JP6737279B2 - Electronic device and method for sealing electronic device - Google Patents

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Description

本発明は、電子デバイス及び電子デバイスの封止方法に関する。より詳しくは、高いガスバリアー性能を有する封止層を具備する電子デバイス、及び当該封止層を用いた電子デバイスの封止方法に関する。 The present invention relates to an electronic device and a method for sealing an electronic device. More specifically, the present invention relates to an electronic device including an encapsulating layer having high gas barrier performance, and an electronic device encapsulating method using the encapsulating layer.

電子デバイス、特に有機エレクトロルミネッセンスデバイス(以下、有機ELデバイス又は有機EL素子ともいう。)は、用いられている有機材料や電極の水分による劣化を防止するため、素子を被覆する封止層が形成される。有機EL素子用の封止層には、25±0.5℃、90±2%RHの環境下での水蒸気透過度(WVTR)として、10−5〜10−6g/m・24h台の非常に高いガスバリアー性が必要であるといわれている。An electronic device, particularly an organic electroluminescence device (hereinafter, also referred to as an organic EL device or an organic EL element) is formed with a sealing layer for covering the element in order to prevent deterioration of an organic material or an electrode used due to moisture. To be done. The sealing layer for the organic EL element has a water vapor transmission rate (WVTR) of 10 −5 to 10 −6 g/m 2 ·24h on the order of 25±0.5° C. and 90±2% RH. It is said that a very high gas barrier property is required.

従来、ガスバリアー性基材として、気相成膜装置を用いたガスバリアーフィルムが製造されている。特に10−3g/m・24h台のガスバリアーフィルムについてはスパッタ法等の物理蒸着(PVD)成膜装置により製造されている。Conventionally, a gas barrier film using a vapor deposition apparatus has been manufactured as a gas barrier substrate. Particularly, a gas barrier film on the order of 10 −3 g/m 2 ·24 h is manufactured by a physical vapor deposition (PVD) film forming apparatus such as a sputtering method.

また、水蒸気透過度が低く、光線透過率が高い透明ガスバリアー基材を得るために積層ガスバリアー膜が検討されている。例えば、特許文献1には、A群(タンタル(Ta)やニオブ(Nb)等を含む)酸化物、窒化物、酸化窒化物及びB群(ホウ素(B)、アルミニウム(Al)、シリカ(Si)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)等を含む)酸化物、窒化物、酸化窒化物等をスパッタ法等にて積層成膜することで、積層ガスバリアー膜を得る技術が開示されているが、ガスバリアー性能が十分ではなく、10−2g/m・24h台のガスバリアー膜しか得られていない。Further, a laminated gas barrier film has been studied in order to obtain a transparent gas barrier substrate having low water vapor permeability and high light transmittance. For example, in Patent Document 1, Group A (including tantalum (Ta), niobium (Nb), etc.) oxides, nitrides, oxynitrides, and Group B (boron (B), aluminum (Al), silica (Si). ), titanium (Ti), tantalum (Ta), etc.) oxides, nitrides, oxynitrides, etc. are laminated by sputtering or the like to obtain a laminated gas barrier film. However, the gas barrier performance is not sufficient, and only a gas barrier film on the order of 10 −2 g/m 2 ·24 h is obtained.

また、例えば特許文献2には、CVD(chemical vapor deposition:化学気相蒸着ともいう。)成膜法による窒化ケイ素(SiN)膜(厚さ2μm)と、ポリシラザン塗布膜(厚さ500nm)とを組み合わせた封止膜が提案されている。ただし、ポリシラザン塗布膜は塗布乾燥したのみで形成されており、吸湿能力のみを利用するものであるため、初期性能としては吸湿能力による見かけ上の水蒸気遮断機能を有するものの、吸湿能力が飽和した後には水蒸気遮断機能は失われ、限定した効果しか得られない。また、厚さ2μmのSiN膜の形成にも長い成膜時間を要する工程が必要である上に、厚さ2μmのSiN膜のみでは、要求されるガスバリアー性を満足することはできない。 Further, for example, in Patent Document 2, a silicon nitride (SiN) film (thickness 2 μm) formed by a CVD (chemical vapor deposition) film forming method and a polysilazane coating film (thickness 500 nm) are disclosed. A combined sealing film has been proposed. However, since the polysilazane coating film is formed only by coating and drying and uses only the moisture absorption ability, it has an apparent water vapor barrier function due to the moisture absorption ability as the initial performance, but after the moisture absorption ability is saturated. Loses its ability to block water vapor and has limited effects. Further, in order to form a SiN film having a thickness of 2 μm, a process requiring a long film formation time is required, and the required gas barrier property cannot be satisfied only with the SiN film having a thickness of 2 μm.

また、上記のような方法では、デバイスが長時間、高温下や強い紫外線(UV)にさらされるため、素子性能が著しく劣化する問題もあった。そのため、高温や紫外線(UV)にさらされる時間を最小化し、要求性能を満足するガスバリアー性を有する封止層を具備する電子デバイス、及び当該封止層を用いた電子デバイスの封止方法が必要である。 Further, in the method as described above, the device performance is remarkably deteriorated because the device is exposed to high temperature or strong ultraviolet (UV) for a long time. Therefore, an electronic device provided with an encapsulating layer having a gas barrier property that minimizes the time of exposure to high temperature or ultraviolet (UV) and a method for encapsulating an electronic device using the encapsulating layer are provided. is necessary.

さらに、有機化合物及び無機化合物(金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物、金属炭化物等)の積層膜をいずれも蒸着法にて形成する方法が検討されてきたが、水蒸気透過度が低く、有機EL素子の封止を満足するものではなかった。 Furthermore, a method of forming a laminated film of any of an organic compound and an inorganic compound (metal oxide, metal nitride, metal oxynitride, metal carbide, etc.) by a vapor deposition method has been investigated, but the water vapor permeability is low. However, the sealing of the organic EL element was not satisfied.

したがって、有機EL素子用の封止層として、生産性が高く、更にガスバリアー性能の高い封止層が求められていた。 Therefore, as a sealing layer for an organic EL element, a sealing layer having high productivity and high gas barrier performance has been demanded.

特開2005−035128号公報JP, 2005-035128, A 特開2013−200985号公報JP, 2013-200985, A

本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、高いガスバリアー性能を有する封止層を具備する電子デバイス、及び当該封止層を用いた電子デバイスの封止方法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 problem to be solved is an electronic device including a sealing layer having high gas barrier performance, and sealing of an electronic device using the sealing layer. Is to provide a method.

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、電子デバイスの封止層が、特定の金属(M1)の酸化物を含有する第1のガスバリアー層と、特定の金属(M2)の酸化物を含有する第2のガスバリアー層の積層体であるか、又は前記金属(M1)及び前記金属(M2)の複合酸化物を含有するガスバリアー層であるか、若しくは当該複合酸化物を含有する領域を有することによって、高いガスバリアー性能を有する封止層を具備する電子デバイスが得られることを見出した。 MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, this inventor WHEREIN: In the process of examining the cause etc. of said problem, the sealing layer of an electronic device is a 1st gas barrier layer containing the oxide of specific metal (M1). A laminated body of a second gas barrier layer containing an oxide of a specific metal (M2), or a gas barrier layer containing a composite oxide of the metal (M1) and the metal (M2). It has been found that an electronic device including a sealing layer having high gas barrier performance can be obtained by having a region containing the composite oxide.

すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。 That is, the above-mentioned subject concerning the present invention is solved by the following means.

1.基材上に一対の電極と当該電極間に少なくとも1層の発光層を含む有機機能層及び当該有機機能層上に配置される封止層を具備する電子デバイスであって、当該封止層が、第12〜14族の非遷移金属(M1)の酸化物を含有する第1のガスバリアー層と、当該第1のガスバリアー層に接して配置された遷移金属(M2)の酸化物を含有する第2のガスバリアー層の積層体であり、かつ、当該積層体の厚さ方向の一部に、前記非遷移金属(M1)及び前記遷移金属(M2)の複合酸化物を含有する領域が存在する積層体であるか、又は前記非遷移金属(M1)及び前記遷移金属(M2)の複合酸化物を含有するガスバリアー層であるか、若しくは当該複合酸化物を含有する領域を有することを特徴とする電子デバイス。 1. An electronic device comprising a pair of electrodes on a base material, an organic functional layer including at least one light emitting layer between the electrodes, and a sealing layer arranged on the organic functional layer, wherein the sealing layer is A first gas barrier layer containing an oxide of a non-transition metal (M1) of Groups 12 to 14, and an oxide of a transition metal (M2) disposed in contact with the first gas barrier layer. laminate der of the second gas barrier layer which is, and a part of the thickness direction of the laminate region containing the composite oxide of the non-transition metals (M1) and the transition metal (M2) or there is a laminate existing, or the or a gas barrier layer containing a composite oxide of non-transition metals (M1) and the transition metal (M2), or have a region containing the composite oxide An electronic device characterized by.

.前記複合酸化物を含有するガスバリアー層又は領域が、非遷移金属をM1、遷移金属をM2、酸素をO、及び窒素をNとしたときに、(M1)(M2)で表される複合酸化物を含有し、当該複合酸化物の組成が、下記関係式(1)を満たすことを特徴とする第1項に記載電子デバイス。 2 . The gas barrier layer or region containing the complex oxide is (M1)(M2) x O y N z, where M1 is a non-transition metal, M2 is a transition metal, O is O and nitrogen is N. 2. The electronic device according to item 1, which contains the represented complex oxide and the composition of the complex oxide satisfies the following relational expression (1).

関係式(1)(2y+3z)/(a+bx)<1.0
(ただし、M1:非遷移金属、M2:遷移金属、O:酸素、N:窒素、x、y、z:化学量論係数、0.02≦x≦49、0<y、0≦z、a:M1の最大価数、b:M2の最大価数を表す。)
.前記非遷移金属(M1)を含有する層が、ポリシラザン及びポリシラザンの改質体を含有す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。
Relational expression (1) (2y+3z)/(a+bx)<1.0
(However, M1: non-transition metal, M2: transition metal, O: oxygen, N: nitrogen, x, y, z: stoichiometric coefficient, 0.02≦x≦49, 0<y, 0≦z, a : Represents the maximum valence of M1, b: represents the maximum valence of M2.)
3 . 3. The electronic device according to item 1 or 2, wherein the layer containing the non-transition metal (M1) contains polysilazane and a modified polysilazane.

.前記遷移金属(M2)が、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、及びバナジウム(V)から選択されることを特徴とする第1項から第項までのいずれか一項に記載の電子デバイス。 4 . The electronic device according to any one of items 1 to 3, wherein the transition metal (M2) is selected from niobium (Nb), tantalum (Ta), and vanadium (V). ..

.前記機能性素子上に少なくとも1層の有機ポリマー層が、積層されていることを特徴とする第1項から第項までのいずれか一項に記載の電子デバイス。 5 . The electronic device according to any one of items 1 to 4, wherein at least one organic polymer layer is laminated on the functional element.

.前記機能性素子が、一対の電極と当該電極間に少なくとも1層の発光層を含む有機機能層を有することを特徴とする第1項から第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 items 1 to 5 , wherein the functional element has a pair of electrodes and an organic functional layer including at least one light emitting layer between the electrodes. ..

.基材上に機能性素子及び当該機能性素子を封止する封止層を形成する電子デバイスの封止方法であって、当該封止層として、少なくとも一層の第12〜14族の非遷移金属(M1)の酸化物を含有する第1のガスバリアー層と、当該第1のガスバリアー層に接して配置された遷移金属(M2)の酸化物を含有する第2のガスバリアー層の積層体であり、かつ、当該積層体の厚さ方向の一部に、前記非遷移金属(M1)及び前記遷移金属(M2)の複合酸化物を含有する領域が存在する積層体か、又は前記非遷移金属(M1)及び前記遷移金属(M2)の複合酸化物を含有するガスバリアー層か、若しくは当該複合酸化物を含有する領域を、気相成膜法又は塗布法によって形成することを特徴とする電子デバイスの封止方法。 7 . A method for sealing an electronic device, comprising forming a functional element and a sealing layer for sealing the functional element on a base material, wherein at least one non-transition metal of Group 12 to 14 is used as the sealing layer. A laminate of a first gas barrier layer containing an oxide of (M1) and a second gas barrier layer containing an oxide of a transition metal (M2) arranged in contact with the first gas barrier layer. And a laminate in which a region containing a complex oxide of the non-transition metal (M1) and the transition metal (M2) is present in a part of the thickness of the laminate , or the non-transition A gas barrier layer containing a composite oxide of a metal (M1) and the transition metal (M2) or a region containing the composite oxide is formed by a vapor phase film forming method or a coating method. Electronic device sealing method.

.前記封止層として、前記機能性素子側に、前記非遷移金属(M1)の酸化物を含有する第1のガスバリアー層を形成することを特徴とする第項に記載の電子デバイスの封止方法。 8 . As the sealing layer, to the functional element side, sealed electronic device according to paragraph 7, which comprises forming a first gas barrier layer containing an oxide of the non-transition metal (M1) How to stop.

.前記遷移金属(M2)の酸化物を含有する第2のガスバリアー層を、前記非遷移金属(M1)の酸化物を含有する第1のガスバリアー層の上に、気相成膜法にて形成することを特徴とする第項又は第項に記載の電子デバイスの封止方法。 9 . A second gas barrier layer containing the oxide of the transition metal (M2) is formed on the first gas barrier layer containing the oxide of the non-transition metal (M1) by a vapor phase film forming method. The method for encapsulating an electronic device according to item 7 or 8 , wherein the method is formed.

10.前記非遷移金属(M1)の酸化物を含有する第1のガスバリアー層が、ポリシラザン及びポリシラザンの改質体を含有し、当該ポリシラザンの改質体を、ポリシラザンを含有する塗布液を塗布して、真空紫外光を照射することにより形成することを特徴とする第項から第項までのいずれか一項に記載の電子デバイスの封止方法。 10 . The first gas barrier layer containing an oxide of the non-transition metal (M1) contains polysilazane and a modified polysilazane, and the modified polysilazane is applied with a coating solution containing polysilazane. The method for sealing an electronic device according to any one of items 7 to 9 , wherein the method is formed by irradiating vacuum ultraviolet light.

本発明の上記手段により、高いガスバリアー性能を有する封止層を具備する電子デバイス、及び当該封止層を用いた電子デバイスの封止方法を提供することができる。 By the above means of the present invention, it is possible to provide an electronic device including a sealing layer having high gas barrier performance, and a method for sealing an electronic device using the sealing layer.

本発明の効果の発現機構ないし作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。 The mechanism of action or mechanism of action of the present invention has not been clarified, but is presumed as follows.

本発明は、有機EL素子に適用可能な高いガスバリアー性を有する封止層を具備する電子デバイスであり、当該封止層が、第12〜14族の非遷移金属(M1)の酸化物を含有する第1のガスバリアー層と、当該第1のガスバリアー層に接して配置された遷移金属(M2)の酸化物を含有する第2のガスバリアー層の積層体であるか、又は前記非遷移金属(M1)及び前記遷移金属(M2)の複合酸化物を含有するガスバリアー層であるか、若しくは当該複合酸化物を含有する領域であることを特徴とするものである。 The present invention is an electronic device including a sealing layer having a high gas barrier property applicable to an organic EL element, the sealing layer containing an oxide of a non-transition metal of group 12 to 14 (M1). It is a laminated body of a first gas barrier layer containing and a second gas barrier layer containing an oxide of a transition metal (M2) arranged in contact with the first gas barrier layer, or It is a gas barrier layer containing a composite oxide of a transition metal (M1) and the transition metal (M2), or a region containing the composite oxide.

前記ガスバリアー層が前記積層体の場合は、前記第1のガスバリアー層と第2のガスバリアー層を気相成膜したときに、積層界面において、前記非遷移金属(M1)と遷移金属(M2)とが組成として同時に存在する領域が形成され、当該領域が化学量論的な組成に対して、酸素が欠損した組成を有する金属酸化物を含有する領域になった場合に、金属酸化物の高密度な結合を有する領域を形成し高いガスバリアー性を発現するものと考えられる。 In the case where the gas barrier layer is the laminated body, when the first gas barrier layer and the second gas barrier layer are vapor-phase deposited, the non-transition metal (M1) and the transition metal ( M2) is present as a composition at the same time, a region is formed, and when the region becomes a region containing a metal oxide having a composition lacking oxygen with respect to the stoichiometric composition, a metal oxide is formed. It is considered that a region having a high-density bond is formed to exhibit a high gas barrier property.

前記非遷移金属(M1)及び遷移金属(M2)の複合酸化物を含有するガスバリアー層、又は当該複合酸化物を含有する領域の場合は、例えば、Si(又はSiO)とNb(又はNbO)とをスパッタターゲットとして同時にスパッタし(共蒸着、共スパッタともいう。)、反応性ガスとして酸素を導入して、SiとNbとの複合酸化物を成膜する際に、化学量論的組成よりも酸素が不足する条件で成膜すると、得られる複合酸化物はSi−Nb結合を有する構造をとるものと考えられる。これにより、化学量論的組成の複合酸化物に対して、前記関係式(1)を満たすように、酸素が欠損した組成になった場合は、金属同士の高密度な結合を有する複合酸化物を含有するガスバリアー層又は当該複合酸化物を含有する領域となり、高いガスバリアー性を発現するものと推定される。In the case of the gas barrier layer containing the complex oxide of the non-transition metal (M1) and the transition metal (M2), or the region containing the complex oxide, for example, Si (or SiO x ) and Nb (or NbO) are used. x ) is simultaneously sputtered as a sputtering target (also referred to as co-deposition or co-sputtering), and oxygen is introduced as a reactive gas to form a complex oxide of Si and Nb in a stoichiometric manner. When the film is formed under the condition that oxygen is less than the composition, the obtained composite oxide is considered to have a structure having a Si—Nb bond. As a result, in the case where the composite oxide having a stoichiometric composition has a composition in which oxygen is deficient so as to satisfy the above relational expression (1), a composite oxide having a high density of metals is bonded. It is presumed that it becomes a gas barrier layer containing or a region containing the composite oxide and exhibits high gas barrier properties.

本発明の一実施形態に係る封止層を具備する電子デバイスを示す断面模式図Schematic cross-sectional view showing an electronic device including a sealing layer according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る封止層を具備する電子デバイスを示す断面模式図Schematic cross-sectional view showing an electronic device including a sealing layer according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る封止層を具備する電子デバイスを示す断面模式図Schematic cross-sectional view showing an electronic device including a sealing layer according to an embodiment of the present invention. 本発明の別の実施形態に係る有機ポリマー層とガスバリアー層を有する封止層を具備する電子デバイスを示す断面模式図Schematic cross-sectional view showing an electronic device including a sealing layer having an organic polymer layer and a gas barrier layer according to another embodiment of the present invention. 本発明の別の実施形態に係る有機ポリマー層とガスバリアー層を有する封止層を具備する電子デバイスを示す断面模式図Schematic cross-sectional view showing an electronic device including a sealing layer having an organic polymer layer and a gas barrier layer according to another embodiment of the present invention. 封止層の厚さ方向における非遷移金属(M1)及び遷移金属(M2)の組成分布をXPS法により分析したときの元素プロファイルと複合組成領域を説明するためのグラフA graph for explaining the element profile and the composite composition region when the composition distribution of the non-transition metal (M1) and the transition metal (M2) in the thickness direction of the sealing layer is analyzed by the XPS method. WVTRの測定のための評価用デバイスの模式図Schematic diagram of an evaluation device for WVTR measurement 本発明に係る封止層の形成に適用可能な真空紫外光照射装置の一例を示す概略断面図Schematic sectional view showing an example of a vacuum ultraviolet light irradiation apparatus applicable to the formation of the sealing layer according to the present invention

本発明の電子デバイスは、基材上に一対の電極と当該電極間に少なくとも1層の発光層を含む有機機能層及び当該有機機能層上に配置される封止層を具備する電子デバイスであって、当該封止層が、第12〜14族の非遷移金属(M1)の酸化物を含有する第1のガスバリアー層と、当該第1のガスバリアー層に接して配置された遷移金属(M2)の酸化物を含有する第2のガスバリアー層の積層体であり、かつ、当該積層体の厚さ方向の一部に、前記非遷移金属(M1)及び前記遷移金属(M2)の複合酸化物を含有する領域が存在する積層体であるか、又は前記非遷移金属(M1)及び前記遷移金属(M2)の複合酸化物を含有するガスバリアー層であるか、若しくは当該複合酸化物を含有する領域を有することを特徴とする。この特徴は、各請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。 The electronic device of the present invention is an electronic device including a pair of electrodes on a base material, an organic functional layer including at least one light emitting layer between the electrodes, and a sealing layer disposed on the organic functional layer. Then, the sealing layer includes a first gas barrier layer containing an oxide of a non-transition metal (M1) of Group 12 to 14 and a transition metal (which is disposed in contact with the first gas barrier layer). laminate der of the second gas barrier layer containing an oxide of M2) is, and the portion of the thickness direction of the laminate, the non-transition metal (M1) and the transition metal (M2) A laminate having a region containing a complex oxide , or a gas barrier layer containing a complex oxide of the non-transition metal (M1) and the transition metal (M2), or the complex oxide It is characterized by having a region containing. This feature is a technical feature common to the inventions according to each claim.

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、前記第1のガスバリアー層及び第2のガスバリアー層の積層体の厚さ方向の一部に、前記非遷移金属(M1)及び前記遷移金属(M2)の複合酸化物を含有する領域が存在することが、ガスバリアー性の高い封止層を形成する観点から、必要である。 As an embodiment of the present invention, from the viewpoint of exhibiting the effects of the present invention, the non-transition metal (M1) is formed in a part of the laminate of the first gas barrier layer and the second gas barrier layer in the thickness direction. Also, it is necessary that a region containing the complex oxide of the transition metal (M2) is present from the viewpoint of forming a sealing layer having a high gas barrier property .

また、前記複合酸化物を含有するガスバリアー層又は領域が、非遷移金属をM1、遷移金属をM2、酸素をO、及び窒素をNとしたときに、(M1)(M2)で表される複合酸化物を含有し、当該複合酸化物の組成が、前記関係式(1)を満たすことが、金属化合物の高密度な構造が当該領域において形成される観点から、好ましい態様である。前記関係式(1)は、前記複合酸化物を含有する領域が、化学量論的な組成に対して、酸素が欠損した組成を有することを表すものである。Further, when the non-transition metal is M1, the transition metal is M2, the oxygen is O, and the nitrogen is N, the gas barrier layer or region containing the complex oxide is (M1)(M2) x O y N It is preferable that the composite oxide represented by z is contained and the composition of the composite oxide satisfies the relational expression (1) from the viewpoint that a high-density structure of the metal compound is formed in the region. Is. The relational expression (1) represents that the region containing the complex oxide has a composition lacking oxygen with respect to the stoichiometric composition.

また、前記非遷移金属(M1)を含有する層が、ポリシラザン又はポリシラザンの改質体を含有する層であることが、前記機能性素子を均一に封止する観点から、好ましく、前記遷移金属(M2)が、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、及びバナジウム(V)から選択されることが、前記複合酸化物を形成してガスバリアー性をより向上する観点から、好ましい。 In addition, it is preferable that the layer containing the non-transition metal (M1) is a layer containing polysilazane or a modified product of polysilazane from the viewpoint of uniformly sealing the functional element, and the transition metal ( It is preferable that M2) is selected from niobium (Nb), tantalum (Ta), and vanadium (V) from the viewpoint of forming the composite oxide and further improving the gas barrier property.

また、基材及び有機機能層上に少なくとも1層の有機ポリマー層と、前記第1のガスバリアー層及び第2のガスバリアー層の積層体と、又は前記複合酸化物を含有するガスバリアー層、若しくは領域と、が積層されていることが、基材とガスバリアー層、有機機能層とガスバリアー層との密着性を向上し、使用環境変動におけるガスバリアー層への機械的又は熱的ストレスによる層の損傷や欠陥を防ぎ、ガスバリアー性の劣化を抑制する観点から、好ましい態様である。 Further, at least one organic polymer layer on the substrate and the organic functional layer, a laminate of the first gas barrier layer and the second gas barrier layer, or a gas barrier layer containing the composite oxide, Or, the area and the layer are laminated to improve the adhesion between the base material and the gas barrier layer, the organic functional layer and the gas barrier layer, and the mechanical or thermal stress to the gas barrier layer due to changes in the use environment may This is a preferred embodiment from the viewpoint of preventing damage and defects in the layer and suppressing deterioration of the gas barrier property.

また、前記機能性素子が、一対の電極と当該電極間に少なくとも1層の発光層を含む有機機能層を有することが、本発明に好ましい電子デバイスの態様である。 Further, it is a preferred embodiment of the electronic device in the present invention that the functional element has a pair of electrodes and an organic functional layer including at least one light emitting layer between the electrodes.

本発明の電子デバイスの封止方法は、基材上に機能性素子及び当該機能性素子を封止する封止層を形成する電子デバイスの封止方法であって、当該封止層として、少なくとも一層の第12〜14族の非遷移金属(M1)の酸化物を含有する第1のガスバリアー層と、当該第1のガスバリアー層に接して配置された遷移金属(M2)の酸化物を含有する第2のガスバリアー層の積層体であり、かつ、当該積層体の厚さ方向の一部に、前記非遷移金属(M1)及び前記遷移金属(M2)の複合酸化物を含有する領域が存在する積層体か、又は前記非遷移金属(M1)及び前記遷移金属(M2)の複合酸化物を含有するガスバリアー層か、若しくは当該複合酸化物を含有する領域を、気相成膜法又は塗布法によって形成することを特徴とする。 The method for sealing an electronic device of the present invention is a method for sealing an electronic device in which a functional element and a sealing layer for sealing the functional element are formed on a base material, and as the sealing layer, at least A first gas barrier layer containing a layer 12 to 14 group non-transition metal (M1) oxide and a transition metal (M2) oxide disposed in contact with the first gas barrier layer. A region that is a laminate of the second gas barrier layer to be contained, and that contains a composite oxide of the non-transition metal (M1) and the transition metal (M2) in a part of the thickness of the laminate. there either stack present, or the non-transition metal (M1) and one gas-barrier layer containing a composite oxide of the transition metal (M2), or the region containing the composite oxide, vapor deposition Alternatively, it is formed by a coating method.

前記封止層として、前記機能性素子側に、前記非遷移金属(M1)の酸化物を含有する第1のガスバリアー層を形成することが、前記複合酸化物を含有するガスバリアー層、若しくは領域を効率よく形成する観点から、好ましい。 As the sealing layer, forming a first gas barrier layer containing the oxide of the non-transition metal (M1) on the functional element side is a gas barrier layer containing the composite oxide, or It is preferable from the viewpoint of efficiently forming the region.

また、前記遷移金属(M2)の酸化物を含有する第2のガスバリアー層を、前記非遷移金属(M1)の酸化物を含有する第1のガスバリアー層の上に、気相成膜法にて形成することが、前記複合酸化物を含有するガスバリアー層、若しくは領域を生産性良く、効率的に形成する観点から、好ましい。 In addition, a second gas barrier layer containing an oxide of the transition metal (M2) is formed on the first gas barrier layer containing an oxide of the non-transition metal (M1) by a vapor phase film forming method. Is preferable from the viewpoint of forming the gas barrier layer or region containing the complex oxide with good productivity and efficiency.

さらに、前記非遷移金属(M1)の酸化物を含有する第1のガスバリアー層が、ポリシラザン及びポリシラザンの改質体を含有し、当該ポリシラザンの改質体を、ポリシラザンを含有する塗布液を塗布して、真空紫外光を照射することにより形成することが、前記複合酸化物を含有するガスバリアー層、若しくは領域を精度良く安定に形成し、透過率等の光学特性に優れたガスバリアー性の高い封止層が得られる観点から、好ましい態様である。 Further, the first gas barrier layer containing an oxide of the non-transition metal (M1) contains polysilazane and a modified polysilazane, and the modified polysilazane is applied with a coating solution containing polysilazane. Then, it can be formed by irradiating with vacuum ultraviolet light to form a gas barrier layer containing the complex oxide, or a region with high accuracy and stability, and to provide a gas barrier property excellent in optical characteristics such as transmittance. This is a preferred embodiment from the viewpoint of obtaining a high sealing layer.

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・態様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 and modes for carrying out the present invention will be described in detail. In addition, in this application, "-" is used by the meaning including the numerical value described before and after that as a lower limit and an upper limit.

