(57)【要約】  本発明の課題は、取出し電極の凹凸追従時における無機ガスバリアー層の伸長によるクラックの発生を防止し、十分な封止性を発現可能とする機能素子の封止方法を提供することである。  本発明の機能素子の封止方法は、熱収縮可能な樹脂基板（２）上に、少なくとも無機ガスバリアー層（４）を有する封止基板（１）を準備する工程と、封止基板（１）を構成する樹脂基板（２）及び無機ガスバリアー層（４）をともに加熱処理し、熱収縮させる工程と、真空下で、封止基板（１）と機能素子（１０）とを接合するための接合しろを、無機ガスバリアー層（４）と支持基板（１２）とにそれぞれ形成する工程と、加熱及び加圧して、封止基板（１）と機能素子（１０）とを接合する工程と、を順に有することを特徴とする。
2015133286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板上に、機能素子本体部と、前記機能素子本体部から引き出された取出し電極とを有する機能素子を封止する機能素子の封止方法であって、
熱収縮可能な樹脂基板上に、少なくとも無機ガスバリアー層を有する封止基板を準備する工程と、
前記封止基板を構成する前記樹脂基板及び前記無機ガスバリアー層をともに加熱処理し、熱収縮させる工程と、
真空下で、前記封止基板と前記機能素子とを接合するための接合しろを、前記無機ガスバリアー層と前記支持基板とにそれぞれ形成する工程と、
加熱及び加圧して、前記封止基板と前記機能素子とを接合する工程と、
を順に有することを特徴とする機能素子の封止方法。
【請求項２】
支持基板上に、機能素子本体部と、前記機能素子本体部から引き出された取出し電極とを有する機能素子を封止する機能素子の封止方法であって、
熱収縮可能な樹脂基板上に、少なくとも無機ガスバリアー層を有する封止基板を準備する工程と、
前記封止基板を構成する前記樹脂基板及び前記無機ガスバリアー層をともに加熱処理し、熱収縮させる工程と、
前記無機ガスバリアー層及び前記支持基板の少なくとも一方に、水蒸気又はシランカップリング剤からなる接合媒体層を形成する工程と、
前記封止基板と前記機能素子とを前記接合媒体層を介して重ねた状態で、加熱及び電磁波照射の少なくともいずれかを行い、接合する工程と、
を順に有することを特徴とする機能素子の封止方法。
【請求項３】
前記封止基板の熱収縮率が、０．５〜３．０％の範囲内であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の機能素子の封止方法。
【請求項４】
前記樹脂基板が、２軸延伸された樹脂基板であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の機能素子の封止方法。
【請求項５】
前記封止基板が、前記樹脂基板と前記無機ガスバリアー層との間に、更に熱可塑性樹脂層を有することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の機能素子の封止方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の機能素子の封止方法により封止されたことを特徴とする機能素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機能素子の封止方法、及びその封止方法により封止された機能素子に関する。より詳しくは、取出し電極の凹凸追従時における無機ガスバリアー層の伸長によるクラックの発生を防止し、十分な封止性を発現可能とする機能素子の封止方法、及びその封止方法により封止された機能素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）素子や有機薄膜太陽電池等の有機材料からなる機能素子は、酸素や水分に対する耐性が極めて低い。例えば、有機ＥＬ素子を用いてディスプレイや照明装置を構成する場合に、有機材料自体が酸素や水分によって変質して、輝度が低下したり、ダークスポットといわれる非発光欠陥が発生したり、ひいては発光しなくなるといった欠点がある。【０００３】
このため、片面に有機ＥＬ素子を形成した基板に対して、有機ＥＬ素子の全面を覆うように常温接合により封止基板を貼り合わせた封止構造を設けた、酸素及び水蒸気の遮断性に優れた封止技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
また、その片面に有機ＥＬ素子を形成した基板表面と対向する封止基材の表面にそれぞれ反応性官能基を設けて貼り合わせた封止構造による、酸素及び水蒸気の遮断性に優れた封止技術が知られている（例えば、特許文献２参照。）。【０００４】
しかしながら、上記のような封止技術では接合する表面同士が平滑であることが必須となるが、特許文献１に開示されている技術では、有機ＥＬ素子からの取出し電極の厚さのため、素子基板に導電溝を設けるといった加工がなされており、その製造工程が煩雑となり、特許文献２に開示されている技術では、有機ＥＬ素子部からの電極取り出しについて一切言及されておらず、取出し電極部分では電極の厚さがあるため封止が不充分となる。【０００５】
ところで、上述したように機能素子は酸素、水分に対する耐性が低いため、封止基板のガスバリアー性を向上させる観点から、封止基板の構成としてガスバリアー層を設けることが考えられる。
本発明者が、無機材料からなるガスバリアー層（以下、無機ガスバリアー層ともいう。）に関して鋭意研究を行ったところ、当該無機ガスバリアー層は、圧縮応力には強いが、伸長応力が加わった際にクラック等の欠陥が発生することがわかった。
すなわち、無機ガスバリアー層を有する封止基板を用いて機能素子を封止した場合、取出し電極の凹凸に追従して無機ガスバリアー層が伸長することによりクラックが発生し、封止基板のガスバリアー性を低下させてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１５２６６３号公報
【特許文献２】特開２０１３−２１８８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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、取出し電極の凹凸追従時における無機ガスバリアー層の伸長によるクラックの発生を防止し、十分な封止性を発現可能とする機能素子の封止方法、及びその封止方法により封止された機能素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、封止基板を構成する樹脂基板及び無機ガスバリアー層をともに加熱処理し、熱収縮させた後、真空下で、封止基板と機能素子とを接合するための接合しろを、無機ガスバリアー層と支持基板とにそれぞれ形成する工程と加熱及び加圧して、封止基板と機能素子とを接合する工程、又は、無機ガスバリアー層及び支持基板の少なくとも一方に、水蒸気又はシランカップリング剤からなる接合媒体層を形成する工程と封止基板と機能素子とを接合媒体層を介して重ねた状態で、加熱及び電磁波照射の少なくともいずれかを行い、接合する工程、を順に有する機能素子の封止方法により、取出し電極の凹凸追従時における無機ガスバリアー層の伸長によるクラックの発生を防止し、十分な封止性を発現可能であることを見出し、本発明に至った。【０００９】
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。【００１０】
１．支持基板上に、機能素子本体部と、前記機能素子本体部から引き出された取出し電極とを有する機能素子を封止する機能素子の封止方法であって、
熱収縮可能な樹脂基板上に、少なくとも無機ガスバリアー層を有する封止基板を準備する工程と、
前記封止基板を構成する前記樹脂基板及び前記無機ガスバリアー層をともに加熱処理し、熱収縮させる工程と、
真空下で、前記封止基板と前記機能素子とを接合するための接合しろを、前記無機ガスバリアー層と前記支持基板とにそれぞれ形成する工程と、
加熱及び加圧して、前記封止基板と前記機能素子とを接合する工程と、
を順に有することを特徴とする機能素子の封止方法。【００１１】
２．支持基板上に、機能素子本体部と、前記機能素子本体部から引き出された取出し電極とを有する機能素子を封止する機能素子の封止方法であって、
熱収縮可能な樹脂基板上に、少なくとも無機ガスバリアー層を有する封止基板を準備する工程と、
前記封止基板を構成する前記樹脂基板及び前記無機ガスバリアー層をともに加熱処理し、熱収縮させる工程と、
前記無機ガスバリアー層及び前記支持基板の少なくとも一方に、水蒸気又はシランカップリング剤からなる接合媒体層を形成する工程と、
前記封止基板と前記機能素子とを前記接合媒体層を介して重ねた状態で、加熱及び電磁波照射の少なくともいずれかを行い、接合する工程と、
を順に有することを特徴とする機能素子の封止方法。【００１２】
３．前記封止基板の熱収縮率が、０．５〜３．０％の範囲内であることを特徴とする第１項又は第２項に記載の機能素子の封止方法。【００１３】
４．前記樹脂基板が、２軸延伸された樹脂基板であることを特徴とする第１項から第３項までのいずれか一項に記載の機能素子の封止方法。【００１４】
５．前記封止基板が、前記樹脂基板と前記無機ガスバリアー層との間に、更に熱可塑性樹脂層を有することを特徴とする第１項から第４項までのいずれか一項に記載の機能素子の封止方法。【００１５】
６．第１項から第５項までのいずれか一項に記載の機能素子の封止方法により封止されたことを特徴とする機能素子。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の上記手段により、取出し電極の凹凸追従時における無機ガスバリアー層の伸長によるクラックの発生を防止し、十分な封止性を発現可能とする機能素子の封止方法、及びその封止方法により封止された機能素子を提供することができる。【００１７】
本発明の効果の発現機構・作用機構については明確になっていないが、以下のように推察している。【００１８】
封止基板の封止能を向上させることを目的として、樹脂基板上にガスバリアー層を設けることが考えられる。該ガスバリアー層が無機材料からなる無機ガスバリアー層である封止基板を用いて機能素子を封止すると、機能素子本体部から引き出された取出し電極の凹凸により無機ガスバリアー層が伸長し、その結果、無機ガスバリアー層にクラックが発生し、これが封止基板のガスバリアー性を低下させる原因となっていた。【００１９】
そこで、本発明においては、樹脂基板と無機ガスバリアー層とをあらかじめ熱収縮させておくことにより、封止時に取出し電極の凹凸に追随して、無機ガスバリアー層に伸長応力が加わるのを緩和させ、無機ガスバリアー層を破壊せずに封止することができるものと考えられる。【００２０】
また、本発明では、取出し電極の凹凸に接合面を追随させるために、加温及び加圧して接合すること、又は無機ガスバリアー層及び支持基板の少なくとも一方に、水蒸気又はシランカップリング剤からなる接合媒体層を形成し、封止基板と機能素子とを接合媒体層を介して重ねた状態で、加熱及び電磁波照射の少なくともいずれかを行い、接合することを特徴としている。前述の封止方法によれば、加温することにより樹脂基板の樹脂を軟化させ、続けて加圧することで取出し電極の凹凸に接合面を追随させているので、より封止性を向上させることができ、後述の封止方法によれば、封止基板と機能素子とを接着剤で接合していないため、接着剤からなる層（接着剤層）からの水分侵入により封止性を損なうことがないものと推察される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１Ａ】本発明に係る封止基板の概略構成を示す断面図
【図１Ｂ】本発明に係る機能素子の概略構成を示す断面図
【図１Ｃ】本発明に係る封止基板の概略構成を示す断面図
【図２】本発明に係る無機ガスバリアー層の形成に用いられるプラズマＣＶＤ装置の一例を示す模式図
【図３】本発明に係る無機ガスバリアー層の形成に用いられるプラズマＣＶＤ装置の一例を示す模式図
【図４】常温接合装置の一例を示す模式図
【図５】常温接合装置における常温接合のための加圧状態を示す模式図
【図６】常温接合装置の更なる一例を示す斜視図
【図７】本発明に係る封止基板及び機能素子の概略構成を示す断面図
【図８Ａ】本発明に係る機能素子（有機ＥＬ素子）の製造工程を模式的に示す図
【図８Ｂ】本発明に係る機能素子（有機ＥＬ素子）の製造工程を模式的に示す図
【図８Ｃ】本発明に係る機能素子（有機ＥＬ素子）の製造工程を模式的に示す図
【図８Ｄ】本発明に係る機能素子（有機ＥＬ素子）の製造工程を模式的に示す図
【図９Ａ】本発明に係る機能素子（有機ＥＬ素子）の製造工程を模式的に示す図
【図９Ｂ】本発明に係る機能素子（有機ＥＬ素子）の製造工程を模式的に示す図
【図９Ｃ】本発明に係る機能素子（有機ＥＬ素子）の製造工程を模式的に示す図
【図９Ｄ】本発明に係る機能素子（有機ＥＬ素子）の製造工程を模式的に示す図
【図１０】接合装置の一例を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の機能素子の封止方法は、熱収縮可能な樹脂基板上に、少なくとも無機ガスバリアー層を有する封止基板を準備する工程と、封止基板を構成する樹脂基板及び無機ガスバリアー層をともに加熱処理し、熱収縮させる工程と、を有し、更に、真空下で、封止基板と機能素子とを接合するための接合しろを、無機ガスバリアー層と支持基板とにそれぞれ形成する工程と、加熱及び加圧して、封止基板と機能素子とを接合する工程、又は、無機ガスバリアー層及び支持基板の少なくとも一方に、水蒸気又はシランカップリング剤からなる接合媒体層を形成する工程と、封止基板と機能素子とを接合媒体層を介して重ねた状態で、加熱及び電磁波照射の少なくともいずれかを行い、接合する工程、を順に有することを特徴とする。この特徴は、請求項１又は請求項２から請求項６までの請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。
【００２３】
本発明の実施態様としては、取出し電極の凹凸により無機ガスバリアー層に伸長応力がかからないようにすること、また、封止基板の平滑性を確保する観点から、封止基板の熱収縮率が０．５〜３．０％の範囲内であることが好ましい。
【００２４】
また、取出し電極の凹凸に対応して伸長することが容易であることから、樹脂基板が２軸延伸された樹脂基板であること、樹脂基板と無機ガスバリアー層との間に、更に熱可塑性樹脂層を有することが好ましい。
【００２５】
また、本発明の機能素子の封止方法により封止された機能素子を提供することができる。
【００２６】
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、数値範囲を表す「〜」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している。
【００２７】
［第１の実施形態］
≪機能素子の封止構造≫
図１Ａ〜１Ｃは、本発明に係る封止基板、及び機能素子が封止基板により封止された封止構造を示す概略断面図である。
図１Ａに示すとおり、封止基板１は、樹脂基板２と、少なくとも１層の無機ガスバリアー層４を有している。
図１Ｂに示すとおり、機能素子１０は、支持基板１２と、支持基板１２上に積層された機能素子本体部２０とから構成されている。支持基板１２上には、機能素子本体部２０を外部から制御するための取出し電極２１ａ及び２５ａが形成されている。封止基板１と機能素子１０とは、接合部１４を介して、接合されている。
本発明に係る機能素子１０の態様としては、公知の各種電子デバイスが使用でき、図１Ｂにおいては、その一例として、機能素子１０が有機ＥＬ素子である場合を示している。その他の電子デバイスの例としては、光電変換素子、液晶表示素子、タッチパネル等が挙げられるが、特にこれに制限されるものではない。
【００２８】
また、封止基板１は、図１Ｃに示すとおり、樹脂基板２と無機ガスバリアー層４との間に、熱可塑性樹脂層６を有していてもよい。
【００２９】
≪機能素子の封止方法≫
本発明の機能素子の封止方法は、下記の各工程を有することを特徴とする。
【００３０】
（ｉ）熱収縮可能な樹脂基板上に、少なくとも無機ガスバリアー層を有する封止基板を準備する工程
（ii）封止基板を構成する樹脂基板及び無機ガスバリアー層をともに加熱処理し、熱収縮させる工程
（iii）真空下で、封止基板と機能素子とを接合するための接合しろを、無機ガスバリアー層と支持基板とにそれぞれ形成する工程
（iv）加熱及び加圧して、封止基板と機能素子とを接合する工程
【００３１】
以下、各工程について、詳細に説明する。
【００３２】
＜（ｉ）封止基板を準備する工程＞
封止基板を準備する工程では、熱収縮可能な樹脂基板上に、少なくとも無機ガスバリアー層を形成する。樹脂基板と無機ガスバリアー層との間には、後述する熱可塑性樹脂層を設けてもよい。
【００３３】
＜無機ガスバリアー層の形成方法＞
