JP2007095572A - Barrier substrate for organic electroluminescent element - Google Patents

Barrier substrate for organic electroluminescent element Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a barrier substrate for an organic EL element which can make an excellent image display without a defect such as a dark spot, and to provide an organic EL display device. <P>SOLUTION: The barrier substrate for an organic EL element is composed of a substrate and a first inorganic insulating layer of an eavporated membrane formed on the above substrate and a second inorganic insulating layer of an ultra-fine-particle film formed on the above first inorganic insulating layer. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置に用いられる有機エレクトロルミネッセンス素子用バリア性基板に関するものである。   The present invention relates to a barrier substrate for an organic electroluminescence element used in an organic electroluminescence display device.

有機エレクトロルミネッセンス(以下、有機ELと略すことがある。)素子は、印加電圧が10V弱であっても高輝度な発光が実現するなど発光効率が高く、単純な素子構造で発光が可能であるため、画像表示装置への応用が期待され、盛んに研究が行われている。特に有機EL素子は、自己発色により視認性が高いこと、液晶ディスプレイとは異なり全固体ディスプレイであるため耐衝撃性に優れること、温度変化の影響が少ないこと、および、視野角が大きいこと等の利点を有することから、近年、画像表示装置における発光素子としての実用化が進んでいる。   An organic electroluminescence (hereinafter, abbreviated as “organic EL”) element has high luminous efficiency such as high luminance emission even when the applied voltage is less than 10 V, and can emit light with a simple element structure. Therefore, application to image display devices is expected, and research is actively conducted. In particular, the organic EL element has high visibility due to self-coloring, is different from a liquid crystal display in that it is an all-solid-state display, has excellent impact resistance, is less affected by temperature changes, and has a large viewing angle. In recent years, it has been put to practical use as a light emitting element in an image display device.

有機EL素子を画像表示装置における発光素子として実用化する上で重要なことは、有機EL素子が精細な表示機能を有することとともに、長期安定性を有することである。しかしながら、有機EL素子の中には、一定期間駆動すると、電流−輝度特性等の発光特性が著しく低下するという欠点を有するものがある。   What is important in putting an organic EL element into practical use as a light-emitting element in an image display device is that the organic EL element has a fine display function and long-term stability. However, some organic EL elements have a drawback that when they are driven for a certain period, the light emission characteristics such as current-luminance characteristics are remarkably deteriorated.

この発光特性の低下原因の代表的なものは、ダークスポットと呼ばれる発光欠陥点の成長である。このダークスポットは、有機EL素子中の酸素あるいは水分による、有機EL素子を構成する各層の構成材料の酸化あるいは凝集に起因するものと考えられている。ダークスポットの成長は、通電中(駆動中)はもちろん、保存中にも進行し、極端な場合には発光面全体に広がる。その成長は、特に、(1)有機EL素子の周囲に存在する酸素あるいは水分により加速され、(2)各層中に吸着物として存在する酸素あるいは水分に影響され、および(3)有機EL素子の作製時に用いる部品に吸着している水分、もしくは製造時等における水分の浸入にも影響されると考えられている。
また、有機EL素子作製時の加熱の際に、有機EL素子を構成する着色層や色変換層等に含まれる色素等の分解によって発生するガスも、ダークスポットの原因となる。
A typical cause of the deterioration of the light emission characteristics is the growth of light emission defect points called dark spots. This dark spot is considered to be caused by oxidation or aggregation of constituent materials of each layer constituting the organic EL element due to oxygen or moisture in the organic EL element. The growth of the dark spot proceeds not only during energization (during driving) but also during storage, and in an extreme case spreads over the entire light emitting surface. The growth is particularly accelerated by (1) oxygen or moisture present around the organic EL element, (2) affected by oxygen or moisture present as an adsorbate in each layer, and (3) the organic EL element. It is considered that it is also affected by moisture adsorbed on the parts used at the time of production or moisture permeation at the time of production.
In addition, a gas generated by decomposition of a pigment contained in a colored layer, a color conversion layer, or the like that constitutes the organic EL element at the time of heating during the production of the organic EL element also causes a dark spot.

