JP2015230869A - Electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子デバイスに関する。 The present invention relates to an electronic device.
有機エレクトロルミネッセンス(EL;ElectroLuminescence)素子、液晶表示素子等の電子デバイスは、大気中の水、酸素等のガスにより劣化しやすいため、高い封止性能が求められている。
金属製又はガラス製の封止材は、水、酸素等に対するガスバリアー性が高いが、溶接等によって封止材を電子デバイスの基板に接合するため、高温及び高圧下にさらされた電子デバイスの劣化が避けられない。エポキシ樹脂等の樹脂製の接着剤を用いれば、常温常圧下で接合することもできるが、樹脂は金属、ガラス等に比べるとガスバリアー性が低く、接合部からの水、酸素等の浸入を完全に防ぐことが難しかった。
Electronic devices such as organic electroluminescence (EL) elements and liquid crystal display elements are likely to be deteriorated by gas such as water and oxygen in the atmosphere, and thus high sealing performance is required.
Metal or glass sealing materials have high gas barrier properties against water, oxygen, etc., but since the sealing material is joined to the substrate of the electronic device by welding or the like, the sealing material of the electronic device exposed to high temperature and high pressure is used. Deterioration is inevitable. If an adhesive made of resin such as epoxy resin is used, bonding can be performed at normal temperature and pressure, but the resin has lower gas barrier properties than metal, glass, etc. It was difficult to prevent completely.
そこで、封止材と電子デバイスの基板のそれぞれの接合面にガスバリアー性の高い金属、金属酸化物等の薄膜を形成した後、表面活性化処理することにより、常温で接合する方法も検討されている(例えば、特許文献1、2及び非特許文献1参照)。
また、接着剤として接合強度が高いシランカップリング剤、分子接着剤等を用いることにより、封止材と基板を接合する接着剤の層を可能な限り薄くして、接合部から浸入する水、酸素等を減らす方法が提案されている(例えば、特許文献3〜5、非特許文献2及び3参照)。
Therefore, after forming a thin film of metal, metal oxide, etc. with high gas barrier properties on the bonding surfaces of the encapsulant and the substrate of the electronic device, a method of bonding at room temperature by surface activation treatment has also been studied. (For example, refer to
Further, by using a silane coupling agent having a high bonding strength as an adhesive, a molecular adhesive or the like, the adhesive layer for bonding the sealing material and the substrate is made as thin as possible, and water that enters from the bonding portion, Methods for reducing oxygen and the like have been proposed (see, for example,
しかしながら、これらの接合方法によって高い封止性能が得られるのは、接合面が平坦であり、隙間なく封止材を基板に接合できた場合である。接合面に凹凸があると、封止材と基板の間に隙間が生じるが、薄膜として形成された金属酸化物、接着剤等ではこの隙間を埋めることができずに、隙間からの水、酸素等の浸入を許してしまう。特に電子デバイスの場合、電子デバイスを駆動するための配線用の電極を電子デバイスの本体ユニットから引き出すようにして形成する必要があり、このような引き出し電極によって基板上には凹凸が生じることが通常である。 However, high sealing performance can be obtained by these bonding methods when the bonding surface is flat and the sealing material can be bonded to the substrate without any gap. If there are irregularities on the joint surface, a gap is generated between the sealing material and the substrate, but the gap cannot be filled with metal oxide, adhesive, etc. formed as a thin film. Etc. will be allowed to enter. In particular, in the case of electronic devices, it is necessary to form wiring electrodes for driving the electronic devices so as to be drawn out from the main unit of the electronic device, and such lead electrodes usually cause unevenness on the substrate. It is.
また、温度や湿度が変化すると封止材が膨張又は収縮したり、電子デバイスが曲げられる等の外的負荷が加えられたりしたときに封止材が変形することがあるが、金属酸化物、接着剤等の層が薄いと、このような封止材の変形に対応することができず、新たな隙間が生じることもあった。そのため、封止性能が環境の変化を受けやすいという問題があった。 In addition, the sealing material may be deformed when an external load such as an expansion or contraction of the sealing material or bending of the electronic device is applied when the temperature or humidity is changed. If the layer of the adhesive or the like is thin, it cannot cope with such deformation of the sealing material, and a new gap may occur. Therefore, there has been a problem that the sealing performance is easily changed by the environment.
本発明は上記問題及び状況に鑑みてなされ、その解決課題は、変化する環境下においても封止性能に優れた電子デバイスを提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems and circumstances, and a solution to the problem is to provide an electronic device having excellent sealing performance even in a changing environment.
本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討する過程において、電子デバイスの基板上に形成された引き出し電極が基板の表面に凹凸を生じさせるため、封止材と接合したときに隙間が生じやすいことを見出した。接合部からのガスの浸入を防ぐためには、接合部をできるだけ薄くすることが有効であるが、接合部が薄いと接合部によって隙間を埋めることができず、さらに環境の変化によって新たな隙間が生じやすい。本発明者は、鋭意検討の結果、柔軟性の高い封止材を用いることにより、封止材によって隙間を埋めることができ、さらに環境が変化しても新たな隙間が生じにくいことから、高い封止性能が得られることを見出し、本発明に至った。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor, in the process of examining the cause of the above-mentioned problem, the extraction electrode formed on the substrate of the electronic device causes unevenness on the surface of the substrate, so It was found that gaps are likely to occur. In order to prevent gas intrusion from the joint, it is effective to make the joint as thin as possible, but if the joint is thin, the gap cannot be filled by the joint, and new gaps may be created due to environmental changes. Prone to occur. As a result of intensive studies, the present inventor can fill the gap with the sealing material by using a highly flexible sealing material, and it is difficult to create a new gap even if the environment changes. The inventors have found that sealing performance can be obtained and have reached the present invention.
すなわち、本発明に係る課題は、以下の手段によって解決される。
1.基板上の本体ユニットが封止材によって封止された電子デバイスであって、
前記基板と前記封止材とが、前記本体ユニットから露出するように形成された引き出し電極を挟んで接合され、
前記基板と前記封止材の接合部の厚さが、0.1〜100.0nmの範囲内にあり、
前記封止材が、ガスバリアー層と、当該ガスバリアー層の支持体とを備え、
前記支持体の温度25℃におけるヤング率が、0.1〜3.5GPaの範囲内にあることを特徴とする電子デバイス。
That is, the subject concerning this invention is solved by the following means.
1. An electronic device in which a main unit on a substrate is sealed with a sealing material,
The substrate and the sealing material are joined with a lead electrode formed so as to be exposed from the main unit,
The thickness of the joint between the substrate and the sealing material is in the range of 0.1 to 100.0 nm,
The sealing material comprises a gas barrier layer and a support for the gas barrier layer,
An electronic device having a Young's modulus at a temperature of 25 ° C of the support in a range of 0.1 to 3.5 GPa.
2.前記引き出し電極の厚さが、10〜500nmの範囲内にあることを特徴とする第1項に記載の電子デバイス。
2. 2. The electronic device according to
3.前記ガスバリアー層の伸び率が、0.5〜5.0%の範囲内にあることを特徴とする第1項又は第2項に記載の電子デバイス。
3. 3. The electronic device according to
4.前記接合部が、前記引き出し電極が形成された基板と前記封止材のそれぞれの接合面を表面活性化処理して得られた活性化層を含むことを特徴とする第1項から第3項までのいずれか一項に記載の電子デバイス。 4). The first to third aspects, wherein the bonding portion includes an activation layer obtained by subjecting each bonding surface of the substrate on which the extraction electrode is formed and the sealing material to a surface activation treatment. The electronic device as described in any one of the above.
5.前記接合部が、前記引き出し電極が形成された基板上に形成した金属層と、前記封止材上に形成した金属層のそれぞれを表面活性化処理して得られた活性化層を含むことを特徴とする第1項から第3項までのいずれか一項に記載の電子デバイス。
5. The joint includes an activation layer obtained by subjecting each of a metal layer formed on the substrate on which the extraction electrode is formed and a metal layer formed on the sealing material to surface activation treatment. 4. The electronic device according to any one of
6.前記接合部が、シランカップリング剤又は分子接着剤が用いられた接着層を含むことを特徴とする第1項から第3項までのいずれか一項に記載の電子デバイス。
6). The electronic device according to any one of
本発明の上記手段により、変化する環境下においても封止性能に優れた電子デバイスを提供することができる。
本発明の効果の発現機構又は作用機構は明確になっていないが、以下のように推察される。
基板と封止材の接合部の厚さが0.1〜100.0nmの範囲内と薄いことから、接合部からのガスの浸入を抑えることができ、優れた封止性能が得られたと推察される。接合部が薄いと、引き出し電極が基板の表面に生じさせる凹凸を接合部により埋めることが難しく、隙間が生じやすい。しかしながら、封止材の支持体のヤング率が0.1〜3.5GPaの範囲内にあり、封止材の柔軟性が高いため、封止材が凹凸を埋めて隙間からのガスの浸入を防止することから、優れた封止性能を発揮できると推察される。
By the above means of the present invention, it is possible to provide an electronic device excellent in sealing performance even under changing environments.
The expression mechanism or action mechanism of the effect of the present invention is not clear, but is presumed as follows.
Since the thickness of the bonding portion between the substrate and the sealing material is as thin as 0.1 to 100.0 nm, it is presumed that gas can be prevented from entering from the bonding portion and excellent sealing performance was obtained. Is done. If the junction is thin, it is difficult to fill the unevenness that the extraction electrode causes on the surface of the substrate with the junction, and a gap is likely to occur. However, since the Young's modulus of the support of the sealing material is in the range of 0.1 to 3.5 GPa and the sealing material is highly flexible, the sealing material fills the unevenness and allows gas to enter from the gap. Therefore, it is presumed that excellent sealing performance can be exhibited.
本発明の電子デバイスは、基板上の本体ユニットが封止材によって封止された電子デバイスであって、前記基板と前記封止材とが、前記本体ユニットから露出するように形成された引き出し電極を挟んで接合され、前記基板と前記封止材の接合部の厚さが、0.1〜100.0nmの範囲内にあり、前記封止材が、ガスバリアー層と、当該ガスバリアー層の支持体とを備え、前記支持体の温度25℃におけるヤング率が、0.1〜3.5GPaの範囲内にあることを特徴とする。
この特徴は請求項1から請求項6までの各請求項に係る発明に共通の技術的特徴である。
The electronic device of the present invention is an electronic device in which a main body unit on a substrate is sealed with a sealing material, and the extraction electrode is formed so that the substrate and the sealing material are exposed from the main body unit. And the thickness of the joint between the substrate and the sealing material is in the range of 0.1 to 100.0 nm, and the sealing material comprises a gas barrier layer and the gas barrier layer. And a Young's modulus at a temperature of 25 ° C. of the support is in the range of 0.1 to 3.5 GPa.
This feature is a technical feature common to the inventions according to
本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記引き出し電極の厚さが、10〜500nmの範囲内にあることが好ましい。
また、前記ガスバリアー層の伸び率が、0.5〜5.0%の範囲内にあることが、ガスバリアー層が支持体に追従して変形しやすく、封止材が隙間を埋めやすくなることから、好ましい。
As an embodiment of the present invention, it is preferable that the thickness of the extraction electrode is in the range of 10 to 500 nm from the viewpoint of manifesting the effect of the present invention.
Further, the elongation rate of the gas barrier layer is in the range of 0.5 to 5.0%, the gas barrier layer easily deforms following the support, and the sealing material easily fills the gap. Therefore, it is preferable.
また、封止材と基板の接合部を薄くし、常温で封止材と基板とを接合する観点から、前記接合部が、前記引き出し電極が形成された基板と前記封止材のそれぞれの接合面を表面活性化処理して得られた活性化層を含むか、前記接合部が、前記引き出し電極が形成された基板上に形成した金属層と、前記封止材上に形成した金属層のそれぞれを表面活性化処理して得られた活性化層を含むことが好ましい。 In addition, from the viewpoint of thinning the bonding portion between the sealing material and the substrate and bonding the sealing material and the substrate at room temperature, the bonding portion is a bonding between the substrate on which the extraction electrode is formed and the sealing material. An activation layer obtained by subjecting the surface to a surface activation treatment, or a metal layer formed on the substrate on which the extraction electrode is formed and a metal layer formed on the sealing material. It is preferable to include an activation layer obtained by subjecting each to surface activation treatment.
以下、本発明とその構成要素及び本発明を実施するための形態について詳細な説明をする。
なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
Hereinafter, the present invention, its components, and modes for carrying out the present invention will be described in detail.
In addition, in this application, "-" is used in the meaning which includes the numerical value described before and behind that as a lower limit and an upper limit.
本発明の電子デバイスとしては、例えば有機EL素子、液晶表示素子、太陽電池、薄膜トランジスター等が挙げられる。以下、本発明の電子デバイスの実施の形態として、照明用の有機EL素子の例を説明する。 Examples of the electronic device of the present invention include an organic EL element, a liquid crystal display element, a solar cell, and a thin film transistor. Hereinafter, as an embodiment of the electronic device of the present invention, an example of an organic EL element for illumination will be described.
図1は、本発明の実施の形態に係る有機EL素子10の概略構成を示す断面図である。
有機EL素子10は、図1に示すように、基板1上に形成された本体ユニット2が封止材3によって封止された電子デバイスである。
基板1上には、本体ユニット2を電源、制御コンピュータ等の外部機器に接続するための複数の引き出し電極4が、本体ユニット2から引き出されるようにして形成されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an
As shown in FIG. 1, the
On the
基板1と封止材3は、引き出し電極4を挟んで接合されている。基板1と封止材3の接合部5をできるだけ薄くして接合部5からのガスの浸入を抑えるという観点から、接合部5の厚さは0.1〜100.0nmの範囲内にある。
封止材3は、支持体31とガスバリアー層32を備えて構成されている。接合部5を薄くしたことによって基板1と封止材3間に生じ得る隙間を埋めるため、支持体31の温度25℃におけるヤング率は0.1〜3.5GPaの範囲内にある。
The
The sealing
図2は、図1のP1−P1線における断面図を示している。
図2に示すように、基板1上に形成された複数の引き出し電極4は基板1の表面に凹凸を生じさせている。上述のように、接合部5の厚さを0.1〜100.0nmの範囲内と薄くすると、接合部5によって基板1の表面を平坦化できないため、封止材3と基板1を接合したときに引き出し電極4間の凹部に隙間が生じ得る。しかし、支持体31のヤング率が上記範囲内にある封止材3は柔軟性が高く、変形しやすいため、図2に示すように接合時に封止材3が隙間に入り込むことができる。接合部5を薄くして接合部5からのガスの浸入を抑えるだけでなく、隙間を埋めて隙間からのガスの浸入を防ぐこともでき、優れた封止性能を得ることができる。
FIG. 2 shows a cross-sectional view taken along line P1-P1 of FIG.
As shown in FIG. 2, the plurality of
以下、有機EL素子10の構成の詳細を説明する。
〔基板〕
基板1は、本体ユニット2の劣化を防ぐため、ガスバリアー性を備えることが好ましい。基板1のガスバリアー性としては、温度40℃、相対湿度90%の環境下における水蒸気透過度が5×10−3g/m2・day以下であることが好ましく、5×10−4g/m2・day以下であることがより好ましく、5×10−5g/m2・day以下であることがさらに好ましい。
Hereinafter, the details of the configuration of the
〔substrate〕
The
ガスバリアー性を備える基板1としては、特に限定されず、例えば板状、フィルム状のガラス、金属等を用いることができる。
ガラスとしては、例えば石英ガラス、ホウ珪酸ガラス、ソーダガラス、無アルカリガラス等を用いることができる。
金属としては、アルミニウム(Al)、金(Au)、銀(Ag)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、銅(Cu)、インジウム(In)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、チタン(Ti)、これらの合金等を用いることができる。
It does not specifically limit as the board |
As the glass, for example, quartz glass, borosilicate glass, soda glass, non-alkali glass, or the like can be used.