本発明に係る無機ガスバリアー層の形成方法としては、特に限定されないが、例えば、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）、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、反応性スパッタ法等の化学蒸着法等が挙げられる。
【００３４】
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。
【００３５】
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板に塗布し、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、樹脂基板を冷却することにより改善され得る。
有機モノマー又は有機オリゴマーの塗布方法としては、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。
【００３６】
無機層と有機層との積層体である場合、各層の層厚は同じでもよいし、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。
【００３７】
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ウェットコーティングした後、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、樹脂基板への金属めっき、金属箔と樹脂基板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。
【００３８】
以下、プラズマＣＶＤ法を用いて形成される無機ガスバリアー層について、詳細に説明する。
【００３９】
図２は、本発明に係る無機ガスバリアー層の形成に用いることのできるプラズマＣＶＤ装置の一形態を模式的に表した概略図である。
【００４０】
図２に示すプラズマＣＶＤ装置５１の構成としては、プラズマＣＶＤ放電により成膜を形成するための成膜用チャンバー５２が設置されている。このチャンバー５２内には、上部電極５３と下部電極５４が対向する位置に設置されている。また、下部電極５４には所定の周波数（例えば、９０ｋＨｚ）を有する所定の電力（例えば、投入電力：３００Ｗ）を投入するための電源装置５５に接続されている。電源装置５５による電力印加により、上部電極５３と下部電極５４との間の空間にプラズマ放電を発生させることができる。なお、図２に示すように、チャンバー５２と、上部電極５３と、電源装置５５は、いずれもアース（接地）されている。
【００４１】
また、プラズマＣＶＤ装置５１には、各成膜ガス貯蔵部５６ａ、５６ｂ及び５６ｃが設けられている。さらに、これら各成膜ガス貯蔵部５６ａ〜５６ｃは、配管５７によりの電極近傍に設けられたガス導入口５８と連結されている。かかる構成により、各成膜ガス貯蔵部５６ａ〜５６ｃから配管５７を通じて、ガス導入口５８から各成膜ガスを所望の組成（成分濃度）に調整した混合ガスをチャンバー５２内の上部電極５３と下部電極５４との間の空間に供給し、プラズマ放電領域５９を形成することができる。この際、樹脂基板２を下部電極５４側に装着することで、樹脂基板２上に蒸着膜として所望の無機ガスバリアー層４（炭素含有の酸化ケイ素膜）の成膜を行うことで封止基板１を形成することができる。
【００４２】
さらに、各成膜ガス貯蔵部５６ａ〜５６ｃからガス導入口５８までの配管５７上には、各成膜ガスの供給・停止のために開閉機構及び各成膜ガスの流量（流速）を調整するための調節機構を有するバルブ６０ａ、６０ｂ及び６０ｃがそれぞれ設けられている。
【００４３】
また、成膜ガス（例えば、ＨＭＤＳＯガスなどの有機ケイ素化合物ガス（原料ガス）と、酸素ガスなどの反応ガスと、ヘリウムガスなどのキャリアガス）を供給しつつ、チャンバー５２内をプラズマＣＶＤを行うのに必要なレベルの減圧（真空）状態を保持するための真空ポンプ（例えば、油回転ポンプ、ターボ分子ポンプ等）６１が設けられている。この真空ポンプ６１とチャンバー５２との間には、バルブ６２が設けられている。
このバルブ６２の開閉度、更にはバルブ６０ａ、６０ｂ、６０ｃの開閉度、電源装置５５による電力印加度を制御することにより、チャンバー５２内の圧力（真空度）、ガス組成（有機ケイ素化合物ガスと酸素ガスとの流量又は流量比）、プラズマ放電量（有機ケイ素化合物ガスの単位流量当たりの印加電力の大きさ）を所定の範囲内で調整することで、樹脂基板２上に蒸着膜として所望の無機ガスバリアー層４を成膜し、封止基板１を形成することができる。
【００４４】
上記した図２に示すプラズマＣＶＤ装置５１を用いて樹脂基板２の片面（又は両面）にプラズマＣＶＤ法によって無機ガスバリアー層４を形成するには、まず、樹脂基板２として、所定の大きさ及び厚さのシート状又はフィルム状の樹脂基板（好ましくは無色透明な樹脂基板）２を準備し、プラズマＣＶＤ装置５１のチャンバー５２内の下部電極５４側に装着する。
【００４５】
次に、プラズマＣＶＤ装置５１のチャンバー５２内を、真空ポンプ６１（例えば、油回転ポンプ及びターボ分子ポンプ）により、到達真空度（例えば、４．０×１０−３Ｐａ程度）まで減圧する。
【００４６】
また、原料ガスとして有機ケイ素化合物ガス（例えば、ＨＭＤＳＯガス）、反応ガスとして酸素ガス、キャリアガスとして、不活性ガス（例えば、ヘリウムガス）を成膜ガス貯蔵部５６ａ、５６ｂ、５６ｃにそれぞれ充填し、準備する。
【００４７】
次に、下部電極５４に所定の周波数（例えば、９０ｋＨｚ）を有する電力（投入電力として、例えば、３００Ｗ程度）を電源装置５５により印加する。そして、チャンバー５２内の電極近傍に設けられたガス導入口５８から、有機ケイ素化合物ガス（例えば、ＨＭＤＳＯガス）を所定流量（例えば、１．５ｓｃｃｍ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｃｕｂｉｃ  Ｃｅｎｔｉｍｅ  ｔｅｒ  ｐｅｒ  Ｍｉｎｕｔｅ）標準条件）、酸素ガスを所定流量（例えば、１０ｓｃｃｍ標準条件）、ヘリウムガスを所定流量（例えば、３０ｓｃｃｍ標準条件）として導入し、有機ケイ素化合物ガス（ＨＭＤＳＯ）流量、酸素ガス流量、投入電力量を調整し、炭素濃度比率を調節する。
【００４８】
また、真空ポンプ６１とチャンバー５２との間にあるバルブ６２の開閉度を制御することにより、成膜用チャンバー５２内の圧力を所定圧力（例えば、０．２５Ｔｏｒｒ＝３３．３２５Ｐａ程度）に保ち、シート状又はフィルム状の樹脂基板２上に蒸着膜として所望の無機ガスバリアー層４の成膜を行うことで封止基板１を形成する。蒸着膜である無機ガスバリアー層４の層厚が所定の層厚（例えば、１００ｎｍ程度）になるまで成膜を行うことで、封止基板１を得ることができる。
【００４９】
なお、図２に示すプラズマＣＶＤ装置５１を用いて樹脂基板の片面（又は両面）にプラズマＣＶＤ法によって無機ガスバリアー層４を形成する場合には、当該プラズマＣＶＤ装置５１に樹脂基板２を１回だけ通して所望の無機ガスバリアー層４を形成してもよいが、必要に応じて、当該プラズマＣＶＤ装置５１に樹脂基板２を２回以上通して所望の無機ガスバリアー層４を形成するようにしてもよい。
【００５０】
無機ガスバリアー層４の組成におけるケイ素、酸素、炭素の原子比は、上記したように、原料ガスの種類、原料ガスである有機ケイ素化合物ガスと酸素ガスとの流量（又は流量比）を調節して制御を行うことができる。
【００５１】
ここで、電源装置５５としては、適宜公知のプラズマ発生装置の電源を用いることができる。このような電源装置５５は、これに接続された下部電極５４に電力を供給して、上部電極５３と下部電極５４との間の空間にプラズマ放電を発生させることができる。
このような電源装置５５としては、より効率よくプラズマＣＶＤ法を実施することが可能となることから、交流電源などを利用することが好ましい。
また、このような電源装置５５としては、より効率よくプラズマＣＶＤ法を実施することが可能となることから、印加電力を１００Ｗ〜１０ｋＷの範囲内とすることができ、かつ交流の周波数を５０Ｈｚ〜５００ｋＨｚの範囲内とすることが可能なものであることがより好ましい。
【００５２】
また、プラズマ放電中のチャンバー５２内の圧力が、０．１Ｐａ以上、好ましくは０．５Ｐａ以上であり、５０Ｐａ以下、好ましくは１０Ｐａ以下であることが好ましい。これにより、上部電極５３と下部電極５４との間の空間にプラズマ放電を効率よく発生させることができ、優れた成膜性が得られる点で優れている。
【００５３】
ガス導入口５８から供給される成膜ガス（原料ガス等）としては、原料ガス、反応ガス、キャリアガス、放電ガスを単独又は混合して用いられる。
無機ガスバリアー層４の形成に用いる成膜ガス中の原料ガスとしては、形成する無機ガスバリアー層４の材質に応じて適宜選択して使用することができる。
このような原料ガスとしては、例えば、ケイ素を含有する有機ケイ素化合物や炭素を含有する有機化合物ガスを用いることができる。このような有機ケイ素化合物としては、例えば、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳ）、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、ビニルトリメチルシラン、メチルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラン、シラン、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、テトラメチルシラン、ジエチルシラン、プロピルシラン、フェニルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）などを例示することができる。これらの有機ケイ素化合物の中でも、化合物の取り扱い性及び得られる無機ガスバリアー層４のガスバリアー性等の特性の観点から、ヘキサメチルジシロキサン、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサンが好ましい。また、これらの有機ケイ素化合物は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。また、炭素を含有する有機化合物ガスとしては、例えば、メタン、エタン、エチレン、アセチレンを例示することができる。
これら有機ケイ素化合物ガスや有機化合物ガスは、無機ガスバリアー層４の種類に応じて適切な原料ガスが選択される。
【００５４】
また、成膜ガスとしては、原料ガスの他に反応ガスを用いてもよい。
このような反応ガスとしては、原料ガスと反応して酸化物、窒化物等の無機化合物となるガスを適宜選択して使用することができる。酸化物を形成するための反応ガスとしては、例えば、酸素、オゾンを用いることができる。また、窒化物を形成するための反応ガスとしては、例えば、窒素、アンモニアを用いることができる。これらの反応ガスは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができ、例えば、酸窒化物を形成する場合には、酸化物を形成するための反応ガスと窒化物を形成するための反応ガスとを組み合わせて使用することができる。
【００５５】
成膜ガスとしては、原料ガスを真空チャンバー５２内に供給するために、必要に応じて、キャリアガスを用いてもよい。さらに、成膜ガスとしては、プラズマ放電を発生させるために、必要に応じて、放電用ガスを用いてもよい。このようなキャリアガス及び放電用ガスとしては、適宜公知のものを使用することができ、例えば、ヘリウム、アルゴン、ネオン、キセノン等の希ガスや水素を用いることができる。
【００５６】
このような成膜ガスが原料ガスと反応ガスを含有する場合には、原料ガスと反応ガスの比率としては、原料ガスと反応ガスとを完全に反応させるために理論上必要となる反応ガスの量の比率よりも、反応ガスの比率を過剰にしすぎないことが好ましい。反応ガスの比率を過剰にしすぎないことで、形成される無機ガスバリアー層４において、優れたガスバリアー性や耐屈曲性を有効に発現することができる点で優れている。また、成膜ガスが有機ケイ素化合物と酸素とを含有するものである場合には、成膜ガス中の有機ケイ素化合物の全量を完全酸化するのに必要な理論酸素量以下であることが好ましい。
【００５７】
また、無機ガスバリアー層４は、生産性の観点から、ロール  ｔｏ  ロール（ｒｏｌｌ  ｔｏ  ｒｏｌｌ）方式で樹脂基板２の表面上に形成することが好ましい。また、このようなプラズマＣＶＤ法により無機ガスバリアー層４を製造する際に用いることが可能な装置としては、特に制限されないが、少なくとも一対の成膜ローラーと、プラズマ電源とを備え、かつ一対の成膜ローラー間において放電することが可能な構成となっている装置であることが好ましく、例えば、図３に示す製造装置を用いた場合には、プラズマＣＶＤ法を利用しながらロール  ｔｏ  ロール方式で製造することも可能となる。
【００５８】
以下、図３を参照しながら、プラズマＣＶＤ法による無機ガスバリアー層４の形成方法について、より詳細に説明する。なお、図３は、無機ガスバリアー層４を製造するために好適に利用することが可能な製造装置の一例を示す模式図である。
【００５９】
図３に示す製造装置３１は、送出しローラー３２と、搬送ローラー３３、３４、３５及び３６と、成膜ローラー３９及び４０と、ガス供給管４１と、プラズマ発生用電源４２と、成膜ローラー３９及び４０の内部に設置された磁場発生装置４３及び４４と、巻取りローラー４５とを備えている。
また、このような製造装置３１においては、少なくとも成膜ローラー３９及び４０と、ガス供給管４１と、プラズマ発生用電源４２と、磁場発生装置４３及び４４とが図示を省略した真空チャンバー内に配置されている。
さらに、このような製造装置３１において、真空チャンバーは図示を省略した真空ポンプに接続されており、かかる真空ポンプにより真空チャンバー内の圧力を適宜調整することが可能となっている。
【００６０】
このような製造装置３１においては、一対の成膜ローラー（成膜ローラー３９及び４０）を一対の対向電極として機能させることが可能となるように、各成膜ローラーがそれぞれプラズマ発生用電源４２に接続されている。そのため、このような製造装置３１においては、プラズマ発生用電源４２により電力を供給することにより、成膜ローラー３９と成膜ローラー４０との間の空間に放電することが可能であり、これにより成膜ローラー３９と成膜ローラー４０との間の空間にプラズマを発生させることができる。
なお、このように、成膜ローラー３９と成膜ローラー４０とを電極としても利用する場合には、電極としても利用可能なようにその材質や設計を適宜変更すればよい。
【００６１】
また、このような製造装置３１においては、一対の成膜ローラー（成膜ローラー３９及び４０）は、その中心軸が同一平面上において略平行となるようにして配置することが好ましい。このようにして、一対の成膜ローラー（成膜ローラー３９及び４０）を配置することにより、成膜レートを倍にできる。
そして、このような製造装置３１によれば、プラズマＣＶＤ法により樹脂基板２の表面上に無機ガスバリアー層（乾式ガスバリアー層）４を形成することが可能であり、成膜ローラー３９上において樹脂基板２の表面上に無機ガスバリアー層成分を堆積させつつ、更に成膜ローラー４０上においても樹脂基板２の表面上に無機ガスバリアー層成分を堆積させることもできるため、樹脂基板２の表面上に無機ガスバリアー層４を効率よく形成することができる。
【００６２】
成膜ローラー３９及び４０の内部には、成膜ローラーが回転しても回転しないようにして固定された磁場発生装置４３及び４４がそれぞれ設けられている。
【００６３】
成膜ローラー３９及び４０にそれぞれ設けられた磁場発生装置４３及び４４は、一方の成膜ローラー３９に設けられた磁場発生装置４３と他方の成膜ローラー４０に設けられた磁場発生装置４４との間で磁力線がまたがらず、それぞれの磁場発生装置４３及び４４がほぼ閉じた磁気回路を形成するように磁極を配置することが好ましい。このような磁場発生装置４３及び４４を設けることにより、各成膜ローラー３９及び４０の対向側表面付近に磁力線が膨らんだ磁場の形成を促進することができ、その膨出部にプラズマが収束されやすくなるため、成膜効率を向上させることができる点で優れている。
【００６４】
また、成膜ローラー３９及び４０にそれぞれ設けられた磁場発生装置４３及び４４は、それぞれローラー軸方向に長いレーストラック状の磁極を備え、一方の磁場発生装置４３と他方の磁場発生装置４４とは向かい合う磁極が同一極性となるように磁極を配置することが好ましい。このような磁場発生装置４３及び４４を設けることにより、それぞれの磁場発生装置４３及び４４について、磁力線が対向するローラー側の磁場発生装置にまたがることなく、ローラー軸の長さ方向に沿って対向空間（放電領域）に面したローラー表面付近にレーストラック状の磁場を容易に形成することができ、その磁場にプラズマを収束させることができため、ローラー幅方向に沿って巻き掛けられた幅広の樹脂基板２を用いて効率的に蒸着膜である無機ガスバリアー層４を形成することができる点で優れている。
