(57)【要約】【課題】形成温度が低く、大面積に適用可能であり、シランガスを使用せずに形成可能で、且つ生産性の低下が抑制された高いガスバリア性と透明性を有するガスバリア性薄膜、ガスバリア性フィルム、有機エレクトロルミネセンス装置及びガスバリア性薄膜の形成方法を提供する。【解決手段】ヘキサメチルジシロキサンと酸素を含む材料ガスをプラズマ重合して得られるＳｉＯxＣy：Ｈ構造をそれぞれ有する複数の薄膜が積層され、材料ガスのヘキサメチルジシロキサンに対する酸素の体積比が隣接する薄膜間で異なる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘキサメチルジシロキサンと酸素を含む材料ガスをプラズマ重合して得られるＳｉＯxＣy：Ｈ構造をそれぞれ有する複数の薄膜が積層され、
前記材料ガスのヘキサメチルジシロキサンに対する酸素の体積比が、隣接する前記薄膜間で異なることを特徴とするガスバリア性薄膜。
【請求項２】
第１の体積比でヘキサメチルジシロキサンと酸素とを混合した前記材料ガスのプラズマ重合により得られるＳｉＯxＣy：Ｈ構造を有する第１の前記薄膜と、
前記第１の体積比よりも小さい第２の体積比でヘキサメチルジシロキサンと酸素とを混合した前記材料ガスのプラズマ重合により得られるＳｉＯxＣy：Ｈ構造を有する第２の前記薄膜と
を備え、
第１の前記薄膜と第２の前記薄膜とが交互に積層されたことを特徴とする請求項１に記載のガスバリア性薄膜。
【請求項３】
前記第１の体積比が１０以上であることを特徴とする請求項２に記載のガスバリア性薄膜。
【請求項４】
前記第２の体積比が２乃至３であることを特徴とする請求項３に記載のガスバリア性薄膜。
【請求項５】
前記積層された複数の前記薄膜のうち最下層と最上層の前記薄膜が、前記最下層及び前記最上層の前記薄膜に隣接する前記薄膜よりも前記体積比が大きい前記材料ガスのプラズマ重合により得られるＳｉＯxＣy：Ｈ構造を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のガスバリア性薄膜。
【請求項６】
プラスチック基板と、
ヘキサメチルジシロキサンと酸素を含む材料ガスをプラズマ重合して得られるＳｉＯxＣy：Ｈ構造をそれぞれ有する複数の薄膜が積層され、前記プラスチック基板の主面上に配置されたガスバリア性薄膜と
を備え、前記材料ガスのヘキサメチルジシロキサンに対する酸素の体積比が、前記ガスバリア性薄膜の隣接する前記薄膜間で異なることを特徴とするガスバリア性フィルム。
【請求項７】
前記ガスバリア性薄膜が、
第１の体積比でヘキサメチルジシロキサンと酸素とを混合した前記材料ガスのプラズマ重合により得られるＳｉＯxＣy：Ｈ構造を有する第１の前記薄膜と、
前記第１の体積比よりも小さい第２の体積比でヘキサメチルジシロキサンと酸素とを混合した前記材料ガスのプラズマ重合により得られるＳｉＯxＣy：Ｈ構造を有する第２の前記薄膜と
を備え、
第１の前記薄膜と第２の前記薄膜とが交互に積層された構造を有することを特徴とする請求項６に記載のガスバリア性フィルム。
【請求項８】
前記第１の体積比が１０以上であり、前記第２の体積比が２乃至３であることを特徴とする請求項７に記載のガスバリア性フィルム。
【請求項９】
基板と、
前記基板上に配置された、有機層を含む有機エレクトロルミネセンス素子と、
ヘキサメチルジシロキサンと酸素を含む材料ガスをプラズマ重合して得られるＳｉＯxＣy：Ｈ構造をそれぞれ有する複数の薄膜が積層され、前記有機エレクトロルミネセンス素子の上面及び側面を覆って前記基板上に配置されたガスバリア性薄膜と
を備え、前記材料ガスのヘキサメチルジシロキサンに対する酸素の体積比が、前記ガスバリア性薄膜の隣接する前記薄膜間で異なることを特徴とする有機エレクトロルミネセンス装置。
【請求項１０】
前記ガスバリア性薄膜が、
第１の体積比でヘキサメチルジシロキサンと酸素とを混合した前記材料ガスのプラズマ重合により得られるＳｉＯxＣy：Ｈ構造を有する第１の前記薄膜と、