《本発明の電子デバイスの概要》
本発明の電子デバイスは、基材上に一対の電極と当該電極間に少なくとも1層の発光層を含む有機機能層及び当該有機機能層上に配置される封止層を具備する電子デバイスであって、当該封止層が、第12〜14族の非遷移金属(M1)の酸化物を含有する第1のガスバリアー層と、当該第1のガスバリアー層に接して配置された遷移金属(M2)の酸化物を含有する第2のガスバリアー層の積層体であり、かつ、当該積層体の厚さ方向の一部に、前記非遷移金属(M1)及び前記遷移金属(M2)の複合酸化物を含有する領域が存在する積層体であるか、又は前記非遷移金属(M1)及び前記遷移金属(M2)の複合酸化物を含有するガスバリアー層であるか、若しくは当該複合酸化物を含有する領域を有することを特徴とする。
<<Outline of Electronic Device of the Present Invention>>
The electronic device of the present invention is an electronic device including a pair of electrodes on a base material, an organic functional layer including at least one light emitting layer between the electrodes, and a sealing layer disposed on the organic functional layer. Then, the sealing layer includes a first gas barrier layer containing an oxide of a non-transition metal (M1) of Group 12 to 14 and a transition metal (which is disposed in contact with the first gas barrier layer). laminate der of the second gas barrier layer containing an oxide of M2) is, and the portion of the thickness direction of the laminate, the non-transition metal (M1) and the transition metal (M2) A laminate having a region containing a complex oxide , or a gas barrier layer containing a complex oxide of the non-transition metal (M1) and the transition metal (M2), or the complex oxide It is characterized by having a region containing.

なお、本願では「封止層」を「ガスバリアー層」という場合があるが、その場合は実質的に同一な層である。 In the present application, the “sealing layer” may be referred to as a “gas barrier layer”, but in that case, the layers are substantially the same.

本発明に係る前記機能性素子とは、特に限定されるものではないが、好ましくは有機EL素子や有機薄膜太陽電池、液晶表示装置、タッチパネル等の有機材料からなる素子をいい、特に本発明に係る機能性素子が有機EL素子であることが好ましい。 The functional element according to the present invention is not particularly limited, but preferably refers to an organic EL element, an organic thin film solar cell, a liquid crystal display device, an element made of an organic material such as a touch panel, and particularly to the present invention. The functional element is preferably an organic EL element.

本発明に係る前記機能性素子の好ましい一例である有機EL素子は、一対の電極と当該電極間に少なくとも1層の発光層を有する有機機能層によって構成されていることが好ましい。当該有機EL素子を封止する封止層のガスバリアー性は、25±0.5℃、90±2%RHの環境下での水蒸気透過度(WVTR)として10−5〜10−6g/m・24h台の非常に高いガスバリアー性が必要とされている。An organic EL element, which is a preferred example of the functional element according to the present invention, is preferably composed of a pair of electrodes and an organic functional layer having at least one light emitting layer between the electrodes. The gas barrier property of the sealing layer that seals the organic EL element is 10 −5 to 10 −6 g/in terms of water vapor transmission rate (WVTR) under an environment of 25±0.5° C. and 90±2% RH. A very high gas barrier property of m 2 ·24h level is required.

本発明は前記高いガスバリアー性を、第12〜14族の非遷移金属(M1)の酸化物を含有する第1のガスバリアー層と、当該第1のガスバリアー層に接して配置された遷移金属(M2)の酸化物を含有する第2のガスバリアー層の積層体であり、かつ、当該積層体の厚さ方向の一部に、前記非遷移金属(M1)及び前記遷移金属(M2)の複合酸化物を含有する領域が存在する積層体か、又は前記非遷移金属(M1)及び前記遷移金属(M2)の複合酸化物を含有するガスバリアー層か、若しくは当該複合酸化物を含有する領域を有する封止層によって、実現するものである。 The present invention provides the above high gas barrier properties with a first gas barrier layer containing an oxide of a non-transition metal (M1) of Group 12 to 14 and a transition arranged in contact with the first gas barrier layer. It is a laminate of a second gas barrier layer containing an oxide of a metal (M2) , and the non-transition metal (M1) and the transition metal (M2) are provided in a part of the laminate in the thickness direction. of the laminate or region containing composite oxide is present, or the non-transition metal (M1) and said composite oxide gas barrier layer or containing a transition metal (M2), or containing the composite oxide It is realized by a sealing layer having a region.

なお、本発明でいう「非遷移金属(M1)」とは、遷移金属以外の金属であって長周期型周期表の第12〜14族に属する金属をいい、「遷移金属(M2)」とは第3〜11族に属する金属をいう。 In addition, the "non-transition metal (M1)" in the present invention means a metal other than a transition metal and belonging to Groups 12 to 14 of the long periodic table, and is referred to as "transition metal (M2)". Means a metal belonging to Groups 3 to 11.

図1は、本発明の一実施形態に係る封止層を具備する電子デバイスを示す断面模式図である。 FIG. 1 is a schematic sectional view showing an electronic device including a sealing layer according to an embodiment of the present invention.

図1Aに示す電子デバイス10は、基材1上に機能性素子として、一対の電極2と当該電極間に少なくとも1層の発光層を有する有機機能層3が形成されてなる。なお、基材の一方の面に有機機能層3が配置される形態だけではなく、基材の両面に電極2と有機機能層3が形成されていてもよい。前記有機機能層3上には、当該有機機能層3及び基材1の一部を覆うようにして封止層4を形成する。封止層4は、非遷移金属(M1)の酸化物を含有する第1のガスバリアー層5、遷移金属(M2)の酸化物を含有する第2のガスバリアー層6を有し、当該ガスバリアー層5及びガスバリアー層6の界面に非遷移金属(M1)と遷移金属(M2)の複合酸化物を含有する領域7A(以下、複合組成領域ともいう。)が存在する。図1Aでは封止層4は前記ガスバリアー層5、ガスバリアー層6及び領域7Aの3層構成を示してあるが、更に複合組成領域である領域7Aを複数有していてもよい。また、第1のガスバリアー層5と第2のガスバリアー層6の層順は順不同であってよい。 In the electronic device 10 shown in FIG. 1A, a pair of electrodes 2 and an organic functional layer 3 having at least one light emitting layer between the electrodes 2 are formed as a functional element on a base material 1. In addition to the configuration in which the organic functional layer 3 is arranged on one surface of the base material, the electrodes 2 and the organic functional layer 3 may be formed on both surfaces of the base material. A sealing layer 4 is formed on the organic functional layer 3 so as to cover the organic functional layer 3 and a part of the base material 1. The sealing layer 4 has a first gas barrier layer 5 containing a non-transition metal (M1) oxide and a second gas barrier layer 6 containing a transition metal (M2) oxide. At the interface between the barrier layer 5 and the gas barrier layer 6, there is a region 7A containing composite oxide of non-transition metal (M1) and transition metal (M2) (hereinafter, also referred to as composite composition region). In FIG. 1A, the sealing layer 4 shows a three-layer structure of the gas barrier layer 5, the gas barrier layer 6 and the region 7A, but it may further have a plurality of regions 7A which are composite composition regions. The layer order of the first gas barrier layer 5 and the second gas barrier layer 6 may be in any order.

図1Bに示す電子デバイス10は、基材1上に一対の電極2と当該電極間に少なくとも1層の発光層を有する有機機能層3が形成され、封止層4として、前記非遷移金属(M1)及び前記遷移金属(M2)の複合酸化物で構成されたガスバリアー層7B(本願では、複合組成ガスバリアー層ともいう。)を有する。ここで示すガスバリアー層7Bは、後述する共蒸着によって、非遷移金属(M1)の酸化物及び前記遷移金属(M2)の酸化物をスパッタターゲットとして同時にスパッタし、反応性ガスとして酸素を導入して、前記非遷移金属(M1)と遷移金属(M2)との複合酸化物を成膜する際に、化学量論的組成よりも酸素が不足する条件で成膜したガスバリアー層である。 In the electronic device 10 shown in FIG. 1B, a pair of electrodes 2 and an organic functional layer 3 having at least one light emitting layer between the electrodes are formed on a substrate 1, and the non-transition metal ( It has a gas barrier layer 7B (also referred to as a composite composition gas barrier layer in the present application) composed of a composite oxide of M1) and the transition metal (M2). The gas barrier layer 7B shown here is co-deposited to be described later and simultaneously sputters an oxide of a non-transition metal (M1) and an oxide of the transition metal (M2) as sputtering targets, and introduces oxygen as a reactive gas. Then, when forming the composite oxide of the non-transition metal (M1) and the transition metal (M2), the gas barrier layer is formed under the condition that oxygen is less than the stoichiometric composition.

図1Cに示す電子デバイス10は、図1Aに示す電子デバイスの構成において、基材1が樹脂フィルムのような水分透過性の基材の場合は、基材の少なくとも一方の面か、好ましくは両面にガスバリアー層8を有する実施形態を示している。 The electronic device 10 shown in FIG. 1C has at least one surface of the base material, preferably both surfaces, when the base material 1 is a water-permeable base material such as a resin film in the configuration of the electronic device shown in FIG. 1A. The embodiment having the gas barrier layer 8 is shown in FIG.

図2は、本発明の別の実施形態に係る有機ポリマー層及び封止層を具備する電子デバイスを示す断面模式図である。 FIG. 2 is a schematic sectional view showing an electronic device including an organic polymer layer and a sealing layer according to another embodiment of the present invention.

図2Aに示す電子デバイス10は、基材1上に一対の電極2と当該電極間に少なくとも1層の発光層を有する有機機能層3が形成されてなり、当該有機機能層3上には、当該有機機能層3の全部及び基材1の一部を覆うようにして有機ポリマー層9を形成した後、封止層4によって封止する態様である。封止層4は、非遷移金属(M1)の酸化物を含有する第1のガスバリアー層5、遷移金属(M2)の酸化物を含有する第2のガスバリアー層6を有し、当該層5及び層6の界面に非遷移金属(M1)と遷移金属(M2)の複合酸化物を含有する領域7A(複合組成領域)が存在する。 The electronic device 10 shown in FIG. 2A is formed by forming a pair of electrodes 2 on a base material 1 and an organic functional layer 3 having at least one light emitting layer between the electrodes, and on the organic functional layer 3, In this mode, the organic polymer layer 9 is formed so as to cover the entire organic functional layer 3 and a part of the base material 1, and then the organic polymer layer 9 is sealed by the sealing layer 4. The sealing layer 4 has a first gas barrier layer 5 containing an oxide of a non-transition metal (M1) and a second gas barrier layer 6 containing an oxide of a transition metal (M2). A region 7A (composite composition region) containing a composite oxide of a non-transition metal (M1) and a transition metal (M2) exists at the interface between the layer 5 and the layer 6.

図2Aではさらに、上層として有機ポリマー層9及び封止層4が積層形成されている。 In FIG. 2A, the organic polymer layer 9 and the sealing layer 4 are further laminated as an upper layer.

図2Bに示す電子デバイス10は、封止層4が、前記非遷移金属(M1)及び前記遷移金属(M2)の複合酸化物で構成されたガスバリアー層7B(複合組成ガスバリアー層)を有する態様であり、同様に有機ポリマー層9及び封止層4が積層形成されている。 In the electronic device 10 shown in FIG. 2B, the sealing layer 4 has a gas barrier layer 7B (composite composition gas barrier layer) composed of a composite oxide of the non-transition metal (M1) and the transition metal (M2). This is an embodiment, and similarly, the organic polymer layer 9 and the sealing layer 4 are laminated and formed.

また、図示はしていないが、基材と有機機能層の間、有機機能層と封止層との間、及び基材のもう一方の表面には、適宜他の機能性層や中間層を形成してもよい。 Although not shown, other functional layers or intermediate layers are appropriately provided between the base material and the organic functional layer, between the organic functional layer and the sealing layer, and on the other surface of the base material. It may be formed.

[複合組成領域]
本発明に係る「前記非遷移金属(M1)及び前記遷移金属(M2)の複合酸化物を含有する領域7A」を「複合組成領域」として以下説明する。
[Composite composition area]
The “region 7A containing the composite oxide of the non-transition metal (M1) and the transition metal (M2)” according to the present invention will be described below as a “composite composition region”.

本発明いう「複合組成領域」とは以下のXPSによる組成分析によって、組成内容と層厚を求めることができる。 In the "composite composition region" of the present invention, the content of composition and the layer thickness can be determined by the following composition analysis by XPS.

〈XPSによる組成分析と複合組成領域の厚さの測定〉
本発明でいう複合組成領域とは、封止層の厚さ方向の組成分布をXPS法により分析したとき、前記非遷移金属(M1)の酸化物を含有する第1ガスバリアー層と遷移金属(M2)の酸化物を含有する第2ガスバリアー層との界面領域に、非遷移金属(M1)と遷移金属(M2)とが共存し、かつ、後述する遷移金属(M2)/非遷移金属(M1)の原子数比率の値が、0.02〜49の範囲内にあり、厚さが5nm以上である領域と定義する。
<Composition analysis by XPS and measurement of thickness of composite composition region>
The composite composition region in the present invention means the first gas barrier layer containing the oxide of the non-transition metal (M1) and the transition metal (when the composition distribution in the thickness direction of the sealing layer is analyzed by the XPS method. The non-transition metal (M1) and the transition metal (M2) coexist in the interface region with the second gas barrier layer containing the oxide of M2), and the transition metal (M2)/non-transition metal ( The value of the atomic ratio of M1) is within the range of 0.02 to 49, and is defined as a region having a thickness of 5 nm or more.

以下、XPS分析法による複合組成領域の測定方法について説明する。 The method of measuring the composite composition region by the XPS analysis method will be described below.

本発明に係る封止層の厚さ方向における元素濃度分布(以下、デプスプロファイルという。)は、具体的には、非遷移金属(M1)分布曲線(例えば、ケイ素分布曲線) 、遷移金属(M2)分布曲線(例えば、ニオブ分布曲線)、酸素(O)、窒素(N)、炭素(C)分布曲線等を、X線光電子分光法(XPS:Xray Photoelectron Spectroscopy)の測定とアルゴン等の希ガスイオンスパッタとを併用することにより、封止層の表面より内部を露出させつつ順次表面組成分析を行う、いわゆるXPSデプスプロファイル測定により作成することができる。このようなXPSデプスプロファイル測定により得られる分布曲線は、例えば、縦軸を各元素の原子比(単位:atom%)とし、横軸をエッチング時間(スパッタ時間)として作成することができる。なお、このように横軸をエッチング時間とする元素の分布曲線においては、エッチング時間は層厚方向における前記封止層の厚さ方向における封止層の表面からの距離におおむね相関することから、「封止層の厚さ方向における封止層の表面からの距離」として、XPSデプスプロファイル測定の際に採用したエッチング速度とエッチング時間との関係から算出される封止層の表面からの距離を採用することができる。また、このようなXPSデプスプロファイル測定に際して採用するスパッタ法としては、エッチングイオン種としてアルゴン(Ar)を用いた希ガスイオンスパッタ法を採用し、そのエッチング速度(エッチングレート)を0.05nm/sec(SiO熱酸化膜換算値)とすることが好ましい。The element concentration distribution (hereinafter referred to as depth profile) in the thickness direction of the sealing layer according to the present invention is specifically a non-transition metal (M1) distribution curve (for example, a silicon distribution curve), a transition metal (M2) ) A distribution curve (for example, a niobium distribution curve), oxygen (O), nitrogen (N), carbon (C) distribution curve, etc. are measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS: Xray Photoelectron Spectroscopy) and a rare gas such as argon. By using together with ion sputtering, it can be created by so-called XPS depth profile measurement, in which the surface composition is sequentially analyzed while exposing the inside from the surface of the sealing layer. The distribution curve obtained by such XPS depth profile measurement can be created, for example, with the ordinate representing the atomic ratio of each element (unit: atom %) and the abscissa representing the etching time (sputtering time). Incidentally, in the distribution curve of the element with the horizontal axis as the etching time in this way, since the etching time is roughly correlated with the distance from the surface of the sealing layer in the thickness direction of the sealing layer in the layer thickness direction, The "distance from the surface of the sealing layer in the thickness direction of the sealing layer" is defined as the distance from the surface of the sealing layer calculated from the relationship between the etching rate and the etching time used when measuring the XPS depth profile. Can be adopted. In addition, as a sputtering method used in such XPS depth profile measurement, a rare gas ion sputtering method using argon (Ar + ) as an etching ion species is used, and the etching rate (etching rate) is 0.05 nm/ sec (SiO 2 thermal oxide film conversion value) is preferable.

以下に、本発明に適用可能なXPS分析の具体的な条件の一例を示す。 An example of specific conditions of XPS analysis applicable to the present invention will be shown below.

・分析装置:アルバック・ファイ社製QUANTERA SXM
・X線源:単色化Al−Kα
・スパッタイオン:Ar(2keV)
・デプスプロファイル:SiO換算スパッタ厚さで、所定の厚さ間隔で測定を繰り返し、深さ方向のデプスプロファイルを求める。この厚さ間隔は、1nmとした(深さ方向に1nmごとのデータが得られる)。
・Analyzer: QUANTERA SXM made by ULVAC-PHI
・X-ray source: Monochromatic Al-Kα
・Sputtering ion: Ar (2 keV)
Depth profile: The depth profile in the depth direction is obtained by repeating the measurement at a predetermined thickness interval with a sputtering thickness converted to SiO 2 . This thickness interval was set to 1 nm (data for each 1 nm is obtained in the depth direction).

・定量:バックグラウンドをShirley法で求め、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。データ処理は、アルバック・ファイ社製のMultiPakを用いる。なお、分析した元素は、非遷移金属M1(例えば、ケイ素(Si))、遷移金属M2(例えば、ニオブ(Nb))、酸素(O)、窒素(N)、炭素(C)である。 -Quantification: The background was determined by the Shirley method, and the peak area was quantified using the relative sensitivity coefficient method. For data processing, MultiPak manufactured by ULVAC-PHI, Inc. is used. The analyzed elements are non-transition metal M1 (for example, silicon (Si)), transition metal M2 (for example, niobium (Nb)), oxygen (O), nitrogen (N), and carbon (C).

得られたデータから、組成比を計算し、非遷移金属M1と遷移金属M2とが共存し、かつ、遷移金属M2/非遷移金属M1の原子数比率の値が、0.02〜49になる範囲を求め、これを複合組成領域と定義し、その厚さを求めた。複合組成領域の厚さは、XPS分析におけるスパッタ深さをSiO換算で表したものである。The composition ratio is calculated from the obtained data, the non-transition metal M1 and the transition metal M2 coexist, and the value of the atomic number ratio of transition metal M2/non-transition metal M1 is 0.02 to 49. The range was determined, this was defined as the composite composition region, and its thickness was determined. The thickness of the composite composition region represents the sputtering depth in XPS analysis in terms of SiO 2 .

本発明において、複合組成領域の厚さは5nm以上であるときに「複合組成領域」と判定する。ガスバリアー性の観点からは、複合組成領域の厚さの上限はないが、光学特性の観点や、生産性の観点から、好ましくは5〜200nmの範囲内であり、より好ましくは8〜100nmの範囲内であり、さらに好ましくは、10〜60nmの範囲内である。 In the present invention, when the thickness of the composite composition region is 5 nm or more, it is determined as “composite composition region”. From the viewpoint of gas barrier property, there is no upper limit of the thickness of the composite composition region, but from the viewpoint of optical characteristics and the productivity, it is preferably in the range of 5 to 200 nm, more preferably 8 to 100 nm. It is within the range, and more preferably within the range of 10 to 60 nm.

図3に、複合組成領域を含めた封止層の厚さ方向の非遷移金属M1及び遷移金属M2の組成分布をXPS法により分析したときの元素プロファイルの模式的なグラフを示す。 FIG. 3 shows a schematic graph of an element profile when the composition distribution of the non-transition metal M1 and the transition metal M2 in the thickness direction of the sealing layer including the composite composition region is analyzed by the XPS method.

図3は、封止層の表面(グラフの左端部)より深さ方向に、M1、M2、O、N、Cの元素分析を行い、横軸にスパッタの深さ(膜厚:nm)を、縦軸にM1とM2の含有率(atom%)を示したグラフである。 In FIG. 3, elemental analysis of M1, M2, O, N, and C is performed in the depth direction from the surface of the sealing layer (the left end of the graph), and the abscissa indicates the depth of sputtering (film thickness: nm). 3 is a graph showing the content rates (atom %) of M1 and M2 on the vertical axis.

図3では、左側より遷移金属(M2)の酸化物を含有する第2ガスバリアー層の元素組成、複合組成領域の元素組成、非遷移金属(M1:図ではSi)の酸化物を含有する第1ガスバリアー層における元素組成プロファイルを示しており、複合組成領域が、M2/M1の原子数比率の値が、0.02〜49の範囲内であり、厚さ5nm以上の領域である。 In FIG. 3, from the left, the elemental composition of the second gas barrier layer containing the oxide of the transition metal (M2), the elemental composition of the composite composition region, and the elemental composition of the non-transition metal (M1: Si in the figure) The elemental composition profile in 1 gas barrier layer is shown, and the value of the atomic number ratio of M2/M1 is within the range of 0.02-49, and a composite composition area|region is an area|region with a thickness of 5 nm or more.

<本発明の電子デバイスの構成>
〔1〕基材
本発明に係る基材としては、具体的には、ガラス又は樹脂フィルムの適用が好ましく、フレキシブル性を要求される場合は、樹脂フィルムであることが好ましい。
<Structure of electronic device of the present invention>
[1] Substrate As the substrate according to the present invention, specifically, glass or a resin film is preferably applied, and when flexibility is required, a resin film is preferable.

好ましい樹脂としては、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、メタクリル酸−マレイン酸共重合体、ポリスチレン樹脂、透明フッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、セルロースアシレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリカーボネート樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、シクロオレフィンコポリマー、フルオレン環変性ポリカーボネート樹脂、脂環変性ポリカーボネート樹脂、フルオレン環変性ポリエステル樹脂、アクリロイル化合物などの熱可塑性樹脂を含む基材が挙げられる。該樹脂は、単独でも又は2種以上組み合わせても用いることができる。 Preferred resins include polyester resins, methacrylic resins, methacrylic acid-maleic acid copolymers, polystyrene resins, transparent fluororesins, polyimides, fluorinated polyimide resins, polyamide resins, polyamideimide resins, polyetherimide resins, cellulose acylate resins. , Polyurethane resin, polyether ether ketone resin, polycarbonate resin, alicyclic polyolefin resin, polyarylate resin, polyether sulfone resin, polysulfone resin, cycloolefin copolymer, fluorene ring modified polycarbonate resin, alicyclic modified polycarbonate resin, fluorene ring modified Examples include base materials containing thermoplastic resins such as polyester resins and acryloyl compounds. The resin may be used alone or in combination of two or more kinds.

基材は耐熱性を有する素材からなることが好ましい。具体的には、線膨張係数が15ppm/K以上100ppm/K以下で、かつガラス転移温度(Tg)が100℃以上300℃以下の基材が使用される。該基材は、電子部品用途、ディスプレイ用積層フィルムとしての必要条件を満たしている。すなわち、これらの用途に本発明に係る封止層を用いる場合、基材は150℃以上の工程に曝されることがある。この場合、基材の線膨張係数が100ppm/Kを超えると、前記のような温度の工程に流す際に基板寸法が安定せず、熱膨張及び収縮に伴い、遮断性性能が劣化する不都合や、又は、熱工程に耐えられないという不具合が生じやすくなる。15ppm/K未満では、フィルムがガラスのように割れてしまいフレキシビリティが劣化する場合がある。 The base material is preferably made of a heat resistant material. Specifically, a substrate having a linear expansion coefficient of 15 ppm/K or more and 100 ppm/K or less and a glass transition temperature (Tg) of 100° C. or more and 300° C. or less is used. The base material meets the requirements for a laminated film for electronic parts and displays. That is, when the sealing layer according to the present invention is used for these purposes, the base material may be exposed to a step of 150°C or higher. In this case, if the linear expansion coefficient of the base material exceeds 100 ppm/K, the dimensions of the substrate will not be stable when flowing through the above-mentioned temperature step, and the barrier performance will deteriorate due to thermal expansion and contraction. Or, a problem that the heat process cannot be endured easily occurs. If it is less than 15 ppm/K, the film may be broken like glass and flexibility may be deteriorated.

基材のTgや線膨張係数は、添加剤などによって調整することができる。基材として用いることができる熱可塑性樹脂のより好ましい具体例としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET:70℃)、ポリエチレンナフタレート(PEN:120℃)、ポリカーボネート(PC:140℃)、脂環式ポリオレフィン(例えば日本ゼオン株式会社製、ゼオノア(登録商標)1600:160℃)、ポリアリレート(PAr:210℃)、ポリエーテルスルホン(PES:220℃)、ポリスルホン(PSF:190℃)、シクロオレフィンコポリマー(COC:特開2001−150584号公報に記載の化合物:162℃)、ポリイミド(例えば三菱ガス化学株式会社製、ネオプリム(登録商標):260℃)、フルオレン環変性ポリカーボネート(BCF−PC:特開2000−227603号公報に記載の化合物:225℃)、脂環変性ポリカーボネート(IP−PC:特開2000−227603号公報に記載の化合物:205℃)、アクリロイル化合物(特開2002−80616号公報に記載の化合物:300℃以上)等が挙げられる(括弧内はTgを示す)。 The Tg and the coefficient of linear expansion of the base material can be adjusted by additives and the like. More preferable specific examples of the thermoplastic resin that can be used as the base material include, for example, polyethylene terephthalate (PET: 70° C.), polyethylene naphthalate (PEN: 120° C.), polycarbonate (PC: 140° C.), alicyclic Polyolefin (for example, Zeonor (registered trademark) 1600:160° C. manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.), polyarylate (PAr: 210° C.), polyether sulfone (PES: 220° C.), polysulfone (PSF: 190° C.), cycloolefin copolymer (COC: compound described in JP 2001-150584 A: 162° C.), polyimide (for example, Neoprim (registered trademark): 260° C. manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc.), fluorene ring-modified polycarbonate (BCF-PC: JP 2000-227603 compound: 225° C.), alicyclic modified polycarbonate (IP-PC: compound described in JP 2000-227603 A: 205° C.), acryloyl compound (JP 2002-80616 A). Compounds described: 300°C or higher) and the like (Tg is shown in parentheses).

本発明の電子デバイスは、有機EL素子等の電子デバイスに好適であることから、基材は透明であることが好ましい。すなわち、光線透過率が通常80%以上、好ましくは85%以上、更に好ましくは90%以上である。光線透過率は、JIS K7105:1981に記載された方法、すなわち積分球式光線透過率測定装置を用いて全光線透過率及び散乱光量を測定し、全光線透過率から拡散透過率を引いて算出することができる。 Since the electronic device of the present invention is suitable for an electronic device such as an organic EL element, the base material is preferably transparent. That is, the light transmittance is usually 80% or more, preferably 85% or more, more preferably 90% or more. The light transmittance is calculated by measuring the total light transmittance and the amount of scattered light using the method described in JIS K7105:1981, that is, using an integrating sphere type light transmittance measuring device, and subtracting the diffuse transmittance from the total light transmittance. can do.

また、上記に挙げた基材は、未延伸フィルムでもよく、延伸フィルムでもよい。当該基材は、従来公知の一般的な方法により製造することが可能である。これらの基材の製造方法については、国際公開第2013/002026号の段落「0051」〜「0055」の記載された事項を適宜採用することができる。 Further, the above-mentioned base material may be an unstretched film or a stretched film. The base material can be manufactured by a conventionally known general method. As for the method for producing these base materials, the matters described in paragraphs “0051” to “0055” of International Publication No. 2013/002026 can be appropriately adopted.

基材の表面は、密着性向上のための公知の種々の処理、例えばコロナ放電処理、火炎処理、酸化処理、又はプラズマ処理等を行っていてもよく、必要に応じて上記処理を組み合わせて行っていてもよい。また、基材には易接着処理を行ってもよい。 The surface of the substrate may be subjected to various known treatments for improving adhesion, such as corona discharge treatment, flame treatment, oxidation treatment, or plasma treatment, and may be performed by combining the above treatments as necessary. May be. Further, the substrate may be subjected to easy adhesion treatment.

該基材は、単層でもよいし2層以上の積層構造であってもよい。該基材が2層以上の積層構造である場合、各基材は同じ種類であってもよいし異なる種類であってもよい。 The base material may be a single layer or a laminated structure of two or more layers. When the base material has a laminated structure of two or more layers, the base materials may be of the same type or of different types.

本発明に係る基材の厚さ(2層以上の積層構造である場合はその総厚)は、10〜200μmであることが好ましく、20〜150μmであることがより好ましい。 The thickness of the substrate according to the present invention (the total thickness in the case of a laminated structure of two or more layers) is preferably 10 to 200 μm, more preferably 20 to 150 μm.

