addition, the predetermined concentration gradient for the diffusion atom Y specifically means that at the interface C between the region A and the barrier film 1, that is, at the surface of the barrier film 1 on the region A side, the concentration of the diffusion atoms Y is higher than that of the region A. From there, the concentration of the diffusion atoms Y increases in the thickness direction of the barrier film 1 toward the region B, and at the interface between the barrier film 1 and the region B, that is, at the surface of the barrier film 1 on the region B side, This is a concentration gradient in which the concentration of the diffusion atoms Y is higher than that in the region A. Barrier film 1
With such a configuration, the region A of the two types of diffusion atoms of the diffusion atoms X and the diffusion atoms Y in the barrier film 11 layer is formed.
To the region B can be prevented.
【００３１】さらに、１層のバリア膜１に複数の異なる
拡散原子の濃度勾配を形成することができない場合に
は、それぞれ異なる拡散原子に関する濃度勾配を有する
複数の膜を積層することにより、複数の拡散原子の侵入
・拡散を防止するようにしても良い。Further, when a concentration gradient of a plurality of different diffusion atoms cannot be formed in one barrier film 1, a plurality of films each having a concentration gradient of a different diffusion atom are stacked to form a plurality of films. The penetration and diffusion of diffusing atoms may be prevented.
【００３２】すなわち、例えば図９に示すように、バリ
ア膜１が、所定の拡散原子Ｘに関する所定の濃度勾配を
有する膜１ｅと、所定の拡散原子Ｙに関する所定の濃度
勾配を有する膜１ｆとを積層した構成とされても良い。
ここで、拡散原子Ｘに関する所定の濃度勾配とは、具体
的には領域Ａとバリア膜１との界面Ｃ、すなわち領域Ａ
側のバリア膜１表面においては、拡散原子Ｘにおいて領
域Ａと濃度が略等しく、そこからバリア膜１の厚み方向
において領域Ｂ方向に向かって、拡散原子Ｘの濃度が増
加していき、バリア膜１と領域Ｂとの界面、すなわち領
域Ｂ側のバリア膜１表面では、領域Ａよりも拡散原子Ｘ
の濃度が高くなる濃度勾配である。また、拡散原子Ｙに
関する所定の濃度勾配とは、具体的には領域Ａとバリア
膜１との界面Ｃ、すなわち領域Ａ側のバリア膜１表面に
おいては、拡散原子Ｙにおいて領域Ａと濃度が略等し
く、そこからバリア膜１の厚み方向において領域Ｂ方向
に向かって、拡散原子Ｙの濃度が増加していき、バリア
膜１と領域Ｂとの界面、すなわち領域Ｂ側のバリア膜１
表面では、領域Ａよりも拡散原子Ｙの濃度が高くなる濃
度勾配である。バリア膜をこのような構成とすることに
より、拡散原子Ｘ及び拡散原子Ｙの２種類の拡散原子の
領域Ａから領域Ｂへの侵入・拡散を防止することができ
る。That is, as shown in FIG. 9, for example, the barrier film 1 is composed of a film 1e having a predetermined concentration gradient with respect to a predetermined diffusion atom X and a film 1f having a predetermined concentration gradient with respect to a predetermined diffusion atom Y. A stacked configuration may be adopted.
Here, the predetermined concentration gradient with respect to the diffusion atom X is, specifically, the interface C between the region A and the barrier film 1, that is, the region A
On the surface of the barrier film 1 on the side, the concentration of the diffusion atoms X is substantially equal to that of the region A, and the concentration of the diffusion atoms X increases from there toward the region B in the thickness direction of the barrier film 1. At the interface between the first region 1 and the region B, that is, at the surface of the barrier film 1 on the region B side, the diffusion atoms X
Is a concentration gradient in which the concentration of Further, the predetermined concentration gradient regarding the diffusion atom Y is, specifically, at the interface C between the region A and the barrier film 1, that is, on the surface of the barrier film 1 on the region A side, the concentration of the diffusion atom Y is substantially equal to that of the region A. From there, the concentration of the diffusion atoms Y increases in the thickness direction of the barrier film 1 toward the region B, and the interface between the barrier film 1 and the region B, that is, the barrier film 1 on the region B side
On the surface, the concentration gradient is such that the concentration of the diffusion atoms Y is higher than that of the region A. With such a configuration of the barrier film, it is possible to prevent two types of diffusion atoms, the diffusion atoms X and the diffusion atoms Y, from intruding and diffusing from the region A to the region B.
【００３３】また、本発明に係るバリア膜１の他の構成
例として、図１０に示すようなバリア膜１を挙げること
ができる。図１０は、拡散防止の対象となる拡散原子が
所定の濃度で存在する領域Ａと、領域Ａよりも拡散原子
の濃度が低い領域Ｂとの間に本発明を適用したバリア膜
１が配され、領域Ａから領域Ｂへの所定の拡散原子の侵
入・拡散が防止されている状態を示す模式図である。As another configuration example of the barrier film 1 according to the present invention, there is a barrier film 1 as shown in FIG. FIG. 10 shows that a barrier film 1 to which the present invention is applied is arranged between a region A in which diffusion atoms to be diffusion-prevented exist at a predetermined concentration and a region B having a lower concentration of diffusion atoms than the region A. FIG. 7 is a schematic diagram showing a state where penetration and diffusion of a predetermined diffusion atom from a region A to a region B are prevented.
【００３４】そして、このバリア膜１は、所定の拡散原
子において、図１０に示すような初期濃度分布を有して
いる。具体的には、このバリア膜１は、領域Ａとバリア
膜１との界面Ｃ、すなわち領域Ａ側のバリア膜１表面か
ら領域Ｂとバリア膜１との界面、すなわち領域Ｂ側のバ
リア膜１表面までバリア膜１の厚み方向において、所定
の拡散原子において領域Ａよりも高い所定の均一濃度と
されている。The barrier film 1 has an initial concentration distribution as shown in FIG. 10 for predetermined diffusion atoms. Specifically, the barrier film 1 is formed by an interface C between the region A and the barrier film 1, that is, from the surface of the barrier film 1 on the region A side to an interface between the region B and the barrier film 1, that is, the barrier film 1 on the region B side. In the thickness direction of the barrier film 1 up to the surface, a predetermined uniform concentration of predetermined diffusion atoms is higher than that of the region A.
