TWI638448B - 發光裝置 - Google Patents

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TWI638448B
TWI638448B TW105138438A TW105138438A TWI638448B TW I638448 B TWI638448 B TW I638448B TW 105138438 A TW105138438 A TW 105138438A TW 105138438 A TW105138438 A TW 105138438A TW I638448 B TWI638448 B TW I638448B
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森孝博
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Abstract

本發明之課題,係在於提供一種能夠達成攜帶時之小型化的發光裝置。
本發明之發光裝置,係為依序被層積有發光面側樹脂基材和有機發光元件以及背面側基材之發光裝置,其特徵為:在前述發光面側樹脂基材與有機發光元件之間或者是在前述有機發光元件與背面側基材之間的至少其中一者處,係具備有以無機素材作為主成分之氣體阻障層,並且,發光裝置,係在支持構件上具備有固定部和可動部而被作支持,進而,係具備有在攜帶時之前述有機發光元件的前述可動部所形成之曲面的曲率半徑為1.0~10.0mm之範圍內的曲面部。

Description

發光裝置
本發明,係有關於發光裝置,更詳細而言,係有關於能夠達成攜帶時之小型化的發光裝置。
對於有機材料之電場發光(以下,亦稱作「EL」)作了利用的有機電場發光元件(以下,亦稱作「有機EL元件」),係為能夠以數V~數十V程度之低電壓而發光的薄模型之完全固體元件,而有著高亮度、高發光效率、薄型、輕量之類的多數之優秀的特徵。因此,係被應用來作為各種顯示器之背光、招牌或緊急照明燈等的顯示板、照明光源等之面發光體。
特別是,近年來,使用有具備薄型、輕量之氣體阻障層的樹脂基材之可撓性的有機EL元件係受到矚目,並被應用來作為具有曲面的設計性為高之光源。
然而,起因於對有機EL元件施加彎曲動量一事,在構成有機EL元件之層間係會產生剪應力,並導致層的剝離,此事係成為問題,而對於就算是在彎折時也不會發生層間之剝離的有機EL元件有所需求,並進行有各 種的檢討。
作為其中一個方法,係針對在玻璃基板上形成氣體阻障層,之後對於樹脂基材進行剝離轉印的方法有所檢討(參考專利文獻1)。
然而,現今所正進行檢討的發光裝置,係僅止於用以對於可撓性進行檢證的試作形態,而並未進行有任何之作為可實用化的裝置之具體性的構成之提示。故而,係對於用以抑制發光裝置之劣化的發光裝置之具體性構成有所需求。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2015-173249號公報
本發明,係為有鑑於上述之問題、狀況所進行者,其之解決課題,係在於提供一種能夠達成攜帶時之小型化的發光裝置。
本發明者,係為了解決上述課題,而在針對上述問題之原因等進行檢討的過程中,發現到了:在被包 夾於2個的樹脂基材之間之有機發光元件的樹脂基材與有機發光元件之間而具備有氣體阻障層之發光裝置中,當在攜帶時而進行折疊或者是捲繞時,藉由將有機發光元件所形成的曲面之曲率半徑設為1.0~10.0mm之範圍內,係能夠解決上述課題,而完成了本發明。
亦即是,本發明之上述課題,係藉由以下之手段而作了解決。
1.一種發光裝置,係為依序被層積有發光面側樹脂基材和有機發光元件以及背面側基材之發光裝置,其特徵為:在前述發光面側樹脂基材與有機發光元件之間或者是在前述有機發光元件與背面側基材之間的至少其中一者處,係具備有以無機素材作為主成分之氣體阻障層,並且,發光裝置,係在支持構件上具備有固定部和可動部而被作支持,進而,係具備有在攜帶時之前述有機發光元件的前述可動部所形成之曲面的曲率半徑為1.0~10.0mm之範圍內的曲面部。
2.如第1項所記載之發光裝置,其中,於前述攜帶時,係具有折疊形態,前述發光面側樹脂基材彼此,係以間隙未滿2mm而相對向,並且,前述有機發光元件之前述可動部所形成的曲面,係具備有使發光面朝向外側而被作了彎折的部位A和使發光面朝向內側而被作了彎折的部位B,前述部位A和部位B,係隔著曲率之反曲點而連續地存在,並且,當將前述可動部之長度設為L,並將前述可動部所形成的迴路之從前述支持構件起的突出長度 設為C時,C/L係為0.3以上,並且,相對於前述部位A的最小曲率半徑Ar之前述部位B的最小曲率半徑Br之比之值(Br/Ar),係落於0.4~1.1之範圍內。
3.如第1項所記載之發光裝置,其中,於前述攜帶時,係具有捲繞形態,隔著具有黏彈性之薄片狀構件而使前述背面側基材被設置在具有剛性之前述支持構件上,並以前述發光面側樹脂基材作為外側而被作捲繞,並且,發光裝置之捲繞外側的端部,係身為以不會相對性地使位置有所偏移的方式而被作了固定的前述固定部,捲繞內側,係身為能夠相對性地使位置改變之前述可動部。
4.如第1~3項中之任一項所記載之發光裝置,其中,前述氣體阻障層之總厚度,係落於20~1000nm之範圍內。
5.如第1~4項中之任一項所記載之發光裝置,其中,係具備有前述有機發光元件之前述可動部所形成的前述曲面之曲率半徑為1.0~5.0mm之範圍內的曲面部。
6.如第1~5項中之任一項所記載之發光裝置,其中,前述氣體阻障層,係在厚度方向上連續地具有5nm以上之混合區域,該混合區域,係為至少在厚度方向上而含有非過渡金屬M1以及過渡金屬M2之區域,並且相對於前述非過渡金屬M1之過渡金屬M2的原子數比之值(M2/M1)係落於0.02~49之範圍內。
7.如第6項所記載之發光裝置,其中,前述氣 體阻障層,係在作為金屬之主成分而含有前述過渡金屬M2之區域和作為金屬之主成分而含有前述非過渡金屬M1之區域之間,具備有前述混合區域。
8.如第6項或第7項所記載之發光裝置,其中,前述氣體阻障層內之在厚度方向上的全部區域,係身為含有前述過渡金屬以及非過渡金屬之混合區域。
9.如第6~8項中之任一項所記載之發光裝置,其中,在將前述混合區域之組成藉由下述之化學組成式(1)來作了表現時,係滿足下述關係式(2):化學組成式(1):(M1)(M2)xOyNz,關係式(2):(2y+3z)/(a+bx)<1.0
其中,式中,M1係代表非過渡金屬,M2係代表過渡金屬,O係代表氧,N係代表氮,x、y、z係代表化學計量係數,a係代表M1之最大價數,b係代表M2之最大價數。
10.如第6~9項中之任一項所記載之發光裝置,其中,前述非過渡金屬係為矽。
11.如第6~10項中之任一項所記載之發光裝置,其中,前述過渡金屬,係為從鈮(Nb)、鉭(Ta)以及釩(V)中所選擇者。
12.如第1~11項中之任一項所記載之發光裝置,其中,係具備有機電場發光元件。
藉由本發明之上述手段,係可提供一種能夠達成攜帶時之小型化的發光裝置。
關於本發明之效果的發揮機制以及作用機制,雖尚未成為明確,但是,係可進行如同下述一般之推測。
從先前技術起,可撓性之發光元件便為周知,但是,針對其之具體性的構成,則係尚未被得知。在本發明中,由於係能夠將攜帶時而進行折疊或者是捲繞時的對於發光元件之應力作減少,因此,可以推測到,係成為能夠成為小型化。
1‧‧‧發光裝置
2‧‧‧發光面側樹脂基材
3‧‧‧有機發光元件
4‧‧‧背面側基材
5‧‧‧氣體阻障層
6‧‧‧電極
7‧‧‧有機功能層單元
8‧‧‧密封構件
A‧‧‧發光面所被彎折至外側之部位
B‧‧‧發光面所被彎折至內側之部位
L‧‧‧發光部
10、11‧‧‧支持框體
12‧‧‧樞軸部
21‧‧‧支持構件
22‧‧‧黏著劑
23‧‧‧框體
24‧‧‧捲繞構件
25‧‧‧固定部(固定端)
26‧‧‧控制部
27‧‧‧自由端
101‧‧‧製作基板
103‧‧‧剝離層
105‧‧‧被剝離層
107‧‧‧接合層
109‧‧‧基板
[圖1]係為本發明之發光裝置的發光部之剖面圖之其中一例。
[圖2A]係為對於具有折疊形態的發光裝置作說明之示意圖之其中一例。
[圖2B]係為對於具有折疊形態的發光裝置作說明之示意圖之其中一例。
[圖2C]係為對於具有折疊形態的發光裝置作說明之示意圖之其中一例。
[圖3]係為對於具有彎折形態的發光裝置作說明之示意圖之其中一例。
[圖4A]係為對於捲繞時與拉出時之黏著劑的厚度變 化作展示之概念圖。
[圖4B]係為對於捲繞時與拉出時之黏著劑的厚度變化作展示之概念圖。
[圖4C]係為對於捲繞時與拉出時之黏著劑的厚度變化作展示之概念圖。
[圖4D]係為對於捲繞時與拉出時之黏著劑的厚度變化作展示之概念圖。
[圖5]係為對於支持構件之理想形狀作展示的其中一例。
[圖6]係為用以對於當藉由XPS法來對於非過渡金屬以及過渡金屬之組成分布作了分析時的元素輪廓(profile)與混合區域作說明之圖表的其中一例。
[圖7A]係為對於剝離方法作說明之圖。
[圖7B]係為對於剝離方法作說明之圖。
[圖7C]係為對於剝離方法作說明之圖。
[圖7D]係為對於剝離方法作說明之圖。
[圖7E]係為對於剝離方法作說明之圖。
[圖7F]係為對於剝離方法作說明之圖。
本發明之發光裝置,係為依序被層積有發光面側樹脂基材和有機發光元件以及背面側基材之發光裝置,其特徵為:在前述發光面側樹脂基材與有機發光元件之間或者是在前述有機發光元件與背面側基材之間的至少 其中一者處,係具備有以無機素材作為主成分之氣體阻障層,並且,發光裝置,係在支持構件上具備有固定部和可動部而被作支持,進而,係具備有在攜帶時之前述有機發光元件的前述可動部所形成之曲面的曲率半徑為1.0~10.0mm之範圍內的曲面部。此特徵,係為在請求項1~請求項12之請求項中的發明之共通之技術特徵。
作為本發明之實施態樣,較理想,於攜帶時,係具有折疊形態,前述發光面側樹脂基材彼此,係以間隙未滿2mm而相對向,並且,前述有機發光元件之前述可動部所形成的曲面,係具備有使發光面朝向外側而被作了彎折的部位A和使發光面朝向內側而被作了彎折的部位B,前述部位A和部位B,係隔著曲率之反曲點而連續地存在,並且,當將前述可動部之長度設為L,並將前述可動部所形成的迴路之從前述支持構件起的突出長度設為C時,C/L係為0.3以上,並且,相對於前述部位A的最小曲率半徑Ar之前述部位B的最小曲率半徑Br之比之值(Br/Ar),係落於0.4~1.1之範圍內。藉由此,係能夠得到施加於有機發光元件處之應力為少並且為小型的折疊形態之發光裝置。
作為本發明之實施態樣,較理想,於攜帶時,係具有捲繞形態,隔著具有黏彈性之薄片狀構件而使前述背面側基材被設置在具有剛性之前述支持構件上,並以前述發光面側樹脂基材作為外側而被作捲繞,並且,發光裝置之捲繞外側的端部,係身為以不會相對性地使位置 有所偏移的方式而被作了固定的前述固定部,捲繞內側,係身為能夠相對性地使位置改變之前述可動部。藉由此,由於係能夠將起因於在捲繞時所產生的卷徑差而導致的發光裝置與支持構件之間之位置關係的偏移減少,並將施加於有機發光元件處之應力減少,因此係能夠得到小型的捲繞形態之發光裝置。
進而,在本發明中,較理想,氣體阻障層之總厚度,係落於20~1000nm之範圍內。藉由此,係能夠得到可同時達成良好之彎折耐久性與氣體阻障性的效果。
為了實現小型之發光裝置,較理想,係具備有前述有機發光元件之前述可動部所形成的前述曲面之曲率半徑為1.0~5.0mm之範圍內的曲面部。
作為本發明之實施態樣,較理想,前述氣體阻障層,係在厚度方向上連續地具有5nm以上之混合區域,該混合區域,係為至少在厚度方向上而含有非過渡金屬M1以及過渡金屬M2之區域,並且相對於前述非過渡金屬M1之過渡金屬M2的原子數比之值(M2/M1)係落於0.02~49之範圍內。藉由此,由於就算氣體阻障層係為薄層,也成為能夠得到非常高的氣體阻障性,因此,藉由氣體阻障層之薄層化,係能夠更進一步得到可同時達成良好之彎折耐久性與氣體阻障性的效果。
又,在前述實施態樣中,較理想,前述氣體阻障層,係在作為金屬之主成分而含有前述過渡金屬M2之區域和作為金屬之主成分而含有前述非過渡金屬M1之 區域之間,具備有前述混合區域。
進而,較理想,前述氣體阻障層內之在厚度方向上的全部區域,係身為含有前述過渡金屬以及非過渡金屬之混合區域。藉由此,係能夠得到非常高的氣體阻障性。
較理想,在將前述混合區域之組成藉由前述化學組成式(1)來作表現時,係滿足前述關係式(2)。藉由此,係能夠得到更為良好的氣體阻障性。
進而,在本發明中,較理想,前述非過渡金屬係為矽。
又,較理想,前述過渡金屬,係為從鈮(Nb)、鉭(Ta)以及釩(V)中所選擇者。此金屬元素之組合,係能夠得到最為良好的氣體阻障性。
較理想,本發明之發光裝置,係具備有機EL元件。
以下,針對本發明及其構成要素、以及用以實施本發明之形態、態樣作詳細說明。另外,在本發明案中,「~」之意義,係代表將於其之前後所記載的數值作為下限值以及上限值而包含之。
《本發明之發光裝置之概要》
本發明之發光裝置,係為依序被層積有發光面側樹脂基材和有機發光元件以及背面側基材之發光裝置,其特徵為:在前述發光面側樹脂基材與有機發光元件之間或者是 在前述有機發光元件與背面側基材之間的至少其中一者處,係具備有以無機素材作為主成分之氣體阻障層,並且,發光裝置,係在支持構件上具備有固定部和可動部而被作支持,進而,係具備有在攜帶時之前述有機發光元件的前述可動部所形成之曲面的曲率半徑為1.0~10.0mm之範圍內的曲面部。
本發明之氣體阻障層之氣體阻障性,較理想,係身為當藉由在基材上而形成了該氣體阻障層之層積體來進行了算出時,以準據於JIS K 7126-1987之方法所測定出的氧透過度係為1×10-3cm3/(m2‧24h‧atm)以下,以準據於JIS K 7129-1992之方法所測定出的水蒸氣透過度(25±0.5℃、相對濕度(90±2)%RH)係為1×10-3g/(m2‧24h)以下的高氣體阻障性。
圖1,係為本發明之發光裝置的發光部之剖面圖之其中一例。
發光裝置,係具備依序層積有發光面側樹脂基材2、有機發光元件3以及背面側基材4之發光部L,在此例中,在發光面側樹脂基材2和有機發光元件3之間、以及在有機發光元件3和背面側基材4之間,係具備有氣體阻障層5。有機發光元件3,例如,係可為有機EL元件,並隔著2個的電極6而具備至少包含有發光層之有機功能層單元7,並且藉由密封構件8而被作密封。發光面側樹脂基材2或基材4,係亦可在兩面處具備有硬塗層,又,亦可作為中間層而具備有接著層、或者是在最外 層處隔著接著層而具備有保護薄膜。有機功能層單元,係除了發光層以外,亦具備有電洞輸送層、電子輸送層等。
此發光裝置,係具備有於攜帶時前述有機發光元件7之可動部所形成的曲面之曲率半徑為1.0~10.0mm之範圍內的曲面部。當部位A之曲率半徑Ar或部位B之曲率半徑Br為未滿1.0的情況時,由於會起因於反覆的彎折而導致基材自身之劣化,因此係並不理想。又,若是曲率半徑超過10.0mm,則作為小型之發光裝置係並不適當。