【００６５】
成膜ローラー３９及び４０としては適宜公知のローラーを用いることができる。このような成膜ローラー３９及び４０としては、より効率よく薄膜を形成することができるという観点から、直径が同一のものを使うことが好ましい。
また、このような成膜ローラー３９及び４０の直径としては、放電条件、チャンバーのスペース等の観点から、直径が３００〜１０００ｍｍφの範囲内、特に３００〜７００ｍｍφの範囲内であることが好ましい。成膜ローラーの直径が３００ｍｍφ以上であれば、プラズマ放電空間が小さくなることがないため生産性の劣化もなく、短時間でプラズマ放電の全熱量が樹脂基板２にかかることを回避できることから、樹脂基板２へのダメージを軽減でき好ましい。一方、成膜ローラーの直径が１０００ｍｍφ以下であれば、プラズマ放電空間の均一性等も含めて装置設計上、実用性を保持することができるため好ましい。
【００６６】
このような製造装置３１においては、樹脂基板２の表面がそれぞれ対向するように、一対の成膜ローラー（成膜ローラー３９及び４０）上に、樹脂基板２が配置されている。このようにして樹脂基板２を配置することにより、成膜ローラー３９と成膜ローラー４０との間の対向空間に放電を行ってプラズマを発生させる際に、一対の成膜ローラー間に存在する樹脂基板２のそれぞれの表面を同時に成膜することが可能となる。
すなわち、このような製造装置３１によれば、プラズマＣＶＤ法により、成膜ローラー３９上にて樹脂基板２の表面上に無機ガスバリアー層成分を堆積させ、更に成膜ローラー４０上にて無機ガスバリアー層成分を堆積させることができるため、樹脂基板２の表面上に無機ガスバリアー層４を効率よく形成することが可能となる。
【００６７】
このような製造装置３１に用いる送出しローラー３２及び搬送ローラー３３〜３６としては、適宜公知のローラーを用いることができる。また、巻取りローラー４５としても、樹脂基板２上に無機ガスバリアー層４を形成した封止基板１を巻き取ることが可能なものであればよく、特に制限されず、適宜公知のローラーを用いることができる。
【００６８】
また、ガス供給管４１及び真空ポンプ（図示略）としては、原料ガス等を所定の速度で供給又は排出することが可能なものを適宜用いることができる。
【００６９】
また、ガス供給手段であるガス供給管４１は、成膜ローラー３９と成膜ローラー４０との間の対向空間（放電領域；成膜ゾーン）の一方に設けることが好ましく、真空排気手段である真空ポンプは、対向空間の他方に設けることが好ましい。このようにガス供給手段であるガス供給管４１と、真空排気手段である真空ポンプを配置することにより、成膜ローラー３９と成膜ローラー４０との間の対向空間に効率よく成膜ガスを供給することができ、成膜効率を向上させることができる点で優れている。
【００７０】
さらに、プラズマ発生用電源４２としては、適宜公知のプラズマ発生装置の電源を用いることができる。このようなプラズマ発生用電源４２は、これに接続された成膜ローラー３９と成膜ローラー４０とに電力を供給して、これらを放電のための対向電極として利用することを可能とする。このようなプラズマ発生用電源４２としては、より効率よくプラズマＣＶＤを実施することが可能となることから、一対の成膜ローラーの極性を交互に反転させることが可能なもの（交流電源など）を利用することが好ましい。
また、このようなプラズマ発生用電源４２としては、より効率よくプラズマＣＶＤを実施することが可能となることから、印加電力を１００Ｗ〜１０ｋＷの範囲内とすることができ、かつ交流の周波数を５０Ｈｚ〜５００ｋＨｚの範囲内とすることが可能なものであることがより好ましい。
【００７１】
また、磁場発生装置４３及び４４としては適宜公知の磁場発生装置を用いることができる。さらに、樹脂基板２としては、本発明で用いられる樹脂基板の他に、無機ガスバリアー層４をあらかじめ形成させたものを用いることができる。このように、樹脂基板２として無機ガスバリアー層４をあらかじめ形成させたものを用いることにより、無機ガスバリアー層４の層厚を厚くすることも可能である。
【００７２】
このような図３に示す製造装置３１を用いて、例えば、原料ガスの種類、プラズマ発生装置の電極ドラムの電力、真空チャンバー内の圧力、成膜ローラー３９及び４０の直径、及び樹脂基板２の搬送速度を適宜調整することにより、無機ガスバリアー層４を製造することができる。
すなわち、図３に示す製造装置３１を用いて、成膜ガス（原料ガス等）を真空チャンバー内に供給しつつ、一対の成膜ローラー３９及び４０間に放電を発生させることにより、成膜ガス（原料ガス等）がプラズマによって分解され、成膜ローラー３９上の樹脂基板２の表面上及び成膜ローラー４０上の樹脂基板２の表面上に、無機ガスバリアー層４がプラズマＣＶＤ法により形成される。この際、成膜ローラー３９及び４０のローラー軸の長さ方向に沿って対向空間（放電領域）に面したローラー表面付近にレーストラック状の磁場が形成され、磁場にプラズマを収束させる。なお、このような成膜に際しては、樹脂基板２が送出しローラー３２や成膜ローラー３９等により搬送されることにより、ロール  ｔｏ  ロール方式の連続的な成膜プロセスを可能とし、樹脂基板２の表面上に無機ガスバリアー層４が形成される。
【００７３】
ガス供給管４１から対向空間に供給される成膜ガス（原料ガス等）としては、原料ガス、反応ガス、キャリアガス、放電ガスを単独又は２種以上混合して用いることができる。無機ガスバリアー層４の形成に用いる成膜ガス中の原料ガスとしては、形成する無機ガスバリアー層４の材質に応じて適宜選択して使用することができる。
【００７４】
このような原料ガスとしては、例えば、ケイ素を含有する有機ケイ素化合物や炭素を含有する有機化合物ガスを用いることができる。このような有機ケイ素化合物としては、例えば、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）、ヘキサメチルジシラン（ＨＭＤＳ）、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、ビニルトリメチルシラン、メチルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラン、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、ジエチルシラン、プロピルシラン、フェニルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサンが挙げられる。これらの有機ケイ素化合物の中でも、化合物の取り扱い性及び得られる無機ガスバリアー層４のガスバリアー性等の特性の観点から、ヘキサメチルジシロキサン、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサンが好ましい。これらの有機ケイ素化合物は、単独でも又は２種以上を組み合わせても使用することができる。また、炭素を含有する有機化合物ガスとしては、例えば、メタン、エタン、エチレン、アセチレンを例示することができる。これら有機ケイ素化合物ガスや有機化合物ガスは、無機ガスバリアー層４の種類に応じて適切な原料ガスが選択される。
【００７５】
また、成膜ガスとしては、原料ガスの他に反応ガスを用いてもよい。このような反応ガスとしては、原料ガスと反応して酸化物、窒化物等の無機化合物となるガスを適宜選択して使用することができる。酸化物を形成するための反応ガスとしては、例えば、酸素、オゾンを用いることができる。また、窒化物を形成するための反応ガスとしては、例えば、窒素、アンモニアを用いることができる。これらの反応ガスは、単独でも又は２種以上を組み合わせても使用することができ、例えば、酸窒化物を形成する場合には、酸化物を形成するための反応ガスと窒化物を形成するための反応ガスとを組み合わせて使用することができる。
【００７６】
成膜ガスとしては、原料ガスを真空チャンバー内に供給するために、必要に応じて、キャリアガスを用いてもよい。さらに、成膜ガスとしては、プラズマ放電を発生させるために、必要に応じて、放電用ガスを用いてもよい。このようなキャリアガス及び放電用ガスとしては、適宜公知のものを使用することができ、例えば、ヘリウム、アルゴン、ネオン、キセノン等の希ガスや水素を用いることができる。
【００７７】
このような成膜ガスが原料ガスと反応ガスとを含有する場合には、原料ガスと反応ガスとの比率としては、原料ガスと反応ガスとを完全に反応させるために理論上必要となる反応ガスの量の比率よりも、反応ガスの比率を過剰にしすぎないことが好ましい。反応ガスの比率を過剰にしすぎないことで、形成される無機ガスバリアー層４によって、優れたガスバリアー性や耐屈曲性を得ることができる点で優れている。また、成膜ガスが有機ケイ素化合物と酸素とを含有するものである場合には、成膜ガス中の有機ケイ素化合物の全量を完全酸化するのに必要な理論酸素量以下であることが好ましい。
【００７８】
以下、上記図２又は図３の装置を用いた無機ガスバリアー層４の製造において、成膜ガスとして、原料ガスとしてのヘキサメチルジシロキサン（有機ケイ素化合物、ＨＭＤＳＯ、（ＣＨ３）６Ｓｉ２Ｏ）と、反応ガスとしての酸素（Ｏ２）を含有するものとを用い、ケイ素−酸素系の薄膜を製造する場合を例に挙げて、成膜ガス中の原料ガスと反応ガスとの好適な比率等について、より詳細に説明する。
【００７９】
原料ガスとしてのヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ、（ＣＨ３）６Ｓｉ２Ｏ）と、反応ガスとしての酸素（Ｏ２）と、を含有する成膜ガスをプラズマＣＶＤにより反応させてケイ素−酸素系の薄膜を作製する場合、その成膜ガスにより下記反応式（１）で表されるような反応が起こり、二酸化ケイ素が生成する。
【００８０】
【化１】
2015133286.tif 000003
【００８１】
このような反応においては、ヘキサメチルジシロキサン１モルを完全酸化するのに必要な酸素量は１２モルである。そのため、成膜ガス中に、ヘキサメチルジシロキサン１モルに対して酸素を１２モル以上含有させて完全に反応させた場合には、均一な二酸化ケイ素膜が形成されてしまう。
そのため、本発明において、無機ガスバリアー層を形成する際には、上記反応式（１）の反応が完全に進行してしまわないように、ヘキサメチルジシロキサン１モルに対して酸素量を化学量論比の１２モルより少なくすることが好ましい。
【００８２】
なお、実際のプラズマＣＶＤチャンバー内の反応では、原料のヘキサメチルジシロキサンと反応ガスの酸素とは、ガス供給部から成膜領域へ供給されて成膜されるので、反応ガスの酸素のモル量（流量）が原料のヘキサメチルジシロキサンのモル量（流量）の１２倍のモル量（流量）であったとしても、現実には完全に反応を進行させることはできず、酸素の含有量を化学量論比に比して大過剰に供給して初めて反応が完結すると考えられる（例えば、ＣＶＤにより完全酸化させて酸化ケイ素を得るために、酸素のモル量（流量）を原料のヘキサメチルジシロキサンのモル量（流量）の２０倍以上程度とする場合もある。）。
【００８３】
そのため、原料のヘキサメチルジシロキサンのモル量（流量）に対する酸素のモル量（流量）は、化学量論比である１２倍量以下（より好ましくは、１０倍以下）の量であることが好ましい。このような比でヘキサメチルジシロキサン及び酸素を含有させることにより、完全に酸化されなかったヘキサメチルジシロキサン中の炭素原子や水素原子が無機ガスバリアー層中に取り込まれ、得られる封止基板において優れたガスバリアー性及び耐屈曲性を発揮させることが可能となる。
なお、有機ＥＬ素子や太陽電池などのような透明性を必要とするデバイス用のフレキシブル基板への利用の観点から、成膜ガス中のヘキサメチルジシロキサンのモル量（流量）に対する酸素のモル量（流量）の下限は、ヘキサメチルジシロキサンのモル量（流量）の０．１倍より多い量とすることが好ましく、０．５倍より多い量とすることがより好ましい。
【００８４】
また、真空チャンバー内の圧力（真空度）は、原料ガスの種類等に応じて適宜調整することができるが、０．５〜５０Ｐａの範囲内とすることが好ましい。
【００８５】
また、このようなプラズマＣＶＤ法において、成膜ローラー３９と成膜ローラー４０との間に放電するために、プラズマ発生用電源４２に接続された電極ドラム（成膜ローラー３９及び４０に設置されている。）に印加する電力は、原料ガスの種類や真空チャンバー内の圧力等に応じて適宜調整することができるものであり一概にいえるものでないが、０．１〜１０ｋＷの範囲内とすることが好ましい。このような印加電力が０．１ｋＷ以上であれば、パーティクルの発生を十分に抑制することができ、他方、１０ｋＷ以下であれば、成膜時に発生する熱量を抑えることができ、成膜時の樹脂基板表面の温度が上昇するのを抑制できる。そのため、樹脂基板が熱負けすることなく、成膜時にシワが発生することを防止できる点で優れている。
【００８６】
樹脂基板２の搬送速度（ライン速度）は、原料ガスの種類や真空チャンバー内の圧力等に応じて適宜調整することができるが、０．２５〜１００ｍ／ｍｉｎの範囲内とすることが好ましく、０．５〜２０ｍ／ｍｉｎの範囲内とすることがより好ましい。ライン速度が０．２５ｍ／ｍｉｎ以上であれば、樹脂基板に熱に起因するシワの発生を効果的に抑制することができる。他方、１００ｍ／ｍｉｎ以下であれば、生産性を損なうことなく、無機ガスバリアー層として十分な層厚を確保することができる点で優れている。
【００８７】
上記したように、本実施形態のより好ましい態様としては、本発明に係る無機ガスバリアー層を、図３に示す対向ローラー電極を有するプラズマＣＶＤ装置（ロール  ｔｏ  ロール方式）を用いたプラズマＣＶＤ法によって成膜することである。これは、対向ローラー電極を有するプラズマＣＶＤ装置（ロール  ｔｏ  ロール方式）を用いて量産する場合に、可撓性（屈曲性）に優れ、機械的強度、特にロール  ｔｏ  ロールでの搬送時の耐久性と、ガスバリアー性能とが両立する無機ガスバリアー層を効率よく製造することができるためである。このような製造装置は、太陽電池や電子部品などに使用される温度変化に対する耐久性が求められる封止基板を、安価でかつ容易に量産することができる点でも優れている。
【００８８】
次に、ポリシラザンを含む層を改質処理して形成される無機ガスバリアー層について、詳細に説明する。
【００８９】
＜ポリシラザン＞
本発明に係る無機ガスバリアー層の形成に用いられるポリシラザンとは、ケイ素−窒素結合を有するポリマーであり、Ｓｉ−Ｎ、Ｓｉ−Ｈ、Ｎ−Ｈ等の結合を有するＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、及び両方の中間固溶体ＳｉＯｘＮｙ等のセラミック前駆体無機ポリマーであり、好ましくは下記一般式（Ｉ）で表される構造を有している。
【００９０】
【化２】
2015133286.tif 000004
【００９１】
一般式（Ｉ）中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、それぞれ独立に、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、アルコキシ基を表す。Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、互いに同じであっても異なるものであってもよい。
【００９２】
また、上記一般式（Ｉ）において、ｎは、整数であり、一般式（Ｉ）で表される構造を有するポリシラザンが１５０〜１５００００ｇ／モルの数平均分子量を有するように定められることが好ましい。
【００９３】
本発明では、得られる無機ガスバリアー層の膜としての緻密性の観点からは、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３のすべてが水素原子であるパーヒドロポリシラザン（ＰＨＰＳ）が特に好ましい。
【００９４】
パーヒドロポリシラザンは、直鎖構造と６及び８員環を中心とする環構造が存在した構造と推定されている。その分子量は、数平均分子量（Ｍｎ）で約６００〜２０００程度（ポリスチレン換算）であり、液体又は固体の物質であり、分子量により異なる。
【００９５】
ポリシラザンは有機溶媒に溶解した溶液状態で市販されており、市販品をそのままポリシラザン層形成用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ＮＮ１２０−１０、ＮＮ１２０−２０、ＮＡＸ１２０−２０、ＮＮ１１０、ＮＮ３１０、ＮＮ３２０、ＮＬ１１０Ａ、ＮＬ１２０Ａ、ＮＬ１２０−２０、ＮＬ１５０Ａ、ＮＰ１１０、ＮＰ１４０、ＳＰ１４０等が挙げられる。
【００９６】
ポリシラザンを含有する塗布液（以下、単にポリシラザン含有塗布液とも称する。）を調製するための溶剤としては、ポリシラザンを溶解できるものであれば特に制限されないが、ポリシラザンと容易に反応してしまう水及び反応性基（例えば、ヒドロキシル基、あるいはアミン基等）を含まず、ポリシラザンに対して不活性の有機溶剤が好ましく、非プロトン性の有機溶剤がより好ましい。