前記第１の体積比よりも小さい第２の体積比でヘキサメチルジシロキサンと酸素とを混合した前記材料ガスのプラズマ重合により得られるＳｉＯxＣy：Ｈ構造を有する第２の前記薄膜と
を備え、
第１の前記薄膜と第２の前記薄膜とが交互に積層された構造を有することを特徴とする請求項９に記載の有機エレクトロルミネセンス装置。
【請求項１１】
前記第１の体積比が１０以上であり、前記第２の体積比が２乃至３であることを特徴とする請求項１０に記載の有機エレクトロルミネセンス装置。
【請求項１２】
ヘキサメチルジシロキサンと酸素を含む材料ガスをプラズマ重合させてＳｉＯxＣy：Ｈ構造を有する薄膜を複数形成するステップを含み、
前記材料ガスのヘキサメチルジシロキサンに対する酸素の体積比が隣接する前記薄膜間で異なるように、複数の前記薄膜を積層させることを特徴とするガスバリア性薄膜の形成方法。
【請求項１３】
第１の体積比でヘキサメチルジシロキサンと酸素とを混合した前記材料ガスをプラズマ重合させて、ＳｉＯxＣy：Ｈ構造を有する第１の前記薄膜を形成する工程と、
前記第１の体積比よりも小さい第２の体積比でヘキサメチルジシロキサンと酸素とを混合した前記材料ガスをプラズマ重合させて、ＳｉＯxＣy：Ｈ構造を有する第２の前記薄膜を形成する工程と
を含み、
第１の前記薄膜と第２の前記薄膜とを交互に積層させて、複数の前記薄膜を積層することを特徴とする請求項１２に記載のガスバリア性薄膜の形成方法。
【請求項１４】
前記第１の体積比が１０以上であることを特徴とする請求項１３に記載のガスバリア性薄膜の形成方法。
【請求項１５】
前記第２の体積比が２乃至３であることを特徴とする請求項１４に記載のガスバリア性薄膜の形成方法。
【請求項１６】
前記積層された複数の前記薄膜のうち最下層と最上層の前記薄膜を、前記最下層及び前記最上層の前記薄膜に隣接する前記薄膜よりも前記体積比が大きい前記材料ガスのプラズマ重合によって形成することを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載のガスバリア性薄膜の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスバリア性を有するガスバリア性薄膜、ガスバリア性フィルム、ガスバリア性薄膜を有する有機エレクトロルミネセンス装置、及びガスバリア性薄膜の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置ではフレキシブル基板の要求が高まり、ガラス基板からより軽量で耐衝撃性の高いフレキシブルなプラスチック基板に変更しようとする動きがある。しかしながら、プラスチック基板は水分や酸素等の透過率がガラス基板に比べて非常に高く、そのために液晶中に外部から不純物が混入して表示特性が劣化するという問題がある。
【０００３】
この対策として、プラスチック基板の両面に水分や酸素等を通しにくくするためのバリア性薄膜を形成する検討が行われている。このバリア性薄膜は、プラスチック基板の耐熱温度の制約から低温形成が必要であり、スパッタリング法によって酸化ケイ素膜を形成することが一般的である（例えば特許文献１参照。）。しかしながら、現状ではガラス基板のレベルにまで信頼性を向上させるために必要なバリア性能は得られていない。
【０００４】
また、液晶表示装置の次代の技術として、有機エレクトロルミネセンス（有機ＥＬ）素子が注目されている。有機ＥＬ素子では、有機層や有機層に接する電極界面での酸化が深刻な表示性能劣化につながる。このため、水蒸気透過率として１０-5ｇ／ｍ2／day程度の非常に高いバリア性が必要であり、デシカントとの併用の場合でも、１０-3ｇ／ｍ2／day台以下の高いバリア性が要求される。また、有機ＥＬ素子の有機層はガラス転移温度が１００℃以下と低いため、低温形成可能な高いバリア性を有する薄膜が望まれている。
【０００５】