As metals, aluminum (Al), gold (Au), silver (Ag), chromium (Cr), iron (Fe), nickel (Ni), cobalt (Co), copper (Cu), indium (In), tin (Sn), lead (Pb), titanium (Ti), alloys thereof, and the like can be used.
また、基板1は、樹脂製の支持体上にガスバリアー層を備えて構成されていてもよい。そのような基板1は、封止材3と同様にして形成することができる。
Moreover, the board |
基板1は、ブリードアウトの発生を抑えるため、支持体のガスバリアー層が設けられた面とは反対側の面にブリードアウト層をさらに備えることができる。また、基板1とガスバリアー層との密着性を高めるため、基板1とガスバリアー層の間にアンダーコート層を備えることもできる。
The
〔本体ユニット〕
本体ユニット2は、図1に示すように、基板1側から順に、陽極21、正孔輸送層22、発光層23、電子輸送層24及び陰極25を備えている。
正孔輸送層22及び電子輸送層24は、必要に応じて設けられる任意の層である。
[Main unit]
As shown in FIG. 1, the
The
陽極21及び陰極25は、一対の電極である。
陽極21の材料としては、仕事関数が4eV以上の金属、合金、電気伝導性の化合物、これらの混合物を用いることができる。
一方、陰極25の材料としては、仕事関数が4eV以下の金属、合金、電気伝導性の化合物、これらの混合物を用いることができる。
The
As a material of the
On the other hand, as the material of the
正孔輸送層22は、陽極21から発光層23に正孔を輸送する。駆動電圧の低下及び発光輝度の向上のため、陽極21と正孔輸送層22間に正孔注入層を設けることもできる。
The
発光層23は、正孔輸送層22から輸送された正孔と、電子輸送層24から輸送された電子とが再結合して発光する層である。
発光層23は、複数の発光層が積層された多層構造であってもよく、複数の発光材料を含有する1つの発光層であってもよい。なかでも、発光層23がホスト化合物(発光ホストともいう)及び発光材料(発光ドーパントともいう)を含有し、発光材料により発光することが好ましい。
The light-emitting
The
電子輸送層24は、陰極25から発光層23へ電子を輸送する。駆動電圧の低下及び発光輝度の向上のため、陰極25と電子輸送層24間に電子注入層を設けることもできる。
The
〔封止材〕
封止材3は、支持体31と、支持体31上に形成されたガスバリアー層32とを備えて構成されている。
(Encapsulant)
The sealing
〔支持体〕
上述のように、支持体31は、温度25℃におけるヤング率が0.1〜3.5GPaの範囲内にある。
支持体31のヤング率が上記範囲内にあれば、基板1と封止材3の接合部5が薄くても、基板1上の引き出し電極4によって接合部5に生じる隙間を埋めるために十分な柔軟性を封止材3に付与することができる。
支持体31のヤング率は、ASTM−D−882、JIS−7127に規定された引っ張り弾性率をいう。
[Support]
As described above, the
If the Young's modulus of the
The Young's modulus of the
支持体31の材料としては特に限定されないが、温度25℃におけるヤング率が0.1〜3.5GPaの範囲内にある樹脂を好ましく用いることができる。具体的には、ポリスチレン(略称:PS、ヤング率:2.8〜3.5GPa)、高密度ポリエチレン(略称:HDPE、ヤング率:0.4〜1.1GPa)、低密度ポリエチレン(略称:LDPE、ヤング率:0.11〜1.40GPa)、ポリプロピレン(略称:PP、ヤング率:1.1〜1.4GPa)、ポリカーボネート(略称:PC、ヤング率:2.5〜3.5GPa)、ポリテトラフルオロエチレン(略称:PTFE、ヤング率:0.41GPa)、シクロオレフィンポリマー(略称:COP、ヤング率:2.2GPa)、シクロオレフィンコポリマー(略称:COC、ヤング率:2.5〜3.2GPa)等を支持体31の材料として使用することができる。
Although it does not specifically limit as a material of the
材料となる樹脂自体のヤング率が0.1〜3.5GPaの範囲内にない場合でも、当該樹脂の膜を形成して支持体31を製造する際の成膜条件によって、また成膜後に延伸して支持体31を製造する場合は延伸条件によっても、得られる支持体31のヤング率が変化することがある。よって、支持体31の成膜条件又は延伸条件を調整することにより、支持体31のヤング率を0.1〜3.5GPaの範囲内とすることもできる。
Even when the Young's modulus of the resin itself as the material is not within the range of 0.1 to 3.5 GPa, the resin film is formed depending on the film formation conditions when the
支持体31の厚さは50μm以下であることが、封止材3が変形しやすく、隙間を埋めやすくなることから好ましく、30μm以下であることがより好ましい。
The thickness of the
〔ガスバリアー層〕
ガスバリアー層32は、大気中の酸素、水等のガスの透過を防ぐために設けられている。
ガスバリアー層32の材料としては、特に制限されず、例えばケイ素(Si)、アルミニウム(Al)、インジウム(In)、スズ(Sn)、亜鉛(Zn)、チタン(Ti)、銅(Cu)、セリウム(Ce)、タンタル(Ta)等の金属、これら金属の酸化物、窒化物、炭化物、酸窒化物、酸化炭化物等の金属化合物を用いることができる。
[Gas barrier layer]
The
The material of the
金属化合物の具体的な例としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化インジウム、酸化スズ、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ニオビウム、アルミニウムシリケート、炭化ホウ素、炭化タングステン、炭化ケイ素、酸炭化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、酸窒化アルミニウム、酸窒化ケイ素、酸窒化ホウ素、酸化ホウ化ジルコニウム、酸化ホウ化チタン、金属酸化ホウ化物、ダイヤモンドライクカーボン(略称:DLC)等が挙げられる。なかでも、酸化インジウムスズ、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、アルミニウムシリケート、窒化ケイ素又は酸窒化ケイ素が、ガスバリアー性が高く好ましい。なお、酸化インジウムスズは導電性になり得る特殊材料の一例である。 Specific examples of the metal compound include silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, indium oxide, tin oxide, indium tin oxide (ITO), tantalum oxide, zirconium oxide, niobium oxide, aluminum silicate, boron carbide, tungsten carbide, Silicon carbide, silicon oxycarbide, aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride, aluminum oxynitride, silicon oxynitride, boron oxynitride, zirconium oxide boride, titanium oxide boride, metal oxide boride, diamond-like carbon (abbreviation: DLC) ) And the like. Among these, indium tin oxide, silicon oxide, aluminum oxide, aluminum silicate, silicon nitride, or silicon oxynitride is preferable because of its high gas barrier property. Note that indium tin oxide is an example of a special material that can be conductive.
上記金属又は金属化合物を用いたガスバリアー層32の形成方法は、特に制限されず、例えばマグネトロンカソードスパッター、平板マグネトロンスパッター、2極AC平板マグネトロンスパッター、2極AC回転マグネトロンスパッター等のスパッター法、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、イオンビーム蒸着法、プラズマ励起(PE:Plasma Enhanced)蒸着法等の蒸着法、熱CVD(Chemical Vapor Deposition)法、触媒化学気相成長法、容量結合プラズマCVD法、光CVD法、PECVD法、エピタキシャル成長法、原子層成長法、反応性スパッター法等が挙げられる。
また、支持体31の表面を金属めっきするか、支持体31に金属箔を接着させることによって、ガスバリアー層32として金属層を形成してもよい。
The method for forming the
Further, a metal layer may be formed as the
ガスバリアー層32の伸び率は、0.5〜5.0%の範囲内にあることがより好ましい。
伸び率が0.5%以上であれば、ヤング率が0.1〜3.5GPaの範囲内にある支持体31に追従してガスバリアー層32が変形しやすく、封止材3が隙間をより埋めやすくなる。また、伸び率が5.0%以下であれば、高いガスバリアー性を維持することができる。
The elongation of the
If the elongation is 0.5% or more, the
ガスバリアー層32の伸び率は、次のようにして測定することができる。
図3に示すように、封止材3を湾曲させて2枚の平行に位置する板70で挟んで固定し、室温(25℃)下に24時間保存する。封止材3は、ガスバリアー層32が外側に位置するように湾曲させる。その後、同じ室温下で湾曲部分を顕微鏡で観察し、クラックが発生していないか確認する。クラックが発生していなければ、前回よりも2枚の板70間の距離dを小さくして同様の操作を繰り返す。クラックが発生したら、クラックが発生しなかった直前の操作時の2枚の板70の距離dと、封止材3の支持体31の厚さから、下記式によりガスバリアー層32の湾曲部分の曲率半径rを求める。
曲率半径r=(距離d−支持体の厚さ)/2
求めた曲率半径rから、下記式によりガスバリアー層32の伸び率(%)を求める。
伸び率(%)=(支持体の厚さ/2r)×100
The elongation percentage of the
As shown in FIG. 3, the sealing
Radius of curvature r = (distance d−thickness of support) / 2
From the calculated radius of curvature r, the elongation percentage (%) of the
Elongation rate (%) = (thickness of support / 2r) × 100
伸び率が0.5〜5.0%の範囲内にあるガスバリアー層32は、ガスバリアー層32の原子組成を調整することにより得ることができる。
例えば、ガスバリアー層32の主成分を酸化ケイ素とする場合、さらに炭素原子と金属原子を導入することにより、伸び率を0.5〜5.0%の範囲内に調整することができる。
具体的には、炭素原子及び金属原子を導入した酸化ケイ素の構造を、一般式SiOxCwMzで表すと、ケイ素原子Siに対し、導入する炭素原子Cの原子組成比wが0.03〜0.30の範囲内にあり、導入する金属原子Mの原子組成比zが0.05〜0.25の範囲内にあると、伸び率が0.5〜5.0%の範囲内にあるガスバリアー層32を得ることができる。
The
For example, when the main component of the
Specifically, when the structure of silicon oxide into which carbon atoms and metal atoms are introduced is represented by the general formula SiO x C w M z , the atomic composition ratio w of carbon atoms C to be introduced is 0. When the atomic composition ratio z of the metal atom M to be introduced is within the range of 0.05 to 0.25, the elongation is within the range of 0.5 to 5.0%. The
酸化ケイ素に導入できる金属原子Mとしては、長周期型周期表の第13族の元素であれば特に限定されないが、ホウ素、アルミニウム、ガリウム又はインジウムが好ましく、伸び率の調整が容易な点ではアルミニウムが好ましい。ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム等の第13族の元素は3価の原子価を有し、ケイ素の原子価である4価と比べて価数が不足するため、膜の柔軟性が高くなって伸び率を0.5%以上に調整することが可能となる。 The metal atom M that can be introduced into silicon oxide is not particularly limited as long as it is an element belonging to Group 13 of the long-period periodic table. However, boron, aluminum, gallium, or indium is preferable, and aluminum is easy in terms of easy adjustment of elongation. Is preferred. Group 13 elements such as boron, aluminum, gallium, and indium have a trivalent valence, and since the valence is insufficient compared to the tetravalent valence of silicon, the flexibility of the film is increased. It becomes possible to adjust the elongation rate to 0.5% or more.
また、ガスバリアー層32の主成分を窒化ケイ素又は酸窒化ケイ素とする場合、さらに水素原子を導入することにより、伸び率を0.5〜5.0%の範囲内に調整することができる。
具体的には、水素原子を導入した窒化ケイ素及び酸窒化ケイ素の構造を、それぞれ一般式SiNyHv及びSiOxNyHvで表すと、ケイ素原子Siに対し、導入する水素原子Hの原子組成比vが0.2〜1.0の範囲内にあると、伸び率が0.5〜5.0%の範囲内にあるガスバリアー層32が得られる。
ガスバリアー層32の主成分を酸窒化ケイ素とする場合は、特に2x+3y<3.5であることが好ましいが、ガスバリアー性を高める観点からは2.0<2x+3yであることが好ましい。
Further, when the main component of the
Specifically, when the structures of silicon nitride and silicon oxynitride into which hydrogen atoms are introduced are represented by general formulas SiN y H v and SiO x N y H v , respectively, When the atomic composition ratio v is in the range of 0.2 to 1.0, the
When silicon oxynitride is used as the main component of the
ガスバリアー層32の原子組成比は、ガスバリアー層32を形成する際の原料の供給比を調整することにより、調整することができる。
例えば、ケイ素化合物を含有するガスバリアー層32をPECVD法により形成する場合、プラズマが生成される放電領域に供給する原料ガスとして、ケイ素を含有する有機ケイ素化合物を用いることができる。具体的な有機ケイ素化合物の例としては、ヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)、ヘキサメチルジシラン(HMDS)、ヘキサメチルシラザン、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、ビニルトリメチルシラン、メチルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラン、シラン、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、テトラメチルシラン、ジエチルシラン、プロピルシラン、フェニルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン(TMOS)、テトラエトキシシラン(TEOS)等が挙げられる。これら有機ケイ素化合物は、アルキル基等を有することから、ケイ素化合物中に水素原子を導入することができる。水素原子の原子組成比vは、有機ケイ素化合物の供給量、酸素等の酸化剤の供給量により調整することができる。
The atomic composition ratio of the
For example, when the
上記有機ケイ素化合物を、酸化する場合は酸素、オゾン等をさらに供給すればよく、窒化する場合は窒素、アンモニア等をさらに供給すればよい。アンモニアを用いる場合、ケイ素化合物中に水素原子を導入することができる。
また、ケイ素化合物中に炭素原子を導入する場合は、さらにメタン、エタン、エチレン、アセチレン等を原料ガスとして供給することができる。
In the case of oxidizing the organosilicon compound, oxygen, ozone or the like may be further supplied, and in the case of nitriding, nitrogen, ammonia or the like may be further supplied. When ammonia is used, a hydrogen atom can be introduced into the silicon compound.
When carbon atoms are introduced into the silicon compound, methane, ethane, ethylene, acetylene, etc. can be further supplied as a raw material gas.
ガスバリアー層32中の原子組成比x、y、z及びwは、X線光電子分光法(XPS:Xray Photoelectron Spectroscopy)による分析とアルゴン等の希ガスイオンスパッターとを併用することにより、試料内部を露出させつつ順次表面組成分析を行う、いわゆるデプスプロファイル測定により確認することができる。具体的な分析条件は、以下のとおりである。
(分析条件)
分析装置:QUANTERASXM(アルバック・ファイ社製)
X線源:単色化Al−α
測定領域:Si2p、C1s、N1s、O1s、M*
(M*は、金属によって最適な測定領域を表す。例えば、ホウ素の場合はB1sであり、アルミニウムの場合はAl2pであり、ガリウムの場合はGa3d又はGa2pであり、インジウムの場合はIn3dであり、タリウムの場合はTl4fである。)
スパッターイオン:Ar(2keV)
デプスプロファイル:1分間のスパッターの後、測定する操作を繰り返し、ガスバリアー層の厚さ方向の平均値により組成を決定
定量:バックグラウンドをShirley法により求め、得られたピーク面積から相対感度係数法を用いて定量
データ処理:MultiPak(アルバック・ファイ社製)
なお、表面の吸着水、有機物汚染等が分析結果に影響を及ぼすことがあるため、1回目の測定結果を破棄することが好ましい。
The atomic composition ratios x, y, z, and w in the
(Analysis conditions)
Analyzer: QUANTERASXM (manufactured by ULVAC-PHI)
X-ray source: Monochromatic Al-α
Measurement area: Si2p, C1s, N1s, O1s, M *
(M * represents the optimum measurement region depending on the metal. For example, B1s for boron, Al2p for aluminum, Ga3d or Ga2p for gallium, In3d for indium, (In the case of thallium, it is Tl4f.)