具体的には、ポリシラザン含有塗布液を調製するための溶剤としては、非プロトン性溶剤、例えば、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、ソルベッソ、ターベン等の脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素等の炭化水素溶媒、塩化メチレン、トリクロロエタン等のハロゲン炭化水素溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、ジブチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等の脂肪族エーテル、脂環式エーテル等のエーテル類（例えば、テトラヒドロフラン、ジブチルエーテル、モノ−及びポリアルキレングリコールジアルキルエーテル（ジグライム類））などを挙げることができる。上記溶剤は、ポリシラザンの溶解度や溶剤の蒸発速度等の目的にあわせて選択され、単独で使用されてもあるいは２種以上の混合物の形態で使用されてもよい。
【００９７】
ポリシラザン含有塗布液におけるポリシラザンの濃度は、特に制限されず、目的とする無機ガスバリアー層の層厚や塗布液のポットライフによっても異なるが、好ましくは０．１〜３０質量％の範囲内、より好ましくは０．５〜２０質量％の範囲内、更に好ましくは１〜１５質量％の範囲内である。
【００９８】
ポリシラザン含有塗布液は、酸化窒化ケイ素への変性を促進するために、ポリシラザンとともに触媒を含有することが好ましい。本発明に適用可能な触媒としては、塩基性触媒が好ましく、特に、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリエチルアミン、３−モルホリノプロピルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチル−１，３−ジアミノプロパン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチル−１，６−ジアミノヘキサン等のアミン触媒、Ｐｔアセチルアセトナート等のＰｔ化合物、プロピオン酸Ｐｄ等のＰｄ化合物、Ｒｈアセチルアセトナート等のＲｈ化合物等の金属触媒、Ｎ−複素環式化合物が挙げられる。これらのうち、アミン触媒を用いることが好ましい。この際添加する触媒の濃度としては、ポリシラザンを基準としたとき、好ましくは０．１〜１０質量％の範囲内、より好ましくは０．２〜５質量％に範囲内、更に好ましくは０．５〜２質量％の範囲内である。触媒添加量をこの範囲内とすることで、反応の急激な進行よる過剰なシラノール形成、及び膜密度の低下、膜欠陥の増大などを避けることができる。
【００９９】
ポリシラザン含有塗布液には、必要に応じて、下記に挙げる添加剤を用いることができる。例えば、セルロースエーテル類、セルロースエステル類（例えば、エチルセルロース、ニトロセルロース、セルロースアセテート、セルロースアセトブチレート等）、天然樹脂（例えば、ゴム、ロジン樹脂等）、合成樹脂（例えば、重合樹脂等）、縮合樹脂（例えば、アミノプラスト、特に尿素樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル若しくは変性ポリエステル、エポキシド、ポリイソシアネート若しくはブロック化ポリイソシアネート、ポリシロキサン等）である。
【０１００】
ポリシラザン含有塗布液を塗布する方法としては、従来公知の適切な湿式塗布方法が採用される。具体例としては、スピンコート法、ダイコート法、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。
【０１０１】
塗布厚さは、目的に応じて適切に設定され得る。例えば、塗布厚さは、乾燥後の厚さが１０ｎｍ〜１０μｍ程度であることが好ましく、１５ｎｍ〜１μｍの範囲内であることがより好ましく、２０〜５００ｎｍの範囲内であることが更に好ましい。ポリシラザン層の層厚が１０ｎｍ以上であれば十分なガスバリアー性を得ることができ、１０μｍ以下であれば、ポリシラザン層形成時に安定した塗布性を得ることができ、かつ高い光線透過性を実現できる。
【０１０２】
＜改質処理＞
本発明における改質処理とは、ポリシラザン化合物の一部又は全部が、酸化ケイ素又は酸化窒化ケイ素へ転化する反応をいう。
【０１０３】
これによって、無機ガスバリアー層が全体としてガスバリアー性（水蒸気透過度が１×１０−３ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以下）を発現するに貢献できるレベルの無機薄膜を形成することができる。
【０１０４】
具体的には、加熱処理、プラズマ処理、活性エネルギー線照射処理等が挙げられる。中でも、低温で改質可能であり基材種の選択の自由度が高いという観点から、活性エネルギー線照射による処理が好ましい。
【０１０５】
＜加熱処理＞
加熱処理の方法としては、例えば、ヒートブロック等の発熱体に基板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塗膜が載置される環境を加熱する方法、ＩＲヒーターといった赤外領域の光を用いた方法等が挙げられるが、これらに限定されない。加熱処理を行う場合、塗膜の平滑性を維持できる方法を適宜選択すればよい。
【０１０６】
塗膜を加熱する温度としては、４０〜２５０℃の範囲内が好ましく、６０〜１５０℃の範囲内がより好ましい。加熱時間としては、１０秒〜１００時間の範囲内が好ましく、３０秒〜５分の範囲内が好ましい。
【０１０７】
＜プラズマ処理＞
本発明において、改質処理として用いることのできるプラズマ処理は、公知の方法を用いることができるが、好ましくは大気圧プラズマ処理等を挙げることができる。大気圧近傍でのプラズマＣＶＤ処理を行う大気圧プラズマＣＶＤ法は、真空下のプラズマＣＶＤ法に比べ、減圧する必要がなく生産性が高いだけでなく、プラズマ密度が高密度であるために成膜速度が速く、更には通常のＣＶＤ法の条件に比較して、大気圧下という高圧力条件では、ガスの平均自由工程が非常に短いため、極めて均質の膜が得られる。
【０１０８】
大気圧プラズマ処理の場合は、放電ガスとしては窒素ガス又は長周期型周期表の第１８族原子、具体的には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等が用いられる。これらの中でも窒素、ヘリウム、アルゴンが好ましく用いられ、特に窒素がコストも安く好ましい。
【０１０９】
＜活性エネルギー線照射処理＞
活性エネルギー線としては、例えば、赤外線、可視光線、紫外線、Ｘ線、電子線、α線、β線、γ線等が使用可能であるが、電子線又は紫外線が好ましく、紫外線がより好ましい。紫外線（紫外光と同義）によって生成されるオゾンや活性酸素原子は高い酸化能力を有しており、低温で高い緻密性と絶縁性とを有するガスバリアー層を形成することが可能である。
【０１１０】
紫外線照射処理においては、通常使用されているいずれの紫外線発生装置を使用することも可能である。
【０１１１】
本発明に係る無機ガスバリアー層の製造方法において、水分が取り除かれたポリシラザン化合物を含む塗膜は、紫外光照射による処理で改質される。紫外線によって生成されるオゾンや活性酸素原子は高い酸化能力を有しており、低温で高い緻密性と絶縁性を有する酸化ケイ素膜又は酸化窒化ケイ素膜を形成することが可能である。
【０１１２】
この紫外光照射により、セラミックス化に寄与するＯ２とＨ２Ｏや、紫外線吸収剤、ポリシラザン自身が励起、活性化される。そして、励起したポリシラザンのセラミックス化が促進され、得られるセラミックス膜が緻密になる。紫外光照射は、塗膜形成後であればいずれの時点で実施しても有効である。
【０１１３】
本発明での真空紫外光照射処理には、常用されているいずれの紫外線発生装置を使用することが可能である。なお、本発明でいう紫外光とは、一般には、真空紫外光とよばれる１０〜２００ｎｍの波長を有する電磁波を含む紫外光をいう。
【０１１４】
真空紫外光の照射は、照射される改質前のポリシラザン化合物を含む層を担持している樹脂基板がダメージを受けない範囲内で、照射強度や照射時間を設定することが好ましい。
例えば、２ｋＷ（８０Ｗ／ｃｍ×２５ｃｍ）のランプを用い、基材表面の強度が２０〜３００ｍＷ／ｃｍ２の範囲内、好ましくは５０〜２００ｍＷ／ｃｍ２の範囲内になるように基材−紫外線照射ランプ間の距離を設定し、０．１秒〜１０分間の照射を行うことができる。
【０１１５】
一般に、紫外線照射処理時の支持体の温度が１５０℃以上になると、プラスチックフィルム等の場合には、支持体が変形したりその強度が劣化したりするなど、支持体の特性が損なわれることになる。しかしながら、ポリイミド等の耐熱性の高いフィルムなどの場合には、より高温での改質処理が可能である。したがって、この紫外線照射時の支持体の温度としては、一般的な上限はなく、樹脂基板の種類によって当業者が適宜設定することができる。また、紫外線照射雰囲気に特に制限はなく、空気中で実施すればよい。
【０１１６】
このような紫外線の発生手段としては、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、エキシマランプ、ＵＶ光レーザー等が挙げられるが、特に限定されない。また、発生させた紫外線を改質前のポリシラザン層に照射する際には、効率向上と均一な照射を達成する観点から、発生源からの紫外線を反射板で反射させてから改質前のポリシラザン層に照射することが望ましい。
【０１１７】
紫外線照射は、バッチ処理にも連続処理にも適合可能であり、使用する樹脂基板の形状によって適宜選定することができる。ポリシラザン化合物を含む塗布層を有する樹脂基板が長尺フィルム状である場合には、これを搬送させながら上記のような紫外線発生源を具備した乾燥ゾーンで連続的に紫外線を照射することによりセラミックス化することができる。紫外線照射に要する時間は、使用する樹脂基板やポリシラザン化合物を含む塗布層の組成、濃度にもよるが、一般に０．１秒〜１０分間であり、好ましくは０．５秒〜３分間である。
【０１１８】
＜真空紫外線照射処理：エキシマ照射処理＞
本発明において、最も好ましい改質処理方法は、真空紫外線照射による処理（エキシマ照射処理）である。
【０１１９】
真空紫外光（ＶＵＶ）照射時に、これら酸素以外のガスとしては乾燥不活性ガスを用いることが好ましく、特にコストの観点から乾燥窒素ガスを用いることが好ましい。酸素濃度の調整は照射庫内へ導入する酸素ガス、不活性ガスの流量を計測し、流量比を変えることで調整可能である。
【０１２０】
具体的に、本発明における改質前のポリシラザン化合物を含む層の改質処理方法は、真空紫外光照射による処理である。真空紫外光照射による処理は、ポリシラザン化合物内の原子間結合力より大きい１００〜２００ｎｍの光エネルギーを用い、好ましくは１００〜１８０ｎｍの波長の光のエネルギーを用い、原子の結合を光量子プロセスと呼ばれる光子のみの作用により、直接切断しながら活性酸素やオゾンによる酸化反応を進行させることで、比較的低温で酸化ケイ素膜の形成を行う方法である。これに必要な真空紫外光源としては、希ガスエキシマランプが好ましく用いられる。
【０１２１】
なお、Ｘｅ、Ｋｒ、Ａｒ、Ｎｅ等の希ガスの原子は化学的に結合して分子を作らないため、不活性ガスと呼ばれる。しかし、放電等によりエネルギーを得た希ガスの原子（励起原子）は他の原子と結合して分子を作ることができる。希ガスがキセノンの場合には、
ｅ＋Ｘｅ→ｅ＋Ｘｅ＊
Ｘｅ＊＋Ｘｅ＋Ｘｅ→Ｘｅ２＊＋Ｘｅ
Ｘｅ２＊→Ｘｅ＋Ｘｅ＋ｈν（１７２ｎｍ）
となり、励起されたエキシマ分子であるＸｅ２＊が基底状態に遷移するときに１７２ｎｍのエキシマ光（真空紫外光）を発光する。
【０１２２】
エキシマランプの特徴としては、放射が一つの波長に集中し、必要な光以外がほとんど放射されないので効率が高いことが挙げられる。また、余分な光が放射されないので、対象物の温度を低く保つことができる。さらには、始動・再始動に時間を要さないので、瞬時の点灯点滅が可能である。
【０１２３】
本発明における真空紫外線照射工程において、ポリシラザン化合物を含む塗膜が受ける塗膜面での真空紫外線の照度は１ｍＷ／ｃｍ２〜１０Ｗ／ｃｍ２の範囲内であること好ましく、３０〜２００ｍＷ／ｃｍ２の範囲内であることがより好ましく、５０〜１６０ｍＷ／ｃｍ２の範囲内であること更に好ましい。１ｍＷ／ｃｍ２以上であれば、十分な改質効率が得られうる。また、１０Ｗ／ｃｍ２以下であれば、塗膜のアブレーションが生じにくく、樹脂基板にダメージを与えにくい。
【０１２４】
ポリシラザン化合物を含む層における真空紫外線の照射エネルギー量は、１０〜１００００ｍＪ／ｃｍ２の範囲内が好ましく、１００〜８０００ｍＪ／ｃｍ２の範囲内であることがより好ましく、２００〜６０００ｍＪ／ｃｍ２の範囲内であることが更に好ましく、５００〜５０００ｍＪ／ｃｍ２の範囲内であることが特に好ましい。１０ｍＪ／ｃｍ２以上であれば十分な改質効率が得られ、１００００ｍＪ／ｃｍ２以下であればクラックや樹脂基板の熱変形が生じにくい。
【０１２５】
また、真空紫外光（ＶＵＶ）を照射する際の、酸素濃度は３００〜１００００体積ｐｐｍ（１体積％）の範囲内とすることが好ましく、更に好ましくは、５００〜５０００体積ｐｐｍの範囲内である。このような酸素濃度の範囲内に調整することにより、酸素過多の無機ガスバリアー層の生成を防止してガスバリアー性の劣化を防止することができる。
【０１２６】
エキシマ発光を得るには、誘電体バリア放電を用いる方法が知られている。誘電体バリア放電とは、両電極間に誘電体（エキシマランプの場合は透明石英）を介してガス空間を配し、電極に数１０ｋＨｚの高周波高電圧を印加することによりガス空間に生じる雷に似た非常に細いｍｉｃｒｏｄｉｓｃｈａｒｇｅと呼ばれる放電である。
【０１２７】
また、効率よくエキシマ発光を得る方法としては、誘電体バリア放電以外には無電極電界放電も知られている。無電極電界放電とは、容量性結合による放電であり、別名ＲＦ放電とも呼ばれる。ランプと電極及びその配置は、基本的には誘電体バリア放電と同じでよいが、両極間に印加される高周波は数ＭＨｚで点灯される。無電極電界放電はこのように空間的に、また時間的に一様な放電が得られる。
【０１２８】
そして、Ｘｅエキシマランプは、波長の短い１７２ｎｍの紫外線を単一波長で放射することから発光効率に優れている。この光は、酸素の吸収係数が大きいため、微量な酸素でラジカルな酸素原子種やオゾンを高濃度で発生することができる。また、有機物の結合を解離させる波長の短い１７２ｎｍの光のエネルギーは能力が高いことが知られている。この活性酸素やオゾンと紫外線放射が持つ高いエネルギーによって、短時間でポリシラザン化合物を含む塗布層の改質を実現できる。したがって、波長１８５ｎｍ、２５４ｎｍの発する低圧水銀ランプやプラズマ洗浄と比べて高スループットに伴うプロセス時間の短縮や設備面積の縮小、熱によるダメージを受けやすい有機材料やプラスチック基板、樹脂フィルム等への照射を可能としている。
【０１２９】
また、エキシマランプは光の発生効率が高いため、低い電力の投入で点灯させることが可能である。また、光による温度上昇の要因となる波長の長い光は発せず、紫外線領域で単一波長のエネルギーを照射するため、照射対象物の表面温度の上昇が抑えられる特徴を有する。このため、熱の影響を受けやすいとされるポリエチレンテレフタレート等の樹脂フィルムを基材とする封止基板への照射に適している。
【０１３０】
上記の塗布によって形成される層は、ポリシラザン化合物を含む塗膜に真空紫外線を照射する工程において、ポリシラザンの少なくとも一部が改質されることで、層全体としてＳｉＯｘＮｙＣｚの組成で示される酸化窒化ケイ素を含むケイ素含有膜が形成される。
【０１３１】
なお、膜組成は、ＸＰＳ（Ｘ−ｒａｙ  Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）表面分析装置を用いて、原子組成比を測定することで測定できる。また、シリコン含有膜を切断して切断面をＸＰＳ表面分析装置で原子組成比を測定することでも測定することができる。
【０１３２】
また、膜密度は、目的に応じて適切に設定され得る。例えば、シリコン含有膜の膜密度は、１．５〜２．６ｇ／ｃｍ３の範囲内にあることが好ましい。この範囲内であれば、膜の緻密さが向上しガスバリアー性の劣化や、高温高湿条件下での膜の劣化を防止することができる。
【０１３３】
＜（ii）熱収縮させる工程＞
熱収縮させる工程では、封止基板を構成する樹脂基板及び無機ガスバリアー層をともに加熱処理し、熱収縮させる。
加熱手段としては、特に限定されるものではないが、例えば、ヒーター（赤外線ヒーター、ハロゲンヒーター、パネルヒーター等）加熱法、温風加熱法、マイクロウェーブを用いた加熱法等を用いることができる。
熱処理条件は使用する樹脂基板の種類にもよるが、熱収縮率が０．５〜３．０％の範囲内になる温度と時間が望ましい。具体的には、加熱温度は１００〜２００℃の範囲内、処理時間は５〜６０分間が好ましい。