於此,所謂固定部,係指發光裝置被固定在支持構件上而發光裝置與支持構件間之位置關係並不會改變的部分,所謂可動部,係指發光裝置並未被固定在支持構件上而並未與支持構件相接或者是隔著具有黏彈性之薄片狀構件而被作設置,並當將發光裝置作了彎折時支持構件與發光裝置之間的位置關係會以將在彎折之內側與外側處所產生的起因於卷徑差所導致的偏移作吸收的方式而些許產生變化之部分。
又,有機發光元件3,較理想,係被包夾於2個的基材2以及4之間,更理想,2個的基材係具備有相同之厚度以及相同之彈性率。藉由使2個的基材具備有相同之厚度以及相同之彈性率,在將發光裝置作了彎曲時,係可期待有能夠使被施加於位置在彎曲中心處之有機發光元件3處的應力成為接近於0之效果。
又,較理想,發光裝置之總厚度,係落於總 厚度為20~200μm之範圍內。更理想,係為30~150μm之範圍內,又更理想,係為30~100μm之範圍內。藉由使其薄化,可以推測到,在使其作彎折時,係能夠使施加於有機發光元件1處之應力更為縮小。
進而,從同時達成氣體阻障層之氣體阻障性與彎折耐性的觀點來看,較理想,氣體阻障層5之總厚度,係落於20~1000nm之範圍內。
藉由此種發光裝置,係成為能夠使攜帶時之發光裝置小型化。作為理想之實施形態,係可列舉出在攜帶時為折疊形態的發光裝置和捲繞形態的發光裝置。
《具有折疊形態的發光裝置》
於攜帶時具有折疊形態之發光裝置,較理想,發光面側樹脂基材彼此,係以間隙未滿2mm而相對向,並且,前述有機發光元件之前述可動部所形成的曲面,係具備有使發光面朝向外側而被作了彎折的部位A和使發光面朝向內側而被作了彎折的部位B,前述部位A和部位B,係隔著曲率之反曲點而連續地存在,並且,當將前述可動部之長度設為L,並將前述可動部所形成的迴路之從前述支持構件起的突出長度設為C時,C/L係為0.3以上,並且,相對於前述部位A的最小曲率半徑Ar之前述部位B的最小曲率半徑Br之比之值(Br/Ar),係落於0.4~1.1之範圍內。於此,於具備有折疊形態之發光裝置的情況,由於可動部通常係具有複數之曲面,因此,部位A與部位B之 曲率半徑,係使用最小曲率半徑。所謂前述部位A與部位B之最小曲率半徑,係指在被作了彎曲時的有機發光元件所具有之複數之曲面之曲率半徑中的各別之最小者。
圖2A~2C,係為對於具有折疊形態的發光裝置作說明之示意圖之其中一例。
圖2A,係對於作為2個的支持構件而被支持於支持框體10和支持框體11處的發光裝置被作了彎折之狀態作展示。被作了彎折的發光裝置1,係隔著反曲點而具備有使發光面被朝向外側作了彎曲的部位A和使發光面被朝向內側作了彎曲的部位B。發光部L之被支持於支持框體10和支持框體11處的部份,係為固定部,部位A以及部位B,係為可動部。
圖2C,係對於將發光裝置1作了展開時的狀態作展示。在支持框體10以及11之間係具備有樞軸部12,樞軸部12係具備有與支持框體10、11一同保護發光裝置之功能。另外,在將發光裝置1作了展開時,樞軸部12係並不需要與發光部L相接。
從先前技術起,將彎折部設為U字型之形態係為周知。但是,在U字型之形態的情況時,若是為了謀求小型化而將發光面側樹脂基材彼此之間之間隙設為未滿2mm,則在彎折時之施加在發光裝置處的應力係會變大,而有著容易在彎折耐久性等之中產生問題的缺點。
為了將此應力縮小並且使小型化成為可能,在本發明中,較理想,係具備有使發光面朝向外側而被作 了彎曲的部位A和使發光面朝向內側而被作了彎曲的部位B,進而,當將前述可動部之長度設為L,並將前述可動部所形成的迴路之從前述支持構件起的突出長度設為C時,C/L係為0.3以上,並且,相對於前述部位A的最小曲率半徑Ar之前述部位B的最小曲率半徑Br之比之值(Br/Ar),係落於0.4~1.1之範圍內。更理想,係為0.6~1.1之範圍內,又更理想,係為0.8~1.05之範圍內。此係因為,在將樞軸部12之長度設為一定的情況時,使將發光面朝向內側作了彎曲時的曲率和朝向外側作了彎曲時的曲率相互近似之構成,係為能夠將最小曲率最為增大的方法之故。
如此這般,為了使部位A和部位B所形成的曲面之曲率半徑相互接近,較理想,發光部L,係使其之一部分被固定在剛性為高之支持構件上。在具備有折疊形態之發光裝置的情況時,具體而言,樞軸部12以外之發光部L係有必要作為支持構件而被固定在支持框體處。樞軸部,係以能夠自由作折疊的方式,而並不與支持框體相互固定。
在並不存在有樞軸部12的狀態下,若是將發光裝置作折疊,則如同圖2B一般,會產生曲率半徑為小之部分(最小曲率半徑Br係變小),但是,藉由將樞軸部12適度地推入至固定部側(在圖2A中將樞軸部12朝向左側作按壓),係能夠使部位B所形成的曲面接近於圓。但是,若是作過度的推入,則C/L會變小。於此情況,上述 迴路係成為朝向上下而擴廣的形狀,而會對可動部之緊緻(compact)性有所損害。上述B部分,係以成為略圓狀為理想,為了使部位A之最小區域半徑成為不會相對於部位B之最小曲率半徑而變得過小,C/L係以成為0.35以上為更理想,又以0.4以上為更加理想。作為C/L之上限,係只要以使Br/Ar之值會成為本發明之範圍的方式來作調整即可。
另外,從支持構件起之突出長度C,在圖2A~2C中係代表A+B之長度。在上述圖中,當10與11之和可動部相接之位置為相異(在圖之迴路的上下而A、B之長度為相異)的情況時,C係設為其之平均值。
如此這般,藉由使部位A與部位B之曲率半徑相互近似,係能夠減輕施加於部位A與部位B處的對於發光裝置之發光部L的應力。
樞軸部12之長度,較理想,係落於4~17mm之範圍內。
由於通常部位A之最小曲率半徑係會成為較部位B之最小曲率半徑而更大,因此,較理想,係具備有對於部位A與部位B之最小曲率半徑作調節之手段。對最小曲率半徑作調整之方法,較理想,係使相對於部位A之最小曲率半徑Ar的前述部位B之最小曲率半徑Br之比之值成為上述之範圍內。例如,在作了彎折時,係能夠藉由使用構成將發光裝置之彎折部分從背後來作支持的樞軸部之構件來從發光裝置之背後作按壓一事,來進行調節。
當然的,在本態樣之發光裝置中,若是最小曲率半徑Ar、最小曲率半徑Br變得越小,亦即是若是對於將身為可動部之折疊部位的形狀更加緊緻化一事有所重視而採用了使各別之最小曲率半徑成為接近1.0mm之設計的發光裝置,則起因於反覆之折疊所導致的對於可動部之傷害係變得越大。但是,就算是在此種設計的裝置中,藉由使其具備有成為本發明之範圍的可動部,係能夠相對於具備有本發明之範圍外的可動部之裝置而得到使折疊耐久性作提昇的效果。
《具有捲繞形態的發光裝置》
較理想,於前述攜帶時,係具有捲繞形態,隔著具有黏彈性之薄片狀構件而使前述背面側樹脂基材被設置在具有剛性之支持構件上,並以前述發光面側樹脂基材作為外側而被作捲繞,並且,發光裝置之捲繞外側的端部,係身為以不會相對性地使位置有所偏移的方式而被作了固定的前述固定部(以下,亦稱作固定端),捲繞內側,係身為可動部,其之端部,係為能夠相對性地使位置改變之自由端。亦即是,較理想,發光裝置之發光部的背面側基材,係使其之一部分被固定在剛性為高之支持構件上。在具備有捲繞形態之發光裝置的情況時,具體而言,發光裝置之捲繞外側的距離捲繞軸而為遠之端部係被作固定。支持構件,較理想,係具備有能夠支持發光部之高剛性。
圖3,係為對於具有捲繞形態的發光裝置作說 明之示意圖之其中一例。
具有捲繞形態之發光裝置1,係隔著具有黏彈性之薄片狀的黏著劑22而使發光部L之前述背面側基材被設置在具有剛性之支持構件21上,並成為以發光面側樹脂基材作為外側而被捲繞在框體23內之捲繞構件24處的構造。又,發光裝置1之捲繞外側的距離捲繞軸而為遠之端部,係身為以不會相對性地使位置偏移的方式而被作了固定的固定部。例如,係被固定在控制部26處。又,捲繞內側,係為能夠相對性地使位置變化的可動部。
若是想要將形成於支持構件21上的發光部L以捲繞形態來作捲繞,則起因於卷徑差,在發光部L與支持構件21之間的位置關係中係會產生偏移。在本發明中,相對於支持構件,發光裝置之發光部L的其中一端係作固定。藉由如此這般地作固定,係能夠確保發光裝置之配線。又,藉由將發光部L之另外一端設為能夠相對於支持構件而使相對位置作改變的可動部,就算是將發光部L之可動部所形成的曲率半徑縮小,也能夠使應力減少。
藉由將發光部L之背面側基材隔著具有黏彈性之薄片狀的黏著劑來作設置,由於係能夠將在捲繞時所產生的偏移藉由黏著劑之起因於剪斷伸張所致的變形來吸收,因此,可以推測到,起因於捲繞所產生的應力係變得難以傳導至發光裝置處。若是將發光裝置作為內側來進行捲繞,則由於上述之伸展的關係會變成相反,而會有自由端成為不會被固定在支持構件上的情況,因此,較理想, 係將發光裝置作為外側來進行捲繞。
薄片狀之黏著劑22,由於係不僅是在支持構件21上將發光部L作支持,而亦如此這般地而具備有將在捲繞時所產生的偏移作吸收之功能,因此,較理想,係具備有黏彈性。作為具備有黏彈性之黏著劑,係可使用丙烯酸系或矽系之黏著劑。
進而,在捲繞時所產生的支持構件21與發光部L之偏移的大小,係會隨著捲繞的進行而逐漸變大。為了將在捲繞時之施加於黏著劑處的剪斷變形設為一定並將施加於發光部L處之應力平均化,較理想,在作了捲繞後的黏著劑之厚度係成為一定。故而,較理想,自由端側之黏著劑的厚度係較固定端側之黏著劑更厚。
圖4A~圖4D,係為對於捲繞時與拉出時之黏著劑的厚度變化作展示之概念圖。例如,如同圖4A中所示一般,假設在厚度100μm之支持構件上隔著厚度200μm之黏著劑而設置長度100mm之厚度60μm的發光部L,並將此捲入至具有半徑5mm之捲繞構件之框體上時,可以推測到,如同圖4B中所示一般,在自由端處之支持構件與發光裝置的位置,係產生約3mm之偏移,並且黏著劑之厚度也成為初始時之70%程度。捲繞時之圖,係為為了比較而將自由端設為平坦之示意圖。
如同圖4C一般,在拉出時,藉由在黏著劑之厚度中具有斜率而將自由端側設為較厚來以在捲繞時黏著劑之厚度會成為一定的方式而形成黏著劑,在捲繞時,係 能夠減輕施加於發光部L處之應力,而為理想。
進而,如同圖4D中所示一般,亦可為在捲繞時能夠使有機發光元件和黏著劑間之自由端相互對齊的形態。
又,為了順暢地進行拉出以及捲繞,支持構件,係以身為在拉出時邊緣會彎曲並維持平面形狀的形態者為理想。
圖5,係為對於在捲繞形態中的支持構件之理想形狀作展示的其中一例。支持構件,在被作了捲繞的狀態下,係維持為平面,當被朝向箭頭方向作了拉出時,邊緣係成為如同圖示一般而彎曲的形狀。
又,在提高剛性的觀點上,較理想,支持構件係使用例如鋼板等之金屬板。
以下,針對本發明之構成作更詳細的敘述。
〈氣體阻障層〉
本發明之氣體阻障層,係具備有下述特徵:亦即是,係在厚度方向上,連續地具備有5nm以上之混合區域,該混合區域,係為至少在厚度方向上而含有非過渡金屬M1以及過渡金屬M2之區域,在該混合區域中之相對於前述非過渡金屬M1之過渡金屬M2的原子數比之值(M2/M1)係落於0.02~49之範圍內。
進而,作為氣體阻障層之理想形態,係為在作為金屬之主成分a而含有第3族~第11族之過渡金屬 之A區域和作為金屬之主成分b而含有第12族~第14族之非過渡金屬之B區域之間,具備有包含由來於主成分a以及主成分b之化合物的混合區域。
又,在本發明之氣體阻障層中,下述形態亦為理想形態,亦即是,係涵蓋層內之全區域,而被形成有前述混合區域。
在此混合區域中,較理想,係含有過渡金屬和非過渡金屬以及氧。又,此混合區域,作為理想形態,係包含有過渡金屬之氧化物和非過渡金屬之氧化物的混合物或者是過渡金屬與非過渡金屬之複合氧化物的至少其中一方,更理想之形態,係為包含有過渡金屬和非過渡金屬之複合氧化物。
進而,較理想,在將上述混合區域之組成藉由下述化學組成式(1)來作表現時,混合區域之至少一部分,係滿足藉由下述關係式(2)所規定之條件。
化學組成式(1):(M1)(M2)xOyNz
關係式(2):(2y+3z)/(a+bx)<1.0
在上述各式中,M1係代表非過渡金屬,M2係代表過渡金屬,O係代表氧,N係代表氮。x、y、z,係分別為化學計量係數,a係代表M1之最大價數,b係代表M2之最大價數。
以下,針對本發明之氣體阻障層的詳細內容更進一步作說明。
〈構成氣體阻障層之各區域〉
針對本發明之構成氣體阻障層之區域作說明,但是,係預先針對以下所使用的技術用語之定義作說明。
在本發明中,所謂「區域」,係指當以相對於氣體阻障層之厚度方向而略垂直之面(亦即是與該氣體阻障層之最表面相平行之面)來將該氣體阻障層以一定或任意之厚度來作了分割時所形成的相對向之2個面之間的3維性之範圍內(區域),該區域內之構成成分的組成,係可在厚度方向上而為一定或者是逐漸地變化。
本發明中之所謂「構成成分」,係指構成氣體阻障層之特定區域的化合物以及金屬或者是非金屬之單體。又,在本發明中之所謂「主成分」,係指作為原子組成比而含有量為最大之構成成分。例如,所謂「金屬之主成分」,係指在構成成分之中的金屬成分中作為原子組成比而含有量為最大之金屬成分。
在本發明中之所謂「混合物」,係指前述區域A以及B之前述構成成分並不相互進行化學鍵結地而混合的狀態之物。例如,係指氧化鈮和氧化矽並不相互進行化學鍵結地而混合的狀態。
在本發明中之所謂「由來於主成分a以及主成分b之化合物」,係指主成分a以及主成分b之自身、以及主成分a和主成分b進行反應所形成的複合化合物。
若是作為複合化合物之具體例而列舉出「複 合氧化物」來作說明,則所謂「複合氧化物」,係指前述區域A以及B之前述構成成分相互進行化學鍵結所形成的化合物(氧化物)。例如,係指具備有鈮原子和矽原子直接性地或者是經由氧原子而進行化學鍵結所形成的化學構造之化合物。另外,在本發明中,係將前述區域A以及B之前述構成成分相互藉由分子間相互作用等而進行物理性結合所形成的複合體,亦視為被包含於本發明之「複合氧化物」中。
接著,針對各區域作詳細之說明。
(過渡金屬含有區域:A區域)
所謂身為過渡金屬含有區域之A區域,係指作為金屬之主成分a而含有過渡金屬之區域。
作為過渡金屬(M2),係並未特別作限定,而可將任意之過渡金屬作單獨使用或者是組合使用。於此,所謂過渡金屬,係指長周期型周期表之第3族元素~第11族元素,作為過渡金屬,係可列舉出Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt以及Au等。
其中,作為能夠得到良好的氣體阻障性之過渡金屬(M2),係可列舉出Nb、Ta、V、Zr、Ti、Hf、Y、La、Ce等。此些之中,根據各種的檢討結果,又特別是 以身為第5族元素之Nb、Ta、V,為容易產生相對於在氣體阻障層中所含有的非過渡金屬(M1)之結合,基於此觀點,係可理想作使用。
特別是,若是過渡金屬(M2)係身為第5族元素(特別是,Nb),並且詳細內容係於後再述之非過渡金屬(M1)係為Si,則係能夠得到顯著的氣體阻障性之提昇效果,而為特別理想之組合。可以推測到,此係因為,Si和第5族元素(特別是,Nb)之間的結合係特別容易產生之故。進而,從光學性之觀點來看,過渡金屬(M2),係以能夠得到透明性為良好之化合物的Nb、Ta為特別理想。