Sputter ion: Ar (2 keV)
Depth profile: After sputtering for 1 minute, repeat the measurement operation and determine the composition by the average value in the thickness direction of the gas barrier layer. Quantification: Obtain the background by the Shirley method, and calculate the relative sensitivity coefficient method from the obtained peak area. Data processing: MultiPak (manufactured by ULVAC-PHI)
In addition, since the surface adsorbed water, organic matter contamination, etc. may affect the analysis result, it is preferable to discard the first measurement result.
また、ガスバリアー層32の表面粗さRaは、3nm以下であることが好ましい。表面粗さRaは、JIS B0601(2001)に規定される算術平均粗さである。
基板1との接合面が平坦であるほど接合強度が高まるため、ガスバリアー層32の表面粗さRaを3nm以下とすることにより、接合強度を高めることができる。
ガスバリアー層32の表面粗さRaは、支持体31の凹凸、ガスバリアー層32の材料、形成方法等に依存する。一般に成膜速度が低速であり、成膜時の温度が高い方向が平坦な膜が得られやすいことから、ガスバリアー層32の成膜条件を調整することにより、表面粗さRaを3nm以下とすることができる。
Further, the surface roughness Ra of the
Since the bonding strength increases as the bonding surface with the
The surface roughness Ra of the
ガスバリアー層32の厚さは、支持体31の柔軟性を損なうことなく、高いガスバリアー性を発揮する観点から、3〜1000nmの範囲内にあることが好ましく、10〜500nmの範囲内がより好ましい。
The thickness of the
なお、ガスバリアー層32は、ポリシラザン等の無機前駆体を含む塗布液を支持体31上に塗布した後、改質処理を行うことにより、形成された層であってもよい。
ポリシラザンは、ケイ素−窒素結合を有するポリマーである。ガスバリアー層32には有機溶媒に溶解させて市販されているポリシラザンの溶液を用いることもできる。市販品としては、AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製のNN120−10、NN120−20、NAX120−20、NN110、NN310、NN320、NL110A、NL120A、NL120−20、NL150A、NP110、NP140、SP140等が挙げられる。
The
Polysilazane is a polymer having a silicon-nitrogen bond. A commercially available polysilazane solution dissolved in an organic solvent can also be used for the
伸び率を0.5〜5.0%の範囲内に調整するため、改質処理後のポリシラザンの塗布膜中に金属原子Mを導入する場合は、ポリシラザンの溶液に金属化合物を混合すればよい。効率的な成膜が可能であることから、金属化合物は金属アルコキシドであることが好ましい。使用できる金属アルコキシドとしては、例えばホウ酸トリメチル、アルミニウムトリメトキシド、アルミニウムアセチルアセトナート、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリスアセチルアセトネート、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート、ガリウムメトキシド、ガリウムアセチルアセトナート、トリス(2,4−ペンタンジオナト)インジウム、インジウムイソプロポキシド、インジウムメトキシエトキシド、タリウムエトキシド、タリウムアセチルアセトネート等が挙げられる。 When the metal atom M is introduced into the polysilazane coating film after the modification treatment in order to adjust the elongation within the range of 0.5 to 5.0%, a metal compound may be mixed in the polysilazane solution. . The metal compound is preferably a metal alkoxide because efficient film formation is possible. Examples of the metal alkoxide that can be used include trimethyl borate, aluminum trimethoxide, aluminum acetylacetonate, acetoalkoxyaluminum diisopropylate, aluminum trisacetylacetonate, aluminum trisethylacetoacetate, gallium methoxide, gallium acetylacetonate, Examples include tris (2,4-pentanedionato) indium, indium isopropoxide, indium methoxyethoxide, thallium ethoxide, thallium acetylacetonate, and the like.
また、ガスバリアー層32は、上記金属又は金属化合物を含む無機層と有機ポリマーを含む有機層との積層体であってもよい。
有機層は、例えば有機モノマー又は有機オリゴマーを支持体31上に塗布した後、電子ビーム装置、UV光源、放電装置等を使用して重合するか、必要に応じて架橋することにより、形成することができる。また、フラッシュ蒸発又は放射線架橋が可能な有機モノマー又は有機オリゴマーを支持体31上に蒸着した後、有機モノマー又は有機オリゴマーからポリマーを形成することによっても有機層を形成することができる。有機モノマー又は有機オリゴマーの塗布方法としては、グラビアロール塗布法等のロール塗布法、静電スプレー法等のスプレー塗布法等が挙げられる。塗布効率は、支持体31を冷却することにより改善され得る。また、無機層と有機層との積層体の例としては、国際公開第2012/003198号、国際公開第2011/013341号等に記載された積層体が挙げられる。
The
The organic layer is formed by, for example, applying an organic monomer or organic oligomer on the
無機層と有機層との積層体である場合、各層の厚さは同じでもよいし、異なっていてもよい。無機層の厚さは、3〜1000nmの範囲内であることが好ましく、10〜300nmの範囲内であることがより好ましい。有機層の厚さは、100nm〜100μmの範囲内であることが好ましく、300nm〜50μmの範囲内であることがより好ましい。 In the case of a laminate of an inorganic layer and an organic layer, the thickness of each layer may be the same or different. The thickness of the inorganic layer is preferably in the range of 3 to 1000 nm, and more preferably in the range of 10 to 300 nm. The thickness of the organic layer is preferably in the range of 100 nm to 100 μm, and more preferably in the range of 300 nm to 50 μm.
〔引き出し電極〕
引き出し電極4は、図1に示すように、本体ユニット2の陽極21及び陰極25のそれぞれから基板1の端部へと露出するように形成されている。
[Extraction electrode]
As shown in FIG. 1, the
引き出し電極4としては、例えば酸化インジウムスズ(ITO)、アルミニウムドープ酸化亜鉛(AZO)、フッ素ドープ酸化スズ(FTO)、酸化スズ(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化チタン(TiO2)等の透明金属酸化物、Ag、Al、Au、Pt、Cu、Rh、In、Ni、Pd、Mo等の金属、金属ナノワイヤー、カーボンナノチューブ、ナノ粒子等を用いることができる。引き出し電極4は、2種類以上の金属を積層した構造であってもよいし、陽極21又は陰極25と同じ材料により形成されてもよい。
Examples of the
引き出し電極4の厚さは、導電性を高める観点から、10〜500nmの範囲内にあることが好ましい。
The thickness of the
〔接合部〕
接合部5は、基板1と封止材3の接合部分である。上述のように、できるだけ基板1と封止材3の接合部5を薄くして接合部5からのガスの浸入を防ぐという観点から、接合部5の厚さは0.1〜100.0nmの範囲内にある。
(Joint part)
The
基板1と封止材3の接合方法としては、接合部5の厚さを0.1〜100.0nmの範囲内と薄くし、接合部5が薄くても剥がれにくい高い接合強度を得るため、また高熱、高圧等の高エネルギーによる本体ユニット2等の劣化を防ぐため、引き出し電極4が形成された基板1と封止材3のそれぞれの接合面を表面活性化処理した後に加圧して接合する方法を用いることが好ましい。
表面活性化処理は、表面の親水性、疎水性、粗さ等を変化させて化学的に活性化させる処理であり、例えばコロナ処理、プラズマ処理、オゾン処理、電磁波照射処理等が挙げられる。
この接合方法の場合、図4に示すように、接合部5は、引き出し電極4が形成された基板1の接合面を表面活性化処理して得られた活性化層511と、封止材3の接合面を表面活性化処理して得られた活性化層512と、を含む。
As a bonding method of the
The surface activation treatment is a treatment for chemically activating by changing the hydrophilicity, hydrophobicity, roughness, etc. of the surface, and examples thereof include corona treatment, plasma treatment, ozone treatment, electromagnetic wave irradiation treatment and the like.
In the case of this bonding method, as shown in FIG. 4, the
接合面の材料によっては、接合強度を高めるため、引き出し電極4が形成された基板1と封止材3のそれぞれの接合面に金属層を形成し、当該金属層を表面活性化処理した後に加圧して接合する方法も使用することができる。
この接合方法の場合、図5に示すように、接合部5は、引き出し電極4が形成された基板1上にさらに金属層を形成した後、当該金属層を表面活性化処理して得られた活性化層521と、封止材3上に金属層を形成した後、当該金属層を表面活性化処理して得られた活性化層522と、を含む。
Depending on the material of the bonding surface, in order to increase the bonding strength, a metal layer is formed on each bonding surface of the
In the case of this bonding method, as shown in FIG. 5, the
金属層の形成に用いることができる金属としては、例えばSi、Ti、Pt、Cr、Fe、Ni、Ag、Au等が挙げられる。接合強度を高める観点からは、SiとFeの合金又はAlとFeの合金が好ましい。
金属層の形成方法としては、スパッター法、イオンプレーティング法等のPVD法の他、CVD法も用いることができる。
Examples of the metal that can be used for forming the metal layer include Si, Ti, Pt, Cr, Fe, Ni, Ag, and Au. From the viewpoint of increasing the bonding strength, an alloy of Si and Fe or an alloy of Al and Fe is preferable.
As a method for forming the metal layer, a CVD method can be used in addition to a PVD method such as a sputtering method or an ion plating method.
図6は、上述した常温接合に使用できる常温接合装置の一例を示している。
図6に示すように、常温接合装置100は、真空圧下に調整された真空チャンバー101内に、イオンガン102、金属ターゲットT1のホルダー103、金属ターゲットT2のホルダー104、基板1のホルダー105及び封止材3のホルダー106を備えている。
FIG. 6 shows an example of a room temperature bonding apparatus that can be used for the above-described room temperature bonding.
As shown in FIG. 6, the room
イオンガン102は、ホルダー103及び104のそれぞれに固定されている金属ターゲットT1及びT2に向けてイオンビームを照射し、金属ターゲットT1及びT2をスパッターする。スパッターにより、金属ターゲットT1及びT2の成分が基板1及び封止材3上に堆積し、金属層が形成される。
基板1と封止材3の接合しろに金属層を形成するためには、接合しろ以外の領域を被覆するマスクを使用すればよい。接合しろとは、基板1と封止材3を接合する領域をいう。
The
In order to form the metal layer at the bonding margin between the
イオンガン102は、基板1及び封止材3を表面活性化処理又は清浄化処理する目的で、ホルダー105及び106のそれぞれに固定されている基板1及び封止材3に向けてイオンビームを照射する逆スパッターを行うこともできる。
The
基板1のホルダー105及び封止材3のホルダー106は、鉛直方向において基板1と封止材3が対向するように配置され、鉛直方向に移動することができる。ホルダー105及び106を互いに近接させることにより、基板1と封止材3とを接触させて加圧し、基板1と封止材3を接合することができる。
The
上記常温接合装置100を用いた接合時の処理手順を説明する。
まず、基板1及び封止材3上に接合しろ以外の領域を被覆するマスクを配置し、それぞれの接合しろの位置が一致するように基板1及び封止材3の配置位置を調整する。必要に応じて、イオンガン102により基板1及び封止材3にイオンビームを照射して逆スパッターを行い、表面活性化処理又は清浄化処理を実施する。その後、イオンガン102により金属ターゲットT1及びT2にイオンビームを照射し、基板1及び封止材3上に金属層を形成する。目的の厚さの金属層が得られると、イオンガン102により再び基板1及び封止材3にイオンビームを照射し、金属層を表面活性化処理する。マスクを取り外した後、図7に示すように、ホルダー106を下降させるとともにホルダー105を上昇させ、ホルダー106に固定された封止材3と、ホルダー105に固定された基板1とを接合しろにおいて接合する。
A processing procedure at the time of bonding using the room
First, a mask that covers a region other than the bonding margin is arranged on the
上述した接合方法以外にも、接合部5の厚さを0.1〜100.0nmの範囲内と薄くしても剥がれにくい高い接合強度を得るため、また高熱、高圧等の高エネルギーによる本体ユニット2等の劣化を防ぐため、基板1と封止材3の一方又は両方の接合面にシランカップリング剤又は分子接着剤を塗布して接着層を形成し、当該接着層同士を貼り合わせる接合方法も使用することができる。
基板1と封止材3の材料によっては、基板1と封止材3のそれぞれの表面を表面活性化処理した後、接着剤を塗布する。
この接合方法の場合、図8に示すように、接合部5は、引き出し電極4が形成された基板1の接合面を表面活性化処理して得られた活性化層531aと、当該活性化層531a上にシランカップリング剤又は分子接着剤を塗布して得られた接着層531bと、封止材3の接合面を表面活性化処理して得られた活性化層532aと、当該活性化層532a上にシランカップリング剤又は分子接着剤を塗布して得られた接着層532bと、を含む。
In addition to the above-described bonding method, a main unit with high energy such as high heat and high pressure is obtained in order to obtain a high bonding strength that is difficult to peel off even if the thickness of the
Depending on the materials of the
In the case of this bonding method, as shown in FIG. 8, the
使用できるシランカップリング剤は特に限定されないが、例えば2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−トリエトキシシリル-N−(1,3−ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(ビニルベンジル)−2−アミノエチル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。 The silane coupling agent that can be used is not particularly limited. For example, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3- Glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyl Diethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2- (aminoethyl)- 3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N- ( 1,3-dimethyl-butylidene) propylamine, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (vinylbenzyl) -2-aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane , 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, bis (triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, and the like.
また、使用できる分子接着剤としては、例えば下記一般式(1)で表される構造を有する化合物が挙げられる。
R1−R2−SiX1 (3−n)Y1 n・・・(1)
〔式中、R1 は、炭素、水素、酸素、窒素、硫黄の少なくとも1種類を含む反応性官能基を表す。R2は炭素数1〜20の脂肪族炭化水素基又は芳香族炭化水素基を表し、これらの置換基には異種原子又は官能基が介在してもよい。X1は炭素数1〜20 の脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、ハロゲン原子又は水素原子を表し、Y1は炭素数1〜10のアルキルオキシ基を表し、nは1、2又は3を表す。〕
Moreover, as a molecular adhesive which can be used, the compound which has a structure represented, for example by following General formula (1) is mentioned.