この水分や酸素およびガスの有機EL層への侵入を防止する手法として、透明無機膜や樹脂膜等の透明バリア層を設ける方法が提案されている(例えば特許文献1〜5参照)。
しかしながら、透明無機膜は一般にスパッタリング法や真空蒸着法等により成膜されるものであり、このような方法によってパーティクル等の異物やピンホールのない透明無機膜を得ることは技術的に困難である。このため、透明無機膜では有機EL素子の劣化を防ぐ防湿性、バリア性が不十分である。そこで、透明無機膜を厚膜にすることによってバリア性を高める方法が採用されているが、非常にコストが高くなるという問題がある。
また、透明バリア層として樹脂膜を用いた場合、ピンホールによるダークスポットの発生を防ぐことはできるが、樹脂膜は熱膨張などにより伸び縮みが起きるため、透明電極層形成時や着色層形成時に位置ずれが生じ、透明電極層端部から画素縮小が生じるという問題がある。
As a technique for preventing the moisture, oxygen and gas from entering the organic EL layer, a method of providing a transparent barrier layer such as a transparent inorganic film or a resin film has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 5).
However, the transparent inorganic film is generally formed by a sputtering method, a vacuum deposition method, or the like, and it is technically difficult to obtain a transparent inorganic film free from foreign matters such as particles and pinholes by such a method. . For this reason, the transparent inorganic film has insufficient moisture resistance and barrier properties for preventing deterioration of the organic EL element. Therefore, although a method of increasing the barrier property by adopting a thick transparent inorganic film is employed, there is a problem that the cost becomes very high.
In addition, when a resin film is used as the transparent barrier layer, dark spots due to pinholes can be prevented, but the resin film expands and contracts due to thermal expansion, etc., so when forming a transparent electrode layer or a colored layer There is a problem that displacement occurs and pixel reduction occurs from the end of the transparent electrode layer.

特開2002−100469号公報JP 2002-1000046 A 特開2002−117976号公報JP 2002-117976 A 特開2002−134268号公報JP 2002-134268 A 特開2002−175880号公報JP 2002-175880 A 特開2002−184578号公報JP 2002-184578 A

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ダークスポット等の欠陥のない良好な画像表示が可能な有機EL素子用バリア性基板および有機EL表示装置を提供することを主目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and has as its main object to provide a barrier substrate for an organic EL element and an organic EL display device capable of displaying a good image without defects such as dark spots. To do.

本発明は、上記目的を達成するために、基板と、上記基板上に形成され、蒸着膜である第1無機絶縁層と、上記第1無機絶縁層上に形成され、超微粒子で形成された膜である第2無機絶縁層とを有することを特徴とする有機EL素子用バリア性基板を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention is formed of a substrate, a first inorganic insulating layer that is a vapor deposition film formed on the substrate, and an ultrafine particle formed on the first inorganic insulating layer. Provided is a barrier substrate for an organic EL element, comprising a second inorganic insulating layer which is a film.

本発明によれば、第2無機絶縁層が超微粒子で形成された膜であるので、蒸着膜である第1無機絶縁層にピンホール等の欠陥が存在する場合でも、超微粒子によりピンホール等の欠陥を塞ぐことができる。このため、第1無機絶縁層のピンホール等の欠陥から水蒸気や酸素等が浸入するのを防ぐことができる。したがって、本発明の有機EL素子用バリア性基板を有機EL表示装置に用いた場合には、ダークスポットの発生を抑制することが可能である。また、蒸着膜には、ピンホールや異物等の表面欠陥の他に構造欠陥もあり、そのような欠陥部分は構造的に弱い部分となるが、超微粒子のサイズ効果により超微粒子が構造的に弱い部分に入り込むので、蒸着膜の充填密度を向上させバリア性を向上させることができる。
また、第1無機絶縁層上に第2無機絶縁層を設けることにより、上述したように水蒸気や酸素の侵入を防ぐことができるので、バリア性を得るためにスパッタリング法や真空蒸着法により厚膜の透明バリア層を設ける必要がなく、製造コストを削減することができる。
さらに、超微粒子が溶剤に分散された超微粒子分散液を塗布し焼成することにより第2無機絶縁層を形成する場合には、超微粒子特有のサイズ効果により、焼結温度を通常の焼結温度よりも低くすることができ、例えば着色層の耐熱温度以下での焼成が可能となる。
According to the present invention, since the second inorganic insulating layer is a film formed of ultrafine particles, even if a defect such as a pinhole exists in the first inorganic insulating layer that is a vapor deposition film, pinholes or the like are formed by the ultrafine particles. Can block defects. For this reason, it can prevent that water vapor | steam, oxygen, etc. permeate from defects, such as a pinhole of a 1st inorganic insulating layer. Therefore, when the organic EL element barrier substrate of the present invention is used in an organic EL display device, it is possible to suppress the occurrence of dark spots. In addition to the surface defects such as pinholes and foreign matters, the deposited film also has structural defects. Such defective portions are structurally weak, but the ultrafine particles are structurally weak due to the size effect of the ultrafine particles. Since it enters a weak part, the packing density of a vapor deposition film can be improved and barrier property can be improved.
Further, by providing the second inorganic insulating layer on the first inorganic insulating layer, it is possible to prevent the intrusion of water vapor or oxygen as described above. Therefore, in order to obtain a barrier property, a thick film is formed by a sputtering method or a vacuum evaporation method. The transparent barrier layer need not be provided, and the manufacturing cost can be reduced.
Further, when the second inorganic insulating layer is formed by applying and baking an ultrafine particle dispersion in which ultrafine particles are dispersed in a solvent, the sintering temperature is set to a normal sintering temperature due to the size effect unique to the ultrafine particles. For example, it is possible to perform firing at a temperature lower than the heat resistant temperature of the colored layer.