更に、近年の有機エレクトロニクスの進展は目覚ましく、有機薄膜太陽電池や有機薄膜トランジスタなど幅広い広がりを見せている。有機材料から構成される有機エレクトロニクスでは、プラスチック基板との組み合わせで、軽量、耐衝撃性、フレキシブル性といった有機材料の特長を活かしたニーズにこたえようとしている。しかし、プラスチック基板は従来のガラス基板に対してガスバリア性が低く、特に有機材料について致命的な劣化となる場合がある。したがって、これらの有機エレクトロニクスの基板として、プラスチック基板のバリア性を向上させたガスバリア性フィルムが必須である。
【０００６】
これらの要求に対して、無機層と有機モノマーを重合させた層の積層構造を有するバリア膜を低温で形成する方法が提案されている（例えば特許文献２参照。）。
【０００７】
また、窒化シリコン（ＳｉＮ）膜は防湿性に優れることが確認されている。しかし、ＳｉＮ膜が可視領域の光を吸収する特性を有するため、光を外部に取り出す目的のデバイスではＳｉＮ膜そのものをガスバリア性薄膜に用いることが難しい。このため、複数のＳｉＮ薄膜と透明なＳｉＯ2膜を積層した構造のガスバリア性薄膜も検討されている（例えば非特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２５６３３８号公報
【特許文献２】特開２００８−８７１６３号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】リフカ（H. Lifka）、他  著、「Thin Film Encapsulation of OLED Displays with a NONON Stack (SID Symposium digest of Technical Papers, Vol 35 Issue1)」、２００４年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、無機層と有機モノマーを重合させた層の積層構造では、有機モノマーを重合させる際の膜の収縮が問題となり、大面積への適用が困難である。
【００１１】
また、ＳｉＮ薄膜やＳｉＯ2膜の形成にはシランガスを使用する。しかし、今後の低価格化を実現するためには、安全対策費用のかかるシランガスを用いないプロセスが望まれる。非シランプロセスとして、原子吸着を利用した原子層堆積法（ＡＬＤ法）によってガスバリア性の高い膜を得る方法も考えられる。しかし、成膜速度が遅いため、生産性の点で問題がある。また、材料として安全なヘキサメチルジシロキサンのプラズマ重合膜をガスバリア性薄膜として用いる場合には、膜自体のガスバリア性がＳｉＮ膜などに比べて低く、膜厚を数μｍ以上に厚くする必要がある。このため、生産性が低い。
【００１２】
上記問題点に鑑み、本発明は、形成温度が低く、大面積に適用可能であり、シランガスを使用せずに形成可能で、且つ生産性の低下が抑制された高いガスバリア性と透明性を有するガスバリア性薄膜、ガスバリア性フィルム、有機エレクトロルミネセンス装置及びガスバリア性薄膜の形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様によれば、ヘキサメチルジシロキサンと酸素を含む材料ガスをプラズマ重合して得られるＳｉＯxＣy：Ｈ構造をそれぞれ有する複数の薄膜が積層され、材料ガスのヘキサメチルジシロキサンに対する酸素の体積比が隣接する薄膜間で異なるガスバリア性薄膜が提供される。
【００１４】
本発明の他の態様によれば、（イ）プラスチック基板と、（ロ）ヘキサメチルジシロキサンと酸素を含む材料ガスをプラズマ重合して得られるＳｉＯxＣy：Ｈ構造をそれぞれ有する複数の薄膜が積層され、プラスチック基板の主面上に配置されたガスバリア性薄膜とを備え、材料ガスのヘキサメチルジシロキサンに対する酸素の体積比が、ガスバリア性薄膜の隣接する薄膜間で異なるガスバリア性フィルムが提供される。
【００１５】