【０１３４】
＜（iii）接合しろを形成する工程＞
接合しろを形成する工程では、真空下で、封止基板と機能素子とを接合するため、封止基板側の無機ガスバリアー層と機能素子側の支持基板とにそれぞれ接合しろを形成する。
無機ガスバリアー層と支持基板とに接合しろを形成するために用いられる常温接合装置について説明する。
【０１３５】
図４は、常温接合装置の一例を示す模式図である。
常温接合装置１３０は、真空チャンバー１３１、イオンガン（スパッタリング源）１３２、ターゲットステージ１３３及び１３４を有している。
【０１３６】
真空チャンバー１３１は、内部を環境から密閉する容器であり、更に真空チャンバー１３１の内部から気体を排出するための真空ポンプ（図示略）、及び真空チャンバー１３１の外部と内部とを接続するゲートを開閉するための蓋（図示略）を備えている。真空ポンプとしては、内部の金属製の複数の羽根が気体分子を弾き飛ばすことにより排気するターボ分子ポンプが挙げられる。真空ポンプによって真空チャンバー１３１内の所定の真空度に調節することができる。
【０１３７】
金属放出体としてのターゲットステージ１３３及び１３４は、対向するように配置されている。それぞれの対向する面には、誘電層を有する。ターゲットステージ１３３は、誘電層と封止基板１との間に電圧を印加し、静電力によってその誘電層に封止基板１を吸着して固定する。同様に、ターゲットステージ１３４は、誘電層を介して支持基板１２（便宜上、機能素子本体部２０は省略する。）を吸着して固定する。
【０１３８】
ターゲットステージ１３３は、円柱状又は立方体などの形に形成することができ、真空チャンバー１３１に対して鉛直方向に平行移動することができる。当該平行移動は、ターゲットステージ１３３に備えられている圧接機構（図示略）によって行われる。
【０１３９】
ターゲットステージ１３４は、真空チャンバー１３１に対して鉛直方向に平行移動することができ、また、鉛直方向に平行な回転軸を中心に回転することもできる。当該平行移動及び回転は、ターゲットステージ１３４に備えられている移送機構（図示略）によって行われる。
【０１４０】
イオンガン１３２は、支持基板１２と封止基板１とに向けられている。イオンガン１３２は、その向けられている方向に向けて加速された荷電粒子を放出する。荷電粒子としては、アルゴンイオンなどの希ガスイオンが挙げられる。さらに、イオンガン１３２により放出された荷電粒子により正に帯電している対象を中和するために、真空チャンバー１３１に電子銃を備えてもよい（図示略）。
【０１４１】
荷電粒子の照射を受けて、装置内のターゲットステージ１３３及び１３４から、金属がスパッタにより放出され、支持基板１２及び封止基板１の望ましい部分にスパッタリングをし、望ましい部分に接合しろとして金属膜を形成する。なお、望ましい部分の範囲は、公知の金属マスクの手法などにより決定することができ、例えば、本発明に係る機能素子を封止する際に、機能素子本体部に対して金属マスクをすることによって、これにより、支持基板１２上の金属マスクされていない機能素子本体部の周囲部に、第１の接合しろが形成され、封止基板１上の金属マスクされていない部分の周囲部に、第２の接合しろが形成される。
【０１４２】
金属スパッタリング後、イオンガン１３２の運転パラメーターを調節することによって荷電粒子の照射条件を変え、それぞれの接合しろを接合するための活性化を行う。そして、荷電粒子の照射を終了させ、ターゲットステージ１３３の圧接機構を操作し、ターゲットステージ１３３を鉛直方向に下降させて、図５に示されるように、荷重Ｆにより支持基板１２と封止基板１とを接触させる。このように常温接合することによって、支持基板１２と封止基板１とは第１及び第２の接合しろが接合され、支持基板１２と封止基板１との界面１２７には接合部１４が形成される。これによって、機能素子本体部を封止することができる。
【０１４３】
なお、図６に示す常温接合装置１４０を用いると複数の金属を同時にあるいは連続的にスパッタすることができる。例えば、接合部がケイ素を更に含む場合には、図６に示す常温接合装置１４０がより好ましく用いられる。以下では、常温接合装置１４０について簡単に説明する。
【０１４４】
常温接合装置１４０は、真空チャンバー（図示略）内に、スパッタリング源１３２、ターゲット基板１３６ａ、１３６ｂ及び１３６ｃ、並びに支持基板１２及び封止基板１を支持する圧接機構（図示略）を有している。
【０１４５】
ターゲット基板１３６ａ、１３６ｂ及び１３６ｃにあらかじめスパッタリングしたい金属ターゲット１３５を設置する。例えば、ターゲット基板１３６ａ、１３６ｂ及び１３６ｃの金属ターゲットとして、ケイ素ターゲットを設置することができる。
【０１４６】
接合する支持基板１２及び封止基板１をあらかじめ金属マスクによって、それぞれの接合しろの形成部を決定し、真空チャンバー内の圧接機構の基材ホルダー（図示略）に固定する。なお、固定は、特に限定されず、上述した常温接合装置１３０の場合と同様に誘電層を介して固定することができる。また、ここでの真空チャンバーは、上述した常温接合装置１３０の真空チャンバー１３１と同様であるため、説明を省略する。
【０１４７】
真空チャンバー内を所定の真空度に調節した後、スパッタリング源１３２を起動し、アルゴンイオンなどの希ガスイオンビーム（上述した常温接合装置１３０でいう「荷電粒子」と同様である。）を、入射線１３７で示されるように、ターゲット基板１３６ａ、１３６ｂ及び１３６ｃ、支持基板１２及び封止基板１に入射（照射）することができる。
具体的な例として、アルゴンイオンビームがターゲット基板１３６ｃに設置されるケイ素ターゲットを入射（照射）すると、ケイ素元素が出射され、出射線１３８に沿って、上述した支持基板１２及び封止基板１の接合しろの形成部に到達して堆積し、ケイ素膜を形成することができる。
【０１４８】
なお、当該ケイ素膜を形成する前に、支持基板１２及び封止基板１のそれぞれの接合しろの形成部表面に付着している不純物、吸着ガス、酸化膜などを除去するために、適当なアルゴンイオンビーム照射により、それぞれの接合しろの形成部表面の清浄化（及び活性化）として逆スパッタリングを行うことが好ましい。逆スパッタリングとは、ある対象物に何らかのエネルギー線を照射することによってスパッタリングを生じさせ、その結果、照射された部分が物理的に削られることである。
【０１４９】
その後、金属ターゲットに入射していないアルゴンイオンビームを用いて支持基板１２及び封止基板１上に形成された金属膜（接合しろ）の活性化として逆スパッタリングを行う。この際、金属原子の堆積と接合しろの逆スパッタリングによる活性化とが同時に行われることになる。なお、堆積と活性化との作用の大小は、金属ターゲットの配置、スパッタリング源１３２からのエネルギー線の強弱及び入射線１３７に垂直方向のエネルギー密度分布に依存するので、それらの設定によって調節することができる。もちろん、堆積を上回る逆スパッタリングの作用が生じるような調節は採用されない。
【０１５０】
そして、金属マスクを取り除き、上述した常温接合装置１３０の説明と同様に、圧接機構を操作し、接合部１４が形成される。これによって、機能素子本体部を封止することができる。
【０１５１】
本発明において、接合しろの形成部に凹凸があると、接合しろの表面の平滑性が低下し、支持基板と封止基板との十分な接触が行えず不完全な接合になってしまう場合がある。このため、上記使用する支持基板の機能素子本体部を有する面及び封止基板面に対し、鏡面研磨を行うことによって平坦化させることができる。又は、例えば、支持基板及び封止基板の両方がガスバリアー性を有する基材である場合、ガスバリアー層を上述した塗布法によって形成する際に、塗布液粘度を下げる（すなわち、塗布液中の固形分濃度を下げる）ことによって平坦化させることも可能である。
ここで、それぞれの接合しろを形成する前の、支持基板面及び封止基板の表面中心線平均粗さ（Ｒａ）は、１０ｎｍ以下であることが好ましく、５ｎｍ以下であることがより好ましく、２ｎｍ以下であることが更に好ましく、０．５ｎｍ以下であることが特に好ましい。
【０１５２】
接合しろを形成する前に、表面に付着している不純物、吸着ガス、酸化膜などを除去する観点から、それぞれの接合しろの形成部を清浄化することが好ましい。清浄化及び後作業については、封止された機能素子の内部に水分、酸素などが含まれないようにするために、真空中で行うことが好ましい。清浄化は、真空度が１×１０−４〜１×１０−６Ｐａの範囲内の環境下で行うことが好ましい。
【０１５３】
また、清浄化は、公知の手法によって行うことができ、例えば、逆スパッタリング、イオンビーム、イオンビームスパッタリングなどが挙げられる。
【０１５４】
清浄化を行うための一例としての逆スパッタリングは、以下のように行うことができる。アルゴンなどの不活性ガスを用いて、加速電圧を０．１〜１０ｋＶの範囲内、好ましくは０．５〜５ｋＶの範囲内とし、電流値を１０〜１０００ｍＡの範囲内、好ましくは１００〜５００ｍＡの範囲内とし、１〜３０分間、好ましくは１〜５分間、照射することによって行うことができる。
【０１５５】
その後、第１及び第２の接合しろを、スパッタリングによって形成することが好ましい。ここでスパッタリングは、イオンビーム照射によるもの、中性粒子ビーム照射によるもの、プラズマ照射によるもの、レーザビーム照射によるものなどが挙げられる。
【０１５６】
本発明において、スパッタリングの金属ターゲットとしては特に限定されないが、封止性及び繰り返し屈曲性を向上させる観点から、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム及び白金からなる群より選択される少なくとも１種を含みことが好ましく、鉄、コバルト及びニッケルからなる群より選択される少なくとも１種を含むことがより好ましい。
【０１５７】
また、密着性の観点から、金属ターゲットをスパッタリングする前に、支持基板と封止基板のそれぞれの接合しろの形成部にケイ素膜、Ａｌ膜、Ｍｏ膜などを形成することが好ましく、ケイ素膜を形成することがより好ましい。なお、ケイ素膜は、ケイ素ターゲットのスパッタリングによって形成される。
【０１５８】
ここで、ケイ素ターゲットのスパッタリングは、真空度が１×１０−４〜１×１０−７Ｐａの範囲内の環境下で、加速電圧を０．１〜１０ｋＶの範囲内、好ましくは０．５〜５．０ｋＶの範囲内とし、電流値を１０〜１０００ｍＡの範囲内、好ましくは１００〜５００ｍＡの範囲内とし、１〜３０分間、好ましくは１〜５分間、照射することによって行うことができる。
【０１５９】
また、第１及び第２の接合しろの形成部に形成されるケイ素膜の厚さは、本発明の効果を損なわない限りにおいて特に限定されず、１〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましく、１０〜５０ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
【０１６０】
このように、支持基板と、機能素子本体部を封止する封止基板とを接合するための、接合しろを、支持基板面と、封止基板面とにそれぞれ形成することができる。
【０１６１】
＜（iv）接合工程＞
接合工程では、支持基板と封止基板とにおける接合しろを接触させ、加熱及び加圧することにより、接合部を形成する。
好ましい加温温度は、樹脂基板や熱可塑性樹脂層に用いられる材料の種類にもよるが５０〜１５０℃の範囲内であることが好ましい。この温度より低いと取出し電極の凹凸に接合面を十分に追随させることが難しく接合が不充分となり、この温度より高いと樹脂基板や熱可塑性樹脂層が容易に変形しやすくなりすぎて無機ガスバリアー層が破壊されやすくなる。
加圧は、０．２〜１００ＭＰａの範囲内の圧力を加えることにより行うことが好ましい。これより小さいと取出し電極の凹凸に接合面を追随させる効果が小さく、これより大きいと樹脂基板や熱可塑性樹脂層が破壊される懸念がある。加圧時間は適宜でよいが、１〜６０分間が好ましい。
【０１６２】
それぞれの接合しろを接触させる前に、各接合しろの金属膜表面を活性化させることが好ましい。活性化は、真空度が１×１０−４〜１×１０−７Ｐａの範囲内の高真空環境下で、アルゴンなどの不活性ガスのイオンビームなどにより行い、加速電圧を０．１〜１０ｋＶの範囲内、好ましくは０．５〜５．０ｋＶの範囲内とし、電流値を１０〜１０００ｍＡの範囲内、好ましくは１００〜５００ｍＡの範囲内とし、１〜３０分間、好ましくは１〜５分間、照射することによって行うことができる。
【０１６３】
以上説明した工程（ｉ）〜（iv）に基づき、機能素子本体部が封止された機能素子を製造することができる。特に、工程（iv）において、接合しろ同士のそれぞれの、金属膜の表面層が活性化され、表面に露出した原子は、化学結合を形成する結合手の一部が結合相手を失った状態となり、相手の接合しろの金属膜の原子に対して、強い結合力を持つと期待され、接合させると金属結合が形成される。このように形成された接合部は、接合界面が存在せず、金属結合を有する金属そのものであり、封止性（密着性）及びフレキシブル性が高く、すなわち、封止性に優れ、かつ繰り返し屈曲耐性にも優れる機能素子を達成することができる。
【０１６４】
以下、封止基板及び機能素子を構成する部材について、説明する。
【０１６５】
≪封止基板（１）≫
本発明に係る封止基板は、樹脂基板上に、少なくとも１層の無機ガスバリアー層を有している。樹脂基板と無機ガスバリアー層との間には、熱可塑性樹脂層が設けられていることが好ましい。これにより、取出し電極の凹凸に対応して伸長することが容易となる。
封止基板の熱収縮率は、０．５〜３．０％の範囲内であることが好ましい。熱収縮率が０．５％以上であれば、伸長時（取出し電極の凹凸追従時）における無機ガスバリアー層でのクラックの発生を防止することができ、３．０％以下であれば、加熱処理による熱収縮時における無機ガスバリアー層の平滑性を損なうことがない。
【０１６６】
なお、本発明における熱収縮率は、以下の要領にて測定された値とする。
まず、封止基板における任意の箇所から幅２ｃｍ×長さ１００ｃｍの帯状体を３枚切り出す。この帯状体をそれぞれその長さ方向に１０ｃｍごとに切断することにより、短辺２ｃｍ×長辺１０ｃｍの平面長方形状の試験片を３０個得る。試験片の一方の短辺方向における中央部と試験片の他方の短辺における中央部とを結ぶ直線状の仮想線上に長さ８ｃｍの標線を引く。
次に、試験片をＪＩＳ  Ｋ  ７１００に規定される標準雰囲気２級（温度２３±５℃、相対湿度５０±３％）の雰囲気下に３０分間放置する。その後、試験片に引いた標線の長さ（Ｌ０（ｍｍ））をＪＩＳ  Ｂ  ７５０７に準拠したノギスを用いて小数点以下２桁まで測定する。
次に、試験片に荷重をかけずに、所定温度の恒温槽中に設置して所定時間加熱した後、試験片をＪＩＳ  Ｋ  ７１００に規定される標準雰囲気２級（温度２３±５℃、相対湿度５０±３％）の雰囲気下に３０分間放置する。
次に、試験片に引いた標線の長さ（Ｌ１（ｍｍ））をＪＩＳ  Ｂ  ７５０７に準拠したノギスを用いて小数点以下２桁まで測定し、下記式に基づいて熱収縮率（％）を算出する。そして、上記と同様の手順にて、すべての試験片のそれぞれについて熱収縮率をそれぞれ測定し、その相加平均値を封止基板の熱収縮率（％）とする。
熱収縮率（％）＝［（Ｌ０−Ｌ１）×１００］／Ｌ０
【０１６７】
＜樹脂基板（２）＞
本発明に係る樹脂基板としては、熱収縮可能な材料であれば特に制限されることはないが、２軸延伸された樹脂基板であることが好ましい。
樹脂基板としては、樹脂フィルム又は樹脂シートが好ましく用いられ、無色透明な樹脂からなるフィルム又はシートがより好ましく用いられる。用いられる樹脂フィルムは、ガスバリアー層や熱可塑性樹脂層を保持できるフィルムであれば材質、厚さ等に特に制限はなく、使用目的等に応じて適宜選択することができる。樹脂フィルム材料としては、具体的には、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、シクロオレフィルンコポリマー、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が挙げられる。
【０１６８】
本発明に係る封止基板を有機ＥＬ素子等の電子デバイスの支持基板として使用する場合は、樹脂基板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１５〜１００ｐｐｍ／Ｋの範囲内で、かつガラス転移温度（Ｔｇ）が１００〜３００℃の範囲内の樹脂基板が使用される。
【０１６９】
ただし、本発明に係る封止基板をディスプレイ用途に用いる場合であっても、観察側に設置しない場合などは必ずしも透明性が要求されない。したがって、このような場合は、基材として不透明な材料を用いることもできる。不透明な材料としては、例えば、ポリイミド、ポリアクリロニトリル、公知の液晶ポリマーなどが挙げられる。
【０１７０】
樹脂基板の厚さは、用途によって適宜選択されるため特に制限がないが、典型的には１〜８００μｍの範囲内であり、好ましくは１０〜２００μｍの範囲内である。