作為A區域之厚度,從能夠同時達成良好之氣體阻障性和光學特性的觀點來看,較理想,係為2~50nm之範圍內,更理想,係為4~25nm之範圍內,又更理想,係為5~15nm之範圍內。
(非過渡金屬含有區域:B區域)
所謂身為非過渡金屬含有區域之B區域,係指作為金屬之主成分b而含有非過渡金屬之區域。於此之所謂「其之化合物」、亦即是「非過渡金屬之化合物」,係指包含非過渡金屬之化合物,例如,係指非過渡金屬氧化物。
作為非過渡金屬(M1),係以從長周期型周期表之第12族~第14族之金屬所選擇的非過渡金屬為理想。作為該非過渡金屬,係並未特別作限定,而可將第12族~第14族之任意之金屬作單獨使用或者是組合使 用,但是,例如係可列舉出Si、Al、Zn、In以及Sn等。其中,作為該非過渡金屬(M1),係以包含Si、Sn或Zn為理想,又以包含Si為更理想,又以Si單獨為特別理想。
作為B區域之厚度,從能夠同時達成氣體阻障性和生產性的觀點來看,較理想,係為10~1000nm之範圍內,更理想,係為20~500nm之範圍內,又更理想,係為50~300nm之範圍內。
(混合區域)
本發明之混合區域,係為在厚度方向上連續地具有5nm以上之區域,該混合區域,係為含有從長周期型周期表之第12族~第14族之金屬所選擇的非過渡金屬(M1)以及從第3族元素~第11族之金屬所選擇的過渡金屬(M2)之區域,並且相對於前述非過渡金屬M1之過渡金屬M2的原子數比之值(M2/M1)係落於0.02~49之範圍內。
於此,混合區域,係可作為構成成分之化學組成互為相異之複數之區域來形成,又,亦可作為構成成分之化學組成連續地變化之區域來形成之。
另外,氣體阻障層之混合區域以外的區域,係可為非過渡金屬(M1)之氧化物、氮化物、氧氮化物、氧碳化物等之區域,亦可為過渡金屬(M2)之氧化物、氮化物、氧氮化物、氧碳化物等之區域。
(氧缺損組成)
在本發明中,較理想,在混合區域中所含有的一部分之組成,係為使氧作了缺損的非化學計量性組成(氧缺損組成)。
在本發明中,所謂氧缺損組成,係定義為當將該混合區域之組成藉由下述化學組成式(1)來作表現時,該混合區域之至少一部分的組成,係滿足藉由下述關係式(2)所規定之條件。又,作為代表在該混合區域中之氧缺損程度的氧缺損度指標,係設為使用計算出在該混合區域中之(2y+3z)/(a+bx)所得到的值之最小值。
化學組成式(1):(M1)(M2)xOyNz
關係式(2):(2y+3z)/(a+bx)<1.0
在上述各式中,M1係代表非過渡金屬,M2係代表過渡金屬,O係代表氧,N係代表氮,x、y、z係分別代表化學計量係數。a係代表M1之最大價數,b係代表M2之最大價數。
以下,在並不需要特別作區分的情況時,係將藉由上述化學組成式(1)所表現的組成單純稱作複合區域之組成。
如同上述一般,本發明之非過渡金屬(M1)和過渡金屬(M2)間之複合區域之組成,係藉由式(1)之(M1)(M2)xOyNz來作展示。如同根據此組成亦可清楚得知一般,上述複合區域之組成,係亦可一部分包含有氮化物之構造,從氣體阻障性之觀點來看,係以包含有氮化物之構造者為理想。
於此,係將非過渡金屬(M1)之最大價數設為a,將過渡金屬(M2)之最大價數設為b,並將O之價數設為2,將N之價數設為3。又,當上述複合區域之組成(包含一部分成為氮化物者)係成為化學計量性組成的情況時,係成為(2y+3z)/(a+bx)=1.0。此式,係代表非過渡金屬(M1)以及過渡金屬(M2)之鍵結手的合計和O、N之鍵結手的合計係為同數,於此情況,非過渡金屬(M1)以及過渡金屬(M2)係成為與O以及N之其中一方相鍵結。另外,在本發明中,當作為非過渡金屬(M1)而併用有2種以上的情況或者是作為過渡金屬(M2)而併用有2種以上的情況時,係設為將複合價數作為各別之「最大價數」的a以及b之值來採用,該複合價數,係為將各元素之最大價數依據各元素之存在比例來作加權平均所算出者。
另一方面,在本發明之混合區域中,當藉由關係式(2)所展示的(2y+3z)/(a+bx)成為<1.0的情況時,係代表相對於非過渡金屬(M1)以及過渡金屬(M2)之鍵結手的合計而O、N之鍵結手的合計為有所不足,此種狀態,係為上述之「氧缺損」。
可以推測到,此係因為,在氧缺損狀態下,非過渡金屬(M1)與過渡金屬(M2)之剩餘的鍵結手係會有相互鍵結的可能性,若是非過渡金屬(M1)和過渡金屬(M2)之金屬彼此直接鍵結,則相較於在金屬之間中介有O或N地而鍵結的情況,係會成為更加緻密且高密度之構造,其結果,氣體阻障性會提昇。
又,在本發明中,混合區域,係為前述x之值為滿足0.02≦x≦49(0<y、0≦z)之區域。此係與先前之定義為過渡金屬(M2)/非過渡金屬(M1)之原子數比例之值為落於0.02~49之範圍內並且厚度為5nm以上之區域一事為相同的定義。
可以推測到,在此區域中,由於非過渡金屬(M1)以及過渡金屬(M2)之雙方係與金屬彼此間之直接鍵結有所關連,因此,藉由使滿足此條件之混合區域以特定值以上(5nm)之厚度來存在,係對於氣體阻障性之提昇有所助益。另外,由於可以推測到若是非過渡金屬(M1)以及過渡金屬(M2)之存在比例越接近則係越能夠對於氣體阻障性之提昇有所助益,因此,混合區域,較理想,係將滿足0.1≦x≦10之區域以5nm以上之厚度來包含,更理想,係將滿足0.2≦x≦5之區域以5nm以上之厚度來包含,又更理想,係將滿足0.3≦x≦4之區域以5nm以上之厚度來包含。
於此,如同上述一般,在混合區域之範圍內,若是存在有滿足在關係式(2)中所示之(2y+3z)/(a+bx)<1.0之關係的區域,則能夠確認到係發揮有氣體阻障性之提昇效果,但是,混合區域,較理想,係使其之組成的至少一部分滿足(2y+3z)/(a+bx)≦0.9,更理想,係滿足(2y+3z)/(a+bx)≦0.85,又更理想,係滿足(2y+3z)/(a+bx)≦0.8。於此,若是在混合區域中之(2y+3z)/(a+bx)之值越小,則雖然氣體阻障性之提昇效果會變得越高,但 是可視光之吸收也會變得更大。故而,當身為使用在對於透明性有所需求的用途中之氣體阻障層的情況時,較理想,係為0.2≦(2y+3z)/(a+bx),更理想,係為0.3≦(2y+3z)/(a+bx),又更理想,係為0.4≦(2y+3z)/(a+bx)。
另外,在本發明中,能夠得到良好之氣體阻障性的混合區域之厚度,作為在後述之XPS分析法中之SiO2換算的濺鍍厚度,係為5nm以上,此厚度,較理想,係為8nm以上,更理想,係為10nm以上,又更理想,係為20nm以上。混合區域之厚度,從氣體阻障性之觀點來看,係並不特別存在有上限,但是,從光學特性之觀點來看,較理想,係為100nm以下,更理想,係為50nm以下,又更理想,係為30nm以下。
具備有如同上述一般之特定構成之混合區域的氣體阻障層,例如,係展現有能夠作為有機EL元件等之電子元件用的氣體阻障層來適用之水準的非常高之氣體阻障性。
(由XPS所致之組成分析和混合區域之厚度之測定)
針對本發明之氣體阻障層之混合區域和A區域及B區域中之組成分布以及各區域之厚度,係可藉由以下述所詳細敘述之X線光電分光法(X-ray Photoelectron Spectroscopy、略稱:XPS)來進行測定,而求取出來。
以下,針對由XPS分析法所致之混合區域以及A區域、B區域之測定方法作說明。本發明之氣體阻障層之在厚度方向上的元素濃度分布曲線(以下,稱作「深 度輪廓(depth profile)」),具體而言,係針對非過渡金屬M1(例如,矽)之元素濃度、過渡金屬M2(例如,鈮)之元素濃度、氧(O)、氮(N)、碳(C)元素濃度等,而藉由將X線光電子分光法之測定和氬等之稀有氣體離子濺鍍作併用,來一面從氣體阻障層之表面起而使內部逐漸露出,一面依序進行表面組成分析,藉由此,而能夠作成之。
此種藉由XPS深度輪廓測定所得到的分布曲線,例如,係能夠以縱軸作為各元素之原子比(單位:atom%),並以橫軸作為蝕刻時間(濺鍍時間),而作成之。另外,在如此這般而以橫軸作為蝕刻時間之元素的分布曲線中,由於蝕刻時間係與在層厚方向上之前述氣體阻障層的厚度方向上之與氣體阻障層之表面之間的距離大略相關,因此,作為「氣體阻障層之在厚度方向上的與氣體阻障層之表面間之距離」,係能夠採用根據在XPS深度輪廓測定時所採用的蝕刻速度與蝕刻時間之關係所計算出的與氣體阻障層之表面間之距離。又,作為在此種XPS深度輪廓測定時所採用的濺鍍法,較理想,係採用作為蝕刻離子種而使用有氬(Ar+)之稀有氣體離子濺鍍法,並將其之蝕刻速度(蝕刻速率)設為0.05nm/sec(SiO2熱氧化膜換算值)。
以下,針對能夠適用在本發明之氣體阻障層之組成分析中的XPS分析之具體性的條件之其中一例作展示。
‧分析裝置:ULVAC-PHI公司製QUANTERASXM
‧X線源:單色化Al-K α
‧濺鍍離子:Ar(2keV)
‧深度輪廓:以SiO2換算濺鍍厚度,來以特定之厚度間隔而反覆進行測定,並求取出深度方向之深度輪廓。此厚度間隔,係設為1nm(能夠在深度方向上得到間隔1nm之資料)。
‧定量:藉由Shirley法來求取出背景值,並根據所得到的峰值面積來使用相對靈敏度係數法而作了定量。資料處理,係使用了ULVAC-PHI公司製之MultiPak。另外,所進行了分析之元素,係為非過渡金屬M1(例如,矽(Si))、過渡金屬M2、氧(O)、氮(N)、碳(C)。
根據所得到的資料,來計算出組成比,並求取出非過渡金屬(M1)與過渡金屬(M2)為共存並且過渡金屬(M2)/非過渡金屬(M1)之原子數比例之值會成為0.02~49之範圍,再將此定義為混合區域,而求取出其之厚度。混合區域之後度,係為將在XPS分析中之濺鍍深度以SiO2換算來作了表現者。
在本發明中,當混合區域之厚度為5nm以上時,係判定為「混合區域」。從氣體阻障性之觀點來看,混合區域中之厚度係並不存在有上限,但是,從光學特性之觀點來看,較理想,係為5~100nm之範圍內,更理想,係為8~50nm之範圍內,又更理想,係為10~30nm之範圍內。
以下,使用圖面,針對本發明之氣體阻障層 中的混合區域之具體例作說明。
圖6,係為用以對於當藉由XPS法來對於氣體阻障層之厚度方向上的非過渡金屬以及過渡金屬之組成分布作了分析時的元素輪廓(profile)與混合區域作說明之圖表的其中一例。圖6,係為對於在較氣體阻障層之表面(圖表之左端部)而更朝向深度方向上,進行非過渡金屬(M1)、過渡金屬(M2)、O、N、C之元素分析,並以橫軸作為濺鍍之深度(層厚:nm),且以縱軸作為非過渡金屬(M1)與過渡金屬(M2)之含有率(atom%),而作了展示的圖表。
從右側起,係展現有身為以非過渡金屬(M1,例如,Si)作為金屬之主成分的元素組成之B區域,與此相接地而在左側處,係展現有身為以過渡金屬(M2,例如,鈮)作為金屬之主成分的元素組成之A區域。混合區域,係為展現有過渡金屬(M2)/非過渡金屬(M1)之原子數比例之值為落於0.02~49之範圍內的元素組成之區域,並為代表A區域之一部分與B區域之一部分相互重疊之區域,並且,係為厚度5nm以上之區域。
[各區域之形成方法]
〈過渡金屬含有區域:A區域之形成〉
本發明之過渡金屬(M2),如同前述一般,從得到良好之氣體阻障性的觀點來看,係可列舉出Nb、Ta、V、Zr、Ti、Hf、Y、La、Ce等,此些之中,特別是第5族元素之 Nb、Ta、V,由於可推測到係為容易產生相對於在氣體阻障層中所含有的非過渡金屬(M1)之結合,因此係可理想使用。
前述含有過渡金屬(M2)之氧化物之層的形成,係並未特別作限定,例如,從有效率地形成混合區域的觀點來看,係以使用對於既存之薄膜堆積技術有所利用的先前技術所公知之氣相成膜法為理想。
此些之氣相成膜法,係可使用公知之方法。作為氣相成膜法,係並未特別作限定,例如,係可列舉出濺鍍法、蒸鍍法、離子噴鍍法、離子輔助蒸鍍法等之物理氣相成長(PVD)法、電漿CVD(chemical vapordeposition)法、ALD(Atomic Layer Deposition)法等之化學氣相成長(CVD)法。其中,基於能夠並不對於功能性元件賦予損傷地而進行成膜並且具有高生產性的理由,係以藉由物理氣相成長(PVD)法來形成為理想,又以藉由濺鍍法來形成為更理想。
由濺鍍法所致之成膜,係可將雙極濺鍍、磁控管濺鍍、使用有中間性之頻率區域的雙磁控管濺鍍(DMS)、離子束濺鍍、ECR濺鍍等,作單獨使用或者是作2種以上之組合來使用。又,對於靶材之施加方式,係因應於靶材種類而適宜選擇,而可使用DC(直流)濺鍍、DC脈衝濺鍍、AC(交流)濺鍍以及RF(高頻)濺鍍之任一者。
又,係亦可使用對於金屬模式和氧化物模式之間的變遷模式作了利用的反應性濺鍍法。藉由以會成為 變遷區域的方式來控制濺鍍現象,由於係成為能夠以高成膜速度來成膜金屬氧化物,因此係為理想。
作為在製程氣體中所使用之惰性氣體,係可使用He、Ne、Ar、Kr、Xe等,又以使用Ar為理想。進而,藉由在製程氣體中導入氧、氮、二氧化碳、一氧化碳,係能夠形成非過渡金屬(M1)以及過渡金屬(M2)之複合氧化物、氮氧化物、碳氧化物等之薄膜。作為在濺鍍法中之成膜條件,係可列舉出施加電力、放電電流、放電電壓、時間等,但是,此些係可因應於濺鍍裝置、膜之材料、層厚等而適宜作選擇。
濺鍍法,係亦可為使用有包含過渡金屬(M2)之單體或其氧化物的複數之濺鍍靶材的多元同時濺鍍方式。關於製作此些之濺鍍靶材之方法以及使用此些之濺鍍靶材而製作由複合氧化物所成之薄膜的方法,例如,係可適宜參照日本特開2000-160331號公報、日本特開2004-068109號公報、日本特開2013-047361號公報等中所記載的方法和條件。
作為實施共蒸鍍法時之成膜條件,係例示從在成膜原料中之過渡金屬(M2)與氧之間的比例、成膜時之惰性氣體與反應性氣體之間的比例、成膜時之氣體的供給量、成膜時之真空度以及成膜時之電力所成的群而選擇之1種或2種以上的條件,藉由對於此些之成膜條件(較理想,係為氧分壓)作調節,係能夠形成由具有氧缺損組成之複合氧化物所成之混合區域。亦即是,藉由使用如同上 述一般之共蒸鍍法來形成氣體阻障層,係能夠將所形成的氣體阻障層的厚度方向上之幾乎所有的區域設為混合區域。若依據此種方法,則藉由對於混合區域之厚度作控制的極為簡便之操作,便能夠實現所期望之氣體阻障性。另外,為了對於混合區域之厚度作控制,例如,係只要對於實施共蒸鍍法時之成膜時間作調節即可。
(非過渡金屬含有區域:B區域之形成)
在本發明之氣體阻障層中,作為形成含有非過渡金屬(M1)之B區域的方法,係並未特別作限制,例如,氣相成膜法係可使用公知之方法。作為氣相成膜法,係並未特別作限定,例如,係可列舉出濺鍍法、蒸鍍法、離子噴鍍法、離子輔助蒸鍍法等之物理氣相成長(PVD)法、電漿CVD(chemical vapordeposition)法、ALD(Atomic Layer Deposition)法等之化學氣相成長(CVD)法。其中,基於能夠並不對於功能性元件賦予損傷地而進行成膜並且具有高生產性的理由,係以藉由物理氣相成長(PVD)法來形成為理想,而可藉由濺鍍法並將非過渡金屬作為靶材來使用而形成之。