【００３５】そして、図１０においては、領域Ａに存在
する拡散原子は、領域Ａとバリア膜１との界面Ｃに接し
ても、領域Ａ側のバリア膜１表面が所定の拡散原子にお
いて領域Ａよりも高い濃度を有するため、領域Ａとバリ
ア膜１との界面Ｃを透過し、領域Ａ側のバリア膜１表層
に溶け込むことができない。すなわち、領域Ａに存在す
る拡散原子は、領域Ａからバリア膜１内に侵入・拡散す
ることができない。したがって、このバリア膜１を用い
ることにより、拡散原子が領域Ｂへ侵入・拡散すること
が防止される。In FIG. 10, even if the diffusion atoms existing in the region A are in contact with the interface C between the region A and the barrier film 1, the surface of the barrier film 1 on the side of the region A has a predetermined diffusion atom. Since it has a higher concentration, it cannot pass through the interface C between the region A and the barrier film 1 and dissolve into the surface layer of the barrier film 1 on the region A side. That is, the diffusion atoms existing in the region A cannot penetrate and diffuse into the barrier film 1 from the region A. Therefore, the use of the barrier film 1 prevents diffusion atoms from entering and diffusing into the region B.
【００３６】ここで、バリア膜１は、バリア膜１の厚み
方向において領域Ａとバリア膜１との界面Ｃ、すなわち
領域Ａ側のバリア膜１表面から領域Ｂとバリア膜１との
界面、すなわち領域Ｂ側のバリア膜１表面まで、全ての
位置において所定の拡散原子において領域Ａよりも高い
所定の均一濃度とされる必要はない。すなわち、バリア
膜１の厚み方向において領域Ａ側のバリア膜１表面から
所定の位置まで、すなわち所定の厚みだけ領域Ａよりも
高い所定の濃度とされれば良い。ここで、所定の厚みと
は、領域Ａからの所定の原子の侵入・拡散を確実に防止
できる程度の厚みをいう。Here, the barrier film 1 has an interface C between the region A and the barrier film 1 in the thickness direction of the barrier film 1, that is, an interface between the region B and the barrier film 1 from the surface of the barrier film 1 on the region A side, that is, It is not necessary to have a predetermined uniform concentration higher than that of the region A in the predetermined diffusion atoms at all positions up to the surface of the barrier film 1 on the region B side. In other words, the predetermined concentration may be higher than the region A by a predetermined thickness from the surface of the barrier film 1 on the region A side in the thickness direction of the barrier film 1, that is, by a predetermined thickness. Here, the predetermined thickness refers to a thickness that can reliably prevent the penetration and diffusion of predetermined atoms from the region A.
【００３７】また、このバリア膜１の場合においてもバ
リア膜１により領域Ａから領域Ｂへの侵入・拡散が防止
される拡散原子は、１種類に限定されることはなく、バ
リア膜１に異なる拡散原子の濃度勾配をそれぞれ形成す
ることにより、複数の拡散原子の侵入・拡散を防止する
ことが可能である。Further, in the case of the barrier film 1 as well, the number of diffusion atoms which are prevented from entering and diffusing from the region A to the region B by the barrier film 1 is not limited to one kind, but is different from the barrier film 1. By forming the concentration gradients of the diffusion atoms, it is possible to prevent penetration and diffusion of a plurality of diffusion atoms.
【００３８】すなわち、例えば図１１に示すように、バ
リア膜１が、所定の拡散原子Ｘに関する所定の濃度と、
所定の拡散原子Ｙに関する所定の濃度とを有する構成と
されても良い。ここで、拡散原子Ｘに関する所定の濃度
とは、領域Ａにおける拡散原子Ｘの濃度よりも高い濃度
である。また、拡散原子Ｙに関する所定の濃度とは、領
域Ａにおける拡散原子Ｙの濃度よりも高い濃度である。
バリア膜１をこのような構成とすることにより、バリア
膜１により拡散原子Ｘ及び拡散原子Ｙの２種類の拡散原
子の領域Ａから領域Ｂへの侵入・拡散を防止することが
できる。That is, for example, as shown in FIG. 11, the barrier film 1 has a predetermined concentration with respect to a predetermined diffusion atom X,
It may be configured to have a predetermined concentration with respect to a predetermined diffusion atom Y. Here, the predetermined concentration of the diffusion atom X is a concentration higher than the concentration of the diffusion atom X in the region A. The predetermined concentration of the diffusion atom Y is higher than the concentration of the diffusion atom Y in the region A.
With the barrier film 1 having such a configuration, the barrier film 1 can prevent two types of diffusion atoms, the diffusion atoms X and the diffusion atoms Y, from entering and diffusing from the region A to the region B.
【００３９】さらに、１層のバリア膜１に複数の異なる
拡散原子の濃度勾配を形成することができない場合に
は、それぞれ異なる拡散原子に関する濃度勾配を有する
複数の膜を積層することにより、複数の拡散原子の侵入
・拡散を防止するようにしても良い。Further, when it is not possible to form a concentration gradient of a plurality of different diffusion atoms in one barrier film 1, a plurality of films having concentration gradients of different diffusion atoms are stacked to form a plurality of films. The penetration and diffusion of diffusing atoms may be prevented.
【００４０】すなわち、例えば図１２に示すように、バ
リア膜１が、所定の拡散原子Ｘに関して所定の濃度を有
する膜１ｇと、所定の拡散原子Ｙに関して所定の濃度を
有する膜１ｈとを積層した構成とされても良い。ここ
で、拡散原子Ｘに関する所定の濃度とは、領域Ａにおけ
る拡散原子Ｘの濃度よりも高い濃度である。また、拡散
原子Ｙに関する所定の濃度とは、領域Ａにおける拡散原
子Ｙの濃度よりも高い濃度である。バリア膜１をこのよ
うな構成とすることにより、拡散原子Ｘ及び拡散原子Ｙ
の２種類の拡散原子の領域Ａから領域Ｂへの侵入・拡散
を防止することができる。That is, as shown in FIG. 12, for example, the barrier film 1 is formed by laminating a film 1g having a predetermined concentration with respect to a predetermined diffusion atom X and a film 1h having a predetermined concentration with respect to a predetermined diffusion atom Y. It may be configured. Here, the predetermined concentration of the diffusion atom X is a concentration higher than the concentration of the diffusion atom X in the region A. The predetermined concentration of the diffusion atom Y is higher than the concentration of the diffusion atom Y in the region A. By forming the barrier film 1 in such a configuration, the diffusion atoms X and the diffusion atoms Y
And diffusion of the two types of diffusion atoms from the region A to the region B can be prevented.
【００４１】また、上述した例は、バリア膜１を形成す
る際に、所定の拡散原子に関する所定の濃度勾配が同時
に形成されたバリア膜１であるが、本発明に係るバリア
膜１は、バリア膜１形成後に、所定の拡散原子に関する
所定の濃度勾配が形成されたものであっても良い。この
ようなバリア膜１としては、例えば、通常のバリア膜１
形成後にイオン注入により所定の拡散原子に関する濃度
勾配を形成したものが挙げられる。Further, the above-described example is the barrier film 1 in which a predetermined concentration gradient relating to a predetermined diffusion atom is simultaneously formed when the barrier film 1 is formed. After the film 1 is formed, a predetermined concentration gradient related to a predetermined diffused atom may be formed. As such a barrier film 1, for example, a normal barrier film 1
After the formation, a concentration gradient for a predetermined diffusion atom is formed by ion implantation.