【０１７１】
また、樹脂基板は、未延伸フィルムでもよく、延伸処理されたフィルムでもよいが、２軸延伸処理された基材であることが好ましい。
【０１７２】
＜無機ガスバリアー層（４）＞
本発明に係る無機ガスバリアー層は、ガスバリアー性を有している。具体的には、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９：１９９２に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度９０±２％ＲＨ）が０．０１ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下のガスバリアー性を有していることが好ましい。また、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２６：１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が１×１０−３ｍｌ／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下であり、かつ水蒸気透過度が１×１０−５ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下であるガスバリアー性を有することがより好ましい。
【０１７３】
かかる無機ガスバリアー層は、上述したように、プラズマＣＶＤ法やポリシラザン等の無機前駆体を含む塗布液を湿式塗布法により樹脂基板上に塗布することにより形成することができる。
【０１７４】
＜熱可塑性樹脂層（６）＞
本発明に係る封止基板は、樹脂基板と無機ガスバリアー層との間に、熱可塑性樹脂層を設けることで、更に本発明の効果を高めることができる。
【０１７５】
熱可塑性樹脂層に用いられる熱可塑性樹脂としては特に制限はないが、エチレン・カルボン酸ビニル共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸エステル共重合体や、イソプレン、イソブテン及びブタジエンから選ばれる少なくとも一種を主体とするポリマー等が挙げられるが、中でも５０〜２００℃に加熱することで軟化するものが好ましく、イソプレン、イソブテン及びブタジエンから選ばれる少なくとも一種を主体とするポリマーが好ましい。イソプレン、イソブテン及びブタジエンから選ばれる少なくとも１種を主体とするポリマーには、それぞれの単独重合体であるポリイソプレン樹脂（ＩＲ）、ポリイソブチレン樹脂、ポリブタジエン樹脂（ＢＲ）や、これらの共重合体（例えば、ポリイソブチレン−イソプレン共重合体（ＩＩＲ））がある。また、イソプレン、イソブテン及びブタジエンから選ばれる少なくとも１種とそれ以外の単量体成分からなる共重合体でもよく、イソプレン、イソブテン、ブタジエン以外の単量体成分としては、スチレン、エチレン、プロピレン、アクリロニトリル、塩化ビニル、臭化ビニル、水添スチレン、ペンタジエン、シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエン等が例示でき、これらは１種又は２種以上を使用することができ、例えば、ポリスチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）やポリブタジエン−アクリロニトリル共重合体（ＮＢＲ）がある。
上記共重合体においてイソプレン、イソブテン及びブタジエンから選ばれる少なくとも１種の占める割合は、ポリマー全体の５０質量％以上が好ましく、より好ましくは６０質量％以上、更に好ましくは８０質量％以上、特に好ましくは９０質量％以上である。
イソプレン、イソブテン及びブタジエンから選ばれる少なくとも１種を主体とするポリマーとしては、イソブテンを主体とする重合体が好ましい。
具体例としては、市販品として、オパノールＢ１２、Ｂ１５、Ｂ５０、Ｂ８０、Ｂ１００、Ｂ１２０、Ｂ１５０、Ｂ２２０（ＢＡＳＦ社製）、ＪＳＲブチル０６５、２６８、３６５（ＪＳＲ社製）、ビスタネックスＬＭ−ＭＳ，ＭＨ，Ｈ、ＭＭＬ−８０，１００，１２０，１４０（エクソン・ケミカル社製）、ＨＹＣＡＲ（グッドリッチ社製）、ＳＩＢＳＴＡＲ  Ｔ１０２（カネカ社製）などが挙げられる。これらは１種又は２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【０１７６】
本発明に係る熱可塑性樹脂層には、樹脂基板及び無機ガスバリアー層との接着性を向上させるために粘着付与樹脂も好ましく用いられ、テルペン樹脂、変性テルペン樹脂（水素添加テルペン樹脂、テルペンフェノール共重合樹脂、芳香族変性テルペン樹脂等）、クマロン樹脂、インデン樹脂、石油樹脂（脂肪族系石油樹脂、水添脂環式石油樹脂、芳香族系石油樹脂、脂肪族芳香族共重合系石油樹脂、脂環族系石油樹脂、ジシクロペンタジエン系石油樹脂及びその水素化物等）が好ましく使用される。これらの軟化点も５０〜２００℃の範囲内であることが好ましい。
【０１７７】
具体例としては、テルペン樹脂として、ＹＳレジンＰＸ、ＹＳレジンＰＸＮ（いずれもヤスハラケミカル社製）等が挙げられ、芳香族変性テルペン樹脂として、ＹＳレジンＴＯ、ＴＲシリーズ（いずれもヤスハラケミカル社製）等が挙げられ、水素添加テルペン樹脂として、クリアロンＰ、クリアロンＭ、クリアロンＫシリーズ（いずれもヤスハラケミカル社製）等が挙げられ、テルペンフェノール共重合樹脂として、ＹＳポリスター２０００、ポリスターＵ、ポリスターＴ、ポリスターＳ、マイティエースＧ（いずれもヤスハラケミカル社製）等が挙げられ、水添脂環式石油樹脂として、Ｅｓｃｏｒｅｚ５３００シリーズ、５６００シリーズ（いずれもエクソンモービル社製）、芳香族系石油樹脂としてＥＮＤＥＸ１５５（イーストマン社製）、脂肪族芳香族共重合系石油樹脂としてＱｕｉｎｔｏｎｅＤ１００（日本ゼオン社製）、脂環族系石油樹脂としてＱｕｉｎｔｏｎｅ１３４５（日本ゼオン社製）などが挙げられる。
【０１７８】
熱可塑性樹脂層は、取出し電極の凹凸を埋めるのに十分な層厚を有していればよいが、その層厚としては５〜５０μｍの範囲内が好ましい。
【０１７９】
≪接合部（１４）≫
接合部は、本発明の封止方法により機能素子本体部の周囲に設けられ、かつ、支持基板と封止基板との間に存在する。かかる接合部を介して、支持基板と封止基板とが強固に接合され、酸素及び水分の機能素子本体部への侵入を防止することができ、これにより、封止性に優れる機能素子を提供することができる。
【０１８０】
接合部の厚さは、封止性を高める観点から、１００ｎｍ以下であることが好ましく、５０ｎｍ以下であることがより好ましい。接合部の平面方向の大きさも特に制限されないが、接合を確実に行うために、接合部の幅は、０．３ｍｍ以上であることが好ましく、０．５ｍｍ以上であることがより好ましい。また、狭ベゼル化の観点から、接合部の幅は、１．０ｍｍ以下であることが好ましく、０．８ｍｍ以下であることがより好ましい。
【０１８１】
≪機能素子（１０）≫
本発明に係る機能素子の態様としては、公知の各種電子デバイスが使用でき、例えば、有機ＥＬ素子、光電変換素子、液晶表示素子、タッチパネル等が挙げられる。
以下では、機能素子として、有機ＥＬ素子を例にとって説明する。
【０１８２】
図１Ｂに示すとおり、有機ＥＬ素子（機能素子）１０は、支持基板１２と、該支持基板１２上に設けられた有機ＥＬ素子本体部（機能素子本体部）２０とから構成されている。有機ＥＬ素子本体部２０は、支持基板１２側から、第１電極（陽極）２１、正孔輸送層２２、発光層２３、電子輸送層２４、第２電極（陰極）２５が順次積層されて構成されている。支持基板１２上には、有機ＥＬ素子本体部２０を外部から制御するため、第１電極２１からの取出し電極２１ａ及び第２電極２５からの取出し電極２５ａが形成されている。
また、有機ＥＬ素子１０は、第１電極２１と正孔輸送層２２との間に正孔注入層（図示略）を設けてもよいし、電子輸送層２４と第２電極２５との間に電子注入層（図示略）を設けてもよい。正孔注入層、正孔輸送層１８、電子輸送層２０、電子注入層は、必要に応じて設けられる任意の層である。
【０１８３】
＜支持基板（１２）＞
本発明に係る有機ＥＬ素子に用いることのできる支持基板（以下、基体、基板、基材、支持体等ともいう。）としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また透明であっても不透明であってもよい。支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい支持基板は、有機ＥＬ素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
【０１８４】
樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、アートン（商品名ＪＳＲ社製）あるいはアペル（商品名三井化学社製）といったシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。
【０１８５】
樹脂フィルムの表面には、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、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が０．０１ｇ／（ｍ２・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  ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が、１×１０−３ｍｌ／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、水蒸気透過度が、１×１０−５ｇ／（ｍ２・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。
【０１８６】
ガスバリアー膜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。さらに、該膜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。無機層と有機層と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。
ガスバリアー膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができるが、特開２００４−６８１４３号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。
【０１８７】
不透明な支持基板としては、例えば、アルミ、ステンレス等の金属板、フィルムや不透明樹脂基板、セラミック製の基板等が挙げられる。
【０１８８】
＜第１電極（２１）＞
第１電極（陽極）としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。
【０１８９】
＜取出し電極（２１ａ、２５ａ）＞
取出し電極は、第１及び第２電極と外部電源とを電気的に接続するものであって、その材料としては特に限定されるものではなく公知の素材を好適に使用することもでき、例えば、３層構造からなるＭＡＭ電極（Ｍｏ／Ａｌ・Ｎｄ合金／Ｍｏ）等の金属膜を用いることができる。
【０１９０】
＜正孔注入層＞
第１電極と発光層又は正孔輸送層との間に、正孔注入層（陽極バッファー層ともいう。）を存在させてもよい。正孔注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層である。
【０１９１】
＜正孔輸送層（２２）＞
正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は、単層又は複数層設けることができる。
【０１９２】
＜発光層（２３）＞
発光層は、電極又は隣接層から注入されてくる電子及び正孔が再結合し、励起子を経由して発光する場を提供する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても、発光層と隣接層との界面であってもよい。
発光層には、発光ドーパント（発光性ドーパント化合物、ドーパント化合物、単にドーパントともいう。）と、ホスト化合物（マトリックス材料、発光ホスト化合物、単にホストともいう。）とを含有することが好ましい。
発光層は、単層又は複数層で構成されており、発光層が複数の場合は各発光層の間に非発光性の中間層を設けてもよい。
【０１９３】
＜電子輸送層（２４）＞
電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は、単層又は複数層設けることができる。
【０１９４】
＜電子注入層＞
第２電極と発光層又は電子輸送層との間に、電子注入層（陰極バッファー層ともいう。）を存在させてもよい。電子注入層は、電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子輸送層に含まれる。電子注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層である。
【０１９５】
＜第２電極（２５）＞
第２電極（陰極）としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する。）、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。
【０１９６】
＜有機ＥＬ素子の製造方法＞
有機ＥＬ素子本体部の（正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層等）の形成方法について説明する。
【０１９７】
有機ＥＬ素子本体部の形成方法は、特に制限はなく、従来公知の例えば真空蒸着法、湿式法（ウェットプロセスともいう。）等による形成方法を用いることができる。
湿式法としては、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法、カーテンコート法、ＬＢ法（ラングミュア−ブロジェット法）等があるが、均質な薄膜が得られやすく、かつ高生産性の点から、ダイコート法、ロールコート法、インクジェット法、スプレーコート法などのロール  ｔｏ  ロール方式適性の高い方法が好ましい。
【０１９８】
また、層ごとに異なる成膜法を適用してもよい。成膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度５０〜４５０℃、真空度１×１０−６〜１×１０−２Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０〜３００℃、層厚０．１ｎｍ〜５μｍ、好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内で適宜選ぶことが望ましい。
有機機能層の形成は、１回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる成膜法を施しても構わない。その際は作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
【０１９９】
［第２の実施形態］
第２の実施形態は、熱収縮可能な樹脂基板上に、少なくとも無機ガスバリアー層を有する封止基板を準備する工程と、封止基板を構成する樹脂基板及び無機ガスバリアー層をともに加熱処理し、熱収縮させる工程と、を有する点において、第１の実施形態と共通しているが、下記の点で第１の実施形態と異なっている。
なお、以下では、第１の実施形態と共通する点についての説明を省略し、異なっている点についてのみ説明する。
【０２００】
≪機能素子の封止構造≫
図７は、本発明に係る封止基板、及び機能素子が封止基板により封止された封止構造を示す概略断面図である。
図７に示すとおり、機能素子１０は、支持基板１２と、支持基板１２上に積層された機能素子本体部２０とから構成されている。支持基板１２上には、機能素子本体部２０を外部から制御するための取出し電極２１ａ及び２５ａが形成されている。封止基板１と機能素子１０とは、接合媒体層１６を介して、接合されている。
本発明に係る機能素子１０の態様としては、公知の各種電子デバイスが使用でき、図７においては、その一例として、機能素子１０が有機ＥＬ素子である場合を示している。
また、封止基板１が、樹脂基板２と無機ガスバリアー層４との間に、熱可塑性樹脂層６を有していてもよいことは、第１の実施形態と同様である。
【０２０１】
≪機能素子の封止方法≫
本発明の機能素子の封止方法は、下記の各工程を有することを特徴とする。
【０２０２】
（ｉ）熱収縮可能な樹脂基板上に、少なくとも無機ガスバリアー層を有する封止基板を準備する工程
（ii）封止基板を構成する樹脂基板及び無機ガスバリアー層をともに加熱処理し、熱収縮させる工程
（iii）無機ガスバリアー層及び支持基板の少なくとも一方に、水蒸気又はシランカップリング剤からなる接合媒体層を形成する工程