又,作為其他方法,使用作為非過渡金屬而包含有Si之含聚矽氮烷塗布液並藉由濕式塗布法來形成之方法,亦為理想之方法的其中一種。
在本發明中,能夠適用於B區域之形成中之所謂「聚矽氮烷」,係為在構造內具備有矽-氮鍵結之聚 合物,並為由Si-N、Si-H、N-H等所成的SiO2、Si3N4以及雙方之中間固溶體SiOxNy等的陶瓷前驅物無機聚合物。
為了以不會對於上述之基材之平面性等有所損傷的方式來使用聚矽氮烷而形成構成氣體阻障層之B區域,係可理想使用如同在日本特開平8-112879號公報中所記載一般之以相對性而言為較低之溫度來變性為氧化矽、氮化矽或氧氮化矽的聚矽氮烷。
作為此種聚矽氮烷,係可列舉出具備有以下述一般式(1)所表現之構造的化合物。
式中,R1、R2以及R3,係分別代表氫原子、烷基、烯基、環烷基、芳基、烷基矽烷基、烷基胺基或者是烷氧基。
在本發明中,從構成所得到的氣體阻障層之B區域之作為薄膜之緻密性的觀點來看,係以身為R1、R2以及R3之全部均身為氫原子的全氫聚矽氮烷(PHPS)為特別理想。
另一方面,將其之與Si相結合的氫部分之一部分藉由烷基等來作了置換的有機聚矽氧烷,係藉由具備有甲基等之烷基,而使與相鄰接之基材之間的接著性有所 改善,並且係能夠使由較硬且脆弱之聚矽氧烷所致的陶瓷膜具有韌性,而有著就算是在使膜厚更為增厚的情況時亦能夠抑制碎裂之發生,在此點上,係為理想。
係可因應於用途而適宜對於此些之全氫聚矽氮烷和有機聚矽氮烷作選擇,亦可作混合使用。
另外,全氫聚矽氮烷,可以推測到係具備有使直鏈構造和以6或8元環為中心的環構造共存之構造。
聚矽氮烷之分子量,係為以數量平均分子量(Mn)而言為約600~2000程度(聚苯乙烯換算),並為液體或固體之物質,且依存於分子量而有所相異。此些之聚矽氮烷化合物,係以溶解於有機溶媒中的溶液狀態而在市面上販賣,而能夠將市面販賣品直接作為含聚矽氮烷化合物塗布液來使用。
作為以低溫而陶瓷化的聚矽氮烷之其他例,係可列舉出使上述聚矽氮烷與矽烷氧化物產生反應所得到的附加矽烷氧化物聚矽氮烷(日本特開平5-238827號公報)、使其與環氧丙醇產生反應所得到的附加環氧丙醇聚矽氮烷(日本特開平6-122852號公報)、使其與乙醇產生反應所得到的附加乙醇聚矽氮烷(日本特開平6-240208號公報)、使其與金屬羧酸鹽產生反應所得到的附加金屬羧酸鹽聚矽氮烷(日本特開平6-299118號公報)、使其與含有金屬之乙醯丙酮錯合物產生反應所得到的附加乙醯丙酮錯合物聚矽氮烷(日本特開平6-306329號公報)、添加金屬微粒子所得到的添加金屬微粒子聚矽氮烷(日本特開平7- 196986號公報)等。
又,除此之外,關於聚矽氮烷之詳細內容,例如,係可參照在日本特開2013-255910號公報之段落段落(0024)~(0040)、日本特開2013-188942號公報之段落(0037)~(0043)、日本特開2013-151123號公報之段落(0014)~(0021)、日本特開2013-052569號公報之段落(0033)~(0045)、日本特開2013-129557號公報之段落(0062)~(0075)、日本特開2013-226758號公報之段落(0037)~(0064)等之中所記載的內容並作適用。
(含聚矽氮烷之塗布液)
作為調製含有聚矽氮烷的塗布液之有機溶媒,較理想,係避免使用含有會容易地與聚矽氮烷產生反應的乙醇系或水分者。作為合適之有機溶媒,例如,係可使用脂肪族烴、脂環式烴、芳香族烴等之烴溶媒,鹵化烴溶媒,脂肪族醚、脂環式醚等之醚類。具體而言,係可列舉出戊烷、己烷、環己烷、甲苯、二甲苯、Solvesso、松節油等之烴,二氯甲烷、三氯乙烷等之鹵化烴,二丁基醚、二噁烷、四氫呋喃等之醚類等。此些之有機溶劑,係可配合於聚矽氮烷之溶解度或溶劑之蒸發速度等的目的而作選擇,亦可將複數之有機溶劑作混合。在含有聚矽氮烷之塗布液中的聚矽氮烷之濃度,係亦會依存於作為目的之氣體阻障層的膜厚或塗布液之使用期限而有所相異,但是,係以身為0.2~35質量%程度為理想。
又,在含有聚矽氮烷之塗布液中,係亦可為了促進朝向氧化矽、氮化矽或氧氮化矽之變性,而添加胺或金屬之觸媒。例如,係可使用包含有像是作為市面販賣品之AZ Electronic Materials股份有限公司製之NAX120-20、NN120-20、NN110、NN310、NN320、NL110A、NL120A、NL150A、NP110、NP140、SP140一般的觸媒之聚矽氮烷溶液。又,此些之市面販賣品,係可單獨作使用,亦可將2種以上作混合使用。
另外,在含有聚矽氮烷之塗布液中,為了避免起因於觸媒所導致的過剩之矽醇之形成,以及避免膜密度之降低、膜缺陷之增大等,較理想,觸媒之添加量,係相對於聚矽氮烷而調整為2質量%以下。
在含有聚矽氮烷之塗布液中,除了聚矽氮烷以外,係亦可包含有無機前驅物化合物。作為聚矽氮烷以外之無機前驅物化合物,只要是能夠進行塗布液之調製,則係並不特別作限定。例如,係可適宜採用在日本特開2011-143577號公報之段落「0110」~「0114」中所記載的聚矽氮烷以外之化合物。
(添加元素)
在含有聚矽氮烷之塗布液中,係可添加Si以外之金屬元素的有機金屬化合物。藉由添加Si以外之金屬元素的有機金屬化合物,在塗布乾燥過程中,聚矽氮烷之N原子與O原子間之置換係被促進,而能夠在塗布乾燥後使其 變化為接近於SiO2之安定的組成。
作為Si以外的金屬元素之例,係可列舉出鋁(Al)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、鋅(Zn)、鎵(Ga)、銦(In)、鉻(Cr)、鐵(Fe)、鎂(Mg)、錫(Sn)、鎳(Ni)、鈀(Pd)、鉛(Pb)、錳(Mn)、鋰(Li)、鍺(Ge)、銅(Cu)、鈉(Na)、鉀(K)、鈣(Ca)、鈷(Co)、硼(B)、鈹(Be)、鍶(Sr)、鋇(Ba)、鐳(Ra)、鉈(Tl)等。
特別係以Al、B、Ti以及Zr為理想,其中,又以包含Al之有機金屬化合物為理想。
作為可適用於本發明中之鋁化合物,例如,係可列舉出異丙醇鋁、sec-丁酸鋁、異丙醇鈦、三乙酸鋁、三異丙酸鋁、三-tert-丁酸鋁、三-n-丁酸鋁、三-sec-丁酸鋁、乙基乙醯乙酸鋁二異丙酯、乙醯烷氧鋁二異丙酯、二異丙酸單鋁-t-丁酸鋁、參乙基乙醯乙酸鋁、氧化物基異丙氧化鋁三聚物等。
作為具體性之市面販賣品,例如,係可列舉出AMD(二異丙酸單sec-丁酸鋁)、ASBD(二級丁酸鋁)、ALCH(乙基乙醯乙酸鋁二異丙酯)、ALCH-TR(參乙基乙醯乙酸鋁)、Alumichelate M(烷基乙醯乙酸鋁二異丙酯)、Alumichelate D(雙乙基乙醯乙酸鋁單乙醯丙酮)、Alumichelate A(W)(參乙醯丙酮鋁)(以上,川研FINE CHEMICAL股份有限公司製)、PLENACT(註冊商標)AL-M(乙醯烷氧鋁二異丙酯,味之素FINE CHEMICAL股份有限公司製)等。
另外,在使用此些之化合物的情況時,較理想,係在惰性氣體氛圍中而與包含聚矽氮烷之塗布液相混合。此係為了對於此些之化合物與大氣中之水分或氧產生反應並劇烈地進行氧化一事作抑制之故。又,在將此些之化合物與聚矽氮烷相混合的情況時,較理想,係升溫至30~100℃,並一面進行攪拌一面作1分鐘~24小時之保持。
在構成本發明之氣體阻障性薄膜的含聚矽氮烷層中之上述添加金屬元素之含有量,較理想係相對於矽(Si)之含有量100mol%而為0.05~10mol%,更理想係為0.5~5mol%。
在使用有聚矽氮烷之B區域的形成中,較理想,在形成了含聚矽氮烷層之後,係施加改質處理。
所謂改質處理,係為對於聚矽氮烷賦予能量並使其之一部分或全部轉化為氧化矽或氮氧化矽之處理。
在本發明中之改質處理,係可基於聚矽氮烷之轉化反應而選擇公知之方法,例如,係可列舉出公知之電漿處理、電漿離子植入處理、紫外線照射處理、真空紫外線照射處理等。在本發明中,係以能夠在低溫下進行轉化反應之使用電漿或臭氧或紫外線的轉化反應為理想。電漿或臭氧,係可使用先前技術所公知之方法。在本發明中,係以在基材上設置塗布方式之含聚矽氮烷塗布液之塗膜,並適用照射波長200nm以下之真空紫外線(VUV)而進行改質處理之真空紫外線照射處理來形成氣體阻障層之方 法為理想。
作為真空紫外光源,係可理想使用稀有氣體準分子燈管,例如,係可列舉出準分子燈管(172nm、222nm、308nm之單一波長,例如,牛尾電機股份有限公司製,股份有限公司MDCOM製等)等。
由真空紫外線照射所致之處理,係使用較聚矽氮烷內之原子間鍵結力而更大的100~200nm之光能量,較理想係使用100~180nm之波長之光能量,來一面將原子之鍵結藉由被稱作光量子製程之僅由光子所致之作用來直接切斷,一面使由活性氧或臭氧所致之氧化反應進行,藉由此,來以相對性而言較為低溫(約200℃以下),而進行氧化矽膜或氮氧化矽膜之形成之方法。
關於此些之改質處理之詳細內容,例如,係可參照在日本特開2012-086394號公報之段落(0055)~(0091)、日本特開2012-006154號公報之段落(0049)~(0085)、日本特開2011-251460號公報之段落(0046)~(0074)等之中所記載的內容。
B區域之厚度,係並未特別作限制,但是,較理想,係為1~500nm之範圍內,更理想,係為10~300nm之範圍內。
(混合區域之形成)
作為混合區域形成方法,如同前述一般,較理想,係採用在形成A區域以及B區域時對於各別之形成條件適 宜作調整並在A區域和B區域之間形成混合區域的方法。
在藉由上述之氣相成膜法來形成B區域的情況時,例如,係可藉由對於在成膜原料中之前述非過渡金屬(M1)與氧之間的比例、成膜時之惰性氣體與反應性氣體之間的比例、成膜時之氣體的供給量、成膜時之真空度、成膜時之磁力以及成膜時之電力所成的群而選擇之1種或2種以上的條件作調節,來形成混合區域。
在藉由上述之塗布成膜法來形成B區域的情況時,例如,係可藉由對於含有前述非過渡金屬(M1)之成膜原料種類(聚矽氮烷種類等)、觸媒種類、觸媒含有量、塗布膜厚、乾燥溫度、乾燥時間、改質方法、改質條件所成的群而選擇之1種或2種以上的條件作調節,來形成混合區域。
在藉由上述之氣相成膜法來形成A區域的情況時,例如,係可藉由對於在成膜原料中之前述過渡金屬(M2)與氧之間的比例、成膜時之惰性氣體與反應性氣體之間的比例、成膜時之氣體的供給量、成膜時之真空度、成膜時之磁力以及成膜時之電力所成的群而選擇之1種或2種以上的條件作調節,來形成混合區域。
另外,為了藉由上述之方法來對於混合區域之厚度作控制,係可對於形成A區域以及B區域之方法的形成條件適宜作調整來控制之。例如,在藉由氣相成膜法來形成A區域時,係可藉由對於成膜時間作控制而設為 所期望之厚度。又,除此之外,直接形成非過渡金屬與過渡金屬之混合區域的方法亦為理想。
作為直接形成混合區域之方法,係以使用公知之共蒸鍍法為理想。作為此種共蒸鍍法,較理想,係可列舉出共濺鍍法。在本發明中所採用之共濺鍍法,例如,係可為將由包含非過渡金屬(M1)以及過渡金屬(M2)之雙方的合金所成之複合靶材或者是由非過渡金屬(M1)以及過渡金屬(M2)之複合氧化物所成之複合靶材作為濺鍍靶材來使用的一元濺鍍。
又,在本發明中之共濺鍍法,係亦可為使用有包含非過渡金屬(M1)之單體或其氧化物以及包含過渡金屬(M2)之單體或其氧化物的複數之濺鍍靶材的多元同時濺鍍。關於製作此些之濺鍍靶材之方法以及使用此些之濺鍍靶材而製作由複合氧化物所成之薄膜的方法,例如,係可適宜參照日本特開2000-160331號公報、日本特開2004-068109號公報、日本特開2013-047361號公報等之記載。
又,作為實施共蒸鍍法時之成膜條件,係例示從在成膜原料中之前述過渡金屬(M2)與氧之間的比例、成膜時之惰性氣體與反應性氣體之間的比例、成膜時之氣體的供給量、成膜時之真空度以及成膜時之電力所成的群而選擇之1種或2種以上的條件,藉由對於此些之成膜條件(較理想,係為氧分壓)作調節,係能夠形成由具有氧缺損組成之複合氧化物所成之薄膜。亦即是,藉由使用如同上述一般之共蒸鍍法來形成氣體阻障層,係能夠將所形成 的氣體阻障層的厚度方向上之幾乎所有的區域設為混合區域。因此,若依據此種手法,則藉由對於混合區域之厚度作控制的極為簡便之操作,便能夠實現所期望之氣體阻障性。另外,為了對於混合區域之厚度作控制,例如,係只要對於實施共蒸鍍法時之成膜時間作調節即可。
〈氣體阻障層之轉印方法〉
本發明之氣體阻障層,係亦可如同在日本特開2015-173249號公報中所記載之剝離方法一般地,隔著剝離層來將氣體阻障層作為被剝離層而形成於玻璃等之基板上,之後,將被剝離層轉印至塑膠薄膜上,而使其作為氣體阻障性薄膜來起作用。又,係亦可轉印至有機電場發光(EL)元件等之電子元件處並作為密封層來起作用。
此種氣體阻障層之形成方法,特別是在容易對於在輕量、薄型或者是具有可撓性的電子元件上形成薄膜之氣體阻障層或密封層的工程之清淨度作管理而能夠使元件之量氯提昇的觀點上而言為理想。
具體而言,較理想,係在基板上,藉由下述一般之剝離方法,來將氣體阻障層作為被剝離層而形成之,該剝離方法,係具備有在基板上形成厚度0.1nm以上未滿10nm之剝離層之第1工程、和在前述剝離層上形成包含與前述剝離層相接之第1層的被剝離層之第2工程、以及將前述剝離層和前述第1層之一部分分離而將前述剝離層與前述被剝離層分離之第3工程。亦可在第2工程和 第3工程之間,設置形成剝離的起點之工程。
以下,對於剝離方法之其中一例作展示。圖7A~7F,係為對於剝離方法作說明之圖。
〈剝離方法〉
首先,作為第1工程,在製作基板101上形成厚度未滿10nm之剝離層103,接著,作為第2工程,在剝離層103上形成被剝離層105(圖7A)。於此,雖係針對形成島狀之剝離層的例子作了展示,但是,係並不被限定於此。又,係亦可將被剝離層105形成為島狀。
在此工程中,係選擇在將被剝離層105從製作基板101剝離時會於製作基板101與剝離層103之界面、剝離層103與被剝離層105之界面或者是剝離層103中而產生剝離一般的材料。在本實施形態中,雖係針對在被剝離層105和剝離層103之界面處而產生剝離的情況作例示,但是,依存於在剝離層103和被剝離層105中所使用的材料之組合,係並不被限定於此。另外,當被剝離層105係身為層積構造的情況時,係特別將與剝離層103相接之層記載為第1層。
剝離層103之厚度,例如,係只要設為未滿10nm,較理想係為8nm以下,更理想係為5nm以下,又更理想係為3nm以下即可。若是剝離層103越薄,則係能夠越提昇剝離之良率,而為理想。又,剝離層103之厚度,例如,係只要設為0.1nm以上、較理想係為0.5nm以 上,更理想係為1nm以上即可。若是剝離層103越厚,則係能夠成膜厚度為均勻之膜,而為理想。例如,剝離層103之厚度,係以1nm以上8nm以下為理想。在本實施形態中,係使用厚度5nm之鎢膜。