【００４２】図１３は、高分子基板に対してイオン注入
を行った際のイオン注入原子の濃度勾配を示した模式図
である。すなわち、通常のバリア膜１に所定の拡散原子
をイオン注入した場合においても、バリア膜１の厚み方
向において図１３と同様の濃度勾配を得ることができ
る。FIG. 13 is a schematic diagram showing a concentration gradient of ion-implanted atoms when ion-implantation is performed on a polymer substrate. That is, even when predetermined diffusion atoms are ion-implanted into the normal barrier film 1, the same concentration gradient as in FIG. 13 can be obtained in the thickness direction of the barrier film 1.
【００４３】すなわち、例えば図１４に示すように、所
定の拡散原子に関する所定の濃度勾配を有するバリア膜
１を構成することができる。このバリア膜１は、所定の
拡散原子において、図１４に示すような初期濃度分布を
有している。具体的には、このバリア膜１は、領域Ａと
バリア膜１との界面Ｃ、すなわち領域Ａ側のバリア膜１
表面からバリア膜１の厚み方向において所定のＦ面まで
領域Ｂ方向に向かって拡散原子の濃度が高くなり、さら
にＦ面からは領域Ｂ方向に向かって拡散原子の濃度が低
くなっていく濃度勾配を有する。That is, as shown in FIG. 14, for example, a barrier film 1 having a predetermined concentration gradient with respect to a predetermined diffusion atom can be formed. The barrier film 1 has an initial concentration distribution as shown in FIG. Specifically, the barrier film 1 is formed of an interface C between the region A and the barrier film 1, that is, the barrier film 1 on the region A side.
A concentration gradient in which the concentration of diffused atoms increases in the direction of the region B from the surface to the predetermined F surface in the thickness direction of the barrier film 1, and the concentration of diffused atoms decreases in the direction of the region B from the F surface. Having.
【００４４】そして、図１４においては、領域Ａに存在
する拡散原子は、領域Ａとバリア膜１との界面Ｃに接し
ても、領域Ａ側のバリア膜１表面が所定の拡散原子にお
いて領域Ａよりも高い濃度を有するため、領域Ａとバリ
ア膜１との界面Ｃを透過し、領域Ａ側のバリア膜１表層
に溶け込むことができない。すなわち、領域Ａに存在す
る拡散原子は、領域Ａからバリア膜１内に侵入・拡散す
ることができない。したがって、このバリア膜１を用い
ることにより、拡散原子が領域Ｂへ侵入・拡散すること
が防止される。In FIG. 14, even if the diffusion atoms existing in the region A are in contact with the interface C between the region A and the barrier film 1, the surface of the barrier film 1 on the side of the region A has a predetermined diffusion atom. Since it has a higher concentration, it cannot pass through the interface C between the region A and the barrier film 1 and dissolve into the surface layer of the barrier film 1 on the region A side. That is, the diffusion atoms existing in the region A cannot penetrate and diffuse into the barrier film 1 from the region A. Therefore, the use of the barrier film 1 prevents diffusion atoms from entering and diffusing into the region B.
【００４５】また、例えば所定の拡散原子が酸素であ
り、本発明に係るバリア膜を基材に形成して大気中の酸
素の侵入・拡散を防止しようとする場合には、上述した
例に重ねて考えると、大気中の酸素濃度は、略２０体積
％であるので、領域Ａの所定の拡散原子の濃度が略２０
体積％ということになる。すなわち、本発明に係るバリ
ア膜で、大気中の酸素の侵入・拡散を防止するには、バ
リア膜を当該バリア膜１の厚み方向において、酸素濃度
が略２０体積％よりも高い領域を有する構成とすれば良
い。例えば、バリア膜が、大気側のバリア膜の表面から
当該バリア膜の厚み方向において、基材側の表面に向か
って、２５％の均一な酸素濃度を有する構成としても良
い。For example, when a predetermined diffusion atom is oxygen, and the barrier film according to the present invention is formed on a substrate to prevent the penetration and diffusion of oxygen in the atmosphere, the above-described example is repeated. Since the oxygen concentration in the atmosphere is approximately 20% by volume, the concentration of the predetermined diffused atoms in the region A is approximately 20% by volume.
It means volume%. That is, in the barrier film according to the present invention, in order to prevent intrusion and diffusion of oxygen in the atmosphere, the barrier film has a configuration in which the oxygen concentration is higher than approximately 20% by volume in the thickness direction of the barrier film 1. It is good. For example, the barrier film may be configured to have a uniform oxygen concentration of 25% from the surface of the barrier film on the air side to the surface on the substrate side in the thickness direction of the barrier film.
【００４６】このような構成とすることにより、大気中
に存在する酸素原子は、大気とバリア膜との界面に接し
ても、大気側のバリア膜表面が大気中よりも高い酸素濃
度を有するため、大気とバリア膜との界面を透過し、大
気側のバリア膜表層に溶け込むことができない。すなわ
ち、大気中の酸素原子は、大気中からバリア膜内に侵入
・拡散することができない。したがって、このバリア膜
を用いることにより、大気中の酸素原子が基材へ侵入・
拡散することが防止される。With such a structure, even if oxygen atoms present in the air come into contact with the interface between the air and the barrier film, the surface of the barrier film on the air side has a higher oxygen concentration than in the air. In addition, they cannot pass through the interface between the atmosphere and the barrier film and can be dissolved into the surface layer of the barrier film on the atmosphere side. That is, oxygen atoms in the atmosphere cannot enter or diffuse into the barrier film from the atmosphere. Therefore, by using this barrier film, oxygen atoms in the atmosphere can enter the base material.
Spreading is prevented.
【００４７】また、上述したようなバリア膜は、例えば
有機エレクロトルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素
子と呼ぶ。）等の電子デバイスや、半導体デバイス等の
種々の分野において用いることが可能である。The barrier film as described above can be used in various fields such as an electronic device such as an organic electroluminescence device (hereinafter, referred to as an organic EL device) and a semiconductor device.
【００４８】図１５は、本発明に係るバリア膜を有機エ
レクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と呼
ぶ。）に適用した一例を示す要部断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view of an essential part showing an example in which the barrier film according to the present invention is applied to an organic electroluminescence device (hereinafter, referred to as an organic EL device).