また、樹脂フィルムの場合は、ガスバリアー層付き樹脂フィルム基材であることが好ましい(図1C)。 In the case of a resin film, a resin film substrate with a gas barrier layer is preferable (Fig. 1C).

前記ガスバリアー層は、フィルム基材の表面には、無機物、有機物の被膜又はその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよく、JIS K 7129−1992に準拠した方法で測定された、25±0.5℃、90±2%RHの環境下の水蒸気透過度が0.01g/m・24h以下のガスバリアー性フィルムであることが好ましく、更には、JIS K 7126−2006に準拠した方法で測定された、85℃・85%RH環境下での酸素透過度が、1×10−3mL/m・24h・atm以下、水蒸気透過度が、1×10−3g/m・24h以下の高ガスバリアー性フィルムであることが好ましい。The gas barrier layer may have an inorganic film, an organic film, or a hybrid film of both of them formed on the surface of the film substrate, and is measured by a method according to JIS K 7129-1992, 25±0. A gas barrier film having a water vapor permeability of 0.01 g/m 2 ·24 h or less under an environment of 0.5° C. and 90±2% RH is preferable, and further, a method according to JIS K 7126-2006. The measured oxygen permeability under an environment of 85° C. and 85% RH is 1×10 −3 mL/m 2 ·24 h·atm or less, and water vapor permeability is 1×10 −3 g/m 2 ·24 h. The following high gas barrier film is preferred.

前記ガスバリアー層を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等を用いることができる。更に該層の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。 As a material for forming the gas barrier layer, any material may be used as long as it has a function of suppressing entry of substances such as moisture and oxygen that cause deterioration of the element, and for example, silicon oxide, silicon dioxide, silicon nitride or the like can be used. .. Furthermore, in order to improve the brittleness of the layer, it is more preferable to have a laminated structure of these inorganic layers and a layer made of an organic material. The order of laminating the inorganic layer and the organic layer is not particularly limited, but it is preferable to alternately laminate the both layers a plurality of times.

当該ガスバリアー層は、特に限定されないが、例えば、酸化ケイ素、二酸化ケイ素や窒化ケイ素等の無機ガスバリアー層の場合は、無機材料をスパッタリング法(例えば、マグネトロンカソードスパッタリング、平板マグネトロンスパッタリング、2極AC平板マグネトロンスパッタリング、2極AC回転マグネトロンスパッタリングなど、反応性スパッタ法を含む。)、蒸着法(例えば、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、イオンビーム蒸着、プラズマ支援蒸着など)、熱CVD法、触媒化学気相成長法(Cat−CVD)、容量結合プラズマCVD法(CCP−CVD)、光CVD法、プラズマCVD法(PE−CVD)、エピタキシャル成長法、原子層成長法等の化学蒸着法等によって層形成することが好ましい。 The gas barrier layer is not particularly limited. For example, in the case of an inorganic gas barrier layer such as silicon oxide, silicon dioxide or silicon nitride, an inorganic material is sputtered (for example, magnetron cathode sputtering, flat plate magnetron sputtering, two-pole AC). Reactive sputtering methods such as flat plate magnetron sputtering, 2-pole AC rotary magnetron sputtering, etc. are included), evaporation methods (eg, resistance heating evaporation, electron beam evaporation, ion beam evaporation, plasma assisted evaporation, etc.), thermal CVD method, catalytic chemistry. Layer formation by chemical vapor deposition methods such as vapor phase growth method (Cat-CVD), capacitively coupled plasma CVD method (CCP-CVD), photo CVD method, plasma CVD method (PE-CVD), epitaxial growth method, atomic layer growth method, etc. Preferably.

さらに、ポリシラザン、オルトケイ酸テトラエチル(TEOS)などの無機前駆体を含む塗布液を支持体上に塗布した後、真空紫外光の照射などにより改質処理を行い、無機ガスバリアー層を形成する方法や、樹脂基材への金属めっき、金属箔と樹脂基材とを接着させる等のフィルム金属化技術などによっても、無機ガスバリアー層は形成される。 Further, a method of forming an inorganic gas barrier layer by applying a coating solution containing an inorganic precursor such as polysilazane or tetraethyl orthosilicate (TEOS) on a support, and then performing a modification treatment by irradiation with vacuum ultraviolet light or the like. The inorganic gas barrier layer can also be formed by a film metallization technique such as metal plating on a resin base material or bonding a metal foil and a resin base material.

また、無機ガスバリアー層は、有機ポリマーを含む有機層を含んでいてもよい。すなわち、無機ガスバリアー層は、無機材料を含む無機層と有機層との積層体であってもよい。 Further, the inorganic gas barrier layer may include an organic layer containing an organic polymer. That is, the inorganic gas barrier layer may be a laminate of an inorganic layer containing an inorganic material and an organic layer.

有機層は、例えば、有機モノマー又は有機オリゴマーを樹脂基材に塗布し、層を形成し、続いて、例えば、電子ビーム装置、UV光源、放電装置、又はその他の好適な装置を使用して重合及び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、例えば、フラッシュ蒸発及び放射線架橋可能な有機モノマー又は有機オリゴマーを蒸着した後、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形成することができる。コーティング効率は、樹脂基材を冷却することにより改善され得る。 The organic layer is formed, for example, by coating an organic monomer or organic oligomer on a resin substrate to form a layer, which is subsequently polymerized using, for example, an electron beam device, a UV light source, a discharge device, or other suitable device. And, it can be formed by crosslinking if necessary. It can also be formed, for example, by depositing an organic monomer or organic oligomer capable of flash evaporation and radiation crosslinking and then forming a polymer from the organic monomer or oligomer. Coating efficiency can be improved by cooling the resin substrate.

有機モノマー又は有機オリゴマーの塗布方法としては、例えば、ロールコーティング(例えば、グラビアロールコーティング)、スプレーコーティング(例えば、静電スプレーコーティング)等が挙げられる。また、無機層と有機層との積層体の例としては、例えば、国際公開第2012/003198号、国際公開第2011/013341号に記載の積層体などが挙げられる。 Examples of the method for applying the organic monomer or organic oligomer include roll coating (for example, gravure roll coating) and spray coating (for example, electrostatic spray coating). In addition, examples of the laminate of the inorganic layer and the organic layer include the laminates described in International Publication No. 2012/003198 and International Publication No. 2011/013341.

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。無機層の層厚は、好ましくは3〜1000nmの範囲内、より好ましくは10〜300nmの範囲内である。有機層の層厚は、好ましくは100nm〜100μmの範囲内、より好ましくは1〜50μmの範囲内である。 In the case of a laminated body of an inorganic layer and an organic layer, the thickness of each layer may be the same or different. The layer thickness of the inorganic layer is preferably in the range of 3 to 1000 nm, more preferably in the range of 10 to 300 nm. The layer thickness of the organic layer is preferably in the range of 100 nm to 100 μm, more preferably in the range of 1 to 50 μm.

〔2〕有機機能層
本発明に係る封止層は、空気中の化学成分(酸素、水、窒素酸化物、硫黄酸化物、オゾン等)によって性能が劣化する機能性素子に好ましく適用できる。
[2] Organic functional layer The sealing layer according to the present invention can be preferably applied to a functional element whose performance is deteriorated by chemical components in the air (oxygen, water, nitrogen oxides, sulfur oxides, ozone, etc.).

本発明に係る機能性素子の例としては、例えば、有機EL素子、液晶表示素子(LCD)、薄膜トランジスタ、タッチパネル、電子ペーパー、太陽電池(PV)等を挙げることができる。本発明の効果がより効率的に得られるという観点から、有機EL素子又は太陽電池が好ましく、有機EL素子が特に好ましい。 Examples of the functional element according to the present invention include organic EL elements, liquid crystal display elements (LCD), thin film transistors, touch panels, electronic paper, solar cells (PV), and the like. From the viewpoint that the effect of the present invention can be obtained more efficiently, an organic EL element or a solar cell is preferable, and an organic EL element is particularly preferable.

前記機能性素子は、基材上に一対の電極と当該電極間に少なくとも1層の発光層を有する有機機能層であることが好ましく、有機EL素子を構成する。 The functional element is preferably an organic functional layer having a pair of electrodes on a base material and at least one light emitting layer between the electrodes, and constitutes an organic EL element.

〔2.1〕有機EL素子
本発明に係る一対の電極と当該電極間に少なくとも1層の発光層を有する有機機能層を具備する有機EL素子は、例えば、透明基材上に、陽極、第1有機機能層群、発光層、第2有機機能層群、陰極が積層されて構成されている。第1有機機能層群は、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層等から構成され、第2有機機能層群は、例えば、正孔阻止層、電気輸送層、電子注入層等から構成されている。第1有機機能層群及び第2有機機能層群はそれぞれ1層のみで構成されていても良いし、第1有機機能層群及び第2有機機能層群はそれぞれ設けられていなくても良い。
[2.1] Organic EL element An organic EL element comprising a pair of electrodes according to the present invention and an organic functional layer having at least one light emitting layer between the electrodes is, for example, a transparent substrate, an anode, a One organic functional layer group, a light emitting layer, a second organic functional layer group, and a cathode are laminated. The first organic functional layer group includes, for example, a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer, and the like, and the second organic functional layer group includes, for example, a hole blocking layer, an electric transport layer, an electron injection layer. Etc. The first organic functional layer group and the second organic functional layer group may each be composed of only one layer, or the first organic functional layer group and the second organic functional layer group may not be provided.

以下に、有機EL素子の構成の代表例を示す。 Below, the typical example of a structure of an organic EL element is shown.

(i)陽極/正孔注入輸送層/発光層/電子注入輸送層/陰極
(ii)陽極/正孔注入輸送層/発光層/正孔阻止層/電子注入輸送層/陰極
(iii)陽極/正孔注入輸送層/電子阻止層/発光層/正孔阻止層/電子注入輸送層/陰極
(iv)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(v)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(vi)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/電子阻止層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/電子注入層/陰極
更に、有機EL素子は、非発光性の中間層を有していても良い。中間層は電荷発生層であっても良く、マルチフォトンユニット構成であっても良い。
(I) Anode/hole injecting/transporting layer/light emitting layer/electron injecting/transporting layer/cathode (ii) Anode/hole injecting/transporting layer/light emitting layer/hole blocking layer/electron injecting/transporting layer/cathode (iii) anode/ Hole injecting/transporting layer/electron blocking layer/light emitting layer/hole blocking layer/electron injecting/transporting layer/cathode (iv) anode/hole injecting layer/hole transporting layer/light emitting layer/electron transporting layer/electron injecting layer/ Cathode (v) Anode/hole injection layer/hole transport layer/light emitting layer/hole blocking layer/electron transport layer/electron injection layer/cathode (vi) Anode/hole injection layer/hole transport layer/electron blocking Layer/Light emitting layer/Hole blocking layer/Electron transport layer/Electron injection layer/Cathode Furthermore, the organic EL device may have a non-light emitting intermediate layer. The intermediate layer may be a charge generation layer or a multi-photon unit structure.

本発明に適用可能な有機EL素子の概要については、例えば、特開2013−157
634号公報、特開2013−168552号公報、特開2013−177361号公報、特開2013−187211号公報、特開2013−191644号公報、特開2013−191804号公報、特開2013−225678号公報、特開2013−235994号公報、特開2013−243234号公報、特開2013−243236号公報、特開2013−242366号公報、特開2013−243371号公報、特開2013−245179号公報、特開2014−003249号公報、特開2014−003299号公報、特開2014−013910号公報、特開2014−017493号公報、特開2014−017494号公報等に記載されている構成を挙げることができる。
For an outline of the organic EL element applicable to the present invention, see, for example, JP 2013-157A.
634, JP 2013-168552, JP 2013-177361, JP 2013-187211, JP 2013-191644, JP 2013-191804, JP 2013-225678. JP, 2013-235994, JP 2013-243234, JP 2013-243236, JP 2013-242366, JP 2013-243371, JP 2013-245179, The configurations described in JP-A-2014-003249, JP-A-2014-003299, JP-A-2014-013910, JP-A-2014-017493, JP-A-2014-017494, etc. may be mentioned. it can.

〔3〕封止層
〔3.1〕封止層の概要及び複合組成領域
本発明に係る封止層は、ガスバリアー性を発現する層であって、本発明に係る機能性素子を基材とともに挟持して封止する層であり、長周期型周期表の第12族〜第14族の金属から選択される非遷移金属(M1)の酸化物を含有する第1のガスバリアー層及び遷移金属(M2)の酸化物を含有する第2のガスバリアー層の積層体であり、かつ、当該積層体の厚さ方向の一部に、前記非遷移金属(M1)及び前記遷移金属(M2)の複合酸化物を含有する領域が存在する積層体であるか、又は、前記非遷移金属(M1)と遷移金属(M2)の複合酸化物を含有するガスバリアー層であるか、若しくは当該複合酸化物を含有する領域であることを特徴とする。
[3] Sealing Layer [3.1] Outline of Sealing Layer and Composite Composition Region The sealing layer according to the present invention is a layer that exhibits gas barrier properties, and the functional element according to the present invention is used as a base material. And a first gas barrier layer containing an oxide of a non-transition metal (M1) selected from metals of Groups 12 to 14 of the long periodic table, and a transition layer which is sandwiched and sealed together. Ri laminate der of the second gas barrier layer containing an oxide of the metal (M2), and a part of the thickness direction of the laminate, the non-transition metal (M1) and the transition metal (M2 or regions containing complex oxide is a laminate exists), or the or a gas barrier layer containing a composite oxide of non-transition metals (M1) and transition metal (M2), or the complex It is a region containing an oxide.

封止層のガスバリアー性は、基材上に当該封止層を形成させた積層体で算出した際、JIS K 7126−2006に準拠した方法で測定された酸素透過度が、1×10−3mL/m・24h・atm以下、JIS K 7129−1992に準拠した方法で測定された、25±0.5℃、90±2%RHの環境下での水蒸気透過度が、1×10−3g/m・24h以下の高ガスバリアー性であることが好ましく、1×10−5g/m・24h以下であることが特に好ましい。The gas barrier property of the sealing layer has an oxygen permeability of 1×10 , which is measured by a method according to JIS K 7126-2006 when calculated with a laminate in which the sealing layer is formed on a substrate. Water vapor permeability under an environment of 25±0.5° C. and 90±2% RH, which is 3 mL/m 2 ·24 h·atm or less and is measured by a method according to JIS K 7129-1992, is 1×10. A high gas barrier property of −3 g/m 2 ·24 h or less is preferable, and 1×10 −5 g/m 2 ·24 h or less is particularly preferable.

第1のガスバリアー層及び第2のガスバリアー層の積層体である場合は、前記第12族〜第14族の金属から選択される非遷移金属(M1)の酸化物及び遷移金属(M2)の酸化物の酸素欠損領域が封止層の厚さ方向に連続して所定値以上(具体的には、5nm以上)の厚さで存在する(このことを、本明細書では「複合組成領域」と表現している。)ように構成されていることが好ましい。この特徴の詳細については後述するが、この特徴を満たす限り、封止層の複合組成領域以外の領域は、例えば、複合組成領域には該当しない非遷移金属(M1)の酸化物及び遷移金属(M2)の酸化物(酸素欠損領域であっても、化学量論的な組成の領域であってもよい。)の層でありうる。 In the case of a laminated body of a first gas barrier layer and a second gas barrier layer, an oxide and a transition metal (M2) of a non-transition metal (M1) selected from the metals of Groups 12 to 14 above. The oxygen deficient region of the oxide of No. 2 is continuously present in the thickness direction of the sealing layer in a thickness of a predetermined value or more (specifically, 5 nm or more) (this is referred to as “composite composition region” in the present specification). It is expressed as “.”). Although the details of this feature will be described later, as long as this feature is satisfied, regions other than the composite composition region of the encapsulation layer are, for example, non-transition metal (M1) oxides and transition metals (M1) that do not correspond to the composite composition region ( It may be a layer of an oxide of M2) (which may be an oxygen-deficient region or a stoichiometric composition region).

前記第12族〜第14族の金属から選択される非遷移金属(M1)としては特に制限されず、第12〜第14族の任意の金属が単独で又は組み合わせて用いられうるが、例えば、Si、Al、Zn、In及びSnなどが挙げられる。なかでも、非遷移金属(M1)はSi、Sn又はZnを含むことが好ましく、Siを含むことがより好ましく、Si単独であることが特に好ましい。 The non-transition metal (M1) selected from the metals of Group 12 to Group 14 is not particularly limited, and any metal of Group 12 to Group 14 may be used alone or in combination. Examples include Si, Al, Zn, In and Sn. Among them, the non-transition metal (M1) preferably contains Si, Sn or Zn, more preferably contains Si, and particularly preferably Si alone.

遷移金属(M2)としては特に制限されず、任意の遷移金属が単独で又は組み合わせて用いられうる。ここで、遷移金属とは、長周期型周期表の第3族元素から第11族元素を指し、遷移金属としては、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Pd、Ag、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、及びAuなどが挙げられる。 The transition metal (M2) is not particularly limited, and any transition metal may be used alone or in combination. Here, the transition metal refers to the elements of Group 3 to Group 11 of the long periodic table, and the transition metals include Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Y. , Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Pd, Ag, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Hf, Ta, W , Re, Os, Ir, Pt, Au, and the like.

なかでも、良好なガスバリアー性が得られる遷移金属(M2)としては、Nb、Ta、V、Zr、Ti、Hf、Y、La、Ce等が挙げられる。これらのなかでも、種々の検討結果から、特に第5族元素であるNb、Ta、Vが、封止層に含有される非遷移金属(M1)に対する結合が生じやすいと考えられるため、好ましく用いることができる。 Among them, Nb, Ta, V, Zr, Ti, Hf, Y, La, Ce and the like are mentioned as the transition metal (M2) which can obtain a good gas barrier property. Among these, from the results of various investigations, it is considered that Nb, Ta, and V, which are Group 5 elements, are particularly likely to bond to the non-transition metal (M1) contained in the sealing layer, and thus are preferably used. be able to.

特に遷移金属(M2)が第5族元素(特に、Nb)であって、上述した非遷移金属(M1)がSiであると、著しいガスバリアー性の向上効果が得られる。これは、Siと第5族元素(特に、Nb)との結合が特に生じやすいためであると考えられる。さらに、光学特性の観点から、遷移金属(M2)は、透明性が良好な化合物であるNb及びTaが特に好ましい。 In particular, when the transition metal (M2) is a Group 5 element (particularly Nb) and the non-transition metal (M1) is Si, a remarkable effect of improving the gas barrier property is obtained. It is considered that this is because the bond between Si and the Group 5 element (in particular, Nb) is likely to occur. Further, from the viewpoint of optical properties, the transition metal (M2) is particularly preferably Nb or Ta, which is a compound having good transparency.

封止層に用いられる当該ガスバリアー層は、非遷移金属(M1)や、遷移金属(M2)を含有する無機材料をスパッタリング法(例えば、マグネトロンカソードスパッタリング、平板マグネトロンスパッタリング、2極AC平板マグネトロンスパッタリング、2極AC回転マグネトロンスパッタリングなど、反応性スパッタ法を含む)、蒸着法(例えば、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、イオンビーム蒸着、プラズマ支援蒸着など)、熱CVD法、触媒化学気相成長法(Cat−CVD)、容量結合プラズマCVD法(CCP−CVD)、光CVD法、プラズマCVD法(PE−CVD)、エピタキシャル成長法、原子層成長法、等の気相成膜法等によって形成することができる。本発明においては、スパッタリング法や、蒸着法を用いることが好ましく、スパッタリング法を用いることが特に好ましい。 The gas barrier layer used for the sealing layer is formed by sputtering an inorganic material containing a non-transition metal (M1) or a transition metal (M2) (for example, magnetron cathode sputtering, flat plate magnetron sputtering, 2-pole AC flat plate magnetron sputtering). (Including reactive sputtering methods such as 2-pole AC rotary magnetron sputtering), vapor deposition methods (eg, resistance heating vapor deposition, electron beam vapor deposition, ion beam vapor deposition, plasma assisted vapor deposition), thermal CVD methods, catalytic chemical vapor deposition methods. (Cat-CVD), capacitively coupled plasma CVD method (CCP-CVD), optical CVD method, plasma CVD method (PE-CVD), epitaxial growth method, atomic layer growth method, or other vapor phase film forming method or the like. You can In the present invention, the sputtering method or the vapor deposition method is preferably used, and the sputtering method is particularly preferably used.

また、非遷移金属(M1)と遷移金属(M2)の複合酸化物を含有するガスバリアー層を形成する方法としては、公知の共蒸着法を用いることが好ましい。このような共蒸着法として、好ましくは、共スパッタ法が挙げられる。本発明において採用される共スパッタ法は、例えば、非遷移金属(M1)及び遷移金属(M2)の双方を含む合金からなる複合ターゲットや、金属(M1)及び遷移金属(M2)の複合酸化物からなる複合ターゲットをスパッタリングターゲットとして用いた1元スパッタでありうる。また、本発明における共スパッタ法は、金属(M1)の単体又はその酸化物と、遷移金属(M2)の単体又はその酸化物とを含む複数のスパッタリングターゲットを用いた多元同時スパッタであってもよい。これらのスパッタリングターゲットを作製する方法や、これらのスパッタリングターゲットを用いて複合酸化物からなる薄膜を作製する方法については、例えば、特開2000−160331号公報、特開2004−068109号公報、特開2013−047361号公報などの記載が適宜参照されうる。そして、共蒸着法を実施する際の成膜条件としては、成膜原料における前記遷移金属(M2)と酸素との比率、成膜時の不活性ガスと反応性ガスとの比率、成膜時のガスの供給量、成膜時の真空度、及び、成膜時の電力からなる群から選択される1種又は2種以上の条件が例示され、これらの成膜条件(好ましくは、酸素分圧)を調節することによって、酸素欠損組成を有する複合酸化物からなる薄膜を形成することができる。すなわち、上述したような共蒸着法を用いてガスバリアー層を形成することで、形成されるガスバリアー層の厚さ方向のほとんどの領域を複合組成領域とすることができる。このため、かような手法によれば、複合組成領域の厚さを制御するという極めて簡便な操作により、所望のガスバリアー性を実現することができる。なお、複合組成領域の厚さを制御するには、例えば、共蒸着法を実施する際の成膜時間を調節すればよい。 Further, as a method for forming the gas barrier layer containing the composite oxide of the non-transition metal (M1) and the transition metal (M2), it is preferable to use a known co-evaporation method. As such a co-deposition method, a co-sputtering method is preferably mentioned. The co-sputtering method adopted in the present invention is, for example, a composite target composed of an alloy containing both non-transition metal (M1) and transition metal (M2), or a composite oxide of metal (M1) and transition metal (M2). It may be a single-source sputtering using a composite target consisting of Further, the co-sputtering method in the present invention may be multi-source simultaneous sputtering using a plurality of sputtering targets containing a simple substance of metal (M1) or its oxide and a simple substance of transition metal (M2) or its oxide. Good. Regarding the method for producing these sputtering targets and the method for producing a thin film made of a composite oxide using these sputtering targets, for example, JP-A-2000-160331, JP-A-2004-068109, and JP-A-2004-068109 are disclosed. Reference may be made to the description in the publication such as 2013-043761. The film forming conditions for carrying out the co-evaporation method are as follows: the ratio of the transition metal (M2) to oxygen in the film forming raw material, the ratio of the inert gas to the reactive gas during the film forming, the film forming time The gas supply amount, the degree of vacuum during film formation, and one or more conditions selected from the group consisting of electric power during film formation are exemplified, and these film formation conditions (preferably oxygen content) are selected. By adjusting the pressure, it is possible to form a thin film of a composite oxide having an oxygen deficiency composition. That is, by forming the gas barrier layer using the co-evaporation method as described above, almost all regions in the thickness direction of the formed gas barrier layer can be made into the composite composition region. Therefore, according to such a method, a desired gas barrier property can be realized by an extremely simple operation of controlling the thickness of the composite composition region. In addition, in order to control the thickness of the composite composition region, for example, the film formation time when performing the co-evaporation method may be adjusted.

[酸素欠損領域]
本発明に係る封止層において、非遷移金属をM1、遷移金属をM2、酸素をO、窒素をNとして、封止層の複合組成領域の化合物の組成を(M1)(M2)としたときに、下記関係式(1)を満たすことが好ましい。
[Oxygen deficiency region]
In the sealing layer according to the present invention, the composition of the compound in the composite composition region of the sealing layer is (M1)(M2) x O y , where M1 is the non-transition metal, M2 is the transition metal, O is oxygen, and N is nitrogen. When N z , the following relational expression (1) is preferably satisfied.

(1)(2y+3z)/(a+bx)<1.0
(ただし、M1:非遷移金属、M2:遷移金属、O:酸素、N:窒素、x、y、z:化学量論係数、0.02≦x≦49、0<y、0≦z、a:M1の最大価数、b:M2の最大価数を表す。)
上記関係式(1)は、封止層の複合組成領域が、非遷移金属(M1)と遷移金属(M2)との複合酸化物の酸素欠損組成を含んでいることを表している。
(1) (2y+3z)/(a+bx)<1.0
(However, M1: non-transition metal, M2: transition metal, O: oxygen, N: nitrogen, x, y, z: stoichiometric coefficient, 0.02≦x≦49, 0<y, 0≦z, a : Represents the maximum valence of M1, b: represents the maximum valence of M2.)
The above relational expression (1) represents that the composite composition region of the sealing layer contains the oxygen deficiency composition of the composite oxide of the non-transition metal (M1) and the transition metal (M2).

上述したように、本発明に係る非遷移金属(M1)と遷移金属(M2)との複合酸化物の組成は、(M1)(M2)で示される。この組成からも明らかなように、上記複合酸化物は、一部窒化物の構造を含んでいてもよい。ここでは、金属(M1)の最大価数をa、遷移金属(M2)の最大価数をb、Oの価数を2、Nの価数を3とする。そして、上記複合酸化物(一部窒化物となっているものを含む。)が化学量論的組成になっている場合は、(2y+3z)/(a+bx)=1.0となる。この式は、非遷移金属(M1)及び遷移金属(M2)の結合手の合計と、O、Nの結合手の合計とが同数であることを意味し、この場合、非遷移金属(M1)及び遷移金属(M2)ともに、O、Nのいずれかと結合していることになる。なお、本発明において、非遷移金属(M1)として2種以上が併用される場合や、遷移金属(M2)として2種以上が併用される場合には、各元素の最大価数を各元素の存在比率によって加重平均することにより算出される複合価数を「最大価数」のa及びbの値として採用するものとする。As described above, the composition of the composite oxide of the non-transition metal (M1) and the transition metal (M2) according to the present invention is represented by (M1)(M2) x O y N z . As is clear from this composition, the composite oxide may partially include a nitride structure. Here, the maximum valence of the metal (M1) is a, the maximum valence of the transition metal (M2) is b, the valence of O is 2, and the valence of N is 3. When the complex oxide (including a part of the nitride) has a stoichiometric composition, (2y+3z)/(a+bx)=1.0. This formula means that the total number of bonds of the non-transition metal (M1) and the transition metal (M2) and the total number of bonds of O and N are the same, and in this case, the non-transition metal (M1) Thus, both the transition metal (M2) and O or N are bonded. In addition, in this invention, when two or more types are used together as a non-transition metal (M1), or when two or more types are used together as a transition metal (M2), the maximum valence of each element is set to The composite valence calculated by weighted averaging according to the abundance ratio is adopted as the values of a and b of the “maximum valence”.

一方、本発明に係る複合組成領域のように、(2y+3z)/(a+bx)<1.0となる場合には、非遷移金属(M1)及び遷移金属(M2)の結合手の合計に対して、O、Nの結合手の合計が不足していることを意味し、この状態が上記複合酸化物の「酸素欠損」である。酸素欠損状態においては、非遷移金属(M1)及び遷移金属(M2)の余った結合手は互いに結合する可能性を有しており、非遷移金属(M1)や遷移金属(M2)の金属同士が直接結合すると、金属の間にOやNを介して結合した場合よりも緻密で高密度な構造が形成され、その結果として、ガスバリアー性が向上すると考えられる。 On the other hand, in the case of (2y+3z)/(a+bx)<1.0 as in the composite composition region according to the present invention, with respect to the total bond of the non-transition metal (M1) and the transition metal (M2). , O, N means that the total number of bonding hands is insufficient, and this state is the “oxygen deficiency” of the composite oxide. In the oxygen-deficient state, the remaining bonds of the non-transition metal (M1) and the transition metal (M2) have a possibility of bonding with each other, and the non-transition metal (M1) and the transition metal (M2) are bound to each other. It is considered that when is directly bonded, a denser and denser structure is formed than in the case where O and N are bonded between metals, and as a result, the gas barrier property is improved.