另外,剝離層103之厚度,作為其中一例,係以涵蓋層之全體而身為如同上述一般之厚度為理想。但是,本發明之實施形態的其中一個態樣,係並不被限定於此。例如,剝離層103,係亦可至少於一部分處具備有如同上述一般之厚度的區域。或者是,剝離層103,較理想,係可在剝離層之50%以上的區域、更理想係在剝離層之90%以上之區域中,而具有如同上述一般之厚度的區域。亦即是,在本發明之其中一個態樣中,係亦可在剝離層103之一部分處具備有厚度為未滿0.1nm之區域或者是10nm以上之區域。
在製作基板101處,係使用具備有至少能夠耐住製作工程中之處理溫度的耐熱性之基板。作為製作基板101,例如係可使用玻璃基板、石英基板、藍寶石基板、半導體基板、陶瓷基板、金屬基板、樹脂基板、塑膠基板等。
另外,為了使量產性提昇,作為製作基板101,係以使用大型之玻璃基板為理想。例如,係可使用第3世代(550mm×650mm)、第3.5世代(600mm×720mm、或者是620mm×750mm)、第4世代(680mm×880mm、或者是730mm×920mm)、第5世代(1100mm×1300mm)、第6世 代(1500mm×1850mm)、第7世代(1870mm×2200mm)、第8世代(2200mm×2400mm)、第9世代(2400mm×2800mm、2450mm×3050mm)、第10世代(2950mm×3400mm)等之玻璃基板,或者是較此而更大型之玻璃基板。
當在製作基板101處使用玻璃基板的情況時,若是於製作基板101與剝離層103之間,作為基底膜而形成氧化矽膜、氧氮化矽膜、氮化矽膜、氮氧化矽膜等之絕緣膜,則係能夠防止從玻璃基板而來之污染,而為理想。
剝離層103,係能夠使用從鎢(W)、鉬(Mo)、鈦、鉭、鈮、鎳、鈷、鋯、鋅、釕、銠、鈀、鋨、銥、矽所選擇之元素、包含該元素之合金材料或者是包含該元素之化合物材料等,而形成之。含有矽之層的結晶構造,係可為非晶質、微結晶、多晶之任一者。又,係亦可使用氧化鋁、氧化鎵、氧化鋅、二氧化鈦、氧化銦、銦錫氧化物、銦鋅氧化物、In-Ga-Zn氧化物等之金屬氧化物。若是在剝離層103處使用鎢、鈦、鉬等之高熔點金屬材料,則由於係能夠提高被剝離層105之形成工程的自由度,因此係為理想。
剝離層103,例如係可藉由濺鍍法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法(電漿CVD法、熱CVD法、MOCVD(Metal Organic CVD)法等)、ALD(Atomic Layer Deposition)法、塗布法(包含旋轉塗布法、液滴吐出法、分配(dispense)法等)、印刷法、蒸鍍法等來形成。
當剝離層103為單層構造的情況時,較理想,係形成鎢膜、鉬膜或者是包含鎢與鉬之混合物之膜。又,係亦可形成包含鎢之氧化物或氧氮化物之膜、包含鉬之氧化物或氧氮化物之膜、或者是包含鎢與鉬之混合物之氧化物或氧氮化物之膜。另外,所謂鎢與鉬之混合物,例如,係相當於鎢與鉬之合金。例如,係亦可使用Mo:W=3:1〔原子數比〕、Mo:W=1:1〔原子數比〕或者是Mo:W=1:3〔原子數比〕等之鉬與鎢之合金膜。又,鉬與鎢之合金膜,例如,係可使用Mo:W=49:51〔重量%〕、Mo:W=61:39〔重量%〕、Mo:W=14.8:85.2〔重量%〕之組成的金屬靶材而藉由濺鍍法來形成之。
藉由改變鎢膜之表面狀態,係能夠對於剝離層103與之後所形成的被剝離層之間之密著性作控制。例如,係亦可對於包含鎢之膜的表面,而進行熱氧化處理、氧電漿處理、一氧化二氮(N2O)電漿處理、以臭氧水等之氧化力為強之溶液所致之處理等,來形成包含鎢之氧化物之膜。又,電漿處理或加熱處理,係可在氧、氮、一氧化二氮之單獨氣體氛圍或者是該氣體與其他氣體之間的混合氣體氛圍下來進行。
在本發明之其中一個態樣中,藉由使用厚度未滿10nm之鎢膜,由於在第3工程中係能夠以小的剝離力來容易地進行剝離,因此,就算是並不進行上述之電漿處理或加熱處理亦可。藉由此,係能夠將剝離工程乃至於裝置之製作工程簡略化,而為理想。
作為被剝離層105,係製作在剝離層103上而相接之氣體阻障層。進而,係亦可在氣體阻障層上製作功能元件。
接著,使用接合層107來將被剝離層105和基板109相貼合,並使接合層107硬化(圖7B)。於此,圖7B係相當於圖7C中的一點鍊線A1-A2間的剖面圖。另外,圖7C,係為從基板109(未圖示)側來作了觀察的平面圖。
於此,接合層107,較理想,係以與剝離層103以及被剝離層105相重疊的方式來作配置。又,如同圖7B、圖7C中所示一般,接合層107之端部,較理想,係並不位置在較剝離層103之端部而更外側處。
接著,藉由雷射光之照射,來形成剝離之起點(形成剝離之起點之工程)(圖7B、圖7D)。
藉由使用雷射光之照射,係並不需要為了形成剝離之起點而進行基板之切斷等,而能夠抑制塵埃等之發生,故為理想。
雷射光,係對於硬化狀態之接合層107和被剝離層105以及剝離層103所相重疊之區域進行照射(參考圖7B之箭頭P1)。
雷射光,不論是從何者之基板側來照射均可,但是,為了對於散射後之光照射到功能元件等處的情形作抑制,較理想,係從被設置有剝離層103之製作基板101側來進行照射。另外,照射雷射光之側的基板,係使 用使該雷射光透過的材料。
藉由至少在第1層(被包含於被剝離層105中之與剝離層103相接之層)中產生碎裂(產生膜碎裂或裂痕),係能夠將第1層之一部分除去並形成剝離之起點(參考圖7D之以點線所包圍的區域)。此時,係亦可並不僅是第1層而亦將被剝離層105之其他層或者是剝離層103、接合層107之一部分除去。藉由雷射光之照射,係能夠使膜的一部分被熔解、蒸發或熱性破壞。又,剝離之起點的形成方法,係並不被作限定。只要至少使第1層之一部分被從剝離層而剝離即可,亦能夠使第1層之一部分並不被除去。
在剝離工程時,由於係以使將被剝離層105和剝離層103拉扯分離之力集中在剝離之起點處為理想,因此,較理想,係在硬化狀態之接合層107的相較於中央部而更靠端部近旁處形成剝離之起點。特別是,在端部近旁中,相較於邊部近旁,又以在角部近旁處形成剝離之起點為理想。
又,若是藉由在接合層107之端部近旁連續性地或者是斷續性地照射雷射光來實線狀或虛線狀地形成剝離之起點,則由於剝離係成為容易,因此係為理想。
在剝離之起點的形成中所使用之雷射,係並未特別作限定。例如,係可使用連續震盪型之雷射或脈衝震盪型之雷射。雷射光之照射條件(頻率、功率密度、能量密度、束輪廓等),係對於製作基板101和剝離層103 之厚度、材料等作考慮而適宜作控制。
之後,從所形成的剝離之起點起,來將被剝離層105與製作基板101相分離(圖7E、圖7F)。藉由此,係能夠將被剝離層105從製作基板101來轉置於基板109上。此時,較理想,係將其中一方之基板固定在吸附平台等之上。例如,係亦可將製作基板101固定在吸附平台上,並將被剝離層105從製作基板101剝離。又,係亦可將基板109固定在吸附平台上,並將製作基板101從基板109剝離。另外,被形成於較剝離之起點而更外側處的接合層107,係成為殘存在製作基板101或基板109之至少其中一方處。圖7E、圖7F,雖係針對殘存於雙方之側的例子作展示,但是,係並不被限定於此。
例如,係只要從剝離之起點起,藉由物理性之力(以人的手或治具來進行拉扯剝離之處理、或者是一面以滾輪旋轉一面進行分離之處理等)來使被剝離層105與製作基板101相分離即可。
又,係亦可使水等之液體浸透至剝離層103與被剝離層105之間的界面中,並使製作基板101與被剝離層105分離。藉由使液體經由毛細管現象來滲入至剝離層103與被剝離層105之間,係能夠容易地作分離。又,係能夠對於在剝離時所產生之靜電對於在被剝離層105中所包含的功能元件造成不良影響(例如半導體元件被靜電所破壞等)的情形作抑制。另外,係亦可將液體設為霧狀或蒸氣並作吹拂附著。作為液體,係可使用純水或有機溶 劑等,亦可使用中性、鹼性或酸性之水溶液或溶解有鹽之水溶液等。
另外,在剝離後,係亦可將殘留於基板109上的對於被剝離層105與基板109之間的接著並沒有幫助的接合層107等除去。藉由將其除去,係能夠對於在後續之工程中而對功能元件造成不良影響(雜質之混入等)的情形作抑制,而為理想。例如,係可藉由擦拭、洗淨等,來將不必要的樹脂除去。在以上所展示之本發明之其中一種態樣的剝離方法中,係先藉由雷射光之照射來形成剝離之起點而成為易於將剝離層103和被剝離層105剝離的狀態,再進行剝離。藉由此,係能夠使剝離工程之良率提昇。
〈電子元件〉
上述一般之本發明之氣體阻障性薄膜,係具備有優良的氣體阻障性、透明性、耐彎曲性。因此,本發明之氣體阻障性薄膜,係能夠使用於像是在電子元件等之封裝、光電轉換元件(太陽電池元件)或有機電場發光(EL)元件、液晶顯示元件等的電子元件中所使用的氣體阻障性薄膜以及使用有此之電子元件等的各種之用途中。
作為在電子元件中所使用的電子元件本體之例,例如,係可列舉出有機電場發光元件(有機EL元件)、液晶顯示元件(LCD)、薄膜電晶體、觸控面板、電子紙、太陽電池(PV)等。從能夠更有效率地得到本發明之效 果的觀點來看,該電子元件本體,係以有機EL元件為理想。
〈基材〉
作為在本發明中所使用之發光面側樹脂基材和背面側基材,係以使用塑膠薄膜為理想。所使用的塑膠薄膜,只要是能夠保持有機發光元件和氣體阻障層等之薄膜,則對於材質、厚度等係並未特別作限制,而可適宜選擇之。作為前述塑膠薄膜,具體而言,係可列舉出聚酯樹脂、甲基丙烯酸樹脂、甲烯丙烯酸-馬來酸共聚物、聚苯乙烯樹脂、透明氟樹脂、聚醯亞胺、氟化聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、聚醚醯胺樹脂、纖維素醯化物樹脂、聚胺酯樹脂、聚醚醚酮樹脂、聚碳酸酯樹脂、脂環式聚烯烴樹脂、聚芳酯樹脂、聚醚碸樹脂、聚碸樹脂、環烯烴共聚物、茀環變性聚碳酸酯樹脂、脂環變性聚碳酸酯樹脂、茀環變性聚酯樹脂、丙烯醯基化合物等之熱可塑性樹脂。
樹脂基材之厚度,係以10~100μm程度為理想,更理想,係為15~50μm。
除此之外,關於基材之種類、基材之製造方法等,係可適宜採用在日本特開2013-226758號公報之第「0125」~「0136」段落中所開示的技術。
特別是在捲繞形態之發光裝置的情況時,從能夠安定地支持發光裝置之觀點來看,背面基材,係以剛 性為高者為理想。
〈有機功能層單元之構成與製造方法〉
接著,針對作為在本發明中所能夠理想使用之發光元件的有機EL元件中之被形成於透明陽極上的有機功能層單元之各層之構成及其製造方法,作為代表例,而以電荷注入層、發光層、電洞輸送層、電子輸送層以及阻止層的順序來作說明。
(電荷注入層)
在本發明之有機EL元件中,所謂電荷注入層,係指為了使驅動電壓降低或者是使發光輝度提昇而設置在電極與發光層之間之層,並在「有機EL元件及其之工業化最前線(1998年11月30日NTS公司發行)」之第2篇第2章「電極材料」(123~166頁)中對於其之詳細內容有所記載,而存在有電洞注入層和電子注入層。
作為電荷注入層,一般而言,若是身為電洞注入層,則係可使其存在於透明陽極與發光層或者是電洞輸送層之間,若是身為電子注入層,則係可使其存在於陰極與發光層或電子輸送層之間。
電洞注入層,係在日本特開平9-45479號公報、日本特開平9-260062號公報、日本特開平8-288069號公報等之中亦對於其之詳細內容有所記載,作為在電洞注入層中所使用之材料,例如,係可列舉出卟啉衍生物、 酞花青衍生物、噁唑衍生物、噁二唑衍生物、三唑衍生物、咪唑衍生物、吡唑啉衍生物、吡唑哢衍生物、苯二胺衍生物、腙衍生物、茋衍生物、聚芳基烷烴衍生物、三芳基胺衍生物、咔唑衍生物、吲哚咔唑衍生物、異吲哚衍生物、蒽或萘等之并苯系衍生物、茀衍生物、茀酮衍生物,以及聚乙烯基咔唑,將芳香族胺導入至主鏈或側鏈處之高分子材料或者是寡聚物,聚矽烷,導電性聚合物或寡聚物(例如,PEDOT(聚乙烯二氧基噻吩):PSS(聚苯乙烯磺酸),苯胺系共聚物,聚苯胺,聚噻吩等)等。
作為三芳基胺衍生物,係可列舉出以α-NPD(4,4'-雙[N-(1-萘)-N-苯基氨基]聯苯)作為代表之聯苯胺型、或是以MTDATA(4,4',4"-參[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯基氨基)作為代表之星爆型、在三苯基氨基連結核心部處具有茀或蒽的化合物等。
又,像是在日本特表2003-519432號公報或日本特開2006-135145號公報等之中所記載一般之六氮雜聯伸三苯衍生物,亦同樣可作為電洞輸送材料來使用。
電子注入層,係在日本特開平6-325871號公報、日本特開平9-17574號公報、日本特開平10-74586號公報等之中亦對於其之詳細內容有所記載,作為在電子注入層中所合適使用之材料的具體例,係可列舉出以鍶或鋁等作為代表之金屬,以氟化鋰、氟化鈉、氟化鉀等作為代表之鹼金屬化合物,以氟化鎂、氟化鈣等作為代表之鹼金屬鹵化物層,以氟化鎂作為代表之鹼土類金屬化合物 層,以氧化鉬、氧化鋁等作為代表之金屬氧化物,以8-羥基喹啉鋰(Liq)等作為代表之金屬錯合物等。又,當在本發明中之透明電極係為陰極的情況時,係特別適合使用金屬錯合物等之有機材料。電子注入層,係以身為極薄之膜為理想,雖然亦依存於構成材料,但是,其層厚係以1nm~10μm之範圍為理想。
(發光層)
在本發明之有機EL元件中,構成有機功能層單元之發光層,係以作為發光材料而包含有磷光發光化合物的構成為理想。
此發光層,係為使從電極或電子輸送層所注入的電子和從電洞輸送層所注入的電洞進行再結合並發光之層,發光之部分,係可為發光層之層內,亦可為發光層與相鄰接之層之間的界面。
作為此種發光層,只要是所包含之發光材料為滿足發光要件,則對於其之構成係並未特別作限制。又,係亦可存在有複數層之具備有相同之發光頻譜或發光極大波長之層。於此情況,較理想,在各發光層之間,係具備有非發光性之中間層。
發光層之厚度的總和,較理想,係落於1~100nm之範圍內,基於能夠得到更低之驅動電壓的觀點而言,係以1~30nm之範圍內為更理想。另外,所謂發光層之厚度的總和,當在發光層之間存在有非發光性之中間 層的情況時,係為亦包含有該中間層之厚度。
在本發明中,係亦可採用將2個以上的發光層單元作了層積之構成。作為各個的發光層之厚度,較理想,係分別調整於1~50nm之範圍內,更理想,係調整為1~20nm之範圍內。當作了層積的複數之發光層係對應於藍、綠以及紅之各者之發光色的情況時,針對藍、綠以及紅之各發光層的厚度之關係,係並未特別作限制。
上述一般之發光層,係可將後述之發光材料與主體化合物,例如藉由真空蒸鍍法、旋轉塗布法、鑄造法、LB法(朗繆爾布洛傑特,Langmuir Blodgett法)、噴墨法等之公知之方法來形成。
又,發光層,係亦可將複數之發光材料作混合,亦可將磷光發光材料與螢光發光材料(螢光摻雜物,亦稱作螢光性化合物)在同一發光層中作混合使用。作為發光層之構成,較理想,係含有主體化合物(亦稱作發光主體等)以及發光材料(亦稱作發光摻雜化合物),並藉由發光材料來使其發光。