R 1 —R 2 —SiX 1 (3-n) Y 1 n (1)
[Wherein R 1 represents a reactive functional group containing at least one of carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, and sulfur. R 2 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group, and a hetero atom or a functional group may intervene in these substituents. X 1 represents an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group, a halogen atom or a hydrogen atom, Y 1 represents an alkyloxy group having 1 to 10 carbon atoms, and n is 1, 2 or 3 is represented. ]
ここで、分子接着剤とは、上記一般式(1)の構造から明らかなように、OH基を有する基板表面と化学結合可能な基(アルコキシシリル基、一般式(1)中のY1)及び樹脂と反応が可能な基(反応性基、一般式(1)中のR1)の両方を1分子中に含む。このような分子接着剤を基板1又は封止材3の表面に化学的に結合させることで、優れた反応性を有する反応性固体表面を得ることができる。
Here, as is apparent from the structure of the general formula (1), the molecular adhesive is a group that can be chemically bonded to the substrate surface having an OH group (alkoxysilyl group, Y 1 in the general formula (1)). And a group capable of reacting with the resin (reactive group, R 1 in the general formula (1)) is contained in one molecule. By chemically bonding such a molecular adhesive to the surface of the
一般式(1)で示される分子接着剤の具体例としては、例えば3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−(3−アミノプロポキシ)−3,3−ジメチル−1−プロペニルトリメトキシシラン等のアミン系材料、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニル系材料、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシ系材料、p−スチリルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。 Specific examples of the molecular adhesive represented by the general formula (1) include amines such as 3-aminopropyltriethoxysilane and 3- (3-aminopropoxy) -3,3-dimethyl-1-propenyltrimethoxysilane. Materials, vinyl materials such as vinyltrimethoxysilane and vinyltriethoxysilane, epoxy materials such as 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3 -Ureidopropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, bis (triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane and the like.
〔保護層〕
有機EL素子10は、基板1と引き出し電極4の接合による損傷を防ぐ観点から、必要に応じて、図9に示すように保護層6を備えることができる。
保護層6は、少なくとも接合しろに位置する引き出し電極4を被覆するように形成されていればよいが、図9に示すように本体ユニット2を含む基板1の全面を被覆するように形成されていてもよい。
保護層6は、ガスバリアー性を高めて本体ユニット2の劣化を防ぐ観点から、封止材3のガスバリアー層32と同様に形成することができる。
[Protective layer]
The
The
The
なお、保護層6が設けられる場合、接合のため、基板1上の保護層6が表面活性化処理され、接合部5は保護層6を表面活性化処理して得られた活性化層を含む。
When the
〔他の実施の形態〕
照明用の有機EL素子10の例を説明したが、ディスプレイ用の有機EL素子においても本発明を適用することができる。
図10(A)は、ディスプレイ用の有機EL素子10Bの概略構成を示す上面図である。図10(B)は、図10(A)中のP2−P2線における断面図である。
ディスプレイ用の有機EL素子10Bは、照明用の有機EL素子10と本体ユニット2の構成やレイアウトが異なるが、有機EL素子10と同様にして封止されている。そのため、図10(A)及び図10(B)において、照明用の有機EL素子10と同じ構成部分については同じ符号を付している。
[Other Embodiments]
Although the example of the
FIG. 10A is a top view showing a schematic configuration of an
The
図10(A)及び図10(B)に示すように、有機EL素子10Bは、基板1上に形成された本体ユニット200が封止材3によって封止された電子デバイスである。本体ユニット200としては、画素部201と駆動回路部202が設けられている。
As shown in FIGS. 10A and 10B, the
画素部201には、図10(B)に示すように、スイッチング用のTFT(Thin Film Transistor)301、電流制御用のTFT302及び発光素子303が設けられている。発光素子303は、一対の電極305と一対の電極305に挟まれた電界発光層306により構成されている。一対の電極305は、一方をTi、TiSixNy、WSix、WNx、WSixNy、NbN、ITO等の金属化合物を用いて形成し、他方をMgAg、AlLi、CaF2等の金属化合物を用いて形成することができる。電界発光層306は、ナイルレッドをドープしたAlq3、TPD(芳香族ジアミン)等を蒸着法により積層することにより形成することもできるし、ポリビニルカルバゾール(PVK)溶液を塗布法により塗布することにより形成することもできる。
As shown in FIG. 10B, the
駆動回路部202は、nチャネル型のTFT401とpチャネル型のTFT402とを組み合わせたCMOS回路により構成されている。
基板1上とTHT301、302、401及び402上には、絶縁層304が設けられている。絶縁層304としては、ケイ素化合物等の無機材料の他、ポリイミド等の有機材料を用いることができる。
The
An insulating
図10(A)及び図10(B)に示すように、基板1上には、外部からの制御信号を伝送するための引き出し電極4が、画素部201及び駆動回路部202のそれぞれから引き出されるようにして形成されている。なお、引き出し電極4及び本体ユニット200は、保護層によって被覆されていてもよい。
また、基板1と封止材3は、図10(B)に示すように、引き出し電極4を挟んで接合されている。
As shown in FIGS. 10A and 10B, on the
Further, the
有機EL素子10と同様に、有機EL素子10Bにおいても、接合部5の厚さが0.1〜100.0nmの範囲内にあるため、基板1と封止材3の接合部5をできるだけ薄くして接合部5からのガスの浸入を抑えることができる。さらに、封止材3の支持体31のヤング率が0.1〜3.5GPaの範囲内にあることにより、封止材3が引き出し電極4によって生じる隙間を埋めることができ、封止性能を高めることができる。
Similarly to the
このように、引き出し電極を挟んで基板と封止材が接合された有機EL素子であれば、照明用かディスプレイ用かに限らず、本発明を適用できる。同様に、引き出し電極を挟んで基板と封止材が接合された電子デバイスであれば、有機EL素子に限らず、太陽電池等の他の電子デバイスであっても、本発明を適用することができる。 As described above, the present invention can be applied to any organic EL element in which the substrate and the sealing material are bonded with the extraction electrode interposed therebetween, regardless of whether it is for illumination or display. Similarly, the present invention can be applied not only to organic EL elements but also to other electronic devices such as solar cells as long as the electronic device has a substrate and a sealing material bonded to each other with an extraction electrode interposed therebetween. it can.
〔有機EL素子の製造方法〕
本発明の電子デバイスの製造方法の一例として、上記有機EL素子10の製造方法を説明する。
上記有機EL素子10は、(1)基板1上に本体ユニット2を形成する工程と、(2)引き出し電極4を形成する工程と、(3)基板1と封止材3とを接合する工程と、を含む。
以下、各工程(1)〜(3)の詳細を説明する。
[Method for producing organic EL element]
As an example of the method for manufacturing an electronic device of the present invention, a method for manufacturing the
The
Hereinafter, the detail of each process (1)-(3) is demonstrated.
(1)本体ユニット2を形成する工程
最初に、基板1上に陽極21、正孔輸送層22、発光層23、電子輸送層24及び陰極25を順次形成する。
陽極21及び陰極25の形成方法としては、蒸着法、スパッター法等を用いることができる。
正孔輸送層22、発光層23及び電子輸送層24の形成方法としては、スピンコート法、キャスト法、LB法、インクジェット法、真空蒸着法等によって形成することができる。なかでも、真空蒸着法又はスピンコート法は、均質な膜が得られやすくピンホールが生成されにくいことから、好ましい。
(1) Step of Forming
As a method for forming the
The
(2)引き出し電極4を形成する工程
次に、陽極21及び陰極25から基板1の端部へ露出する引き出し電極4をそれぞれ形成する。
引き出し電極4の形成方法としては、陽極21及び陰極25と同様の蒸着法、スパッター法等を用いることができる。引き出し電極4を、陽極21及び陰極25の材料と同じ材料を用いて陽極21及び陰極25と並行して形成する場合、マスクを用いて配線パターンの引き出し電極4を形成するようにしてもよい。また、所望の形状とするため、フォトリソグラフィー法を用いて引き出し電極4を形成してもよい。
(2) Step of Forming
As a method for forming the
(3)基板1と封止材3とを接合する工程
引き出し電極4を形成後、基板1と封止材3とを接合する。
接合方法としては、上述したように接合部5の厚さを0.1〜100.0nmの範囲内と薄くすることができ、薄くても接合強度が大きく、常温接合が可能な接合方法であることが好ましい。
(3) The process of joining the board |
As a bonding method, as described above, the thickness of the
以下、実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」又は「%」の表示が用いられるが、特に断りが無い限り「質量部」又は「質量%」を表す。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, although the display of "part" or "%" is used in an Example, unless there is particular notice, it represents "mass part" or "mass%".
<実施例I>
〔封止材1〕
厚さ50μmのポリエチレンテレフタレート(略称:PET)フィルムKEL86W−50μm(帝人社製)を支持体として用意した。このPETフィルムのヤング率を、ASTM−D−882、JIS−7127に準拠して温度25℃において測定したところ、4.2GPaであった。具体的には、引っ張り試験機を用いてPETフィルムの試料を速度50mm/minで引っ張り、試料が変形する直前の最大弾性、すなわちSSカーブの最大傾斜の接線の一次式から求めた。
<Example I>
[Encapsulant 1]
A 50 μm-thick polyethylene terephthalate (abbreviation: PET) film KEL86W-50 μm (manufactured by Teijin Ltd.) was prepared as a support. The Young's modulus of this PET film was measured at 25 ° C. in accordance with ASTM-D-882 and JIS-7127, and found to be 4.2 GPa. Specifically, the sample of the PET film was pulled at a speed of 50 mm / min using a tensile tester, and the maximum elasticity immediately before the sample was deformed, that is, the tangent of the maximum slope of the SS curve was obtained.
上記支持体に対し、コロナ放電により表面活性化処理を施した。また、UV硬化型樹脂オプスターZ7527(JSR社製)に、プロピレングリコールモノメチルエタノール(PGME)を添加して、固形分濃度が30質量%となるように塗布液を調製した。この塗布液を、乾燥後の膜厚が2μmとなるように、押し出しコーターにより支持体の表面活性化処理された面に塗布した。塗布膜を温度80℃で3分間乾燥した後、高圧水銀ランプにより積算光量0.5J/cm2の紫外光を照射して硬化させ、アンダーコート層を形成した。
アンダーコート層が形成された支持体上に、タイプ01のガスバリアー層を下記手順により形成し、封止材1を製造した。
The support was subjected to a surface activation treatment by corona discharge. Further, propylene glycol monomethyl ethanol (PGME) was added to UV curable resin OPSTAR Z7527 (manufactured by JSR) to prepare a coating solution so that the solid content concentration was 30% by mass. This coating solution was applied to the surface of the support that had been surface-activated by an extrusion coater so that the film thickness after drying was 2 μm. The coating film was dried at a temperature of 80 ° C. for 3 minutes and then cured by irradiating with an ultraviolet light with an integrated light quantity of 0.5 J / cm 2 with a high-pressure mercury lamp to form an undercoat layer.
On the support on which the undercoat layer was formed, a gas barrier layer of type 01 was formed by the following procedure to produce a sealing
〔タイプ01のガスバリアー層〕
PECVD法を用いる成膜装置において、チャンバー内にヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)と酸素ガスの混合ガスを供給した。その後、電圧を印加してプラズマを発生させた放電領域に支持体を搬送し、支持体のアンダーコート層上に厚さ80nmのガスバリアー層を形成した。
[Type 01 gas barrier layer]
In a film formation apparatus using a PECVD method, a mixed gas of hexamethyldisiloxane (HMDSO) and oxygen gas was supplied into the chamber. Thereafter, the support was transported to a discharge region where plasma was generated by applying a voltage, and a gas barrier layer having a thickness of 80 nm was formed on the undercoat layer of the support.
具体的な成膜条件は、次のとおりである。
(成膜条件)
原料ガスの混合比:ヘキサメチルジシロキサン/酸素=100/1000(それぞれの原料ガスの供給量の単位はsccm;standard cubic centimeter per minute)
真空度:1.5Pa
プラズマ発生用電源の供給電力:1kW
プラズマ発生用電源の周波数:80kHz
支持体の搬送速度:5m/min
Specific film forming conditions are as follows.
(Deposition conditions)
Source gas mixing ratio: hexamethyldisiloxane / oxygen = 100/1000 (unit of supply amount of each source gas is sccm; standard cubic centimeter per minute)
Degree of vacuum: 1.5Pa
Power supply for plasma generation power supply: 1 kW
Frequency of power source for plasma generation: 80 kHz
Support conveyance speed: 5 m / min
フィルム透過性評価装置API−BA90(日本エイピーアイ社製)を用いて、温度40℃、相対湿度90%における封止材1の水蒸気透過率を測定したところ、7.0×10−5g/m2・dayであった。
Using a film permeability evaluation apparatus API-BA90 (manufactured by Japan API Co., Ltd.), the water vapor transmission rate of the sealing
封止材1のガスバリアー層の伸び率を次の手順で測定したところ、1.7%であった。
図3に示すように、封止材のガスバリアー層が外側に位置するように、封止材を湾曲させて2枚の平行に位置する板70で挟んで固定し、室温(25℃)下に24時間保存した。その後、同じ室温下で湾曲部分を顕微鏡で観察し、クラックが発生していないか確認した。クラックが発生していなければ、前回よりも2枚の板70間の距離dを小さくして同様の操作を繰り返した。クラックが発生すると、クラックが発生しなかった直前の操作時の2枚の板の距離dと、封止材の支持体の厚さから、下記式によりガスバリアー層の湾曲部分の曲率半径rを求めた。
曲率半径r=(距離d−支持体の厚さ)/2
求めた曲率半径rから、下記式によりガスバリアー層の伸び率を求めた。
伸び率(%)=(支持体の厚さ/2r)×100
When the elongation percentage of the gas barrier layer of the sealing
As shown in FIG. 3, the sealing material is curved and sandwiched between two
Radius of curvature r = (distance d−thickness of support) / 2
From the calculated radius of curvature r, the elongation of the gas barrier layer was determined by the following formula.
Elongation rate (%) = (thickness of support / 2r) × 100
また、JIS B0601:2001に準じて、原子間力顕微鏡(AFM: Atomic Force Microscope)を使用して10μm×10μmのガスバリアー層の表面粗さRaを測定したところ、1.1nmであった。 Further, when the surface roughness Ra of the 10 μm × 10 μm gas barrier layer was measured using an atomic force microscope (AFM) according to JIS B0601: 2001, it was 1.1 nm.