また本発明においては、上記第1無機絶縁層が、複数の蒸着膜からなるものであってもよい。複数の蒸着膜(第1無機絶縁層)と超微粒子で形成された膜(第2無機絶縁層)とが積層されることにより、バリア性をさらに向上させることができるからである。   Moreover, in this invention, the said 1st inorganic insulating layer may consist of a some vapor deposition film. This is because the barrier property can be further improved by laminating a plurality of deposited films (first inorganic insulating layer) and a film (second inorganic insulating layer) formed of ultrafine particles.

さらに本発明においては、上記超微粒子の焼結温度が350℃以下であることが好ましい。焼結温度が上記範囲である超微粒子を用いることにより、超微粒子分散液を塗布し焼成することにより第2無機絶縁層を形成する場合には、より低い温度で焼成できるからである。   Furthermore, in the present invention, the sintering temperature of the ultrafine particles is preferably 350 ° C. or lower. This is because by using ultrafine particles having a sintering temperature in the above range, when the second inorganic insulating layer is formed by applying and baking an ultrafine particle dispersion, it can be fired at a lower temperature.

また、上記超微粒子が、酸化インジウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および酸化窒化ケイ素からなる群から選択される少なくとも1種の超微粒子であることが好ましい。これらの超微粒子を用いることにより、絶縁性を高めることができるからである。
さらに、上記超微粒子が、表面が酸化された状態である、インジウム、アルカリ金属、およびアルカリ土類金属からなる群から選択される少なくとも1種の超微粒子であることも好ましい。インジウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属は酸化性が高いため、比較的低い温度での焼成でも酸化が促進されるからである。
The ultrafine particles are preferably at least one kind of ultrafine particles selected from the group consisting of indium oxide, silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride. This is because the insulating properties can be improved by using these ultrafine particles.
Furthermore, it is also preferable that the ultrafine particles are at least one kind of ultrafine particles selected from the group consisting of indium, alkali metal, and alkaline earth metal whose surface is oxidized. This is because indium, alkali metal, and alkaline earth metal are highly oxidizable, so that oxidation is promoted even by firing at a relatively low temperature.

さらに、上記超微粒子の平均粒径が0.5nm〜100nmの範囲内であることが好ましい。平均粒径が小さすぎる超微粒子は製造が難しく、超微粒子の平均粒径が大きすぎると第1無機絶縁層のピンホール等の欠陥を塞ぐことが困難となる場合があるからである。   Furthermore, the average particle size of the ultrafine particles is preferably in the range of 0.5 nm to 100 nm. This is because ultrafine particles having an average particle size that is too small are difficult to manufacture, and if the average particle size of the ultrafine particles is too large, it may be difficult to block defects such as pinholes in the first inorganic insulating layer.

また本発明においては、上記基板と上記第1無機絶縁層との間に、着色層が形成されていてもよい。さらに、上記基板と上記第1無機絶縁層との間に、色変換層が形成されていてもよい。さらには、上記基板と上記第1無機絶縁層との間に、凹凸形状を有する透明保護層が形成されていてもよい。本発明によれば、第1無機絶縁層と第2無機絶縁層とを積層することによりバリア性が発現するので、着色層、色変換層、透明保護層からガスが発生したとしても、ガスの流出を防止することができる。   In the present invention, a colored layer may be formed between the substrate and the first inorganic insulating layer. Furthermore, a color conversion layer may be formed between the substrate and the first inorganic insulating layer. Furthermore, a transparent protective layer having an uneven shape may be formed between the substrate and the first inorganic insulating layer. According to the present invention, the barrier property is manifested by laminating the first inorganic insulating layer and the second inorganic insulating layer. Outflow can be prevented.

本発明は、また、基板上に少なくとも一層の蒸着膜を形成する第1無機絶縁層形成工程と、上記第1無機絶縁層上に超微粒子が溶剤に分散された超微粒子分散液を塗布し、焼成して、膜を形成する第2無機絶縁層形成工程とを有することを特徴とする有機EL素子用バリア性基板の製造方法を提供する。   The present invention also includes a first inorganic insulating layer forming step of forming at least one vapor-deposited film on a substrate, and an ultrafine particle dispersion in which ultrafine particles are dispersed in a solvent on the first inorganic insulating layer. There is provided a method for producing a barrier substrate for an organic EL element, comprising a second inorganic insulating layer forming step of baking to form a film.