(主體化合物)
作為在發光層中所含有之主體化合物,較理想,係為在室溫(25℃)下之磷光發光的磷光量子產率為未滿0.1的化合物。進而,較理想,磷光量子產率係為未滿0.01。又,較理想,係在發光層中所含有的化合物之中,於該層中之體積比為50%以上。
作為主體化合物,係可將公知之主體化合物作單獨使用,或者是亦可使用複數種之主體化合物。藉由使用複數種之主體化合物,係能夠對於電荷之移動作調整,而能夠將有機電場發光元件高效率化。又,藉由將後述之發光材料作複數種使用,係成為能夠將相異之發光作混合,藉由此,係可得到任意之發光色。
作為在發光層中所使用之主體化合物,係可使用先前技術所公知之低分子化合物,亦可使用具有重複單元之高分子化合物,亦可為具備有如同乙烯基或環氧基一般之聚合性基的低分子化合物(蒸鍍聚合性發光主體)。
作為能夠適用在本發明中之主體化合物,例如,係可列舉出在日本特開2001-257076號公報、日本特開2002-308855號公報、日本特開2001-313179號公報、日本特開2002-319491號公報、日本特開2001-357977號公報、日本特開2002-334786號公報、日本特開2002-8860號公報、日本特開2002-334787號公報、日本特開2002-15871號公報、日本特開2002-334788號公報、日本特開2002-43056號公報、日本特開2002-334789號公報、日本特開2002-75645號公報、日本特開2002-338579號公報、日本特開2002-105445號公報、日本特開2002-343568號公報、日本特開2002-141173號公報、日本特開2002-352957號公報、日本特開2002-203683號公報、日本特開2002-363227號公報、日本特開2002-231453號公報、日本特開2003-3165號公報、日本特開2002-234888 號公報、日本特開2003-27048號公報、日本特開2002-255934號公報、日本特開2002-260861號公報、日本特開2002-280183號公報、日本特開2002-299060號公報、日本特開2002-302516號公報、日本特開2002-305083號公報、日本特開2002-305084號公報、日本特開2002-308837號公報、美國專利申請公開第2003/0175553號說明書、美國專利申請公開第2006/0280965號說明書、美國專利申請公開第2005/0112407號說明書、美國專利申請公開第2009/0017330號說明書、美國專利申請公開第2009/0030202號說明書、美國專利申請公開第2005/238919號說明書、國際公開第2001/039234號、國際公開第2009/021126號、國際公開第2008/056746號、國際公開第2004/093207號、國際公開第2005/089025號、國際公開第2007/063796號、國際公開第2007/063754號、國際公開第2004/107822號、國際公開第2005/030900號、國際公開第2006/114966號、國際公開第2009/086028號、國際公開第2009/003898號、國際公開第2012/023947號、日本特開2008-074939號公報、日本特開2007-254297號公報、歐洲專利第2034538號說明書等之中所記載一般的化合物。
(發光材料)
作為能夠在本發明中作使用的發光材料,係可列舉出磷光發光性化合物(亦稱作磷光性化合物、磷光發光材料 或磷光發光摻雜物)或者是螢光發光性化合物(亦稱作螢光性化合物或螢光發光材料)。
(磷光發光性化合物)
所謂磷光發光性化合物,係為被觀測到從三重激發態而來之發光的化合物,具體而言,係為在室溫(25℃)下而進行磷光發光之化合物,並被定義為磷光量子產率在25℃下而為0.01以上的化合物,但是,較理想,磷光量子產率係為0.1以上。
上述磷光量子產率,係可藉由在第4版實驗化學講座7之分光II的第398頁(1992年版,丸善)中所記載之方法來進行測定。在溶液中之磷光量子產率,係可使用各種之溶媒來進行測定,但是,當在本發明中而使用磷光發光性化合物的情況時,係只要在任意之溶媒的其中一者中作為上述磷光量子產率而達成0.01以上即可。
磷光發光性化合物,係可從在一般性之有機EL元件的發光層中所使用的公知之物之中作適宜選擇並使用,但是,較理想,係為含有元素之周期表中的第8~10族之金屬的錯合物系化合物,更理想,係為銥化合物、鋨化合物、鉑化合物(鉑錯合物系化合物)、或者是稀土類錯合物,其中,最為理想者,係為銥化合物。
在本發明中,亦可使至少1個的發光層含有2種以上的磷光發光性化合物,亦可為在發光層中之磷光發光性化合物的濃度比會於發光層之厚度方向上而改變的態 樣。
作為能夠在本發明中作使用的公知之磷光發光性化合物之具體例,係可列舉出在以下之文獻中所記載的化合物等。
係可列舉出在Nature 395,151(1998)、Appl.Phys.Lett.78,1622(2001)、Adv.Mater.19,739(2007)、Chem.Mater.17,3532(2005)、Adv.Mater.17,1059(2005)、國際公開第2009/100991號、國際公開第2008/101842號、國際公開第2003/040257號、美國專利申請公開第2006/835469號說明書、美國專利申請公開第2006/0202194號說明書、美國專利申請公開第2007/0087321號說明書、美國專利申請公開第2005/0244673號說明書等之中所記載的化合物。
又,係可列舉出在Inorg.Chem.40,1704(2001)、Chem.Mater.16,2480(2004)、Adv.Mater.16,2003(2004)、Angew.Chem.lnt.Ed.2006,45,7800、Appl.Phys.Lett.86,153505(2005)、Chem.Lett.34,592(2005)、Chem.Commun.2906(2005)、Inorg.Chem.42,1248(2003)、國際公開第2009/050290號、國際公開第2002/015645號、國際公開第2009/000673號、美國專利申請公開第2002/0034656號說明書、美國專利第7332232號說明書、美國專利申請公開第2009/0108737號說明書、美國專利申請公開第2009/0039776號、美國專利第6921915號、美國專利第6687266號說明書、美國專利申請公開第2007/0190359號 說明書、美國專利申請公開第2006/0008670號說明書、美國專利申請公開第2009/0165846號說明書、美國專利申請公開第2008/0015355號說明書、美國專利第7250226號說明書、美國專利第7396598號說明書、美國專利申請公開第2006/0263635號說明書、美國專利申請公開第2003/0138657號說明書、美國專利申請公開第2003/0152802號說明書、美國專利第7090928號說明書等之中所記載的化合物。
又,係亦可列舉出在Angew.Chem.lnt.Ed.47,1(2008)、Chem.Mater.18,5119(2006)、Inorg.Chem.46,4308(2007)、Organometallics23,3745(2004)、Appl.Phys.Lett.74,1361(1999)、國際公開第2002/002714號、國際公開第2006/009024號、國際公開第2006/056418號、國際公開第2005/019373號、國際公開第2005/123873號、國際公開第2005/123873號、國際公開第2007/004380號、國際公開第2006/082742號、美國專利申請公開第2006/0251923號說明書、美國專利申請公開第2005/0260441號說明書、美國專利第7393599號說明書、美國專利第7534505號說明書、美國專利第7445855號說明書、美國專利申請公開第2007/0190359號說明書、美國專利申請公開第2008/0297033號說明書、美國專利第7338722號說明書、美國專利申請公開第2002/0134984號說明書、美國專利第7279704號說明書、美國專利申請公開第2006/098120號說明書、美國專利申請公開第 2006/103874號說明書等之中所記載的化合物。
進而,係可列舉出國際公開第2005/076380號、國際公開第2010/032663號、國際公開第2008/140115號、國際公開第2007/052431號、國際公開第2011/134013號、國際公開第2011/157339號、國際公開第2010/086089號、國際公開第2009/113646號、國際公開第2012/020327號、國際公開第2011/051404號、國際公開第2011/004639號、國際公開第2011/073149號、日本特開2012-069737號公報、日本特開2009-114086號公報、日本特開2003-81988號公報、日本特開2002-302671號公報、日本特開2002-363552號公報等。
在本發明中,作為理想之磷光發光性化合物,係可列舉出於中心金屬具有Ir之有機金屬錯合物。進而,係以包含金屬-碳鍵結、金屬-氮鍵結、金屬-氧鍵結、金屬-硫鍵結之至少1個的配位構造之錯合物為理想。
上述所說明了的磷光發光性化合物(亦稱作磷光發光性金屬錯合物),例如,係可藉由適用在Organic Letter雜誌、vol3、No.16、2579~2581頁(2001)、Inorganic Chemistry,第30卷、第8號、1685~1687頁(1991年)、J.Am.Chem.Soc.,123卷、4304頁(2001年)、Inorganic Chemistry,第40卷、第7號、1704~1711頁(2001年)、Inorganic Chemistry,第41卷、第12號、3055~3066頁(2002年)、New Journal of Chemistry.,第26 卷、1171頁(2002年)、European Journal of Organic Chemistry,第4卷、695~709頁(2004年)、乃至於此些之文獻中之參考文獻等之中所記載的方法,來合成之。
(螢光發光性化合物)
作為螢光發光性化合物,例如,係可列舉出香豆素系色素、哌喃系色素、花青系色素、克酮酸(Croconium)系色素、方酸菁系色素、氧代苯并蒽系色素、螢光素系色素、玫瑰紅系色素、吡喃系色素、苝系色素、茋系色素、聚噻吩系色素或者是稀土類錯合物系螢光體等。
(電洞輸送層)
所謂電洞輸送層,係由具備有輸送電洞之功能的電洞輸送材料所構成,在較廣的定義下,電洞注入層以及電子阻止層係亦具備有電洞輸送層之功能。電洞輸送層,係可設置單層或者是複數層。
作為電洞輸送材料,係為具備有電洞之注入或輸送、電子之障壁性的其中一者之特性者,而可為有機物、無機物之任一者。例如,係可列舉出三唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、聚芳基烷烴衍生物、吡唑啉衍生物、吡唑哢衍生物、苯二胺衍生物、芳基胺衍生物、胺基酸置換查耳酮衍生物、噁唑衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、茀酮衍生物、腙衍生物、茋衍生物、矽氮烷衍生物、苯胺系共聚物、導電性高分子寡聚物以及噻吩寡聚物等。
作為電洞輸送材料,係可使用上述之物,但是,除此之外,亦可使用卟啉化合物、芳香族3級胺化合物以及苯乙烯基胺化合物,特別是以使用芳香族3級胺化合物為理想。
作為芳香族3級胺化合物以及苯乙烯基胺化合物之代表例,係可列舉出:N,N,N',N'-四苯基-4,4'-二胺基苯、N,N'-二苯基-N,N'-雙(3-甲基苯基)-[1,1'-聯苯]-4,4'-二胺(略稱:TPD)、2,2-雙(4-二-p-甲苯基胺基苯基)丙烷、1,1-雙(4-二-p-甲苯基胺基苯基)環己烷、N,N,N',N'-四-p-甲苯基-4,4'-二胺基聯苯、1,1-雙(4-二-p-甲苯基胺基苯基)-4-苯基環己烷、雙(4-二甲基胺基-2-甲基苯基)苯基甲烷、雙(4-二-p-甲苯基胺基苯基)苯基甲烷、N,N'-二苯基-N,N'-二(4-甲氧苯基)-4,4'-二胺基聯苯、N,N,N',N'-四苯基-4,4'-二胺基二苯醚、4,4'-雙(二苯基胺基)四聯苯(quadriphenyl)、N,N,N-三(p-甲苯基)胺、4-(二-p-甲苯基胺基)-4'-[4-(二-p-甲苯基胺基)苯乙烯基]茋、4-N,N-二苯基胺基-(2-二苯基乙烯基)苯、3-甲氧基-4'-N,N-二苯基胺基茋以及N-苯基咔唑等。
電洞輸送層,係可將上述電洞輸送材料,例如藉由真空蒸鍍法、旋轉塗布法、鑄造法、包含噴墨法之印刷法以及LB法(朗繆爾布洛傑特,Langmuir Blodgett法)等之公知之方法來薄膜化而形成。針對電洞輸送層之層厚,係並未特別作限制,但是,通常係為5nm~5μm程度,較理想係為5~200nm之範圍。此電洞輸送層,係亦 可為由上述材料之1種或2種以上所成之單層構造。
又,係亦可藉由在電洞輸送層之材料中摻雜雜質,來將p性提高。作為其之例子,係可列舉出在日本特開平4-297076號公報、日本特開2000-196140號公報、日本特開2001-102175號公報以及J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等之中所記載者。
如此這般,若是將電洞輸送層之p性提高,則由於係能夠製作更為低消耗電力之元件,因此係為理想。
(電子輸送層)
所謂電子輸送層,係由具備有輸送電子之功能的材料所構成,在較廣的定義下,電子注入層以及電洞阻止層係亦被包含於電子輸送層中。電子輸送層,係可作為單層構造或者是複數層之層積構造來設置之。
在單層構造之電子輸送層以及層積構造之電子輸送層中,作為構成與發光層相鄰接之層部分的電子輸送材料(亦兼作為電洞阻止材料),係只要具備有將藉由陰極所注入了的電子傳導至發光層處的功能即可。作為此種材料,係可從先前技術所公知之化合物中選擇任意之物來作使用。例如,係可列舉出硝基置換茀衍生物、二苯基醌衍生物、硫哌喃二氧化物衍生物、碳二醯亞胺、亞茀基甲烷衍生物、蒽醌基二甲烷衍生物、蒽酮衍生物以及噁二唑衍生物等。進而,在上述噁二唑衍生物中,係亦可將對於 噁二唑環之氧原子而以硫原子來作了置換的噻二唑衍生物、具有作為電子吸引基而為周知之喹噁啉環之喹噁啉衍生物,作為電子輸送層之材料來使用。進而,係亦可使用將此些之材料導入至高分子鏈中之高分子材料或者是以此些之材料作為高分子的主鏈之高分子材料。
又,係亦可將8-羥基喹啉衍生物之金屬錯合物,例如參(8-羥基喹啉)鋁(略稱:Alq3)、參(5,7-二氯-8-羥基喹啉)鋁、參(5,7-二溴-8-羥基喹啉)鋁、參(2-甲基-8-羥基喹啉)鋁、參(5-甲基-8-羥基喹啉)鋁、雙(8-羥基喹啉)鋅(略稱:Znq)等,以及將此些之金屬錯合物之中心金屬置換為In、Mg、Cu、Ca、Sn、Ga或者是Pb的金屬錯合物,作為電子輸送層之材料來使用。