また、本発明において、複合組成領域は、前記xの値が、0.02≦x≦49(0<y、0≦z)を満たす領域である。これは、先に、遷移金属(M2)/非遷移金属(M1)の原子数比率の値が、0.02〜49の範囲内にあり、厚さが5nm以上である領域と定義する、としたことと同一の定義である。この領域では、非遷移金属(M1)及び遷移金属(M2)の双方が金属同士の直接結合に関与することから、この条件を満たす複合組成領域が所定値以上(5nm)の厚さで存在することで、ガスバリアー性の向上に寄与すると考えられる。なお、非遷移金属(M1)及び遷移金属(M2)の存在比率が近いほどガスバリアー性の向上に寄与しうると考えられることから、複合組成領域は、0.1≦x≦10を満たす領域を5nm以上の厚さで含むことが好ましく、0.2≦x≦5を満たす領域を5nm以上の厚さで含むことがより好ましく、0.3≦x≦4を満たす領域を5nm以上の厚さで含むことが更に好ましい。 In the present invention, the composite composition region is a region where the value of x satisfies 0.02≦x≦49 (0<y, 0≦z). This is defined as a region in which the value of the atomic number ratio of transition metal (M2)/non-transition metal (M1) is within the range of 0.02 to 49 and the thickness is 5 nm or more. It has the same definition as what was done. In this region, both the non-transition metal (M1) and the transition metal (M2) participate in the direct bonding of the metals, so that the composite composition region satisfying this condition exists with a thickness of a predetermined value or more (5 nm). Therefore, it is considered that it contributes to the improvement of the gas barrier property. It is considered that the closer the abundance ratios of the non-transition metal (M1) and the transition metal (M2) are, the more it can contribute to the improvement of the gas barrier property. Therefore, the composite composition region is a region satisfying 0.1≦x≦10. Is preferably included in a thickness of 5 nm or more, a region satisfying 0.2≦x≦5 is more preferably included in a thickness of 5 nm or more, and a region satisfying 0.3≦x≦4 is included in a thickness of 5 nm or more. It is more preferable to include

ここで、上述したように、(2y+3z)/(a+bx)<1.0を満たす複合組成領域が存在すれば、ガスバリアー性の向上効果が発揮されることが確認されたが、複合組成領域は、(2y+3z)/(a+bx)≦0.9を満たすことが好ましく、(2y+3z)/(a+bx)≦0.85を満たすことがより好ましく、(2y+3z)/(a+bx)≦0.8を満たすことが更に好ましい。ここで、複合組成領域における(2y+3z)/(a+bx)の値が小さくなるほど、ガスバリアー性の向上効果は高くなるものの可視光での吸収も大きくなる。したがって、透明性が望まれる用途に使用する封止層の場合には、0.2≦(2y+3z)/(a+bx)であることが好ましく、0.3≦(2y+3z)/(a+bx)であることがより好ましく、0.4≦(2y+3z)/(a+bx)であることが更に好ましい。 Here, as described above, it was confirmed that if the composite composition region satisfying (2y+3z)/(a+bx)<1.0 is present, the effect of improving the gas barrier property is exhibited. , (2y+3z)/(a+bx)≦0.9 is preferable, (2y+3z)/(a+bx)≦0.85 is more preferable, and (2y+3z)/(a+bx)≦0.8 is satisfied. Is more preferable. Here, the smaller the value of (2y+3z)/(a+bx) in the composite composition region, the higher the effect of improving the gas barrier property, but the greater the absorption in visible light. Therefore, in the case of a sealing layer used for applications where transparency is desired, 0.2≦(2y+3z)/(a+bx) is preferable, and 0.3≦(2y+3z)/(a+bx). Is more preferable, and 0.4≦(2y+3z)/(a+bx) is further preferable.

なお、本発明において良好なガスバリアー性が得られる複合組成領域の厚さは、SiO換算のスパッタ厚さとして、5nm以上であり、この厚さは、8nm以上であることが好ましく、10nm以上であることがより好ましく、20nm以上であることが更に好ましい。In the present invention, the thickness of the composite composition region in which good gas barrier properties are obtained is 5 nm or more in terms of SiO 2 equivalent sputtering thickness, and this thickness is preferably 8 nm or more, and 10 nm or more. Is more preferable, and 20 nm or more is further preferable.

上述したような構成を有する封止層は、有機EL素子等の電子デバイス用の封止層として使用可能なレベルの非常に高いガスバリアー性を示す。 The encapsulating layer having the above-described structure exhibits a very high gas barrier property that can be used as an encapsulating layer for electronic devices such as organic EL elements.

ここで、本発明者が種々検討を行った結果、非遷移金属(M1)の化合物(酸化物)の酸素欠損組成膜を単独で用いて封止層を形成したり、遷移金属(M2)の化合物(酸化物)の酸素欠損組成膜を単独で用いて封止層を形成したりすると、酸素欠損の程度が大きくなるにつれてガスバリアー性が向上する傾向は観察されたものの、著しいガスバリアー性の向上にはつながらなかった。この結果を受けて、非遷移金属(M1)の酸化物を含む層と、遷移金属(M2)の酸化物を含む層とを積層し、非遷移金属(M1)と遷移金属(M2)とが同時に存在する複合組成領域を形成し、更に、当該複合組成領域を酸素欠損組成とすると、酸素欠損の程度が大きくなるにつれてガスバリアー性がいっそう向上することを見出した。 Here, as a result of various studies by the present inventor, the oxygen deficient composition film of the compound (oxide) of the non-transition metal (M1) was used alone to form the sealing layer, and the transition metal (M2) was formed. When a sealing layer was formed by using an oxygen-deficient composition film of a compound (oxide) alone, it was observed that the gas barrier property improved as the degree of oxygen deficiency increased, but the gas barrier property It didn't improve. In response to this result, the layer containing the oxide of the non-transition metal (M1) and the layer containing the oxide of the transition metal (M2) are stacked, and the non-transition metal (M1) and the transition metal (M2) are separated from each other. It has been found that when a composite composition region existing at the same time is formed and the composite composition region is made to have an oxygen deficiency composition, the gas barrier property is further improved as the degree of oxygen deficiency increases.

これは、上述したように、非遷移金属(M1)同士の結合や遷移金属(M2)同士の結合よりも、非遷移金属(M1)と遷移金属(M2)との結合が生じやすいことに起因して、複合組成領域を酸素欠損組成とすることで、複合金属酸化物の高密度な構造が複合組成領域において形成されているためであると考えられる。 This is because, as described above, the bond between the non-transition metal (M1) and the transition metal (M2) is more likely to occur than the bond between the non-transition metals (M1) and the bond between the transition metals (M2). Then, it is considered that the high density structure of the composite metal oxide is formed in the composite composition region by making the composite composition region an oxygen deficient composition.

ここで、上述したような非遷移金属(M1)の酸化物を含む層と、遷移金属(M2)の酸化物を含む層との積層構成では、積層界面には複合酸化物からなる複合組成領域が形成される。しかしながら、当該複合組成領域に含まれる金属元素に占める各金属元素(M1又はM2)の存在比率は、複合組成領域の厚さ方向に対してある程度大きい傾きをもって傾斜して形成される。その結果、上述した複合組成領域において非遷移金属(M1)と遷移金属(M2)との複合酸化物の酸素欠損組成が形成されるが、その厚さは最大でも20nm程度であり、限定されたものとなる。 Here, in the layered structure of the layer containing the oxide of the non-transition metal (M1) and the layer containing the oxide of the transition metal (M2) as described above, the composite composition region composed of the composite oxide is present at the stacking interface. Is formed. However, the abundance ratio of each metal element (M1 or M2) to the metal elements contained in the composite composition region is formed with a certain large inclination with respect to the thickness direction of the composite composition region. As a result, the oxygen-deficient composition of the composite oxide of the non-transition metal (M1) and the transition metal (M2) is formed in the above-mentioned composite composition region, but the thickness thereof is about 20 nm at the maximum, which is limited. Will be things.

特に、ガスバリアー性の向上効果の高い、(M1)/{(M1)+(M2)}が0.1〜0.9の範囲に含まれる領域の厚さはせいぜい10nm程度までしか形成されず、上記積層構成によって到達可能なガスバリアー性は限定されたものとなっており、また、上記積層構成における各層の成層厚さを増加させたとしても上記厚さにほとんど変化は見られなかった。 In particular, the thickness of the region where (M1)/{(M1)+(M2)} is within the range of 0.1 to 0.9, which has a high effect of improving the gas barrier property, is formed only up to about 10 nm. The gas barrier properties that can be achieved by the above laminated structure are limited, and even if the layer thickness of each layer in the above laminated structure is increased, there is almost no change in the above thickness.

上述したような知見に基づき、本発明者は、前述の非遷移金属(M1)及び遷移金属(M2)の双方が金属同士の直接結合に関与するための好ましい条件である0.02≦x≦49を満たす、非遷移金属(M1)と遷移金属(M2)との複合酸化物の酸素欠損組成の厚さを変化させて、ガスバリアー性の向上効果が見られる臨界厚さについての検討を進めた。その結果、上述したように、上記厚さが5nm以上であれば、ガスバリアー性の非常に著しい向上効果が見られることを確認し、本発明を完成させるに至ったのである。 Based on the above-mentioned findings, the present inventors have found that 0.02≦x≦, which is a preferable condition for both the non-transition metal (M1) and the transition metal (M2) described above to participate in the direct bond between metals. By changing the thickness of the oxygen deficient composition of the composite oxide of non-transition metal (M1) and transition metal (M2) satisfying 49, the study on the critical thickness at which the effect of improving the gas barrier property can be seen is advanced. It was As a result, as described above, it was confirmed that if the thickness is 5 nm or more, a very remarkable effect of improving the gas barrier property is observed, and the present invention has been completed.

〔3.2〕封止層の形成方法
本発明の電子デバイスの封止方法は、少なくとも1層の第12〜14族の非遷移金属(M1)の酸化物を含有する第1のガスバリアー層と、当該第1のガスバリアー層に接して配置された遷移金属(M2)の酸化物を含有する第2のガスバリアー層の積層体であり、かつ、当該積層体の厚さ方向の一部に、前記非遷移金属(M1)及び前記遷移金属(M2)の複合酸化物を含有する領域が存在する積層体か、又は前記非遷移金属(M1)及び前記遷移金属(M2)の複合酸化物を含有するガスバリアー層か、若しくは当該複合酸化物を含有する領域を、気相成膜法又は塗布法によって形成した封止層によって、電子デバイスを封止することを特徴とする。
[3.2] Method for Forming Sealing Layer The method for sealing an electronic device according to the present invention is a first gas barrier layer containing at least one oxide of a non-transition metal of group 12 to 14 (M1). And a second gas barrier layer laminate containing an oxide of a transition metal (M2) arranged in contact with the first gas barrier layer , and a part of the laminate in the thickness direction. A laminate having a region containing a complex oxide of the non-transition metal (M1) and the transition metal (M2), or a complex oxide of the non-transition metal (M1) and the transition metal (M2). The electronic device is characterized in that the electronic device is sealed by a gas barrier layer containing the compound oxide or a region containing the composite oxide by a sealing layer formed by a vapor deposition method or a coating method.

前記封止層として、前記機能性素子側に、前記非遷移金属(M1)の酸化物を含有する第1のガスバリアー層を形成することが好ましく、前記遷移金属(M2)の酸化物を含有する第2のガスバリアー層を、前記非遷移金属(M1)の酸化物を含有する第1のガスバリアー層の上に、気相成膜法にて形成することが好ましい。 As the sealing layer, it is preferable to form a first gas barrier layer containing the oxide of the non-transition metal (M1) on the functional element side, and containing the oxide of the transition metal (M2). It is preferable that the second gas barrier layer is formed on the first gas barrier layer containing the non-transition metal (M1) oxide by a vapor deposition method.

また、前記非遷移金属(M1)の酸化物を含有する第1のガスバリアー層が、ポリシラザン及びポリシラザンの改質体を含有し、当該ポリシラザンの改質体を、ポリシラザンを含有する塗布液を塗布して、真空紫外光を照射することにより形成することが好ましい。 Further, the first gas barrier layer containing the oxide of the non-transition metal (M1) contains polysilazane and a modified polysilazane, and the modified polysilazane is applied with a coating solution containing polysilazane. Then, it is preferably formed by irradiating with vacuum ultraviolet light.

〔3.2.1〕非遷移金属(M1)の酸化物を含有する第1のガスバリアー層及び遷移金属(M2)の酸化物を含有する第2のガスバリアー層の形成
第1のガスバリアー層である前記非遷移金属(M1)の酸化物を含有する層及び第2のガスバリアー層である前記遷移金属(M2)の酸化物を含有する層の形成は、特に限定されず、例えば、既存の薄膜堆積技術を利用した従来公知の気相成膜法を用いることが、複合組成領域を効率的に形成する観点から好ましい。
[3.2.1] Formation of first gas barrier layer containing oxide of non-transition metal (M1) and second gas barrier layer containing oxide of transition metal (M2) First gas barrier Formation of the layer containing the oxide of the non-transition metal (M1) which is a layer and the layer containing the oxide of the transition metal (M2) which is the second gas barrier layer is not particularly limited. It is preferable to use a conventionally known vapor-phase film forming method using an existing thin film deposition technique from the viewpoint of efficiently forming a composite composition region.

これらの気相成膜法は公知の方法で用いることができる。気相成膜法としては、特に制限されず、例えば、スパッタ法、蒸着法、イオンプレーティング法、イオンアシスト蒸着法等の物理気相成長(PVD)法、プラズマCVD(chemical vapordeposition)法、ALD(Atomic Layer Deposition)法などの化学気相成長(CVD)法が挙げられる。なかでも、有機機能層へのダメージを与えることなく成膜が可能となり、高い生産性を有することから、物理気相成長(PVD)法により形成することが好ましく、スパッタ法により形成することがより好ましい。 These vapor phase film forming methods can be used by known methods. The vapor deposition method is not particularly limited, and examples thereof include physical vapor deposition (PVD) methods such as sputtering method, vapor deposition method, ion plating method, ion assisted vapor deposition method, plasma CVD (chemical vapor deposition) method, and ALD method. A chemical vapor deposition (CVD) method such as an (Atomic Layer Deposition) method may be used. Among them, it is preferable to form the film by the physical vapor deposition (PVD) method because it enables film formation without damaging the organic functional layer and has high productivity, and it is more preferable to form the film by the sputtering method. preferable.

スパッタ法による成膜は、2極スパッタリング、マグネトロンスパッタリング、中間的な周波数領域を用いたデュアルマグネトロンスパッタリング(DMS)、イオンビームスパッタリング、ECRスパッタリングなどを単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。また、ターゲットの印加方式はターゲット種に応じて適宜選択され、DC(直流)スパッタリング、及びRF(高周波)スパッタリングのいずれを用いてもよい。 For the film formation by the sputtering method, bipolar sputtering, magnetron sputtering, dual magnetron sputtering (DMS) using an intermediate frequency region, ion beam sputtering, ECR sputtering and the like can be used alone or in combination of two or more. The target application method is appropriately selected according to the target type, and either DC (direct current) sputtering or RF (high frequency) sputtering may be used.

また、金属モードと、酸化物モードとの中間である遷移モードを利用した反応性スパッタ法も用いることができる。遷移領域となるようにスパッタ現象を制御することにより、高い成膜スピードで金属酸化物を成膜することが可能となるため好ましい。プロセスガスに用いられる不活性ガスとしては、He、Ne、Ar、Kr、Xe等を用いることができ、Arを用いることが好ましい。さらに、プロセスガス中に酸素、窒素、二酸化炭素、一酸化炭素を導入することで、非遷移金属(M1)及び遷移金属(M2)の複合酸化物、窒酸化物、酸炭化物等の薄膜を作ることができる。スパッタ法における成膜条件としては、印加電力、放電電流、放電電圧、時間等が挙げられるが、これらは、スパッタ装置や、膜の材料、層厚等に応じて適宜選択することができる。 Further, a reactive sputtering method using a transition mode which is intermediate between the metal mode and the oxide mode can be used. By controlling the sputtering phenomenon so that the transition region is formed, it is possible to form a metal oxide film at a high film formation speed, which is preferable. As the inert gas used as the process gas, He, Ne, Ar, Kr, Xe or the like can be used, and Ar is preferably used. Furthermore, by introducing oxygen, nitrogen, carbon dioxide, and carbon monoxide into the process gas, a thin film of a composite oxide of non-transition metal (M1) and transition metal (M2), nitriding oxide, oxycarbide, etc. is formed. be able to. The film forming conditions in the sputtering method include applied power, discharge current, discharge voltage, time and the like, and these can be appropriately selected depending on the sputtering apparatus, film material, layer thickness and the like.

第1のガスバリアー層及び第2のガスバリアー層の層厚は、1〜500nmの範囲が好ましい、より好ましくは10〜300nmの範囲である。 The layer thickness of the first gas barrier layer and the second gas barrier layer is preferably in the range of 1 to 500 nm, more preferably 10 to 300 nm.

〔3.2.2〕非遷移金属(M1)及び前記遷移金属(M2)の複合酸化物を含有するガスバリアー層の形成
非遷移金属(M1)及び前記遷移金属(M2)の複合酸化物を含有するガスバリアー層は、非遷移金属(M1)の酸化物及び前記遷移金属(M2)の酸化物をスパッタターゲットとして、共蒸着法を採用することによって形成することができる。
[3.2.2] Formation of gas barrier layer containing complex oxide of non-transition metal (M1) and transition metal (M2) Complex oxide of non-transition metal (M1) and transition metal (M2) The contained gas barrier layer can be formed by adopting a co-evaporation method using a non-transition metal (M1) oxide and the above transition metal (M2) oxide as sputtering targets.

共蒸着法を実施する際の成膜条件としては、成膜原料における前記非遷移金属(M1)及び遷移金属(M2)と酸素との比率、成膜時の不活性ガスと反応性ガスとの比率、成膜時のガスの供給量、成膜時の真空度、及び、成膜時の電力からなる群から選択される1種又は2種以上の条件が例示され、これらの成膜条件(好ましくは、酸素分圧)を調節することによって、酸素欠損組成を有する複合酸化物からなる薄膜を形成することができる。すなわち、上述したような共蒸着法を用いて封止層を形成することで、形成される封止層の厚さ方向のほとんどの領域を複合組成領域とすることができる。このため、かような手法によれば、複合組成領域の厚さを制御するという極めて簡便な操作により、所望のガスバリアー性を実現することができる。なお、複合組成領域の厚さを制御するには、例えば、共蒸着法を実施する際の成膜時間を調節すればよい。 The film forming conditions for carrying out the co-evaporation method include the ratio of the non-transition metal (M1) and the transition metal (M2) to oxygen in the film forming raw material, the inert gas and the reactive gas at the time of film formation. One or two or more conditions selected from the group consisting of a ratio, a gas supply amount during film formation, a vacuum degree during film formation, and an electric power during film formation are exemplified, and these film formation conditions ( Preferably, by adjusting the oxygen partial pressure), a thin film composed of a complex oxide having an oxygen deficiency composition can be formed. That is, by forming the sealing layer using the co-evaporation method as described above, most of the region in the thickness direction of the formed sealing layer can be made into the composite composition region. Therefore, according to such a method, a desired gas barrier property can be realized by an extremely simple operation of controlling the thickness of the composite composition region. In addition, in order to control the thickness of the composite composition region, for example, the film formation time when performing the co-evaporation method may be adjusted.

共蒸着法の詳細については、スパッタリングターゲットを作製する方法や、これらのスパッタリングターゲットを用いて複合酸化物からなる薄膜を作製する方法については、例えば、特開2000−160331号公報、特開2004−068109号公報、特開2013−047361号公報などの記載が適宜参照されうる。 For details of the co-evaporation method, a method for producing a sputtering target and a method for producing a thin film made of a complex oxide using these sputtering targets are described in, for example, JP-A-2000-160331 and JP-A-2004-2004. Reference can be made as appropriate to the descriptions in 068109, JP2013-047361A, and the like.

〔3.2.3〕非遷移金属(M1)としてポリシラザン又はポリシラザンの改質体を含有する層の形成
本発明に係る非遷移金属(M1)を含有する層は、前述のようにSiを含むことがより好ましく、Si単独であることが特に好ましい。
[3.2.3] Formation of layer containing polysilazane or modified polysilazane as non-transition metal (M1) The layer containing non-transition metal (M1) according to the present invention contains Si as described above. It is more preferable, and Si alone is particularly preferable.

その場合、前記非遷移金属(M1)を含有する層が、ポリシラザン又はポリシラザンの改質体を含有する層であることも好ましく、当該ポリシラザンの改質体を、ポリシラザンを含有する塗布液を本発明に係る機能性素子上に塗布して、真空紫外光を照射することにより形成する層であることが、透過率等の光学特性に優れたガスバリアー性の高い封止層が得られることから好ましい。形成される層の数は特に限定はなく、少なくとも1層であればよく、複数の層でもよい。 In that case, the layer containing the non-transition metal (M1) is also preferably a layer containing polysilazane or a modified product of polysilazane, and the modified polysilazane is used as a coating solution containing polysilazane according to the present invention. It is preferable that it is a layer formed by coating on the functional element according to, and irradiating with vacuum ultraviolet light, since a sealing layer having high gas barrier properties excellent in optical characteristics such as transmittance can be obtained. .. The number of layers formed is not particularly limited and may be at least one layer, and may be a plurality of layers.

改質処理は、好ましくは真空紫外光の照射処理である。真空紫外光の照射といった改質処理により、封止層はガスバリアー性を発現するようになる。 The modification treatment is preferably a vacuum ultraviolet light irradiation treatment. The sealing layer exhibits a gas barrier property by a modification treatment such as irradiation with vacuum ultraviolet light.

ここではまず、ケイ素化合物がポリシラザンである場合を例に挙げて、非遷移金属(M1)を含有する層の形成方法の一例を説明する。 Here, first, an example of a method for forming a layer containing a non-transition metal (M1) will be described, taking a case where the silicon compound is polysilazane as an example.

ポリシラザンを含む塗布液を公知の湿式塗布法により塗布して改質処理を行い、封止層の一部となる層を形成することができる。 A coating solution containing polysilazane can be applied by a known wet coating method to perform a modification treatment, and a layer which will be a part of the sealing layer can be formed.

本発明に用いられる「ポリシラザン」とは、構造内にケイ素−窒素結合を持つポリマーで、酸窒化ケイ素の前駆体となるポリマーであり、下記一般式(1)の構造を有するものが好ましく用いられる。 The "polysilazane" used in the present invention is a polymer having a silicon-nitrogen bond in its structure, which is a precursor of silicon oxynitride, and a polymer having the structure of the following general formula (1) is preferably used. ..

Figure 0006737279
式中、R、R、及びRは、各々水素原子、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基、又はアルコキシ基を表す。
Figure 0006737279
In the formula, R 1 , R 2 , and R 3 each represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkylsilyl group, an alkylamino group, or an alkoxy group.

本発明では、得られる封止層の膜としての緻密性の観点からは、R、R及びRの全てが水素原子であるパーヒドロポリシラザンが特に好ましい。In the present invention, perhydropolysilazane in which all of R 1 , R 2 and R 3 are hydrogen atoms is particularly preferable from the viewpoint of the denseness of the resulting sealing layer film.

ポリシラザンは、有機溶媒に溶解した溶液の状態で市販されており、市販品をそのままポリシラザン含有塗布液として使用することができる。ポリシラザン溶液の市販品としては、AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製のNN120−20、NAX120−20、NL120−20などが挙げられる。 Polysilazane is commercially available in the form of a solution dissolved in an organic solvent, and a commercially available product can be used as it is as a polysilazane-containing coating liquid. Examples of commercially available polysilazane solutions include NN120-20, NAX120-20, and NL120-20 manufactured by AZ Electronic Materials.

その他、ポリシラザンの詳細については、従来公知である特開2013−255910号公報の段落「0024」〜「0040」、特開2013−188942号公報の段落「0037」〜「0043」、特開2013−151123号公報の段落「0014」〜「0021」、特開2013−052569号公報の段落「0033」〜「0045」、特開2013−129557号公報の段落「0062」〜「0075」、特開2013−226758号公報の段落「0037」〜「0064」等を参照して採用することができる。 In addition, regarding the details of polysilazane, paragraphs “0024” to “0040” in JP 2013-255910 A, paragraphs “0037” to “0043” in JP 2013-188942 A, and JP 2013-2013 A that are conventionally known. Paragraphs "0014" to "0021" of Japanese Patent No. 151123, paragraphs "0033" to "0045" of Japanese Patent Laid-Open No. 2013-052569, paragraphs "0062" to "0075" of Japanese Patent Laid-Open No. 2013-129557, 2013 It can be adopted by referring to paragraphs “0037” to “0064” and the like of JP-A-226758.

ポリシラザンを含有する塗布液の塗布は、電子デバイスの酸素や水蒸気による劣化を抑制するために、例えば、グローブボックス内といった窒素雰囲気下で行われる。ポリシラザンを含有する塗布液を塗布する方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。具体的には例えば、スピンコート法、ロールコート法、フローコート法、インクジェット法、スプレーコート法、プリント法、ディップコート法、流延成膜法、バーコート法、グラビア印刷法等が挙げられる。塗布液を塗布した後は、塗膜を乾燥させることが好ましい。塗膜を乾燥することによって、塗膜中に含有される有機溶媒を除去することができる。形成方法については、従来公知である特開2014−151571号公報の段落「0058」〜「0064」、特開2011−183773号公報の段落「0052」〜「0056」等を参照して採用することができる。 The application of the coating solution containing polysilazane is performed in a nitrogen atmosphere such as in a glove box in order to suppress deterioration of the electronic device due to oxygen or water vapor. Any appropriate method can be adopted as a method of applying the coating liquid containing polysilazane. Specific examples thereof include a spin coating method, a roll coating method, a flow coating method, an inkjet method, a spray coating method, a printing method, a dip coating method, a casting film forming method, a bar coating method and a gravure printing method. After applying the coating solution, it is preferable to dry the coating film. The organic solvent contained in the coating film can be removed by drying the coating film. Regarding the forming method, refer to paragraphs “0058” to “0064” of JP-A-2014-151571 and paragraphs “0052” to “0056” of JP-A-2011-183773 that are conventionally known. You can

改質処理とは、ポリシラザンの酸化ケイ素又は酸化窒化ケイ素への転化反応をいう。改質処理も、同様に、グローブボックス内といった窒素雰囲気下や減圧下で行われる。 The modification treatment means a conversion reaction of polysilazane to silicon oxide or silicon oxynitride. Similarly, the reforming process is performed in a glove box under a nitrogen atmosphere or under reduced pressure.

本発明における改質処理は、ポリシラザンの転化反応に基づく公知の方法を選ぶことができる。本発明においては、低温で転化反応が可能なプラズマやオゾンや紫外線を使う転化反応が好ましい。プラズマやオゾンは従来公知の方法を用いることができる。本発明においては、ポリシラザン含有液の塗膜を設け、波長200nm以下の真空紫外光(VUVともいう。)を照射して改質処理することにより、非遷移金属(M1)を含有する層を形成することが好ましい。 For the modification treatment in the present invention, a known method based on the conversion reaction of polysilazane can be selected. In the present invention, a conversion reaction using plasma, ozone, or ultraviolet rays, which allows a conversion reaction at a low temperature, is preferable. Conventionally known methods can be used for plasma and ozone. In the present invention, a layer containing a non-transition metal (M1) is formed by providing a coating film of a polysilazane-containing liquid and irradiating it with vacuum ultraviolet light (also referred to as VUV) having a wavelength of 200 nm or less for modification treatment. Preferably.

層厚は、1〜500nmの範囲が好ましい、より好ましくは10〜300nmの範囲である。当該非遷移金属含有層のうち、層全体が改質層であってもよいが、改質処理された改質層の厚さは、1〜50nmが好ましく、1〜10nmがさらに好ましい。 The layer thickness is preferably in the range of 1 to 500 nm, more preferably 10 to 300 nm. Of the non-transition metal-containing layer, the entire layer may be a modified layer, but the modified modified layer preferably has a thickness of 1 to 50 nm, more preferably 1 to 10 nm.

本発明における真空紫外光照射工程において、ポリシラザン層塗膜が受ける塗膜面での該真空紫外光の照度は30〜200mW/cmの範囲であることが好ましく、50〜160mW/cmの範囲であることがより好ましい。真空紫外光の照度を30mW/cm以上とすることで、改質効率を十分に向上することができ、200mW/cm以下では、塗膜への損傷発生率を極めて抑え、また、基材への損傷も低減させることができるため、好ましい。In the vacuum ultraviolet light irradiation step in the present invention, it is preferable that the illuminance of the vacuum ultraviolet light in the coating film surface for receiving the polysilazane coating film is in the range of 30~200mW / cm 2, the range of 50~160mW / cm 2 Is more preferable. By setting the illuminance of vacuum ultraviolet light to 30 mW/cm 2 or more, the reforming efficiency can be sufficiently improved, and at 200 mW/cm 2 or less, the occurrence rate of damage to the coating film is extremely suppressed, and the substrate It is preferable because damage to the can be reduced.

