JP2004299230A - Gas-barrier substrate - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセント（以下、有機ＥＬと略す場合がある。）素子等のディスプレイ用基板等に用いることが可能な、ガスバリア性が高く、かつ平坦性を有するガスバリア性基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば有機ＥＬディスプレイ等のディスプレイ用素子の支持基板として、ガラス基板を用いたものが知られているが、ガラス基板は重くて硬く、そして割れやすいという欠点を有している。そこで近年、これらガラス基板の問題を解決するためにプラスチック基板が提案されている。
【０００３】
しかしながら、プラスチック基板は軽く、フレキシブルで割れにくい反面、ガラス基板と比較してガスバリア性が悪く、長時間ディスプレイ素子の性能を維持させることは困難であった。
【０００４】
また、ディスプレイ用素子の支持基板として、例えば、有機ＥＬ素子に用いられる場合には、有機ＥＬ素子の発光層は、水分や酸素に触れると発光劣化が生じることから、支持基板にも酸素や水に対するガスバリア性が必要とされており、また有機ＥＬ素子を形成する際には高温下でのプロセス工程を経る必要があるため、支持基板に耐熱性も要求される。また、支持基板が平坦性を有しない場合には、ピンホールや突起等によってガスバリア性に欠陥が生じたり、発光層等の有機ＥＬ層は薄膜であるため、ピンホールや突起等により有機ＥＬ層が均一に形成されず、有機ＥＬディスプレイにダークスポットが発生すると考えられている。またディスプレイ自体が長時間に渡り設置されて使用される場合には、支持基板に電位や温度上昇に安定であることが求められる。これは、支持基板が電位や温度上昇に不安定である場合には、ディスプレイの発光や光の変調が起こるという問題が生じるからである。このようなことから、プラスチック基板に、上述したような性質を付与する方法が求められていた。
【０００５】
そこで従来、樹脂基板にガスバリア性を付与するために次のような提案がある。例えば、特許文献１においては、高分子樹脂組成物からなる基材上に無機蒸着層を第１層として設け、次いで１種類以上のアルコキシドおよび／またはその加水分解物、または塩化錫のいずれかを含む水溶液、或いは水／アルコール混合溶液を主剤とするコーティング剤を塗布し、加熱乾燥してなるガスバリア性被膜を第２層として積層することにより、高いガスバリア性を発現している。
【０００６】
また、特許文献２においては、高分子樹脂組成物からなる基材上に無機蒸着層を第１層として設け、次いで１種類以上のアルコキシド或いはその加水分解物と、分子中に少なくとも２個以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物との混合溶液を主剤とするコーティング剤を塗布し、加熱乾燥してなるガスバリア性被膜を第２層として積層することにより、高いガスバリア性を発現している。
【０００７】
また、特許文献３においては、脂環式炭化水素骨格ビス（メタ）アクリレート、メルカプト化合物、単官能（メタ）アクリレートを含有する成分を含有することにより耐熱性や機械的強度、特に耐衝撃性に優れた基材に、ＳｉＯ２からなる無機蒸着層を設けることによりガスバリア性を発現している。
【０００８】
しかしながら、特許文献１、特許文献２においては用途が食品、医薬品等の包装分野に限られており、ガスバリア性も水蒸気透過率（以下、ＷＶＴＲともいう。）が０．１ｇ／ｍ２／ｄａｙ程度、酸素透過率（以下、ＯＴＲともいう。）が０．３ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ・ａｔｍ程度であり、不十分であった。また特許文献３においては、ディスプレイ分野、特に液晶表示パネルに用途分野を有するものであり、基材上にＳｉＯ２からなる無機蒸着層を設けることによりガスバリア性を発現しているが、その酸素透過率が１ｃｃにとどまり、例えば有機ＥＬ素子の発光層等の劣化を防ぐ防湿性としては十分とは言い難いといえる。
【０００９】
また、表面の平坦性に関しては上記各特許文献のいずれにおいても検討されていない。
【００１０】
さらに、近年、ガラス基板を薄膜化して用いた場合であっても、有機ＥＬディスプレイの高精細化に伴い、ガスの透過率の向上が求められている。
【００１１】
【特許文献１】
特開平７−１６４５９１号公報
【特許文献２】
特開平７−２６８１１５号公報
【特許文献３】
特開平１１−２２２５０８号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、ガスバリア性が高く、また上記ガスバリア層に凹凸やピンホール等がなく、平坦性の良好なガスバリア性基板を提供することが望まれている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基材と、上記基材上に形成された平坦化層と、上記平坦化層上に形成された蒸着膜からなるガスバリア層とを有することを特徴とするガスバリア性基板を提供する。
【００１４】
本発明によれば、ガスバリア層が上記平坦化層上の平坦化された表面に形成されることから、ガスバリア層を緻密で凹凸やピンホール等のない、ガスバリア性の高い層とすることができる。また、上記ガスバリア層と透明基材との間に平坦化層が形成されていることから、透明基材とガスバリア層との密着性を高くすることができ、ガスバリア性の高いガスバリア性基板とすることができるのである。これにより、本発明のガスバリア性基板を、例えばディスプレイ用基板等に用いて、ダークスポット等のない高品質なディスプレイを形成することが可能となるのである。
【００１５】
本発明においては、基材と、上記基材上に形成された蒸着膜からなるガスバリア層と、上記ガスバリア層上に形成され、かつカルドポリマーを有する平坦化層とを有することを特徴とするガスバリア性基板を提供する。
【００１６】
本発明によれば、上記平坦化層はガスバリア層との密着性が高く、ガスバリア層が有するピンホールの充填等することができることから、ガスバリア性の高いガスバリア性基板とすることができるのである。また、ガスバリア性基板表面に上記平坦化層が形成されていることから、平坦な表面を有するガスバリア性基板とすることができ、例えば有機ＥＬ素子等の様々な用途に用いることが可能なガスバリア性基板とすることができるのである。
【００１７】
上記発明においては、上記平坦化層上に上記ガスバリア層が積層されていることが好ましい。これにより、ガスバリア性基板のガスバリア性をさらに高いものとすることができるからである。
【００１８】
また、本発明においては、上記基材が、室温から１５０℃までの範囲内における線膨張係数が８０ｐｐｍ以下であり、かつ全光線透過率が８５％以上である耐熱性を有する透明樹脂からなるものであってもよい。これにより、本発明のガスバリア性基板が耐熱性を有するものとすることができ、例えば有機ＥＬ素子等の耐熱性が要求されるディスプレイ用基板等、様々な用途に用いることが可能となるからである。
【００１９】
また本発明においては、上記基材が、表面に、室温から１５０℃までの範囲内における線膨張係数が８０ｐｐｍ以下であり、かつ全光線透過率が８５％以上である耐熱性を有する透明樹脂層を有するものであってもよい。上記透明樹脂層によって、上記基材を耐熱性を有するものとすることができることから、本発明のガスバリア性基板を様々な用途に用いることが可能となるからである。
【００２０】
また、上記のいずれの発明においても、上記平坦化層の表面平均粗さが３ｎｍ以下であり、最大高低差が５０ｎｍであることが好ましい。これにより、平坦性が高く、平坦化層上に形成される上記ガスバリア層や、本発明のガスバリア性基板上に形成される層等に、凹凸やピンホール等のない高品質なガスバリア性基板とすることができるからである。
【００２１】
また、本発明においては、上記ガスバリア層が、透明無機酸化膜、透明無機酸化窒化膜、透明無機窒化膜、もしくは透明金属膜からなる蒸着膜であることが好ましい。これにより、ガスバリア層のガスバリア性を高いものとすることができるからである。
【００２２】
さらに、本発明においては、上記ガスバリア性基板における酸素透過率が０．３ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ以下であり、水蒸気透過率が０．１ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることが好ましい。本発明のガスバリア性基板の酸素透過率および水蒸気透過率が、上記範囲内であることにより、酸素や水蒸気等に弱い部材を有する、例えば有機ＥＬ素子の支持基板等に用いることが可能となるからである。
【００２３】
また、本発明においては、上記ガスバリア性基板の表面平均粗さが６ｎｍ以下であり、最大高低差が６０ｎｍ以下であることが好ましい。このようにガスバリア性基板の表面が平坦性を有することにより、例えば有機ＥＬ素子のディスプレイ用基板等、様々な用途に用いることが可能となるからである。
【００２４】
さらに、上記発明においては、上記基材における、上記ガスバリア層および上記平坦化層が形成された面と反対側の面に、上記基材にかかる応力を緩和する応力緩和層が形成されていてもよい。これにより、上記ガスバリア層や平坦化層が形成された際に発生する応力を低減させることができ、ガスバリア性基板にそりが発生することを防止することができるからである。
【００２５】
また、本発明においては、上述したいずれかのガスバリア性基板上に透明電極層が形成されていることを特徴とするディスプレイ用基板を提供する。
【００２６】
本発明によれば、上記ガスバリア性基板を用いることにより、ガスバリア性および平坦性が高いディスプレイ用基板とすることができ、様々な用途に用いることが可能なものとすることができる。
【００２７】
また、本発明は、上記ディスプレイ用基板と、上記透明電極層上に形成された少なくとも発光層を有する有機エレクトロルミネッセント層と、上記有機エレクトロルミネッセント層上に形成された対向電極とを有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセント素子を提供する。
【００２８】
本発明によれば、上記ディスプレイ用基板を用いることにより、経時で酸素や水蒸気等の影響を受けることなく、またダークスポット等もない有機ＥＬ素子とすることができるのである。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明は、例えばディスプレイ用基板等に用いることが可能な、ガスバリア性および平坦性の高いガスバリア性基板と、そのガスバリア性基板を用いたディスプレイ用基板および有機ＥＬ素子とに関するものである。
【００３０】
以下、それぞれについてわけて説明する。
【００３１】
Ａ．ガスバリア性基板
まず、本発明のガスバリア性基板について説明する。
【００３２】
本発明のガスバリア性基板には、２つの実施態様がある。まず、第１実施態様としては、基材と、上記基材上に形成された平坦化層と、上記平坦化層上に形成された蒸着膜からなるガスバリア層とを有することを特徴とするものであり、第２実施態様としては、基材と、上記基材上に形成された蒸着膜からなるガスバリア層と、上記ガスバリア層上に形成され、かつカルドポリマーを有する平坦化層とを有することを特徴とするものである。
【００３３】
本発明によれば、どちらの態様においても、上記平坦化層を有することにより、ガスバリア性の高いガスバリア性基板とすることができ、また、本発明のガスバリア性基板の表面が平坦性を有するものとすることができるのである。
【００３４】
以下、上記の各態様についてそれぞれ説明する。
【００３５】
１．第１実施態様
まず、本発明のガスバリア性基板における第１実施態様について説明する。本発明のガスバリア性基板における第１実施態様は、基材と、上記基材上に形成された平坦化層と、上記平坦化層上に形成された蒸着膜からなるガスバリア層とを有することを特徴とするものである。
【００３６】
本実施態様のガスバリア性基板は、例えば図１に示すように、基材１と、その基材１上に形成された平坦化層２と、その平坦化層２上に形成されたガスバリア層３とを有するものである。
【００３７】
本実施態様においては、上記平坦化層上にガスバリア層が形成されることから、上記ガスバリア層が、基材の凹凸や突起の影響を受けることなく、緻密かつ平坦なガスバリア層を形成することができるのである。これにより、ガスバリア層のガスバリア性を高いものとすることができ、また本実施態様のガスバリア性基板が、例えばディスプレイ用基板に用いられた際にも、ガスバリア層のピンホールによって形成されるダークスポット等のない高品質なものとすることができるのである。
【００３８】
またさらに、ガスバリア性基板表面の平坦性が高く、ガスバリア性基板上に、例えば有機ＥＬ素子の発光層等の薄膜を形成した場合であっても、均一に層を形成することができることから、様々な用途に用いることが可能なガスバリア性基板とすることができるのである。
【００３９】
以下、本実施態様のガスバリア性基板の各構成についてわけて説明する。
【００４０】
ａ．平坦化層
まず、本実施態様のガスバリア性基板に用いられる平坦化層について説明する。本実施態様のガスバリア性基板に用いられる平坦化層は、後述する基材とガスバリア層との間に形成される層であり、かつ平坦性を有する層である。
【００４１】
本実施態様に用いられる平坦化層の平坦性としては、表面平均粗さ（Ｒａ）が３ｎｍ以下、特に１ｎｍ以下であることが好ましく、また最大高低差（Ｐ−Ｖ）が５０ｎｍ以下、特に１０ｎｍ以下であることが好ましい。表面粗さおよび上記最大高低差が、上記範囲内であることにより、後述するガスバリア層を上記平坦化層上に形成した場合に、緻密かつ平坦に形成することが可能となるからである。
【００４２】
ここで、上記表面粗さおよび最大高低差は、スキャン範囲２０μｍ、スキャン速度９０ｓｅｃ／ｆｒａｍｅの条件下で、原子間顕微鏡（Ｎａｎｏｐｉｃｓ：商品名、セイコーインスツルメンツ社製）を用いて測定した値である。
【００４３】
本実施態様においては、上述したような平坦性を有する層であれば、平坦化層の材料等は特に限定されるものではないが、本実施態様においては、有機物を用いることが好ましい。これにより、上記のような平坦性を有する層を形成することが容易であり、また後述する基材およびガスバリア層との密着性が良好な平坦化層とすることができるからである。
【００４４】
また、本実施態様に用いられる平坦化層は、上記の中でもカルドポリマーを有するものであることが好ましい。これにより、平坦化層とガスバリア層との密着性をより良好なものとすることができ、ガスバリア性がより緻密に形成されることから、ガスバリア層のガスバリア性を高いものとすることができるからである。
【００４５】
このようなカルドポリマーとしては、例えば、フルオレン骨格を有するビスフェノール化合物とエピクロヒドリンとから誘導されるエポキシ樹脂、あるいはこのエポキシ樹脂と（メタ）アクリル酸とから誘導されるエポキシ（メタ）アクリレート、更にはこのエポキシ（メタ）アクリレートと酸無水物から誘導されるエポキシ（メタ）アクリレート酸付加物等を挙げることができる。
【００４６】
ここで、本実施態様に用いられるカルドポリマーは、下記一般式（１）で示されるビスフェノール化合物から誘導されるフルオレン骨格を有する樹脂を含有することが好ましい。
【００４７】
【化１】
（Ｒ１およびＲ２は水素原子、炭素数１〜５のアルキル基、またはハロゲン原子であり、互いに同じであってもよく、異なるものであってもよい。）
このような一般式（１）で示されるビスフェノール化合物としては、具体的には、例えば、９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレン、９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）フルオレン、９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３−クロロフェニル）フルオレン、９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３−ブロモフェニル）フルオレン、９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３−フルオロフェニル）フルオレン、９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３−メトキシフェニル）フルオレン、９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジメチルフェニル）フルオレン、９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジクロロフェニル）フルオレン、９，９−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジブロモフェニル）フルオレン等を挙げることができ、これらはその１種のみを単独で用いることができるほか、２種以上を併用することもできる。
【００４９】
本実施態様において、上記カルドポリマーは、エポキシ基を１分子中に２つ以上もつエポキシ樹脂と不飽和モノカルボン酸とを反応させて得たエポキシ（メタ）アクリレート樹脂と多塩基酸無水物から誘導されるエポキシ（メタ）アクリレート酸付加物であることが好ましい。
【００５０】
このようなエポキシ（メタ）アクリレート酸付加物の形成に用いられるエポキシ樹脂として、具体的には、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ケトン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）エーテル、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン、９，９−ビス（４−ヒドロキフェニル）フルオレン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）ジメチルシラン、４，４’−ビフェノール、テトラメチル−４，４’−ビフェノール等のビスフェノール類、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ナフトールまたはナフタレンジオールと、１，４−ビスキシレノールとの縮合化合物等の多官能フェノール類や、これら芳香環水素の一部または全てがハロゲン原子、炭素数１〜４のアルキル基に置換した多官能フェノール類をエピクロロヒドリンと反応させて得られた１分子中にエポキシ基を２つ以上有するものが挙げられる。このエポキシ樹脂をエポキシ樹脂と等当量のアクリル酸、メタクリル酸等のアクリル酸類を公知の手法により反応させることにより、エポキシ（メタ）アクリレート樹脂とすることができ、さらに、このエポキシ（メタ）アクリレート樹脂を多塩基酸無水物と反応させることにより、エポキシ（メタ）アクリレート樹脂と多塩基酸無水物との付加生成物とすることができるのである。
【００５１】
このような付加生成物の形成に用いられる多塩基酸無水物として、具体的には、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルシクロヘキセンジカルボン酸無水物などの脂環式酸無水物類、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、エチレングリコールビストリメリテート無水物、グリセロールトリストリメリテート無水物、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物などの芳香族酸無水物類、無水ヘット酸、テトラブロモ無水フタル酸などのハロゲン系酸無水物類等が挙げられる。また、上記エポキシ樹脂、アクリレート、酸無水物類は１種であっても、２種以上の混合物であってもよい。
【００５２】
このようにして得られるエポキシ（メタ）アクリレート酸付加物の中でも、本実施態様においては、特開昭６０−１５２０９１号公報、特開平６−１９３８号公報、特開平８−１４６３１１号公報に見られるように同一分子内にカルボキシル基と光重合可能な不飽和基とを有する重量平均分子量１０００以上の樹脂が平坦化層に含有されることが好ましい。具体的には、フルオレン骨格を持つエポキシアクリレートの酸付加体である新日鐵化学社製Ｖ２５９Ｍ， Ｖ３０１Ｍや日本化薬社製のクレゾールノボラック型エポキシアクリレートの酸付加体が挙げられる。
【００５３】
なお、上記フルオレン骨格を持つエポキシアクリレートは、９，９−ビス（４−ヒドロキフェニル）フルオレンから得られるエポキシ樹脂とアクリル酸類とを反応させて得られるものが好適に用いられる。
【００５４】
本実施態様において、平坦化層を形成する樹脂は、熱硬化型樹脂であってもよく、紫外線硬化型樹脂であってもよく、さらに熱紫外線硬化型樹脂であってもよい。ここで、上記樹脂が熱紫外線硬化型樹脂である場合には、軟化点を４５℃以上とすることができる点から、平均分子量が３０００以上であることが好ましい。