本発明の更に他の態様によれば、（イ）基板と、（ロ）基板上に配置された、有機層を含む有機エレクトロルミネセンス素子と、（ハ）ヘキサメチルジシロキサンと酸素を含む材料ガスをプラズマ重合して得られるＳｉＯxＣy：Ｈ構造をそれぞれ有する複数の薄膜が積層され、有機エレクトロルミネセンス素子の上面及び側面を覆って基板上に配置されたガスバリア性薄膜とを備え、材料ガスのヘキサメチルジシロキサンに対する酸素の体積比が、ガスバリア性薄膜の隣接する薄膜間で異なる有機エレクトロルミネセンス装置が提供される。
【００１６】
本発明の更に他の態様によれば、ヘキサメチルジシロキサンと酸素を含む材料ガスをプラズマ重合させてＳｉＯxＣy：Ｈ構造を有する薄膜を形成するステップを含み、材料ガスのヘキサメチルジシロキサンに対する酸素の体積比が隣接する薄膜間で異なるように、複数の薄膜を積層させるガスバリア性薄膜の形成方法が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、形成温度が低く、大面積に適用可能であり、シランガスを使用せずに形成可能で、且つ生産性の低下が抑制された高いガスバリア性と透明性を有するガスバリア性薄膜、ガスバリア性フィルム、有機エレクトロルミネセンス装置及びガスバリア性薄膜の形成方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係るガスバリア性薄膜の構成を示す模式図である。
【図２】ヘキサメチルジシロキサンに対する酸素の体積比を変化させた場合のＳｉＯxＣy：Ｈ構造の薄膜の特性を示すグラフである。
【図３】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ装置の構成を示す模式図である。
【図４】本発明の実施形態に係るガスバリア性フィルムの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００２０】
又、以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置などを下記のものに特定するものでない。この発明の実施形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００２１】
図１に示す本発明の実施形態に係るガスバリア性薄膜１０は、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ：Ｏ［Ｓｉ（ＣＨ3）3］2）と酸素（Ｏ2）を含む材料ガスをプラズマ重合して得られるＳｉＯxＣy：Ｈ構造をそれぞれ有する複数の薄膜が積層されている。材料ガスのヘキサメチルジシロキサンに対する酸素の体積比は、隣接する薄膜間で異なる。図１では、第１の薄膜１１、第２の薄膜１２及び第３の薄膜１３が積層されて、ガスバリア性薄膜１０を構成した例を示している。
【００２２】
ヘキサメチルジシロキサンは、酸素と混合してプラズマ重合させることで、非晶質のＳｉＯxＣy：Ｈ構造の薄膜を形成する。このとき、混合ガスにおいて、ヘキサメチルジシロキサンに対する酸素の体積比を調整することで、酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜に近い構造から炭素含有量の多い非晶質酸化炭化珪素（ＳｉＯＣ）膜に近い構造まで、自由に構造を選択できる。
【００２３】
図２に、ヘキサメチルジシロキサンに対する酸素の体積比を変化させた場合のＳｉＯxＣy：Ｈ構造の薄膜の特性を示す。図２に示したグラフは、プラズマ重合膜のＦＴＩＲスペクトル特性であり、横軸は波数、縦軸は透過率である。
【００２４】
例えば、ヘキサメチルジシロキサンに対して１０倍量の酸素ガスを混合した場合には、ほとんどＳｉ（ＣＨ3）xピークがなくなり、１０５０ｍ-1に現れるＳｉＯの伸縮振動ピークだけになる。この場合は、無機膜であるＳｉＯ2膜に近いＳｉＯxＣy：Ｈ構造の膜が得られる。即ち、バリア性の高い透明な薄膜が得られる。ヘキサメチルジシロキサンに対する酸素の体積比を１０倍程度にすることで、ＳｉＯ2膜に近いＳｉＯxＣy：Ｈ構造の膜を得ることができる。酸素の体積比を更に上げて２０〜３０倍程度にしてもよいが、成膜速度が低下する。体積比を１０倍程度にすることで、十分にバリア性の高い薄膜を形成することが可能である。