【００４９】有機ＥＬ素子１１は、フィルム状プラスチ
ック基板１２と、フィルム状プラスチック基板１２の一
主面上に形成された陽極である第１電極１３と、第１電
極１３である陽極上に形成された有機ＥＬ層１９と、有
機ＥＬ層１９上に形成された第２電極１７である陰極
と、第２電極１７である陰極及び有機ＥＬ素子１１を覆
うように形成された保護層１８であるバリア膜と、フィ
ルム状プラスチック基板の他主面上に形成された保護層
１８であるバリア膜とを備えて構成される。The organic EL element 11 is formed on a film-shaped plastic substrate 12, a first electrode 13 as an anode formed on one main surface of the film-shaped plastic substrate 12, and an anode as the first electrode 13. The organic EL layer 19, the cathode as the second electrode 17 formed on the organic EL layer 19, the cathode as the second electrode 17, and the barrier as the protective layer 18 formed so as to cover the organic EL element 11. A film and a barrier film which is a protective layer 18 formed on the other main surface of the film-shaped plastic substrate.
【００５０】フィルム状プラスチック基板１２は、有機
ＥＬ素子１１の支持体となるものであり、このフィルム
状プラスチック基板１２上に有機ＥＬ素子１１を構成す
る各層が形成される。フィルム状プラスチック基板１２
に用いる材料としては、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテ
レフタラート等を好適に用いることができる。また、フ
ィルム状プラスチック基板１２に用いる材料としては、
これらの材料に限定されることはなく、可視光に対して
透過率の高い材料であれば何れのものも用いることがで
きる。The plastic film substrate 12 serves as a support for the organic EL device 11, and the layers constituting the organic EL device 11 are formed on the plastic film substrate 12. Film plastic substrate 12
For example, PET (polyethylene terephthalate) or the like can be suitably used.
The material is not limited to these materials, and any material having a high transmittance with respect to visible light can be used.
【００５１】そして、フィルム状プラスチック基板１２
の厚みは、５０μｍ以上５００μｍ以下とすることが好
ましい。これは、フィルム状プラスチック基板１２の厚
みを５０μｍ未満とした場合には、フィルム状プラスチ
ック基板１２自体が十分な平坦性を保持することが難し
いため、有機ＥＬ素子１１を構成した際に、有機ＥＬ素
子１１の良好な平坦性を維持することが困難になる虞が
あるからである。また、フィルム状プラスチック基板１
２の厚みを５００μｍよりも厚くした場合には、フィル
ム状プラスチック基板１２自体を自由に曲げることが困
難になる、すなわちフィルム状プラスチック基板１２自
体の可撓性が乏しくなるため、有機ＥＬ素子１１を構成
した際に、有機ＥＬ素子１１の可撓性が悪くなるからで
ある。Then, the film-like plastic substrate 12
Is preferably 50 μm or more and 500 μm or less. This is because, when the thickness of the film-shaped plastic substrate 12 is less than 50 μm, it is difficult for the film-shaped plastic substrate 12 itself to maintain sufficient flatness. This is because it may be difficult to maintain good flatness of the element 11. In addition, the film-shaped plastic substrate 1
When the thickness of the film-shaped plastic substrate 12 is larger than 500 μm, it is difficult to freely bend the film-shaped plastic substrate 12 itself, that is, the flexibility of the film-shaped plastic substrate 12 itself becomes poor. This is because when configured, the flexibility of the organic EL element 11 deteriorates.
【００５２】陽極である第１電極１３に用いる陽極材料
としては、効率良くホールを注入するために電極材料の
真空準位からの仕事関数が大きく、また、陽極側から有
機電界発光を取り出すことを可能とするために、透明、
又は半透明の材料を用いることが好ましい。このような
材料としては、例えばＩＴＯ、ＳｎＯ2等の酸化物が広
く用いられている。しかしながら、陽極材料が酸素を含
んでいる場合、これらの酸素が有機ＥＬ層と陽極との界
面から有機ＥＬ層１９中に侵入・拡散する虞がある。そ
して、酸素が有機ＥＬ層１９中に侵入・拡散した場合、
この酸素により有機ＥＬ層１９が劣化し、これに起因し
て有機ＥＬ素子１１の耐久性が劣化してしまう虞があ
る。したがって、陽極を構成する陽極材料中には、極
力、酸素が含まれていないことが好ましい。The anode material used for the first electrode 13 serving as the anode is required to have a large work function from the vacuum level of the electrode material in order to inject holes efficiently and to take out organic electroluminescence from the anode side. Transparent to make it possible
Alternatively, it is preferable to use a translucent material. As such a material, for example, oxides such as ITO and SnO 2 are widely used. However, when the anode material contains oxygen, there is a possibility that such oxygen may enter and diffuse into the organic EL layer 19 from the interface between the organic EL layer and the anode. When oxygen invades and diffuses into the organic EL layer 19,
The organic EL layer 19 is deteriorated by the oxygen, and the durability of the organic EL element 11 may be deteriorated due to the deterioration. Therefore, it is preferable that the anode material constituting the anode contains as little oxygen as possible.
【００５３】そこで、この有機ＥＬ素子１１では、第１
電極１３である陽極材料として窒化物を用いている。な
お、この明細書中において窒化物とは、酸素を含まない
窒素化合物をいう。Therefore, in this organic EL device 11, the first
A nitride is used as an anode material of the electrode 13. Note that in this specification, a nitride refers to a nitrogen compound containing no oxygen.
【００５４】このような陽極材料として用いることがで
きる窒化物としては、例えばＴｉＮが挙げられる。Ｔｉ
Ｎを陽極材料として用いた場合、ＴｉＮはフィルム状プ
ラスチック基板、例えばポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）に対する密着性が良いため、フィルム状プラ
スチック基板１２から剥がれ難く、有機ＥＬ素子１１の
耐久性を向上させることができる。また、窒化物は、こ
れに限定されることはなく、電極材料の真空準位からの
仕事関数が大きく、透明、又は半透明の材料であれば何
れの材料も用いることが可能である。As a nitride which can be used as such an anode material, for example, TiN can be mentioned. Ti
When N is used as the anode material, TiN has good adhesion to a film-like plastic substrate, for example, polyethylene terephthalate (PET), so that it is difficult to peel off from the film-like plastic substrate 12 and the durability of the organic EL element 11 can be improved. it can. Further, the nitride is not limited to this, and any material can be used as long as it has a large work function from the vacuum level of the electrode material and is transparent or translucent.
【００５５】そして、上述した陽極の厚みは、１０μｍ
以上５０μｍ以下とすることが好ましい。これは、陽極
の厚みが１０μｍ未満の場合、厚みが薄すぎるために陽
極として十分に機能しなくなるからである。また、陽極
の厚みが５０μｍよりも厚い場合には、可視光の透過率
が悪くなり、実用に適さなくなるからである。The thickness of the above-mentioned anode is 10 μm
It is preferable that the thickness be not less than 50 μm. This is because if the thickness of the anode is less than 10 μm, the thickness is too small to function sufficiently as an anode. On the other hand, if the thickness of the anode is more than 50 μm, the transmittance of visible light becomes poor, which makes the anode unsuitable for practical use.