本発明によれば、蒸着膜である第1無機絶縁層にピンホール等の欠陥が存在する場合でも、その上に超微粒子分散液を塗布することにより第2無機絶縁層を形成するので、超微粒子によりピンホール等の欠陥を塞ぐことができる。そのため、バリア性に優れる有機EL素子用バリア性基板を得ることができる。また、従来のようにスパッタリング法や真空蒸着法により厚膜の透明バリア層を設ける必要がなく、製造コストを削減することができ、歩留まりを向上させることができる。
さらに本発明によれば、第2無機絶縁層形成工程にて、超微粒子特有のサイズ効果により、通常の温度よりも低温で焼結することができる。これにより、例えば着色層の耐熱温度以下での焼成が可能となる。
According to the present invention, even when defects such as pinholes are present in the first inorganic insulating layer, which is a deposited film, the second inorganic insulating layer is formed by applying the ultrafine particle dispersion on the first inorganic insulating layer. Fine particles can close defects such as pinholes. Therefore, an organic EL element barrier substrate having excellent barrier properties can be obtained. Further, it is not necessary to provide a thick transparent barrier layer by a sputtering method or a vacuum vapor deposition method as in the prior art, so that the manufacturing cost can be reduced and the yield can be improved.
Furthermore, according to the present invention, in the second inorganic insulating layer forming step, sintering can be performed at a temperature lower than the normal temperature due to the size effect unique to the ultrafine particles. As a result, for example, the colored layer can be fired at a temperature lower than the heat resistant temperature.

上記発明においては、上記第2無機絶縁層形成工程にて、上記超微粒子が酸化しない雰囲気中で焼成し、その後、酸化性雰囲気中で焼成することが好ましい。これにより、超微粒子の焼結を十分に進行させ、緻密な膜を形成できるからである。   In the said invention, it is preferable to bake in the atmosphere which the said ultrafine particle does not oxidize at the said 2nd inorganic insulating layer formation process, and to bake in oxidizing atmosphere after that. This is because the ultrafine particles can be sufficiently sintered to form a dense film.

また本発明においては、上記第1無機絶縁層形成工程にて、基板上に下層の蒸着膜を形成し、上記下層の蒸着膜表面を研磨した後に、上記下層の蒸着膜上に上層の蒸着膜を形成することができる。例えば下層の蒸着膜表面に異物が存在する場合、研磨により異物を除去することができ、その上にさらに蒸着膜を形成することにより異物があった部分のバリア性を補強することができるからである。   In the present invention, in the first inorganic insulating layer forming step, after forming a lower vapor deposition film on the substrate and polishing the lower vapor deposition film surface, the upper vapor deposition film is formed on the lower vapor deposition film. Can be formed. For example, when foreign matter exists on the surface of the lower vapor deposition film, the foreign matter can be removed by polishing, and by further forming a vapor deposition film thereon, the barrier property of the portion where the foreign matter was present can be reinforced. is there.

さらに本発明においては、上記溶剤の沸点が120℃以上であることが好ましい。溶剤の沸点が比較的高ければ、超微粒子分散液塗布後の乾燥時にて溶剤が一気に蒸発するのを防ぐことができ、これにより超微粒子が凝集して膜の平坦性が損なわれるのを回避することができるからである。   Furthermore, in the present invention, the boiling point of the solvent is preferably 120 ° C. or higher. If the boiling point of the solvent is relatively high, it is possible to prevent the solvent from evaporating at the time of drying after application of the ultrafine particle dispersion, thereby preventing the ultrafine particles from agglomerating and losing the flatness of the film. Because it can.

また本発明は、上述した有機EL素子用バリア性基板と、上記有機EL素子用バリア性基板の第2無機絶縁層上に形成された透明電極層と、上記透明電極層上に形成され、少なくとも発光層を含む有機EL層と、上記有機EL層上に形成された背面電極層とを有することを特徴とする有機EL表示装置を提供する。   The present invention also provides a barrier substrate for an organic EL element, a transparent electrode layer formed on the second inorganic insulating layer of the barrier substrate for an organic EL element, and formed on the transparent electrode layer. An organic EL display device having an organic EL layer including a light emitting layer and a back electrode layer formed on the organic EL layer is provided.

本発明の有機EL表示装置は、上述した有機EL素子用バリア性基板を用いるので、ダークスポット等の欠陥の発生を抑制することができ、良好な画像表示が可能である。また、従来のようにスパッタリング法や真空蒸着法により厚膜の透明バリア層を設ける必要がないため、安価に有機EL表示装置を提供できる。   Since the organic EL display device of the present invention uses the above-described barrier substrate for organic EL elements, it is possible to suppress the occurrence of defects such as dark spots and to display a good image. Further, since there is no need to provide a thick transparent barrier layer by sputtering or vacuum deposition as in the prior art, an organic EL display device can be provided at low cost.