【００２５】
一方、ヘキサメチルジシロキサンに対する酸素の混合比が５倍以下では、半有機的なＳｉＯＣ構造に近い透明な薄膜が得られる。ただし、酸素量を零にすると気相中で反応が生じてパーティクルが発生し、薄膜に異物が含まれてしまう。このため、均一に成膜されたＳｉＯＣ膜に近いＳｉＯxＣy：Ｈ構造の膜を得るためには、ヘキサメチルジシロキサンに対する酸素の体積比を５以下、好ましくは２〜３倍にすることが有効である。
【００２６】
以下に、図１に示したガスバリア性薄膜１０の形成方法の例を説明する。ここでは、表面波励起プラズマ化学気相成長（ＣＶＤ）法によるプラズマ重合によってガスバリア性薄膜１０を形成する方法を説明する。なお、ガスバリア性のない基板２０として、ポリイミドフィルムを選択する。この基板２０を、表面波プラズマＣＶＤ装置内にセットする。
【００２７】
先ず、ヘキサメチルジシロキサンの流量が４０ｓｃｃｍ、酸素ガスの流量が４００ｓｃｃｍである第１の体積比でこれらのガスをプラズマ重合させて、第１の薄膜１１を形成する。即ち、第１の体積比では、ヘキサメチルジシロキサンに対する酸素の量が１０倍である。したがって、第１の薄膜１１は、ＳｉＯ2膜に近いＳｉＯxＣy：Ｈ構造である。成膜条件は、電力密度を１．５Ｗ／ｃｍ2、圧力を１０Ｐａとした。この成膜条件で、第１の薄膜１１を膜厚０．５μｍで形成した。このときの成膜速度は、８．５ｎｍ／秒であった。
【００２８】
次に、ヘキサメチルジシロキサンの流量が１００ｓｃｃｍ、酸素ガスの流量が２００ｓｃｃｍである第２の体積比で、第２の薄膜１２を第１の薄膜１１上に形成する。即ち、第２の体積比では、ヘキサメチルジシロキサンに対する酸素の量が２倍である。したがって、第２の薄膜１２は、ＳｉＯＣ膜に近いＳｉＯxＣy：Ｈ構造である。電力密度を１．５Ｗ／ｃｍ2、圧力を１０Ｐａの条件で、第２の薄膜１２を膜厚１０μｍで形成した。この条件での成膜速度は、４２．０ｎｍ／秒であった。
【００２９】
更に、第２の薄膜１２上に、第１の薄膜１１と同じ成膜条件で、ＳｉＯ2膜に近いＳｉＯxＣy：Ｈ構造の第３の薄膜１３を膜厚０．５μｍで形成する。以上により、図１に示したガスバリア性薄膜１０が完成する。
【００３０】
以上のように、ヘキサメチルジシロキサンと酸素を含む混合ガスを材料としてプラズマ重合させて、ＳｉＯxＣy：Ｈ構造を有する複数の薄膜を積層することによってガスバリア性薄膜１０を形成する。このとき、混合ガスのヘキサメチルジシロキサンに対する酸素の体積比は、隣接する薄膜間で異なるように設定されている。
【００３１】
上記の形成方法によって、ＳｉＯ2膜に近いＳｉＯxＣy：Ｈ構造の薄膜と、ＳｉＯＣ膜に近いＳｉＯxＣy：Ｈ構造の薄膜とが交互に積層されたガスバリア性薄膜１０を形成し、形成されたガスバリア性薄膜１０の水蒸気透過率をカルシウム腐食法によって測定した。測定結果として、５×１０-4ｇ／ｍ2／dayの良好な結果が得られた。
【００３２】
以上のように、ヘキサメチルジシロキサンに対して１０倍量以上の酸素ガスを混合してプラズマ重合して得られるＳｉＯ2膜に近いＳｉＯxＣy：Ｈ構造の膜と、ヘキサメチルジシロキサンに対して２倍量程度の酸素ガスを混合してプラズマ重合して得られるＳｉＯＣ膜に近いＳｉＯxＣy：Ｈ構造の膜を、１つの反応室の中で交互に成膜した結果、欠陥分離層と塵埃埋め込み層を兼ね備えた中間層を有する高品位の積層構造のガスバリア性薄膜１０が得られることことが確認された。
【００３３】
即ち、ＳｉＯＣ膜に近いＳｉＯxＣy：Ｈ構造の薄膜が、ＳｉＯ2膜に近いＳｉＯxＣy：Ｈ構造の薄膜に発生する欠陥の延伸を遮断する中間層として機能する。例えば、第１の薄膜１１と第３の薄膜１３に生じた欠陥が第２の薄膜１２によって分離され、ガスバリア性薄膜１０のガスバリア性が向上する。更に、ＳｉＯＣ膜に近いＳｉＯxＣy：Ｈ構造の第２の薄膜１２は、塵埃埋め込み層としても機能する。
【００３４】