本発明の電子デバイスにおいては、前記複合酸化物を含有する領域を形成する観点から、ポリシラザン層塗膜に過度な光量の真空紫外光の照射は必要なく、また、真空紫外光の照射を行わなくても高いガスバリアー性が得られるため、機能性素子へのダメージを低減することが可能である。 In the electronic device of the present invention, from the viewpoint of forming a region containing the composite oxide, it is not necessary to irradiate the polysilazane layer coating film with an excessive amount of vacuum ultraviolet light, and without performing irradiation with vacuum ultraviolet light. However, since a high gas barrier property is obtained, it is possible to reduce damage to the functional element.

真空紫外光の照射を行う場合は、ポリシラザン層塗膜面における真空紫外光の照射エネルギー量は、0.01〜0.9J/cmの範囲であることが好ましく、0.05〜0.5J/cmの範囲であることが、素子へのダメージを低減する観点からより好ましい。When performing irradiation with vacuum ultraviolet light, the irradiation energy amount of vacuum ultraviolet light on the polysilazane layer coating surface is preferably in the range of 0.01 to 0.9 J/cm 2 , and 0.05 to 0.5 J. The range of /cm 2 is more preferable from the viewpoint of reducing damage to the device.

なお、真空紫外光光源としては、希ガスエキシマランプが好ましく用いられる。真空紫外光は、酸素による吸収があるため真空紫外光照射工程での効率が低下しやすいことから、真空紫外光の照射は、可能な限り酸素濃度の低い状態で行うことが好ましい。すなわち、真空紫外光照射時の酸素濃度は、10〜10000ppmの範囲とすることが好ましく、より好ましくは50〜5000ppmの範囲、さらに好ましくは80〜4500ppmの範囲、最も好ましくは100〜1000ppmの範囲である。 A rare gas excimer lamp is preferably used as the vacuum ultraviolet light source. Since vacuum ultraviolet light is absorbed by oxygen and the efficiency in the vacuum ultraviolet light irradiation step is likely to decrease, it is preferable to perform vacuum ultraviolet light irradiation in a state where the oxygen concentration is as low as possible. That is, the oxygen concentration at the time of vacuum ultraviolet light irradiation is preferably in the range of 10 to 10000 ppm, more preferably in the range of 50 to 5000 ppm, still more preferably in the range of 80 to 4500 ppm, and most preferably in the range of 100 to 1000 ppm. is there.

改質処理は、加熱処理を用いることもできる。加熱条件としては、好ましくは50〜300℃の範囲内、より好ましくは70〜200℃の範囲内の温度で、好ましくは0.005〜60分間、より好ましくは0.01〜10分間、加熱・乾操することにより、縮合が行われ、改質体を形成することができる。 Heat treatment can also be used for the modification treatment. The heating conditions are preferably in the range of 50 to 300° C., more preferably in the range of 70 to 200° C., preferably 0.005 to 60 minutes, more preferably 0.01 to 10 minutes. By carrying out dry operation, condensation is performed and a modified product can be formed.

加熱処理としては、例えば、ヒートブロック等の発熱体に基材を接触させ熱伝導により塗膜を加熱する方法、抵抗線等による外部ヒーターにより雰囲気を加熱する方法、IRヒーターのような赤外領域の光を用いた方法等が挙げられるが、特に限定されない。また、ケイ素化合物を含有する塗膜の平滑性を維持できる方法を適宜選択してよい。 Examples of the heat treatment include a method of heating a coating film by heat conduction by bringing a base material into contact with a heating element such as a heat block, a method of heating an atmosphere with an external heater such as a resistance wire, an infrared region such as an IR heater. Examples of the method include the method using light, but the method is not particularly limited. Moreover, you may select suitably the method which can maintain the smoothness of the coating film containing a silicon compound.

加熱処理時の塗膜の温度としては、50〜250℃の範囲内に適宜調整することが好ましく、50〜120℃の範囲内であることがより好ましい。 The temperature of the coating film during the heat treatment is preferably adjusted appropriately within the range of 50 to 250°C, and more preferably within the range of 50 to 120°C.

また、加熱時間としては、1秒〜10時間の範囲内が好ましく、10秒〜1時間の範囲内がより好ましい。 The heating time is preferably within the range of 1 second to 10 hours, more preferably within the range of 10 seconds to 1 hour.

これらの改質処理においては、例えば、特開2012−086394号公報の段落「0055」〜「0091」、特開2012−006154号公報の段落「0049」〜「0085」、特開2011−251460号公報の段落「0046」〜「0074」等に記載の内容を参照することができる。 In these modification treatments, for example, paragraphs “0055” to “0091” of JP2012-086394A, paragraphs “0049” to “0085” of JP2012-0061154A, and JP2011-251460A. The contents described in paragraphs “0046” to “0074” of the publication can be referred to.

(添加元素)
本発明において、非遷移金属(M1)を含有する層を形成するための塗布液には、添加元素(長周期型周期表の第2族〜第14族の元素からなる群より選択される少なくとも1種の元素)を含有させることができる。添加元素の例としては、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、亜鉛(Zn)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、マグネシウム(Mg)、スズ(Sn)、ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、鉛(Pb)、マンガン(Mn)、リチウム(Li)、ゲルマニウム(Ge)、銅(Cu)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、カルシウム(Ca)、コバルト(Co)、ホウ素(B)、ベリリウム(Be)、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)、ラジウム(Ra)、タリウム(Tl)、ゲルマニウム(Ge)等が挙げられる。
(Additional element)
In the present invention, the coating liquid for forming the layer containing the non-transition metal (M1) has at least an additive element (at least selected from the group consisting of elements of Groups 2 to 14 of the long periodic table). One element) can be included. Examples of additional elements include aluminum (Al), titanium (Ti), zirconium (Zr), zinc (Zn), gallium (Ga), indium (In), chromium (Cr), iron (Fe), magnesium (Mg). ), tin (Sn), nickel (Ni), palladium (Pd), lead (Pb), manganese (Mn), lithium (Li), germanium (Ge), copper (Cu), sodium (Na), potassium (K). ), calcium (Ca), cobalt (Co), boron (B), beryllium (Be), strontium (Sr), barium (Ba), radium (Ra), thallium (Tl), germanium (Ge) and the like. ..

本発明に係る前記非遷移金属(M1)を含有する層を、特に、ポリシラザンとアルミニウム化合物、又はポリシラザンとホウ素化合物とを含有する塗布液を塗布し、乾燥して形成することが好ましい。 The layer containing the non-transition metal (M1) according to the present invention is preferably formed by applying a coating solution containing a polysilazane and an aluminum compound or a polysilazane and a boron compound, and drying the layer.

本発明に適用可能なアルミニウム化合物としては、例えば、アルミニウムイソポロポキシド、アルミニウム−sec−ブチレート、チタンイソプロポキシド、アルミニウムトリエチレート、アルミニウムトリイソプロピレート、アルミニウムトリtert−ブチレート、アルミニウムトリn−ブチレート、アルミニウムトリsec−ブチレート、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、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムジイソプロピレートモノアルミニウム−t−ブチレート、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート、アルミニウムオキシドイソプロポキシドトリマー等を挙げることができる。 Examples of the aluminum compound applicable to the present invention include aluminum isopropoxide, aluminum-sec-butyrate, titanium isopropoxide, aluminum triethylate, aluminum triisopropylate, aluminum tritert-butylate, and aluminum tri-n-. Butyrate, aluminum trisec-butyrate, aluminum ethylacetoacetate diisopropylate, acetoalkoxyaluminum diisopropylate, aluminum diisopropylate monoaluminum-t-butylate, aluminum trisethylacetoacetate, aluminum oxide isopropyloxide trimer and the like. be able to.

また、ホウ素化合物としては、ホウ酸トリメチル、ホウ酸トリエチル、ホウ酸トリn−プロピル、ホウ酸トリイソプロピル、ホウ酸トリn−ブチル、ホウ酸トリtert−ブチル等を挙げることができる。 Examples of the boron compound include trimethyl borate, triethyl borate, tri-n-propyl borate, triisopropyl borate, tri-n-butyl borate, tri-tert-butyl borate, and the like.

これらの中でも、アルミニウム化合物が好ましい。具体的な市販品としては、例えば、AMD(アルミニウムジイソプロピレートモノsec−ブチレート)、ASBD(アルミニウムセカンダリーブチレート)、ALCH(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)、ALCH−TR(アルミニウムトリスエチルアセトアセテート)、アルミキレートM(アルミニウムアルキルアセトアセテート・ジイソプロピレート)、アルミキレートD(アルミニウムビスエチルアセトアセテート・モノアセチルアセトネート)、アルミキレートA(W)(アルミニウムトリスアセチルアセトネート)(以上、川研ファインケミカル株式会社製)、プレンアクト(登録商標)AL−M(アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート、味の素ファインケミカル株式会社製)等を挙げることができる。 Among these, aluminum compounds are preferable. Specific commercial products include, for example, AMD (aluminum diisopropylate mono sec-butyrate), ASBD (aluminum secondary butyrate), ALCH (aluminum ethyl acetoacetate/diisopropylate), ALCH-TR (aluminum trisethylacetate). Acetate), aluminum chelate M (aluminum alkylacetoacetate/diisopropylate), aluminum chelate D (aluminum bisethylacetoacetate/monoacetylacetonate), aluminum chelate A(W) (aluminum trisacetylacetonate) (above, Kawa Ken Fine Chemical Co., Ltd.), Plane Act (registered trademark) AL-M (acetoalkoxy aluminum diisopropylate, manufactured by Ajinomoto Fine Chemical Co., Ltd.) and the like.

なお、これらの化合物を用いる場合は、ポリシラザンを含む塗布液と不活性ガス雰囲気下で混合することが好ましい。これらの化合物が大気中の水分や酸素と反応し、激しく酸化が進むことを抑制するためである。また、これらの化合物とポリシラザンとを混合する場合は、30〜100℃に昇温し、撹拌しながら1分〜24時間保持することが好ましい。 When these compounds are used, it is preferable to mix them with a coating solution containing polysilazane under an inert gas atmosphere. This is because these compounds are prevented from reacting with moisture and oxygen in the atmosphere and vigorously oxidizing. When mixing these compounds and polysilazane, it is preferable to raise the temperature to 30 to 100° C. and hold for 1 minute to 24 hours while stirring.

非遷移金属(M1)を含有する層における上記添加元素の含有量は、ケイ素(Si)の含有量100mol%に対して、上記添加元素の含有量が0.1〜20mol%であることが好ましく、より好ましくは0.5〜10mol%である。 The content of the additional element in the layer containing the non-transition metal (M1) is preferably 0.1 to 20 mol% with respect to the content of silicon (Si) of 100 mol %. , And more preferably 0.5 to 10 mol %.

〔3.3〕封止層を用いた電子デバイスの封止方法
封止層を基材及び機能性素子上に貼合して電子デバイスを封止するためには、任意の硬化型の樹脂封止材料を用いて接着することが好ましい。樹脂封止材料には、接着する封止部材との密着性の向上の観点から、好適な接着剤を適宜選択することができる。
[3.3] Sealing Method for Electronic Device Using Sealing Layer In order to seal the electronic device by bonding the sealing layer on the base material and the functional element, any curable resin sealant is used. It is preferable to bond with a stop material. For the resin sealing material, a suitable adhesive can be appropriately selected from the viewpoint of improving the adhesiveness with the sealing member to be bonded.

このような樹脂封止材料としては、熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。 As such a resin sealing material, it is preferable to use a thermosetting resin.

熱硬化性接着剤としては、例えば、分子の末端又は側鎖にエチレン性二重結合を有する化合物と熱重合開始剤とを主成分とする樹脂等を用いることができる。より具体的には、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂等からなる熱硬化性接着剤を使用することができる。また、有機EL素子の製造工程で用いる貼合装置及び硬化処理装置に応じて、溶融タイプの熱硬化性接着剤を使用してもよい。 As the thermosetting adhesive, for example, a resin containing a compound having an ethylenic double bond at the terminal or side chain of the molecule and a thermopolymerization initiator as the main components can be used. More specifically, a thermosetting adhesive made of epoxy resin, acrylic resin or the like can be used. Further, a melt type thermosetting adhesive may be used depending on the laminating apparatus and the curing processing apparatus used in the manufacturing process of the organic EL element.

また、このような樹脂封止材料としては、光硬化性樹脂用いることも好ましい。例えば、ポリエステル(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ポリウレタン(メタ)アクリレート等の各種(メタ)アクリレートを主成分とした光ラジカル重合性樹脂や、エポキシやビニルエーテル等の樹脂を主成分とした光カチオン重合性樹脂や、チオール・エン付加型樹脂等が挙げられる。これら光硬化性樹脂の中でも、硬化物の収縮率が低く、アウトガスも少なく、また長期信頼性に優れるエポキシ樹脂系の光カチオン重合性樹脂が好ましい。 Further, it is also preferable to use a photocurable resin as such a resin sealing material. For example, a photo-radical-polymerizable resin mainly containing various (meth)acrylates such as polyester (meth)acrylate, polyether (meth)acrylate, epoxy (meth)acrylate, polyurethane (meth)acrylate, and epoxy and vinyl ether. Examples include a cationic photopolymerizable resin containing a resin as a main component and a thiol/ene addition type resin. Among these photo-curable resins, epoxy resin-based photo-cationic polymerizable resins, which have low shrinkage of the cured product, little outgas, and excellent long-term reliability, are preferable.

また、このような樹脂封止材料としては、化学硬化型(二液混合)の樹脂を用いることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを用いることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂を用いることができる。 Further, as such a resin sealing material, a chemically curable (two liquid mixture) resin can be used. Further, hot-melt type polyamide, polyester and polyolefin can be used. Further, a cation curing type ultraviolet curing epoxy resin can be used.

なお、有機EL素子を構成する有機材料は、熱処理により劣化する場合がある。このため、室温から80℃までに接着硬化できる樹脂封止材料を使用することが好ましい。 The organic material forming the organic EL element may be deteriorated by heat treatment. Therefore, it is preferable to use a resin sealing material that can be adhesively cured from room temperature to 80°C.

〔4〕有機ポリマー層
本発明においては、基材上に少なくとも1層の有機ポリマー層と、前記第1のガスバリアー層及び第2のガスバリアー層の積層体と、又は前記非遷移金属(M1)及び前記遷移金属(M2)の複合酸化物を含有するガスバリアー層とが積層されていることが、基材と封止層、有機機能層と封止層との密着性を向上し、使用環境変動における封止層への機械的又は熱的ストレスによる層の損傷や欠陥を防ぎ、ガスバリアー性の劣化を抑制する観点から、好ましい態様である。
[4] Organic polymer layer In the present invention, at least one organic polymer layer on the substrate, a laminate of the first gas barrier layer and the second gas barrier layer, or the non-transition metal (M1 ) And a gas barrier layer containing the complex oxide of the transition metal (M2) are laminated to improve the adhesion between the base material and the sealing layer, and the organic functional layer and the sealing layer. This is a preferred embodiment from the viewpoint of preventing damages and defects of the layer due to mechanical or thermal stress to the sealing layer due to environmental changes and suppressing deterioration of gas barrier properties.

好ましい層構成としては、図2A及びBを参照することができる。 2A and B can be referred to for a preferable layer structure.

本発明に係る有機ポリマー層に用いられる樹脂としては、ポリエステル樹脂、イソシアネート樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エチレンビニルアルコール樹脂、ビニル変性樹脂、エポキシ樹脂、変性スチレン樹脂、変性シリコーン樹脂、及びアルキルチタネート等を単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。 Examples of the resin used for the organic polymer layer according to the present invention include polyester resin, isocyanate resin, urethane resin, acrylic resin, ethylene vinyl alcohol resin, vinyl modified resin, epoxy resin, modified styrene resin, modified silicone resin, and alkyl titanate. Can be used alone or in combination of two or more.

好ましくは、下記重合性化合物とシランカップリング剤と重合開始剤を含む重合性組成物を層状にした後硬化して形成することもできる。 Preferably, a polymerizable composition containing the following polymerizable compound, a silane coupling agent, and a polymerization initiator may be layered and then cured to form the composition.

重合性組成物を層状にする方法としては、本発明では基材及び有機EL素子の上に重合性組成物を塗布して形成することができる。塗布組成物を塗布する方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。具体的には例えば、スピンコート法、ロールコート法、フローコート法、インクジェット法、スプレーコート法、プリント法、ディップコート法、流延成膜法、バーコート法、グラビア印刷法等が挙げられる。塗布液を塗布した後は、塗膜を乾燥させることが好ましい。塗膜を乾燥することによって、塗膜中に含有される有機溶媒を除去することができる。形成方法については、従来公知である特開2014−151571号公報の段落「0058」〜「0064」、特開2011−183773号公報の段落「0052」〜「0056」等を参照して採用することができる。 In the present invention, as a method for forming a layer of the polymerizable composition, it can be formed by coating the substrate and the organic EL element with the polymerizable composition. Any appropriate method can be adopted as a method of applying the coating composition. Specific examples thereof include a spin coating method, a roll coating method, a flow coating method, an inkjet method, a spray coating method, a printing method, a dip coating method, a casting film forming method, a bar coating method and a gravure printing method. After applying the coating solution, it is preferable to dry the coating film. The organic solvent contained in the coating film can be removed by drying the coating film. Regarding the forming method, refer to paragraphs “0058” to “0064” of JP-A-2014-151571 and paragraphs “0052” to “0056” of JP-A-2011-183773 that are conventionally known. You can

上記塗布法の中では、電子デバイスは水分や親水性溶媒によって劣化する懸念があるため、一般的な溶媒塗布は好ましくなく、窒素雰囲気下、無溶媒、若しくは、親水性溶媒の含有量が少ない塗布組成物を用いたインクジェット方式を好ましく適用することができる。当該インクジェット方式は、例えば、国際公開第2014/176365号、国際公開第2015/100375号、国際公開第2015/112454号等に記載の技術内容を参照して採用することができる。具体的には、Kateeva社製のYIELDjet(登録商標)Platformを用いて有機ポリマー層を形成することも好ましい実施態様である。 Among the above-mentioned coating methods, since there is a concern that the electronic device may be deteriorated by moisture or a hydrophilic solvent, general solvent coating is not preferable, and coating is performed in a nitrogen atmosphere without solvent or with a small content of hydrophilic solvent. An inkjet method using the composition can be preferably applied. The inkjet method can be adopted with reference to the technical contents described in, for example, International Publication No. 2014/176365, International Publication No. 2015/100375, International Publication No. 2015/112454 and the like. Specifically, it is also a preferable embodiment to form the organic polymer layer using YIELDjet (registered trademark) Platform manufactured by Kateeva.

また、重合性組成物を層状にする別の方法としては、公知のフラッシュ蒸着法といった気相成膜法を用いることができる。 Further, as another method for forming a layer of the polymerizable composition, a known vapor deposition method such as a flash vapor deposition method can be used.

例えば、重合性化合物とシランカップリング剤と重合開始剤を含む重合性組成物を、減圧雰囲気下において、加熱によって揮発させて基材、電極層又は有機機能層上に蒸着膜として形成することが好ましい。 For example, a polymerizable composition containing a polymerizable compound, a silane coupling agent and a polymerization initiator may be volatilized by heating under a reduced pressure atmosphere to form a vapor deposition film on a substrate, an electrode layer or an organic functional layer. preferable.

当該蒸着膜を形成する方法は、特開2008−142941号公報、特開2004−314626号公報等に記載されているような公知の方法を用いることができる。 As a method for forming the vapor deposition film, known methods such as those described in JP-A-2008-142941, JP-A-2004-314626 and the like can be used.

一例として、真空装置内に基材及びその上に形成された有機機能層を設置し、真空装置の中に設置された加熱ボートに前記重合性組成物を入れ、10Pa程度の減圧下、前記重合性組成物を200℃程度に加熱し、基材及び有機機能層を被覆しながら、所望の層厚になるように蒸着膜を形成することができる。 As an example, a substrate and an organic functional layer formed thereon are installed in a vacuum apparatus, the polymerizable composition is placed in a heating boat installed in the vacuum apparatus, and the polymerization is performed under a reduced pressure of about 10 Pa. The vapor-deposited film can be formed so as to have a desired layer thickness while heating the functional composition to about 200° C. and covering the base material and the organic functional layer.

得られた蒸着膜に真空環境下で高圧水銀灯等を用いて紫外線を照射して、蒸着した重合性組成物を硬化させて有機ポリマー層を形成する。 The obtained vapor-deposited film is irradiated with ultraviolet rays in a vacuum environment using a high-pressure mercury lamp or the like to cure the vapor-deposited polymerizable composition to form an organic polymer layer.

(重合性化合物)
本発明で用いられる重合性化合物は、エチレン性不飽和結合を末端又は側鎖に有する化合物、又はエポキシ又はオキセタンを末端又は側鎖に有する化合物である。これらのうち、エチレン性不飽和結合を末端又は側鎖に有する化合物が好ましい。エチレン性不飽和結合を末端又は側鎖に有する化合物の例としては、(メタ)アクリレート系化合物、アクリルアミド系化合物、スチレン系化合物、無水マレイン酸等が挙げられ、(メタ)アクリレート系化合物が好ましい。(メタ)アクリレート系化合物としては、(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレートやポリエステル(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート等が好ましい。スチレン系化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、4−メチルスチレン、ジビニルベンゼン、4−ヒドロキシスチレン、4−カルボキシスチレン等が好ましい。
(Polymerizable compound)
The polymerizable compound used in the present invention is a compound having an ethylenically unsaturated bond at the terminal or side chain, or a compound having an epoxy or oxetane at the terminal or side chain. Of these, compounds having an ethylenically unsaturated bond at the terminal or side chain are preferred. Examples of compounds having an ethylenically unsaturated bond at the terminal or side chain include (meth)acrylate compounds, acrylamide compounds, styrene compounds, maleic anhydride and the like, with (meth)acrylate compounds being preferred. As the (meth)acrylate compound, (meth)acrylate, urethane (meth)acrylate, polyester (meth)acrylate, epoxy (meth)acrylate and the like are preferable. As the styrene compound, styrene, α-methylstyrene, 4-methylstyrene, divinylbenzene, 4-hydroxystyrene, 4-carboxystyrene and the like are preferable.

(シランカップリング剤)
本発明で用いられるシランカップリング剤は、例えば、ハロゲン含有シランカップリング剤(2−クロロエチルトリメトキシシラン、2−クロロエチルトリエトキシシラン,3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシランなど)、エポキシ基含有シランカップリング剤[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、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、3−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピルトリメトキシシラン、2−グリシジルオキシエチルトリメトキシシラン、2−グリシジルオキシエチルトリエトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルトリエトキシシランなど]、アミノ基含有シランカップリング剤(2−アミノエチルトリメトキシシラン、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、2−[N−(2−アミノエチル)アミノ]エチルトリメトキシシラン、3−[N−(2−アミノエチル)アミノ]プロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノ]プロピルトリエトキシシラン、3−[N−(2−アミノエチル)アミノ]プロピル−メチルジメトキシシランなど)、メルカプト基含有シランカップリング剤(2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシランなど)、ビニル基含有シランカップリング剤(ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランなど)、(メタ)アクリロイル基含有シランカップリング剤(2−メタクリロイルオキシエチルトリメトキシシラン、2−メタクリロイルオキシエチルトリエトキシシラン、2−アクリロイルオキシエチルトリメトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランなど)などを挙げることができる。これらの中では、(メタ)アクリロイル基を含有するシランカップリング剤((メタ)アクリロイル基含有シランカップリング剤)が好ましく用いられる。
(Silane coupling agent)
The silane coupling agent used in the present invention is, for example, a halogen-containing silane coupling agent (2-chloroethyltrimethoxysilane, 2-chloroethyltriethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-chloropropyltriethoxysilane). Silane), epoxy group-containing silane coupling agent [2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltriethoxysilane, 3-(3,4-epoxy) Cyclohexyl)propyltrimethoxysilane, 2-glycidyloxyethyltrimethoxysilane, 2-glycidyloxyethyltriethoxysilane, 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidyloxypropyltriethoxysilane, etc.], amino group-containing silane cup Ring agent (2-aminoethyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2-[N-(2-aminoethyl)amino]ethyltrimethoxysilane, 3-[N- (2-Aminoethyl)amino]propyltrimethoxysilane, 3-(2-aminoethyl)amino]propyltriethoxysilane, 3-[N-(2-aminoethyl)amino]propyl-methyldimethoxysilane, etc.), mercapto Group-containing silane coupling agent (2-mercaptoethyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, etc.), vinyl group-containing silane coupling agent (vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane) Etc.), (meth)acryloyl group-containing silane coupling agent (2-methacryloyloxyethyltrimethoxysilane, 2-methacryloyloxyethyltriethoxysilane, 2-acryloyloxyethyltrimethoxysilane, 3-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloyloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloyloxypropyltrimethoxysilane, etc.) and the like. Among these, a silane coupling agent containing a (meth)acryloyl group (a silane coupling agent containing a (meth)acryloyl group) is preferably used.

また、その他の(メタ)アクリロイル基含有シランカップリング剤としては、1,3−ビス(アクリロイルオキシメチル)−1,1,3,3−テトラメチルジシラザン、1,3−ビス(メタクリロイルオキシメチル)−1,1,3,3−テトラメチルジシラザン、1,3−ビス(γ−アクリロイルオキシプロピル)−1,1,3,3−テトラメチルジシラザン、1,3−ビス(γ−メタクリロイルオキシプロピル)−1,1,3,3−テトラメチルジシラザン、アクリロイルオキシメチルメチルトリシラザン、メタクリロイルオキシメチルメチルトリシラザン、アクリロイルオキシメチルメチルテトラシラザン、メタクリロイルオキシメチルメチルテトラシラザン、アクリロイルオキシメチルメチルポリシラザン、メタクリロイルオキシメチルメチルポリシラザン、3−アクリロイルオキシプロピルメチルトリシラザン、3−メタクリロイルオキシプロピルメチルトリシラザン、3−アクリロイルオキシプロピルメチルテトラシラザン、3−メタクリロイルオキシプロピルメチルテトラシラザン、3−アクリロイルオキシプロピルメチルポリシラザン、3−メタクリロイルオキシプロピルメチルポリシラザン、アクリロイルオキシメチルポリシラザン、メタクリロイルオキシメチルポリシラザン、3−アクリロイルオキシプロピルポリシラザン、3−メタクリロイルオキシプロピルポリシラザンが好ましく、更に、化合物の合成・同定が容易であるといった観点から、1,3−ビス(アクリロイルオキシメチル)−1,1,3,3−テトラメチルジシラザン、1,3−ビス(メタクリロイルオキシメチル)−1,1,3,3−テトラメチルジシラザン、1,3−ビス(γ−アクリロイルオキシプロピル)−1,1,3,3−テトラメチルジシラザン、1,3−ビス(γ−メタクリロイルオキシプロピル)−1,1,3,3−テトラメチルジシラザンが特に好ましい。 Further, as other (meth)acryloyl group-containing silane coupling agents, 1,3-bis(acryloyloxymethyl)-1,1,3,3-tetramethyldisilazane, 1,3-bis(methacryloyloxymethyl) )-1,1,3,3-Tetramethyldisilazane, 1,3-bis(γ-acryloyloxypropyl)-1,1,3,3-tetramethyldisilazane, 1,3-bis(γ-methacryloyl) (Oxypropyl)-1,1,3,3-tetramethyldisilazane, acryloyloxymethylmethyltrisilazane, methacryloyloxymethylmethyltrisilazane, acryloyloxymethylmethyltetrasilazane, methacryloyloxymethylmethyltetrasilazane, acryloyloxymethylmethylpolysilazane , Methacryloyloxymethylmethylpolysilazane, 3-acryloyloxypropylmethyltrisilazane, 3-methacryloyloxypropylmethyltrisilazane, 3-acryloyloxypropylmethyltetrasilazane, 3-methacryloyloxypropylmethyltetrasilazane, 3-acryloyloxypropylmethylpolysilazane , 3-methacryloyloxypropylmethylpolysilazane, acryloyloxymethylpolysilazane, methacryloyloxymethylpolysilazane, 3-acryloyloxypropylpolysilazane, 3-methacryloyloxypropylpolysilazane are preferable, and further, from the viewpoint of easy compound synthesis/identification, 1,3-bis(acryloyloxymethyl)-1,1,3,3-tetramethyldisilazane, 1,3-bis(methacryloyloxymethyl)-1,1,3,3-tetramethyldisilazane, 1, 3-bis(γ-acryloyloxypropyl)-1,1,3,3-tetramethyldisilazane, 1,3-bis(γ-methacryloyloxypropyl)-1,1,3,3-tetramethyldisilazane Particularly preferred.