【００５５】
上記平坦化層は、上述したよう平坦性を有するものであれば、その組成は特に限定されるものではないが、本実施態様においては、例えば上記カルドポリマーを有する樹脂と、多官能アクリレートモノマー、光重合開始剤または熱重合開始剤、エポキシ基を１分子中に２つ以上有するエポキシ樹脂と、必要に応じて各種添加剤とを混合して、上記色変換層上に塗布し、紫外線や熱等により硬化させることにより形成することができる。上記樹脂が紫外線硬化型樹脂である場合には、光重合開始剤が用いられ、また上記樹脂が熱硬化型樹脂である場合には、熱重合開始剤が用いられる。
【００５６】
ここで、本実施態様に用いられる上記多官能アクリレートとして、具体的には、常圧において１００℃以上の沸点を有し、かつ、１分子中に少なくとも２つのエチレン性不飽和基を有する付加重合性化合物であるものが挙げられる。このような材料としては、多価アルコールとα，β−不飽和カルボン酸とを結合して得られるもの、例えばジエチレングリコール（メタ）アクリレート（ジアクリレート又はジメタアクリレートを意味する、以下同じ）、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、 １３−プロパンジオール（メタ）アクリレート、 １３−ブタンジオール（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート等の多官能アクリレートや相当の多官能メタクリレート、 ２，２−ビス（４−アクリロキシジエトキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−メタクリロキシペンタエトキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−メタクリロキシポリエトキシフェニル）プロパンの混合物〔新中村化学（株）製商品名：ＢＥＰ−５００〕等や、グリシル基含有化合物にアクリル酸やメタクリル酸などのα，β−不飽和カルボン酸を付加して得られるもの、例えばトリメチロールプロパントリグリシジルエーテルトリ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジクリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、フルオレン環を有するジグリシジルエーテルのアクリル酸付加体〔新日鐵化学（株）製商品名：ＡＳＦ４００ 〕等や、不飽和アミド類、例えばメチレンビスアクリロアミド、１，６−ヘキサメチレンビスアクリルアミド等や、ビニルエステル類、例えばジビニルサクシネート、ジビニルアジベート、ジビニルフタレート、ジビニルテレフタレート、ジビニルベンゼン−１，３−ジスルホネート等が挙げられる。
【００５７】
また、本実施態様に用いられる光重合開始剤としては、公知のものを単独に又は数種併用することができ、例えば、２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２− モルフォリノ−プロパン−１−オン（市販品チバスペシャリティケミカルズ社製イルガキュア９０７）、２ーベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）ブタノン−１（市販品チバスペシャリティケミカルズ社製イルガキュア３６９）、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキサイド（チバスペシャリティケミカルズ社製商品名ＣＧＩ８１９）、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド（ＢＡＳＦ製Ｌｕｃｉｒｉｎ ＴＰＯ）、２，４−トリクロロメチル−（ピプロロニル）−６−トリアジン（市販品日本シーベルヘグナー社製商品名トリアジンＰＰ）等が使用できる。
【００５８】
また、本実施態様に用いられる熱重合開始剤としては、加熱時にラジカルを発生し、上述したカルドポリマーを有する樹脂および多官能アクリレートモノマーの不飽和基を重合させて硬化膜を形成させることが可能であれば、公知のものを用いることができるが、１０時間半減期温度が８０℃以上から硬化温度以下であることが好ましく、１００℃以上から硬化温度であることがより好ましい。
【００５９】
また、さらに上記エポキシ基を１分子中に２つ以上有するエポキシ樹脂としては、加水分解性塩素分が１０００ｐｐｍ未満と少ないエポキシ化合物が好ましく、例えば、油化シェル（株）製テトラメチルジフェニル型エポキシ樹脂ＹＸ４０００、日本化薬（株）製ＥＯＣＮシリーズ（ＥＯＣＮ１０２０， ４４００， １０２Ｓ， １０３Ｓ， １０４Ｓなど）のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、東都化成（株）製液状３官能エポキシ樹脂ＺＸ−１５４２、エポキシ化合物中の２級ヒドロキシル基にグリシジル基を導入した多官能エポキシ化合物等が挙げられる。このようなエポキシ樹脂は、加熱等によりエポキシ基が、上述したカルドポリマーを含有する樹脂成分中のカルボキシル基と反応し、上記カルドポリマーを含有する樹脂および多官能アクリレートの不飽和基に加えて架橋構造を形成するものである。
【００６０】
また、本実施態様においては、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤等の各種添加剤や、ジエチレングリコールジメチルエーテル、シクロヘキサノン、エタノール、クロロホルム、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の溶媒等を用いることができる。
【００６１】
また、上記平坦化層の材料の塗布は、スピンコーティング法、スプレー法、ブレードコーティング法、ディップ法、ローラーコーター機、ランドコーター機等によるウェットコーティング法を用いることができる。
【００６２】
また、材料として、ヘキサメチルジシロキサン、テトラメトキシシラン、オクタテトラメチルシラン、シクロペンタシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、２，２，５，５−テトラメチル−２，５−ジシラ−１−オキサシクロペンタン、［２−（３−シクロヘキセニル）エチル］トリエトキシシラン、［２−（３−シクロヘキセニル）エチル］トリメトキシシラン、（シクロヘキセニロキシ）トリメチルシラン、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、（３−シクロペンタジエニルプロピル）トリエトキシシラン、シクロペンタジエニルトリメチルシラン、シクロペンタメチレンジメチルシラン、（シクロペンテニロキシ）トリメチルシラン、シクロペンチルトリメトキシシラン、シクロテトラメチルジメチルシラン、シクロトリメチレンジメチルシラン等を用いた場合には、蒸着法等のドライコーティング法により形成することも可能である。
【００６３】
本実施態様においては、上記平坦化層の膜厚は、０．００５μｍ〜２０μｍの範囲内であることが好ましい。この際、上記平坦化層がウェットコーティング法により形成される場合には、０．５μｍ〜２０μｍの範囲内、中でも１μｍ〜５μｍの範囲内であることが好ましい。また、ドライコーティング法により形成される場合には、０．００５μｍ〜５μｍの範囲内、中でも０．０１μｍ〜１μｍの範囲内であることが好ましい。これにより、ガスバリア層との密着性を良好なものとすることが可能となるからである。
【００６４】
ｂ．ガスバリア層
次に、本実施態様のガスバリア性基板に用いられるガスバリア層について説明する。
【００６５】
本実施態様のガスバリア性基板に用いられるガスバリア層は、上記平坦化層上に形成され、かつガスバリア性を有する蒸着膜からなる層である。
【００６６】
本実施態様に用いられるガスバリア層は、蒸着法により形成されたものであれば、その材料は特に限定されるものではないが、透明無機酸化膜、透明無機酸化窒化膜、透明無機窒化膜、または金属膜のいずれか１種または２種以上を組み合わせたものであることが好ましい。
【００６７】
上記材料の中でも、透明無機酸化膜として、酸化ケイ素膜、酸化窒化ケイ素膜、酸化アルミニウム膜、酸化マグネシウム膜、酸化チタン膜、酸化スズ膜、酸化インジウム合金膜であることが好ましく、また透明無機窒化膜としては、窒化ケイ素膜、窒化アルミニウム膜、窒化チタン膜であることが好ましい。また、透明金属膜としては、アルミニウム膜、銀膜、錫膜、クロム膜、ニッケル膜、チタン膜であることが好ましい。また、上記の中でも、特に上述した平坦化層との密着性が良好であるという面から、酸化ケイ素膜、または酸化窒化ケイ素膜であることが特に好ましい。
【００６８】
また、本実施態様においては、ガスバリア性を向上させるために、上記の蒸着膜を複数層積層してもよく、その組み合わせは同種、異種を問わない。
【００６９】
本実施態様における上記ガスバリア層の形成は、蒸着法により行なわれるものであれば、特に限定されるものではなく、無機酸化物、無機窒化物、無機酸化窒化物または金属等を加熱して基材上に蒸着させる真空蒸着法、無機酸化物、無機窒化物、無機酸化窒化物、または金属を原料として用い、酸素ガスを導入することにより酸化させて、基材上に蒸着させる酸化反応蒸着法、無機酸化物、無機窒化物、無機酸化窒化物、または金属をターゲット原料として用い、アルゴンガス、酸素ガスを導入して、スパッタリングすることにより基材に蒸着させるスパッタリング法、無機酸化物、無機窒化物、無機酸化窒化物、または金属にプラズマガンで発生させたプラズマビームにより加熱させて、基材上に蒸着させるイオンプレーティング法、また酸化ケイ素の蒸着膜を成膜させる場合は、有機ケイ素化合物を原料とするプラズマＣＶＤ法等が挙げられる。
【００７０】
本実施態様においては、上述したように、ガスバリア層が酸化ケイ素膜または酸化窒化ケイ素膜であることが好ましく、このような酸化ケイ素の薄膜としては、有機ケイ素化合物を原料として、低温プラズマ化学気相成長法を用いて形成した蒸着膜を使用することができる。この有機ケイ素化合物として、具体的には、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、ビニ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、テトラメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、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等が挙げられる。本実施態様においては、上記のような有機ケイ素化合物の中でも、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）、ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）を用いることが、取り扱い性や蒸着膜の特性などから特に好ましい。
【００７１】
ここで、本実施態様においては、上述したようなガスバリア層の膜厚は、その材料により適宜選択されるものであるが、通常５ｎｍ〜５０００ｎｍの範囲内であることが好ましく、中でも５ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内であることが好ましい。また、特に上記酸化アルミニウム膜、または酸化ケイ素膜の場合には、１０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることが好ましい。上記の膜厚の範囲よりも薄いと、水蒸気や酸素等に対するガスバリア性の低下が見られるからである。また、上記膜厚の範囲よりも厚い場合には、例えば本実施態様のガスバリア性基板を加工する際等に、クラック等が入る可能性があり、これにより水蒸気、酸素ガス等に対するガスバリア性の劣化が見られるからである。
【００７２】
ｃ．基材
次に、本実施態様のガスバリア性基板に用いられる基材について説明する。本実施態様に用いられる基材は、基材上に上述した平坦化層が形成可能であれば、特に限定されるものではないが、本発明においては、可視光に対して透明である透明基材であることが好ましい。これにより、本実施態様のガスバリア性基板を、例えばディスプレイ用基板等に用いることも可能となるからである。本実施態様において、このような透明基材として、例えばガラス板や、有機材料で形成されたフィルム状やシート状のもの等を用いることができる。
【００７３】
本実施態様における透明基材としてガラス板が用いられる場合には、可視光に対して透過性の高いものであれば、特に限定されるものではなく、例えば未加工のガラス板であってもよく、また加工されたガラス板等であってもよい。このようなガラス板として、アルカリガラスおよび無アルカリガラスのどちらも使用可能であるが、本実施態様のガスバリア性基板において、不純物が問題とされる場合には、例えば、パイレックス（登録商標）ガラス等の無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、加工されたガラス板の種類は、本実施態様のガスバリア性基板の用途に応じて適宜選択されるものであり、例えば透明ガラス基板に塗布加工をしたものや、段差加工を施したもの等が挙げられる。
【００７４】
このようなガラス板の膜厚は３０μｍ〜２ｍｍの範囲内であることが好ましく、中でもフレキシブル基板として使用する場合には、３０μｍ〜６０μｍの範囲内であることが好ましく、リジッドな基板として使用する場合には６０μｍ〜２ｍｍの範囲内であることが好ましい。
【００７５】
また、本実施態様における透明基材として用いられる有機材料としては、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、結晶化ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ＵＶ硬化型メタクリル樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。
【００７６】
ここで、本実施態様においては、ガスバリア性基板が、例えば有機ＥＬ素子等に用いられる場合には、耐熱性を有することが好ましく、このような耐熱性を有する有機材料としては、例えばシクロアルキル骨格を有した極性高分子が挙げられる。具体的には、シクロアルキル骨格を有したアクリレ−ト化合物もしくはメタアクリレ−ト化合物およびその誘導体等を挙げることができる。中でも、上述した特開平１１−２２２５０８号公報に示されるようなシクロアルキル骨格を有した（メタ）アクリレート化合物（本実施態様において、アクリレ−ト化合物もしくはメタアクリレ−ト化合物を意味する。）およびその誘導体を含む樹脂組成のものを挙げることができる。
【００７７】
またこの際、耐熱性を有する有機材料においては、室温から１５０℃の範囲内において、線膨張係数が８０ｐｐｍ以下であり、かつ全光線透過率が８５％以上であることが好ましい。上記線膨張係数が上記値を超えると、高温で基板寸法が安定せず、熱膨張および収縮に伴い、バリア性能が劣化する不都合や、あるいは、熱工程に耐えられないという不具合が生じやすくなるからである。
【００７８】
ここで本実施態様における線膨張係数とは、幅５ｍｍ、長さ２０ｍｍのサンプルを用い、長さ方向に一定荷重（２ｇ）をかけ、２５〜２００℃までの温度範囲を昇温速度で５℃／分で測定される寸法変動量をいうこととする。また、上記全光線透過率は、スガ試験株式会社製全光線透過率装置（ＣＯＬＯＵＲ Ｓ＆Ｍ ＣＯＭＰＵＴＥＲ ＭＯＤＥＬ ＳＭ−Ｃ：型番）を用いて測定した値である。
【００７９】
本実施態様の透明基材の耐熱性は、１３０℃以上、中でも２００℃以上、特には２５０℃以上を実現することが好ましい。
【００８０】
また、本実施態様の基材は、上述した有機材料と、例えば、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、各種のナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系樹脂、ポリエーテルスルフォン系樹脂等と２種以上併せて用いることができる。
【００８１】
本実施態様において、複数層を積層して基材を形成する方法には、例えば上記の各種の樹脂の１種ないしはそれ以上を使用し、押し出し法、キャスト成形法、Ｔダイ法、切削法、インフレーション法、その他の製膜化法を用いて、上記の各種の樹脂を単独で製膜化する方法、あるいは、２種類以上の各種の樹脂を使用して、多層共押し出し製膜化する方法、さらには２種類以上の樹脂を使用し、製膜化する前に混合して製膜化する方法等により、各層の樹脂のフィルムないしシートを製造し、更に加えて、延伸を要する場合には、例えばテンター方式、あるいはチューブラー方式等を利用して、１軸ないし２軸方向に延伸してなる各種の樹脂のフィルム、ないしシートを使用することができる。また上記の各種樹脂のフィルム、ないしシートを貼り合わせて使用することもできる。
【００８２】
また、上記の各種の樹脂の１種ないしそれ以上を使用し、その成膜化に際して例えば、フィルムの加工性、耐熱性、耐候性、機械的性質、寸法安定性、抗酸化性、滑り性、離形性、難燃性、抗カビ性、電気的特性、強度等を改良、改質する目的で種々のプラスチック配合剤や、添加剤を添加することができ、その添加量としては微量から数１０％まで、目的に応じて任意に添加できる。上記において、一般的な添加剤としては、滑剤、架橋剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、充填剤、補強剤、帯電防止剤、顔料等を使用することができる。また改良用樹脂等も使用できる。
【００８３】
本実施態様においては、上記のような有機材料を用いて基材とする場合には、１０μｍ〜５００μｍの範囲内、中でも５０〜４００μｍの範囲内、特に１００〜３００μｍの範囲内であることが好ましい。上記範囲内より厚い場合は、本実施態様のガスバリア性基板を加工する際に耐衝撃性が劣ることや、巻き取り時に巻き取りが困難となり、水蒸気や酸素等のガスバリア性の劣化が見られること等があるからである。また、上記範囲内より薄い場合には、機械適性が悪く、水蒸気や酸素等に対するガスバリア性の低下が見られるからである。
【００８４】
また、本実施態様においては、上述した耐熱性を有しない材料を基材として用いる場合や、ガラス板を用いる場合等には、その基材上に、耐熱性を有する透明樹脂層を形成することが好ましい。このような耐熱性を有する透明樹脂層としては、室温から１５０℃までの範囲内における線膨張係数が８０ｐｐｍ以下であり、かつ全光線透過率が８５％以上であることが好ましく、これにより、基材に耐熱性を付与することが可能となるからである。
【００８５】
このような透明樹脂層としては、上述した耐熱性を有する有機材料であるシクロアルキル骨格を有した極性高分子であることが好ましい。このような材料として、具体的には、極性を有する（メタ）アクリレート化合物またはその誘導体であることが好ましく、例えば、（メタ）アクリル酸メチル単独重合体または、（メタ）アクリル酸メチルと他の共重合可能なビニル基を持つ単量体の混合物を重合して得られる共重合体が挙げられる（本実施態様において（メタ）アクリルとは、アクリルまたはメタアクリルを意味する。）。上記（メタ）アクリル酸メチルと共重合可能な単量体としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、フェニルアクリレート、ベンジルアクリレート、２， ２， ２−トリフルオロエチルアクリレート等のアクリル酸エステル類、エチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、フェニルメタクリレート、２， ２， ２−トリフルオロエチルメタクリレート等のメタクリル酸エステル類、アクリロニトリル、スチレン等のビニル化合物、無水マレイン酸、無水イタコン酸等の酸無水物、シクロヘキシルマレイミド、フェニルマレイミド等のマレイミド化合物等が挙げられる。
【００８６】
本実施態様において、上記透明樹脂層は、上記樹脂と、必要に応じて重合開始剤や多官能アクリレートモノマー等の添加剤と混合し、上記透明基材またはガラス基板に塗布後、紫外線照射により硬化させて形成することができる。
【００８７】
このような透明樹脂層の膜厚は、５ｎｍ〜１００μｍであることが望ましく、上述した基材の膜厚を１とした場合に、透明樹脂層の膜厚が０．００００１〜１の範囲内であることが好ましい。
【００８８】
ｄ．ガスバリア性基板
次に、本実施態様のガスバリア性基板について説明する。本実施態様のガスバリア性基板は、上述した基材と、その基材上に形成された平坦化層と、その平坦化層上に形成されたガスバリア層とを有するものであれば、特に限定されるものではない。
【００８９】