電子輸送層,係可將上述材料,例如藉由真空蒸鍍法、旋轉塗布法、鑄造法、包含噴墨法之印刷法以及LB法等之公知之方法來薄膜化而形成。針對電子輸送層之層厚,係並未特別作限制,但是,通常係為5nm~5μm程度,較理想係為5~200nm之範圍。電子輸送層,係亦可為由上述材料之1種或2種以上所成之單一構造。
(阻止層)
作為阻止層,係可列舉出電洞阻止層以及電子阻止層,而為除了上述所說明了的有機功能層單元之各構成層以外進而因應於需要所設置之層。例如,係可列舉出在日本特開平11-204258號公報、日本特開平11-204359號公 報以及「有機EL元件及其之工業化最前線(1998年11月30日NTS公司發行)」之第237頁等之中所記載的電洞阻止(hole block)層等。
所謂電洞阻止層,在較廣的定義下,係具備有電子輸送層之功能。電洞阻止層,係由具備有輸送電子之功能並且輸送電洞之能力為顯著地小之電洞阻止材料所成,藉由一面輸送電子一面阻止電洞,係能夠使電子與電洞之再結合機率提昇。又,係可將電子輸送層之構成因應於需要而作為電洞阻止層來使用。電洞阻止層,較理想,係鄰接於發光層而被設置。
另一方面,所謂電子阻止層,在較廣的定義下,係具備有電洞輸送層之功能。電子阻止層,係由具備有輸送電洞之功能並且輸送電子之能力為顯著地小之材料所成,藉由一面輸送電洞一面阻止電子,係能夠使電子與電洞之再結合機率提昇。又,係可將電洞輸送層之構成因應於需要而作為電子阻止層來使用。作為適用於本發明中之電洞阻止層之層厚,較理想,係為3~100nm之範圍內,更理想,係為5~30nm之範圍內。
[陽極]
作為在有機EL元件中之陽極,係可理想使用以工作函數為大(4eV以上,較理想係為4.5eV以上)的金屬、合金、電傳導性化合物以及此些之混合物作為電極物質者。作為此種電極物質之具體例,係可列舉出Au等之金屬、 CuI、銦錫氧化物(ITO)、SnO2、ZnO等之導電性透明材料。又,係亦可使用IDIXO(In2O3-ZnO)等之身為非晶質並且能夠製作透明導電膜的材料。
陽極,係可藉由將此些之電極物質作蒸鍍或濺鍍等之方法來形成薄膜,並藉由光微影法來形成所期望之形狀的圖案,或者是,當並不需要太高的圖案精確度(100μm以上程度)的情況時,係亦可在上述電極物質之蒸鍍或濺鍍時,隔著所期望之形狀的遮罩來形成圖案。
或者是,在使用如同有機導電性化合物一般之可進行塗布之物質的情況時,係亦可使用印刷方式、塗敷方式等之濕式成膜法。在藉由此陽極而取出發光的情況時,較理想,係將透射率設為較10%而更大,又,作為陽極之薄片阻抗,係以數百Ω/□以下為理想。
陽極之膜厚,雖亦依存於材料,但是,通常係在10nm~1μm之範圍、較理想為10~200nm之範圍內來作選擇。
[陰極]
陰極,係為為了對於有機功能層單元供給電洞而起作用的電極膜,而可使用金屬、合金、有機或無機之導電性化合物、或者是此些之混合物。具體而言,係可列舉出金、鋁、銀、鎂、鋰、鎂/銅混合物、鎂/銀混合物、鎂/鋁混合物、鎂/銦混合物、銦、鋰/鋁混合物、希土類金屬、ITO、ZnO、TiO2以及SnO2等之氧化物半導體等。
陰極,係可使用此些之導電性材料,而藉由蒸鍍或濺鍍等之方法來形成薄膜並製作之。又,作為陰極之薄片阻抗,係以數百Ω/□以下為理想,膜厚,通常係在5nm~5μm、較理想為5~200nm之範圍內來作選擇。
另外,當有機EL元件為亦從陰極側來取出發光光之兩面發光型的情況時,係只要選擇光透射性為良好之陰極來構成即可。
[密封構件]
本發明之有機EL元件,較理想,係具備有為了將包含透明陽極之透明導電性薄膜(TF)、陰極以及被形成在陰極與透明陽極之間之有機功能層單元從外氣來遮斷而藉由密封構件來作密封的構成。
作為在本發明中所使用之密封手段,例如,係可列舉出將密封材料與上述有機EL元件之構成構件藉由接著劑來形成密封樹脂層並作接著的方法。
作為此,係只要能夠以將有機EL元件之顯示區域作覆蓋的方式來作配置即可,而可為凹板狀、亦可為平板狀。又,對於透明性、電性絕緣性,係並不特別作要求。
作為在密封中所使用之密封材料,具體而言,係可列舉出玻璃板、聚合物板、聚合物薄膜、金屬板、金屬薄膜等。作為玻璃板,特別可列舉出鈉鈣玻璃、含鋇、鍶之玻璃,鉛玻璃,矽鋁酸鹽玻璃、硼矽酸鹽玻璃、鋇硼矽酸鹽玻璃、石英等。又,作為聚合物板,例 如,係可列舉出聚碳酸酯、丙烯酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚醚硫化物、聚碸等。作為金屬板,係可列舉出藉由從由不銹鋼、鐵、銅、鋁、鎂、鎳、鋅、鉻、鈦、鉬、矽、鍺及鉭所成之群中而選擇的1種以上之金屬或合金所成者。
在本發明中,從能夠將有機EL元件薄膜化的觀點來看,係可理想使用聚合物薄膜、金屬薄膜。進而,聚合物薄膜,較理想,係為藉由準據於JIS K 7126-1987之方法所測定出的氧透過度為1×10-3cm3/(m2.24h.atm)以下、藉由準據於JIS K 7129-1992之方法所測定出的水蒸氣透過度(25±0.5℃、相對濕度(90±2)%RH)為1×10-3g/(m2‧24h)以下者。
為了將密封構件加工成凹狀,係使用噴砂加工、化學蝕刻加工等。
作為形成密封樹脂層之接著劑的具體例,係可列舉出丙烯酸系寡聚物、甲基丙烯酸系寡聚物之具有反應性乙烯基的光硬化以及熱硬化型接著劑、2-氰基丙烯酸酯等之濕氣硬化型等之接著劑。又,係可列舉出環氧系等之熱以及化學硬化型(二液混合)。又,係可列舉出熱熔膠型之聚醯胺、聚酯、聚烯烴。又,係可列舉出陽離子硬化型之紫外線硬化型環氧樹脂接著劑。
另外,由於有機EL元件係會有起因於熱處理而劣化的情形,因此,係以能夠在室溫~80℃之溫度範圍內而進行接著硬化者為理想。又,係亦可使乾燥劑分散於 前述接著劑中。
對於密封材料之接著劑的塗布,係可使用市面販賣之分配器,亦可如同網版印刷一般地來進行印刷。
〈其他之發光元件〉
另外,以上,作為發光元件之其中一例,雖係針對有機EL元件來作了敘述,但是,本發明之其中一個態樣係並不被限定於此,亦可使用其他之顯示元件、發光元件、半導體元件等。
例如,在本說明書中,顯示元件、身為具備有顯示元件的裝置之顯示裝置、發光元件、以及身為具備有發光元件的裝置之發光裝置,係可使用各種之形態,或者是可具備各種之元件。作為顯示元件、顯示裝置、發光元件或發光裝置之其中一例,係存在有EL元件(包含有機物以及無機物之EL元件、有機EL元件、無機EL元件)、LED(白色LED、紅色LED、綠色LED、藍色LED等)、電晶體(因應於電流而發光之電晶體)、電子放出元件、液晶元件、電子墨水、電泳動元件、光柵光閥(GLV)、電漿顯示器面板(PDP)、MEMS(微機電系統)、數位微透鏡元件(DMD)、DMS(數位微快門)、IMOD(干涉調變)元件、電濕潤(ELECTROWETTING)元件、壓電陶瓷顯示器、碳奈米管等之藉由電性磁性作用來使對比度、輝度、反射率、透射率等變化的顯示媒體者。作為使用有EL元件之顯示裝置的其中一例,係存在有EL顯示器等。 作為使用有電子放出元件之顯示裝置的其中一例,係存在有場發射顯示器(FED)或者是SED方式平面型顯示器(SED:Surface-conduction Electron-emitter Display)等。作為使用有液晶元件之顯示裝置的其中一例,係存在有液晶顯示器(透過型液晶顯示器、半透過型液晶顯示器、反射型液晶顯示器、直視型液晶顯示器、投射型液晶顯示器)等。作為使用有電子墨水或電泳動元件之顯示裝置的其中一例,係存在有電子紙等。
[實施例]
以下,列舉出實施例以對本發明作具體性之說明,但是,本發明,係並不被此些之例子所限定。另外,在實施例中,雖係使用有「份」或「%」之標示,但是,只要並未特別作說明,則係代表「質量份」或「質量%」。
實施例1
〈有機EL元件之製作〉
[有機EL元件1之製作]
依據下述之方法,而製作了有機EL元件1。
[透明導電性薄膜1之製作]
[工程1-1:樹脂基材之準備]
作為樹脂基材,使用在兩面上進行了易接著加工之厚度23μm的聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(TEIJIN DUPONT FILMS股份有限公司製,KFL12W#23,以下,略記為PET),並藉由卷至卷方式來在兩面上形成了下述之硬塗層。
在此PET之與形成氣體阻障層之面相反側之面上,形成了具有防阻塞(antiblock)功能之透明硬塗層。具體而言,係將UV硬化型樹脂(Aica Kogyo股份有限公司製、型號:Z731L)以乾燥膜厚會成為0.5μm的方式來進行了塗布,之後,以80℃來乾燥,之後,在空氣中,使用高壓水銀燈管來以照射能量0.5J/cm2的條件來進行了硬化。
接著,在形成氣體阻障層之側之面上,形成了厚度2μm之透明硬塗層。具體而言,係將JSR股份有限公司製之UV硬化型樹脂OPSTAR(註冊商標)Z7527以乾燥膜厚會成為2μm的方式來進行了塗布,之後,以80℃來乾燥,之後,在空氣中,使用高壓水銀燈管來以照射能量0.5J/cm2的條件來進行了硬化。如此這般,而製作了樹脂基材(以下,針對所有的製作例,係使用相同之基材)。
接著,在上述樹脂基材之形成氣體阻障層之側之面的相反面處,隔著厚度20μm之具有由耐熱性丙烯酸系樹脂所成的黏著劑之黏著層,而作為支持薄膜來貼合厚度75μm之PET薄膜,並藉由軋輥來進行壓著,而得到了附輔助薄膜樹脂基材。
(工程1-2:CVD氣體阻障層之形成)
藉由下述之電漿CVD法,而在樹脂基材上形成了氣體阻障層。
(電漿CVD法)
使用在日本特開2007-307784號公報中所記載之電漿CVD裝置,而在樹脂基材上,依據下述之成膜條件而形成了由氧化矽所成之厚度200nm的氣體阻障層。
〈成膜條件〉
原料氣體(六甲基二矽氧烷、HMDSO)之供給量:30sccm(Standard Cubic Centimeter per Minute)
氧氣(O2)之供給量:300sccm
真空腔內之真空度:3Pa
從電漿產生用電源而來之施加電力:0.5kW
電漿產生用電源之頻率:13.56MHz
可撓性樹脂基材之搬送速度:0.4m/min
(工程1-3:塗布氣體阻障層之形成)
將含有20質量%之全氫聚矽氮烷的二丁醚溶液(AZ Electronic Materials股份有限公司製,NN120-20)、和含有胺觸媒(N,N,N',N'-四甲基-1,6-二氨基己烷(TMDAH))之全氫聚矽氮烷20質量%的二丁醚溶液(AZ Electronic Materials股份有限公司製,NAX120-20),以4:1(質量 比)之比例來混合,並進而為了進行乾燥膜厚調整而以二丁醚來作稀釋,而調製出固形量8質量%之塗布液。
在塗布氣體阻障層之形成中,係使用了能夠連續地進行塗布面側保護薄膜剝離、塗布、乾燥、準分子改質處理、塗布面側保護薄膜貼合之卷至卷方式的塗布裝置。
在上述基材上,使用模塗機,而將上述塗布液以使乾燥後之厚度會成為250nm的方式來進行塗布,並在乾燥區域中而以80℃來作了乾燥。
接著,連續地對於乾燥後的塗膜而在具有波長172nm之Xe準分子燈管的真空紫外線照射區域中以將照射能量設為6.0J/cm2的條件而進行真空紫外線照射處理,並形成了氣體阻障層。此時,係以加熱至60℃之氮來對於照射氛圍作置換,而將氧濃度設為0.1體積%。至此為止,在塗布面上係並沒有搬送輥等之接觸。
將此工程更進而反覆進行2次,將厚度250nm之塗布氣體阻障層進行3層層積而形成。接著,在塗布面上,作為保護薄膜而貼合自我黏著OPP薄膜(FUTAMURA CHEMICAL公司製,FSA010M),之後,作了捲繞。
如此這般,而得到了合計之厚度為950nm的具備有氣體阻障層之氣體阻障性薄膜基材1。
使用Ca法,而對於氣體阻障性薄膜基材1之水蒸氣透過率作了測定。測定條件,係設為40℃、 90%RH。所得到的水蒸氣透過率,係為8.2×10-6g/(m2‧24h)。
〈由Ca法所致之水蒸氣透過率之測定〉
(評價用胞之製作)
在對於氣體阻障性薄膜之氣體阻障層表面進行了UV洗淨之後,在氣體阻障層表面上,作為密封樹脂層,而以厚度20μm來貼合了熱硬化型之薄片狀接著劑(環氧系樹脂)。在將此打穿裁切為50mm×50mm之尺寸之後,裝入至套手工作箱中,並進行了24小時之乾燥處理。
將50mm×50mm尺寸之無鹼玻璃板(厚度0.7mm)的單面作了UV洗淨。
使用ALS Technology股份有限公司製之真空蒸鍍裝置,來在玻璃板之中央隔著遮罩而以20mm×20mm之尺寸來蒸鍍了Ca。Ca之厚度,係設為80nm。
將已蒸鍍有Ca之玻璃板從套手工作箱中取出,並以使貼合了密封樹脂層之氣體阻障性薄膜的密封樹脂層面會與玻璃板之Ca蒸鍍面相接的方式來作配置,而藉由真空層壓機來作了接著。此時,係進行了110℃之加熱。進而,將進行了接著後的試料,使玻璃板朝向下方地來放置在設定為110℃之熱板上,並使其作了30分鐘的硬化,而製作了評價用胞。
另外,為了確認並不存在有從氣體阻障性薄膜面以外而來之水蒸氣的透過,作為比較試料,係代替氣 體阻障性薄膜試料,而將使用了厚度0.2mm之石英玻璃板的試料,同樣地在40℃、90%RH之高溫高濕下進行保存,而確認到了就算是在經過了500小時以後也沒有發生金屬鈣腐蝕。
(水蒸氣透過率之測定)
使用上述評價用胞,而根據500小時經過前與經過後之Ca之透過濃度的變化來求取出與Ca作了反應的水份量,並求取出了水蒸氣透過率。
在透過濃度測定中,係使用了KONICA MINOLTA公司製之黑白透過濃度計TM-5。透過濃度,係在評價用胞之任意的4點處進行測定,並算出其之平均值。
[有機EL元件之製作]
(工程1-4:透明陽極之形成)
在將所得到了的氣體阻障性薄膜基材1之保護薄膜剝離之後的氣體阻障層上,依據下述之方法而形成了由銀薄膜所構成之透明陽極。
另外,有機EL元件1之外形尺寸,係為60mm×150mm,發光部分之尺寸,係為40mm×130mm。
將氣體阻障性薄膜基材1固定在市面販賣之真空蒸鍍裝置的基材支持器上,並在鎢製之電阻加熱舟中裝填銀(Ag),而安裝在真空蒸鍍裝置之第1真空槽內。
接著,在將第1真空槽減壓至了4×10-4Pa之後,對於裝入有銀的電阻加熱舟通電並進行了加熱。藉由此,而以蒸鍍速度0.1nm/秒~0.2nm/秒來形成厚度15nm之由銀所成之透明陽極,並製作了透明導電性薄膜1。
〈工程1-5:有機功能層單元~陰極之形成〉
接著,使用市面販賣之真空蒸鍍裝置,而在減壓至真空度1×10-4Pa之後,一面使形成至了透明陽極之透明導電性薄膜1移動,一面將下述所示之化合物HT-1,以蒸鍍速度0.1nm/秒來進行蒸鍍,而設置了20nm之電洞輸送層(HTL)。