本発明によれば、蒸着膜である第1無機絶縁層上に超微粒子で形成された膜である第2無機絶縁層が形成されているので、超微粒子によって第1無機絶縁層に存在するピンホール等の欠陥を塞ぐことができ、着色層等から発生するガスの流出および水蒸気や酸素等の浸入を防ぐことができるという効果を奏する。したがって、本発明の有機EL素子用バリア性基板を有機EL表示装置に用いた場合には、ダークスポットの発生を抑制することができ、良好な画像表示が可能となる。   According to the present invention, since the second inorganic insulating layer, which is a film formed of ultrafine particles, is formed on the first inorganic insulating layer, which is a vapor deposition film, the pin existing in the first inorganic insulating layer by the ultrafine particles. Defects such as holes can be blocked, and the outflow of gas generated from the colored layer or the like and the intrusion of water vapor or oxygen can be prevented. Therefore, when the barrier substrate for organic EL elements of the present invention is used in an organic EL display device, the occurrence of dark spots can be suppressed and good image display can be achieved.

以下、本発明の有機EL素子用バリア性基板およびその製造方法、ならびに有機EL表示装置について詳細に説明する。   Hereinafter, the barrier substrate for an organic EL element of the present invention, a manufacturing method thereof, and an organic EL display device will be described in detail.

A.有機EL素子用バリア性基板
まず、本発明の有機EL素子用バリア性基板について説明する。
本発明の有機EL素子用バリア性基板は、基板と、上記基板上に形成され、蒸着膜である第1無機絶縁層と、上記第1無機絶縁層上に形成され、超微粒子で形成された膜である第2無機絶縁層とを有することを特徴とするものである。
A. First, the barrier substrate for organic EL elements of the present invention will be described.
The barrier substrate for an organic EL element of the present invention is formed of a substrate, a first inorganic insulating layer that is a vapor deposition film formed on the substrate, and an ultrafine particle formed on the first inorganic insulating layer. It has the 2nd inorganic insulating layer which is a film | membrane, It is characterized by the above-mentioned.

本発明の有機EL素子用バリア性基板について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の有機EL素子用バリア性基板の一例を示す概略断面図である。図1に示すように、本発明の有機EL素子用バリア性基板10は、基板1上に第1無機絶縁層2および第2無機絶縁層3が順次積層されたものである。
第1無機絶縁層は蒸着膜であり、第2無機絶縁層は超微粒子で形成された膜である。一般にスパッタリング法や真空蒸着法などの蒸着法により形成された蒸着膜はパーティクル等の異物やピンホールが存在する場合が多いが、本発明においては、蒸着膜である第1無機絶縁層上に超微粒子で形成された膜である第2無機絶縁層を積層するので、蒸着膜の製造面での欠陥やミクロ的な構造欠陥等を超微粒子で塞ぐことができ、水蒸気や酸素に対してバリア性を得ることができる。
また、蒸着膜には、ピンホールや異物等の表面欠陥の他に構造欠陥もあり、そのような欠陥部分は構造的に弱い部分となる。また、蒸着膜の異物を研磨により除去し、さらにその上に蒸着膜を成膜した場合には、ピンホールのない層とすることができるが、研磨より異物が除去された部分は、上層の蒸着膜で覆われているとしても構造的に弱い。これに対し、本発明によれば、超微粒子のサイズ効果により超微粒子が構造的に弱い部分に入り込むので、蒸着膜の充填密度を向上させバリア性を向上させることができる。
The barrier substrate for an organic EL device of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a barrier substrate for an organic EL device of the present invention. As shown in FIG. 1, the barrier substrate 10 for an organic EL element of the present invention is obtained by sequentially laminating a first inorganic insulating layer 2 and a second inorganic insulating layer 3 on a substrate 1.
The first inorganic insulating layer is a vapor deposition film, and the second inorganic insulating layer is a film formed of ultrafine particles. In general, a deposited film formed by a deposition method such as a sputtering method or a vacuum deposition method often includes foreign matters such as particles or pinholes. However, in the present invention, the deposited film is formed on the first inorganic insulating layer which is a deposited film. Since the second inorganic insulating layer, which is a film made of fine particles, is laminated, defects on the production surface of the deposited film, microscopic structural defects, etc. can be closed with ultrafine particles, and barrier properties against water vapor and oxygen Can be obtained.
Further, the deposited film has structural defects in addition to surface defects such as pinholes and foreign matters, and such defective portions are structurally weak portions. In addition, when the foreign matter in the vapor deposition film is removed by polishing and a vapor deposition film is further formed thereon, a layer without pinholes can be formed, but the portion where the foreign matter has been removed by polishing is the upper layer. Even if it is covered with a deposited film, it is structurally weak. On the other hand, according to the present invention, since the ultrafine particles enter the structurally weak part due to the size effect of the ultrafine particles, the filling density of the deposited film can be improved and the barrier property can be improved.