〔封止材2〜11〕
上記封止材1の製造において、封止材1の支持体を、下記ヤング率及び厚さの樹脂フィルムにそれぞれ変更したこと以外は、封止材1と同様にして各封止材2〜11を製造した。
封止材2:ゼオノアフィルム(登録商標)ZF−14、日本ゼオン社製のシクロオレフィンポリマー(略称:COP)フィルム、ヤング率2.20GPa、厚さ50μm
封止材3:ユーピレックス(登録商標)50S、宇部興産社製のポリイミド(略称:PI)フィルム、ヤング率9.20GPa、厚さ50μm
封止材4:ピュアエース(登録商標)WR−W、帝人社製のポリカーボネート(略称:PC)フィルム、ヤング率3.50GPa、厚さ50μm
封止材5:LLリニアローデンシティポリエチレンフィルムLL−XHT、フタムラ化学社製の低密度ポリエチレン(略称:LDPE)フィルム、ヤング率0.70GPa、厚さ50μm
封止材6:無延伸ポリプロピレンフィルムFG−LTH、フタムラ化学社製の無延伸ポリプロピレン(略称:CPP)フィルム、ヤング率1.1GPa、厚さ50μm
封止材7:モアテック(登録商標)フィルム0258CN、プライムポリマー社製の低密度ポリエチレン(略称:LDPE)フィルム、ヤング率0.35GPa、厚さ50μm
封止材8:モアテック(登録商標)フィルム0218CN、プライムポリマー社製の低密度ポリエチレン(略称:LDPE)フィルム、ヤング率0.11GPa、厚さ50μm
封止材9:LUMITAC(登録商標)フィルム43−1、東ソー社製の低密度ポリエチレン(略称:LDPE)フィルム、ヤング率0.08GPa、厚さ50μm
封止材10:LLリニアローデンシティポリエチレンフィルムLL−XHT、フタムラ社製の低密度ポリエチレン(略称:LDPE)フィルム、ヤング率0.70GPa、厚さ20μm
封止材11:ゼオノアフィルム(登録商標)ZF−14、日本ゼオン社製のシクロオレフィンポリマー(略称:COP)フィルム、ヤング率2.20GPa、厚さ25μm
[Sealant 2-11]
In the production of the
Sealing material 2: ZEONOR film (registered trademark) ZF-14, cycloolefin polymer (abbreviation: COP) film manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., Young's modulus 2.20 GPa, thickness 50 μm
Sealing material 3: Upilex (registered trademark) 50S, polyimide (abbreviation: PI) film manufactured by Ube Industries, Young's modulus 9.20 GPa, thickness 50 μm
Sealing material 4: Pure Ace (registered trademark) WR-W, Teijin's polycarbonate (abbreviation: PC) film, Young's modulus 3.50 GPa, thickness 50 μm
Sealing material 5: LL linear low density polyethylene film LL-XHT, low density polyethylene (abbreviation: LDPE) film manufactured by Futamura Chemical Co., Young's modulus 0.70 GPa, thickness 50 μm
Sealing material 6: unstretched polypropylene film FG-LTH, non-stretched polypropylene (abbreviation: CPP) film manufactured by Futamura Chemical Co., Young's modulus 1.1 GPa, thickness 50 μm
Sealing material 7: Moretec (registered trademark) film 0258CN, a low-density polyethylene (abbreviation: LDPE) film manufactured by Prime Polymer Co., Ltd., Young's modulus 0.35 GPa, thickness 50 μm
Sealing material 8: Moretech (registered trademark) film 0218CN, low-density polyethylene (abbreviation: LDPE) film manufactured by Prime Polymer, Young's modulus 0.11 GPa, thickness 50 μm
Sealing material 9: LUMITAC (registered trademark) film 43-1; low-density polyethylene (abbreviation: LDPE) film manufactured by Tosoh Corporation, Young's modulus 0.08 GPa, thickness 50 μm
Sealing material 10: LL linear low-density polyethylene film LL-XHT, a low density polyethylene (abbreviation: LDPE) film manufactured by Futamura, Young's modulus 0.70 GPa,
Sealing material 11: ZEONOR film (registered trademark) ZF-14, cycloolefin polymer (abbreviation: COP) film manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., Young's modulus 2.20 GPa,
各封止材2〜11のガスバリアー性を封止材1と同様に測定し、下記表1及び表2に示す測定結果が得られた。
各封止材2〜11のガスバリアー層の伸び率及び表面粗さRaは、封止材1と同じであった。
The gas barrier properties of the
The elongation rate and surface roughness Ra of the gas barrier layers of the
〔封止材12〕
上記封止材4の製造において、タイプ01のガスバリアー層に代えて、タイプ02のガスバリアー層を下記手順により形成したこと以外は、封止材4と同様にして封止材12を製造した。タイプ02のガスバリアー層は、2層構造を有する。
[Encapsulant 12]
In the production of the
〔タイプ02のガスバリアー層の形成方法〕
まず、PECVD法を用いる成膜装置において、チャンバー内にヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)と酸素ガスの混合ガスを供給した。その後、電圧を印加してプラズマを発生させた放電領域に支持体を搬送し、支持体のアンダーコート層上に1層目のガスバリアー層を形成した。1層目のガスバリアー層の厚さは80nmであった。
[Method for forming type 02 gas barrier layer]
First, in a film formation apparatus using a PECVD method, a mixed gas of hexamethyldisiloxane (HMDSO) and oxygen gas was supplied into a chamber. Thereafter, the support was transported to a discharge region where a voltage was applied to generate plasma, and a first gas barrier layer was formed on the undercoat layer of the support. The thickness of the first gas barrier layer was 80 nm.
1層目のガスバリアー層の具体的な成膜条件は、次のとおりである。
(成膜条件)
ガスの混合比:ヘキサメチルジシロキサン/酸素=100/1000(それぞれの原料ガスの供給量の単位はsccm)
真空度:1.5Pa
プラズマ発生用電源の供給電力:1kW
プラズマ発生用電源の周波数:80kHz
支持体の搬送速度:5m/min
The specific film forming conditions for the first gas barrier layer are as follows.
(Deposition conditions)
Gas mixing ratio: hexamethyldisiloxane / oxygen = 100/1000 (unit of supply amount of each source gas is sccm)
Degree of vacuum: 1.5Pa
Power supply for plasma generation power supply: 1 kW
Frequency of power source for plasma generation: 80 kHz
Support conveyance speed: 5 m / min
アミン触媒として1質量%のN,N,N',N'−テトラメチル−1,6−ジアミノヘキサン及び19質量%のパーヒドロポリシラザンを含むジブチルエーテル溶液NAX120−20(AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製)の10gに、0.5gのアルミニウムエチルアセトアセテート・ジイソプロピレートを加え、80℃で1時間の撹拌を行い、放冷して、2層目のガスバリアー層の塗布液を調製した。
大気中、温度23℃、相対湿度50%RHの環境下で、1層目のガスバリアー層上に、調製した2層目のガスバリアー層の塗布液を、乾燥膜厚が150nmになるように押出し法で塗布した。室温で10分間乾燥後、酸素濃度を0.01〜0.10体積%の範囲内に調整した窒素雰囲気下で、波長172nm、積算光量2J/cm2の真空紫外線を80℃で照射して、2層目のガスバリアー層を形成した。
Dibutyl ether solution NAX120-20 containing 1% by mass of N, N, N ′, N′-tetramethyl-1,6-diaminohexane and 19% by mass of perhydropolysilazane as an amine catalyst (manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.) ) Was added to 0.5 g of aluminum ethyl acetoacetate diisopropylate, stirred at 80 ° C. for 1 hour, and allowed to cool to prepare a coating solution for the second gas barrier layer.
In the atmosphere at a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 50% RH, the prepared coating liquid for the second gas barrier layer is applied on the first gas barrier layer so that the dry film thickness becomes 150 nm. It applied by the extrusion method. After drying at room temperature for 10 minutes, under a nitrogen atmosphere in which the oxygen concentration was adjusted within a range of 0.01 to 0.10% by volume, irradiation with vacuum ultraviolet rays having a wavelength of 172 nm and an integrated light amount of 2 J / cm 2 was performed at 80 ° C. A second gas barrier layer was formed.
封止材12のガスバリアー性を封止材1と同様に測定したところ、6.0×10−5g/m2・dayであった。
また、封止材12の伸び率及び表面粗さRaを、封止材1と同様にして測定したところ、伸び率は2.5%であり、表面粗さRaは0.8nmであった。
When the gas barrier property of the sealing material 12 was measured in the same manner as that of the sealing
Moreover, when the elongation rate and surface roughness Ra of the sealing material 12 were measured like the sealing
〔封止材13〕
上記封止材4の製造において、タイプ01のガスバリアー層に代えて、タイプ03のガスバリアー層を下記手順により形成したこと以外は、封止材4と同様にして封止材13を製造した。タイプ03のガスバリアー層は、無機層と有機層の積層体である。
[Encapsulant 13]
In the production of the
〔タイプ03のガスバリアー層〕
国際公開2012/003198号の実施例1と同様にして、チャンバー内を0.0013Paまで減圧し、0.05kWの出力でプラズマを生成して、支持体の表面を窒素プラズマ処理した。次に、2.7Paの圧力で真空脱ガス処理したSRS−833S(トリシクロデカンジメタノールジアクリレート)を、周波数60kHzで作動する超音波噴霧器により流速1.0mL/分で噴出させて、支持体の表面に塗布した。このとき、100℃に加熱した、流速10cm3/分の窒素ガス流を、超音波噴霧器内でSRS−833Sに集中的に添加した。260℃に維持したチャンバー内に、25sccmの加熱した追加の窒素ガスとともに、SRS−833Sと気体混合物を導入し、得られたモノマー蒸気流を支持体表面上で凝結させた。さらに、9.0kV及び3.1mAで操作した多フィラメント電子ビーム硬化銃を用いて電子ビームを照射し、架橋させて、800nmのアクリレート層を形成した。
[Type 03 gas barrier layer]
In the same manner as in Example 1 of International Publication 2012/003198, the pressure in the chamber was reduced to 0.0013 Pa, plasma was generated at an output of 0.05 kW, and the surface of the support was subjected to nitrogen plasma treatment. Next, SRS-833S (tricyclodecane dimethanol diacrylate) vacuum degassed at a pressure of 2.7 Pa was ejected at a flow rate of 1.0 mL / min with an ultrasonic sprayer operating at a frequency of 60 kHz, It was applied to the surface. At this time, a nitrogen gas flow heated to 100 ° C. at a flow rate of 10 cm 3 / min was intensively added to SRS-833S in an ultrasonic atomizer. Into a chamber maintained at 260 ° C., SRS-833S and a gas mixture were introduced, along with additional 25 sccm of heated nitrogen gas, and the resulting monomer vapor stream was condensed on the support surface. Further, an 800 nm acrylate layer was formed by irradiating with an electron beam using a multifilament electron beam curing gun operated at 9.0 kV and 3.1 mA and crosslinking.
アクリレート層を形成後、ケイ素とアルミニウムをスパッターし、アクリレート層上に厚さ30nmのケイ素とアルミニウムの酸化物層を形成した。具体的には、ケイ素及びアルミニウムをそれぞれ90%及び10%の含有比で含有するターゲットを、850sccmのアルゴンと82sccmの酸素を含有する気体混合物によりスパッターした。スパッター圧は0.5Paであり、スパッター時に使用した電力は3500Wであった。 After forming the acrylate layer, silicon and aluminum were sputtered to form an oxide layer of silicon and aluminum having a thickness of 30 nm on the acrylate layer. Specifically, a target containing silicon and aluminum at a content ratio of 90% and 10%, respectively, was sputtered with a gas mixture containing 850 sccm of argon and 82 sccm of oxygen. The sputter pressure was 0.5 Pa, and the power used during sputtering was 3500 W.
上記アクリレート層とケイ素とアルミニウムの酸化物層を形成する操作を3回繰り返し、アクリレート層/ケイ素とアルミニウムの酸化物層/アクリレート層/ケイ素とアルミニウムの酸化物層/アクリレート層/ケイ素とアルミニウムの酸化物層の積層構造を有するガスバリアー層を形成した。 The operation of forming the acrylate layer and the silicon and aluminum oxide layer is repeated three times, and acrylate layer / silicon and aluminum oxide layer / acrylate layer / silicon and aluminum oxide layer / acrylate layer / silicon and aluminum oxidation A gas barrier layer having a layered structure of physical layers was formed.
封止材13のガスバリアー性を封止材1と同様に測定したところ、6.0×10−5g/m2・dayであった。
また、封止材13の伸び率及び表面粗さRaを、封止材1と同様にして測定したところ、伸び率は1.3%であり、表面粗さRaは1.2nmであった。
It was 6.0 * 10 < -5 > g / m < 2 > * day when the gas barrier property of the sealing material 13 was measured similarly to the sealing
Moreover, when the elongation rate and surface roughness Ra of the sealing material 13 were measured like the sealing
〔封止材14及び15〕
上記封止材12の製造において、封止材12の支持体を、下記ヤング率及び厚さの樹脂フィルムにそれぞれ変更したこと以外は、封止材12と同様にして各封止材14及び15を製造した。
封止材14:モアテック(登録商標)フィルムV−0398CN、プライムポリマー社製の低密度ポリエチレン(略称:LDPE)フィルム、ヤング率0.10GPa、厚さ50μm
封止材15:ピュアエース(登録商標)WR、帝人社製のポリカーボネート(略称:PC)フィルム、ヤング率3.60GPa、厚さ50μm
封止材14及び15のガスバリアー性、ガスバリアー層の伸び率及び表面粗さRaは、封止材12と同じであった。
[Sealing materials 14 and 15]
In the production of the encapsulant 12, each encapsulant 14 and 15 is the same as the encapsulant 12 except that the support of the encapsulant 12 is changed to a resin film having the following Young's modulus and thickness. Manufactured.
Sealing material 14: Moretec (registered trademark) film V-0398CN, low density polyethylene (abbreviation: LDPE) film manufactured by Prime Polymer Co., Ltd., Young's modulus 0.10 GPa, thickness 50 μm
Sealing material 15: Pure Ace (registered trademark) WR, Teijin's polycarbonate (abbreviation: PC) film, Young's modulus 3.60 GPa, thickness 50 μm
The gas barrier properties of the sealing materials 14 and 15, the elongation rate of the gas barrier layer, and the surface roughness Ra were the same as those of the sealing material 12.
〔模擬デバイス101〕
試験用の電子デバイスとして、封止材1を用いて模擬デバイス101を次のようにして製造した。
ガラス製の基板上にアルミニウム膜をスパッター法により形成した後、フォトリソグラフィー法によりアルミニウム膜をストライプ状に成形し、1000本の引き出し電極を形成した。また、基板の中央に、本体ユニットの代わりにマグネシウム層を蒸着法により形成した。
図11(A)は、基板上の引き出し電極及びマグネシウム層のレイアウトを示している。
図11(A)に示すように、基板81は、サイズが50mm×50mmであり、厚さが0.7mmであった。マグネシウム層83は、サイズが30mm×30mmであり、厚さが100nmであった。1000本の引き出し電極82は、基板81の両端から5mm離れた位置に等間隔で形成した。各引き出し電極82は、図11(B)に示すように断面形状が台形であり、底辺の幅が20μm、厚さが10nmであった。また、各引き出し電極82間の間隔は20μmであり、幅方向中心間の距離は40μmであった。
[Simulated device 101]
As an electronic device for testing, a
After an aluminum film was formed on a glass substrate by a sputtering method, the aluminum film was formed into a stripe shape by a photolithography method to form 1000 lead electrodes. In addition, a magnesium layer was formed in the center of the substrate by vapor deposition instead of the main unit.
FIG. 11A shows the layout of the extraction electrode and the magnesium layer on the substrate.
As shown in FIG. 11A, the
マグネシウム層が形成された基板に、上記製造した封止材1を下記接合方法Iにより接合し、模擬デバイス101を製造した。
図11(A)に示すように、基板81と封止材1の接合しろ84は、基板81又は封止材1の端部から2.0mm離れた幅2.0mmの領域である。
The prepared sealing
As shown in FIG. 11A, the joining
〔接合方法I〕
マグネシウム層が形成された基板と、サイズ50mm×50mmに切り出した封止材とを、基板上のマグネシウム層と、封止材のガスバリアー層とが対向するように、図6に示す常温接合装置100のホルダー105及び106にそれぞれセットした。さらに、基板と封止材のそれぞれの対向面上に金属マスクを配置した。金属マスクは、接合しろに対応する領域にスリットが設けられている。
[Joint method I]
The room-temperature bonding apparatus shown in FIG. 6 is configured so that the substrate on which the magnesium layer is formed and the sealing material cut into a size of 50 mm × 50 mm are opposed to the magnesium layer on the substrate and the gas barrier layer of the sealing material. 100
マスクを配置後、常温接合装置100において1×10−6Paの真空圧下でイオンガン102により逆スパッターすることにより、基板及び封止材の接合しろの領域を清浄化処理及び表面活性化処理した。逆スパッターでは、加速電圧を0.1〜2kVの範囲内とし、電流値を1〜20mAの範囲内として、1〜10分間のArイオンの照射を行った。
After the mask was placed, the substrate and the sealing material joining region were cleaned and surface activated by reverse sputtering with the
次に、Siをターゲットとしてスパッターし、20nmのケイ素(Si)膜を接合しろの領域に形成した。スパッターは、加速電圧を1.5kV、電流値100mAで3分間行った。さらに、ケイ素膜上を逆スパッターすることにより、表面活性化処理を行った。逆スパッターの処理条件は、上記基板と封止材に対する逆スパッターと同じである。
金属マスクを取り除き、真空度を1×10−7Paに調整した後、基板と封止材の接合しろを接触させ、20MPaの加圧を3分間行うことにより接合した。
Next, sputtering was performed using Si as a target, and a 20 nm silicon (Si) film was formed in a region to be joined. The sputtering was performed at an acceleration voltage of 1.5 kV and a current value of 100 mA for 3 minutes. Furthermore, surface activation treatment was performed by reverse sputtering on the silicon film. The reverse sputtering treatment conditions are the same as the reverse sputtering for the substrate and the sealing material.