本実施態様においては、上記ガスバリア性基板における酸素透過率が０．３ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ以下、中でも０．１ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ以下であることが好ましく、水蒸気透過率が０．１ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下、中でも０．０５ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下、であることが好ましい。本発明のガスバリア性基板の酸素透過率および水蒸気透過率が、上記範囲内であることにより、ガスバリア性の高いものとすることができ、酸素や水蒸気等に弱い部材を有する、例えば有機ＥＬ素子等の支持基板等に用いることも可能とすることができるからである。
【００９０】
ここで、上記酸素透過率は、測定温度２３℃、湿度９０％Ｒｈの条件下で、酸素ガス透過率測定装置（ＭＯＣＯＮ社製、ＯＸ−ＴＲＡＮ ２／２０：商品名）を用いて測定した値であり、上記水蒸気透過率は、測定温度３７．８℃、湿度１００％Ｒｈの条件下で、水蒸気透過率測定装置（ＭＯＣＯＮ社製、ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ−Ｗ ３／３１：商品名）を用いて測定した値である。
【００９１】
また、本発明においては、上記ガスバリア性基板の表面平均粗さが６ｎｍ以下、中でも３ｎｍ以下であり、最大高低差が６０ｎｍ以下、中でも３０ｎｍ以下であることが好ましい。これにより、本発明のガスバリア性基板上に形成される層に凹凸やピンホール等が形成されることを防止することができ、例えば有機ＥＬ素子のディスプレイ用基板等、様々な用途に用いることが可能となるからである。
【００９２】
また、本実施態様においては、上述したガスバリア層上にさらに平坦化層およびガスバリア層が、この順で複数層積層されているものであってもよい。本実施態様においては、上記透明基材上に平坦化層およびガスバリア層がこの順で２層から４層の範囲内積層されたものであることが好ましく、中でも２層、すなわち平坦化層上にガスバリア層が積層されたものが最も好ましい。なお、本実施態様のガスバリア性基板の表面に特に平坦性が必要とされる場合には、上記平坦化層が最表面に形成されることが好ましい。
【００９３】
また、本実施態様のガスバリア性基板においては、上述した基材の、平坦化層が形成された面と反対側の面に、応力緩和層が形成されていることが好ましい。これにより、上述した基材上に平坦化層やガスバリア層を形成した際に発生する応力を緩和することができ、ガスバリア性基板にそりが発生することを抑えることができるからである。
【００９４】
このような応力緩和層としては、応力を緩和することが可能な層であれば、特に限定されるものではないが、本実施態様においては、ガスバリア層と同様の層を形成することが好ましい。これにより、ガスバリア性基板の反対面にガスバリア性を付与することができるため、さらにガスバリア性の高いガスバリア性基板とすることができるからである。また、この際応力緩和層は１層に限定されず、例えば上述したガスバリア層と平坦化層とを積層したもの等であってもよい。
【００９５】
２．第２実施態様
次に、本発明のガスバリア性基板における第２実施態様について説明する。本発明のガスバリア性基板における第２実施態様は、基材と、上記基材上に形成された蒸着膜からなるガスバリア層と、上記ガスバリア層上に形成され、かつカルドポリマーを有する平坦化層とを有することを特徴とするものである。
【００９６】
本実施態様のガスバリア性基板は、例えば図２に示すように、基材１と、その基材１上に形成されたガスバリア層３と、そのガスバリア層３上に形成された平坦化層２とを有するものである。
【００９７】
本実施態様によれば、上記平坦化層に用いられるカルドポリマーはガスバリア層との密着性が高く、ガスバリア層が有するピンホールの充填等することができることから、ガスバリア性の高いガスバリア性基板とすることができるのである。また、ガスバリア性基板表面に上記平坦化層が形成されていることから、平坦な表面を有しており、例えば有機ＥＬ素子の有機ＥＬ層等を形成した場合にも、均一な層とすることが可能であることから、様々な用途に用いることが可能なガスバリア性基板とすることができるのである。
【００９８】
以下、本実施態様のガスバリア性基板の各構成について説明する。なお、本実施態様に用いられるガスバリア層および基材等については、上述した第１実施態様で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００９９】
ａ．平坦化層
まず、本実施態様に用いられる平坦化層について説明する。本実施態様に用いられる平坦化層は、上記ガスバリア層上に形成される層であり、かつカルドポリマーを有する層である。本実施態様に用いられるカルドポリマーは、通常上記ガスバリア層に用いられる材料と、密着性が良好である。これにより、上記ガスバリア層上に形成した際に、ガスバリア層と密着し、またガスバリア層が有する微細なピンホール等を埋めることができることから、ガスバリア性の高いガスバリア性基板を形成することが可能となるのである。
【０１００】
ここで、本実施態様に用いられるカルドポリマーを有する平坦化層については、上述した第１実施態様の平坦化層の項で説明したものと同様であるので、ここでの詳しい説明は省略する。
【０１０１】
ｂ．ガスバリア性基板
次に、本実施態様のガスバリア性基板について説明する。
【０１０２】
本実施態様におけるガスバリア性基板は、上述した基材と、その基材上に形成されたガスバリア層と、そのガスバリア層上に形成された平坦化層とを有するものであれば、特に限定されるものではないが、本実施態様においては、上記平坦化層上に上記ガスバリア層がさらに積層されているものであることが好ましい。これにより、本実施態様のガスバリア性基板のガスバリア性を高いものとすることができるからである。また、必要に応じてガスバリア層または平坦化層がさらに積層されているものであってもよく、特にガスバリア性基板の表面に平坦性が必要とされる場合には、ガスバリア性基板の最表面に平坦化層が形成されていることが好ましい。
【０１０３】
また、本実施態様のガスバリア性基板においては、上記第１実施態様と同様に応力緩和層等が形成されたものであってもよい。
【０１０４】
ここで、本実施態様のガスバリア性基板の水蒸気透過率や酸素透過率、表面粗さ、最大高低差等については、上述した第１実施態様で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１０５】
Ｂ．ディスプレイ用基板
次に、本発明のディスプレイ用基板について説明する。本発明のディスプレイ用基板は、上述したガスバリア性基板上に透明電極層が形成されたものである。
【０１０６】
本発明によれば、上述したガスバリア性基板を用いることから、ガスバリア性が高く、平坦性の高いディスプレイ用基板とすることができ、電極の劣化や断線等の少ない高品質なディスプレイ用基板とすることができるのである。
【０１０７】
本発明に用いられる透明電極層としては、可視光に対して透明な電極層であれば、陽極であっても陰極であってもよく、本発明のディスプレイ用基板の用途に応じて適宜選択されるものである。
【０１０８】
このような陽極として、具体的には、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）等が好適に用いられる。また、これらの透明電極層は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等のＰＶＤ法等により形成することができる。
【０１０９】
ここで、本発明に用いられる透明電極層の膜厚は５０ｎｍ〜５００ｎｍ位の範囲が好ましい。また上記の透明電極層の膜厚よりも薄いと、導電性の低下が見られ、更に上記よりも透明電極層の膜厚が厚い場合には、後加工の工程が進むにつれ、導電膜のクラックなどにより導電性の劣化が見られるので好ましくないからである。
【０１１０】
Ｃ．有機ＥＬ素子
次に、本発明の有機ＥＬ素子について説明する。本発明の有機ＥＬ素子は、上記ディスプレイ用基板の、上記透明電極層上に形成された有機ＥＬ層と、その有機ＥＬ層上に形成された対向電極とを有するものであれば、特に層構成等は限定されるものではなく、有機ＥＬ素子の用途等に応じて適宜選択されるものである。
【０１１１】
本発明によれば、上述した平坦性が高く、かつガスバリア性の高いガスバリア性基板を用いたディスプレイ用基板上に有機ＥＬ層等が形成されることから、有機ＥＬ層等を均一に形成することができ、また経時でも酸素や水蒸気等の影響を受けることのない高品質な有機ＥＬ素子とすることができるのである。
【０１１２】
本発明の有機ＥＬ素子は、上述したディスプレイ用基板上に形成された透明電極層と、その透明電極層と反対の電極を有し、かつ対向するように形成された対向電極との間に有機ＥＬ層が形成されたものである。ここで、本発明でいう有機ＥＬ層とは、通常有機ＥＬ素子に用いられるものを用いることが可能であり、少なくとも発光層を含む１層もしくは複数層の有機層から形成されるものである。すなわち、有機ＥＬ層とは、少なくとも発光層を含む層であり、その層構成が有機層１層以上の層をいう。通常、塗布による湿式法で有機ＥＬ層を形成する場合は、溶媒との関係で多数の層を積層することが困難であることから、１層もしくは２層の有機層で形成される場合が多いが、有機材料を工夫したり、真空蒸着法を組み合わせたりすることにより、さらに多数層とすることも可能である。
【０１１３】
発光層以外に有機ＥＬ層内に形成される有機層としては、通常有機ＥＬ層に用いられる層を用いることが可能であり、例えば正孔注入層や電子注入層といった電荷注入層を挙げることができる。さらに、その他の有機層としては、発光層に正孔を輸送する正孔輸送層、発光層に電子を輸送する電子輸送層といった電荷輸送層を挙げることができるが、通常これらは上記電荷注入層に電荷輸送の機能を付与することにより、電荷注入層と一体化されて形成される場合が多い。その他、ＥＬ層内に形成される有機層としては、キャリアブロック層のような正孔あるいは電子の突き抜けを防止し、再結合効率を高めるための層等を挙げることができる。
【０１１４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【０１１５】
【実施例】
以下、本発明のガスバリア性基板について、実施例を挙げて具体的に説明する。
【０１１６】
［実施例１］
＜基材／透明樹脂層／ガスバリア層／平坦化層からなるガスバリア性基板の製造＞
シート状（３０ｃｍ×２１ｃｍ）のポリカーボネート樹脂の基材上に、スピンコーティング法にて（メタ）アクリル系樹脂（含脂環式骨格ビス（メタ）アクリレート９４重量部と含脂環式骨格モノ（メタ）アクリレート６重量部とからなる樹脂組成物）を１．０μｍの膜厚で塗布し、１２０℃で２分間、ホットプレート上で乾燥させ、その後１Ｊ／ｃｍ２の露光量でＵＶを照射し、引き続き１６０℃で６０分間熱風乾燥して、透明樹脂層を形成した。この透明樹脂層が形成された基材は、線膨張係数が６３ｐｐｍ、全光線透過率が８９％であった。
【０１１７】
前記工程で得られた基材をマグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が１００ｎｍになるまで成膜を行うことにより、基材上にガスバリア層を形成した。
【０１１８】
成膜圧力：２．５×１０−１Ｐａ
アルゴンガス流量：２０ｓｃｃｍ
窒素ガス流量：９ｓｃｃｍ
周波数：１３．５６ＭＨｚ
電力：１．２ｋＷ
その後、上記ガスバリア層上に、スピンコーティング法にてカルドポリマーを主剤としたコーティング剤（Ｖ−２５９−ＥＨ：新日鐵化学社製）を１．０μｍの膜厚で塗布し、１２０℃、２分間、引き続き１６０℃、６０分間熱風乾燥し、平坦化層を形成した。
【０１１９】
［実施例２］
＜基材／ガスバリア層（イオンプレーティング法）／平坦化層からなるガスバリア性基板の製造＞
基材として、シート状（３０ｃｍ×２１ｃｍ）の（メタ）アクリル系樹脂（含脂環式骨格ビス（メタ）アクリレート９４重量部と含脂環式骨格モノ（メタ）アクリレート６重量部とからなる樹脂組成物）フィルム（線膨張係数６０ｐｐｍ、全光線透過率８６％）をイオンプレーティング装置のチャンバー内に配置した。昇華材料には酸化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が１００ｎｍになるまで成膜を行うことにより、基材上にガスバリア層を形成した。
【０１２０】
成膜圧力：１．５×１０−１Ｐａ
アルゴンガス流量：１２ｓｃｃｍ
窒素ガス流量：２０ｓｃｃｍ
成膜電流値：１００Ａ
上記工程で形成されたガスバリア層上に、スピンコーティング法にてフルオレンを主剤としたコーティング剤（Ｖ−２５９−ＥＨ：新日鐵化学社製）を１．０μｍの膜厚で塗布し、１２０℃で２分間、引き続き１６０℃で６０分間熱風乾燥することにより、平坦化層を形成した。
【０１２１】
［実施例３］
＜基材／ガスバリア層（ＣＶＤ法）／平坦化層からなるガスバリア性基板の製造＞
基材として、シート状（３０ｃｍ×２１ｃｍ）の（メタ）アクリル系樹脂（含脂環式骨格ビス（メタ）アクリレート９４重量部と含脂環式骨格モノ（メタ）アクリレート６重量部とからなる樹脂組成物）フィルム（線膨張係数６０ｐｐｍ、全光線透過率８６％）をプラズマ化学気相蒸着（ＣＶＤ）装置内に配置した。原料としてヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）を用い、以下の成膜条件で、膜厚が１００ｎｍになるまで成膜することにより金属酸化物膜からなるガスバリア層を形成した。
【０１２２】
成膜圧力：３０Ｐａ
ヘキサメチルジシロキサンガス流量：４ｓｃｃｍ
酸素ガス流量：１２ｓｃｃｍ
ヘリウムガス流量：３０ｓｃｃｍ
周波数：９０ｋＨｚ
電力：１５０Ｗ
上記工程で形成されたガスバリア層上に、スピンコーティング法にて、カルドポリマーを主剤としたコーティング剤（Ｖ−２５９−ＥＨ：新日鐵化学社製）を１．０μｍの膜厚で塗布し、１２０℃で２分間、引き続き１６０℃で６０分間熱風乾燥することにより、平坦化層を形成した。
【０１２３】
［実施例４］
＜基材／ガスバリア層（スパッタリング法）／平坦化層からなるガスバリア性基板の製造＞
基材として、シート状（３０ｃｍ×２１ｃｍ）の（メタ）アクリル系樹脂（含脂環式骨格ビス（メタ）アクリレート９４重量部と含脂環式骨格モノ（メタ）アクリレート６重量部とからなる樹脂組成物）フィルム（線膨張係数６０ｐｐｍ、全光線透過率８６％）をマグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が１００ｎｍになるまで成膜を行うことにより、基材上にガスバリア層を形成した。
【０１２４】
成膜圧力：２．５×１０−１Ｐａ
アルゴンガス流量：２０ｓｃｃｍ
窒素ガス流量：９ｓｃｃｍ
周波数：１３．５６ＭＨｚ
電力：１．２ｋＷ
上記工程で形成されたガスバリア層上に、スピンコーティング法にて、カルドポリマーを主剤としたコーティング剤（Ｖ−２５９−ＥＨ：新日鐵化学社製）を１．０μｍの膜厚で塗布し、１２０℃で２分間、引き続き１６０℃で６０分間熱風乾燥することにより平坦化層を形成した。
［実施例５］
＜基材／ガスバリア層／平坦化層／ガスバリア層からなるガスバリア性基板の製造＞
前記実施例４にて得られたガスバリア性基板を、マグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が１００ｎｍになるまで成膜を行うことにより、さらにガスバリア層を形成した。
【０１２５】
成膜圧力：２．５×１０−１Ｐａ
アルゴンガス流量：２０ｓｃｃｍ
窒素ガス流量：９ｓｃｃｍ
周波数：１３．５６ＭＨｚ
電力：１．２ｋＷ
［実施例６］
＜基材／平坦化層／ガスバリア層からなるガスバリア性基板の製造＞
基材として、シート状（３０ｃｍ×２１ｃｍ）の（メタ）アクリル系樹脂（含脂環式骨格ビス（メタ）アクリレート９４重量部と含脂環式骨格モノ（メタ）アクリレート６重量部とからなる樹脂組成物）フィルム（線膨張係数６０ｐｐｍ、全光線透過率８６％）をスピンコーティング法にて、カルドポリマーを主剤としたコーティング剤（Ｖ−２５９−ＥＨ：新日鐵化学社製）を１．０μｍの膜厚で塗布し、１２０℃で２分間、引き続き１６０℃で６０分間熱風乾燥することにより平坦化層を形成した。上記の工程により平坦化層が形成された透明基板を、マグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が１００ｎｍになるまで成膜を行うことにより、平坦化層上にガスバリア層を形成した。
【０１２６】
成膜圧力：２．５×１０−１Ｐａ
アルゴンガス流量：２０ｓｃｃｍ
窒素ガス流量：９ｓｃｃｍ
周波数：１３．５６ＭＨｚ
電力：１．２ｋＷ
［実施例７］
＜応力緩和層を成膜面と反対側に設けたガスバリア性基板の製造＞
基材として、成膜面と反対側（裏面）に応力緩和層として１００ｎｍの膜厚の酸化窒化珪素を設けたシート状（３０ｃｍ×２１ｃｍ）の（メタ）アクリル系樹脂（含脂環式骨格ビス（メタ）アクリレート９４重量部と含脂環式骨格モノ（メタ）アクリレート６重量部とからなる樹脂組成物）フィルム（線膨張係数６０ｐｐｍ、全光線透過率８６％）をマグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が１００ｎｍになるまで成膜を行うことにより、ガスバリア層を形成した。
【０１２７】
成膜圧力：２．５×１０−１Ｐａ
アルゴンガス流量：２０ｓｃｃｍ
窒素ガス流量：９ｓｃｃｍ
周波数：１３．５６ＭＨｚ
電力：１．２ｋＷ
次に、（メタ）アクリル系樹脂フィルム基材の成膜面側（表面）をマグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に準備した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が１００ｎｍになるまで成膜を行うことにより、ガスバリア層を形成した。
【０１２８】
成膜圧力：２．５×１０−１Ｐａ
アルゴンガス流量：２０ｓｃｃｍ
窒素ガス流量：９ｓｃｃｍ
周波数：１３．５６ＭＨｚ
電力：１．２ｋＷ
前記工程で形成された、成膜面側（表面）のガスバリア層上に、スピンコーティング法にて、カルドポリマーを主剤としたコーティング剤（Ｖ−２５９−ＥＨ：新日鐵化学社製）を１．０μｍの膜厚で塗布し、１２０℃で２分間、引き続き１６０℃で６０分間熱風乾燥し、平坦化層を形成した。
【０１２９】
更に、平坦化層が形成された基材をマグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が１００ｎｍになるまで成膜を行うことにより、ガスバリア層を形成した。
【０１３０】
成膜圧力：２．５×１０−１Ｐａ
アルゴンガス流量：２０ｓｃｃｍ
窒素ガス流量：９ｓｃｃｍ
周波数：１３．５６ＭＨｚ
電力：１．２ｋＷ
［実施例８］
＜ディスプレイ用基板の製造＞
基材として、シート状（３０ｃｍ×２１ｃｍ）の（メタ）アクリル系樹脂（含脂環式骨格ビス（メタ）アクリレート９４重量部と含脂環式骨格モノ（メタ）アクリレート６重量部とからなる樹脂組成物）フィルム（線膨張係数６０ｐｐｍ、全光線透過率８６％）をマグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が１００ｎｍになるまで成膜を行うことにより、ガスバリア層を形成した。
【０１３１】
成膜圧力：２．５×１０−１Ｐａ
アルゴンガス流量：２０ｓｃｃｍ
窒素ガス流量：９ｓｃｃｍ
周波数：１３．５６ＭＨｚ
電力：１．２ｋＷ
上記工程で形成されたガスバリア層上に、スピンコーティング法にて、カルドポリマーを主剤としたコーティング剤（Ｖ−２５９−ＥＨ：新日鐵化学社製）を１．０μｍの膜厚で塗布し、１２０℃で２分間、引き続き１６０℃で６０分間熱風乾燥することにより平坦化層を形成した。
【０１３２】
上記工程で得られたガスバリア性基板をマグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が１００ｎｍになるまで成膜を行うことにより、ガスバリア層を形成した。
【０１３３】
成膜圧力：２．５×１０−１Ｐａ
アルゴンガス流量：２０ｓｃｃｍ
窒素ガス流量：９ｓｃｃｍ
周波数：１３．５６ＭＨｚ
電力：１．２ｋＷ
上記工程で得られた積層物をイオンプレーティング装置のチャンバー内に配置した。昇華材料にはインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を使用し、以下の成膜条件で、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）の膜厚が１５０ｎｍになるまで成膜を行うことにより、透明電極層を形成した。
【０１３４】
成膜圧力：１．５×１０−１Ｐａ
アルゴンガス流量：１８ｓｃｃｍ
酸素ガス流量：２８ｓｃｃｍ
成膜電流値：６０Ａ
［実施例９］
＜有機ＥＬ素子の製造＞
基材として、６インチのガラスをマグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が１００ｎｍになるまで成膜を行うことにより、ガスバリア層を形成した。