本発明においては、基板と第1無機絶縁層との間に有機材料で形成された層が形成されていることが好ましい。有機材料で形成された層が高温に曝されると有機材料の分解等によってガスが発生する場合があり、ダークスポットの原因となるが、第1無機絶縁層および第2無機絶縁層が積層されていることにより、このようなガスに対してもバリア性が発揮されるからである。有機材料で形成された層としては、例えば着色層、色変換層、遮光部、平坦化層、透明保護層などが挙げられる。本発明の有機EL素子用バリア性基板は、着色層等から発生するガスに対しても優れたバリア性を有するのである。
したがって、本発明の有機EL素子用バリア性基板を有機EL表示装置に用いた場合、ダークスポットのない良好な画像表示が可能となる。
In the present invention, it is preferable that a layer formed of an organic material is formed between the substrate and the first inorganic insulating layer. When a layer formed of an organic material is exposed to a high temperature, gas may be generated due to decomposition of the organic material, which causes dark spots, but the first inorganic insulating layer and the second inorganic insulating layer are laminated. This is because the barrier property is exhibited even for such a gas. Examples of the layer formed of an organic material include a colored layer, a color conversion layer, a light shielding portion, a planarization layer, a transparent protective layer, and the like. The barrier substrate for an organic EL device of the present invention has an excellent barrier property against a gas generated from a colored layer or the like.
Therefore, when the barrier substrate for organic EL elements of the present invention is used in an organic EL display device, good image display without dark spots is possible.

また、超微粒子が溶剤に分散された超微粒子分散液を塗布し焼成することにより第2無機絶縁層を形成する場合には、超微粒子特有のサイズ効果により、焼結温度を、通常の焼結温度と比較して低くすることができ、例えば着色層の耐熱温度以下での焼成が可能となる。これにより、有機材料で形成された層、例えば着色層、色変換層、遮光部、平坦化層、透明保護層等に悪影響を与えることなく、またこれらの層に用いられる材料の選択肢を狭めることなく、バリア性を向上させることができる。   In addition, when the second inorganic insulating layer is formed by applying and baking an ultrafine particle dispersion in which ultrafine particles are dispersed in a solvent, the sintering temperature is set at a normal sintering temperature due to the size effect unique to the ultrafine particles. The temperature can be lowered as compared with the temperature, and for example, baking at a temperature lower than the heat-resistant temperature of the colored layer becomes possible. As a result, the layers made of organic materials, such as colored layers, color conversion layers, light-shielding portions, planarization layers, transparent protective layers, etc., are not adversely affected, and the choice of materials used for these layers is narrowed. In addition, the barrier property can be improved.

さらに本発明においては、第1無機絶縁層および第2無機絶縁層を設けることにより、水蒸気や酸素、および着色層等から発生するガスに対するバリア性を得ることができるので、従来のようにスパッタリング法や真空蒸着法により厚膜の透明バリア層を設ける必要がないため、低コスト化および歩留まり向上が図れる。
以下、このような有機EL素子用バリア性基板の各構成について説明する。
Furthermore, in the present invention, by providing the first inorganic insulating layer and the second inorganic insulating layer, it is possible to obtain a barrier property against gas generated from water vapor, oxygen, a colored layer, and the like. Further, since it is not necessary to provide a thick transparent barrier layer by vacuum evaporation, the cost can be reduced and the yield can be improved.
Hereinafter, each structure of such a barrier substrate for organic EL elements will be described.