なお、同一の材料ガスを使用するため、１つの反応室内で連続的に複数の薄膜を積層して、ガスバリア性薄膜１０を形成することができる。これにより、製造コストの抑制、及び製造工程の短縮を実現できる。したがって、ガスバリア性薄膜１０の生産性は非常に高い。
【００３５】
上記では、ガスバリア性薄膜１０が３層からなる例を示した。しかし、ＳｉＯ2膜に近いＳｉＯxＣy：Ｈ構造の薄膜と、ＳｉＯＣ膜に近いＳｉＯxＣy：Ｈ構造の薄膜を交互に積層して、４層以上の薄膜が積層されたガスバリア性薄膜１０を形成してもよい。積層する薄膜の数を増やすことにより、ガスバリア性薄膜１０のガスバリア性を向上させることができる。なお、バリア性の高いＳｉＯ2膜に近いＳｉＯxＣy：Ｈ構造の薄膜を、最下層と最上層に配置することが好ましい。
【００３６】
上記の良好なバリア性能を有するガスバリア性薄膜１０を有機ＥＬ装置の薄膜封止に用いた例を、以下に説明する。図３に例示した有機ＥＬ装置１００は、トップエミッション型の有機ＥＬ装置である。
【００３７】
先ず、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などの回路素子（図示略）が形成されたガラス基板２１上に、反射金属膜としてアルミニウム（Ａｌ）膜を蒸着法により形成する。その後、フォトリソグラフィ技術を用いてアルミニウム膜をパターニングして、反射電極として下部電極１０１を形成する。
【００３８】
次に、下部電極１０１上に、正孔輸送層１０２、発光層１０３を印刷法により形成する。正孔輸送層１０２は、下部電極１０１から注入された正孔を発光層１０３まで輸送するための層である。正孔輸送層１０２には、ポリチオフェン系化合物とポリスチレンスルホン酸との混合物などを採用可能である。
【００３９】
発光層１０３上に電子輸送層１０４が形成される。電子輸送層１０４は上部電極１０５から注入された電子を発光層１０３まで輸送するための層である。電子輸送層１０４には、アルカリ土類金属をドープしたアルミニウムのキノリノール錯体などを採用可能である。電子輸送層１０４上に、透明電極である上部電極１０５をスパッタ法により形成する。
【００４０】
以上により、有機層を有する有機ＥＬ素子１１０が形成される。なお、図３では有機ＥＬ装置１００の有する有機ＥＬ素子１１０が２つである例を示したが、有機ＥＬ素子１１０の数が任意であることはもちろんである。
【００４１】
有機ＥＬ素子１１０の下部電極１０１と上部電極１０５間に電圧が印加されると、発光層１０３に下部電極１０１から正孔が注入され、上部電極１０５から電子が注入される。発光層１０３において電子と正孔とが再結合し、光が発生する。発光層１０３は、発光効率の高い材料から構成される。具体的には、ポリフェニレンビニレン系化合物などを採用可能である。
【００４２】
有機ＥＬ装置１００を封止する目的で、図３に示すように、ガラス基板２１上に配置された有機ＥＬ素子１１０の周囲全体を覆う形で、ガスバリア性薄膜１０を形成する。ガスバリア性薄膜１０の形成は、既に説明した方法による。
【００４３】
発光層１０３で発生した光は、電子輸送層１０４、上部電極１０５、及びガスバリア性薄膜１０を透過して、有機ＥＬ装置１００の外部に出射される。有機ＥＬ素子１１０の周囲やガラス基板２１内に配置された制御回路（図示略）によって下部電極１０１と上部電極１０５間に流れる電流を制御することにより、発光層１０３での発光が制御される。
【００４４】
上記のように形成された有機ＥＬ装置１００について、８５℃８５％ＲＨの恒温恒湿槽に保管する加速試験を行った。なお、加速試験では、有機ＥＬ装置１００の発光表面を光学顕微鏡で観察し、一定時間経過後の発光状態を調査した。
【００４５】
加速試験の結果、８３０時間経過後において発光表面にダークスポットの発生は無かった。また、８３０時間経過後に輝度の低下も観察されなかった。上記のように、有機ＥＬ装置１００におけるガスバリア性薄膜１０のガスバリア性が確認された。
【００４６】