【０１３５】
成膜圧力：２．５×１０−１Ｐａ
アルゴンガス流量：２０ｓｃｃｍ
窒素ガス流量：９ｓｃｃｍ
周波数：１３．５６ＭＨｚ
電力：１．２ｋＷ
上記工程で形成されたガスバリア層上に、スピンコーティング法にて、カルドポリマー（Ｖ−２５９−ＥＨ：新日鐵化学社製）を１．０μｍの膜厚で塗布し、１２０℃で２分間、引き続き１６０℃で６０分間熱風乾燥することにより平坦化層を形成した。
【０１３６】
引き続き、前記工程で得られた平坦化層が形成された基板をマグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が１００ｎｍになるまで成膜を行うことによりガスバリア層が形成されてなるガスバリア性基板を得た。
【０１３７】
成膜圧力：２．５×１０−１Ｐａ
アルゴンガス流量：２０ｓｃｃｍ
窒素ガス流量：９ｓｃｃｍ
周波数：１３．５６ＭＨｚ
電力：１．２ｋＷ
前記工程で得られたガスバリア性基板をイオンプレーティング装置のチャンバー内に配置した。昇華性材料にはインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を使用し、次の成膜条件、
成膜圧力：１．５×１０−１Ｐａ
アルゴンガス流量：１８ｓｃｃｍ
酸素ガス流量：２８ｓｃｃｍ
成膜電流値：６０Ａ
でインジウム錫酸化物の膜厚が１５０ｎｍになるまで成膜を行うことにより、透明電極層が形成されたディスプレイ用基板を得た。
【０１３８】
上記のようにして製造したディスプレイ用基板上に、透明電極層／正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子注入層／陰極の６層構成となる有機ＥＬ発光素子を次のようにして形成した。
【０１３９】
すなわち、前記工程で得られたインジウム亜鉛酸化物の透明電極層上に、レジスト剤「ＯＦＲＰ−８００」（商品名、東京応化社製）を塗布した後、フォトリソグラフ法にてパターニングを行い、幅０．０９４ｍｍ、間隙０．０１６ｍｍ、および膜厚１００ｎｍのストライプパターンを形成してなる透明電極層を得た。
【０１４０】
次いで、該透明電極層を有するディスプレイ用基板を抵抗加熱蒸着装置内に装着し、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子注入層を、真空を破らずに順次全面成膜した。成膜に際して、真空槽内圧を１×１０−４Ｐａまで減圧した。正孔注入層として、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を膜厚が１００ｎｍとなるように積層した。正孔輸送層として、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）を膜厚が２０ｎｍとなるように積層した。有機発光層として、４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）を膜厚が３０ｎｍとなるように積層した。電子注入層として、アルミニウムキレート（トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム錯体、Ａｌｑ）を膜厚が２０ｎｍとなるように積層した。
【０１４１】
次に、真空を破ることなしに、陽極（透明電極層）のストライプパターンと直交する幅０．３０ｍｍ、間隔０．０３ｍｍのパターンが得られるマスクを用いて、厚さ２００ｎｍのＭｇ／Ａｇ（質量比１０／１）層からなる陰極を形成した。こうして得られた有機ＥＬ発光素子をグローブボックス内乾燥窒素雰囲気下（酸素および水分濃度ともに１０ｐｐｍ以下）において、前記実施例７で作製したガスバリア性基板とＵＶ硬化接着剤を用いて封止して、カラー有機ＥＬ素子を得た。
【０１４２】
得られたカラー有機ＥＬ素子について１００時間の連続駆動を行った後に、パネル内の単位面積あたりのダークスポット数を計測した。
【０１４３】
［実施例１０］
＜有機ＥＬ素子の製造＞
支持基板として、６インチのガラス上にスピンコーティング法にて（メタ）アクリル系樹脂［含脂環式骨格ビス（メタ）アクリレート９４重量部と含脂環式骨格モノ（メタ）アクリレート６重量部とからなる樹脂組成物］を１．０μｍの膜厚で塗布し、１２０℃で２分間ホットプレート上で乾燥させ、その後１Ｊ／ｃｍ２の露光量でＵＶを照射し、引き続き１６０℃で６０分間熱風乾燥して、支持基板とした。
【０１４４】
前記工程で得られた支持基板をマグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が１００ｎｍになるまで成膜を行うことによりガスバリア層を形成した。
【０１４５】
成膜圧力：２．５×１０−１Ｐａ
アルゴンガス流量：２０ｓｃｃｍ
窒素ガス流量：９ｓｃｃｍ
周波数：１３．５６ＭＨｚ
電力：１．２ｋＷ
前記工程で形成されたガスバリア層上に、スピンコーティング法にて、カルドポリマー（Ｖ−２５９−ＥＨ：新日鐵化学社製）を１．０μｍの膜厚で塗布し、１２０℃で２分間、引き続き１６０℃で６０分間熱風乾燥することにより平坦化層を形成した。
【０１４６】
前記工程で得られた平坦化層を有する基板をマグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が１００ｎｍになるまで成膜を行うことにより、ガスバリア層を形成した。
【０１４７】
成膜圧力：２．５×１０−１Ｐａ
アルゴンガス流量：２０ｓｃｃｍ
窒素ガス流量：９ｓｃｃｍ
周波数：１３．５６ＭＨｚ
電力：１．２ｋＷ
その後、上記の基板をイオンプレーティング装置のチャンバー内に配置した。昇華材料にはインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を使用し、以下の成膜条件で、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）の膜厚が１５０ｎｍになるまで成膜を行うことにより透明電極層を形成した。
【０１４８】
成膜圧力：１．５×１０−１Ｐａ
アルゴンガス流量：１８ｓｃｃｍ
酸素ガス流量：２８ｓｃｃｍ
成膜電流値：６０Ａ
上記のようにして製造した透明電極層を有する基板の上に、以下に示すようにして、さらに正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子注入層、陰極の順に形成することにより、ガラスの支持基板上に、透明電極層／正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子注入層／陰極の６層構成となる有機ＥＬ発光素子を形成した。
【０１４９】
即ち、前記工程で得られたインジウム亜鉛酸化物の透明電極層上に、レジスト剤「ＯＦＲＰ−８００」（商品名、東京応化社製）を塗布した後、フォトリソグラフ法にてパターニングを行い、幅０．０９４ｍｍ、間隙０．０１６ｍｍ、および膜厚１００ｎｍのストライプパターンを形成してなる透明電極層を得た。
【０１５０】
透明電極層を形成した基板を抵抗加熱蒸着装置内に装着し、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子注入層を、真空を破らずに順次全面成膜した。成膜に際して、真空槽内圧を１×１０−４Ｐａまで減圧した。正孔注入層として、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を膜厚が１００ｎｍとなるように積層した。正孔輸送層として、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）を膜厚が２０ｎｍとなるように積層した。有機発光層として、４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）を膜厚が３０ｎｍとなるように積層した。電子注入層として、アルミニウムキレート（トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム錯体、Ａｌｑ）を膜厚が２０ｎｍとなるように積層した。
【０１５１】
次に、真空を破ることなしに、陽極（透明電極層）のストライプパターンと直交する幅０．３０ｍｍ、間隔０．０３ｍｍのパターンが得られるマスクを用いて、厚さ２００ｎｍのＭｇ／Ａｇ（質量比１０／１）層からなる陰極を形成した。こうして得られた有機ＥＬ発光素子をグローブボックス内乾燥窒素雰囲気下（酸素および水分濃度ともに１０ｐｐｍ以下）において、実施例７で作製したガスバリア性基板とＵＶ硬化接着剤を用いて封止して、カラー有機ＥＬ素子を得た。
【０１５２】
得られたカラー有機ＥＬ素子について１００時間の連続駆動を行った後に、パネル内の単位面積あたりのダークスポット数を計測した。
【０１５３】
［比較例１］
＜基材／透明樹脂層／ガスバリア層からなるガスバリア性基板の製造＞
前記実施例１のガスバリア性基板の製造において、平坦化層の形成を行わない以外は全て前記実施例１と同様にして比較例１のガスバリア性基板とした。
【０１５４】
［比較例２］
＜基材／透明樹脂層／ガスバリア層からなるガスバリア性基板の製造＞
前記実施例２のガスバリア性基板の製造において、平坦化層の形成を行わない以外は全て前記実施例２と同様にして比較例２のガスバリア性基板とした。
【０１５５】
［比較例３］
＜基材／ガスバリア層（ＣＶＤ法）からなるガスバリア性基板の製造＞
前記実施例３のガスバリア性基板の製造において、平坦化層の形成を行わない以外は全て前記実施例３と同様にして比較例３のガスバリア性基板とした。
【０１５６】
［比較例４］
＜基材／ガスバリア層（スパッタリング法）からなるガスバリア性基板の製造＞前記実施例４のガスバリア性基板の製造において、平坦化層の形成を行わない以外は全て前記実施例４と同様にして比較例４のガスバリア性基板とした。
【０１５７】
［比較例５］
＜基材／ガスバリア層／ガスバリア層からなるガスバリア性基板の製造＞
前記実施例５のガスバリア性基板の製造において、平坦化層の形成を行わない以外は全て前記実施例５と同様にして比較例５のガスバリア性基板とした。即ち、比較例５のガスバリア性基板は、基材上に、酸化窒化珪素のガスバリア層を同じ条件で２層形成してなるガスバリア性基板である。
【０１５８】
［比較例６］
＜応力緩和層を成膜面と反対側に設けたガスバリア性基板の製造＞
前記実施例６のガスバリア性基板の製造において、平坦化層の形成を行わない以外は全て前記実施例７と同様にして比較例６のガスバリア性基板とした。即ち、比較例６で得られたガスバリア性基板の層構成は、ガスバリア層からなる応力緩和層／基材／ガスバリア層／ガスバリア層からなる。
【０１５９】
［比較例７］
＜ディスプレイ用基板＞
前記実施例７のガスバリア性基板の製造において、平坦化層の形成を行わない以外は全て前記実施例８と同様にして比較例７のガスバリア性基板とした。即ち、比較例７で得られたディスプレイ用基板の層構成は、基材／ガスバリア層／ガスバリア層／透明電極層からなる。
【０１６０】
［比較例８］
＜基材／ガスバリア層／平坦化層からなるガスバリア性基板の製造＞
前記実施例８と同様にして、基材上にガスバリア層を形成した。
【０１６１】
前記工程で得られたガスバリア層上に、スピンコーティング法にて、アミノアルキルジアルコキシシランを主剤としたコーティング剤を１．０μｍの膜厚で塗布し、１２０℃で２分間、引き続き２００℃で２ 時間熱風乾燥し、平坦化層を形成した。
【０１６２】
［比較例９］
＜有機ＥＬ素子の製造＞
基材として、６ インチのガラスをマグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が１００ｎｍになるまで成膜を行うことにより、ガスバリア層を形成した。
【０１６３】
成膜圧力：２．５×１０−１Ｐａ
アルゴンガス流量：２０ｓｃｃｍ
窒素ガス流量：３ｓｃｃｍ
周波数：１３．５６ＭＨｚ
電力：１．２ｋＷ
前記工程で得られたガスバリア層が形成された基材をマグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が１００ｎｍになるまで成膜を行うことにより、ガスバリア層が形成されてなるガスバリア性基板を得た。
【０１６４】
成膜圧力：１．５×１０−１Ｐａ
アルゴンガス流量：２０ｓｃｃｍ
窒素ガス流量：９ｓｃｃｍ
周波数：１３．５６ＭＨｚ
電力：１．２ｋＷ
成膜電流値：１００Ａ
前記工程で得られたガスバリア性基板上に前記実施例９と同様にして透明電極層を形成することにより、ディスプレイ用基板を得た。
【０１６５】
前記工程で得られたディスプレイ用基板上に、前記実施例９と同様にして透明電極層／正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子注入層／陰極の６層構成となる有機ＥＬ発光素子を形成し、さらに陰極を形成し、封止して、カラー有機ＥＬ素子を得た。
【０１６６】
得られたカラー有機ＥＬ素子について１００時間の連続駆動を行った後に、パネル内の単位面積あたりのダークスポット数を計測した。
【０１６７】
［比較例１０］
＜有機ＥＬ素子の製造＞
透明支持基板を次のようにして調製した。即ち、６ インチのガラス上にスピンコーティング法にて（メタ）アクリル系樹脂フィルムを１．０μｍの膜厚で塗布し、１２０℃で２分間ホットプレート上で乾燥させ、その後１Ｊ／ｃｍ２ の露光量で紫外線（ＵＶ）を照射し、引き続き１６０℃で６０分間熱風乾燥することにより、透明支持基板とした。
【０１６８】
前記工程で得られた透明支持基板をマグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が１００ｎｍになるまで成膜を行うことにより、透明支持基板上にガスバリア層を形成した。
【０１６９】
成膜圧力：２．５×１０−１Ｐａ
アルゴンガス流量：２０ｓｃｃｍ
窒素ガス流量：９ｓｃｃｍ
周波数：１３．５６ＭＨｚ
電力：１．２ｋＷ
前記工程で得られたガスバリア層が形成された基板をマグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が１００ｎｍになるまで成膜を行うことにより、ガスバリア層が形成されたガスバリア性基板を得た。
【０１７０】
成膜圧力：２．５×１０−１Ｐａ
アルゴンガス流量：２０ｓｃｃｍ
酸素ガス流量：３ｓｃｃｍ
周波数：１３．５６ＭＨｚ
電力：１．２ｋＷ
前記工程で得られたガスバリア性基板をイオンプレーティング装置のチャンバー内に配置した。昇華材料にはインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を使用し、以下の成膜条件で、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）の膜厚が１５０ｎｍになるまで成膜を行うことにより、透明電極層を形成して、ディスプレイ用基板を得た。
【０１７１】
成膜圧力：１．５×１０−１Ｐａ
アルゴンガス流量：１８ｓｃｃｍ
酸素ガス流量：２８ｓｃｃｍ
成膜電流値：６０Ａ
上記のようにして製造したディスプレイ用基板上に、透明電極層／正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子注入層／陰極の６層構成となる有機ＥＬ発光素子を次のようにして形成した。
【０１７２】
即ち、前記工程で得られたインジウム錫酸化物の透明電極層上に、レジスト剤「ＯＦＲＰ−８００」（商品名、東京応化社製）を塗布した後、フォトリソグラフ法にてパターニングを行い、幅０．０９４ｍｍ、間隙０．０１６ｍｍ、および膜厚１００ｎｍのストライプパターンを形成してなる透明電極層を得た。
【０１７３】
透明電極層を形成した基板を抵抗加熱蒸着装置内に装着し、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子注入層を、真空を破らずに順次全面成膜した。成膜に際して、真空槽内圧を１×１０−４Ｐａまで減圧した。正孔注入層として、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を膜厚が１００ｎｍとなるように積層した。正孔輸送層として、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）を膜厚が２０ｎｍとなるように積層した。有機発光層として、４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）を膜厚が３０ｎｍとなるように積層した。電子注入層として、アルミニウムキレート（トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム錯体、Ａｌｑ）を膜厚が２０ｎｍとなるように積層した。
【０１７４】
次に、真空を破ることなしに、陽極（透明電極層）のストライプパターンと直交する幅０．３０ｍｍ、間隔０．０３ｍｍのパターンが得られるマスクを用いて、厚さ２００ｎｍのＭｇ／Ａｇ（質量比１０／１）層からなる陰極を形成した。こうして得られた有機ＥＬ発光素子をグローブボックス内乾燥窒素雰囲気下（酸素および水分濃度ともに１０ｐｐｍ以下）において、前記実施例７で作製したガスバリア性基板とＵＶ硬化接着剤を用いて封止して、カラー有機ＥＬ素子を得た。
【０１７５】
得られたカラー有機ＥＬ素子について１００時間の連続駆動を行った後に、パネル内の単位面積あたりのダークスポット数を計測した。
【０１７６】
［評価方法］
上記の実施例１〜８及び、比較例１〜９で作製した、ガスバリア性基板及び各ディスプレイ用基板について、下記に示す評価項目について試験を行い、そのデータを測定した。
（１）水蒸気透過率の測定
測定温度３７．８℃、湿度１００％Ｒｈの条件下で、水蒸気透過率測定装置（ＭＯＣＯＮ社製、ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ−Ｗ ３／３１：商品名）を用いて測定した。
（２）酸素透過率の測定
測定温度２３℃、湿度９０％Ｒｈの条件下で、酸素ガス透過率測定装置（ＭＯＣＯＮ社製、ＯＸ−ＴＲＡＮ ２／２０：商品名）を用いて測定した。
（３）表面粗さ（Ｒａ）及び最大高低差（Ｐ−Ｖ）の測定
スキャン範囲２０μｍ、スキャン速度９０ｓｅｃ／ｆｒａｍｅの条件下で、（Ｎａｎｏｐｉｃｓ：商品名、セイコーインスツルメンツ社製）を用いて測定した。
（４）抵抗値の測定
表面電気抵抗率測定装置（ロレスタＡＰ：商品名、三菱油化（株）製）の４探針法を用いて測定した。
（５）線膨張係数の測定
理学電機（株）製 ＴＭＡ８３１０（商品名）を使用して２５〜２００℃での線膨張係数を測定した。
（６）全光線透過率の測定
スガ試験株式会社製全光線透過率装置（ＣＯＬＯＵＲ Ｓ＆Ｍ ＣＯＭＰＵＴＥＲ ＭＯＤＥＬ ＳＭ−Ｃ：型番）を使用して全光線透過率を測定した。
【０１７７】
上記の評価結果（測定結果）を下記の表に示す。
【０１７８】
【表１】
【発明の効果】
本発明によれば、ガスバリア層が上記平坦化層上の平坦化された表面に形成されることから、ガスバリア層を緻密で凹凸やピンホール等のない、ガスバリア性の高い層とすることができる。これにより、本発明のガスバリア性基板を、例えばディスプレイ用基板等に用いて、ダークスポット等のない高品質なディスプレイを形成することが可能となるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガスバリア性基板の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明のガスバリア性基板の他の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１ … 基材
２ … 平坦化層
３ … ガスバリア層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas barrier substrate having high gas barrier properties and flatness, which can be used for a display substrate or the like of an organic electroluminescent (hereinafter sometimes abbreviated as organic EL) element or the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a substrate using a glass substrate has been known as a support substrate for a display element such as an organic EL display. However, the glass substrate has disadvantages that it is heavy, hard, and easily broken. In recent years, a plastic substrate has been proposed in order to solve these problems of the glass substrate.