1.第2無機絶縁層
本発明に用いられる第2無機絶縁層は、後述する第1無機絶縁層上に形成され、超微粒子で形成された膜である。
ここで、「超微粒子で形成された膜」とは、超微粒子が溶剤に分散された超微粒子分散液を塗布し焼成することにより得られる膜をいう。超微粒子で形成された膜であることは、走査型電子顕微鏡(SEM)観察写真(倍率:5万倍以上)により確認することができる。図2(a),(b)に超微粒子で形成された膜の断面および上面のSEM写真の一例をそれぞれ示す。また比較として、図3にスパッタリング法で形成された蒸着膜の断面のSEM写真の一例を示す。図3に例示するように、蒸着膜では断面にて柱状の粒子が確認できる。一方、図2に例示するように、超微粒子で形成された膜では、上面および断面のいずれにおいても柱状の粒子を確認できない。したがって、第2無機絶縁層の断面のSEM写真において、柱状の粒子を確認できない場合には、第2無機絶縁層は超微粒子で形成された膜であるということができる。
蒸着膜上に超微粒子で形成された膜が形成されている場合、蒸着膜と超微粒子で形成された膜とは、上記観察写真にて判別することができるが、次のように判別することもできる。超微粒子で形成された膜は塗膜であるので、例えば着色層等による段差がある場合には、段差部分には液溜りが出来るため塗膜が厚くなる。それに対して、蒸着膜は段差部分で厚くなることはないので、第2無機絶縁層が超微粒子で形成された塗膜であることの判断はできる。
また、ゾルゲル法により形成される膜も、柱状の粒子を確認できないものではあるが、ゾルゲル法では分子レベルで液体である塗工液を塗布し硬化させて成膜するのに対し、本発明においては超微粒子を焼結させて成膜するため、ゾルゲル法により形成される膜と、超微粒子で形成された膜とでは、構造的に異なるものとなる。なお、膜の構造が異なることは、高倍率のSEM観察により確認することができる。
1. 2nd inorganic insulating layer The 2nd inorganic insulating layer used for this invention is a film | membrane formed on the 1st inorganic insulating layer mentioned later, and was formed with the ultrafine particle.
Here, the “film formed of ultrafine particles” refers to a film obtained by applying and baking an ultrafine particle dispersion in which ultrafine particles are dispersed in a solvent. A film formed of ultrafine particles can be confirmed by a scanning electron microscope (SEM) observation photograph (magnification: 50,000 times or more). FIGS. 2A and 2B show examples of SEM photographs of the cross section and top surface of the film formed of ultrafine particles, respectively. For comparison, FIG. 3 shows an example of a SEM photograph of a cross section of a deposited film formed by sputtering. As illustrated in FIG. 3, columnar particles can be confirmed in the cross section in the deposited film. On the other hand, as illustrated in FIG. 2, in the film formed of ultrafine particles, columnar particles cannot be confirmed on either the top surface or the cross section. Therefore, in the SEM photograph of the cross section of the second inorganic insulating layer, when columnar particles cannot be confirmed, it can be said that the second inorganic insulating layer is a film formed of ultrafine particles.
When a film formed of ultrafine particles is formed on the deposited film, the deposited film and the film formed of ultrafine particles can be discriminated from the above observation photograph, but are discriminated as follows. You can also. Since the film formed of ultrafine particles is a coating film, for example, when there is a step due to a colored layer, the coating film becomes thick because liquid can be accumulated in the step portion. On the other hand, since the deposited film does not become thick at the stepped portion, it can be determined that the second inorganic insulating layer is a coating film formed of ultrafine particles.
In addition, although the film formed by the sol-gel method cannot confirm columnar particles, the sol-gel method applies a coating liquid that is a liquid at a molecular level and cures it to form a film. Since a film is formed by sintering ultrafine particles, a film formed by a sol-gel method and a film formed by ultrafine particles are structurally different. Note that the difference in film structure can be confirmed by high-magnification SEM observation.

また、「超微粒子」とは、平均粒径が100nm以下の無機材料からなる微粒子であり、分散媒中で個々に独立して均一に分散する微粒子をいう。なお、このような超微粒子については、特開2002−121437公報や特開2005−81501公報等を参照することができる。   The “ultrafine particles” are fine particles made of an inorganic material having an average particle diameter of 100 nm or less, and are fine particles that are individually and uniformly dispersed in a dispersion medium. For such ultrafine particles, reference can be made to JP-A Nos. 2002-121437 and 2005-81501.

本発明に用いられる超微粒子は、絶縁性を有するものであればよいが、さらに透明性を有することが好ましい。本発明の有機EL素子用バリア性基板を有機EL表示装置に用いた場合には、基板側から光が取り出されるからである。このような超微粒子としては、例えば無機酸化物、無機窒化物、および無機酸化窒化物の超微粒子を挙げることができる。具体的に、無機酸化物としては、酸化インジウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化タンタル、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化スズ、酸化イットリウム、酸化ゲルマニウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化鉛、酸化ジルコニウム、酸化ナトリム、酸化リチウム、酸化カリウム等が挙げられる。無機窒化物としては、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化チタン、炭化窒化ケイ素等が挙げられる。また、無機酸化窒化物としては、酸化窒化ケイ素等が挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、無機酸化物および無機窒化物の混合系であってもよい。   The ultrafine particles used in the present invention may have any insulating property, but it is preferable that the ultrafine particles have transparency. This is because when the barrier substrate for organic EL elements of the present invention is used in an organic EL display device, light is extracted from the substrate side. Examples of such ultrafine particles include inorganic oxides, inorganic nitrides, and inorganic oxynitride ultrafine particles. Specifically, inorganic oxides include indium oxide, silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, tantalum oxide, zinc oxide, magnesium oxide, tin oxide, yttrium oxide, germanium oxide, calcium oxide, boron oxide, strontium oxide, and oxide. Examples include barium, lead oxide, zirconium oxide, sodium oxide, lithium oxide, and potassium oxide. Examples of the inorganic nitride include silicon nitride, aluminum nitride, titanium nitride, and silicon carbonitride. Examples of inorganic oxynitrides include silicon oxynitride. These may be used alone or in combination of two or more. Further, a mixed system of inorganic oxide and inorganic nitride may be used.