After removing the metal mask and adjusting the degree of vacuum to 1 × 10 −7 Pa, bonding was performed by bringing the bonding margin between the substrate and the sealing material into contact with each other and applying pressure of 20 MPa for 3 minutes.
基板と封止材の接合部の断層写真を撮影し、基板と封止材間のケイ素膜の厚さの合計を、接合部の厚さとして測定したところ、50.0nmであった。 It was 50.0 nm when the tomographic photograph of the junction part of a board | substrate and a sealing material was image | photographed, and the total thickness of the silicon film between a board | substrate and a sealing material was measured as a thickness of a junction part.
〔模擬デバイス102〜133〕
上記模擬デバイス101の製造において、下記表1及び表2に示すように、封止材1を各封止材2〜15に代え、接合方法Iを各接合方法II〜VIに代え、引き出し電極の厚さを変更したこと以外は、模擬デバイス101と同様にして各模擬デバイス102〜133を製造した。
接合方法II〜VIの具体的な処理手順は、次のとおりである。
[Simulated devices 102-133]
In the manufacture of the
Specific processing procedures of the joining methods II to VI are as follows.
〔接合方法II〕
接合方法Iと同様の金属マスクを用いて、マグネシウム層が形成された基板と、サイズ50mm×50mmに切り出した封止材のそれぞれの接合しろを、プラズマドライクリーナーModel PC-300(サムコ社製)により表面活性化処理した。表面活性化処理は、真空度30Pa、酸素流量10ml/min、放電電力100W、処理時間5分の処理条件で実施した。金属マスクを取り除き、基板と封止材をそれぞれ温度25℃、相対湿度80%の環境下に3分間さらした。真空ラミネーターを用いて接合しろを接触させ、当該接合しろの領域に対して、0.5MPaの加圧と80℃の加温を5分間行うことにより、基板と封止材を接合した。
基板と封止材の接合部の断層写真を撮影し、基板と封止材間の距離を接合部の厚さとして測定したところ、0.1nmであった。
[Joint Method II]
Plasma dry cleaner Model PC-300 (manufactured by Samco Co., Ltd.) using a metal mask similar to joining method I and joining each of the substrate on which the magnesium layer is formed and the sealing material cut into a size of 50 mm × 50 mm. Surface activation treatment. The surface activation treatment was performed under the treatment conditions of a degree of vacuum of 30 Pa, an oxygen flow rate of 10 ml / min, a discharge power of 100 W, and a treatment time of 5 minutes. The metal mask was removed, and the substrate and the sealing material were each exposed to an environment of a temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 80% for 3 minutes. The joining margin was brought into contact using a vacuum laminator, and the substrate and the sealing material were joined by applying a pressure of 0.5 MPa and heating at 80 ° C. for 5 minutes to the joining margin region.
It was 0.1 nm when the tomographic photograph of the junction part of a board | substrate and a sealing material was image | photographed and the distance between a board | substrate and a sealing material was measured as the thickness of a junction part.
〔接合方法III〕
接合方法Iと同様の金属マスクを用いて、マグネシウム層が形成された基板と、サイズ50mm×50mmに切り出した封止材のそれぞれの接合しろを、プラズマドライクリーナーModel PC-300(サムコ社製)により表面活性化処理した。表面活性化処理は、真空度30Pa、酸素流量10ml/min、放電電力100W、処理時間5分の処理条件で実施した。
[Joint method III]
Plasma dry cleaner Model PC-300 (manufactured by Samco Co., Ltd.) using a metal mask similar to joining method I and joining each of the substrate on which the magnesium layer is formed and the sealing material cut into a size of 50 mm × 50 mm. Surface activation treatment. The surface activation treatment was performed under the treatment conditions of a degree of vacuum of 30 Pa, an oxygen flow rate of 10 ml / min, a discharge power of 100 W, and a treatment time of 5 minutes.
次に、シランカップリング剤KBM903(3−アミノプロピルトリメトキシシラン、信越化学工業社製)の温度23℃における飽和蒸気下に、封止材を3分間さらして、シランカップリング剤KBM903からなる接着層を形成した。また、シランカップリング剤KBM403(3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、信越シリコーン工業社製)の温度23℃における飽和蒸気下に、基板を3分間さらして、シランカップリング剤KBM403からなる接着層を形成した。 Next, the sealing material is exposed to saturated steam at a temperature of 23 ° C. of a silane coupling agent KBM903 (3-aminopropyltrimethoxysilane, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) for 3 minutes to form an adhesive comprising the silane coupling agent KBM903. A layer was formed. Further, the substrate is exposed to a saturated vapor of silane coupling agent KBM403 (3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, manufactured by Shin-Etsu Silicone Kogyo Co., Ltd.) at a temperature of 23 ° C. for 3 minutes to form an adhesive layer comprising the silane coupling agent KBM403. Formed.
封止材と基板から金属マスクを取り除いた後、真空ラミネーターを用いてそれぞれの接合しろを接触させ、接合しろの領域に対して、0.5MPaの加圧と80℃の加温を5分間行うことにより、基板と封止材を接合した。
基板と封止材の接合部の断層写真を撮影し、基板と封止材間の接着層の厚さを、接合部の厚さとして測定したところ、1.0nmであった。
After removing the metal mask from the sealing material and the substrate, the respective joining margins are brought into contact with each other using a vacuum laminator, and pressurization at 0.5 MPa and heating at 80 ° C. are performed for 5 minutes on the joining margin region. As a result, the substrate and the sealing material were joined.
It was 1.0 nm when the tomographic photograph of the junction part of a board | substrate and a sealing material was image | photographed, and the thickness of the contact bonding layer between a board | substrate and a sealing material was measured as the thickness of a junction part.
〔接合方法IV〕
接合方法Iと同様の金属マスクを用いて、マグネシウム層が形成された基板と、サイズ50mm×50mmに切り出した封止材のそれぞれの接合しろを、プラズマドライクリーナーModel PC-300(サムコ社製)により表面活性化処理した。表面活性化処理は、真空度30Pa、酸素流量10ml/min、放電電力100W、処理時間5分の処理条件で実施した。
[Joint Method IV]
Plasma dry cleaner Model PC-300 (manufactured by Samco Co., Ltd.) using a metal mask similar to joining method I and joining each of the substrate on which the magnesium layer is formed and the sealing material cut into a size of 50 mm × 50 mm. Surface activation treatment. The surface activation treatment was performed under the treatment conditions of a degree of vacuum of 30 Pa, an oxygen flow rate of 10 ml / min, a discharge power of 100 W, and a treatment time of 5 minutes.
次に、分子接着剤として、5質量%のエタノール溶液を溶媒とする6−(3−トリエトキシシリル)プロピルアミノ)−1,3,5−トリアジン−2,4−ジチオール・モノナトリウム(以下、TESと略す)の0.2質量%溶液を調製した。封止材の接合しろ以外の領域をマスク材により被覆した後、調製した溶液中に浸漬し、オーブン中で温度100℃の加熱を15分間行った。さらに、封止材をエタノールで洗浄し、ドライヤーで乾燥して、接合しろにTESからなる接着層が形成された封止材を得た。 Next, as a molecular adhesive, 6- (3-triethoxysilyl) propylamino) -1,3,5-triazine-2,4-dithiol monosodium (hereinafter, referred to as 5% by mass ethanol solution) A 0.2% by mass solution of TES) was prepared. After covering the area | region other than the joining margin of a sealing material with a mask material, it was immersed in the prepared solution and the heating of the temperature of 100 degreeC was performed for 15 minutes in oven. Furthermore, the sealing material was washed with ethanol and dried with a dryer to obtain a sealing material in which an adhesive layer made of TES was formed at the joining margin.
封止材から金属マスクを取り除いた後、真空ラミネーターを用いて接合しろを合わせるように基板と封止材を接触させ、0.5MPaの加圧と80℃の加温を5分間行うことにより、基板と封止材を接合した。
基板と封止材の接合部の断層写真を撮影し、基板と封止材間の接着層の厚さを、接合部の厚さとして測定したところ、10.0nmであった。
After removing the metal mask from the encapsulant, the substrate and the encapsulant are brought into contact with each other so as to match the bonding margin using a vacuum laminator, and pressurization of 0.5 MPa and heating at 80 ° C. are performed for 5 minutes. The substrate and the sealing material were joined.
It was 10.0 nm when the tomographic photograph of the junction part of a board | substrate and a sealing material was image | photographed, and the thickness of the contact bonding layer between a board | substrate and a sealing material was measured as the thickness of a junction part.
〔接合方法V〕
下記接着剤の成分を混合し、80℃に加熱した後、撹拌混合器ホモディスパーL型(プライミクス社製)を用いて、3000rpmの撹拌速度で均一に撹拌及び混合し、エポキシ樹脂を主成分とする接着剤を得た。
(接着剤の材料)
エポキシ樹脂YL983U(常温で液状のビスフェノールF型エポキシ樹脂、三菱化学社製):50質量部
セロキサイド2021P(常温で液状の脂環式エポキシ樹脂(3’,4’−エポキシシクロヘキシルメチル3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート)、ダイセル社製):20質量部
エポキシ樹脂jER1001(常温で固体のビスフェノールA型エポキシ樹脂、三菱化学社製):30質量部
ゲル化剤ゼフィアックF351(アクリル系コアシェル粒子、ガンツ化成社製):20質量部
ナノエース(登録商標)D−600(体積平均粒子径が0.6μmのタルク、日本タルク社製):10質量部
光カチオン重合開始剤CPI(登録商標)−210S(サンアプロ社製):2質量部
シランカップリング剤KBM−403(γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、信越シリコーン社製):1質量部
[Joint method V]
The following adhesive components were mixed and heated to 80 ° C., and then stirred and mixed uniformly at a stirring speed of 3000 rpm using a stirring mixer homodisper L type (manufactured by Primix). An adhesive was obtained.
(Adhesive material)
Epoxy resin YL983U (bisphenol F type epoxy resin that is liquid at normal temperature, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation): 50 parts by mass Celoxide 2021P (alicyclic epoxy resin that is liquid at normal temperature (3 ′, 4′-
得られた接着剤をディスペンサーにより2mg/cmの吐出量で吐出し、封止材の接着しろの領域に接着剤を塗布した。真空ラミネーターを用いて、接着剤を塗布した封止材を基板に接触させ、0.1MPaの加圧を行った。その後、高圧水銀灯を用いて積算光量2J/cm2の紫外光を温度80℃で照射し、30分間の硬化処理を行って、基板と封止材を接合した。
基板と封止材の接合部の断層写真を撮影し、基板と封止材間の接着層の厚さを接合部の厚さとして測定したところ、1000.0nmであった。
The obtained adhesive was discharged by a dispenser at a discharge amount of 2 mg / cm, and the adhesive was applied to the region of the sealing material where it was to be bonded. The sealing material which apply | coated the adhesive agent was made to contact a board | substrate using the vacuum laminator, and pressurization of 0.1 MPa was performed. Thereafter, ultraviolet light with an integrated light amount of 2 J / cm 2 was irradiated at a temperature of 80 ° C. using a high-pressure mercury lamp, and a curing treatment for 30 minutes was performed to join the substrate and the sealing material.
It was 1000.0 nm when the tomographic photograph of the junction part of a board | substrate and a sealing material was image | photographed and the thickness of the contact bonding layer between a board | substrate and a sealing material was measured as a thickness of a junction part.
〔接合方法VI〕
上記接合方法Vにおいて、接着剤の成分からナノエース(登録商標)D−600を除いたこと以外は、接合方法Vと同様にして接合を行った。
基板と封止材の接合部の断層写真を撮影し、基板と封止材間の接着層の厚さを接合部の厚さとして測定したところ、100.0nmであった。
[Joint method VI]
In the joining method V, joining was performed in the same manner as the joining method V except that Nanoace (registered trademark) D-600 was removed from the components of the adhesive.
It was 100.0 nm when the tomographic photograph of the junction part of a board | substrate and a sealing material was image | photographed, and the thickness of the contact bonding layer between a board | substrate and a sealing material was measured as a thickness of a junction part.
〔評価〕
上記模擬デバイス101〜133の高温高湿の環境下におかれたときの封止性能と、耐性試験後の封止性能をそれぞれ評価した。
各模擬デバイス101〜133の高温高湿下におかれたときの封止性能を、次のように評価した。
模擬デバイスを温度85℃、相対湿度85%の環境下で500時間放置した後、封止材を剥がしてマグネシウム層の腐食を観察した。マグネシウム層全体に対する腐食部分の面積の割合を求め、この腐食部分の面積の割合(%)を封止性能として下記基準により評価した。
◎:腐食が観察されず、封止性能が非常に高い
○:腐食があるが、腐食部分の面積の割合が0.5%未満であり、封止性能が高い
△:腐食があるが、腐食部分の面積の割合が0.5%以上1.5%未満であり、実用可能な封止性能である
×:面積の割合が1.5%以上の腐食部分が観察され、封止性能が低い
[Evaluation]
The sealing performance when the
The sealing performance when the
The simulated device was allowed to stand for 500 hours in an environment at a temperature of 85 ° C. and a relative humidity of 85%, and then the sealing material was peeled off to observe the corrosion of the magnesium layer. The ratio of the area of the corroded portion relative to the entire magnesium layer was determined, and the proportion (%) of the area of the corroded portion was evaluated as the sealing performance according to the following criteria.
◎: Corrosion is not observed and the sealing performance is very high ○: Corrosion is present, but the area ratio of the corroded portion is less than 0.5%, and the sealing performance is high △: Corrosion is present, but corrosion The proportion of the area of the portion is 0.5% or more and less than 1.5%, which is a practical sealing performance. X: Corrosion portions having an area ratio of 1.5% or more are observed, and the sealing performance is low.
また、耐性試験として、各模擬デバイスに下記工程(1)〜(3)を100サイクル実施し、耐性試験後の封止性能を評価した。封止性能の評価方法は、上記高温高湿の環境下におかれたときの封止性能の評価方法と同じである。
(1)各模擬デバイスを温度25℃、湿度20%RHの環境においた後、1時間かけて温度85℃に昇温した。さらに、1時間かけて湿度を85%に上げ、温度85℃、湿度85%の環境下に1時間保持した。
(2)1時間かけて湿度を20%に下げて、さらに2時間かけて温度−35℃まで降温し、温度−35℃、湿度20%の環境下に1時間保持した。
(3)1時間かけて温度を25℃に昇温し、温度25℃、湿度20%の環境に戻した。
In addition, as a resistance test, each simulated device was subjected to the following steps (1) to (3) for 100 cycles, and the sealing performance after the resistance test was evaluated. The evaluation method of the sealing performance is the same as the evaluation method of the sealing performance when placed in the high temperature and high humidity environment.