【００５６】有機ＥＬ層１９は、正孔輸送層１４と、発
光層１５と、電子輸送層１６とを備えて構成され、これ
ら各層がこの順で陽極上に形成されてなる。The organic EL layer 19 includes a hole transport layer 14, a light emitting layer 15, and an electron transport layer 16, and these layers are formed on the anode in this order.
【００５７】正孔輸送層１４は、陽極から注入された正
孔を発光層１５まで輸送する。正孔輸送材料として使用
可能な材料としては、ベンジン又はその誘導体、スチリ
ルアミン又はその誘導体、トリフェニルメタン又はその
誘導体をはじめ、ポルフィリン又はその誘導体、トリア
ゾール又はその誘導体、イミダゾール又はその誘導体、
オキサジアゾール又はその誘導体、ポリアリールアルカ
ン又はその誘導体、フェニレンジアミン又はその誘導
体、アリールアミン又はその誘導体、オキサゾール又は
その誘導体、アントラセン又はその誘導体、フルオレノ
ン又はその誘導体、ヒドラゾン又はその誘導体、スチル
ベン又はその誘導体、又はポリシラン系化合物、ビニル
カルバゾール系化合物、チオフェン系化合物、アニリン
系化合物等の複素環式共役系のモノマ、オリゴマ、ポリ
マ等が挙げられる。The hole transport layer 14 transports holes injected from the anode to the light emitting layer 15. Materials that can be used as the hole transport material include benzene or a derivative thereof, styrylamine or a derivative thereof, triphenylmethane or a derivative thereof, porphyrin or a derivative thereof, triazole or a derivative thereof, imidazole or a derivative thereof,
Oxadiazole or its derivative, polyarylalkane or its derivative, phenylenediamine or its derivative, arylamine or its derivative, oxazole or its derivative, anthracene or its derivative, fluorenone or its derivative, hydrazone or its derivative, stilbene or its derivative And heterocyclic conjugated monomers, oligomers, and polymers such as polysilane compounds, vinylcarbazole compounds, thiophene compounds, and aniline compounds.
【００５８】具体的には、α−ナフチルフェニルジアミ
ン、ポルフィリン、金属テトラフェニルポルフィリン、
金属ナフタロシアニン、４，４’、４”−トリメチルト
リフェニルアミン、４，４’，４”−トリス（３−メチ
ルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン）トリ
フェニルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（ｐ
−トリル）ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，
Ｎ’−テトラフェニル４，４’−ジアミノビフェニル、
Ｎ−フェニルカルバゾール、４−ジ−ｐ−トリルアミノ
スチルベン、ポリ（パラフェニレンビニレン）、ポリ
（チオフェンビニレン）、ポリ（２，２’−チエニルピ
ロール）等が挙げられるが、これらに限定されるもので
はない。Specifically, α-naphthylphenyldiamine, porphyrin, metal tetraphenylporphyrin,
Metal naphthalocyanine, 4,4 ′, 4 ″ -trimethyltriphenylamine, 4,4 ′, 4 ″ -tris (3-methylphenylphenylamino) triphenylamine) triphenylamine, N, N, N ′, N '-Tetrakis (p
-Tolyl) p-phenylenediamine, N, N, N ',
N′-tetraphenyl 4,4′-diaminobiphenyl,
Examples include, but are not limited to, N-phenylcarbazole, 4-di-p-tolylaminostilbene, poly (paraphenylenevinylene), poly (thiophenvinylene), poly (2,2′-thienylpyrrole), and the like. is not.
【００５９】発光層１５では、電子と正孔が結合して、
その結合エネルギーが光として放射される。図１５にお
いては、発光層１５が独立して設けられているが、正孔
輸送層１４と発光層１５とを兼ねた正孔輸送性発光層
や、電子輸送層１６と発光層１５とを兼ねた電子輸送性
発光層を用いることもできる。正孔輸送性発光層を用い
た場合には、陽極から正孔輸送性発光層に注入された正
孔が電子輸送層によって閉じこめられるため、再結合効
率が向上する。また、電子輸送性発光層を用いた場合に
は、陰極から電子輸送性発光層に注入された電子が電子
輸送性発光層に閉じこめられるため、正孔輸送性発光層
を用いた場合と同様に再結合効率が向上する。In the light emitting layer 15, electrons and holes are combined,
The binding energy is emitted as light. In FIG. 15, the light emitting layer 15 is provided independently, but the hole transporting light emitting layer also serves as the hole transporting layer 14 and the light emitting layer 15 and also serves as the electron transporting layer 16 and the light emitting layer 15. Alternatively, an electron transporting light emitting layer can be used. When the hole transporting light emitting layer is used, holes injected from the anode into the hole transporting light emitting layer are confined by the electron transporting layer, so that recombination efficiency is improved. When an electron transporting light emitting layer is used, the electrons injected from the cathode into the electron transporting light emitting layer are confined in the electron transporting light emitting layer. Recombination efficiency is improved.
【００６０】発光層１５の材料としては、電圧印加時に
陽極側から正孔を、また、陰極側から電子を注入できる
こと、注入された電荷、すなわち正孔及び電子を移動さ
せ、正孔と電子が再結合する場を提供できること、発光
効率が高いこと等の条件を満たしている例えば低分子蛍
光色素、蛍光性の高分子、金属錯体等の有機材料を使用
することができる。The material of the light emitting layer 15 is such that holes can be injected from the anode side and electrons can be injected from the cathode side when voltage is applied, and the injected charges, that is, holes and electrons are moved. For example, an organic material such as a low-molecular fluorescent dye, a fluorescent polymer, or a metal complex which satisfies conditions such as providing a recombination field and high luminous efficiency can be used.
【００６１】このような材料としては、例えばアントラ
セン、ナフタレン、フェナントレン、ピレン、クリセ
ン、ペリレン、ブタジエン、クマリン、アクリジン、ス
チルベン、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯
体、ビス（ベンゾキノリノラト）ベリリウム錯体、トリ
（ジベンゾイルメチル）フェナントロリンユーロピウム
錯体、ジトルイルビニルビフェニル等を挙げることがで
きる。Examples of such materials include anthracene, naphthalene, phenanthrene, pyrene, chrysene, perylene, butadiene, coumarin, acridine, stilbene, tris (8-quinolinolato) aluminum complex, bis (benzoquinolinolato) beryllium complex, Tri (dibenzoylmethyl) phenanthroline europium complex, ditoluylvinylbiphenyl and the like can be mentioned.
【００６２】電子輸送層１６は、陰極である第２電極１
７から注入された電子を発光層１５まで輸送する。電子
輸送層１６の材料として使用可能な材料としては、キノ
リン又はその誘導体、ペリレン又はその誘導体、ビスス
チリル又はその誘導体、ピラジン又はその誘導体が挙げ
られる。The electron transport layer 16 is formed on the second electrode 1 serving as a cathode.
The electrons injected from 7 are transported to the light emitting layer 15. Examples of a material that can be used as the material of the electron transport layer 16 include quinoline or a derivative thereof, perylene or a derivative thereof, bisstyryl or a derivative thereof, and pyrazine or a derivative thereof.