（iv）封止基板と機能素子とを接合媒体層を介して重ねた状態で、加熱及び電磁波照射の少なくともいずれかを行い、接合する工程
【０２０３】
以下、第１の実施形態と異なる工程（iii）及び（iv）について、詳細に説明する。
【０２０４】
＜（iii）接合媒体層を形成する工程＞
接合媒体層を形成する工程では、封止基板と機能素子とを接合するため、無機ガスバリアー層及び支持基板の少なくとも一方に、水蒸気又はシランカップリング剤からなる接合媒体層を形成する。
【０２０５】
接合媒体層の形成方法としては、接合媒体層が水蒸気からなる場合、微小な水滴が形成可能な霧吹き噴霧器や超音波加湿器などを使用することや、微小な水滴が多数存在する高湿度の雰囲気を恒湿槽や高湿庫などで形成することが考えられる。
一方、接合媒体層がシランカップリング剤からなる場合、シランカップリング剤をガス状化後に吸着させる方法や、水、アルコール等の溶剤で希釈し、浸漬又は噴霧する方法、スピンコート等による塗布法などが挙げられ、公知のさまざまな方法を利用できる。
【０２０６】
＜（iv）接合工程＞
接合工程では、封止基板と機能素子とを接合媒体層を介して重ねた状態で、加熱及び電磁波照射の少なくともいずれかを行い、封止基板と機能素子とを接合する。
【０２０７】
好ましい加温温度は、樹脂基板や熱可塑性樹脂層に用いられる材料の種類にもよるが５０〜１５０℃の範囲内であることが好ましい。この温度より低いと取出し電極の凹凸に接合面を十分に追随させることが難しく接合が不充分となり、この温度より高いと樹脂基板や熱可塑性樹脂層が容易に変形しやすくなりすぎて無機ガスバリアー層が破壊されやすくなる。
加熱時間は、適宜選択できるが１〜６０分間が好ましい。
【０２０８】
電磁波照射は、形成した接合媒体層が分解して共有結合する条件であれば特に制限されないが、好ましい照射エネルギーとしては１００ｍＪ／ｃｍ２〜１０Ｊ／ｃｍ２の範囲内である。
【０２０９】
さらに、本発明においては、取出し電極の凹凸に接合面を追随させるために、加熱及び電磁波照射の少なくもいずれかを行うことに加えて、接合時又は接合後に、加圧することが好ましい。特に、熱可塑性樹脂層を設けた場合には、加熱することにより熱可塑性樹脂層中の樹脂を軟化させ、続けて加圧することで取出し電極の凹凸に接合面を容易に追随させることができる。
加圧は、０．２〜１００ＭＰａの範囲内の圧力を加えることにより行うことが好ましい。これより小さいと取出し電極の凹凸に接合面を追随させる効果が小さく、これより大きいと樹脂基板や熱可塑性樹脂層が破壊される懸念がある。加圧時間は適宜でよいが、１〜６０分間が好ましい。
加圧方法は、特に限定されないが、例えば、ローラー等により加圧する方法や、プレスにより加圧する方法などが挙げられる。
【０２１０】
以上説明した工程（ｉ）〜（iv）に基づき、機能素子本体部が封止された機能素子を製造することができる。特に、工程（iii）及び（iv）によれば、封止基板と機能素子とを接着剤により接合させていないため、接着剤層からの水分侵入により封止性を損なうことがない。また、直接接合される無機バリアー層と支持基板とが異なる材料（例えば、無機材料と有機材料）であっても、例えば、接合媒体層をシランカップリング剤からなる層としてシランカップリング剤の反応性官能基を適宜選択することにより、これらを強固に接合させることができるので封止性を損なうことがない。
【０２１１】
≪接合媒体層（１６）≫
本発明に係る接合媒体層は、本発明の封止方法により機能素子本体部の周囲に設けられ、かつ、支持基板と封止基板との間に存在する。かかる接合媒体層を介して、支持基板と封止基板とが強固に接合され、酸素及び水分の機能素子本体部への侵入を防止することができ、これにより、封止性に優れる機能素子を提供することができる。
【０２１２】
接合媒体層は、無機ガスバリアー層及び支持基板の少なくとも一方に設けられており、水蒸気又はシランカップリング剤から構成されている。
【０２１３】
本発明における水蒸気とは、無機ガスバリアー層と支持基板との接合面に水膜を形成するものであって、水を気相化した水蒸気や、気体中に飛散する微小水滴、又はそれらの混合物などである。この微小水滴は、水膜による接合媒体層を良好に（極薄の水膜として）形成するために、直径を１００μｍ以下とすることが好ましい。
【０２１４】
シランカップリング剤は、一端に反応性官能基を有し、他端にシロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ）を有する化合物であり、接合する無機ガスバリアー層や支持基板の表面状態により種々のものを選択できる。
シランカップリング剤としては、具体的には、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のビニル基を反応性官能基として有するもの、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシランなどのエポキシ基を反応性官能基として有するもの、ｐ−スチリルトリメトキシシランなどのスチリル基を反応性官能基として有するもの、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシランなどのメタクリル基を反応性官能基として有するもの、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシランなどのアクリル基を反応性官能基として有するもの、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチル-ブチリデン）プロピルアミン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（ビニルベンジル）−２−アミノエチル−３−アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ基を反応性官能基として有するもの、３−ウレイドプロピルトリエトキシシランなどのウレイド基を反応性官能基として有するもの、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプト基を反応性官能基として有するもの、ビス（トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィドなどのスルフィド基を反応性官能基として有するもの、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどのイソシアネート基を反応性官能基として有するもの、カルボキシ基を反応性官能基として有するもの、アルデヒド基を反応性官能基として有するもの等が挙げられる。
これらのシランカップリング剤は、１種類でもよいし、複数種を混合して用いてもよい。
【０２１５】
接合媒体層の層厚は、良好な接合性とガスバリアー性を確保するために、０．１〜１０００ｎｍの範囲内が好ましく、０．１〜１００ｎｍの範囲内がより好ましく、０．１〜１０ｎｍの範囲内が特に好ましい。
【０２１６】
また、接合媒体層を形成するにあたって、接合する部材を表面処理することが好ましい。表面処理の方法としては、接合媒体層と接合する部材との接合強度が高まる処理であればよく、コロナ処理、プラズマ処理、オゾン処理、電磁波照射処理などが挙げられる。
【実施例】
【０２１７】
以下、実施例により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「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量％」を表す。【０２１８】
また、本実施例における熱収縮率は、以下の要領にて測定された値とする。
まず、封止基板における任意の箇所から幅２ｃｍ×長さ１００ｃｍの帯状体を３枚切り出した。この帯状体をそれぞれその長さ方向に１０ｃｍごとに切断することにより、短辺２ｃｍ×長辺１０ｃｍの平面長方形状の試験片を３０個得た。試験片の一方の短辺方向における中央部と試験片の他方の短辺における中央部とを結ぶ直線状の仮想線上に長さ８ｃｍの標線を引いた。
次に、試験片をＪＩＳ  Ｋ  ７１００に規定される標準雰囲気２級（温度２３±５℃、相対湿度５０±３％）の雰囲気下に３０分間放置した。その後、試験片に引いた標線の長さ（Ｌ０（ｍｍ））をＪＩＳ  Ｂ  ７５０７に準拠したノギスを用いて小数点以下２桁まで測定した。
次に、試験片に荷重をかけずに、所定温度の恒温槽中に設置して所定時間加熱した後、試験片をＪＩＳ  Ｋ  ７１００に規定される標準雰囲気２級（温度２３±５℃、相対湿度５０±３％）の雰囲気下に３０分間放置した。
次に、試験片に引いた標線の長さ（Ｌ１（ｍｍ））をＪＩＳ  Ｂ  ７５０７に準拠したノギスを用いて小数点以下２桁まで測定し、下記式に基づいて熱収縮率（％）を算出した。そして、上記と同様の手順にて、すべての試験片のそれぞれについて熱収縮率をそれぞれ測定し、その相加平均値を封止基板の熱収縮率（％）とした。
熱収縮率（％）＝［（Ｌ０−Ｌ１）×１００］／Ｌ０【０２１９】
［実施例１］
≪封止基板の作製≫
（１）封止基板１の作製
スピンコーターにて株式会社きもと製のクリアハードコートを施したＰＥＴ基板（５０μｍ厚）を、株式会社アルバック製スパッタ装置の真空槽内にセットし、１×１０−４Ｐａ台まで真空引きし、放電ガスとしてアルゴンを分圧で０．５Ｐａ導入した。雰囲気圧力が安定したところで放電を開始し、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）ターゲット上にプラズマを発生させ、スパッタリングプロセスを開始した。プロセスが安定したところでシャッターを開きフィルムへの酸化ケイ素膜（ＳｉＯｘ）形成を開始した。３００ｎｍの膜が堆積したところでシャッターを閉じて成膜を終了し、無機ガスバリアー層を有する封止基板１を作製した。【０２２０】
（２）封止基板２の作製
封止基板１の作製と同様にして無機ガスバリアー層を形成した後、１５０℃で４０分間加熱処理することで熱収縮させ、封止基板２を作製した。熱収縮率は２．０％であった。【０２２１】
（３）封止基板３の作製
（３．１）熱可塑性樹脂層の形成
ポリイソブチレン（オパノールＢ１００）を芳香族系混合溶剤（イプゾール１５０）に溶解して３０質量％の溶液としたもの８０質量部に、水添脂環式石油樹脂（Ｅｓｃｏｒｅｚ５３４０）２０質量部と、液状ポリイソブチレン（Ｔｅｔｒａｘ３Ｔ）５質量部とを混合し、高速回転ミキサーで均一に分散して、ワニスを得た。
このワニスをスピンコーターにて株式会社きもと製のクリアハードコートを施したＰＥＴ基板（５０μｍ厚）上に、乾燥後の熱可塑性樹脂層の層厚が２０μｍになるようアプリケーターにて均一に塗布し、８０℃で３０分間乾燥させることにより熱可塑性樹脂層を形成した。【０２２２】
（３．２）無機ガスバリアー層の形成
続いて、封止基板１の作製と同様にして無機ガスバリアー層を形成し、１５０℃で１０分間加熱処理することで熱収縮させ、封止基板３を作製した。熱収縮率は０．３％であった。【０２２３】
（４）封止基板４〜７の作製
封止基板３の作製において、１５０℃で所定時間加熱処理し、熱収縮率を表１記載のとおりに変更した以外は同様にして、封止基板４〜７を作製した。【０２２４】
（５）封止基板８の作製
封止基板３の作製において、熱可塑性樹脂層材料をオパノールＢ１００からＳＩＢＳＴＡＲ  Ｔ１０２に変更し、熱可塑性樹脂層と無機ガスバリアー層とを形成した後、１５０℃で４０分間加熱処理することで熱収縮させた以外は同様にして、封止基板８を作製した。熱収縮率は２．０％であった。【０２２５】
（６）封止基板９の作製
封止基板３の作製において、樹脂基板をＰＥＮ基板に変更し、熱可塑性樹脂層と無機ガスバリアー層とを形成した後、２００℃で１０分間加熱処理することで熱収縮させた以外は同様にして、封止基板９を作製した。熱収縮率は１．０％であった。【０２２６】
≪性能評価用疑似素子の作製≫
以下、図８Ａ〜８Ｄを参照しながら、性能評価用疑似素子の作製方法について説明する。
図８Ａに示すとおり、ガラス基板（５０ｍｍ×４０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍ）１５０上に、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）をスパッタ法により成膜し、フォトリソグラフィー法によりパターニングを行い、台形状の電極１５２（上底：１００μｍ、下底：１５０μｍ、高さ３００ｎｍ）を設置した。電極１５２は、ガラス基板１５０の一辺の端から１０ｍｍの長さで、計１０本設置し、電極１５２同士の中心間距離を５ｍｍとした。【０２２７】
次いで、有機ＥＬ素子の代替として、図８Ｂに示すように、Ｃａを蒸着法により４０ｍｍ×２５ｍｍの長方形状に１００ｎｍの厚さで蒸着し、Ｃａ蒸着膜１５４とした。また、上記で作製した各封止基板を５０ｍｍ×３５ｍｍの大きさに切り出し、封止基板１５８（図８Ｄ参照。）とした。【０２２８】
これらを図４に示すような接合装置１３０のホットプレート（ターゲットステージ１３４に内蔵）上にガラス基板１５０を載せ、ガラス基板１５０のＣａを蒸着した側と封止基板１５８の無機ガスバリアー層が形成された側とが対向するように設置した。【０２２９】
その後、Ｃａを蒸着した部分を覆う金属マスクであって、Ｃａの周囲を囲むように、ガラス基板１５０の端から２．０ｍｍの領域に幅０．４ｍｍの接合しろのためのスリットを設けた金属マスクを、ガラス基板１５０と封止基板１５８との両方の上方にそれぞれ設置した。該金属マスクによって、設けられたガラス基板１５０及び封止基板１５８の接合しろとなる領域（のちに接合部１５６となる部分（図８Ｃ及び８Ｄ参照。））を、１×１０−６Ｐａの真空下でそれぞれＡｒイオンガンで逆スパッタリングを行って表面を清浄化した。逆スパッタリングは、加速電圧を０．１〜２ｋＶとし、電流値を１〜２０ｍＡとして１〜１０分間の照射を行った。これにより、表面が活性化される。【０２３０】
清浄化後、特開２００８−６２２６７号公報に記載される方法に準じて、Ｓｉを２０ｎｍの厚さでスパッタリング後、Ｓｉ膜の上をＡｒイオンガンで再度、加速電圧を０．１〜２ｋＶとし、電流値を１〜２０ｍＡとして１〜１０分間、表面に逆スパッタリングを行って表面を活性化させた。なお、Ｓｉのスパッタリングは、加速電圧１．５ｋＶ、電流値１００ｍＡで３分間行った。【０２３１】
次いで、金属マスクを取り除き、その後真空度を１×１０−７Ｐａとして、ホットプレートを９０℃に加熱し、ガラス基板１５０及び封止基板１５８の接合しろを接触させ、２０ＭＰａで３分間加圧して接合し、その後、大気中に取り出し、性能評価用疑似素子１０１〜１０９を作製した。【０２３２】
得られた素子は、図８Ｃ及び８Ｄに示されるように、ガラス基板１５０側、封止基板１５８側の両方に、接合しろの部分から接合部１５６が形成される。【０２３３】
≪性能評価用疑似素子の評価≫
（１）封止性の評価
作製した各性能評価用疑似素子について、８５℃、８５％ＲＨの環境下で５００時間放置して金属Ｃａの腐食を観察し、封止性の評価を行った。
評価は以下の判断基準で実施した。
評価結果を表１に示す。【０２３４】
◎：Ｃａが全く腐食していない
○：腐食があるが、腐食部の面積が全体の０．５％未満である
△：腐食があるが、腐食部の面積が全体の０．５％以上、１．５％未満である
×：腐食があり、腐食部の面積が全体の１．５％以上である【０２３５】
【表１】
2015133286.tif 000005
【０２３６】
（２）まとめ
表１から明らかなように、性能評価用疑似素子１０２〜１０９は、性能評価用疑似素子１０１と比較して、封止性に優れている。
以上から、熱収縮可能な樹脂基板上に、少なくとも無機ガスバリアー層を有する封止基板を準備する工程と、封止基板を構成する樹脂基板及び無機ガスバリアー層をともに加熱処理し、熱収縮させる工程と、真空下で、封止基板と機能素子とを接合するための接合しろを、無機ガスバリアー層と支持基板とにそれぞれ形成する工程と、加熱及び加圧して、封止基板と機能素子とを接合する工程と、を順に有する機能素子の封止方法が、取出し電極の凹凸追従時におけるガスバリアー層の伸長によるクラックの発生を防止し、十分な封止性を有する機能素子を提供することに有用であることがわかる。【０２３７】
［実施例２］
≪有機ＥＬ素子の作製≫
実施例１における性能評価用疑似素子１０１〜１０９の作製において、Ｃａ蒸着膜に変えて下記のようにして機能素子（有機ＥＬ素子）を作製した以外は同様にして、有機ＥＬ素子２０１〜２０９を作製した。【０２３８】
（１）ガラス基板の洗浄
ガラス基板の洗浄は、それぞれ、クラス１００００のクリーンルーム内と、クラス１００のクリーンブース内にて行った。洗浄溶媒は、半導体洗浄用洗剤及び超純水（１８ＭΩ以上、全有機炭素（ＴＯＣ）：１０ｐｐｂ未満）を用い、超音波洗浄機とＵＶ洗浄機とを用いた。【０２３９】
（２）第１電極の形成