(1) Each simulated device was placed in an environment of
(2) The humidity was lowered to 20% over 1 hour, the temperature was further lowered to -35 ° C over 2 hours, and kept in an environment of temperature -35 ° C and
(3) The temperature was raised to 25 ° C over 1 hour, and the environment was returned to a temperature of 25 ° C and a humidity of 20%.
下記表1及び表2は、評価結果を示している。
上記表1及び表2において、封止体の支持体の樹脂の欄に記載された略称は、下記樹脂を表している。
PET:ポリエチレンテレフタレート
COP:シクロオレフィンポリマー
PI:ポリイミド
PC:ポリカーボネート
LDPE:低密度ポリエチレン
CPP:無延伸ポリプロピレン
In Table 1 and Table 2, the abbreviations described in the column of the resin of the support of the sealing body represent the following resins.
PET: Polyethylene terephthalate COP: Cycloolefin polymer PI: Polyimide PC: Polycarbonate LDPE: Low density polyethylene CPP: Unstretched polypropylene
表1及び表2に示すように、支持体のヤング率が0.1〜0.35GPaの範囲内にある封止材を用いることにより、接合部の厚さが0.1〜100.0nmの範囲内と薄くても、優れた封止性能を発揮できることが分かる。 As shown in Table 1 and Table 2, by using a sealing material in which the Young's modulus of the support is in the range of 0.1 to 0.35 GPa, the thickness of the joint is 0.1 to 100.0 nm. It can be seen that excellent sealing performance can be exhibited even within the range and thin.
<実施例II>
〔有機EL素子201〕
厚さ0.7mmのガラス製の基板上に、ポリイミドU-Varnish-S(宇部興産社製)をキャスト成膜し、350℃で30分焼成して、厚さ25μmのポリイミド膜を形成した。さらに、ポリイミド膜上に、640画素×480画素からなる画素部及び駆動回路部を、図10(A)及び図10(B)に示すように設けた。この画素部及び駆動回路部に接するようにMo/Al/Moの積層体を形成した後、フォトリソグラフィー法により電極形状に成形し、引き出し電極を形成した。その後、基板全面を被覆するように、PECVD法により200nmのSiO2膜を保護層として形成し、実施例Iで製造した封止材1と基板を上記接合方法Iにより接合して、図10(A)及び図10(B)に示すディスプレイ用の有機EL素子10Bと同様の構成の有機EL素子201を製造した。
<Example II>
[Organic EL element 201]
A polyimide U-Varnish-S (manufactured by Ube Industries) was cast on a 0.7 mm thick glass substrate and baked at 350 ° C. for 30 minutes to form a 25 μm thick polyimide film. Further, on the polyimide film, a pixel portion and a driver circuit portion each having 640 pixels × 480 pixels were provided as shown in FIGS. 10A and 10B. After a Mo / Al / Mo laminate was formed so as to be in contact with the pixel portion and the drive circuit portion, it was formed into an electrode shape by a photolithography method to form a lead electrode. Thereafter, a 200 nm SiO 2 film is formed as a protective layer by PECVD so as to cover the entire surface of the substrate, and the sealing
〔有機EL素子202〜207〕
上記有機EL素子201の製造において、封止材1を封止材2に代え、引き出し電極の厚さを下記表3に示すように変更したこと以外は、有機EL素子202と同様にして各有機EL素子202〜207を製造した。
[
In the production of the
〔有機EL素子208〕
上記有機EL素子201の製造において、封止材1を封止材4に代えたこと以外は、有機EL素子201と同様にして有機EL素子208を製造した。
[Organic EL element 208]
In the production of the
〔有機EL素子209〜212〕
上記有機EL素子204の製造において、封止材1を下記表3に示す封止材に代えたこと以外は、有機EL素子204と同様にして各有機EL素子209〜212を製造した。
[Organic EL elements 209 to 212]
In manufacturing the
<評価>
各有機EL素子201〜212に対し耐性試験及び屈曲試験を実施し、試験後の封止性能を評価した。
(耐性試験後の封止性能)
各有機EL素子201〜212に対し、温度40℃、相対湿度50%RHの環境下で10mA/cm2の電流を流しながら250時間保存する耐性試験を実施した。耐性試験後、室温下においた各有機EL素子201〜207に1mA/cm2の電流を流して得られた発光像を撮影し、得られた画像の領域全体に対するダークスポットの面積の割合(%)を算出した。このダークスポットの面積の割合を封止性能として、下記基準により評価した。
◎:ダークスポットの面積の割合は0%であり、封止性能が非常に高い
○:ダークスポットの面積の割合が0%より大きく0.2%以下であり、封止性能が高い
△:ダークスポットの面積の割合が0.2%より大きく0.5%以下であり、実用できる程度の封止性能がある
×:ダークスポットの面積の割合が0.5%より大きく、封止性能が低い
<Evaluation>
A resistance test and a bending test were performed on each of the
(Sealing performance after resistance test)
Each organic EL element 201-212 was subjected to a resistance test in which it was stored for 250 hours while flowing a current of 10 mA / cm 2 in an environment of a temperature of 40 ° C. and a relative humidity of 50% RH. After the durability test, a luminescence image obtained by applying a current of 1 mA / cm 2 to each of the
A: Dark spot area ratio is 0% and sealing performance is very high B: Dark spot area ratio is greater than 0% and not more than 0.2%, and sealing performance is high Δ: Dark The area ratio of the spot is larger than 0.2% and 0.5% or less, and there is a sealing performance that can be practically used. ×: The area ratio of the dark spot is larger than 0.5%, and the sealing performance is low.
(屈曲試験)
各有機EL素子201〜212を直径10mmφの円柱に1秒間かけて巻き取った後、1秒間かけて巻き出して平面に戻す操作を、10万サイクル繰り返す屈曲試験を実施した。
さらに、温度85℃、相対湿度85%RHの環境下で250時間保存した後、上記耐性試験後の封止性能の評価と同様にして屈曲試験後の封止性能を評価した。
(Bending test)
Each organic EL element 201-212 was wound around a cylinder with a diameter of 10 mmφ for 1 second, and then the bending test was repeated for 100,000 cycles of unwinding over 1 second and returning it to a flat surface.
Furthermore, after storing for 250 hours in an environment of a temperature of 85 ° C. and a relative humidity of 85% RH, the sealing performance after the bending test was evaluated in the same manner as the evaluation of the sealing performance after the resistance test.
下記表3は、評価結果を示している。
表3中、表1及び表2と同様に封止材の支持体の樹脂を略称で表している。
In Table 3, as in Tables 1 and 2, the resin of the sealing material support is abbreviated.
表3に示すように、引き出し電極が薄いほど引き出し電極間の隙間を封止材により埋めやすく、良好な封止性能が得られている。また、支持体のヤング率が小さい封止材を用いることにより、封止性能を向上できることが分かる。 As shown in Table 3, the thinner the extraction electrode, the easier it is to fill the gap between the extraction electrodes with a sealing material, and a good sealing performance is obtained. Moreover, it turns out that sealing performance can be improved by using the sealing material with a small Young's modulus of a support body.
<実施例III>
〔封止材21〕
ヤング率2.2GPa、厚さ50μmのゼオノアフィルム(登録商標)ZF−14(日本ゼオン社製のシクロオレフィンポリマー(COP)フィルム)を支持体として、タイプ04のガスバリアー層を次のようにして形成し、封止材21を製造した。
<Example III>
[Encapsulant 21]
Using a Zeonor film (registered trademark) ZF-14 (a cycloolefin polymer (COP) film manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) having a Young's modulus of 2.2 GPa and a thickness of 50 μm as a support, a type 04 gas barrier layer was formed as follows. The sealing
〔タイプ04のガスバリアー層〕
PECVD法により、封止材の支持体上にガスバリアー層として厚さ100nmのSiO2膜を下記成膜条件により形成した。
(成膜条件)
原料ガス:ヘキサメチルジシロキサンガス、シランガス及び酸素ガスを、各ガスの合計流量が50sccmとなるように供給
不活性ガス:ヘリウムガスを50sccmの流量で供給
チャンバーの圧力:10Pa
基板の温度:60℃
RF電源の電力:500W
RF電源周波数:13.56MHz
[Type 04 gas barrier layer]
A SiO 2 film having a thickness of 100 nm was formed as a gas barrier layer on the support of the sealing material by PECVD under the following film formation conditions.
(Deposition conditions)
Source gas: Hexamethyldisiloxane gas, silane gas and oxygen gas are supplied so that the total flow rate of each gas is 50 sccm. Inert gas: Helium gas is supplied at a flow rate of 50 sccm Chamber pressure: 10 Pa
Substrate temperature: 60 ° C
RF power supply: 500W
RF power supply frequency: 13.56 MHz
〔封止材22〜27〕
上記封止材21の製造において、ガスバリアー層の原料ガスにトリメチルアルミニウムを加えて、ガスバリアー層としてSiOxAlz膜を形成したこと以外は、封止材21と同様にして各封止材22〜27を製造した。
各封止材22〜27の製造時、ヘキサメチルジシロキサンガス、酸素ガス及びトリメチルアルミニウムガスの供給比を調整して、下記表4に示すように、ケイ素原子に対する酸素原子とアルミニウム原子の原子組成比x及びzが異なるSiOxAlz膜をそれぞれ形成した。
[
In the production of the
At the time of manufacturing each sealing material 22-27, the supply ratio of hexamethyldisiloxane gas, oxygen gas and trimethylaluminum gas is adjusted, and as shown in Table 4 below, the atomic composition of oxygen atoms and aluminum atoms with respect to silicon atoms SiO x Al z films having different ratios x and z were formed.
〔封止材28〜33〕
上記封止材21の製造において、ガスバリアー層の原料ガスをヘキサメチルシロキサン、シラン及び酸素ガスに代えて、ガスバリアー層としてSiOxCw膜を形成したこと以外は、封止材21と同様にして各封止材28〜33を製造した。
各封止材28〜33の製造時、ヘキサメチルシロキサンガス、酸素ガス及びシランガスの供給比を調整して、下記表4に示すように、ケイ素原子に対する酸素原子と炭素原子の原子組成比x及びwが異なるSiOxCw膜をそれぞれ形成した。
[Sealant 28-33]
In the production of the sealing
During the production of each sealing material 28 to 33, the supply ratio of hexamethylsiloxane gas, oxygen gas and silane gas is adjusted, and as shown in Table 4 below, the atomic composition ratio x of oxygen atoms and carbon atoms with respect to silicon atoms and SiO x C w films with different w were formed.
〔封止材34〜38〕
上記封止材21の製造において、ガスバリアー層の原料ガスから酸素ガスを除外してアンモニアガスを加え、ガスバリアー層としてSiNy膜を形成したこと以外は、封止材21と同様にして各封止材34〜38を製造した。
各封止材34〜38の製造時、ヘキサメチルジシロキサンガスとアンモニアガスの供給比を調整して、下記表4に示すように、ケイ素原子に対する窒素原子の原子組成比yが異なるSiNy膜をそれぞれ形成した。
[Sealing materials 34 to 38]
In the production of the sealing
SiN y films having different atomic composition ratios y of nitrogen atoms to silicon atoms as shown in the following Table 4 by adjusting the supply ratio of hexamethyldisiloxane gas and ammonia gas at the time of manufacturing each sealing material 34 to 38 Formed respectively.
〔封止材39〜42〕
上記封止材21の製造において、ガスバリアー層の原料ガスにアンモニアガスを加え、ガスバリアー層としてSiOxNy膜を形成したこと以外は、封止材21と同様にして各封止材39〜42を製造した。
各封止材39〜42の製造時、ヘキサメチルジシロキサンガス、酸素ガス及びアンモニアガスの供給比を調整して、下記表4に示すように、ケイ素原子に対する酸素原子及び窒素原子の原子組成比x及びyが異なるSiOxNy膜をそれぞれ形成した。
[Sealing materials 39 to 42]
In the production of the sealing
During the production of each sealing material 39 to 42, the supply ratio of hexamethyldisiloxane gas, oxygen gas and ammonia gas is adjusted, and as shown in Table 4 below, the atomic composition ratio of oxygen atoms and nitrogen atoms to silicon atoms SiO x N y films with different x and y were formed.
〔封止材43〕
上記封止材21の製造において、先に形成されたガスバリアー層上に2層目のガスバリアー層を次のようにして形成し、封止材43を製造した。
アミン触媒として1質量%のN,N,N',N'−テトラメチル−1,6−ジアミノヘキサン及び19質量%のパーヒドロポリシラザンを含むジブチルエーテル溶液NAX120−20(AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製)の10gに、0.5gのアルミニウムエチルアセトアセテート・ジイソプロピレートを加え、80℃で1時間の撹拌を行い、放冷して、2層目のガスバリアー層の塗布液を調製した。
大気中、23℃、50%RHの環境下で、先に形成された1層目のガスバリアー層上に、調製した2層目のガスバリアー層の塗布液を、乾燥膜厚が150nmになるように押出し法で塗布した。室温で10分間乾燥後、酸素濃度を0.1〜0.01体積%の範囲内に調整した窒素雰囲気下で、波長172nm、積算光量2J/cm2の真空紫外線を80℃で照射して、2層目のガスバリアー層を形成した。
[Encapsulant 43]
In the production of the sealing
Dibutyl ether solution NAX120-20 containing 1% by mass of N, N, N ′, N′-tetramethyl-1,6-diaminohexane and 19% by mass of perhydropolysilazane as an amine catalyst (manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.) ) Was added to 0.5 g of aluminum ethyl acetoacetate diisopropylate, stirred at 80 ° C. for 1 hour, and allowed to cool to prepare a coating solution for the second gas barrier layer.
In the atmosphere at 23 ° C. and 50% RH, the prepared coating liquid for the second gas barrier layer is dried to 150 nm on the first gas barrier layer previously formed. It applied by the extrusion method. After drying at room temperature for 10 minutes, under a nitrogen atmosphere in which the oxygen concentration was adjusted within the range of 0.1 to 0.01% by volume, vacuum ultraviolet rays with a wavelength of 172 nm and an integrated light amount of 2 J / cm 2 were irradiated at 80 ° C. A second gas barrier layer was formed.
〔封止材44〜46〕
上記封止材25、31及び36のそれぞれのガスバリアー層上に、上記封止材43と同様にして2層目のガスバリアー層を形成し、各封止材44〜46を製造した。
[Sealing materials 44 to 46]
A second gas barrier layer was formed on each gas barrier layer of the sealing
なお、各封止材21〜46の1層目のガスバリアー層の原子組成比x、y、z及びwは、下記分析条件によりガスバリアー層をXPS分析して得られるデプスプロファイルにより確認した。
(分析条件)
分析装置:QUANTERASXM(アルバック・ファイ社製)
X線源:単色化Al−α
測定領域:Si2p、C1s、N1s、O1s、M*
(M*は、金属によって最適な測定領域を表す。例えば、ホウ素の場合はB1sであり、アルミニウムの場合はAl2pであり、ガリウムの場合はGa3d又はGa2pであり、インジウムの場合はIn3dであり、タリウムの場合はTl4fである。)
スパッターイオン:Ar(2keV)
デプスプロファイル:1分間のスパッターし、測定する操作を繰り返し、ガスバリアー層の厚さ方向の平均値から組成を求めた
定量:バックグラウンドをShirley法により求め、得られたピーク面積から相対感度係数法を用いて定量した
データ処理:MultiPak(アルバック・ファイ社製)
The atomic composition ratios x, y, z, and w of the first gas barrier layer of each sealing
(Analysis conditions)
Analyzer: QUANTERASXM (manufactured by ULVAC-PHI)
X-ray source: Monochromatic Al-α
Measurement area: Si2p, C1s, N1s, O1s, M *
(M * represents the optimum measurement region depending on the metal. For example, B1s for boron, Al2p for aluminum, Ga3d or Ga2p for gallium, In3d for indium, (In the case of thallium, it is Tl4f.)