[0003]
However, while the plastic substrate is light, flexible and difficult to break, it has poor gas barrier properties as compared with the glass substrate, and it has been difficult to maintain the performance of the display element for a long time.
[0004]
In addition, for example, when used as an organic EL element as a support substrate for a display element, the luminescent layer of the organic EL element deteriorates in light emission when exposed to moisture or oxygen. Is required to have a gas barrier property, and when forming an organic EL element, it is necessary to go through a process step at a high temperature, so that the supporting substrate is also required to have heat resistance. Further, when the supporting substrate does not have flatness, a defect occurs in gas barrier properties due to pinholes or projections, or the organic EL layer such as a light emitting layer is a thin film. Are not formed uniformly, and it is considered that dark spots occur in the organic EL display. When the display itself is installed and used for a long time, the support substrate is required to be stable against potential and temperature rise. This is because, when the supporting substrate is unstable with respect to potential or temperature rise, there arises a problem that light emission and light modulation of the display occur. For these reasons, there has been a demand for a method for imparting the above-described properties to a plastic substrate.
[0005]
Therefore, conventionally, the following proposal has been made to impart gas barrier properties to a resin substrate. For example, in Patent Document 1, an inorganic vapor-deposited layer is provided as a first layer on a base material made of a polymer resin composition, and then one or more alkoxides and / or hydrolysates thereof, or tin chloride is used. A high gas barrier property is exhibited by applying a coating agent containing an aqueous solution or a mixed solution of water / alcohol as a main component and laminating a gas barrier film formed by heating and drying as a second layer.
[0006]
Further, in Patent Document 2, an inorganic vapor-deposited layer is provided as a first layer on a substrate made of a polymer resin composition, and then one or more alkoxides or hydrolysates thereof and at least two or more alkoxides in a molecule are used. A high gas barrier property is exhibited by applying a coating agent mainly containing a mixed solution with an isocyanate compound having an isocyanate group, and laminating a gas barrier film formed by heating and drying as a second layer.
[0007]
Further, in
[0008]
However, in Patent Literature 1 and Patent Literature 2, the application is limited to the field of packaging of foods, pharmaceuticals and the like, and the gas barrier property has a water vapor transmission rate (hereinafter also referred to as WVTR) of 0.1 g / m. 2 / Day and an oxygen permeability (hereinafter also referred to as OTR) of 0.3 cc / m. 2 / Day · atm, which was insufficient. Further,
[0009]
Further, the flatness of the surface has not been studied in any of the above patent documents.
[0010]
Furthermore, in recent years, even when a glass substrate is used in a thin film, an improvement in gas transmittance is required as the definition of an organic EL display increases.
[0011]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-16491
[Patent Document 2]
JP-A-7-268115
[Patent Document 3]
JP-A-11-222508
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, it is desired to provide a gas-barrier substrate having high gas barrier properties, no irregularities or pinholes in the gas barrier layer, and good flatness.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a gas barrier substrate comprising: a base material; a flattening layer formed on the base material; and a gas barrier layer including a vapor-deposited film formed on the flattening layer. .
[0014]
According to the present invention, since the gas barrier layer is formed on the flattened surface on the flattening layer, the gas barrier layer can be a dense layer having no unevenness or pinholes and having a high gas barrier property. . Further, since the flattening layer is formed between the gas barrier layer and the transparent substrate, the adhesion between the transparent substrate and the gas barrier layer can be increased, and the gas barrier substrate having a high gas barrier property can be obtained. You can do it. This makes it possible to form a high quality display without dark spots or the like by using the gas barrier substrate of the present invention, for example, as a display substrate or the like.
[0015]
In the present invention, a gas barrier comprising: a base material; a gas barrier layer formed of a vapor-deposited film formed on the base material; and a flattening layer formed on the gas barrier layer and having a cardo polymer. Provide a functional substrate.
[0016]
According to the present invention, since the flattening layer has high adhesion to the gas barrier layer and can fill a pinhole of the gas barrier layer, a gas barrier substrate having high gas barrier properties can be obtained. In addition, since the flattening layer is formed on the surface of the gas barrier substrate, the gas barrier substrate having a flat surface can be obtained, and the gas barrier substrate can be used in various applications such as an organic EL device. It can be a substrate.
[0017]
In the above invention, it is preferable that the gas barrier layer is laminated on the flattening layer. Thereby, the gas barrier properties of the gas barrier substrate can be further enhanced.
[0018]
In the present invention, the base material is made of a heat-resistant transparent resin having a linear expansion coefficient of 80 ppm or less in a range from room temperature to 150 ° C. and a total light transmittance of 85% or more. It may be. Accordingly, the gas barrier substrate of the present invention can have heat resistance, and can be used in various applications such as a display substrate requiring heat resistance such as an organic EL element. is there.
[0019]
Further, in the present invention, the base material has a heat-resistant transparent resin layer having a linear expansion coefficient of 80 ppm or less in a range from room temperature to 150 ° C. and a total light transmittance of 85% or more on the surface. May be provided. This is because the transparent resin layer allows the base material to have heat resistance, so that the gas barrier substrate of the present invention can be used for various applications.
[0020]
In any of the above inventions, it is preferable that the surface average roughness of the flattening layer is 3 nm or less, and the maximum height difference is 50 nm. Thereby, the flatness is high, the gas barrier layer formed on the flattening layer, the layer formed on the gas barrier substrate of the present invention, and the like, a high-quality gas barrier substrate having no irregularities or pinholes. Because you can.
[0021]
In the present invention, it is preferable that the gas barrier layer is a vapor-deposited film made of a transparent inorganic oxide film, a transparent inorganic oxynitride film, a transparent inorganic nitride film, or a transparent metal film. Thereby, the gas barrier property of the gas barrier layer can be enhanced.
[0022]
Further, in the present invention, the oxygen permeability of the gas barrier substrate is 0.3 cc / m. 2 / Day or less and the water vapor transmission rate is 0.1 g / m 2 / Day or less is preferable. When the oxygen permeability and the water vapor permeability of the gas barrier substrate of the present invention are within the above ranges, the gas barrier substrate can be used as a support substrate of an organic EL element, for example, having a member weak to oxygen or water vapor. It is.
[0023]
In the present invention, it is preferable that the gas barrier substrate has a surface average roughness of 6 nm or less and a maximum height difference of 60 nm or less. The flatness of the surface of the gas barrier substrate as described above allows the substrate to be used in various applications such as a display substrate of an organic EL element.
[0024]
Further, in the above invention, even if a stress relaxation layer for relaxing the stress applied to the base material is formed on the surface of the base material opposite to the surface on which the gas barrier layer and the flattening layer are formed. Good. Thereby, the stress generated when the gas barrier layer and the flattening layer are formed can be reduced, and the warpage of the gas barrier substrate can be prevented.
[0025]
Further, the present invention provides a display substrate in which a transparent electrode layer is formed on any one of the gas barrier substrates described above.
[0026]
According to the present invention, by using the gas-barrier substrate, a display substrate having high gas-barrier properties and flatness can be obtained, and can be used for various applications.
[0027]
Further, the present invention provides the display substrate, an organic electroluminescent layer having at least a light emitting layer formed on the transparent electrode layer, and a counter electrode formed on the organic electroluminescent layer. An organic electroluminescent device, comprising:
[0028]
According to the present invention, by using the display substrate, it is possible to obtain an organic EL element which is not affected by oxygen, water vapor, or the like over time and has no dark spots.
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention relates to a gas barrier substrate having high gas barrier properties and high flatness, which can be used as, for example, a display substrate, and a display substrate and an organic EL device using the gas barrier substrate.
[0030]
Hereinafter, each will be described separately.
[0031]
A. Gas barrier substrate
First, the gas barrier substrate of the present invention will be described.
[0032]
The gas barrier substrate of the present invention has two embodiments. First, the first embodiment is characterized by having a base material, a flattening layer formed on the base material, and a gas barrier layer made of a vapor-deposited film formed on the flattening layer. In a second embodiment, the semiconductor device includes a base material, a gas barrier layer formed of a vapor-deposited film formed on the base material, and a flattening layer formed on the gas barrier layer and having a cardo polymer. It is characterized by the following.
[0033]
According to the present invention, in any of the aspects, by having the flattening layer, a gas barrier substrate having high gas barrier properties can be obtained, and the surface of the gas barrier substrate of the present invention has flatness. It can be.
[0034]
Hereinafter, each of the above aspects will be described.
[0035]
1. First embodiment
First, a first embodiment of the gas barrier substrate of the present invention will be described. A first embodiment of the gas barrier substrate of the present invention includes a substrate, a flattening layer formed on the base, and a gas barrier layer formed of a vapor-deposited film formed on the flattening layer. It is a feature.
[0036]
As shown in FIG. 1, for example, the gas barrier substrate of the present embodiment includes a substrate 1, a flattening layer 2 formed on the base 1, and a
[0037]
In this embodiment, since the gas barrier layer is formed on the flattening layer, the gas barrier layer can form a dense and flat gas barrier layer without being affected by irregularities or projections of the substrate. You can. Thereby, the gas barrier property of the gas barrier layer can be enhanced, and even when the gas barrier property substrate of the present embodiment is used for a display substrate, for example, a dark spot formed by the pinhole of the gas barrier layer is used. It is possible to obtain high quality without any problems.
[0038]
Furthermore, since the surface of the gas barrier substrate has high flatness, and even when a thin film such as a light-emitting layer of an organic EL element is formed on the gas barrier substrate, a layer can be formed uniformly. Thus, a gas barrier substrate that can be used for various applications can be obtained.
[0039]
Hereinafter, each configuration of the gas barrier substrate of the present embodiment will be described separately.
[0040]
a. Flattening layer
First, the flattening layer used for the gas barrier substrate of the present embodiment will be described. The flattening layer used for the gas barrier substrate of the present embodiment is a layer formed between a base material and a gas barrier layer described later, and is a layer having flatness.
[0041]
As the flatness of the flattening layer used in the present embodiment, the surface average roughness (Ra) is preferably 3 nm or less, particularly preferably 1 nm or less, and the maximum height difference (PV) is 50 nm or less, particularly 10 nm. The following is preferred. When the surface roughness and the maximum height difference are within the above ranges, when a gas barrier layer described later is formed on the flattening layer, the gas barrier layer can be formed densely and flatly.
[0042]
Here, the surface roughness and the maximum height difference are values measured using an atomic force microscope (Nanopics: trade name, manufactured by Seiko Instruments Inc.) under the conditions of a scan range of 20 μm and a scan speed of 90 sec / frame.
[0043]
In this embodiment, the material of the flattening layer is not particularly limited as long as it is a layer having the above-described flatness, but in this embodiment, it is preferable to use an organic substance. Thereby, it is easy to form a layer having the above flatness, and it is possible to form a flattening layer having good adhesion to a base material and a gas barrier layer described later.
[0044]
Further, the flattening layer used in this embodiment preferably has a cardo polymer among the above. Thereby, the adhesion between the flattening layer and the gas barrier layer can be made better, and the gas barrier property can be formed more densely, so that the gas barrier property of the gas barrier layer can be made higher. It is.
[0045]
As such a cardo polymer, for example, an epoxy resin derived from a bisphenol compound having a fluorene skeleton and epichlorohydrin, or an epoxy (meth) acrylate derived from this epoxy resin and (meth) acrylic acid, and furthermore, An epoxy (meth) acrylate acid adduct derived from an epoxy (meth) acrylate and an acid anhydride can be exemplified.
[0046]
Here, the cardo polymer used in the present embodiment preferably contains a resin having a fluorene skeleton derived from a bisphenol compound represented by the following general formula (1).
[0047]
Embedded image
(R 1 And R 2 Is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogen atom, which may be the same or different. )
Specific examples of the bisphenol compound represented by the general formula (1) include, for example, 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) ) Fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3-chlorophenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3-bromophenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3-fluorophenyl) ) Fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3-methoxyphenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3) , 5-dichlorophenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3,5-dibromophenyl) fluorene, and the like. These except that it is possible to use only one kind thereof alone, it may be used in combination of two or more.
[0049]
In this embodiment, the cardo polymer is derived from an epoxy (meth) acrylate resin obtained by reacting an epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule with an unsaturated monocarboxylic acid, and a polybasic anhydride. It is preferable that the epoxy (meth) acrylate acid adduct be used.
[0050]
Specific examples of the epoxy resin used for forming such an epoxy (meth) acrylate acid adduct include bis (4-hydroxyphenyl) ketone, bis (4-hydroxyphenyl) sulfone, and 2,2-bis (4 -Hydroxyphenyl) propane, bis (4-hydroxyphenyl) ether, bis (4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene, bis (4-hydroxyphenyl) dimethylsilane, Polyfunctional phenols such as bisphenols such as 4,4'-biphenol and tetramethyl-4,4'-biphenol, phenol novolak, cresol novolak, naphthol or naphthalene diol, and condensation compounds with 1,4-bisxylenol; Some or all of these aromatic ring hydrogens There halogen atom include those having two or more epoxy groups in one molecule obtained by polyfunctional phenols substituted on an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is reacted with epichlorohydrin. The epoxy resin is reacted with an equivalent amount of acrylic acid such as acrylic acid or methacrylic acid by a known method to obtain an epoxy (meth) acrylate resin. Is reacted with a polybasic acid anhydride to obtain an addition product of the epoxy (meth) acrylate resin and the polybasic acid anhydride.
[0051]
Specific examples of the polybasic anhydride used for forming such an addition product include methyltetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, methylhymic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, and hexahydrophthalic anhydride. Acids, alicyclic acid anhydrides such as methylcyclohexene dicarboxylic anhydride, phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, benzophenonetetracarboxylic dianhydride, ethylene glycol bistrimellitate anhydride, glycerol tris Examples include aromatic acid anhydrides such as trimellitate anhydride and biphenyltetracarboxylic dianhydride, and halogen-based acid anhydrides such as hetic anhydride and tetrabromophthalic anhydride. The epoxy resin, acrylate, and acid anhydride may be one kind or a mixture of two or more kinds.
[0052]
Among the epoxy (meth) acrylate acid adducts thus obtained, in the present embodiment, they are found in JP-A-60-152091, JP-A-6-1938 and JP-A-8-146311. As described above, it is preferable that a resin having a weight average molecular weight of 1,000 or more having a carboxyl group and a photopolymerizable unsaturated group in the same molecule is contained in the flattening layer. Specific examples include V259M and V301M manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd., which are acid adducts of epoxy acrylate having a fluorene skeleton, and acid adducts of cresol novolac type epoxy acrylate manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.
[0053]
As the epoxy acrylate having the fluorene skeleton, one obtained by reacting an epoxy resin obtained from 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene with acrylic acid is preferably used.
[0054]
In the present embodiment, the resin forming the flattening layer may be a thermosetting resin, an ultraviolet curable resin, or a thermo-ultraviolet curable resin. Here, when the resin is a thermo-ultraviolet curable resin, the average molecular weight is preferably 3000 or more from the viewpoint that the softening point can be 45 ° C. or more.