本発明で用いられるシランカップリング剤は、下記に示される化合物が好ましく用いられるが、当該シランカップリング剤の合成方法は、特開2009−67778号公報を参照することができる。 As the silane coupling agent used in the present invention, the compounds shown below are preferably used. For the synthesis method of the silane coupling agent, reference can be made to JP-A-2009-67778.

Figure 0006737279
(式中、RはCH=CHCOOCHを表す。)
(重合開始剤)
本発明における重合性組成物は、通常、重合開始剤を含む。重合開始剤を用いる場合、その含有量は、重合に関与する化合物の合計量の0.1モル%以上であることが好ましく、0.5〜2モル%であることがより好ましい。このような組成とすることにより、活性成分生成反応を経由する重合反応を適切に制御することができる。光重合開始剤の例としてはBASFジャパン社から市販されているイルガキュア(Irgacure)シリーズ(例えば、イルガキュア651、イルガキュア754、イルガキュア184、イルガキュア2959、イルガキュア907、イルガキュア369、イルガキュア379、イルガキュア819など)、ダロキュア(Darocure)シリーズ(例えば、ダロキュアTPO、ダロキュア1173など)、クオンタキュア(Quantacure)PDO、ランベルティ(Lamberti)社から市販されているエザキュア(Ezacure)シリーズ(例えば、エザキュアTZM、エザキュアTZT、エザキュアKTO46など)等が挙げられる。
Figure 0006737279
(In the formula, R represents CH 2 ═CHCOOCH 2. )
(Polymerization initiator)
The polymerizable composition in the invention usually contains a polymerization initiator. When a polymerization initiator is used, its content is preferably 0.1 mol% or more, and more preferably 0.5 to 2 mol% of the total amount of the compounds involved in the polymerization. With such a composition, the polymerization reaction via the active ingredient forming reaction can be appropriately controlled. Examples of the photopolymerization initiator are commercially available from BASF Japan Ltd. (Irgacure) series (for example, Irgacure 651, Irgacure 754, Irgacure 184, Irgacure 2959, Irgacure 907, Irgacure 369, Irgacure 379, Irgacure 819, etc.), Darocure series (eg, Darocure TPO, Darocure 1173, etc.), Quantacure PDO, Ezacure series (eg, Ezacure TZM, Ezacure TZT, commercially available from Lamberti). Etc.) and the like.

本発明では、シランカップリング剤と重合性化合物と重合開始剤を含む重合性組成物を、光(例えば、紫外線)、電子線、又は熱線にて、硬化させるが、光によって硬化させることが好ましい。特に、重合性組成物を25℃以上の温度(例えば、30〜130℃)をかけて加熱した後に、硬化させることが好ましい。このような構成とすることにより、シランカップリング剤の加水分解反応を進行させ、重合性組成物を効果的に硬化させかつ、基材や有機機能層等にダメージを与えずに成膜することができる。 In the present invention, a polymerizable composition containing a silane coupling agent, a polymerizable compound, and a polymerization initiator is cured with light (for example, ultraviolet rays), electron beams, or heat rays, but it is preferable to cure with light. .. In particular, it is preferable that the polymerizable composition is heated at a temperature of 25° C. or higher (for example, 30 to 130° C.) and then cured. With such a constitution, the hydrolysis reaction of the silane coupling agent is allowed to proceed, the polymerizable composition is effectively cured, and the film is formed without damaging the base material or the organic functional layer. You can

照射する光は、通常、高圧水銀灯若しくは低圧水銀灯による紫外線である。照射エネルギーは0.1J/cm以上が好ましく、0.5J/cm以上がより好ましい。重合性化合物として、(メタ)アクリレート系化合物を採用する場合、空気中の酸素によって重合阻害を受けるため、重合時の酸素濃度若しくは酸素分圧を低くすることが好ましい。窒素置換法によって重合時の酸素濃度を低下させる場合、酸素濃度は2%以下が好ましく、0.5%以下がより好ましい。減圧法により重合時の酸素分圧を低下させる場合、全圧が1000Pa以下であることが好ましく、100Pa以下であることがより好ましい。また、100Pa以下の減圧条件下で0.5J/cm以上のエネルギーを照射して紫外線重合を行うのが特に好ましい。The light to be applied is usually ultraviolet rays from a high pressure mercury lamp or a low pressure mercury lamp. The radiation energy is preferably 0.1 J / cm 2 or more, 0.5 J / cm 2 or more is more preferable. When a (meth)acrylate compound is used as the polymerizable compound, the oxygen concentration in the polymerization or the oxygen partial pressure during the polymerization is preferably low because the polymerization is affected by the oxygen in the air. When the oxygen concentration during polymerization is reduced by the nitrogen substitution method, the oxygen concentration is preferably 2% or less, more preferably 0.5% or less. When the oxygen partial pressure at the time of polymerization is reduced by the depressurization method, the total pressure is preferably 1000 Pa or less, more preferably 100 Pa or less. Further, it is particularly preferable to carry out ultraviolet polymerization by irradiating energy of 0.5 J/cm 2 or more under a reduced pressure condition of 100 Pa or less.

本発明に係る有機ポリマー層は、平滑で、膜硬度が高いことが好ましい。有機層の平滑性は1μm角の平均粗さ(Ra値)として1nm未満であることが好ましく、0.5nm未満であることがより好ましい。モノマーの重合率は85%以上であることが好ましく、88%以上であることがより好ましく、90%以上であることが更に好ましく、92%以上であることが特に好ましい。ここでいう重合率とはモノマー混合物中の全ての重合性基(例えば、アクリロイル基及びメタクリロイル基)のうち、反応した重合性基の比率を意味する。重合率は赤外線吸収法によって定量することができる。 The organic polymer layer according to the present invention is preferably smooth and has high film hardness. The smoothness of the organic layer is preferably less than 1 nm as average roughness (Ra value) of 1 μm square, and more preferably less than 0.5 nm. The polymerization rate of the monomer is preferably 85% or more, more preferably 88% or more, further preferably 90% or more, and particularly preferably 92% or more. The term "polymerization rate" as used herein means the ratio of the reacted polymerizable groups to all the polymerizable groups (for example, acryloyl group and methacryloyl group) in the monomer mixture. The polymerization rate can be quantified by an infrared absorption method.

有機ポリマー層の層厚については特に限定はないが、薄すぎると層厚の均一性を得ることが困難になるし、厚すぎると外力によりクラックを発生してガスバリアー性が低下する。かかる観点から、有機層の厚さは50〜2000nmが好ましく、200〜1500nmがより好ましい。 The layer thickness of the organic polymer layer is not particularly limited, but if it is too thin, it becomes difficult to obtain a uniform layer thickness, and if it is too thick, cracks occur due to external force and the gas barrier property deteriorates. From this viewpoint, the thickness of the organic layer is preferably 50 to 2000 nm, more preferably 200 to 1500 nm.

有機ポリマー層の表面にはパーティクル等の異物、突起が無いことが要求される。このため、有機ポリマー層の成膜はクリーンルーム内で行われることが好ましい。クリーン度はクラス10000以下が好ましく、クラス1000以下がより好ましい。有機層の硬度高いほうが好ましい。有機層の硬度が高いと、無機層が平滑に成膜されその結果としてバリア能が向上する。有機層の硬度はナノインデンテーション法に基づく微小硬度として表すことができる。有機層の微小硬度は100N/mm以上であることが好ましく、150N/mm以上であることがより好ましい。 The surface of the organic polymer layer is required to be free of foreign matter such as particles and protrusions. Therefore, it is preferable that the organic polymer layer is formed in a clean room. The cleanliness is preferably class 10000 or less, more preferably class 1000 or less. Higher hardness of the organic layer is preferable. When the hardness of the organic layer is high, the inorganic layer is formed smoothly, and as a result, the barrier ability is improved. The hardness of the organic layer can be expressed as a micro hardness based on the nanoindentation method. The microhardness of the organic layer is preferably 100 N/mm or more, and more preferably 150 N/mm or more.

(有機ポリマー層と封止層の積層)
有機ポリマー層と封止層の積層は、所望の層構成に応じて有機ポリマー層と封止層を順次繰り返し成膜することにより行うことができる。特に、本発明では、少なくとも2層の有機ポリマー層と少なくとも2層の封止層を交互に積層した場合に、高いガスバリアー性を発揮することができ、好ましい(図2A、B参照。)。
(Lamination of organic polymer layer and sealing layer)
The organic polymer layer and the sealing layer can be laminated by sequentially and repeatedly forming the organic polymer layer and the sealing layer according to a desired layer configuration. Particularly, in the present invention, when at least two organic polymer layers and at least two sealing layers are alternately laminated, a high gas barrier property can be exhibited, which is preferable (see FIGS. 2A and 2B).

〔5〕その他の機能層
[保護層]
本発明に係る封止層の、基材に対して封止層が形成された側の最表層には、ポリシロキサン改質層などからなる保護層が形成されてもよい。ポリシロキサン改質層は、ポリシロキサンを含有する塗布液を湿式塗布法により塗布して乾燥した後、その乾燥した塗膜に加熱による改質処理や、紫外光の照射、真空紫外光の照射等の改質処理を施すことによって形成することができる。真空紫外光としては、上述したポリシラザンの改質処理に用いたVUVを用いることが好ましい。
[5] Other functional layers [Protective layer]
A protective layer made of a polysiloxane modified layer or the like may be formed on the outermost layer of the sealing layer according to the present invention on the side where the sealing layer is formed on the substrate. The polysiloxane modified layer is formed by applying a coating solution containing polysiloxane by a wet coating method and drying it, and then subjecting the dried coating film to modification treatment by heating, irradiation with ultraviolet light, irradiation with vacuum ultraviolet light, etc. It can be formed by performing the modification treatment of. As the vacuum ultraviolet light, it is preferable to use VUV used for the modification treatment of the polysilazane described above.

その他、ポリシロキサンの詳細については、従来公知である特開2013−151123号公報の段落「0028」〜「0032」、特開2013−086501号公報の段落「0050」〜「0064」、特開2013−059927号公報の段落「0063」〜「0081」、特開2013−226673号公報の段落「0119」〜「0139」等を参照して採用することができる。 In addition, regarding the details of polysiloxane, the paragraphs “0028” to “0032” of JP 2013-151123 A, the paragraphs “0050” to “0064” of JP 2013-086501, which are publicly known, and JP 2013 are known. It can be adopted by referring to paragraphs “0063” to “0081” of JP-059927A, paragraphs “0119” to “0139” of JP2013-226673A, and the like.

以下、実施例を挙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「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」又は「質量%」を表す。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In the examples, “parts” or “%” is used, but unless otherwise specified, “parts by mass” or “% by mass” is shown.

実施例1
<評価用デバイスの作製>
Ca薄膜の電気抵抗値の変化を利用した水蒸気透過度(WVTR:water vapour transmission rate)の測定法として知られる、いわゆる、Electrical Calcium Testの方法(例えば、米国特許8664963号明細書参照。)に従い、電子デバイスを模した評価用デバイスを作製した。
Example 1
<Production of evaluation device>
According to the so-called Electrical Calcium Test method (for example, see US Pat. No. 8,664,963) known as a method for measuring a water vapor transmission rate (WVTR) utilizing a change in electric resistance value of a Ca thin film. An evaluation device imitating an electronic device was produced.

評価用デバイスの構成を図4に示す。 The configuration of the evaluation device is shown in FIG.

〈基材の準備〉
基材は0.7mm厚、50mm×50mmのサイズのガラス板を用いた。
<Preparation of substrate>
As the base material, a glass plate having a thickness of 0.7 mm and a size of 50 mm×50 mm was used.

〈Ca蒸着層とアルミニウム電極の形成〉
Ca蒸着層は、前記50mm×50mmサイズの無アルカリガラス板(厚さ0.7mm)の片面をUV洗浄した。株式会社エイエルエステクノロジー製の真空蒸着装置を用い、ガラス板の中央に、マスクを介して14mm×20mmのサイズでCaを蒸着した。Ca蒸着層の厚さは80nmとした。次いで、マスクを交換し、図4に示すパターンで、アルミニウムを厚さ200nmとなるように蒸着し、電極を形成した。アルミニウム電極に被覆されていないCa蒸着層の領域は、10mm×20mmであった。
<Formation of Ca vapor deposition layer and aluminum electrode>
For the Ca vapor deposition layer, one side of the 50 mm×50 mm size non-alkali glass plate (thickness 0.7 mm) was UV-cleaned. Ca was vapor-deposited with a size of 14 mm×20 mm through a mask in the center of the glass plate using a vacuum vapor deposition device manufactured by ALS Technology Co., Ltd. The thickness of the Ca vapor deposition layer was 80 nm. Next, the mask was exchanged, and aluminum was vapor-deposited so as to have a thickness of 200 nm in the pattern shown in FIG. 4 to form electrodes. The area of the Ca vapor deposition layer not covered by the aluminum electrode was 10 mm×20 mm.

〈評価用デバイスの有機ポリマー層の形成〉
有機ポリマー層は、公知のフラッシュ蒸着法により形成した。有機ポリマー層の原料としては、下記の混合物を用いた。
<Formation of organic polymer layer of evaluation device>
The organic polymer layer was formed by a known flash vapor deposition method. The following mixture was used as a raw material for the organic polymer layer.

1,9−ノナンジオールジアクリレート 75質量部
トリメチロルプロパントリアクリレート 14質量部
フェノキシエチルアクリレート 6質量部
2,4,6−トリメチルベンゾフェノン 5質量部
フラッシュ蒸着時の圧力は3Paとし、UV硬化処理の条件は、2J/cmとした。
1,9-Nonanediol diacrylate 75 parts by weight Trimethylolpropane triacrylate 14 parts by weight Phenoxyethyl acrylate 6 parts by weight 2,4,6-Trimethylbenzophenone 5 parts by weight Was 2 J/cm 2 .

有機ポリマー層の形成にはマスクを用い、ガラス板の中央に、26mm×26mmのサイズとなるように形成した。有機ポリマー層の厚さは、Ca蒸着範囲を覆う中央部22mm×22mmのサイズにおいては、1μmとなるようにし、中央部22mm×22mmの外側においては、徐々に層厚が減少するようにした。 A mask was used to form the organic polymer layer, and the organic polymer layer was formed in the center of the glass plate to have a size of 26 mm×26 mm. The thickness of the organic polymer layer was set to 1 μm in the size of 22 mm×22 mm in the central portion covering the Ca vapor deposition range, and the layer thickness was gradually reduced outside the central portion 22 mm×22 mm.

〈評価用デバイスの封止層(ガスバリアー層)の形成〉
(スパッタ成膜方法及び成膜条件)
封止層(ガスバリアー層)の形成には、気相法・スパッタ装置としては、マグネトロンスパッタ装置(キヤノンアネルバ社製:型式EB1100)を用いた。
<Formation of evaluation device sealing layer (gas barrier layer)>
(Sputtering film forming method and film forming condition)
For forming the sealing layer (gas barrier layer), a magnetron sputtering apparatus (manufactured by Canon Anelva: Model EB1100) was used as a vapor phase method/sputtering apparatus.

ターゲットとしては、下記の各ターゲットを用い、プロセスガスにはArとOとを用いて、マグネトロンスパッタ装置により、RF方式、若しくは、DC方式による成膜を行った。スパッタ電源パワーは以下に記載がないものは5.0W/cmとし、成膜圧力は0.4Paとした。また、各成膜条件において、それぞれ酸素分圧を調整した。なお、事前にガラス基材を用いた成膜により、各成膜条件において、成膜時間に対する層厚変化のデータを取り、単位時間当たりに成膜される層厚を算出した後、設定層厚となるように成膜時間を設定した。Each of the following targets was used as a target, Ar and O 2 were used as a process gas, and film formation was performed by an RF method or a DC method using a magnetron sputtering apparatus. Sputtering power was set to 5.0 W/cm 2 unless otherwise specified, and the film forming pressure was 0.4 Pa. The oxygen partial pressure was adjusted under each film forming condition. It should be noted that, by filming using a glass substrate in advance, data on the change in layer thickness with respect to the film forming time was taken under each film forming condition, and the layer thickness formed per unit time was calculated, and then the set layer thickness was calculated. The film formation time was set so that

有機ポリマー層とガスバリアー層の積層においては、成膜装置間の基材の移動は減圧状態を維持したまま行った。 In the lamination of the organic polymer layer and the gas barrier layer, the movement of the base material between the film forming devices was carried out while maintaining the reduced pressure state.

〈ターゲット〉
T1:市販の多結晶シリコンターゲットを用いた。
<target>
T1: A commercially available polycrystalline silicon target was used.

T2:市販の酸素欠損型酸化ニオブターゲットを用いた。組成はNb1229であった。T2: A commercially available oxygen-deficient niobium oxide target was used. The composition was Nb 12 O 29 .

T3:市販の金属Nbターゲットを用いた。 T3: A commercially available metal Nb target was used.

T4:市販の金属Taターゲットを用いた。 T4: A commercially available metal Ta target was used.

T5:Siが80原子%、Nbが20原子%となるように粉砕したSi及びNb粉末を混合し、Ar雰囲気下にてホットプレスを行い、焼結を行った。焼結した混合材料を機械成型した後、銅製の背板上にボンディングを行ってターゲットとした。 T5: Si and Nb powders pulverized so that Si was 80 atomic% and Nb was 20 atomic% were mixed, and hot pressed in an Ar atmosphere to perform sintering. After the sintered mixed material was machine-molded, it was bonded on a copper back plate to obtain a target.

T6:Nb粉末を50質量%及びSiO粉末を50質量%の割合で、蒸留水を分散剤としてボールミルで混合し、得られたスラリーをスプレードライヤーを用いて造粒し、二次粒子の粒径が20〜100μmの酸化物混合粉末を得た。T6: Nb 2 O 5 powder in an amount of 50% by mass and SiO 2 powder in an amount of 50% by mass were mixed in a ball mill with distilled water as a dispersant, and the resulting slurry was granulated using a spray drier to obtain a secondary powder. An oxide mixed powder having a particle size of 20 to 100 μm was obtained.

一方、ターゲットホルダーとして、直径6インチ(1インチは2.54cm)の銅製のバッキングプレートを用いた。そして、上記酸化物混合粉末が溶射されるべきバッキングプレート表面部分を、Al砥粒を用いたサンドブラストにより荒らして、粗面の状態にした。On the other hand, a copper backing plate with a diameter of 6 inches (1 inch is 2.54 cm) was used as the target holder. Then, the surface portion of the backing plate on which the oxide mixed powder was to be sprayed was roughened by sandblasting using Al 2 O 3 abrasive grains to make it a rough surface.

次に、Ni−Al(質量比8:2)の合金粉末を還元雰囲気下でプラズマ溶射(メトコ溶射機を使用)し、層厚50μmのNi−Al(質量比8:2)からなるアンダーコートを形成した後、上記酸化物混合粉末をアンダーコートの上に還元雰囲気下でプラズマ溶射して、ターゲットを作製した。得られたターゲットは、Siを40原子%、Nbを60原子%の比率で含む、酸素欠損型のターゲットである。 Next, an Ni-Al (mass ratio 8:2) alloy powder is plasma sprayed (using a Metco sprayer) in a reducing atmosphere to form an undercoat of Ni-Al (mass ratio 8:2) having a layer thickness of 50 μm. Then, the above oxide mixed powder was plasma sprayed on the undercoat under a reducing atmosphere to prepare a target. The obtained target is an oxygen-deficient target containing Si at a ratio of 40 atom% and Nb at a ratio of 60 atom %.

〈成膜条件〉
T1−1:ターゲットとしてT1を用い、RF方式によりスパッタ成膜した。スパッタ電源パワーは4.0W/cm、酸素分圧は20%とした。また、層厚が100nmとなるように成膜時間を設定した。
<Film forming conditions>
T1-1: T1 was used as a target, and sputtering deposition was performed by the RF method. The sputtering power source power was 4.0 W/cm 2 and the oxygen partial pressure was 20%. Further, the film formation time was set so that the layer thickness was 100 nm.

T1−2:層厚が90nmとなるように成膜時間を設定した以外は、T1−1と同様にして行った。 T1-2: Performed in the same manner as T1-1, except that the film formation time was set so that the layer thickness was 90 nm.

T1−3:層厚が200nmとなるように成膜時間を設定した以外は、T1−1と同様にして行った。 T1-3: Performed in the same manner as T1-1, except that the film formation time was set so that the layer thickness was 200 nm.

T1−4:層厚が40nmとなるように成膜時間を設定した以外は、T1−1と同様にして行った。 T1-4: The same procedure as T1-1 was performed except that the film formation time was set so that the layer thickness was 40 nm.

T2−1:ターゲットとしてT2を用い、DC方式により成膜した。酸素分圧を12%とした。また、層厚が10nmとなるように成膜時間を設定した。 T2-1: Using T2 as a target, a film was formed by a DC method. The oxygen partial pressure was 12%. Further, the film formation time was set so that the layer thickness was 10 nm.

T2−2:層厚が5nmとなるように成膜時間を設定した以外は、T2−1と同様にして行った。 T2-2: The same procedure as T2-1 was performed except that the film formation time was set so that the layer thickness was 5 nm.

T3−1:T1とT3とを用い、DC方式により2元同時スパッタを行った。酸素分圧を18%とした。バリア層の組成として、SiとNbの原子比率が同量となるように、T1における電源パワーと、T3における電源パワーとを調整した。また、層厚が50nmとなるように成膜時間を設定した。 T3-1: Using T1 and T3, two-way simultaneous sputtering was performed by the DC method. The oxygen partial pressure was 18%. As the composition of the barrier layer, the power supply power at T1 and the power supply power at T3 were adjusted so that the atomic ratios of Si and Nb were the same. Further, the film formation time was set so that the layer thickness was 50 nm.

T4−1:T1とT4とを用い、DC方式により2元同時スパッタを行った。酸素分圧を18%とした。バリア層の組成として、SiとTaの原子比率が同量となるように、T1における電源パワーと、T4における電源パワーとを調整した。また、層厚が50nmとなるように成膜時間を設定した。 T4-1: Using T1 and T4, two-source simultaneous sputtering was performed by the DC method. The oxygen partial pressure was 18%. As the composition of the barrier layer, the power supply power at T1 and the power supply power at T4 were adjusted so that the atomic ratios of Si and Ta were the same. Further, the film formation time was set so that the layer thickness was 50 nm.

T5−1:ターゲットとしてT5を用い、DC方式により成膜した。酸素分圧は18%とした。また、層厚が50nmとなるように成膜時間を設定した。 T5-1: T5 was used as a target to form a film by the DC method. The oxygen partial pressure was 18%. Further, the film formation time was set so that the layer thickness was 50 nm.

T6−1:ターゲットとしてT6を用い、DC方式により成膜した。酸素分圧は10%とした。また、層厚が50nmとなるように成膜時間を設定した。 T6-1: T6 was used as a target to form a film by the DC method. The oxygen partial pressure was 10%. Further, the film formation time was set so that the layer thickness was 50 nm.

T6−2:層厚が30nmとなるように成膜時間を設定した以外は、T6−1と同様にして行った。 T6-2: The same process as T6-1 was performed except that the film forming time was set so that the layer thickness was 30 nm.

〈封止層の厚さ方向の組成分布の測定〉
XPS分析により、封止層の厚さ方向の組成分布プロファイルを測定した。なお、XPS分析条件は以下のとおりである。
<Measurement of composition distribution in the thickness direction of the sealing layer>
The composition distribution profile in the thickness direction of the sealing layer was measured by XPS analysis. The XPS analysis conditions are as follows.

(XPS分析条件)
・装置:アルバック・ファイ社製QUANTERA SXM
・X線源:単色化Al−Kα
・スパッタイオン:Ar(2keV)
・デプスプロファイル:SiO換算スパッタ厚さで、所定の厚さ間隔で測定を繰り返し、深さ方向のデプスプロファイルを得た。この厚さ間隔は、1nmとした(深さ方向に1nmごとのデータが得られる)
・定量:バックグラウンドをShirley法で求め、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。データ処理は、アルバック・ファイ社製のMultiPakを用いた。なお、分析した元素は、Si、Nb、Ta、O、N、Cである。
(XPS analysis conditions)
・Device: QUANTERA SXM made by ULVAC-PHI
・X-ray source: Monochromatic Al-Kα
・Sputtering ion: Ar (2 keV)
Depth profile: The SiO 2 equivalent sputtering thickness was measured repeatedly at predetermined thickness intervals to obtain a depth profile in the depth direction. The thickness interval is 1 nm (data for each 1 nm is obtained in the depth direction)
-Quantification: The background was determined by the Shirley method, and the peak area was quantified using the relative sensitivity coefficient method. For data processing, MultiPak manufactured by ULVAC-PHI, Inc. was used. The analyzed elements are Si, Nb, Ta, O, N and C.

(複合組成領域の厚さの測定)
遷移金属がNbである場合を例に取ると、上記XPS組成分析から得られたデータから、封止層の組成は、(Si)(Nb)で表すことができる。第1層及び第2層を積層した態様においては、第1層と第2層との界面領域で、非遷移金属であるSiと遷移金属であるNbとが共存し、かつ遷移金属Nb/Siの原子数比率の値xが、0.02≦x≦49の範囲内にある領域を「複合組成領域」とし、当該領域の有無とその厚さ(nm)を測定し、表に記載した。封止層を非遷移金属であるSiと遷移金属であるNb(又はTa)の複合酸化物層として形成した態様の場合も同様の測定を行い、当該領域の厚さ(nm)を表に記載した。
(Measurement of thickness of composite composition area)
Taking the case where the transition metal is Nb as an example, the composition of the sealing layer can be represented by (Si)(Nb) x O y N z from the data obtained from the XPS composition analysis. In the aspect in which the first layer and the second layer are laminated, Si which is a non-transition metal and Nb which is a transition metal coexist in the interface region between the first layer and the second layer, and the transition metal Nb/Si A region in which the value x of the atomic number ratio of is within the range of 0.02≦x≦49 is defined as “composite composition region”, and the presence or absence of the region and the thickness (nm) thereof were measured and described in the table. The same measurement is performed in the case where the sealing layer is formed as a composite oxide layer of Si that is a non-transition metal and Nb (or Ta) that is a transition metal, and the thickness (nm) of the region is described in the table. did.

(複合組成領域の酸素欠損指標の計算)
上記XPS分析データを用いて、各測定点における(2y+3z)/(a+bx)の値を計算した。ここで、非遷移金属はSiであるため、a=4、また、遷移金属はNb若しくはTaであるため、a=5である。(2y+3z)/(a+bx)の値の最小値を求め、これを酸素欠損度指標として、表1に記載した。(2y+3z)/(a+bx)<1.0となる場合、酸素欠損の状態であることを示す。
(Calculation of oxygen deficiency index in the composite composition region)
The value of (2y+3z)/(a+bx) at each measurement point was calculated using the XPS analysis data. Here, since the non-transition metal is Si, a=4, and since the transition metal is Nb or Ta, a=5. The minimum value of (2y+3z)/(a+bx) was determined, and this was shown in Table 1 as an index of oxygen deficiency. When (2y+3z)/(a+bx)<1.0, it means that there is an oxygen deficiency state.

<評価用デバイス101の作製>
ガラス板に、Ca蒸着層、アルミ電極を形成し、次いで、表1に示すように、成膜条件:T1−1を用いて封止層を形成し、評価用デバイス101を得た。
<Production of evaluation device 101>
A Ca vapor deposition layer and an aluminum electrode were formed on a glass plate, and then, as shown in Table 1, a sealing layer was formed under the film forming condition: T1-1 to obtain an evaluation device 101.

<評価用デバイス102〜115の作製>
同様に、表1に示す組合せで封止層を形成し、評価用デバイス102〜115を得た。
<Production of Evaluation Devices 102 to 115>
Similarly, the sealing layers were formed with the combinations shown in Table 1 to obtain evaluation devices 102 to 115.

≪評価≫
各評価用デバイスの電極間の初期抵抗値を測定した後、測定装置との配線をつないだまま、各評価用デバイスを60℃・90%RH環境に保管し、抵抗値の経時変化を測定した。抵抗値が、初期抵抗値から1.1倍になった時間を求め、下記評価指標に従い、ガスバリアー性のランクを求め、表に記載した。
<<Evaluation>>
After measuring the initial resistance value between the electrodes of each evaluation device, each evaluation device was stored in the environment of 60° C. and 90% RH with the wiring connected to the measuring device, and the change with time of the resistance value was measured. .. The time when the resistance value increased 1.1 times from the initial resistance value was calculated, and the rank of the gas barrier property was calculated according to the following evaluation index, and the results are shown in the table.