【００６３】具体的には、８−ヒドロキシキノリンアル
ミニウム、アントラセン、ナフタリン、フェナントレ
ン、ピレン、クリセン、ペリレン、ブタジエン、クマリ
ン、アクリジン、スチルベン、又はこれらの誘導体等が
挙げられる。Specific examples include aluminum 8-hydroxyquinoline, anthracene, naphthalene, phenanthrene, pyrene, chrysene, perylene, butadiene, coumarin, acridine, stilbene, and derivatives thereof.
【００６４】陰極である第２電極１７に用いる陰極材料
としては、効率良く電子を注入するために、電極材料の
真空準位からの仕事関数が小さい金属を用いるのが好ま
しい。As a cathode material used for the second electrode 17 serving as a cathode, it is preferable to use a metal having a small work function from a vacuum level of the electrode material in order to inject electrons efficiently.
【００６５】具体的には、アルミニウム、インジウム、
マグネシウム、銀、カルシウム、バリウムリチウム等の
低仕事関数金属を単体で用いても良く、又はこれらの金
属を他の金属との合金として安定性を高めて使用しても
良い。Specifically, aluminum, indium,
Low work function metals such as magnesium, silver, calcium, barium lithium and the like may be used alone, or these metals may be used as an alloy with another metal with increased stability.
【００６６】保護層１８は、有機ＥＬ素子１１の駆動の
信頼性を確保するため、また、有機ＥＬ素子１１の劣化
を防止するために、有機ＥＬ素子１１を封止し、酸素や
水分を遮断する作用をするものである。ここで、この有
機ＥＬ素子では、保護層として上述した本発明に係るバ
リア膜を用いている。そして、この保護層１８において
は、保護層の厚み方向において、酸素濃度が２５体積％
と均一な濃度分布とされている。これにより、この有機
ＥＬ素子においては、有機ＥＬ素子の外部、すなわち大
気中の酸素が有機ＥＬ素子内に侵入・拡散することがで
きないため、有機ＥＬ素子内部が外部より侵入・拡散し
た酸素により劣化し、耐久性が悪くなることを防止する
ことができる。The protective layer 18 seals the organic EL element 11 and blocks oxygen and moisture in order to ensure the driving reliability of the organic EL element 11 and to prevent the organic EL element 11 from being deteriorated. It works. Here, in this organic EL element, the above-described barrier film according to the present invention is used as a protective layer. The protective layer 18 has an oxygen concentration of 25% by volume in the thickness direction of the protective layer.
And a uniform concentration distribution. Accordingly, in this organic EL element, oxygen in the outside of the organic EL element, that is, oxygen in the atmosphere cannot enter and diffuse into the organic EL element. However, deterioration of durability can be prevented.
【００６７】保護層１８に用いられる材料としては、気
密性が保つことが可能であり、また、発光層１５で発生
した発光が透過可能な金属単体、又はその合金等を適宜
選択して用いることができる。保護層１８は、陰極上及
びフィルム状プラスチック基板の他主面だけではなく、
図１５に示すように有機ＥＬ素子１１全体を覆うように
形成することが好ましい。有機ＥＬ素子全体１を覆うよ
うに保護層１８を形成することにより、外部からの酸素
や水分の有機ＥＬ素子１１内への侵入を防ぐことができ
るからである。As a material used for the protective layer 18, it is possible to appropriately select and use a simple metal, an alloy thereof, or the like, which can maintain airtightness and can transmit light emitted from the light emitting layer 15. Can be. The protective layer 18 is formed not only on the cathode and on the other main surface of the film-like plastic substrate,
It is preferable that the organic EL element 11 is formed so as to cover the entire organic EL element 11 as shown in FIG. By forming the protective layer 18 so as to cover the entire organic EL element 1, it is possible to prevent oxygen and moisture from entering the organic EL element 11 from the outside.
【００６８】具体的には、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＮX
等を挙げることができる。Specifically, SiO 2 , Al 2 O 3 , SiN X
And the like.
【００６９】上述した有機ＥＬ素子１１は、次にように
して作製することができる。The above-described organic EL device 11 can be manufactured as follows.
【００７０】まず、基板として例えば厚み５０μｍのＰ
ＥＴからなるフィルム状プラスチック基板１２の一主面
上に例えばＴｉＮからなる厚み１０ｎｍの陽極である第
１電極１３を反応性ＤＣスパッタリングにより成膜す
る。First, as a substrate, for example, a 50 μm-thick P
On one main surface of the film-like plastic substrate 12 made of ET, a first electrode 13 made of, for example, a 10-nm-thick anode made of TiN is formed by reactive DC sputtering.
【００７１】そして、上述した陽極である第１電極１３
上に、有機ＥＬ層１９を形成する。上記においては、有
機ＥＬ層１９は、正孔輸送層１４、発光層１５、及び電
子輸送層１６をこの順に積層しているが、例えば陽極バ
ッファ層１４’、正孔輸送層１５’及び電子輸送兼発光
層１６’をこの順に積層しても良い。この場合は、陽極
バッファ層１４’、正孔輸送層１５’及び電子輸送兼発
光層１６’をこの順に真空蒸着により成膜することによ
り形成する。ここで、陽極バッファ層１４’は、例えば
ｍ−ＭＴＤＡＴＡ〔４，４’，４”−トリス（３−メチ
ルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン〕を成
膜することにより形成する。また、正孔輸送層１５’
は、例えばＴＰＤ〔Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，
Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェ
ニル−４，４’−ジアミン〕を成膜することにより形成
する。そして、電子輸送兼発光層１６’は、例えばＡｌ
ｑ3（８−ヒドロキシキノリンアルミニウム）を成膜す
ることにより形成する。そして、有機ＥＬ層１９の厚み
は、例えば１５０ｎｍとする。The first electrode 13 which is the above-mentioned anode is
An organic EL layer 19 is formed thereon. In the above description, the organic EL layer 19 has the hole transport layer 14, the light emitting layer 15, and the electron transport layer 16 laminated in this order. For example, the anode buffer layer 14 ', the hole transport layer 15', and the electron transport layer The light emitting layer 16 'may be stacked in this order. In this case, the anode buffer layer 14 ', the hole transport layer 15', and the electron transport / emission layer 16 'are formed by vacuum deposition in this order. Here, the anode buffer layer 14 'is formed by, for example, forming m-MTDATA [4,4', 4 "-tris (3-methylphenylphenylamino) triphenylamine]. Layer 15 '
Is, for example, TPD [N, N'-diphenyl-N, N,
N'-bis (3-methylphenyl) -1,1'-biphenyl-4,4'-diamine]. The electron transporting and light emitting layer 16 ′ is made of, for example, Al.
q 3 (8-hydroxyquinoline aluminum) is formed by depositing. The thickness of the organic EL layer 19 is, for example, 150 nm.