接著,將下述所示之化合物A-3(藍色發光摻雜物)、化合物A-1(綠色發光摻雜物)、化合物A-2(紅色發光摻雜物)以及化合物H-1(主體化合物),以使化合物A-3會相對於膜厚而線性地成為35質量%~5質量%的方式,來依據成膜區域而使蒸鍍速度改變,並以使化合物A-1和化合物A-2並不依存於膜厚地而各別成為0.2質量%之濃度的方式,來設為蒸鍍速度0.0002nm/秒,並且以使化合物H-1會成為64.6質量%~94.6質量%的方式,來依據成膜區域而使蒸鍍速度改變,而以會使總層厚成為70nm的方式來進行共蒸鍍並形成了發光層。
之後,將下述化合物ET-1以膜厚30nm來進行蒸鍍而形成電子輸送層,並且進而以厚度2nm來形成氟化鉀(KF),而形成了有機功能層單元。接著,將鋁蒸鍍 110nm,而形成了陰極。
另外,上述化合物HT-1、化合物A-1~3、化合物H-1以及化合物ET-1,係為以下所示之化合物。
(工程1-6:密封工程)
接著,作為密封基材,使用在透明導電性薄膜1之製作中所使用了的氣體阻障性薄膜基材1,並使用在此密封 基材之單面上作為密封樹脂層而以厚度20μm來貼合了熱硬化型之接著劑(環氧系樹脂)的密封構件,來重合於形成至了陰極之試料上。此時,係以使透明陽極以及陰極之引繞電極的端部會露出於外部的方式,來將密封構件之密封樹脂層形成面和有機EL元件之有機功能層單元面作了重合。
接著,將上述層積體配置在減壓裝置內,並在90℃且0.1MPa之減壓條件下,對於作了重合的形成有樹脂基材~陰極間之試料和密封構件施加按壓,並作了5分鐘的保持。接著,使層積體回到大氣壓環境中,並進而以90℃來進行30分鐘之加熱,而使接著劑作了硬化。
上述密封工程,係在含水率為1ppm以下之氮氛圍中,於依據JIS B 9920所測定的清淨度為class100並且露點溫度為-80℃以下、氧濃度為0.8ppm以下的大氣壓下來進行。另外,關於從透明陽極以及陰極而來之引繞配線等的形成之記載,於此係省略。
接著,將基板側以及密封側之氣體阻障性薄膜基材1的支持薄膜作了剝離。
藉由上述過程,而製作了全厚度為約75μm的身為白色發光裝置之有機EL元件1。
《有機EL元件2之製作》
依據下述之方法,而製作了有機EL元件2。
[透明導電性薄膜1之製作]
[工程2-1:樹脂基材之準備]
係設為與有機EL元件1相同。
(工程2-2:塗布氣體阻障層之形成)
將含有20質量%之全氫聚矽氮烷的二丁醚溶液(AZ Electronic Materials股份有限公司製,NN120-20)、和含有胺觸媒(N,N,N',N'-四甲基-1,6-二氨基己烷(TMDAH))之全氫聚矽氮烷20質量%的二丁醚溶液(AZ Electronic Materials股份有限公司製,NAX120-20),以4:1(質量比)之比例來混合,並進而為了進行乾燥膜厚調整而以二丁醚來作稀釋,而調製出固形量8質量%之塗布液。
在塗布氣體阻障層之形成中,係使用了能夠連續地進行塗布面側保護薄膜剝離、塗布、乾燥、準分子改質處理、塗布面側保護薄膜貼合之卷至卷方式的塗布裝置。
在上述基材上,使用模塗機,而將上述塗布液以使乾燥後之厚度會成為250nm的方式來進行塗布,並在乾燥區域中而以80℃來作了乾燥。
接著,連續地對於乾燥後的塗膜而在具有波長172nm之Xe準分子燈管的真空紫外線照射區域中以將照射能量設為6.0J/cm2的條件而進行真空紫外線照射處理,並形成了塗布氣體阻障層1。此時,係以加熱至60℃之氮來對於照射氛圍作置換,而將氧濃度設為0.1體積 %。至此為止,在塗布面上係並沒有搬送輥等之接觸。
接著,在塗布面上,並不貼合保護薄膜地而作了捲繞。
〈工程2-31:過渡金屬含有層之形成〉
在藉由工程2-2所得到的塗布氣體阻障層之上,使用卷至卷方式之磁控管濺鍍裝置,而形成了身為過渡金屬含有層之氧化鈮層。
作為靶材,係使用了市面販賣之氧缺損型氧化鈮靶材,並藉由DC脈衝方式來進行了濺鍍。將輸出密度設為4.0kW/cm2,將T-S間距離設為100mm,將製膜壓力設為0.2Pa,並作為製程氣體而使用氬和氧,而將氧比例設為了10%。又,係以使膜厚會成為15nm的方式來對於搬送速度作了調整。
(工程2-4:塗布氣體阻障層2之形成)
除了設為固形量4質量%以外,與塗布氣體阻障層1同樣的而調製了塗布液。又,除了以使乾燥後之厚度會成為110nm的方式來進行了塗布以外,與塗布氣體阻障層1同樣的而形成了塗布氣體阻障層1。
接著,在塗布面上,作為保護薄膜而貼合自我黏著OPP薄膜(FUTAMURA CHEMICAL公司製,FSA010M),之後,作了捲繞。
如此這般,而得到了合計之厚度為375nm的 具備有氣體阻障層之氣體阻障性薄膜基材2。
使用Ca法,而對於氣體阻障性薄膜基材2之水蒸氣透過率作了測定。測定條件,係與氣體阻障性薄膜基材1之測定同樣的而設為40℃、90%RH。所得到的水蒸氣透過率,係為6.8×10-6g/(m2‧24h)。
又,係藉由XPS法來對於氣體阻障層之厚度方向上的組成輪廓(profile)作了分析。係確認到:在塗布氣體阻障層1與過渡金屬含有層之間的界面1處、以及在過渡金屬含有層與塗布氣體阻障層2之間的界面2處,係被形成有包含Si和Nb之混合區域。又,在使用關係式(2)而對於在混合區域中之氧缺損度的最小值進行了求取之後,其結果,在界面1處係為0.57,在界面2處係為0.60。
〈氣體阻障層之厚度方向的組成分布之測定〉
藉由XPS分析,來對於氣體阻障層之厚度方向的組成分布輪廓(profile)作了測定。另外,XPS分析條件,係如下所述。
〈XPS分析條件〉
‧裝置:ULVAC-PHI公司製QUANTERASXM
‧X線源:單色化Al-K α
‧濺鍍離子:Ar(2keV)
‧深度輪廓:以SiO2換算濺鍍厚度,來以特定之厚 度間隔而反覆進行測定,並得到深度方向之深度輪廓。此厚度間隔,係設為1nm(能夠在深度方向上得到每1nm之資料)。
‧定量:藉由Shirley法來求取出背景值,並根據所得到的峰值面積來使用相對靈敏度係數法而作了定量。資料處理,係使用了ULVAC-PHI公司製之MultiPak。另外,所進行了分析之元素,係為Si、Nb、Ta、Al、O、N、C。
但是,在此次所作成的試料中,於含有(M1)和(M2)之區域中係並未檢測出Al。
(混合區域之厚度之測定)
若是以過渡金屬乃身為Nb的情況為例,則根據由上述XPS組成分析所得到的資料,氣體阻障層之組成,係可表現為(Si)(Nb)xOyNz。在將第1層以及第2層作了層積的態樣中,將於第1層與第2層之間之界面區域處身為非過渡金屬之Si和身為過渡金屬之Nb係作共存並且過渡金屬Nb/Si之原子數比例之值x係落於0.02≦x≦50之範圍內的區域,作為「混合區域」,並對於該區域之有無及其厚度(nm)進行測定,而記載於表中。針對將氣體阻障層作為身為非過渡金屬之Si和身為過渡金屬之Nb(或者是Ta)之複合氧化物層來作了形成的態樣之情況,亦進行同樣的測定,並將該區域之厚度(nm)記載於表中。
(混合區域之氧缺損指標之計算)
使用上述XPS分析資料,而計算出了在各測定點處之(2y+3z)/(a+bx)之值。於此,由於非過渡金屬係為Si,因此,a=4,又,由於過渡金屬係為Nb或是Ta,因此,a=5。求取出(2y+3z)/(a+bx)之值的最小值,並將此作為氧缺損度指標,而記載於表中。當成為(2y+3z)/(a+bx)<1.0的情況時,係代表乃身為氧缺損之狀態。
[有機EL元件之製作]
(工程2-5:透明陽極之形成)
除了使用有氣體阻障性薄膜基材2以外,係設為與有機EL元件1相同。
〈工程2-6:有機功能層單元~陰極之形成〉
除了使用有氣體阻障性薄膜基材2以外,係設為與有機EL元件1相同。
(工程2-7:密封工程)
接著,除了作為密封基材而使用有氣體阻障性薄膜基材2以外,係設為與有機EL元件1相同。
藉由上述過程,而製作了全厚度為約73μm的身為白色發光裝置之有機EL元件2。
有機EL元件1、有機EL元件2,均同樣的,初期發光狀態係為良好,而並沒有暗點的發生。又,就算 是在85℃、85%RH之環境下而作了100小時的保存之後,也並沒有暗點的發生。
實施例2
進行了想定為折疊形態的發光裝置之評價。
作成了仿照圖2A、2B一般之折疊形態之發光裝置的發光裝置。
將以於折疊時係具備有使發光面朝向外側而被作了彎折的部位A和使發光面朝向內側而被作了彎折的部位B,而前述部位A和部位B係隔著曲率之反曲點而連續地存在,並且相對於前述部位A的曲率半徑Ar之前述部位B的曲率半徑Br之比之值(Br/Ar)會成為0.4~1.1之範圍內的方式而具備有在折疊時會成為彎折部之樞軸部的裝置,設為形態(1)(圖2A),並將在彎折部處並不存在有樞軸部的裝置,設為形態(2)(圖2B),而對於樞軸部之推壓附著位置作調節並以使前述部位A與部位B之曲率半徑會成為表1之值的方式來作改變,而作成了8種的發光裝置。樞軸部之長度,係為16mm。在並不具備樞軸部之裝置之形態(2)的情況時,部位B之最小曲率半徑係為未滿1mm。
針對各發光裝置,在將從水平地作了伸長的狀態起而使支持框體之面相合的折疊進行了5000次之後,以及將折疊進行了10000次之後,使其發光,並依據下述之指標1~5,來對於在樞軸部處之發光部的暗點之 發生的有無進行了評價。
5:沒有發生直徑100μm以上之暗點
4:直徑100μm以上之暗點的發生為1~2個
3:直徑100μm以上之暗點的發生為3~5個
2:直徑100μm以上之暗點的發生為6~10個
1:直徑100μm以上之暗點的發生為11個以上
如同表1中所示一般,本發明之發光裝置,係幾乎沒有起因於折疊所導致的暗點之發生,而為良好。特別是,使用有在氣體阻障層中具備有過渡金屬與非過渡金屬之混合區域的氣體阻障性薄膜之發光裝置,係展現有良好之結果。
實施例3
進行了想定為捲繞形態的發光裝置之評價。
作為支持構件,使用厚度100μm之鋼薄片,並將此貼合於上述所製作了的有機EL元件處,作成4種 以有機EL元件作為外側,而在半徑8mm之捲繞軸上,於長邊方向上作捲繞的形態之仿照捲繞形態之發光裝置的裝置。
形態(3)之裝置,係對於鋼薄片,而將距離捲繞軸為遠之側的短邊部10mm寬幅藉由熱硬化型之接著劑(環氧系樹脂,厚度100μm)來作接著,並進行90℃、30分鐘之硬化,而作成了固定部(固定端)。其他之部分,係使用厚度100μm之丙烯酸系黏著劑薄片(日東電工公司製)來作貼合,並將距離捲繞軸為近之側的短邊部作成了自由端(參考圖4A,右端係為固定端)。
形態(4)之裝置,係對於鋼薄片,而將全面藉由熱硬化型之接著劑(環氧系樹脂,厚度100μm)來作接著,並進行90℃、30分鐘之硬化,而作了固定。
將有機EL元件與裝置形態作組合而作成發光裝置11~14,並對於各發光裝置,而在進行了100次之捲繞、解捲之後,使其發光,而對於發光狀態作了確認。將結果展示於表2中。
如同表2中所示一般,本發明之發光裝置,就算是進行捲繞、解捲,亦維持為良好之發光狀態,並且 也沒有暗點的發生。另一方面,並不具備可動部之比較例之發光裝置,係發生有多數的可以推測到係起因於由於作捲繞而使有機EL元件被拉伸一事所形成的氣體阻障層之碎裂而導致之線狀的暗點。
[產業上之利用可能性]
本發明之發光裝置,係能夠達成攜帶時之小型化,而可使用在像是電子元件等之封裝、光電轉換元件(太陽電池元件)或有機EL元件、液晶顯示元件等的電子元件等之各種的用途中。

Claims (12)

  1. 一種發光裝置,係為依序被層積有發光面側樹脂基材和有機發光元件以及背面側基材之發光裝置,其特徵為:在前述發光面側樹脂基材與有機發光元件之間或者是在前述有機發光元件與背面側基材之間的至少其中一者處,係具備有以無機素材作為主成分之氣體阻障層,並且,發光裝置,係在支持構件上具備有固定部和可動部而被作支持,進而,係具備有在攜帶時之前述有機發光元件的前述可動部所形成之曲面的最小曲率半徑為1.0~10.0mm之範圍內的曲面部。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之發光裝置,其中,於前述攜帶時,係具有折疊形態,前述發光面側樹脂基材彼此,係以間隙未滿2mm而相對向,並且,前述有機發光元件之前述可動部所形成的曲面,係具備有使發光面朝向外側而被作了彎折的部位A和使發光面朝向內側而被作了彎折的部位B,前述部位A和部位B,係隔著曲率之反曲點而連續地存在,並且,當將前述可動部之長度設為L,並將前述可動部所形成的迴路之從前述支持構件起的突出長度設為C時,C/L係為0.3以上,並且,相對於前述部位A的最小曲率半徑Ar之前述部位B的最小曲率半徑Br之比之值(Br/Ar),係落於0.4~1.1之範圍內。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載之發光裝置,其中,於前述攜帶時,係具有捲繞形態,隔著具有黏彈性之薄片狀構件而使前述背面側基材被設置在具有剛性之前述支持構件上,並以前述發光面側樹脂基材作為外側而被作捲繞,並且,發光裝置之捲繞外側的端部,係身為以不會相對性地使位置有所偏移的方式而被作了固定的前述固定部,捲繞內側,係身為能夠相對性地使位置改變之前述可動部。
  4. 如申請專利範圍第1~3項中之任一項所記載之發光裝置,其中,前述氣體阻障層之總厚度,係落於20~1000nm之範圍內。
  5. 如申請專利範圍第1~3項中之任一項所記載之發光裝置,其中,係具備有前述有機發光元件之前述可動部所形成的前述曲面之曲率半徑為1.0~5.0mm之範圍內的曲面部。
  6. 如申請專利範圍第1~3項中之任一項所記載之發光裝置,其中,前述氣體阻障層,係在厚度方向上連續地具有5nm以上之混合區域,該混合區域,係為至少在厚度方向上而含有非過渡金屬M1以及過渡金屬M2之區域,並且相對於前述非過渡金屬M1之過渡金屬M2的原子數比之值(M2/M1)係落於0.02~49之範圍內。
  7. 如申請專利範圍第6項所記載之發光裝置,其中,前述氣體阻障層,係在作為金屬之主成分而含有前述過渡金屬M2之區域和作為金屬之主成分而含有前述非過渡金屬M1之區域之間,具備有前述混合區域。
  8. 如申請專利範圍第6項所記載之發光裝置,其中,前述氣體阻障層內之在厚度方向上的全部區域,係身為含有前述過渡金屬以及非過渡金屬之混合區域。
  9. 如申請專利範圍第6項所記載之發光裝置,其中,在將前述混合區域之組成藉由下述之化學組成式(1)來作了表現時,係滿足下述關係式(2):化學組成式(1):(M1)(M2)xOyNz,關係式(2):(2y+3z)/(a+bx)<1.0,其中,式中,M1係代表非過渡金屬,M2係代表過渡金屬,O係代表氧,N係代表氮,x、y、z係代表化學計量係數,a係代表M1之最大價數,b係代表M2之最大價數。
  10. 如申請專利範圍第6項所記載之發光裝置,其中,前述非過渡金屬係為矽。
  11. 如申請專利範圍第6項所記載之發光裝置,其中,前述過渡金屬,係為從鈮(Nb)、鉭(Ta)以及釩(V)中所選擇者。
  12. 如申請專利範圍第1~3項中之任一項所記載之發光裝置,其中,係具備有機電場發光元件。
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