一般的に、有機ＥＬ材料のガラス転移温度は１００℃程度以上である。これに対して、例えば表面波励起プラズマＣＶＤ法を用いたプラズマ重合によってガスバリア性薄膜１０を形成する場合の形成温度は、８０℃程度である。したがって、ガスバリア性薄膜１０は有機ＥＬ素子１１０の封止膜として好適に使用できる。更に、表面波励起プラズマＣＶＤ法などを用いたプラズマ重合により、大面積のガスバリア性薄膜１０を容易に形成できる。
【００４７】
また、液晶表示装置などにもガスバリア性薄膜１０を採用可能である。例えば、図４に示すように、プラスチック基板２２の主面上にガスバリア性薄膜１０を配置する。そして、ガスバリア性薄膜１０上に液晶素子１２０を配置する。これにより、水分がプラスチック基板２２を透過して液晶素子１２０に浸入することを防止できる。
【００４８】
プラスチック基板２２の耐熱温度は、１００℃〜２００℃程度である。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の耐熱温度は１００℃程度であり、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）の耐熱温度は１５０℃以上である。したがって、形成温度が８０℃程度のガスバリア性薄膜１０は、プラスチック基板２２のガスバリア性薄膜として好適に使用できる。
【００４９】
上記のように、プラスチック基板２２とガスバリア性薄膜１０を組み合わせることによって、軽量で耐衝撃性の高いフレキシブルなガスバリア性フィルムを、安価に製造することができる。なお、図４に示すように、プラスチック基板２２の両側の主面にガスバリア性薄膜１０を配置することが、ガスバリア性の向上のために好ましい。
【００５０】
ガスバリア性薄膜１０は、非シランプロセスを用いて形成されるため、シランガスを用いたプロセスに比べて安全対策費用を抑制でき、低コスト化を実現できる。また、ＡＬＤ法による成膜に比べて高速成膜が可能であり、生産性が高い。ガスバリア性薄膜１０の形成は、安価で容易に入手が可能なヘキサメチルジシロキサンのプラズマ重合に着目したものであり、同じヘキサメチルジシロキサンを原料として異なる成膜条件で形成した２種以上の積層膜を用いることによって、プラズマ重合膜自体のガスバリア性の不足を補うことができる。したがって、ヘキサメチルジシロキサンのプラズマ重合膜のみをガスバリア性薄膜とする場合のように膜厚を数μｍ以上に厚くする必要がなく、生産性が低下しない。更に、ガスバリア性薄膜１０は、有機層のガラス転移温度やプラスチック基板の耐熱温度よりも低いプロセス温度で形成できる。
【００５１】
以上に説明したように、ガスバリア性薄膜１０は形成温度が低く、且つ、大面積に適用可能な高いガスバリア性と透明性を備えている。そして、ガスバリア性薄膜１０によれば、シランガスを用いなくても十分にバリア性の高い防湿膜が得られる。このため、ガスバリア性薄膜１０は、液晶用透明プラスチック基板やトップエミッション型の有機ＥＬ素子の封止膜、有機薄膜太陽電池、有機薄膜トランジスタへの用途にも対応可能である。例えば、ガスバリア性薄膜１０を有機ＥＬ装置の封止膜として用いれば、有機ＥＬ装置を長寿命化できる。また、液晶表示装置に使用されるプラスチック基板にガスバリア性薄膜１０を用いることで、プラスチック基板上のデバイスの信頼性を著しく高めることができる。
【００５２】
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。即ち、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００５３】
１０…ガスバリア性薄膜
１１…第１の薄膜
１２…第２の薄膜
１３…第３の薄膜
２０…基板
２１…ガラス基板
２２…プラスチック基板
１００…有機ＥＬ装置
１０１…下部電極
１０２…正孔輸送層
１０３…発光層
１０４…電子輸送層
１０５…上部電極
１１０…有機ＥＬ素子
１２０…液晶素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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