【００７２】次に、上記のように形成された有機ＥＬ層
１９上に、陰極である第２電極１７として例えばＡｌＴ
ｉ膜を１００ｎｍの厚みにスパッタリングにより成膜す
る。Next, on the organic EL layer 19 formed as described above, for example, AlT
An i film is formed to a thickness of 100 nm by sputtering.
【００７３】そして、上記において形成した各層全体を
覆うように例えばＳｉＯ2からなる厚み１０００ｎｍの
保護層１８であるバリア膜をスパッタリングにより形成
する。Then, a barrier film which is, for example, a 1000 nm thick protective layer 18 made of, for example, SiO 2 is formed by sputtering so as to cover the entire layers formed above.
【００７４】最後に、フィルム状プラスチック基板の他
主面上に例えばＳｉＯ2からなる厚み１０００ｎｍの保
護層１８であるバリア膜をスパッタリングにより形成す
る。Finally, a barrier film which is a protective layer 18 of, for example, SiO 2 and has a thickness of 1000 nm is formed on the other main surface of the film-like plastic substrate by sputtering.
【００７５】ここで、保護層１８であるバリア膜は、例
えば以下のような成膜条件で成膜することにより、保護
層１８の厚み方向において酸素濃度が２５体積％と均一
な濃度分布分とされた状態に形成することができる。Here, the barrier film as the protective layer 18 is formed under the following film forming conditions, for example, so that the oxygen concentration in the thickness direction of the protective layer 18 is 25% by volume and the oxygen concentration is uniform. Can be formed.
【００７６】成膜条件 投入電力：２５００Ｗ スパッタリングガス：Ａｒ＋Ｏ2 スパッタリングガス圧：１ｍＴｏｒｒ スパッタリングターゲット：Ｓｉターゲット 基板温度：約１００℃ 以上のように作製された有機ＥＬ素子は、フィルム状プ
ラスチック基板の他主面側に本発明に係るバリア膜が形
成されているため、有機ＥＬ素子の外部の酸素がフィル
ム状プラスチック基板を透過して有機ＥＬ素子内に侵入
・拡散することが防止される。また、この有機ＥＬ素子
は、有機ＥＬ素子を構成する各層全体を覆うように本発
明に係るバリア膜で覆われているため、有機ＥＬ素子の
外部の酸素が保護層１８を透過して有機ＥＬ素子内に侵
入・拡散することが防止される。その結果、有機ＥＬ素
子内が酸素により劣化し、この劣化に起因した有機ＥＬ
素子の耐久性の劣化が生じることが防止される。 Film forming conditions Input power: 2500 W Sputtering gas: Ar + O 2 Sputtering gas pressure: 1 mTorr Sputtering target: Si target Substrate temperature: about 100 ° C. The organic EL device manufactured as described above is a film plastic substrate. Since the barrier film according to the present invention is formed on the surface side, it is possible to prevent oxygen outside the organic EL element from penetrating and diffusing into the organic EL element through the plastic film substrate. In addition, since the organic EL element is covered with the barrier film according to the present invention so as to cover all the layers constituting the organic EL element, oxygen outside the organic EL element passes through the protective layer 18 and the organic EL element is Intrusion and diffusion into the element are prevented. As a result, the inside of the organic EL element is deteriorated by oxygen, and the organic EL
The deterioration of the durability of the element is prevented.
【００７７】また、上記においては、バリア膜中の酸素
の濃度勾配は、バリア膜を成膜する際に同時に形成して
いるが、例えばバリア膜を形成後にイオン注入により酸
素の濃度勾配を形成する場合は、以下のようにして形成
することができる。In the above description, the oxygen concentration gradient in the barrier film is formed simultaneously with the formation of the barrier film. For example, the oxygen concentration gradient is formed by ion implantation after forming the barrier film. In this case, it can be formed as follows.
【００７８】まず、例えば下記の成膜条件によりバリア
膜を成膜する。First, for example, a barrier film is formed under the following film forming conditions.
【００７９】成膜条件 投入電力：２５００Ｗ スパッタリングガス：Ａｒ＋Ｏ2 スパッタリングガス圧：１ｍＴｏｒｒ スパッタリングターゲット：Ｓｉターゲット 基板温度：約１００℃ 次に、成膜したバリア膜に対して酸素の濃度勾配を形成
する。酸素の濃度勾配は、質量分離型イオン注入装置を
用いて、酸素イオンを１５０ｋｅＶまで加速し、バリア
膜表面に注入する。これにより、注入された酸素は、表
面から約５０ｎｍ付近にピークを有するような濃度分布
を示すものとすることができる。Deposition conditions Input power: 2500 W Sputtering gas: Ar + O 2 Sputtering gas pressure: 1 mTorr Sputtering target: Si target Substrate temperature: about 100 ° C. Next, an oxygen concentration gradient is formed on the formed barrier film. As for the oxygen concentration gradient, oxygen ions are accelerated to 150 keV using a mass separation type ion implantation apparatus and are implanted into the barrier film surface. Thus, the implanted oxygen can have a concentration distribution having a peak at about 50 nm from the surface.
【００８０】[0080]
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
係るバリア膜は、所定の原子又は分子の濃度が異なる２
つの領域間に配され、これら原子又は分子が濃度の高い
領域から低い領域へと侵入・拡散することを防止するバ
リア膜において、厚み方向の少なくとも一部領域が、上
記濃度の高い領域よりも上記所定の原子又は分子の濃度
が高くなるように設定されてなるものである。As described above in detail, the barrier film according to the present invention has different predetermined atomic or molecular concentrations.
In a barrier film that is disposed between two regions and prevents these atoms or molecules from invading and diffusing from a region with a high concentration to a region with a low concentration, at least a part of the region in the thickness direction is more than the region with a high concentration. It is set so that the concentration of a predetermined atom or molecule becomes high.
【００８１】すなわち、本発明に係るバリア膜は、バリ
ア膜の厚み方向において、濃度の高い領域よりも所定の
原子又は分子の濃度が高くなるように設定された領域を
有するため、濃度の高い領域に存在する所定の原子又は
分子が、濃度の低い領域へ侵入・拡散することを防止す
ることができる。That is, the barrier film according to the present invention has, in the thickness direction of the barrier film, a region where the concentration of a predetermined atom or molecule is set to be higher than that of the region where the concentration is high. Can be prevented from invading and diffusing a predetermined atom or molecule existing in the low concentration region.
【００８２】したがって、本発明によれば、電子デバイ
ス等の種々の分野においても使用可能な優れたガスバリ
ア性能を有するバリア膜を提供することができる。Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a barrier film having excellent gas barrier performance that can be used in various fields such as electronic devices.
【図１】バリア膜を挟む２つの領域間における原子の拡
散の過程を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a process of diffusion of atoms between two regions sandwiching a barrier film.