[0055]
The composition of the flattening layer is not particularly limited as long as it has flatness as described above, but in the present embodiment, for example, a resin having the cardo polymer, a polyfunctional acrylate monomer, A photopolymerization initiator or a thermal polymerization initiator, an epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule, and various additives as necessary, are mixed, applied on the color conversion layer, and exposed to ultraviolet light or heat. It can be formed by hardening by, for example. When the resin is an ultraviolet-curable resin, a photopolymerization initiator is used. When the resin is a thermosetting resin, a thermopolymerization initiator is used.
[0056]
Here, as the polyfunctional acrylate used in the present embodiment, specifically, an addition polymerization having a boiling point of 100 ° C. or more at normal pressure and having at least two ethylenically unsaturated groups in one molecule. And the like. Examples of such a material include those obtained by combining a polyhydric alcohol and an α, β-unsaturated carboxylic acid, such as diethylene glycol (meth) acrylate (meaning diacrylate or dimethacrylate, the same shall apply hereinafter), Ethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, 13-propanediol (meth) ) Acrylate, 13-butanediol (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, etc. Polyfunctional acrylate or equivalent polyfunctional methacrylate, 2,2-bis (4-acryloxydiethoxyphenyl) propane, 2,2-bis (4-methacryloxypentaethoxyphenyl) propane, 2,2-bis (4- A mixture of methacryloxypolyethoxyphenyl) propane (trade name: BEP-500, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) or a glycyl group-containing compound is added with an α, β-unsaturated carboxylic acid such as acrylic acid or methacrylic acid. Such as trimethylolpropane triglycidyl ether tri (meth) acrylate, bisphenol A dichridyl ether di (meth) acrylate, and an acrylic acid adduct of diglycidyl ether having a fluorene ring [manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.] Trade name: ASF400] and unsaturated amides such as methyle Bis acryloxypropyl amides, and 1,6-hexamethylene bisacrylamide, etc., vinyl esters such as divinyl succinate, divinyl adipate, divinyl phthalate, divinyl terephthalate, divinyl benzene-1,3-disulfonate, and the like.
[0057]
As the photopolymerization initiator used in the present embodiment, known photopolymerization initiators can be used alone or in combination of several kinds. For example, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino -Propan-1-one (commercially available Irgacure 907 manufactured by Ciba Specialty Chemicals), 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) butanone-1 (commercially available Irgacure 369 manufactured by Ciba Specialty Chemicals), Bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide (CGI819 manufactured by Ciba Specialty Chemicals), 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide (Lucirin TPO manufactured by BASF), 2,4-trichloromethyl- (Piprolonyl) -6-tri Jin (commercially available Nippon Siebel Heguna trade name triazine PP) or the like can be used.
[0058]
Further, as the thermal polymerization initiator used in the present embodiment, it is possible to form a cured film by generating a radical upon heating and polymerizing the unsaturated group of the resin having the cardo polymer and the polyfunctional acrylate monomer described above. If this is the case, a known one can be used, but the 10-hour half-life temperature is preferably from 80 ° C. to the curing temperature, and more preferably from 100 ° C. to the curing temperature.
[0059]
Further, as the epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule, an epoxy compound having a small hydrolyzable chlorine content of less than 1000 ppm is preferable. For example, a tetramethyldiphenyl type epoxy resin manufactured by Yuka Shell Co., Ltd. YX4000, Nippon Kayaku Co., Ltd. EOCN series (EOCN1020, 4400, 102S, 103S, 104S, etc.) cresol novolak type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, liquid trifunctional epoxy resin ZX-1542 manufactured by Toto Kasei Co., Ltd. And polyfunctional epoxy compounds in which a glycidyl group is introduced into a secondary hydroxyl group in the epoxy compound. In such an epoxy resin, an epoxy group reacts with a carboxyl group in a resin component containing a cardo polymer described above by heating or the like, and crosslinks in addition to an unsaturated group of the resin containing the cardo polymer and the polyfunctional acrylate. It forms the structure.
[0060]
In the present embodiment, if necessary, various additives such as an antioxidant, an ultraviolet absorber, a plasticizer, and a solvent such as diethylene glycol dimethyl ether, cyclohexanone, ethanol, chloroform, tetrahydrofuran, and dioxane may be used. it can.
[0061]
The material for the flattening layer may be applied by a spin coating method, a spray method, a blade coating method, a dipping method, a wet coating method using a roller coater machine, a land coater machine, or the like.
[0062]
As materials, hexamethyldisiloxane, tetramethoxysilane, octatetramethylsilane, cyclopentasiloxane, decamethylcyclopentasiloxane, 2,2,5,5-tetramethyl-2,5-disila-1-oxacyclo Pentane, [2- (3-cyclohexenyl) ethyl] triethoxysilane, [2- (3-cyclohexenyl) ethyl] trimethoxysilane, (cyclohexenyloxy) trimethylsilane, cyclohexylethyldimethoxysilane, cyclohexylmethyldimethoxysilane, Cyclohexyltrimethoxysilane, (3-cyclopentadienylpropyl) triethoxysilane, cyclopentadienyltrimethylsilane, cyclopentamethylenedimethylsilane, (cyclopentenyloxy) trimethylsilane, cycle Pen trimethoxysilane, cyclo tetramethyl dimethylsilane, when using cyclotrimethylene dimethylsilane, etc., can be formed by a dry coating method evaporation method.
[0063]
In the present embodiment, the thickness of the flattening layer is preferably in the range of 0.005 μm to 20 μm. At this time, when the flattening layer is formed by a wet coating method, the thickness is preferably in a range of 0.5 μm to 20 μm, particularly preferably in a range of 1 μm to 5 μm. When formed by a dry coating method, the thickness is preferably in the range of 0.005 μm to 5 μm, particularly preferably in the range of 0.01 μm to 1 μm. Thereby, it is possible to improve the adhesion to the gas barrier layer.
[0064]
b. Gas barrier layer
Next, the gas barrier layer used in the gas barrier substrate of the present embodiment will be described.
[0065]
The gas barrier layer used in the gas barrier substrate of this embodiment is a layer formed on the flattening layer and made of a vapor-deposited film having gas barrier properties.
[0066]
The material of the gas barrier layer used in the present embodiment is not particularly limited as long as it is formed by a vapor deposition method, but a transparent inorganic oxide film, a transparent inorganic oxynitride film, a transparent inorganic nitride film, or It is preferable that one or a combination of two or more of the metal films is used.
[0067]
Among the above materials, the transparent inorganic oxide film is preferably a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, an aluminum oxide film, a magnesium oxide film, a titanium oxide film, a tin oxide film, an indium oxide alloy film, and a transparent inorganic nitride film. The film is preferably a silicon nitride film, an aluminum nitride film, or a titanium nitride film. Further, the transparent metal film is preferably an aluminum film, a silver film, a tin film, a chromium film, a nickel film, and a titanium film. Among them, a silicon oxide film or a silicon oxynitride film is particularly preferable from the viewpoint that the adhesion to the above-described flattening layer is particularly good.
[0068]
Further, in the present embodiment, in order to improve gas barrier properties, a plurality of the above-described vapor-deposited films may be laminated, and the combination thereof may be the same or different.
[0069]
The formation of the gas barrier layer in the present embodiment is not particularly limited as long as the formation is performed by a vapor deposition method, and the inorganic oxide, the inorganic nitride, the inorganic oxynitride or the metal is heated to form a substrate. Vacuum evaporation method of vapor deposition on top, inorganic oxide, inorganic nitride, inorganic oxynitride, or metal as a raw material, oxidation by introducing oxygen gas, oxidation reaction vapor deposition method of vapor deposition on the substrate, A sputtering method in which an inorganic oxide, an inorganic nitride, an inorganic oxynitride, or a metal is used as a target material, an argon gas, an oxygen gas is introduced, and the substrate is vapor-deposited by sputtering, an inorganic oxide, an inorganic nitride Ion-plating method, in which an inorganic oxynitride or metal is heated by a plasma beam generated by a plasma gun and deposited on a substrate. Case of forming a deposited film of silicon oxide, plasma CVD method using an organic silicon compound as a raw material can be cited.
[0070]
In the present embodiment, as described above, it is preferable that the gas barrier layer is a silicon oxide film or a silicon oxynitride film. A vapor-deposited film formed by a growth method can be used. Specific examples of the organosilicon compound include 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, hexamethyldisiloxane, vinyltrimethylsilane, hexamethyldisilane, methylsilane, dimethylsilane, trimethylsilane, diethylsilane, and propylsilane. Phenylsilane, vinyltriethoxysilane, tetramethoxysilane, phenyltriethoxysilane, methyltriethoxysilane, octamethylcyclotetrasiloxane, and the like. In the present embodiment, among the above-mentioned organosilicon compounds, it is particularly preferable to use tetramethoxysilane (TMOS) or hexamethyldisiloxane (HMDSO) from the viewpoint of handleability, characteristics of a deposited film, and the like.
[0071]
Here, in the present embodiment, the thickness of the gas barrier layer as described above is appropriately selected depending on the material, but is preferably in the range of usually 5 nm to 5000 nm, and particularly preferably 5 nm to 500 nm. It is preferable that it is within the range. In particular, in the case of the aluminum oxide film or the silicon oxide film, the thickness is preferably in the range of 10 nm to 300 nm. If the thickness is smaller than the above range, the gas barrier property against water vapor, oxygen and the like is reduced. If the thickness is larger than the above range, cracks and the like may occur when, for example, processing the gas barrier substrate of the present embodiment, thereby deteriorating the gas barrier properties against water vapor, oxygen gas, and the like. Is seen.
[0072]
c. Base material
Next, the base material used for the gas barrier substrate of the present embodiment will be described. The substrate used in the present embodiment is not particularly limited as long as the above-mentioned flattening layer can be formed on the substrate, but in the present invention, a transparent substrate transparent to visible light is used. It is preferably a material. Thereby, the gas barrier substrate of the present embodiment can be used as, for example, a display substrate. In the present embodiment, as such a transparent substrate, for example, a glass plate or a film or sheet formed of an organic material can be used.
[0073]
When a glass plate is used as the transparent substrate in the present embodiment, it is not particularly limited as long as it has high transparency to visible light, and may be, for example, an unprocessed glass plate. Alternatively, it may be a processed glass plate or the like. As such a glass plate, both alkali glass and non-alkali glass can be used. However, when impurities are a problem in the gas barrier substrate of the present embodiment, for example, Pyrex (registered trademark) glass or the like is used. It is preferable to use non-alkali glass. Further, the type of the processed glass plate is appropriately selected depending on the use of the gas barrier substrate of the present embodiment, for example, a transparent glass substrate that has been coated, a step that has been subjected to a step processing, and the like. Is mentioned.
[0074]
The thickness of such a glass plate is preferably in the range of 30 μm to 2 mm, especially when used as a flexible substrate, preferably in the range of 30 μm to 60 μm, and when used as a rigid substrate Is preferably in the range of 60 μm to 2 mm.
[0075]
Further, as the organic material used as the transparent substrate in the present embodiment, polyarylate resin, polycarbonate resin, crystallized polyethylene terephthalate resin, polyethylene terephthalate resin, polyethylene naphthalate resin, UV-curable methacrylic resin, polyether sulfone resin, Examples thereof include polyetheretherketone resin, polyetherimide resin, polyphenylenesulfide resin, and polyimide resin.
[0076]
Here, in the present embodiment, when the gas barrier substrate is used for, for example, an organic EL device, it is preferable that the substrate has heat resistance. As the organic material having such heat resistance, for example, a cycloalkyl skeleton is used. And a polar polymer having the formula: Specific examples include acrylate compounds or methacrylate compounds having a cycloalkyl skeleton and derivatives thereof. Among them, a (meth) acrylate compound having a cycloalkyl skeleton (referred to as an acrylate compound or a methacrylate compound in the present embodiment) and a derivative thereof as described in JP-A-11-222508 described above. And a resin composition containing
[0077]
In this case, the organic material having heat resistance preferably has a linear expansion coefficient of 80 ppm or less and a total light transmittance of 85% or more in a range from room temperature to 150 ° C. If the linear expansion coefficient exceeds the above value, the substrate dimensions are not stable at high temperatures, and with thermal expansion and shrinkage, inconvenience that the barrier performance deteriorates, or a problem that the thermal process cannot be tolerated easily occurs. It is.
[0078]
Here, the linear expansion coefficient in the present embodiment means that a sample having a width of 5 mm and a length of 20 mm is used, a constant load (2 g) is applied in the length direction, and the temperature range from 25 to 200 ° C. is increased by 5 ° C. It refers to the amount of dimensional change measured in / min. The total light transmittance is a value measured using a total light transmittance device (COLOUR S & M COMPUTER MODEL SM-C: model number) manufactured by Suga Test Co., Ltd.
[0079]
The transparent substrate of the present embodiment preferably has a heat resistance of 130 ° C. or higher, more preferably 200 ° C. or higher, especially 250 ° C. or higher.
[0080]
In addition, the base material of the present embodiment is made of the above-described organic material and, for example, a cyclic polyolefin-based resin, a polystyrene-based resin, an acrylonitrile-styrene copolymer (AS resin), and an acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin). , Poly (meth) acrylic resin, polycarbonate resin, polyester resin such as polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyamide resin such as various nylons, polyurethane resin, fluorine resin, acetal resin, cellulose resin, Two or more of them can be used in combination with a polyethersulfone-based resin or the like.
[0081]
In the present embodiment, the method of forming a base material by laminating a plurality of layers includes, for example, using one or more of the above various resins, an extrusion method, a cast molding method, a T-die method, a cutting method, Inflation method, using other film forming methods, a method of forming the above various resins alone, or, using two or more various resins, a method of forming a multilayer co-extrusion film, Furthermore, using two or more types of resins, by a method of mixing and forming a film before forming a film, etc., to produce a film or sheet of the resin of each layer, and, in addition, if stretching is required, For example, various resin films or sheets stretched in a uniaxial or biaxial direction using a tenter method or a tubular method can be used. Also, films or sheets of the above-mentioned various resins can be used by laminating them.
[0082]
In addition, one or more of the above various resins are used, and at the time of film formation, for example, film processability, heat resistance, weather resistance, mechanical properties, dimensional stability, antioxidant properties, slip properties, Various plastic compounding agents and additives can be added for the purpose of improving or modifying mold release, flame retardancy, mold resistance, electrical properties, strength, etc. Up to 10% can be arbitrarily added according to the purpose. In the above, as a general additive, a lubricant, a crosslinking agent, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a filler, a reinforcing agent, an antistatic agent, a pigment and the like can be used. Further, a resin for improvement or the like can be used.
[0083]
In the present embodiment, when the above-mentioned organic material is used as the base material, it is preferably in the range of 10 μm to 500 μm, especially in the range of 50 to 400 μm, particularly preferably in the range of 100 to 300 μm. . If the thickness is larger than the above range, the impact resistance is poor when processing the gas barrier substrate of the present embodiment, or it becomes difficult to wind up when winding up, and the gas barrier properties such as water vapor and oxygen deteriorate. Because there is. Further, when the thickness is smaller than the above range, the mechanical suitability is poor and the gas barrier property against water vapor, oxygen, and the like is reduced.
[0084]
Further, in the present embodiment, when the above-described non-heat-resistant material is used as a base material, or when a glass plate is used, a heat-resistant transparent resin layer is formed on the base material. Is preferred. The transparent resin layer having such heat resistance preferably has a coefficient of linear expansion in the range from room temperature to 150 ° C. of 80 ppm or less and a total light transmittance of 85% or more. This is because heat resistance can be imparted to the material.
[0085]
Such a transparent resin layer is preferably a polar polymer having a cycloalkyl skeleton, which is an organic material having heat resistance described above. Specifically, such a material is preferably a polar (meth) acrylate compound or a derivative thereof. For example, a (meth) methyl acrylate homopolymer or a (meth) methyl acrylate and another A copolymer obtained by polymerizing a mixture of monomers having a copolymerizable vinyl group is mentioned (in the present embodiment, (meth) acryl means acrylic or methacryl). Examples of the monomer copolymerizable with the methyl (meth) acrylate include methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, isopropyl acrylate, butyl acrylate, cyclohexyl acrylate, phenyl acrylate, benzyl acrylate, 2,2,2-trifluoro Acrylates such as ethyl acrylate, methacrylates such as ethyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, phenyl methacrylate, 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, acrylonitrile, vinyl compounds such as styrene, maleic anhydride, itaconic anhydride And maleimide compounds such as cyclohexylmaleimide and phenylmaleimide.
[0086]
In the present embodiment, the transparent resin layer is mixed with the resin and, if necessary, an additive such as a polymerization initiator or a polyfunctional acrylate monomer, applied to the transparent substrate or the glass substrate, and then cured by ultraviolet irradiation. Can be formed.
[0087]
The thickness of such a transparent resin layer is desirably 5 nm to 100 μm, and when the thickness of the above-described base material is 1, the thickness of the transparent resin layer is in the range of 0.00001 to 1 Preferably, there is.
[0088]
d. Gas barrier substrate
Next, the gas barrier substrate of the present embodiment will be described. The gas barrier substrate of the present embodiment is not particularly limited as long as it has the above-described base material, a flattening layer formed on the base material, and a gas barrier layer formed on the flattening layer. Not something.
[0089]
In the present embodiment, the oxygen permeability of the gas barrier substrate is 0.3 cc / m. 2 / Day or less, especially 0.1 cc / m 2 / Day or less, and the water vapor transmission rate is 0.1 g / m 2 / Day or less, especially 0.05 g / m 2 It is preferably at most / day. When the oxygen transmission rate and the water vapor transmission rate of the gas barrier substrate of the present invention are within the above ranges, high gas barrier properties can be obtained, and a member having a weakness against oxygen, water vapor, or the like, for example, an organic EL device or the like This is because it can also be used for a supporting substrate or the like.
[0090]
Here, the oxygen permeability is a value measured using an oxygen gas permeability measuring device (OX-TRAN 2/20: trade name, manufactured by MOCON) under the conditions of a measurement temperature of 23 ° C. and a humidity of 90% Rh. The water vapor transmission rate was measured using a water vapor transmission rate measuring apparatus (PERCONTRAN-
[0091]
Further, in the present invention, the surface average roughness of the gas barrier substrate is preferably 6 nm or less, particularly 3 nm or less, and the maximum height difference is preferably 60 nm or less, especially 30 nm or less. As a result, it is possible to prevent unevenness or pinholes from being formed on the layer formed on the gas barrier substrate of the present invention, and it can be used for various applications such as a display substrate for an organic EL element. This is because it becomes possible.