ガラス基板上に、厚さ１５０ｎｍのＩＴＯ（酸化インジウムスズ（Ｉｎｄｉｕｍｕ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ））をスパッタ法により成膜し、フォトリソグラフィー法によりパターニングを行い、第１電極を形成した。なお、パターンは実施例１と同様のパターンとした。【０２４０】
（３）正孔輸送層の形成
正孔輸送層形成用塗布液を塗布する前に、第１電極が形成されたガラス基板の洗浄表面改質処理を、波長１８４．９ｎｍの低圧水銀ランプを使用し、照射強度１５ｍＷ／ｃｍ２、距離１０ｍｍで実施した。帯電除去処理は、微弱Ｘ線による除電器を使用し行った。
第１電極が形成されたガラス基板の第１電極の上に、以下に示す正孔輸送層形成用塗布液を、２５℃、相対湿度５０％ＲＨの環境下で、スピンコーターで塗布した後、下記の条件で乾燥及び加熱処理を行い、正孔輸送層を形成した。正孔輸送層形成用塗布液は、乾燥後の層厚が５０ｎｍになるように塗布した。【０２４１】
＜正孔輸送層形成用塗布液の準備＞
ポリエチレンジオキシチオフェン・ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、Ｂａｙｅｒ社製  Ｂｙｔｒｏｎ  Ｐ  ＡＩ  ４０８３）を純水６５％、メタノール５％で希釈した溶液を正孔輸送層形成用塗布液として準備した。【０２４２】
＜乾燥及び加熱処理条件＞
正孔輸送層形成用塗布液を塗布した後、成膜面に向け、高さ１００ｍｍ、吐出風速１ｍ／ｓ、幅手の風速分布５％、温度１００℃で溶媒を除去した後、引き続き、加熱処理装置を用い温度１５０℃で裏面伝熱方式の熱処理を行い、正孔輸送層を形成した。【０２４３】
（４）発光層の形成
上記で形成した正孔輸送層上に、以下に示す白色発光層形成用塗布液を、下記の条件によりスピンコーターで塗布した後、下記の条件で乾燥及び加熱処理を行い、発光層を形成した。白色発光層形成用塗布液は、乾燥後の層厚が４０ｎｍになるように塗布した。【０２４４】
＜白色発光層形成用塗布液＞
ホスト材料として下記化合物Ｈ−Ａ（１．０ｇ）と、ドーパント材料として下記化合物Ｄ−Ａ（１００ｍｇ）、化合物Ｄ−Ｂ（０．２ｍｇ）及び化合物Ｄ−Ｃ（０．２ｍｇ）とを、１００ｇのトルエンに溶解し白色発光層形成用塗布液として準備した。【０２４５】
【化３】
2015133286.tif 000006
【０２４６】
＜塗布条件＞
塗布工程を窒素ガス濃度９９％以上の雰囲気で、塗布温度を２５℃とした。【０２４７】
＜乾燥及び加熱処理条件＞
白色発光層形成用塗布液を塗布した後、成膜面に向け、高さ１００ｍｍ、吐出風速１ｍ／ｓ、幅手の風速分布５％、温度６０℃で溶媒を除去した後、引き続き、温度１３０℃で加熱処理を行い、発光層を形成した。【０２４８】
（５）電子輸送層の形成
上記で形成した発光層の上に、以下に示す電子輸送層形成用塗布液を下記の条件によりスピンコーターで塗布した後、下記の条件で乾燥及び加熱処理し、電子輸送層を形成した。電子輸送層形成用塗布液は、乾燥後の層厚が３０ｎｍになるように塗布した。【０２４９】
＜塗布条件＞
塗布工程は窒素ガス濃度９９％以上の雰囲気で、電子輸送層形成用塗布液の塗布温度を２５℃とした。【０２５０】
＜電子輸送層形成用塗布液＞
電子輸送層は、下記化合物Ｅ−Ａを２，２，３，３−テトラフルオロ−１−プロパノール中に溶解して０．５質量％溶液とし、これを電子輸送層形成用塗布液とした。【０２５１】
【化４】
2015133286.tif 000007
【０２５２】
＜乾燥及び加熱処理条件＞
電子輸送層形成用塗布液を塗布した後、成膜面に向け、高さ１００ｍｍ、吐出風速１ｍ／ｓ、幅手の風速分布５％、温度６０℃で溶媒を除去した後、引き続き、加熱処理部で、温度２００℃で加熱処理を行い、電子輸送層を形成した。【０２５３】
（６）電子注入層の形成
上記で形成した電子輸送層上に、電子注入層を形成した。まず、基板を減圧チャンバーに投入し、５×１０−４Ｐａまで減圧した。あらかじめ、真空チャンバー内のタンタル製蒸着ボートに用意しておいたフッ化セシウムを加熱し、層厚３ｎｍの電子注入層を形成した。【０２５４】
（７）第２電極の形成
上記で形成した電子注入層の上であって、第１電極の取出し電極になる部分を除く部分に、５×１０−４Ｐａの真空下で、第２電極形成材料としてアルミニウムを使用し、取出し電極を有するように蒸着法にて、発光面積が５０ｍｍ２になるようにマスクパターン成膜し、厚さ１００ｎｍの第２電極を積層した。【０２５５】
（８）裁断
以上のように、第２電極までが形成された各積層体を、再び窒素雰囲気に移動し、規定の大きさに紫外線レーザーを用いて裁断し、有機ＥＬ素子２０１〜２０９を作製した。【０２５６】
（９）電極リード接続
作製した各有機ＥＬ素子に、ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社製の異方性導電フィルムＤＰ３２３２Ｓ９を用いて、フレキシブルプリント基板（ベースフィルム：ポリイミド１２．５μｍ、圧延銅箔１８μｍ、カバーレイ：ポリイミド１２．５μｍ、表面処理ＮｉＡｕメッキ）を接続した。
圧着条件：温度１７０℃（別途熱伝対を用いて測定したＡＣＦ温度１４０℃）、圧力２ＭＰａ、１０秒で圧着を行った。【０２５７】
≪有機ＥＬ素子の評価≫
作製した各有機ＥＬ素子について、下記の方法に従って、加速劣化処理を施した後のダークスポットの評価を行うことにより、耐久性の評価を行った。【０２５８】
（１）耐久性の評価
（１．１）加速劣化処理
作製した各有機ＥＬ素子について、８５℃、８５％ＲＨの環境下で１０００時間の加速劣化処理を施した後、下記のダークスポットに関する評価を行った。【０２５９】
（１．２）ダークスポット（ＤＳ、黒点）の評価
加速劣化処理を施した各有機ＥＬ素子に対し、１ｍＡ／ｃｍ２の電流を印加し、２４時間連続発光させた後、１００倍のマイクロスコープ（株式会社モリテックス製ＭＳ−８０４、レンズＭＰ−ＺＥ２５−２００）で素子の一部分を拡大し、撮影を行った。撮影画像を２ｍｍ四方スケール相当に切り抜き、ダークスポットの発生面積比率を求め、下記の基準に従って耐久性を評価した。
評価ランクが、△であれば実用的な特性、○であればより実用的な特性、◎であれば全く問題のない好ましい特性であると判定した。
評価結果を表２に示す。【０２６０】
◎：ダークスポット発生率が、０．３％未満である
○：ダークスポット発生率が、０．３％以上１．０％未満である
△：ダークスポット発生率が、１．０％以上２．０％未満である
×：ダークスポット発生率が、２．０％以上である【０２６１】
【表２】
2015133286.tif 000008
【０２６２】
（２）まとめ
表２から明らかなように、有機ＥＬ素子２０２〜２０９は、有機ＥＬ素子２０１と比較して、ダークスポットの発生を効果的に抑制している。
以上から、本発明の機能素子の封止方法が、封止性に優れ、ダークスポットの発生を防止することに有用であることがわかる。【０２６３】
［実施例３］【０２６４】
≪性能評価用疑似素子の作製≫
実施例１にて作製した封止基板１〜９を用いて、性能評価用疑似素子３０１〜３０９を作製した。
以下、図９Ａ〜９Ｄを参照しながら、性能評価用疑似素子の作製方法について説明する。【０２６５】
図９Ａに示すとおり、ガラス基板（５０ｍｍ×４０ｍｍ、厚さ０．７ｍｍ）１６０上に、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）をスパッタ法により成膜し、フォトリソグラフィー法によりパターニングを行い、台形状の電極１６２（上底：１００μｍ、下底：１５０μｍ、高さ３００ｎｍ）を設置した。電極１６２は、ガラス基板１６０の一辺の端から１０ｍｍの長さで、計１０本設置し、電極１６２同士の中心間距離を５ｍｍとした。【０２６６】
次いで、有機ＥＬ素子の代替として、図９Ｂに示すように、Ｃａを蒸着法により４０ｍｍ×２５ｍｍの長方形状に１００ｎｍの厚さで蒸着し、Ｃａ蒸着膜１６４とした。
また、実施例１で作製した各封止基板を５０ｍｍ×３５ｍｍの大きさに切り出し、封止基板１６８（図９Ｄ参照。）とした。【０２６７】
その後、図９Ｃ及び９Ｄに示す幅０．４ｍｍの接合部（接合媒体層）１６６を形成するためのスリットを設けた金属マスクをガラス基板１６０と封止基板１６８との両方の上方にそれぞれ設置し、１００Ｗで１０分間酸素プラズマ処理した。続けて、超音波方式の加湿器を用いて、ガラス基板１６０及び封止基板１６８上に、水蒸気を吸着させた接合媒体層を形成した。【０２６８】
これらを図１０に示すような乾燥Ｎ２を充満させた接合装置のホットプレート（ステージ１７３に内蔵）上にガラス基板１６０を載せ、ガラス基板１６０のＣａを蒸着した側と封止基板１６８の無機ガスバリアー層が形成された側とが対向するように設置した。
その後、ガラス基板１６０及び封止基板１６８の接合部１６６を接触させた状態で、ホットプレートを１００℃に加熱し、１０ＭＰａで１０分間加圧して接合し、その後、大気中に取り出し、性能評価用疑似素子３０１〜３０９を作製した。【０２６９】
図１０は、接合装置の一例を示す模式図である。
接合装置１７０は、真空チャンバー１７１、ステージ１７２及び１７３を有している。
真空チャンバー１７１は、内部を環境から密閉する容器であり、更に真空チャンバー１７１の内部から気体を排出するための真空ポンプ（図示略）、及び真空チャンバー１７１の外部と内部とを接続するゲートを開閉するための蓋（図示略）を備えている。真空ポンプによって、真空チャンバー１７１内を所定の真空度に調節することができる。
ステージ１７２及び１７３は、対向するように配置され、それぞれの対向する面には、誘電層を有している。ステージ１７２は、誘電層と封止基板１との間に電圧を印加し、静電力によってその誘電層に封止基板１を吸着して固定する。同様に、ステージ１７３は、誘電層を介して支持基板１２を吸着して固定する。
ステージ１７２は、ステージ１７２に備えられている圧接機構（図示略）によって、真空チャンバー１７１に対して鉛直方向に平行移動できるようになっている。
ステージ１７３は、ステージ１７３に備えられている移送機構（図示略）によって、真空チャンバー１７１に対して鉛直方向に平行移動できるようになっており、また、鉛直方向に平行な回転軸を中心に回転することもできる。【０２７０】
≪性能評価用疑似素子の評価≫
（１）封止性の評価
作製した各性能評価用疑似素子について、実施例１と同様にして、封止性の評価を行った。
評価結果を表３に示す。【０２７１】
【表３】
2015133286.tif 000009
【０２７２】
（２）まとめ
表３から明らかなように、性能評価用疑似素子３０２〜３０９は、性能評価用疑似素子３０１と比較して、封止性に優れている。
以上から、熱収縮可能な樹脂基板上に、少なくとも無機ガスバリアー層を有する封止基板を準備する工程と、封止基板を構成する樹脂基板及び無機ガスバリアー層をともに加熱処理し、熱収縮させる工程と、無機ガスバリアー層及び支持基板の少なくとも一方に、水蒸気又はシランカップリング剤からなる接合媒体層を形成する工程と、封止基板と機能素子とを接合媒体層を介して重ねた状態で、加熱及び電磁波照射の少なくともいずれかを行い、接合する工程と、を順に有する機能素子の封止方法が、取出し電極の凹凸追従時におけるガスバリアー層の伸長によるクラックの発生を防止し、十分な封止性を有する機能素子を提供することに有用であることがわかる。【０２７３】
［実施例４］
≪有機ＥＬ素子の作製≫
実施例３における性能評価用疑似素子３０１〜３０９の作製において、Ｃａ蒸着膜に変えて、実施例２に記載の機能素子（有機ＥＬ素子）を作製した以外は同様にして、有機ＥＬ素子４０１〜４０９を作製した。【０２７４】
≪有機ＥＬ素子の評価≫
（１）耐久性の評価
作製した各有機ＥＬ素子について、実施例２と同様にして、加速劣化処理を施した後のダークスポットの評価を行うことにより、耐久性の評価を行った。
評価結果を表４に示す。【０２７５】
【表４】
2015133286.tif 000010
【０２７６】
（２）まとめ
表４から明らかなように、有機ＥＬ素子４０２〜４０９は、有機ＥＬ素子４０１と比較して、ダークスポットの発生を効果的に抑制している。
以上から、本発明の機能素子の封止方法が、封止性に優れ、ダークスポットの発生を防止することに有用であることがわかる。【０２７７】
［実施例５］
実施例３の性能評価用疑似素子３０４の作製において、接合媒体層とその接合条件を以下のように変更した以外は同様にして、性能評価用疑似素子５０１〜５０３を作製した。実施例３と同様に封止性の評価を行ったところ、すべての性能評価用疑似素子５０１〜５０３において、Ｃａが全く腐食しておらず封止性に優れている結果が得られた。【０２７８】
≪性能評価用疑似素子の作製≫
図９Ｂに示されるガラス基板及び実施例１で作製した封止基板４に、図９Ｃ及び９Ｄに示す幅０．４ｍｍの接合部（接合媒体層）１６６を形成するためのスリットを設けた金属マスクをガラス基板１６０と封止基板１６８との両方の上方にそれぞれ設置し、１５ｋＪ／ｍ２の放電エネルギーにて大気圧コロナプラズマ照射を行い、表面処理した。続けて、電極１６２を設置したガラス基板１６０には３−アミノプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業製  ＫＢＭ９０３）の蒸気を３０分間暴露し、また、封止基板１６８には３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業製  ＫＢＭ４０３）の蒸気を３０分間暴露して、ガラス基板１６０及び封止基板１６８のそれぞれに接合媒体層１６６を形成した。【０２７９】
これらを図１０に示すような乾燥Ｎ２を充満させた接合装置のホットプレート（ステージ１７３に内蔵）上にガラス基板１６０を載せ、ガラス基板１６０のＣａを蒸着した側と封止基板１６８の無機ガスバリアー層が形成された側とが対向するように設置した。【０２８０】
その後、ガラス基板１６０及び封止基板１６８の接合部１６６を接触させた状態で、ホットプレートを１３０℃に加熱し、６ＭＰａで１０分間加圧して接合し、その後、大気中に取り出し、性能評価用疑似素子５０１を作製した。【０２８１】
性能評価用疑似素子５０１の作製において、３−アミノプロピルトリメトキシシランを３−メルカプトプロピルトリメトキシシランに変更し、ガラス基板１６０及び封止基板１６８の接合部１６６を接触させた状態で、接合部１６６に１Ｊ／ｃｍ２のエネルギーのＵＶ光を照射後に、ホットプレートを８０℃に加熱し、６ＭＰａで１０分間加圧して接合した以外は同様にして、性能評価用疑似素子５０２を作製した。【０２８２】
性能評価用疑似素子５０１の作製において、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランをともに３−アクリロキシプロピルトリメトキシシランに変更し、ガラス基板１６０及び封止基板１６８の接合部１６６を接触させた状態で、接合部１６６に６Ｊ／ｃｍ２のエネルギーのＵＶ光を照射し、８ＭＰａで２０分間加圧して接合した以外は同様にして、性能評価用疑似素子５０３を作製した。
【産業上の利用可能性】
【０２８３】
本発明は、取出し電極の凹凸追従時における無機ガスバリアー層の伸長によるクラックの発生を防止し、十分な封止性を発現可能とする機能素子の封止方法、及びその封止方法により封止された機能素子を提供することに、特に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０２８４】
１  封止基板
２  樹脂基板
４  無機ガスバリアー層
６  熱可塑性樹脂層
１０  機能素子
１２  支持基板
１４  接合部
１６  接合媒体層
２０  機能素子本体部
２１  第１電極
２１ａ  取出し電極
２２  正孔輸送層
２３  発光層
２４  電子輸送層
２５  第２電極
２５ａ  取出し電極
３１  製造装置
３２  送出しローラー
３３、３４、３５、３６  搬送ローラー
３９、４０  成膜ローラー
４１  ガス供給管
４２  プラズマ発生用電源
４３、４４  磁場発生装置
４５  巻取りローラー
５１  プラズマＣＶＤ装置
５２  チャンバー
５３  上部電極
５４  下部電極
５５  電源装置
５６ａ、５６ｂ、５６ｃ  成膜ガス貯蔵部
５７  配管
５８  ガス導入口
５９  プラズマ放電領域
６０ａ、６０ｂ、６０ｃ  バルブ
６１  真空ポンプ
６２  バルブ
１２７  接合界面
１３０  常温接合装置
１３１  真空チャンバー
１３２  イオンガン（スパッタリング源）
１３３、１３４  ターゲットステージ
１３５  ターゲット
１３６ａ、１３６ｂ、１３６ｃ  ターゲット基板
１３７  入射線
１３８  出射線（スパッタ粒子）
１４０  常温接合装置
１５０、１６０  ガラス基板
１５２、１６２  電極
１５４、１６４  Ｃａ蒸着膜
１５６、１６６  接合部
１５８、１６８  封止基板
１７０  接合装置
１７１  真空チャンバー
１７２、１７３  ステージ
Ｆ  荷重
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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