〈ガスバリアー性ランク〉
1: 20hr未満
2: 20hr以上、50hr未満
3: 50hr以上、100hr未満
4: 100hr以上、200hr未満
5: 200hr以上

Figure 0006737279
表1から、本発明に係る評価デバイスは比較例に対してガスバリアー性に優れており、本発明の封止層(ガスバリアー層)及び封止方法は、薄層でも極めて高いガスバリアー性能を有する効率的な封止層及び封止方法であることが分かった。<Gas barrier property rank>
1: Less than 20 hr 2: 20 hr or more, less than 50 hr 3: 50 hr or more, less than 100 hr 4: 100 hr or more, less than 200 hr 5: 200 hr or more
Figure 0006737279
From Table 1, the evaluation device according to the present invention is superior in gas barrier property to the comparative example, and the sealing layer (gas barrier layer) and the sealing method of the present invention show extremely high gas barrier performance even in a thin layer. It has been found to be an efficient sealing layer and sealing method to have.

実施例2
<電子デバイス201の作製>
〈基材の作製〉
樹脂基材としては、両面に易接着処理した厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ株式会社製、ルミラー(登録商標)(U48))を用いた。この樹脂基材のガスバリアー層を形成する面とは反対の面に、厚さ0.5μmのアンチブロック機能を有するクリアハードコート層を形成した。すなわち、UV硬化型樹脂(アイカ工業株式会社製、品番:Z731L)を乾燥層厚が0.5μmになるように樹脂基材上に塗布した後、80℃で乾燥し、その後、空気下、高圧水銀ランプを用いて照射エネルギー量0.5J/cmの条件で硬化を行った。
Example 2
<Production of electronic device 201>
<Production of base material>
As the resin base material, a 100-μm-thick polyethylene terephthalate film (Lumirror (registered trademark) (U48) manufactured by Toray Industries, Inc.) having both sides subjected to easy adhesion treatment was used. A clear hard coat layer having a thickness of 0.5 μm and having an antiblock function was formed on the surface of the resin substrate opposite to the surface on which the gas barrier layer was formed. That is, a UV curable resin (manufactured by Aika Kogyo Co., Ltd., product number: Z731L) was applied on a resin base material so that the dry layer thickness was 0.5 μm, followed by drying at 80° C., and then under air, high pressure. Curing was performed using a mercury lamp under the condition of an irradiation energy amount of 0.5 J/cm 2 .

次に、樹脂基材のガスバリアー層を形成する側の面に厚さ2μmのクリアハードコート層を以下のようにして形成した。JSR株式会社製、UV硬化型樹脂オプスター(登録商標)Z7527を、乾燥層厚が2μmになるように樹脂基材に塗布した後、80℃で乾燥し、その後、空気下、高圧水銀ランプを用いて照射エネルギー量0.5J/cmの条件で硬化を行った。このようにして、クリアハードコート層付樹脂基材を得た。以降、本実施例及び比較例においては、便宜上、このクリアハードコート層付樹脂基材を単に基材とする。Next, a clear hard coat layer having a thickness of 2 μm was formed on the surface of the resin base material on which the gas barrier layer was formed as follows. UV curable resin OPSTAR (registered trademark) Z7527 manufactured by JSR Co., Ltd. is applied to a resin base material so that the dry layer thickness is 2 μm, followed by drying at 80° C., and then using a high pressure mercury lamp under air. And the irradiation energy amount was 0.5 J/cm 2 . Thus, a resin substrate with a clear hard coat layer was obtained. Hereinafter, in this example and the comparative example, the resin substrate with the clear hard coat layer is simply used as the substrate for convenience.

〈ガスバリアー層の形成(塗布改質法)〉
パーヒドロポリシラザンを20質量%含むジブチルエーテル溶液(AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製、NN120−20)と、アミン触媒(N,N,N′,N′−テトラメチル−1,6−ジアミノヘキサン(TMDAH))を含むパーヒドロポリシラザン20質量%のジブチルエーテル溶液(AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製、NAX120−20)とを、4:1(質量比)の割合で混合し、更に乾燥層厚調整のためジブチルエーテルで適宜希釈し、塗布液を調製した。
<Formation of gas barrier layer (coating modification method)>
A dibutyl ether solution containing 20% by mass of perhydropolysilazane (NN120-20, manufactured by AZ Electronic Materials) and an amine catalyst (N,N,N',N'-tetramethyl-1,6-diaminohexane (TMDAH). )) perhydropolysilazane 20% by weight dibutyl ether solution (AZ Electronic Materials Co., Ltd., NAX120-20) is mixed at a ratio of 4:1 (mass ratio), and further for adjusting the dry layer thickness. A coating solution was prepared by appropriately diluting with dibutyl ether.

基材の機能性層を形成する表面に、スピンコート法により上記塗布液を乾燥層厚が250nmとなるように塗布し、80℃で2分間乾燥した。次いで、乾燥した塗膜に対して、波長172nmのXeエキシマランプを有する真空紫外線照射装置を用い、照射エネルギー6J/cmの条件で真空紫外線照射処理を行った。この際、照射雰囲気は窒素で置換し、酸素濃度は0.1体積%とした。また、試料を設置するステージ温度を80℃とした。この操作をもう一度繰り返し、塗布改質法によるガスバリアー層を2層形成した。The surface of the base material on which the functional layer is to be formed was coated with the above coating solution by a spin coating method so that the dry layer thickness was 250 nm, and dried at 80° C. for 2 minutes. Next, the dried coating film was subjected to a vacuum ultraviolet ray irradiation treatment under the condition of an irradiation energy of 6 J/cm 2 using a vacuum ultraviolet ray irradiation device having a Xe excimer lamp having a wavelength of 172 nm. At this time, the irradiation atmosphere was replaced with nitrogen, and the oxygen concentration was 0.1% by volume. Further, the stage temperature at which the sample is set is set to 80°C. This operation was repeated once again to form two gas barrier layers by the coating modification method.

このようにして作製したガスバリアー性を有する基材を50mm×50mmのサイズに切り出し、これを基材として、下記に示すような方法で、ボトムエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)を作製した。 A substrate having a gas barrier property produced in this manner is cut into a size of 50 mm×50 mm, and a bottom emission type organic electroluminescence device (organic EL device) is cut by using the substrate as a substrate as described below. It was made.

〈有機機能層:有機EL素子の作製〉
基材のガスバリアー層上に、陽極、取り出し配線、有機機能層、陰極を順次形成した。各層は、基材の中央部に30mm×30mmの発光領域が得られる形状で形成した。陽極として厚さ150nmのITO層を高周波スパッタ法により形成し、取り出し配線として、厚さ300nmのアルミニウム層を形成した。また、有機機能層として、正孔注入層(銅フタロシアニン(CuPc)、厚さ30nm)/正孔輸送層(NPD、厚さ100nm)/蛍光系青色発光層(厚さ30nm)/電子輸送層(アルミニウムキノレート(Alq)、厚さ30nm)/電子注入層(フッ化リチウム、厚さ1nm)を、この順に形成し、陰極として、厚さ200nmのアルミニウム層を形成した。
<Organic functional layer: Fabrication of organic EL device>
On the gas barrier layer of the base material, an anode, a lead wire, an organic functional layer, and a cathode were sequentially formed. Each layer was formed in a shape such that a light emitting region of 30 mm×30 mm was obtained in the center of the base material. An ITO layer having a thickness of 150 nm was formed as an anode by a high frequency sputtering method, and an aluminum layer having a thickness of 300 nm was formed as a takeout wiring. As the organic functional layer, a hole injection layer (copper phthalocyanine (CuPc), thickness 30 nm)/hole transport layer (NPD, thickness 100 nm)/fluorescent blue light emitting layer (thickness 30 nm)/electron transport layer ( Aluminum quinolate (Alq 3 ) and a thickness of 30 nm/electron injection layer (lithium fluoride, thickness of 1 nm) were formed in this order, and a 200 nm-thick aluminum layer was formed as a cathode.

〈封止層の形成〉
(有機ポリマー層の形成)
実施例1と同様にして、有機ポリマー層を形成した。有機ポリマー層の形成にはマスクを用い、基材の中央に、38mm×38mmのサイズとなるように形成した。有機ポリマー層の厚さは、発光領域を覆う中央部34mm×34mmのサイズにおいては、2μmとなるようにし、中央部34mm×34mmの外側においては、徐々に層厚が減少するようにした。
<Formation of sealing layer>
(Formation of organic polymer layer)
An organic polymer layer was formed in the same manner as in Example 1. A mask was used to form the organic polymer layer, and the organic polymer layer was formed in the center of the substrate so as to have a size of 38 mm×38 mm. The thickness of the organic polymer layer was 2 μm in the size of the central portion 34 mm×34 mm covering the light emitting region, and the layer thickness was gradually reduced outside the central portion 34 mm×34 mm.

(ガスバリアー層の形成)
有機ポリマー層の上に、成膜条件:T1−3を用いて厚さ200nmのガスバリアー層を形成した。ガスバリアー層形成に際しては、成膜範囲が有機ポリマー層形成範囲よりも大きくなるようにし、かつ、電極接点部分を覆わないようにマスクして成膜を行った。
(Formation of gas barrier layer)
A gas barrier layer having a thickness of 200 nm was formed on the organic polymer layer under the film forming condition of T1-3. When forming the gas barrier layer, the film formation range was set to be larger than the organic polymer layer formation range, and the film formation was performed by masking so as not to cover the electrode contact portion.

さらに、同様にして、有機ポリマー層とガスバリアー層とをもう一層ずつ形成し、封止層とした。 Further, in the same manner, another layer of the organic polymer layer and another layer of the gas barrier layer were formed to form a sealing layer.

(保護フィルムの貼合)
デバイスの基材として用いたクリアハードコートを形成した樹脂基材の2μmのクリアハードコート層を形成した側の面に、接着層を形成し、保護フィルムとした。保護フィルムのサイズは、デバイスと貼合した際に電極接点部分を覆わないサイズとした。封止層を形成したデバイスをグローブボックス内に取り出し、事前にグローブボックス内で乾燥させておいた保護フィルムを、接着層面と、デバイスの封止層面とが接するように配置し、真空ラミネートにより接着した。このようにして、比較例の電子デバイス201を得た。
(Lamination of protective film)
An adhesive layer was formed on the surface of the resin substrate on which the clear hard coat was formed, which was used as the substrate of the device, on which the clear hard coat layer having a thickness of 2 μm was formed, to obtain a protective film. The size of the protective film was set so as not to cover the electrode contact portion when it was attached to the device. Take out the device with the encapsulation layer inside the glove box, place the protective film that has been dried in the glove box in advance so that the adhesive layer surface and the device encapsulation layer surface are in contact, and bond by vacuum lamination. did. In this way, the electronic device 201 of the comparative example was obtained.

電子デバイス201の封止層は、複合組成領域を有していない。 The sealing layer of the electronic device 201 does not have a composite composition region.

<電子デバイス202の作製>
ガスバリアー層の形成を下記のようにした以外は、電子デバイス201と同様にして、比較例の電子デバイス202を得た。
<Production of electronic device 202>
An electronic device 202 of a comparative example was obtained in the same manner as the electronic device 201, except that the gas barrier layer was formed as follows.

電子デバイス202の封止層は、複合組成領域を有していない。 The sealing layer of the electronic device 202 does not have a composite composition region.

(ガスバリアー層の形成)
市販のバッチ式プラズマCVD装置を用いた。基材を真空装置内にセットし10−4Pa台まで真空引きをした後、原料ガスとしてシランと窒素を用い、プラズマCVD法により50nmの窒化ケイ素層を形成した。
(Formation of gas barrier layer)
A commercially available batch type plasma CVD apparatus was used. The substrate was set in a vacuum apparatus and evacuated to the order of 10 −4 Pa, and then silane and nitrogen were used as source gases, and a 50 nm silicon nitride layer was formed by plasma CVD.

<電子デバイス203の作製>
ガスバリアー層を、評価用デバイス105と同様にして、成膜条件:T1−4とT2−1として、厚さ50nmのガスバリアー層を形成した以外は、電子デバイス201と同様にして、本発明の電子デバイス203を得た。
<Production of electronic device 203>
The present invention was performed in the same manner as in the electronic device 201 except that the gas barrier layer was formed in the same film formation conditions as T1-4 and T2-1 in the same manner as in the evaluation device 105, except that the gas barrier layer having a thickness of 50 nm was formed. The electronic device 203 of was obtained.

電子デバイス203の封止層は、22nmの複合組成領域を、厚さ方向に二箇所有していた。また、二箇所の複合組成領域の、(2y+3z)/(a+bx)の最小値はそれぞれ0.65であり、酸素欠損組成であった。 The sealing layer of the electronic device 203 had two 22 nm composite composition regions in the thickness direction. In addition, the minimum value of (2y+3z)/(a+bx) in the two composite composition regions was 0.65, which was an oxygen-deficient composition.

≪評価≫
各電子デバイスを、直径75mmの金属製ローラーの周囲に巻き付かせて、高温高湿下(温度60℃、相対湿度90%)の恒温恒湿槽に放置した。一定時間ごとに恒温恒湿槽から各電子デバイスを取り出して室温下で発光させ、ダークスポットの有無を確認した。この作業を、発光領域内におけるダークスポット面積比率が1%に到達するまで続け、恒温恒湿槽に放置してからダークスポット面積比率が1%に到達するまでの時間を、ガスバリアー性として評価した。時間が長いほど、ガスバリアー性が高いことを示している。
<<Evaluation>>
Each electronic device was wound around a metal roller having a diameter of 75 mm and left in a constant temperature and humidity chamber under high temperature and high humidity (temperature 60° C., relative humidity 90%). Each of the electronic devices was taken out from the constant temperature and humidity chamber at regular intervals, and light was emitted at room temperature to confirm the presence or absence of dark spots. This work is continued until the dark spot area ratio in the light emitting region reaches 1%, and the time from when the dark spot area ratio reaches 1% after being left in the constant temperature and humidity chamber is evaluated as the gas barrier property. did. The longer the time, the higher the gas barrier property.

結果として、ダークスポット面積比率が1%に到達するまでの時間は、比較例の電子デバイス201が50時間、同じく比較例の電子デバイス202が200時間であったのに対し、本発明の電子デバイス203は1500時間となり、非常に良好であった。 As a result, the time required for the dark spot area ratio to reach 1% was 50 hours for the electronic device 201 of the comparative example and 200 hours for the electronic device 202 of the comparative example, while the electronic device of the present invention. 203 was 1500 hours, which was very good.

評価の結果、本発明の電子デバイスは比較例に対してダークスポットの発生が抑制されており、本発明の封止層及び封止方法は、薄層でも極めて高いガスバリアー性能を示す、効率的な封止層及び封止方法であることが分かった。 As a result of the evaluation, in the electronic device of the present invention, the generation of dark spots is suppressed as compared with the comparative example, and the sealing layer and the sealing method of the present invention show an extremely high gas barrier performance even in a thin layer, and are efficient. It was found that it was a different sealing layer and sealing method.

実施例3
実施例1と同様にしてCa薄膜を有する評価用デバイスの作製を行った。また、同様に有機ポリマー層の形成も行った。
Example 3
An evaluation device having a Ca thin film was prepared in the same manner as in Example 1. Further, an organic polymer layer was similarly formed.

〈評価用デバイスの封止層(ガスバリアー層〉の形成〉
(ガスバリアー層1:非遷移金属(M1)含有層の形成)
非遷移金属(M1)として、Siを含有するポリシラザンを用い、塗布・改質方式により非遷移金属(M1)含有層を形成した。形成条件は下記の塗布条件P−1〜P−4と、改質条件V−1〜V−5を組合せ、表2に示した。
<Formation of sealing layer (gas barrier layer) of evaluation device>
(Gas barrier layer 1: formation of non-transition metal (M1)-containing layer)
Polysilazane containing Si was used as the non-transition metal (M1), and a non-transition metal (M1)-containing layer was formed by a coating/modifying method. The forming conditions are shown in Table 2 by combining the following coating conditions P-1 to P-4 and modification conditions V-1 to V-5.

P−1:パーヒドロポリシラザンを20質量%含むジブチルエーテル溶液(AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製、NN120−20)と、アミン触媒(N,N,N,N’−テトラメチル−1,6−ジアミノヘキサン(TMDAH))を含むパーヒドロポリシラザン20質量%のジブチルエーテル溶液(AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製、NAX120−20)とを、4:1(質量比)の割合で混合し、さらに乾燥層厚調整のため脱水ジブチルエーテルで適宜希釈し、塗布液を調製した。 P-1: A dibutyl ether solution containing 20% by mass of perhydropolysilazane (NN120-20 manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.) and an amine catalyst (N,N,N,N'-tetramethyl-1,6-diamino). Hexane (TMDAH))-containing perhydropolysilazane 20 mass% dibutyl ether solution (AZ Electronic Materials Co., Ltd., NAX120-20) was mixed at a ratio of 4:1 (mass ratio), and further dried layer thickness. For adjustment, it was appropriately diluted with dehydrated dibutyl ether to prepare a coating solution.

評価用デバイスの中央部、36mm×36mmの範囲に塗布されるように、それ以外の部分をマスクし、グローブボックス内の窒素雰囲気下で、スピンコート法により上記塗布液を乾燥層厚が100nmとなるように塗布し、80℃で10分間乾燥した。 The central portion of the evaluation device was masked at other portions so as to be applied in a range of 36 mm×36 mm, and the above coating solution was dried by spin coating under a nitrogen atmosphere in a glove box to a dry layer thickness of 100 nm. And was dried at 80° C. for 10 minutes.

P−2:乾燥層厚が250nmとなるようにした以外は、P−1と同様にした。 P-2: Same as P-1, except that the dry layer thickness was 250 nm.

P−3:乾燥層厚が40nmとなるようにした以外は、P−1と同様にした。 P-3: Same as P-1, except that the dry layer thickness was 40 nm.

P−4:パーヒドロポリシラザンを20質量%含むジブチルエーテル溶液(AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製、NN120−20)と、ALCH(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)とを、Si原子100に対するAl原子の数が1となるような比率で混合し、乾燥層厚調整のため脱水ジブチルエーテルで適宜希釈し、塗布液を調製した。次いで、P−1と同様の方法で、乾燥層厚が80nmとなるように塗布し、80℃で10分間乾燥した。 P-4: A dibutyl ether solution containing 20% by mass of perhydropolysilazane (NN120-20, manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.) and ALCH (aluminum ethyl acetoacetate/diisopropylate) were used as Al atoms to Si atoms 100 Were mixed in such a ratio that the number of the above was 1, and appropriately diluted with dehydrated dibutyl ether to adjust the dry layer thickness, to prepare a coating solution. Then, it was applied by the same method as P-1 so that the dry layer thickness was 80 nm, and dried at 80° C. for 10 minutes.

V−1:非遷移金属(M1)含有層を形成した試料を、波長172nmのXeエキシマランプを有する図5に示す真空紫外線照射装置に設置し、照射エネルギー5.0J/cmの条件で真空紫外線照射処理を行った。この際、チャンバー内に窒素と酸素とを供給し、照射雰囲気の酸素濃度を0.1体積%に調整した。また、試料を設置するステージ温度を80℃とした。V-1: The sample on which the non-transition metal (M1)-containing layer was formed was installed in the vacuum ultraviolet irradiation device shown in FIG. 5 having a Xe excimer lamp with a wavelength of 172 nm, and vacuumed under the condition of irradiation energy of 5.0 J/cm 2. Ultraviolet irradiation treatment was performed. At this time, nitrogen and oxygen were supplied into the chamber to adjust the oxygen concentration of the irradiation atmosphere to 0.1% by volume. Further, the stage temperature at which the sample is set is set to 80°C.

図5に示す真空紫外光照射装置(100)において、101は装置チャンバーであり、図示しないガス供給口から内部に窒素と酸素とを適量供給し、図示しないガス排出口から排気することで、チャンバー内部から実質的に水蒸気を除去し、チャンバー内の酸素濃度を所定の濃度に維持することができる。102は172nmの真空紫外光を照射する二重管構造を有するXeエキシマランプ(エキシマランプ光強度:130mW/cm)、103は外部電極を兼ねるエキシマランプのホルダーである。104は試料ステージである。試料ステージ104は、図示しない移動手段により装置チャンバー101内を水平に所定の速度で往復移動することができる。また、試料ステージ104は図示しない加熱手段により、所定の温度に維持することができる。105はポリシラザン化合物塗布層が形成された試料である。試料ステージが水平移動する際、試料の塗布層表面と、エキシマランプ管面との最短距離が3mmとなるように試料ステージの高さが調整されている。106は遮光板であり、Xeエキシマランプ102のエージング中に試料の塗布層に真空紫外線が照射されないようにしている。In the vacuum ultraviolet light irradiating device (100) shown in FIG. 5, 101 is a device chamber, in which an appropriate amount of nitrogen and oxygen is supplied to the inside from a gas supply port (not shown) and exhausted from a gas discharge port (not shown) to form a chamber. By substantially removing water vapor from the inside, the oxygen concentration in the chamber can be maintained at a predetermined concentration. Reference numeral 102 denotes an Xe excimer lamp (excimer lamp light intensity: 130 mW/cm 2 ) having a double tube structure for irradiating vacuum ultraviolet light of 172 nm, and 103 denotes an excimer lamp holder which also serves as an external electrode. 104 is a sample stage. The sample stage 104 can be horizontally reciprocated at a predetermined speed in the apparatus chamber 101 by a moving unit (not shown). Further, the sample stage 104 can be maintained at a predetermined temperature by a heating unit (not shown). Reference numeral 105 is a sample on which a polysilazane compound coating layer is formed. When the sample stage moves horizontally, the height of the sample stage is adjusted so that the shortest distance between the surface of the coating layer of the sample and the excimer lamp tube surface is 3 mm. Reference numeral 106 denotes a light-shielding plate that prevents the coating layer of the sample from being irradiated with vacuum ultraviolet light during aging of the Xe excimer lamp 102.

真空紫外光照射工程で試料塗布層表面に照射されるエネルギーは、浜松ホトニクス社製の紫外線積算光量計:C8026/H8025 UV POWER METERを用い、172nmのセンサヘッドを用いて測定した。測定に際しては、Xeエキシマランプ管面とセンサヘッドの測定面との最短距離が、3mmとなるようにセンサヘッドを試料ステージ104中央に設置し、かつ、装置チャンバー101内の雰囲気が、真空紫外光照射工程と同一の酸素濃度となるように窒素と酸素とを供給し、試料ステージ104を0.5m/minの速度で移動させて測定を行った。測定に先立ち、Xeエキシマランプ102の照度を安定させるため、Xeエキシマランプ点灯後に10分間のエージング時間を設け、その後試料ステージを移動させて測定を開始した。 The energy applied to the surface of the sample coating layer in the vacuum ultraviolet light irradiation step was measured using an ultraviolet integrating photometer C8026/H8025 UV POWER METER manufactured by Hamamatsu Photonics KK using a 172 nm sensor head. At the time of measurement, the sensor head is installed in the center of the sample stage 104 such that the shortest distance between the Xe excimer lamp tube surface and the measurement surface of the sensor head is 3 mm, and the atmosphere in the apparatus chamber 101 is vacuum ultraviolet light. Nitrogen and oxygen were supplied so that the oxygen concentration was the same as in the irradiation step, and the sample stage 104 was moved at a speed of 0.5 m/min for measurement. Prior to the measurement, in order to stabilize the illuminance of the Xe excimer lamp 102, an aging time of 10 minutes was provided after the Xe excimer lamp was turned on, and then the sample stage was moved to start the measurement.

この測定で得られた照射エネルギーを元に、試料ステージの移動速度を調整することで、5.0J/cmの照射エネルギー量となるように調整した。尚、真空紫外光照射は、10分間のエージング後に行った。Based on the irradiation energy obtained in this measurement, the moving speed of the sample stage was adjusted so that the irradiation energy amount was 5.0 J/cm 2 . The vacuum ultraviolet light irradiation was performed after aging for 10 minutes.

V−2:照射エネルギーを3.5J/cmとした以外は、V−1と同様にした。V-2: Same as V-1 except that the irradiation energy was 3.5 J/cm 2 .

V−3:照射エネルギーを1.0J/cmとした以外は、V−1と同様にした。V-3: Same as V-1 except that the irradiation energy was 1.0 J/cm 2 .

V−4:照射エネルギーを0.5J/cmとした以外は、V−1と同様にした。V-4: Same as V-1 except that the irradiation energy was 0.5 J/cm 2 .

V−5:真空紫外光照射処理を行わなかった。 V-5: No vacuum ultraviolet light irradiation treatment was performed.

(ガスバリアー層2:遷移金属(M2)含有層、又は(M2)非含有層の形成)
気相法・スパッタにより形成した。スパッタ装置としては、マグネトロンスパッタ装置(キヤノンアネルバ社製:型式EB1100)を用いた。
(Gas barrier layer 2: formation of transition metal (M2) containing layer or (M2) non-containing layer)
It was formed by a vapor phase method and sputtering. As the sputtering device, a magnetron sputtering device (manufactured by Canon Anerva Co.: model EB1100) was used.

ターゲットとしては、実施例1で用いた下記T1〜T4の各ターゲットを用い、プロセスガスにはArとOとを用いて、マグネトロンスパッタ装置により、RF方式、若しくは、DC方式による成膜を行った。スパッタ電源パワーは以下に記載がないものは5.0W/cmとし、成膜圧力は0.4Paとした。また、各成膜条件において、それぞれ酸素分圧を調整した。なお、事前にガラス基材を用いた成膜により、各成膜条件において、成膜時間に対する層厚変化のデータを取り、単位時間当たりに成膜される層厚を算出した後、設定層厚となるように成膜時間を設定した。As targets, the following targets T1 to T4 used in Example 1 were used, Ar and O 2 were used as process gas, and film formation was performed by an RF method or a DC method using a magnetron sputtering apparatus. It was Sputtering power was set to 5.0 W/cm 2 unless otherwise specified, and the film forming pressure was 0.4 Pa. The oxygen partial pressure was adjusted under each film forming condition. It should be noted that, by filming using a glass substrate in advance, data on the change in layer thickness with respect to the film forming time was taken under each film forming condition, and the layer thickness formed per unit time was calculated, and then the set layer thickness was calculated. The film formation time was set so that

各試料には下記の成膜条件を適用し、表2に示した。 The following film forming conditions were applied to each sample and shown in Table 2.

〈ターゲット〉
T1:市販の多結晶シリコンターゲットを用いた。
<target>
T1: A commercially available polycrystalline silicon target was used.

T2:市販の酸素欠損型酸化ニオブターゲットを用いた。組成はNb1229であった。T2: A commercially available oxygen-deficient niobium oxide target was used. The composition was Nb 12 O 29 .

T3:市販の金属Nbターゲットを用いた。 T3: A commercially available metal Nb target was used.

T4:市販の金属Taターゲットを用いた。 T4: A commercially available metal Ta target was used.

〈成膜条件〉
T1−1:ターゲットとしてT1を用い、RF方式により成膜した。スパッタ電源パワーは4.0W/cm、酸素分圧は20%とした。また、層厚が100nmとなるように成膜時間を設定した。
<Film forming conditions>
T1-1: Using T1 as a target, a film was formed by an RF method. The sputtering power source power was 4.0 W/cm 2 and the oxygen partial pressure was 20%. Further, the film formation time was set so that the layer thickness was 100 nm.

T1−2:層厚が10nmとなるように成膜時間を設定した以外は、T1−1と同様にして行った。 T1-2: Performed in the same manner as T1-1 except that the film formation time was set so that the layer thickness was 10 nm.

T2−1:ターゲットとしてT2を用い、DC方式により成膜した。酸素分圧を12%とした。また、層厚が10nmとなるように成膜時間を設定した。 T2-1: Using T2 as a target, a film was formed by a DC method. The oxygen partial pressure was 12%. Further, the film formation time was set so that the layer thickness was 10 nm.

T2−2:層厚が5nmとなるように成膜時間を設定した以外は、T2−1と同様にして行った。 T2-2: The same procedure as T2-1 was performed except that the film formation time was set so that the layer thickness was 5 nm.

T2−3:層厚が2nmとなるように成膜時間を設定した以外は、T2−1と同様にして行った。 T2-3: The same procedure as T2-1 was performed except that the film formation time was set so that the layer thickness was 2 nm.

T3−1:ターゲットとしてT3を用い、DC方式により成膜した。酸素分圧を20%とした。また、層厚が10nmとなるように成膜時間を設定した。 T3-1: Using T3 as a target, a film was formed by a DC method. The oxygen partial pressure was 20%. Further, the film formation time was set so that the layer thickness was 10 nm.