[0092]
Further, in the present embodiment, a plurality of flattening layers and gas barrier layers may be further laminated on the above-described gas barrier layer in this order. In the present embodiment, it is preferable that a flattening layer and a gas barrier layer are laminated on the transparent substrate in the range of 2 to 4 layers in this order. The one in which the gas barrier layer is laminated is most preferable. When the surface of the gas barrier substrate of the present embodiment particularly requires flatness, the flattening layer is preferably formed on the outermost surface.
[0093]
Further, in the gas barrier substrate of the present embodiment, it is preferable that a stress relaxation layer is formed on the surface of the above-described base material opposite to the surface on which the flattening layer is formed. Thereby, the stress generated when the flattening layer or the gas barrier layer is formed on the base material can be reduced, and the warpage of the gas barrier substrate can be suppressed.
[0094]
The stress relieving layer is not particularly limited as long as it is a layer capable of relieving stress, but in this embodiment, it is preferable to form a layer similar to the gas barrier layer. Thereby, the gas barrier property can be imparted to the opposite surface of the gas barrier property substrate, so that the gas barrier property of the gas barrier property can be further improved. At this time, the stress relaxation layer is not limited to one layer, and may be, for example, a layer in which the above-described gas barrier layer and the flattening layer are stacked.
[0095]
2. Second embodiment
Next, a second embodiment of the gas barrier substrate of the present invention will be described. A second embodiment of the gas barrier substrate of the present invention includes a substrate, a gas barrier layer formed of a vapor-deposited film formed on the substrate, and a planarization layer formed on the gas barrier layer and having a cardo polymer. Which is characterized by having
[0096]
As shown in FIG. 2, for example, the gas barrier substrate of the present embodiment includes a substrate 1, a
[0097]
According to this embodiment, the cardo polymer used for the flattening layer has high adhesion to the gas barrier layer and can fill the pinholes of the gas barrier layer. You can do it. Further, since the flattening layer is formed on the surface of the gas barrier substrate, the flattening layer has a flat surface. For example, even when an organic EL layer of an organic EL element is formed, a uniform layer is required. Therefore, a gas barrier substrate that can be used for various applications can be obtained.
[0098]
Hereinafter, each configuration of the gas barrier substrate of the present embodiment will be described. Note that the gas barrier layer, the base material, and the like used in the present embodiment are the same as those described in the above-described first embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0099]
a. Flattening layer
First, the flattening layer used in the present embodiment will be described. The flattening layer used in the present embodiment is a layer formed on the gas barrier layer and has a cardo polymer. The cardo polymer used in the present embodiment has good adhesion to the material usually used for the gas barrier layer. Thereby, when formed on the gas barrier layer, the gas barrier layer is in close contact with the gas barrier layer and can fill a fine pinhole or the like of the gas barrier layer, so that a gas barrier substrate having high gas barrier properties can be formed. It becomes.
[0100]
Here, the flattening layer having a cardo polymer used in the present embodiment is the same as that described in the section of the flattening layer in the first embodiment described above, and thus detailed description is omitted here.
[0101]
b. Gas barrier substrate
Next, the gas barrier substrate of the present embodiment will be described.
[0102]
The gas barrier substrate in this embodiment is not particularly limited as long as it has the above-described base material, a gas barrier layer formed on the base material, and a flattening layer formed on the gas barrier layer. However, in the present embodiment, it is preferable that the gas barrier layer is further laminated on the flattening layer. Thereby, the gas barrier property of the gas barrier substrate of the present embodiment can be enhanced. Further, a gas barrier layer or a flattening layer may be further laminated as necessary, and particularly when flatness is required on the surface of the gas barrier substrate, the gas barrier layer or flattening layer may be formed on the outermost surface of the gas barrier substrate. Preferably, a flattening layer is formed.
[0103]
Further, in the gas barrier substrate of the present embodiment, a stress relaxation layer or the like may be formed as in the first embodiment.
[0104]
Here, the water vapor transmission rate, the oxygen transmission rate, the surface roughness, the maximum height difference, and the like of the gas barrier substrate of the present embodiment are the same as those described in the above-described first embodiment. Is omitted.
[0105]
B. Display substrate
Next, the display substrate of the present invention will be described. The display substrate of the present invention is obtained by forming a transparent electrode layer on the above-mentioned gas barrier substrate.
[0106]
According to the present invention, since the gas barrier substrate described above is used, a gas substrate having a high gas barrier property and a high flatness can be obtained, and a high-quality display substrate with little electrode deterioration or disconnection can be obtained. You can do it.
[0107]
The transparent electrode layer used in the present invention may be an anode or a cathode as long as it is an electrode layer transparent to visible light, and may be appropriately selected depending on the use of the display substrate of the present invention. Things.
[0108]
Specifically, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), or the like is preferably used as such an anode. These transparent electrode layers can be formed by a PVD method such as a vacuum evaporation method, a sputtering method, and an ion plating method.
[0109]
Here, the thickness of the transparent electrode layer used in the present invention is preferably in the range of about 50 nm to 500 nm. When the thickness of the transparent electrode layer is smaller than the above, the conductivity is reduced. When the thickness of the transparent electrode layer is larger than the above, cracks in the conductive film are generated as the post-processing process proceeds. This is because it is not preferable because the conductivity is deteriorated due to the above-mentioned factors.
[0110]
C. Organic EL device
Next, the organic EL device of the present invention will be described. The organic EL device of the present invention has a particular layer structure, provided that it has an organic EL layer formed on the transparent electrode layer of the display substrate and a counter electrode formed on the organic EL layer. Is not limited, and is appropriately selected according to the use of the organic EL element.
[0111]
According to the present invention, since an organic EL layer and the like are formed on a display substrate using a gas barrier substrate having a high flatness and a high gas barrier property as described above, the organic EL layer and the like are formed uniformly. And a high-quality organic EL element that is not affected by oxygen, water vapor, or the like over time.
[0112]
The organic EL device of the present invention includes a transparent electrode layer formed on the display substrate described above, an electrode opposite to the transparent electrode layer, and an organic EL element disposed between the transparent electrode layer and the opposing electrode. An EL layer is formed. Here, the organic EL layer referred to in the present invention can be a layer usually used for an organic EL device, and is formed of one or more organic layers including at least a light emitting layer. That is, the organic EL layer is a layer including at least a light emitting layer, and has a layer configuration of one or more organic layers. Usually, when an organic EL layer is formed by a wet method by coating, it is often formed of one or two organic layers because it is difficult to laminate a large number of layers in relation to a solvent. However, the number of layers can be further increased by devising an organic material or combining a vacuum deposition method.
[0113]
As the organic layer formed in the organic EL layer other than the light emitting layer, a layer usually used for the organic EL layer can be used, and examples thereof include a charge injection layer such as a hole injection layer and an electron injection layer. it can. Furthermore, examples of the other organic layer include a charge transport layer such as a hole transport layer that transports holes to the light emitting layer and an electron transport layer that transports electrons to the light emitting layer. In many cases, the layer is formed integrally with the charge injection layer by imparting a charge transport function to the layer. In addition, examples of the organic layer formed in the EL layer include a layer such as a carrier block layer for preventing penetration of holes or electrons and improving recombination efficiency.
[0114]
Note that the present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device having the same operation and effect can be realized by the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
[0115]
【Example】
Hereinafter, the gas barrier substrate of the present invention will be specifically described with reference to examples.
[0116]
[Example 1]
<Production of gas barrier substrate composed of base material / transparent resin layer / gas barrier layer / flattening layer>
A (meth) acrylic resin (94 parts by weight of an alicyclic skeleton bis (meth) acrylate and an alicyclic skeleton mono (meta) are spin-coated on a sheet (30 cm × 21 cm) polycarbonate resin base material. ) A resin composition comprising 6 parts by weight of an acrylate) was applied in a thickness of 1.0 µm, dried on a hot plate at 120 ° C for 2 minutes, and then 1 J / cm 2 UV irradiation was performed at an exposure amount of, followed by drying with hot air at 160 ° C. for 60 minutes to form a transparent resin layer. The substrate on which the transparent resin layer was formed had a linear expansion coefficient of 63 ppm and a total light transmittance of 89%.
[0117]
The substrate obtained in the above step was placed in a chamber of a magnetron sputtering device. A gas barrier layer was formed on a substrate by using silicon nitride as a target and forming a film under the following film formation conditions until the thickness of silicon oxynitride reached 100 nm.
[0118]
Film formation pressure: 2.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Nitrogen gas flow rate: 9 sccm
Frequency: 13.56 MHz
Power: 1.2kW
Then, a coating agent (V-259-EH: manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) having a cardo polymer as a main component was applied in a thickness of 1.0 μm on the gas barrier layer by a spin coating method. And then hot air drying at 160 ° C. for 60 minutes to form a flattening layer.
[0119]
[Example 2]
<Production of gas barrier substrate composed of base material / gas barrier layer (ion plating method) / flattening layer>
As the base material, a resin composed of a sheet-shaped (30 cm × 21 cm) (meth) acrylic resin (94 parts by weight of an alicyclic skeleton bis (meth) acrylate and 6 parts by weight of an alicyclic skeleton mono (meth) acrylate) Composition) A film (coefficient of linear expansion: 60 ppm, total light transmittance: 86%) was placed in a chamber of an ion plating apparatus. A gas barrier layer was formed on a substrate by using silicon oxide as a sublimation material and performing film formation under the following film formation conditions until the thickness of silicon oxynitride became 100 nm.
[0120]
Film formation pressure: 1.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 12 sccm
Nitrogen gas flow rate: 20 sccm
Film formation current value: 100A
A fluorene-based coating agent (V-259-EH: manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) is applied on the gas barrier layer formed in the above step by a spin coating method in a film thickness of 1.0 μm, and is applied at 120 ° C. For 2 minutes and then at 160 ° C. for 60 minutes to form a flattening layer.
[0121]
[Example 3]
<Production of gas barrier substrate composed of base material / gas barrier layer (CVD method) / flattening layer>
As the base material, a resin composed of a sheet-shaped (30 cm × 21 cm) (meth) acrylic resin (94 parts by weight of an alicyclic skeleton bis (meth) acrylate and 6 parts by weight of an alicyclic skeleton mono (meth) acrylate) Composition) A film (coefficient of linear expansion 60 ppm, total light transmittance 86%) was placed in a plasma enhanced chemical vapor deposition (CVD) apparatus. A gas barrier layer composed of a metal oxide film was formed by using hexamethyldisiloxane (HMDSO) as a raw material and forming the film under the following film forming conditions until the film thickness became 100 nm.
[0122]
Film forming pressure: 30 Pa
Hexamethyldisiloxane gas flow rate: 4 sccm
Oxygen gas flow rate: 12 sccm
Helium gas flow rate: 30sccm
Frequency: 90kHz
Power: 150W
On the gas barrier layer formed in the above process, a coating agent (V-259-EH: manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) having a cardo polymer as a main component is applied in a thickness of 1.0 μm by spin coating. Hot air drying was performed at 120 ° C. for 2 minutes and then at 160 ° C. for 60 minutes to form a flattening layer.
[0123]
[Example 4]
<Production of gas barrier substrate composed of base material / gas barrier layer (sputtering method) / flattening layer>
As the base material, a resin composed of a sheet-shaped (30 cm × 21 cm) (meth) acrylic resin (94 parts by weight of an alicyclic skeleton bis (meth) acrylate and 6 parts by weight of an alicyclic skeleton mono (meth) acrylate) Composition) A film (linear expansion coefficient: 60 ppm, total light transmittance: 86%) was placed in a chamber of a magnetron sputtering apparatus. A gas barrier layer was formed on a substrate by using silicon nitride as a target and forming a film under the following film formation conditions until the thickness of silicon oxynitride reached 100 nm.
[0124]
Film formation pressure: 2.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Nitrogen gas flow rate: 9 sccm
Frequency: 13.56 MHz
Power: 1.2kW
On the gas barrier layer formed in the above process, a coating agent (V-259-EH: manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) having a cardo polymer as a main component is applied in a thickness of 1.0 μm by spin coating. Hot air drying was performed at 120 ° C. for 2 minutes and then at 160 ° C. for 60 minutes to form a flattening layer.
[Example 5]
<Production of gas barrier substrate composed of base material / gas barrier layer / flattening layer / gas barrier layer>
The gas barrier substrate obtained in Example 4 was placed in a chamber of a magnetron sputtering device. A gas barrier layer was further formed by using silicon nitride as a target and forming a film under the following film forming conditions until the silicon oxynitride film thickness became 100 nm.
[0125]
Film formation pressure: 2.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Nitrogen gas flow rate: 9 sccm
Frequency: 13.56 MHz
Power: 1.2kW
[Example 6]
<Production of gas barrier substrate composed of base material / flattening layer / gas barrier layer>
As the base material, a resin composed of a sheet-shaped (30 cm × 21 cm) (meth) acrylic resin (94 parts by weight of an alicyclic skeleton bis (meth) acrylate and 6 parts by weight of an alicyclic skeleton mono (meth) acrylate) Composition) A film (V-259-EH: manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) containing a cardo polymer as a main component was applied to a film (coefficient of linear expansion: 60 ppm, total light transmittance: 86%) by spin coating at 1.0 μm. And dried by hot air at 120 ° C. for 2 minutes and then at 160 ° C. for 60 minutes to form a flattening layer. The transparent substrate on which the flattening layer was formed by the above process was placed in a chamber of a magnetron sputtering device. A gas barrier layer was formed on the planarization layer by using silicon nitride as a target and forming a film under the following film formation conditions until the thickness of silicon oxynitride became 100 nm.
[0126]
Film formation pressure: 2.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Nitrogen gas flow rate: 9 sccm
Frequency: 13.56 MHz
Power: 1.2kW
[Example 7]
<Production of a gas barrier substrate having a stress relaxation layer provided on the side opposite to the film formation surface>
As a substrate, a sheet-shaped (30 cm × 21 cm) (meth) acrylic resin (aliphatic cyclic skeleton bis) in which silicon oxynitride having a thickness of 100 nm is provided as a stress relaxation layer on the opposite side (rear side) of the film formation surface. A resin composition comprising 94 parts by weight of (meth) acrylate and 6 parts by weight of an alicyclic skeleton mono (meth) acrylate) film (linear expansion coefficient: 60 ppm, total light transmittance: 86%) is placed in a chamber of a magnetron sputtering apparatus. Placed. A gas barrier layer was formed by using silicon nitride as a target and performing film formation under the following film formation conditions until the thickness of silicon oxynitride became 100 nm.
[0127]
Film formation pressure: 2.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Nitrogen gas flow rate: 9 sccm
Frequency: 13.56 MHz
Power: 1.2kW
Next, the film forming surface side (surface) of the (meth) acrylic resin film substrate was prepared in a chamber of a magnetron sputtering apparatus. A gas barrier layer was formed by using silicon nitride as a target and performing film formation under the following film formation conditions until the silicon oxynitride film thickness became 100 nm.
[0128]
Film formation pressure: 2.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Nitrogen gas flow rate: 9 sccm
Frequency: 13.56 MHz
Power: 1.2kW
A coating agent (V-259-EH: manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) containing cardo polymer as a main component was applied on the gas barrier layer on the film formation surface side (surface) formed in the above step by spin coating. It was applied in a thickness of 0.0 μm and dried with hot air at 120 ° C. for 2 minutes and subsequently at 160 ° C. for 60 minutes to form a flattening layer.
[0129]
Further, the substrate on which the flattening layer was formed was placed in a chamber of a magnetron sputtering device. A gas barrier layer was formed by using silicon nitride as a target and performing film formation under the following film formation conditions until the silicon oxynitride film thickness became 100 nm.
[0130]
Film formation pressure: 2.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Nitrogen gas flow rate: 9 sccm
Frequency: 13.56 MHz
Power: 1.2kW
Example 8
<Manufacture of display substrates>
As the base material, a resin composed of a sheet-shaped (30 cm × 21 cm) (meth) acrylic resin (94 parts by weight of an alicyclic skeleton bis (meth) acrylate and 6 parts by weight of an alicyclic skeleton mono (meth) acrylate) Composition) A film (linear expansion coefficient: 60 ppm, total light transmittance: 86%) was placed in a chamber of a magnetron sputtering apparatus. A gas barrier layer was formed by using silicon nitride as a target and performing film formation under the following film formation conditions until the thickness of silicon oxynitride became 100 nm.
[0131]
Film formation pressure: 2.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Nitrogen gas flow rate: 9 sccm
Frequency: 13.56 MHz
Power: 1.2kW
On the gas barrier layer formed in the above process, a coating agent (V-259-EH: manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) having a cardo polymer as a main component is applied in a thickness of 1.0 μm by spin coating. Hot air drying was performed at 120 ° C. for 2 minutes and then at 160 ° C. for 60 minutes to form a flattening layer.
[0132]
The gas barrier substrate obtained in the above step was placed in a chamber of a magnetron sputtering device. A gas barrier layer was formed by using silicon nitride as a target and performing film formation under the following film formation conditions until the thickness of silicon oxynitride became 100 nm.
[0133]
Film formation pressure: 2.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Nitrogen gas flow rate: 9 sccm
Frequency: 13.56 MHz
Power: 1.2kW
The laminate obtained in the above step was placed in a chamber of an ion plating apparatus. A transparent electrode layer was formed by using indium tin oxide (ITO) as a sublimation material and performing film formation under the following film formation conditions until the film thickness of indium tin oxide (ITO) became 150 nm. .
[0134]
Film formation pressure: 1.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 18 sccm
Oxygen gas flow rate: 28 sccm
Film formation current value: 60A
[Example 9]
<Manufacture of organic EL element>
As a substrate, 6-inch glass was placed in a chamber of a magnetron sputtering apparatus. A gas barrier layer was formed by using silicon nitride as a target and performing film formation under the following film formation conditions until the thickness of silicon oxynitride became 100 nm.