【図２】バリア膜を挟む２つの領域間における原子の拡
散の過程を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a process of diffusion of atoms between two regions sandwiching a barrier film.
【図３】バリア膜を挟む２つの領域間における原子の拡
散の過程を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a process of diffusion of atoms between two regions sandwiching a barrier film.
【図４】バリア膜を挟む２つの領域間における原子の拡
散の過程を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a process of diffusion of atoms between two regions sandwiching a barrier film.
【図５】所定の２つの領域の間に本発明に係るバリア膜
を配した状態を説明する模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a state where a barrier film according to the present invention is disposed between two predetermined regions.
【図６】所定の２つの領域の間に本発明に係るバリア膜
を配した状態を説明する模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a state where a barrier film according to the present invention is disposed between two predetermined regions.
【図７】所定の２つの領域の間に本発明に係るバリア膜
を配した状態を説明する模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a state where a barrier film according to the present invention is disposed between two predetermined regions.
【図８】所定の２つの領域の間に本発明に係るバリア膜
を配した状態を説明する模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a state where a barrier film according to the present invention is disposed between two predetermined regions.
【図９】所定の２つの領域の間に本発明に係るバリア膜
を配した状態を説明する模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a state where a barrier film according to the present invention is disposed between two predetermined regions.
【図１０】所定の２つの領域の間に本発明に係るバリア
膜を配した状態を説明する模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a state where a barrier film according to the present invention is disposed between two predetermined regions.
【図１１】所定の２つの領域の間に本発明に係るバリア
膜を配した状態を説明する模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a state where a barrier film according to the present invention is disposed between two predetermined regions.
【図１２】所定の２つの領域の間に本発明に係るバリア
膜を配した状態を説明する模式図である。FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a state where a barrier film according to the present invention is disposed between two predetermined regions.
【図１３】高分子基板に対してイオン注入を行った際の
イオン注入原子の濃度勾配を示した模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing a concentration gradient of ion-implanted atoms when ion-implantation is performed on a polymer substrate.
【図１４】所定の２つの領域の間に本発明に係るバリア
膜を配した状態を説明する模式図である。FIG. 14 is a schematic diagram illustrating a state in which a barrier film according to the present invention is disposed between two predetermined regions.
【図１５】本発明に係るバリア膜を適用した有機ＥＬ素
子の一構成例を示す要部縦断面図である。FIG. 15 is a vertical cross-sectional view of a main part showing one configuration example of an organic EL element to which a barrier film according to the present invention is applied.
１ 領域Ａ、２ 領域Ｂ、３ バリア膜、１１ 有機
ＥＬ素子、１２ フィルム状プラスチック基板、１３
第１電極、１４ 正孔輸送層、１５ 発光層、１６電子
輸送層、１７ 第２電極、１８ 保護層、１９ 有機Ｅ
Ｌ層1 area A, 2 area B, 3 barrier film, 11 organic EL element, 12 film plastic substrate, 13
1st electrode, 14 hole transport layer, 15 light emitting layer, 16 electron transport layer, 17 second electrode, 18 protective layer, 19 organic E
L layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｌ 67:00 Ｃ０８Ｌ 67:00 Ｆターム(参考） 3K007 AB11 AB13 AB18 BB01 CA05 CA06 CB01 DA01 DB03 EA01 EB00 FA01 FA02 4D006 GA47 MA06 MB03 PC01 4F006 AA35 AB74 BA05 CA08 DA01 4F100 AA19 AA20 AD05 AK42 AR00A AR00B BA01 BA02 BA03 BA04 BA05 BA07 BA13 BA42 EH66 GB41 JD02 JD02A JD02B JD03 JD03A JD03B 4K029 AA11 AA25 BA23 BA46 BA60 BB02 BC00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C08L 67:00 C08L 67:00 F term (Reference) 3K007 AB11 AB13 AB18 BB01 CA05 CA06 CB01 DA01 DB03 EA01 EB00 FA01 FA02 4D006 GA47 MA06 MB03 PC01 4F006 AA35 AB74 BA05 CA08 DA01 4F100 AA19 AA20 AD05 AK42 AR00A AR00B BA01 BA02 BA03 BA04 BA05 BA07 BA13 BA42 EH66 GB41 JD02 JD02A JD02B JD03 JD03A JD03B 4K029 AA11 ABA46
Claims (6)
の領域間に配され、これら原子又は分子が濃度の高い領
域から低い領域へと侵入・拡散することを防止するバリ
ア膜において、 厚み方向の少なくとも一部領域が、上記濃度の高い領域
よりも上記所定の原子又は分子の濃度が高くなるように
設定されていることを特徴とするバリア膜。1. A barrier film disposed between two regions having different concentrations of a predetermined atom or molecule to prevent these atoms or molecules from entering or diffusing from a region having a high concentration to a region having a low concentration. Characterized in that at least a part of the region is set so that the concentration of the predetermined atom or molecule is higher than that of the region having a high concentration.
濃度の高い領域側から上記濃度の低い領域側へ向かって
上記所定の原子又は分子の濃度が高くなる濃度勾配を有
することを特徴とする請求項１記載のバリア膜。2. The method according to claim 1, wherein the barrier film has a concentration gradient in which the concentration of the predetermined atom or molecule increases from the higher concentration region toward the lower concentration region in the thickness direction. Item 4. The barrier film according to item 1,
膜を積層した多層膜からなることを特徴とする請求項２
記載のバリア膜。3. A multi-layered film in which films having different concentrations of the predetermined atoms or molecules are stacked.
The barrier film according to the above.
くとも上記濃度の高い領域側の表層は、上記濃度の高い
領域よりも上記所定の原子又は分子の濃度が高くなるよ
うに設定されていることを特徴とする請求項１記載のバ
リア膜。4. In the thickness direction of the barrier film, at least the surface layer on the high concentration region side is set so that the concentration of the predetermined atom or molecule is higher than that of the high concentration region. The barrier film according to claim 1, wherein
子又は分子の濃度が高くなるように設定された一部領域
が、上記所定の原子又は分子がイオン注入されてなるこ
とを特徴とする請求項１記載のバリア膜。5. A partial region wherein the concentration of the predetermined atom or molecule is set higher than that of the region having a higher concentration, wherein the predetermined atom or molecule is ion-implanted. The barrier film according to claim 1.
り、 上記濃度の高い領域が大気であり、 上記濃度の高い領域側の表層の酸素濃度が２０体積％以
上であり、 上記大気中の酸素の侵入・拡散を防止することを特徴と
する請求項１記載のバリア膜。6. The method according to claim 6, wherein the predetermined atom or molecule is oxygen, the high-concentration region is air, and the oxygen concentration in the surface layer on the high-concentration region side is 20% by volume or more. 2. The barrier film according to claim 1, wherein penetration and diffusion of oxygen are prevented.
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