Sputter ion: Ar (2 keV)
Depth profile: Sputtering for 1 minute and repeating the measurement, the composition was determined from the average value in the thickness direction of the gas barrier layer. Quantification: The background was determined by the Shirley method, and the relative sensitivity coefficient method was determined from the obtained peak area. Data processing quantified using: MultiPak (manufactured by ULVAC-PHI)
各封止材21〜46のガスバリアー性及びガスバリアー層の伸び率を、実施例Iと同様にして測定したところ、下記表4に示す測定結果が得られた。
When the gas barrier properties of each of the sealing
〔有機EL素子301〕
ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムが裏打ちされた厚さ40μmの無アルカリガラス製の基板上に、厚さ150nmの酸化インジウムスズ(ITO)膜をスパッター法により形成し、120℃で10分間加熱して透明導電膜を形成した。この透明導電膜に対して、フォトリソグラフィー法により所定のパターンの陽極を形成した。
[Organic EL element 301]
A 150-nm-thick indium tin oxide (ITO) film is formed on a 40 μm-thick alkali-free glass substrate lined with a polyethylene terephthalate (PET) film, and heated at 120 ° C. for 10 minutes to be transparent. A conductive film was formed. An anode having a predetermined pattern was formed on the transparent conductive film by photolithography.
形成した陽極の表面に対し、微弱X線による除電器を使用して帯電除去処理を実施した。さらに、波長184.9nmの低圧水銀ランプを使用し、照射強度を15mW/cm2、陽極と低圧水銀ランプ間の距離を10mmとして、表面改質処理を実施した。その後、陽極上に正孔輸送層の塗布液を乾燥後の厚さが50nmとなるように押出し塗布機で塗布した。塗布は、大気中、温度25℃、相対湿度50%RHの環境下で行った。塗布液は、Clevios(登録商標)P AI 4083(ポリエチレンジオキシチオフェン・ポリスチレンスルホネート(略称:PEDOT/PSS)、ヘレウス社製)を、65%の純水と5%のメタノールで希釈することにより、調製した。 The surface of the formed anode was subjected to a charge removal process using a static eliminator with weak X-rays. Furthermore, a surface modification treatment was performed using a low pressure mercury lamp with a wavelength of 184.9 nm, an irradiation intensity of 15 mW / cm 2 , and a distance between the anode and the low pressure mercury lamp of 10 mm. Thereafter, the hole transport layer coating solution was applied onto the anode by an extrusion coater so that the thickness after drying was 50 nm. The coating was performed in the atmosphere at a temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 50% RH. The coating solution was obtained by diluting Clevios (registered trademark) P AI 4083 (polyethylenedioxythiophene / polystyrene sulfonate (abbreviation: PEDOT / PSS), Heraeus) with 65% pure water and 5% methanol. Prepared.
塗布膜に対し、高さ100mmの位置から、吐出風速が1m/s、幅手の風速分布が5%、温度100℃の温風を当て、溶媒を除去した。さらに、加熱処理装置を用い、温度150℃で裏面伝熱方式の熱処理を行って乾燥し、正孔輸送層を形成した。 The solvent was removed from the coating film at a height of 100 mm by applying hot air with a discharge air velocity of 1 m / s, a wide air velocity distribution of 5%, and a temperature of 100 ° C. Further, using a heat treatment apparatus, a back surface heat transfer system heat treatment was performed at a temperature of 150 ° C. and dried to form a hole transport layer.
次に、正孔輸送層上に白色発光層の塗布液を乾燥後の厚さが40nmになるように押出し塗布機で塗布した。塗布は、窒素ガス濃度99%以上の雰囲気下、塗布温度25℃、塗布速度1m/minの塗布条件で行った。また、塗布液は、下記成分を100gのトルエンに溶解させて調製した。
(白色発光層の塗布液)
ホスト化合物H−A:1.0g
発光ドーパントD−A:100mg
発光ドーパントD−B:0.2mg
発光ドーパントD−C:0.2mg
Next, the white light emitting layer coating solution was applied onto the hole transport layer by an extrusion coater so that the thickness after drying was 40 nm. The coating was performed in an atmosphere having a nitrogen gas concentration of 99% or more under coating conditions of a coating temperature of 25 ° C. and a coating speed of 1 m / min. The coating solution was prepared by dissolving the following components in 100 g of toluene.
(White light emitting layer coating solution)
Host compound HA: 1.0 g
Luminescent dopant DA: 100 mg
Luminescent dopant DB: 0.2 mg
Luminescent dopant DC: 0.2 mg
下記式は、ホスト化合物H−A、発光ドーパントD−A、D−B及びD−Cのそれぞれの構造を表す。
塗布膜に対し、高さ100mmの位置から、吐出風速1m/s、幅手の風速分布5%、温度60℃の温風を当てて溶媒を除去した。さらに、温度130℃の加熱処理を行って乾燥し、発光層を形成した。 The solvent was removed from the coating film at a height of 100 mm by applying hot air at a discharge air velocity of 1 m / s, a wide air velocity distribution of 5%, and a temperature of 60 ° C. Further, a heat treatment at a temperature of 130 ° C. was performed and dried to form a light emitting layer.
発光層上に、電子輸送層の塗布液を、乾燥後の厚さが30nmになるように押出し塗布機で塗布した。塗布は、窒素ガス濃度が99%以上の雰囲気下、塗布温度25℃、塗布速度1m/minの塗布条件で行った。また、下記化合物E−Aを2,2,3,3−テトラフルオロ−1−プロパノール中に溶解して得られた0.5質量%溶液を、電子輸送層の塗布液として用いた。
塗布膜に対し、高さ100mmの位置から、吐出風速1m/s、幅手の風速分布5%、温度60℃で温風を当て、溶媒を除去した。さらに、温度200℃の加熱処理を行って乾燥し、電子輸送層を形成した。
その後、基板を減圧チャンバーに投入し、5×10−4Paまで減圧した。あらかじめ、真空チャンバー内のタンタル製蒸着ボートに用意しておいたフッ化セシウムを加熱し、電子輸送層上に厚さ3nmの電子注入層を形成した。
The solvent was removed from the coating film at a height of 100 mm by applying warm air at a discharge air velocity of 1 m / s, a wide air velocity distribution of 5%, and a temperature of 60 ° C. Furthermore, a heat treatment at a temperature of 200 ° C. was performed and dried to form an electron transport layer.
Thereafter, the substrate was put into a vacuum chamber and the pressure was reduced to 5 × 10 −4 Pa. Cesium fluoride prepared in advance in a tantalum vapor deposition boat in a vacuum chamber was heated to form an electron injection layer having a thickness of 3 nm on the electron transport layer.
上記電子注入層の上に、5×10−4Paの真空下で、マスクを用いて所定のパターンのアルミニウム膜を蒸着法により形成し、厚さ100nmの陰極を得た。
陰極を形成後、陽極及び陰極の一部に重なるように、50nmのモリブデン/200nmのアルミニウム/50nmのモリブデンを順に積層し、引き出し電極を形成した。この引き出し電極は、図12に示すように断面形状が台形であり、底辺の長さが150μm、上辺の長さが100μm、厚さ250nmであった。
On the electron injection layer, an aluminum film having a predetermined pattern was formed by vapor deposition using a mask under a vacuum of 5 × 10 −4 Pa to obtain a cathode having a thickness of 100 nm.
After forming the cathode, 50 nm molybdenum / 200 nm aluminum / 50 nm molybdenum were sequentially laminated so as to overlap the anode and a part of the cathode to form an extraction electrode. As shown in FIG. 12, this lead electrode had a trapezoidal cross-sectional shape with a bottom side length of 150 μm, an upper side length of 100 μm, and a thickness of 250 nm.
次に、陽極及び陰極の端部を除き、CVD法にて厚さ200nmのSiO2膜を保護層として形成した。
保護層を形成後、保護層と上記製造した封止材1を上述した接合方法Iにより接合し、照明用の有機EL素子301を製造した。
Next, a SiO 2 film having a thickness of 200 nm was formed as a protective layer by a CVD method except for the ends of the anode and the cathode.
After forming the protective layer, the protective layer and the produced sealing
〔有機EL素子302〜326の製造〕
上記有機EL素子301の製造において、封止材21に代えて各封止材22〜46を用いたこと以外は、有機EL素子301と同様にして照明用の各有機EL素子302〜326を製造した。
[Manufacture of
In the manufacture of the
<評価>
(耐性試験後の封止性能)
各有機EL素子301〜326に対し、温度85℃、相対湿度85%RHの環境下で250時間保存する耐性試験を実施した。耐性試験後、室温下においた各有機EL素子301〜326に1mA/cm2の電流を流して得られた発光像を撮影し、得られた画像の領域全体に対するダークスポットの面積の割合(%)を算出した。このダークスポットの面積の割合を封止性能として、下記基準により評価した。
◎:ダークスポットの面積の割合は0%であり、封止性能が非常に高い
○:ダークスポットの面積の割合が0%より大きく0.2%以下であり、封止性能が高い
△:ダークスポットの面積の割合が0.2%より大きく0.5%以下であり、実用できる程度の封止性能がある
×:ダークスポットの面積の割合が0.5%より大きく、封止性能が低い
<Evaluation>
(Sealing performance after resistance test)
Each
A: Dark spot area ratio is 0% and sealing performance is very high B: Dark spot area ratio is greater than 0% and not more than 0.2%, and sealing performance is high Δ: Dark The area ratio of the spot is larger than 0.2% and 0.5% or less, and there is a sealing performance that can be practically used. ×: The area ratio of the dark spot is larger than 0.5%, and the sealing performance is low.
(屈曲試験後の封止性能)
各有機EL素子301〜326を直径10mmφの円柱に1秒間かけて巻き取った後、1秒間かけて巻き出して平面に戻す操作を、10万サイクル繰り返す屈曲試験を実施した。
さらに、温度85℃、相対湿度85%RHの環境下で100時間保存した後、上記耐性試験後の封止性能の評価と同様にしてダークスポットの面積の割合から屈曲試験後の封止性能を評価した。
(Sealing performance after bending test)
Each
Furthermore, after storing for 100 hours in an environment of a temperature of 85 ° C. and a relative humidity of 85% RH, the sealing performance after the bending test is determined from the ratio of the dark spot area in the same manner as the evaluation of the sealing performance after the resistance test. evaluated.
下記表4は、評価結果を示している。
表4中、表1及び表2と同様に封止材の支持体の樹脂を略称で表している。
In Table 4, as in Tables 1 and 2, the resin of the support for the sealing material is abbreviated.
表4に示すように、ガスバリアー層の伸び率が大きいほど、封止材の封止性能が向上していることから、伸び率が大きいガスバリアー層であれば、ヤング率が低く柔軟性が高い支持体の変形に追従しやすく、引き出し電極により生じた隙間を埋めやすいことが分かる。 As shown in Table 4, the greater the elongation of the gas barrier layer, the better the sealing performance of the sealing material. Therefore, if the gas barrier layer has a large elongation, the Young's modulus is low and the flexibility is high. It can be seen that it is easy to follow the deformation of the high support and it is easy to fill the gap generated by the extraction electrode.
<実施例IV>
〔封止材51〜55〕
実施例Iの封止材2、8、6、4及び1の製造において、タイプ01のガスバリアー層に代えて上述したタイプ03のガスバリアー層を形成し、各封止材51〜55を製造した。
<Example IV>
[Sealing materials 51 to 55]
In the production of the sealing
〔有機EL素子401〕
実施例IIIの有機EL素子301の製造において、封止材21に代えて封止材51を用い、引き出し電極の厚さを400nmに変更したこと以外は、有機EL素子301と同様にして有機EL素子401を製造した。
[Organic EL element 401]
In the manufacture of the
〔有機EL素子402〜406〕
上記有機EL素子401の製造において、下記表5に示すように、接合方法Iを各接合方法II〜VIに代えたこと以外は、有機EL素子401と同様にして各有機EL素子402〜406を製造した。
[
In the manufacture of the
〔有機EL素子407〜410〕
上記有機EL素子402の製造において、下記表5に示すように、封止材51を各封止材52〜55に代えたこと以外は、有機EL素子402と同様にして各有機EL素子407〜410を製造した。
[Organic EL elements 407 to 410]
In the manufacture of the
<評価>
封止材51のガスバリアー性とガスバリアー層の伸び率を、実施例Iと同様に測定した。
また、実施例IIIと同様にして、各有機EL素子401〜410に対して耐性試験及び屈曲試験を行い、各試験後の封止性能を評価した。
<Evaluation>
The gas barrier properties of the sealing material 51 and the elongation of the gas barrier layer were measured in the same manner as in Example I.
Further, in the same manner as in Example III, the
下記表5は、評価結果を示している。
表5中、表1及び表2と同様に封止材の支持体の樹脂を略称で表している。
In Table 5, as in Tables 1 and 2, the resin of the sealing material support is abbreviated.
表5に示すように、接合部が薄く、その厚さが0.1〜100.0nmの範囲内にあると、封止性能が高いことが分かる。また、ヤング率が小さく、柔軟性の高い封止材ほど封止性能が向上していることが分かる。 As shown in Table 5, it can be seen that when the joint is thin and the thickness is in the range of 0.1 to 100.0 nm, the sealing performance is high. Moreover, it turns out that sealing performance is improving, so that a Young's modulus is small and a sealing material with high flexibility is high.
10 照明用の有機EL素子
1 基板
2 本体ユニット
3 封止材
31 支持体
32 ガスバリアー層
4 引き出し電極
5 接合部
6 保護層
10B ディスプレイ用の有機EL素子
200 本体ユニット
201 画素部
202 駆動回路部
100 常温接合装置
102 イオンガン
103〜106 ホルダー
T1、T2 ターゲット
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記基板と前記封止材とが、前記本体ユニットから露出するように形成された引き出し電極を挟んで接合され、
前記基板と前記封止材の接合部の厚さが、0.1〜100.0nmの範囲内にあり、
前記封止材が、ガスバリアー層と、当該ガスバリアー層の支持体とを備え、
前記支持体の温度25℃におけるヤング率が、0.1〜3.5GPaの範囲内にあることを特徴とする電子デバイス。 An electronic device in which a main unit on a substrate is sealed with a sealing material,
The substrate and the sealing material are joined with a lead electrode formed so as to be exposed from the main unit,
The thickness of the joint between the substrate and the sealing material is in the range of 0.1 to 100.0 nm,
The sealing material comprises a gas barrier layer and a support for the gas barrier layer,
An electronic device having a Young's modulus at a temperature of 25 ° C of the support in a range of 0.1 to 3.5 GPa.
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