[0135]
Film formation pressure: 2.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Nitrogen gas flow rate: 9 sccm
Frequency: 13.56 MHz
Power: 1.2kW
A cardo polymer (V-259-EH: manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) is applied in a thickness of 1.0 μm on the gas barrier layer formed in the above step by a spin coating method, and is applied at 120 ° C. for 2 minutes. Subsequently, hot air drying was performed at 160 ° C. for 60 minutes to form a flattening layer.
[0136]
Subsequently, the substrate on which the flattening layer obtained in the above step was formed was placed in a chamber of a magnetron sputtering apparatus. Silicon nitride was used as a target, and a film was formed under the following film formation conditions until the silicon oxynitride film thickness reached 100 nm, whereby a gas barrier substrate having a gas barrier layer formed thereon was obtained.
[0137]
Film formation pressure: 2.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Nitrogen gas flow rate: 9 sccm
Frequency: 13.56 MHz
Power: 1.2kW
The gas barrier substrate obtained in the above step was placed in a chamber of an ion plating apparatus. Indium tin oxide (ITO) was used as the sublimable material, and the following film forming conditions were used.
Film formation pressure: 1.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 18 sccm
Oxygen gas flow rate: 28 sccm
Film formation current value: 60A
In this manner, a film was formed until the thickness of indium tin oxide became 150 nm, thereby obtaining a display substrate on which a transparent electrode layer was formed.
[0138]
An organic EL light emitting device having a six-layer structure of a transparent electrode layer / a hole injection layer / a hole transport layer / an organic light emitting layer / an electron injection layer / a cathode is formed on the display substrate manufactured as described above as follows. Formed.
[0139]
That is, after a resist agent “OFRP-800” (trade name, manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) is applied on the transparent electrode layer of indium zinc oxide obtained in the above step, patterning is performed by a photolithographic method. A transparent electrode layer formed by forming a stripe pattern having a thickness of 0.094 mm, a gap of 0.016 mm, and a thickness of 100 nm was obtained.
[0140]
Next, the display substrate having the transparent electrode layer was mounted in a resistance heating evaporation apparatus, and a hole injection layer, a hole transport layer, an organic light emitting layer, and an electron injection layer were sequentially formed over the entire surface without breaking vacuum. . During film formation, the internal pressure of the vacuum chamber was set to 1 × 10 -4 The pressure was reduced to Pa. As a hole injection layer, copper phthalocyanine (CuPc) was laminated so as to have a thickness of 100 nm. As a hole transporting layer, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (α-NPD) was laminated to a thickness of 20 nm. As an organic light emitting layer, 4,4′-bis (2,2′-diphenylvinyl) biphenyl (DPVBi) was laminated so as to have a thickness of 30 nm. As an electron injection layer, an aluminum chelate (tris (8-hydroxyquinoline) aluminum complex, Alq) was laminated so that the film thickness became 20 nm.
[0141]
Next, without breaking the vacuum, a 200 nm-thick Mg / Ag (mass) was obtained using a mask capable of obtaining a pattern having a width of 0.30 mm and a spacing of 0.03 mm perpendicular to the stripe pattern of the anode (transparent electrode layer). A cathode comprising a (ratio of 10/1) layer was formed. The organic EL light emitting device thus obtained was sealed in a glove box under a dry nitrogen atmosphere (both oxygen and moisture concentrations were 10 ppm or less) using the gas barrier substrate manufactured in Example 7 and a UV curing adhesive. A color organic EL device was obtained.
[0142]
After driving the obtained color organic EL device continuously for 100 hours, the number of dark spots per unit area in the panel was measured.
[0143]
[Example 10]
<Manufacture of organic EL element>
As a supporting substrate, a (meth) acrylic resin [94 parts by weight of an alicyclic skeleton bis (meth) acrylate and 6 parts by weight of an alicyclic skeleton mono (meth) acrylate] were formed on a 6-inch glass by spin coating. Resin composition consisting of 1.0 μm), dried on a hot plate at 120 ° C. for 2 minutes, and then 1 J / cm 2 2 UV irradiation was performed at an exposure amount of, followed by hot air drying at 160 ° C. for 60 minutes to obtain a support substrate.
[0144]
The support substrate obtained in the above step was placed in a chamber of a magnetron sputtering device. A gas barrier layer was formed by using silicon nitride as a target and performing film formation under the following film formation conditions until the silicon oxynitride film thickness became 100 nm.
[0145]
Film formation pressure: 2.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Nitrogen gas flow rate: 9 sccm
Frequency: 13.56 MHz
Power: 1.2kW
A cardo polymer (V-259-EH: manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) is applied on the gas barrier layer formed in the above step by a spin coating method to a thickness of 1.0 μm, and is applied at 120 ° C. for 2 minutes. Subsequently, hot air drying was performed at 160 ° C. for 60 minutes to form a flattening layer.
[0146]
The substrate having the flattening layer obtained in the above step was placed in a chamber of a magnetron sputtering device. A gas barrier layer was formed by using silicon nitride as a target and performing film formation under the following film formation conditions until the thickness of silicon oxynitride became 100 nm.
[0147]
Film formation pressure: 2.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Nitrogen gas flow rate: 9 sccm
Frequency: 13.56 MHz
Power: 1.2kW
Thereafter, the substrate was placed in a chamber of an ion plating apparatus. Indium tin oxide (ITO) was used as a sublimation material, and a film was formed under the following film forming conditions until the film thickness of indium tin oxide (ITO) became 150 nm, thereby forming a transparent electrode layer.
[0148]
Film formation pressure: 1.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 18 sccm
Oxygen gas flow rate: 28 sccm
Film formation current value: 60A
On the substrate having the transparent electrode layer manufactured as described above, as shown below, by further forming a hole injection layer, a hole transport layer, an organic light emitting layer, an electron injection layer, and a cathode in this order Then, an organic EL light emitting device having a six-layer structure of a transparent electrode layer / a hole injection layer / a hole transport layer / an organic light emitting layer / an electron injection layer / a cathode was formed on a glass support substrate.
[0149]
That is, a resist agent “OFRP-800” (trade name, manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) is applied on the transparent electrode layer of indium zinc oxide obtained in the above step, and then patterned by a photolithographic method. A transparent electrode layer formed by forming a stripe pattern having a thickness of 0.094 mm, a gap of 0.016 mm, and a thickness of 100 nm was obtained.
[0150]
The substrate on which the transparent electrode layer was formed was mounted in a resistance heating evaporation apparatus, and a hole injection layer, a hole transport layer, an organic light emitting layer, and an electron injection layer were sequentially formed over the entire surface without breaking vacuum. During film formation, the internal pressure of the vacuum chamber was set to 1 × 10 -4 The pressure was reduced to Pa. As a hole injection layer, copper phthalocyanine (CuPc) was laminated so as to have a thickness of 100 nm. As a hole transporting layer, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (α-NPD) was laminated to a thickness of 20 nm. As an organic light emitting layer, 4,4′-bis (2,2′-diphenylvinyl) biphenyl (DPVBi) was laminated so as to have a thickness of 30 nm. As an electron injection layer, an aluminum chelate (tris (8-hydroxyquinoline) aluminum complex, Alq) was laminated so that the film thickness became 20 nm.
[0151]
Next, without breaking the vacuum, a 200 nm-thick Mg / Ag (mass) was obtained using a mask capable of obtaining a pattern having a width of 0.30 mm and a spacing of 0.03 mm perpendicular to the stripe pattern of the anode (transparent electrode layer). A cathode comprising a (ratio of 10/1) layer was formed. The organic EL light-emitting device thus obtained was sealed in a glove box under a dry nitrogen atmosphere (both oxygen and moisture concentrations were 10 ppm or less) using the gas barrier substrate manufactured in Example 7 and a UV-curable adhesive to form a color. An organic EL device was obtained.
[0152]
After driving the obtained color organic EL device continuously for 100 hours, the number of dark spots per unit area in the panel was measured.
[0153]
[Comparative Example 1]
<Production of gas barrier substrate composed of base material / transparent resin layer / gas barrier layer>
In the manufacture of the gas barrier substrate of Example 1, a gas barrier substrate of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that no flattening layer was formed.
[0154]
[Comparative Example 2]
<Production of gas barrier substrate composed of base material / transparent resin layer / gas barrier layer>
A gas barrier substrate of Comparative Example 2 was manufactured in the same manner as in Example 2 except that a flattening layer was not formed in the production of the gas barrier substrate of Example 2.
[0155]
[Comparative Example 3]
<Production of gas barrier substrate composed of substrate / gas barrier layer (CVD method)>
In the manufacture of the gas barrier substrate of Example 3, a gas barrier substrate of Comparative Example 3 was obtained in the same manner as in Example 3 except that no flattening layer was formed.
[0156]
[Comparative Example 4]
<Production of Gas Barrier Substrate Consisting of Substrate / Gas Barrier Layer (Sputtering Method)> In the production of the gas barrier substrate of Example 4, except that a flattening layer was not formed, all were compared in the same manner as in Example 4. The gas barrier substrate of Example 4 was used.
[0157]
[Comparative Example 5]
<Production of gas barrier substrate composed of base material / gas barrier layer / gas barrier layer>
In the manufacture of the gas barrier substrate of Example 5, a gas barrier substrate of Comparative Example 5 was obtained in the same manner as in Example 5 except that no flattening layer was formed. That is, the gas barrier substrate of Comparative Example 5 is a gas barrier substrate in which two gas barrier layers of silicon oxynitride are formed on a substrate under the same conditions.
[0158]
[Comparative Example 6]
<Production of a gas barrier substrate having a stress relaxation layer provided on the side opposite to the film formation surface>
A gas barrier substrate of Comparative Example 6 was manufactured in the same manner as in Example 7 except that a flattening layer was not formed in the production of the gas barrier substrate of Example 6. That is, the layer configuration of the gas barrier substrate obtained in Comparative Example 6 is composed of a stress relaxation layer composed of a gas barrier layer / a substrate / a gas barrier layer / a gas barrier layer.
[0159]
[Comparative Example 7]
<Display substrate>
In the manufacture of the gas barrier substrate of Example 7, a gas barrier substrate of Comparative Example 7 was obtained in the same manner as in Example 8 except that no flattening layer was formed. That is, the layer configuration of the display substrate obtained in Comparative Example 7 is composed of a substrate / gas barrier layer / gas barrier layer / transparent electrode layer.
[0160]
[Comparative Example 8]
<Production of gas barrier substrate composed of base material / gas barrier layer / flattening layer>
A gas barrier layer was formed on a substrate in the same manner as in Example 8.
[0161]
On the gas barrier layer obtained in the above step, a coating agent containing aminoalkyldialkoxysilane as a main component is applied in a thickness of 1.0 μm by spin coating, and then applied at 120 ° C. for 2 minutes and then at 200 ° C. for 2 minutes. After drying with hot air for a time, a flattening layer was formed.
[0162]
[Comparative Example 9]
<Manufacture of organic EL element>
As a substrate, 6 inch glass was placed in a chamber of a magnetron sputtering apparatus. A gas barrier layer was formed by using silicon nitride as a target and performing film formation under the following film formation conditions until the thickness of silicon oxynitride became 100 nm.
[0163]
Film formation pressure: 2.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Nitrogen gas flow rate: 3sccm
Frequency: 13.56 MHz
Power: 1.2kW
The substrate on which the gas barrier layer obtained in the above step was formed was placed in a chamber of a magnetron sputtering device. Silicon nitride was used as a target, and film formation was performed under the following film formation conditions until the silicon oxynitride film thickness reached 100 nm, whereby a gas barrier substrate having a gas barrier layer formed thereon was obtained.
[0164]
Film formation pressure: 1.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Nitrogen gas flow rate: 9 sccm
Frequency: 13.56 MHz
Power: 1.2kW
Film formation current value: 100A
A display substrate was obtained by forming a transparent electrode layer on the gas barrier substrate obtained in the above step in the same manner as in Example 9.
[0165]
On the display substrate obtained in the above step, an organic material having a six-layer structure of transparent electrode layer / hole injection layer / hole transport layer / organic light emitting layer / electron injection layer / cathode was formed in the same manner as in Example 9. An EL element was formed, a cathode was further formed, and sealing was performed to obtain a color organic EL element.
[0166]
After driving the obtained color organic EL device continuously for 100 hours, the number of dark spots per unit area in the panel was measured.
[0167]
[Comparative Example 10]
<Manufacture of organic EL element>
A transparent support substrate was prepared as follows. That is, a (meth) acrylic resin film is applied to a thickness of 1.0 μm on a 6-inch glass by a spin coating method, dried at 120 ° C. for 2 minutes on a hot plate, and then 1 J / cm 2 2 The substrate was irradiated with ultraviolet rays (UV) at an exposure amount of, and then dried with hot air at 160 ° C. for 60 minutes to obtain a transparent support substrate.
[0168]
The transparent support substrate obtained in the above step was placed in a chamber of a magnetron sputtering device. A gas barrier layer was formed on a transparent support substrate by using silicon nitride as a target and performing film formation under the following film formation conditions until the thickness of silicon oxynitride reached 100 nm.
[0169]
Film formation pressure: 2.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Nitrogen gas flow rate: 9 sccm
Frequency: 13.56 MHz
Power: 1.2kW
The substrate on which the gas barrier layer obtained in the above step was formed was placed in a chamber of a magnetron sputtering device. Silicon nitride was used as a target, and a film was formed under the following film formation conditions until the silicon oxynitride film thickness reached 100 nm, whereby a gas barrier substrate having a gas barrier layer formed thereon was obtained.
[0170]
Film formation pressure: 2.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Oxygen gas flow rate: 3 sccm
Frequency: 13.56 MHz
Power: 1.2kW
The gas barrier substrate obtained in the above step was placed in a chamber of an ion plating apparatus. Indium tin oxide (ITO) is used as the sublimation material, and a film is formed under the following film forming conditions until the film thickness of indium tin oxide (ITO) becomes 150 nm, thereby forming a transparent electrode layer. Thus, a display substrate was obtained.
[0171]
Film formation pressure: 1.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 18 sccm
Oxygen gas flow rate: 28 sccm
Film formation current value: 60A
An organic EL light emitting device having a six-layer structure of a transparent electrode layer / a hole injection layer / a hole transport layer / an organic light emitting layer / an electron injection layer / a cathode is formed on the display substrate manufactured as described above as follows. Formed.
[0172]
That is, a resist agent “OFRP-800” (trade name, manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) is applied on the indium tin oxide transparent electrode layer obtained in the above step, and then patterned by a photolithographic method. A transparent electrode layer formed by forming a stripe pattern having a thickness of 0.094 mm, a gap of 0.016 mm, and a thickness of 100 nm was obtained.
[0173]
The substrate on which the transparent electrode layer was formed was mounted in a resistance heating evaporation apparatus, and a hole injection layer, a hole transport layer, an organic light emitting layer, and an electron injection layer were sequentially formed over the entire surface without breaking vacuum. During film formation, the internal pressure of the vacuum chamber was set to 1 × 10 -4 The pressure was reduced to Pa. As a hole injection layer, copper phthalocyanine (CuPc) was laminated so as to have a thickness of 100 nm. As a hole transporting layer, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (α-NPD) was laminated to a thickness of 20 nm. As an organic light emitting layer, 4,4′-bis (2,2′-diphenylvinyl) biphenyl (DPVBi) was laminated so as to have a thickness of 30 nm. As an electron injection layer, an aluminum chelate (tris (8-hydroxyquinoline) aluminum complex, Alq) was laminated so that the film thickness became 20 nm.
[0174]
Next, without breaking the vacuum, a 200 nm-thick Mg / Ag (mass) was obtained using a mask capable of obtaining a pattern having a width of 0.30 mm and a spacing of 0.03 mm perpendicular to the stripe pattern of the anode (transparent electrode layer). A cathode comprising a (ratio of 10/1) layer was formed. The organic EL light emitting device thus obtained was sealed in a glove box under a dry nitrogen atmosphere (both oxygen and moisture concentrations were 10 ppm or less) using the gas barrier substrate manufactured in Example 7 and a UV curing adhesive. A color organic EL device was obtained.
[0175]
After driving the obtained color organic EL device continuously for 100 hours, the number of dark spots per unit area in the panel was measured.
[0176]
[Evaluation method]
With respect to the gas barrier substrate and each display substrate produced in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 9, tests were performed on the following evaluation items, and the data was measured.
(1) Measurement of water vapor transmission rate
The measurement was performed using a water vapor transmission rate measuring device (PERCONTRAN-
(2) Measurement of oxygen permeability
The measurement was performed using an oxygen gas permeability measurement device (manufactured by MOCON, OX-TRAN 2/20: trade name) under the conditions of a measurement temperature of 23 ° C. and a humidity of 90% Rh.
(3) Measurement of surface roughness (Ra) and maximum height difference (PV)
The measurement was performed using (Nanopics: trade name, manufactured by Seiko Instruments Inc.) under the conditions of a scan range of 20 μm and a scan speed of 90 sec / frame.
(4) Resistance measurement
The surface electrical resistivity was measured using a four-point probe method (Loresta AP: trade name, manufactured by Mitsubishi Yuka Co., Ltd.).
(5) Measurement of linear expansion coefficient
The coefficient of linear expansion at 25 to 200 ° C. was measured using TMA8310 (trade name) manufactured by Rigaku Corporation.
(6) Measurement of total light transmittance
The total light transmittance was measured using a total light transmittance device (COLOUR S & M COMPUTER MODEL SM-C: model number) manufactured by Suga Test Co., Ltd.
[0177]
The above evaluation results (measurement results) are shown in the following table.
[0178]
[Table 1]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the gas barrier layer is formed on the flattened surface on the flattening layer, the gas barrier layer can be a dense layer having no unevenness or pinholes and having a high gas barrier property. . This makes it possible to form a high quality display without dark spots or the like by using the gas barrier substrate of the present invention, for example, as a display substrate or the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a gas barrier substrate of the present invention.
FIG. 2 is a schematic sectional view showing another example of the gas barrier substrate of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... substrate
2… Flattening layer
3 Gas barrier layer
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