T4−1:ターゲットとしてT4を用い、DC方式により成膜した。酸素分圧を20%とした。また、層厚が10nmとなるように成膜時間を設定した。 T4-1: Using T4 as a target, a film was formed by the DC method. The oxygen partial pressure was 20%. Further, the film formation time was set so that the layer thickness was 10 nm.

<評価用デバイス301〜317の作製>
実施例1と同様にして、ガラス板に、Ca蒸着層、アルミ電極を形成し、次いで、表2に示すような、各条件を用いて封止層を形成し、評価用デバイス301〜317を得た。
<Production of Evaluation Devices 301 to 317>
In the same manner as in Example 1, a Ca vapor deposition layer and an aluminum electrode were formed on a glass plate, and then a sealing layer was formed under each condition as shown in Table 2 to give evaluation devices 301 to 317. Obtained.

〈封止層の厚さ方向の組成分布の測定〉
実施例1で用いたXPS分析により、封止層の厚さ方向の組成分布プロファイルを測定した。なお、分析した元素は、Si、Nb、Ta、Al、O、N、Cである。
<Measurement of composition distribution in the thickness direction of the sealing layer>
The composition distribution profile in the thickness direction of the sealing layer was measured by the XPS analysis used in Example 1. The analyzed elements are Si, Nb, Ta, Al, O, N and C.

今回作製したP−4を用いた試料において、(M1)と(M2)の複合酸化物を含有する領域ではAlは検出されなかった。 In the sample using P-4 manufactured this time, Al was not detected in the region containing the composite oxide of (M1) and (M2).

(複合組成領域の厚さの測定)
実施例1と同様にして複合組成領域の有無とその厚さ(nm)を測定し、表に記載した。
(Measurement of thickness of composite composition area)
The presence or absence of the composite composition region and its thickness (nm) were measured in the same manner as in Example 1 and are listed in the table.

(複合組成領域の酸素欠損指標の計算)
上記XPS分析データを用いて、実施例1と同様にして各測定点における(2y+3z)/(a+bx)の値を計算した。表に記載した。(2y+3z)/(a+bx)<1.0となる場合、酸素欠損の状態であることを示す。
(Calculation of oxygen deficiency index in the composite composition region)
Using the above XPS analysis data, the value of (2y+3z)/(a+bx) at each measurement point was calculated in the same manner as in Example 1. Listed in the table. When (2y+3z)/(a+bx)<1.0, it means that there is an oxygen deficiency state.

≪評価≫
各評価用デバイスの電極間の初期抵抗値を測定した後、測定装置との配線をつないだまま、各評価用デバイスを85℃・85%RH環境に保管し、抵抗値の経時変化を測定した。抵抗値が、初期抵抗値から2倍になった時間を求め、下記評価指標に従い、ガスバリアー性のランクを求め、表2に記載した。
<<Evaluation>>
After measuring the initial resistance value between the electrodes of each evaluation device, each evaluation device was stored in an environment of 85° C. and 85% RH with the wiring connected to the measuring device, and the change with time of the resistance value was measured. .. The time when the resistance value doubled from the initial resistance value was calculated, and the rank of gas barrier property was calculated according to the following evaluation index, and the results are shown in Table 2.

(ガスバリアー性ランク)
1: 50hr未満
2: 50hr以上、100hr未満
3: 100hr以上、200hr未満
4: 200hr以上、300hr未満
5: 300hr以上、400hr未満
6: 400hr以上、500hr未満
7: 500hr以上

Figure 0006737279
表2から、評価の結果、本発明に係る評価デバイスは比較例に対してガスバリアー性に優れており、本発明の封止層及び封止方法は、薄層でも極めて高いガスバリアー性能を有する効率的な封止層及び封止方法であることが分かった。(Gas barrier property rank)
1: Less than 50 hr 2: 50 hr or more, less than 100 hr 3: 100 hr or more, less than 200 hr 4: 200 hr or more, less than 300 hr 5: 300 hr or more, less than 400 hr 6: 400 hr or more, less than 500 hr 7: 500 hr or more
Figure 0006737279
From Table 2, as a result of the evaluation, the evaluation device according to the present invention is superior to the comparative example in gas barrier properties, and the sealing layer and the sealing method of the present invention have extremely high gas barrier performance even in a thin layer. It has been found to be an efficient sealing layer and sealing method.

実施例4
<電子デバイス401の作製>
〔基材の作製〕
樹脂基材としては、両面に易接着処理した厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルムロール(東レ株式会社製、ルミラー(登録商標)(U48))を用いた。この樹脂基材のガスバリアー層を形成する面とは反対の面に、ロールtoロール方式により、厚さ0.5μmのアンチブロック機能を有するクリアハードコート層を形成した。すなわち、UV硬化型樹脂(アイカ工業株式会社製、品番:Z731L)を乾燥層厚が0.5μmになるように樹脂基材上に塗布した後、80℃で乾燥し、その後、空気下、高圧水銀ランプを用いて照射エネルギー量0.5J/cmの条件で硬化を行った。
Example 4
<Production of electronic device 401>
[Production of base material]
As the resin base material, a polyethylene terephthalate film roll (Lumirror (registered trademark) (U48) manufactured by Toray Industries, Inc.) having a thickness of 100 μm and having both sides subjected to easy adhesion treatment was used. A clear hard coat layer having a thickness of 0.5 μm and having an antiblock function was formed by a roll-to-roll method on the surface of the resin substrate opposite to the surface on which the gas barrier layer was formed. That is, a UV curable resin (manufactured by Aika Kogyo Co., Ltd., product number: Z731L) was applied on a resin base material so that the dry layer thickness was 0.5 μm, followed by drying at 80° C., and then under air, high pressure. Curing was performed using a mercury lamp under the condition of an irradiation energy amount of 0.5 J/cm 2 .

次に、樹脂基材のガスバリアー層を形成する側の面に厚さ2μmのクリアハードコート層を以下のようにして形成した。JSR株式会社製、UV硬化型樹脂オプスター(登録商標)Z7527を、乾燥層厚が2μmになるように樹脂基材に塗布した後、80℃で乾燥し、その後、空気下、高圧水銀ランプを用いて照射エネルギー量0.5J/cmの条件で硬化を行った。このようにして、クリアハードコート層付樹脂基材ロールを得た。以降、本実施例及び比較例においては、便宜上、このクリアハードコート層付樹脂基材を単に基材とする。Next, a clear hard coat layer having a thickness of 2 μm was formed on the surface of the resin base material on which the gas barrier layer was formed as follows. UV curable resin OPSTAR (registered trademark) Z7527 manufactured by JSR Co., Ltd. is applied to a resin base material so that the dry layer thickness is 2 μm, followed by drying at 80° C., and then using a high pressure mercury lamp under air. And the irradiation energy amount was 0.5 J/cm 2 . In this way, a resin base material roll with a clear hard coat layer was obtained. Hereinafter, in this example and the comparative example, the resin substrate with the clear hard coat layer is simply used as the substrate for convenience.

〈第1ガスバリアー層の形成(CVD法)〉
特開2015−131473号公報の実施例に記載のCVD成膜装置を用い、a4の条件を用いて、基材ロールの厚さ2μmのクリアハードコート層を形成した面に、第1ガスバリアー層を形成した。
<Formation of first gas barrier layer (CVD method)>
The first gas barrier layer is formed on the surface of the substrate roll on which the clear hard coat layer having a thickness of 2 μm is formed by using the CVD film forming apparatus described in the example of JP-A-2015-131473 and using the condition of a4. Formed.

〈第2ガスバリアー層の形成(塗布改質法)〉
第2ガスバリアー層の形成には、第1ガスバリアー層を形成した基材ロールからシートを切り出して用いた。
<Formation of second gas barrier layer (coating modification method)>
For forming the second gas barrier layer, a sheet was cut out from the base material roll on which the first gas barrier layer was formed and used.

第1ガスバリアー層の上に積層して、下記のようにして第2ガスバリアー層を形成した。 By laminating on the first gas barrier layer, a second gas barrier layer was formed as follows.

パーヒドロポリシラザンを20質量%含むジブチルエーテル溶液(AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製、NN120−20)と、アミン触媒(N,N,N′,N′−テトラメチル−1,6−ジアミノヘキサン(TMDAH))を含むパーヒドロポリシラザン20質量%のジブチルエーテル溶液(AZエレクトロニックマテリアルズ株式会社製、NAX120−20)とを、4:1(質量比)の割合で混合し、さらに乾燥層厚調整のためジブチルエーテルで適宜希釈し、塗布液を調製した。 A dibutyl ether solution containing 20% by mass of perhydropolysilazane (NN120-20, manufactured by AZ Electronic Materials) and an amine catalyst (N,N,N',N'-tetramethyl-1,6-diaminohexane (TMDAH). )) perhydropolysilazane 20 mass% dibutyl ether solution (manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd., NAX120-20) is mixed at a ratio of 4:1 (mass ratio) to further adjust the dry layer thickness. A coating solution was prepared by appropriately diluting with dibutyl ether.

基材の機能性層を形成する表面に、スピンコート法により上記塗布液を乾燥層厚が250nmとなるように塗布し、80℃で2分間乾燥した。次いで、乾燥した塗膜に対して、波長172nmのXeエキシマランプを有する真空紫外光照射装置を用い、照射エネルギー6J/cmの条件で真空紫外光照射処理を行った。この際、照射雰囲気は窒素で置換し、酸素濃度は0.1体積%とした。また、試料を設置するステージ温度を80℃とした。この操作をもう一度繰り返し、塗布改質法によるガスバリアー層を2層形成した。The surface of the base material on which the functional layer is to be formed was coated with the above coating solution by a spin coating method so that the dry layer thickness was 250 nm, and dried at 80° C. for 2 minutes. Then, the dried coating film was subjected to vacuum ultraviolet light irradiation treatment under the condition of irradiation energy of 6 J/cm 2 using a vacuum ultraviolet light irradiation device having a Xe excimer lamp having a wavelength of 172 nm. At this time, the irradiation atmosphere was replaced with nitrogen, and the oxygen concentration was 0.1% by volume. In addition, the temperature of the stage on which the sample is placed was set to 80°C. This operation was repeated once again to form two gas barrier layers by the coating modification method.

このようにして作製したガスバリアー性を有する基材を50mm×50mmのサイズに切り出し、これを基材として、下記に示すような方法で、ボトムエミッション型の有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)を作製した。 The substrate having a gas barrier property produced in this manner is cut into a size of 50 mm×50 mm, and using this as a substrate, a bottom emission type organic electroluminescence element (organic EL element) is obtained by the method described below. It was made.

〔機能性素子:有機EL素子の作製〕
基材のガスバリアー層上に、陽極、取り出し配線、有機機能層、陰極を順次形成した。各層は、基材の中央部に30mm×30mmの発光領域が得られる形状で形成した。陽極として厚さ150nmのITO層を高周波スパッタ法により形成し、取り出し配線として、厚さ300nmのアルミニウム層を形成した。また、有機機能層として、正孔注入層(銅フタロシアニン(CuPc)、厚さ30nm)/正孔輸送層(NPD、厚さ100nm)/蛍光系青色発光層(厚さ30nm)/電子輸送層(アルミニウムキノレート(Alq)、厚さ30nm)/電子注入層(フッ化リチウム、厚さ1nm)を、この順に形成し、陰極として、厚さ200nmのアルミニウム層を形成した。
[Functional element: Preparation of organic EL element]
On the gas barrier layer of the base material, an anode, a lead wire, an organic functional layer, and a cathode were sequentially formed. Each layer was formed in a shape such that a light emitting region of 30 mm×30 mm was obtained in the center of the base material. An ITO layer having a thickness of 150 nm was formed as an anode by a high frequency sputtering method, and an aluminum layer having a thickness of 300 nm was formed as a takeout wiring. As the organic functional layer, a hole injection layer (copper phthalocyanine (CuPc), thickness 30 nm)/hole transport layer (NPD, thickness 100 nm)/fluorescent blue light emitting layer (thickness 30 nm)/electron transport layer ( Aluminum quinolate (Alq 3 ) and a thickness of 30 nm/electron injection layer (lithium fluoride, thickness of 1 nm) were formed in this order, and a 200 nm-thick aluminum layer was formed as a cathode.

〔封止層の形成〕
〈有機ポリマー層の形成〉
実施例2と同様にして、機能性素子上に有機ポリマー層を形成した。有機ポリマー層の形成にはマスクを用い、基材の中央に、38mm×38mmのサイズとなるように形成した。有機ポリマー層の厚さは、発光領域を覆う中央部34mm×34mmのサイズにおいては、2μmとなるようにし、中央部34mm×34mmの外側においては、徐々に層厚が減少するようにした。
[Formation of sealing layer]
<Formation of organic polymer layer>
In the same manner as in Example 2, an organic polymer layer was formed on the functional element. A mask was used to form the organic polymer layer, and the organic polymer layer was formed in the center of the substrate so as to have a size of 38 mm×38 mm. The thickness of the organic polymer layer was 2 μm in the size of the central portion 34 mm×34 mm covering the light emitting region, and the layer thickness was gradually reduced outside the central portion 34 mm×34 mm.

〈非遷移金属(M1)含有層の形成〉
有機ポリマー層の上に、塗布条件:P−1、改質条件:V−2を用いて、厚さ100nmの層を形成した。層形成に際しては、成膜範囲が有機ポリマー層形成範囲よりも大きくなるようにし、かつ、電極接点部分を覆わないようにマスクして層形成を行った。
<Formation of non-transition metal (M1)-containing layer>
A layer having a thickness of 100 nm was formed on the organic polymer layer by using the coating condition: P-1 and the modifying condition: V-2. When forming the layer, the film formation range was made larger than the organic polymer layer formation range, and the layer was formed by masking so as not to cover the electrode contact portion.

〈遷移金属(M2)非含有層の形成〉
非遷移金属(M1)含有層の上に、成膜条件:T1−1を用いて、厚さ100nmの層を形成した。層形成に際しては、成膜範囲が非遷移金属(M1)含有層と同サイズになるように、マスクを用いて成膜を行った。
<Formation of transition metal (M2)-free layer>
A layer having a thickness of 100 nm was formed on the non-transition metal (M1)-containing layer under the film forming condition: T1-1. At the time of layer formation, film formation was performed using a mask so that the film formation range was the same size as the non-transition metal (M1)-containing layer.

さらに、同様にして、有機ポリマー層と、非遷移金属(M1)含有層と、遷移金属(M2)非含有層とをもう1層ずつ形成し、封止層とした。 Further, similarly, another organic polymer layer, a non-transition metal (M1)-containing layer, and a transition metal (M2)-non-containing layer were formed one by one to obtain a sealing layer.

〈保護フィルムの貼合〉
デバイスの基材として用いたクリアハードコートを形成した樹脂基材の2μmのクリアハードコート層を形成した側の面に、接着層を形成し、保護フィルムとした。保護フィルムのサイズは、デバイスと貼合した際に電極接点部分を覆わないサイズとした。封止層を形成したデバイスをグローブボックス内に取り出し、事前にグローブボックス内で乾燥させておいた保護フィルムを、接着層面と、デバイスの封止層面とが接するように配置し、真空ラミネートにより接着した。このようにして、比較例の電子デバイス401を得た。
<Laminating protective film>
An adhesive layer was formed on the surface of the resin substrate on which the clear hard coat was formed, which was used as the substrate of the device, on which the clear hard coat layer having a thickness of 2 μm was formed, to obtain a protective film. The size of the protective film was set so as not to cover the electrode contact portion when it was attached to the device. Remove the device with the encapsulation layer inside the glove box, place the protective film that had been dried in the glove box in advance so that the adhesive layer surface and the device encapsulation layer surface are in contact, and bond by vacuum lamination. did. In this way, the electronic device 401 of the comparative example was obtained.

電子デバイス401の封止層は、複合組成領域を有していない。 The sealing layer of the electronic device 401 does not have a composite composition region.

<電子デバイス402の作製>
さらに、同様にして、有機ポリマー層と、非遷移金属(M1)含有層と、遷移金属(M2)非含有層とをもう1層ずつ形成した以外は、電子デバイス401と同様にして、比較例の電子デバイス402を得た。
<Production of electronic device 402>
Further, in the same manner as in the electronic device 401 except that an organic polymer layer, a non-transition metal (M1)-containing layer, and a transition metal (M2)-free layer were formed one layer at a time, Comparative Example The electronic device 402 was obtained.

電子デバイス402の封止層は、複合組成領域を有していない。 The sealing layer of the electronic device 402 does not have a composite composition region.

<電子デバイス403の作製>
有機ポリマー層を形成し、この上に塗布条件:P−3、改質条件:V−2を用いて、厚さ40nmの非遷移金属(M1)含有層を形成し、さらにこの上に成膜条件:T2−2を用いて、厚さ5nmの遷移金属(M2)非含有層を形成した。これを2回繰り返して封止層を形成した以外は、電子デバイス401と同様にして、本発明の電子デバイス403を得た。
<Production of electronic device 403>
An organic polymer layer is formed, and a non-transition metal (M1)-containing layer having a thickness of 40 nm is formed on the organic polymer layer by using coating conditions: P-3 and modification conditions: V-2, and further a film is formed thereon. Condition: A transition metal (M2)-free layer having a thickness of 5 nm was formed using T2-2. An electronic device 403 of the present invention was obtained in the same manner as the electronic device 401, except that this was repeated twice to form the sealing layer.

電子デバイス403の封止層は、18nmの複合組成領域を、厚さ方向に2箇所有していた。また、2箇所の複合組成領域の、(2y+3z)/(a+bx)の最小値はそれぞれ0.66であり、酸素欠損組成であった。 The sealing layer of the electronic device 403 had two composite composition regions of 18 nm in the thickness direction. In addition, the minimum value of (2y+3z)/(a+bx) in each of the two composite composition regions was 0.66, indicating an oxygen-deficient composition.

≪評価≫
各電子デバイスを、直径75mmの金属製ローラーの周囲に巻き付かせて、高温高湿下(温度85℃、相対湿度85%)の恒温恒湿槽に放置した。一定時間ごとに恒温恒湿槽から各電子デバイスを取り出して室温下で発光させ、ダークスポットの有無を確認した。この作業を、発光領域内におけるダークスポット面積比率が1%に到達するまで続け、恒温恒湿槽に放置してからダークスポット面積比率が1%に到達するまでの時間を、ガスバリアー性として評価した。時間が長いほど、ガスバリアー性が高いことを示している。
<<Evaluation>>
Each electronic device was wound around a metal roller having a diameter of 75 mm and left in a constant temperature and humidity chamber under high temperature and high humidity (temperature 85° C., relative humidity 85%). Each of the electronic devices was taken out from the constant temperature and humidity chamber at regular intervals, and light was emitted at room temperature to confirm the presence or absence of dark spots. This work is continued until the dark spot area ratio in the light emitting region reaches 1%, and the time from when the dark spot area ratio reaches 1% after being left in the constant temperature and humidity chamber is evaluated as the gas barrier property. did. The longer the time, the higher the gas barrier property.

結果として、ダークスポット面積比率が1%に到達するまでの時間は、比較例の電子デバイス201が100時間であった。 As a result, the time until the dark spot area ratio reached 1% was 100 hours in the electronic device 201 of the comparative example.

同じく比較例の電子デバイス402は120時間であった。電子デバイス401に対して、封止層の積層数を増加させたが、性能向上はほとんどみられなかった。これは、封止層の温度85℃、相対湿度85%における耐久性が不十分であることに起因していると考えられる。 Similarly, the electronic device 402 of the comparative example lasted 120 hours. Although the number of laminated sealing layers was increased with respect to the electronic device 401, the performance was hardly improved. This is considered to be due to insufficient durability of the sealing layer at a temperature of 85° C. and a relative humidity of 85%.

これに対して、本発明の電子デバイス403は1000時間となり、非常に良好であった。 On the other hand, the electronic device 403 of the present invention lasted 1000 hours and was very good.

評価の結果、本発明の電子デバイスは比較例に対してダークスポットの発生が抑制されており、本発明の封止層及び封止方法は、薄層でも極めて高いガスバリアー性能を示し、かつ、高温高湿下における高い耐久性を有する、効率的な封止層及び封止方法であることが分かった。 As a result of the evaluation, the electronic device of the present invention has suppressed the generation of dark spots as compared to the comparative example, the sealing layer and the sealing method of the present invention exhibit extremely high gas barrier performance even in a thin layer, and It was found to be an efficient sealing layer and sealing method having high durability under high temperature and high humidity.

本発明の電子デバイスは、高いガスバリアー性能を有する封止層を具備する電子デバイスであって、特に前記封止層は有機EL素子用途として好適に用いられる。 The electronic device of the present invention is an electronic device including a sealing layer having high gas barrier performance, and the sealing layer is particularly preferably used for organic EL element applications.

1 基材
2 電極(陽極、陰極)
3 有機機能層
4 封止層
5 第1のガスバリアー層
6 第2のガスバリアー層
7A 複合組成領域
7B 複合組成ガスバリアー層
8 ガスバリアー層
9 有機ポリマー層
10 電子デバイス
100 真空紫外光照射装置
101 装置チャンバー
102 Xeエキシマランプ
103 エキシマランプのホルダー
104 試料ステージ
105 ポリシラザン化合物塗布層形成試料
106 遮光板
1 substrate 2 electrode (anode, cathode)
3 Organic Functional Layer 4 Sealing Layer 5 First Gas Barrier Layer 6 Second Gas Barrier Layer 7A Composite Composition Area 7B Composite Composition Gas Barrier Layer 8 Gas Barrier Layer 9 Organic Polymer Layer 10 Electronic Device 100 Vacuum Ultraviolet Light Irradiator 101 Apparatus chamber 102 Xe excimer lamp 103 Excimer lamp holder 104 Sample stage 105 Polysilazane compound coating layer forming sample 106 Light-shielding plate

Claims (10)

基材上に一対の電極と当該電極間に少なくとも1層の発光層を含む有機機能層及び当該有機機能層上に配置される封止層を具備する電子デバイスであって、当該封止層が、第12〜14族の非遷移金属(M1)の酸化物を含有する第1のガスバリアー層と、当該第1のガスバリアー層に接して配置された遷移金属(M2)の酸化物を含有する第2のガスバリアー層の積層体であり、かつ、当該積層体の厚さ方向の一部に、前記非遷移金属(M1)及び前記遷移金属(M2)の複合酸化物を含有する領域が存在する積層体であるか、又は前記非遷移金属(M1)及び前記遷移金属(M2)の複合酸化物を含有するガスバリアー層であるか、若しくは当該複合酸化物を含有する領域を有することを特徴とする記載の電子デバイス。 An electronic device comprising a pair of electrodes on a base material, an organic functional layer including at least one light emitting layer between the electrodes, and a sealing layer arranged on the organic functional layer, wherein the sealing layer is A first gas barrier layer containing an oxide of a non-transition metal (M1) of Groups 12 to 14, and an oxide of a transition metal (M2) disposed in contact with the first gas barrier layer. laminate der of the second gas barrier layer which is, and a part of the thickness direction of the laminate region containing the composite oxide of the non-transition metals (M1) and the transition metal (M2) or there is a laminate existing, or the or a gas barrier layer containing a composite oxide of non-transition metals (M1) and the transition metal (M2), or have a region containing the composite oxide An electronic device as described above. 前記複合酸化物を含有するガスバリアー層又は領域が、非遷移金属をM1、遷移金属をM2、酸素をO、及び窒素をNとしたときに、(M1)(M2)で表される複合酸化物を含有し、当該複合酸化物の組成が、下記関係式(1)を満たすことを特徴とする請求項1に記載電子デバイス。
関係式(1)(2y+3z)/(a+bx)<1.0
(ただし、M1:非遷移金属、M2:遷移金属、O:酸素、N:窒素、x、y、z:化学量論係数、0.02≦x≦49、0<y、0≦z、a:M1の最大価数、b:M2の最大価数を表す。)
The gas barrier layer or region containing the complex oxide is (M1)(M2) x O y N z, where M1 is a non-transition metal, M2 is a transition metal, O is O and nitrogen is N. The electronic device according to claim 1, further comprising a complex oxide represented by the formula (1) below.
Relational expression (1) (2y+3z)/(a+bx)<1.0
(However, M1: non-transition metal, M2: transition metal, O: oxygen, N: nitrogen, x, y, z: stoichiometric coefficient, 0.02≦x≦49, 0<y, 0≦z, a : Represents the maximum valence of M1, b: represents the maximum valence of M2.)
前記非遷移金属(M1)を含有する層が、ポリシラザン及びポリシラザンの改質体を含有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電子デバイス。 The electronic device according to claim 1 or 2 , wherein the layer containing the non-transition metal (M1) contains polysilazane and a modified product of polysilazane. 前記遷移金属(M2)が、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、及びバナジウム(V)から選択されることを特徴とする請求項1から請求項までのいずれか一項に記載の電子デバイス。 The electronic device according to any one of claims 1 to 3, wherein the transition metal (M2) is selected from niobium (Nb), tantalum (Ta), and vanadium (V). .. 前記機能性素子上に少なくとも1層の有機ポリマー層が、積層されていることを特徴とする請求項1から請求項までのいずれか一項に記載の電子デバイス。 The electronic device according to any one of claims 1 to 4, wherein at least one organic polymer layer is laminated on the functional element. 前記機能性素子が、一対の電極と当該電極間に少なくとも1層の発光層を含む有機機能層を有することを特徴とする請求項1から請求項までのいずれか一項に記載の電子デバイス。 The electronic device according to any one of claims 1 to 5 , wherein the functional element has a pair of electrodes and an organic functional layer including at least one light emitting layer between the electrodes. .. 基材上に機能性素子及び当該機能性素子を封止する封止層を形成する電子デバイスの封止方法であって、当該封止層として、少なくとも一層の第12〜14族の非遷移金属(M1)の酸化物を含有する第1のガスバリアー層と、当該第1のガスバリアー層に接して配置された遷移金属(M2)の酸化物を含有する第2のガスバリアー層の積層体であり、かつ、当該積層体の厚さ方向の一部に、前記非遷移金属(M1)及び前記遷移金属(M2)の複合酸化物を含有する領域が存在する積層体か、又は前記非遷移金属(M1)及び前記遷移金属(M2)の複合酸化物を含有するガスバリアー層か、若しくは当該複合酸化物を含有する領域を、気相成膜法又は塗布法によって形成することを特徴とする電子デバイスの封止方法。 A method for sealing an electronic device, comprising forming a functional element and a sealing layer for sealing the functional element on a base material, wherein at least one non-transition metal of Group 12 to 14 is used as the sealing layer. A laminate of a first gas barrier layer containing an oxide of (M1) and a second gas barrier layer containing an oxide of a transition metal (M2) arranged in contact with the first gas barrier layer. And a laminate in which a region containing a complex oxide of the non-transition metal (M1) and the transition metal (M2) is present in a part of the thickness of the laminate , or the non-transition A gas barrier layer containing a composite oxide of a metal (M1) and the transition metal (M2) or a region containing the composite oxide is formed by a vapor phase film forming method or a coating method. Electronic device sealing method. 前記封止層として、前記機能性素子側に、前記非遷移金属(M1)の酸化物を含有する第1のガスバリアー層を形成することを特徴とする請求項に記載の電子デバイスの封止方法。 The first gas barrier layer containing an oxide of the non-transition metal (M1) is formed on the functional element side as the sealing layer, and the electronic device encapsulation according to claim 7. How to stop. 前記遷移金属(M2)の酸化物を含有する第2のガスバリアー層を、前記非遷移金属(M1)の酸化物を含有する第1のガスバリアー層の上に、気相成膜法にて形成することを特徴とする請求項又は請求項に記載の電子デバイスの封止方法。 A second gas barrier layer containing the oxide of the transition metal (M2) is formed on the first gas barrier layer containing the oxide of the non-transition metal (M1) by a vapor phase film forming method. It forms, The sealing method of the electronic device of Claim 7 or Claim 8 characterized by the above-mentioned. 前記非遷移金属(M1)の酸化物を含有する第1のガスバリアー層が、ポリシラザン及びポリシラザンの改質体を含有し、当該ポリシラザンの改質体を、ポリシラザンを含有する塗布液を塗布して、真空紫外光を照射することにより形成することを特徴とする請求項から請求項までのいずれか一項に記載の電子デバイスの封止方法。 The first gas barrier layer containing an oxide of the non-transition metal (M1) contains polysilazane and a modified polysilazane, and the modified polysilazane is applied with a coating solution containing polysilazane. sealing method for an electronic device according to any one of claims 7 to claim 9, characterized in that formed by irradiating vacuum ultraviolet light.
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