これらの中でも、酸化インジウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および酸化窒化ケイ素からなる群から選択される少なくとも1種の超微粒子が好ましく用いられる。これらの超微粒子を用いることにより、絶縁性を高めることができるからである。また、超微粒子が溶剤に分散された超微粒子分散液を塗布し焼成することにより第2無機絶縁層を形成する場合には、酸化インジウムの超微粒子を用いることにより、焼結温度をより低温にすることができるからである。また、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および酸化窒化ケイ素の超微粒子で形成された膜は、第1無機絶縁層等との密着性が良好であるからである。   Among these, at least one ultrafine particle selected from the group consisting of indium oxide, silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride is preferably used. This is because the insulating properties can be improved by using these ultrafine particles. In addition, when the second inorganic insulating layer is formed by applying and baking an ultrafine particle dispersion in which ultrafine particles are dispersed in a solvent, the sintering temperature can be lowered by using ultrafine particles of indium oxide. Because it can be done. In addition, a film formed of silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride ultrafine particles has good adhesion to the first inorganic insulating layer and the like.

また、上記超微粒子としては、表面が酸化された状態である金属の超微粒子を用いることもできる。具体的に、金属としては、In、Al、Ti、Ta、Zn、Sn、Y、Ge、Pb、Zr、アルカリ金属(Li、Na、K)、アルカリ土類金属(Mg、Ca、Sr、Ba)等が挙げられる。これらの中でも、In(インジウム)、アルカリ金属、およびアルカリ土類金属からなる群から選択される少なくとも1種の超微粒子が好ましく用いられる。インジウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属は酸化性が高いため、比較的低い温度での焼成でも酸化が促進されるからである。   Moreover, as the ultrafine particles, ultrafine particles of metal whose surface is oxidized can also be used. Specifically, the metals include In, Al, Ti, Ta, Zn, Sn, Y, Ge, Pb, Zr, alkali metals (Li, Na, K), alkaline earth metals (Mg, Ca, Sr, Ba). ) And the like. Among these, at least one kind of ultrafine particles selected from the group consisting of In (indium), alkali metals, and alkaline earth metals is preferably used. This is because indium, alkali metal, and alkaline earth metal are highly oxidizable, so that oxidation is promoted even by firing at a relatively low temperature.

また、上記超微粒子は、焼結温度が350℃以下であることが好ましい。ここで、焼結とは、超微粒子の集合体を高温に加熱した場合に、焼き固まって緻密な多結晶体となる現象をいう。超微粒子は、熱力学的に非平衡な状態にあり、表面積を減少する方向に物質移動が起こり、その結果、粒子と粒子の間に結合が生じて緻密化する。つまり、焼結の駆動力は、系の表面エネルギーを最小にしようとする力である。また、焼結温度とは、超微粒子の溶融点以下の温度で超微粒子の集合体を加熱したときに、超微粒子同士が緻密化して焼き固まる温度をいう。焼結温度が上記範囲である超微粒子を用いることにより、第2無機絶縁層形成時の焼成温度をより低温にできる。また、超微粒子の焼結温度は低ければ低いほどよいが、通常は下限が180℃程度である。金属の中には融点が180℃未満であるものもあり、そのような金属を含む超微粒子の焼結温度は通常180℃未満となるが、融点が180℃未満である金属は、非常に酸化しやすく、焼結温度の上昇につながるため、焼結温度の下限は上記範囲とする。
ここで、上記焼結温度は、示差熱分析(DTA:differential thermal analysis)により測定することができる。DTAでは、試料と基準物質(一般的にはアルミナ)との温度差を測定して、転移温度を求めることができるものであり、試料および基準物質に熱を加えたときに生じる温度差(試料と基準物質との温度差で判断する)により、焼結温度を求めることができる。すなわち、試料および基準物質を同一雰囲気にて加熱した場合に、基準物質の温度が上昇しているのに対して、試料の温度が上昇していない場合には、超微粒子の焼結に熱が費やされており、吸熱現象が起きているということができる。したがって、吸熱現象が見られる温度、すなわちDTA曲線における吸熱開始温度を、本発明でいう焼結温度とする。
なお、上記焼結温度の測定には、リガク製のTG−DTA装置(TG 8120)を用いることとする。
The ultrafine particles preferably have a sintering temperature of 350 ° C. or lower. Here, sintering refers to a phenomenon in which when an aggregate of ultrafine particles is heated to a high temperature, it is baked and solidified into a dense polycrystalline body. The ultrafine particles are in a thermodynamically non-equilibrium state, and mass transfer occurs in the direction of decreasing the surface area. As a result, bonding occurs between the particles and the particles become dense. That is, the driving force for sintering is a force that attempts to minimize the surface energy of the system. The sintering temperature is a temperature at which the ultrafine particles become dense and baked when the aggregate of ultrafine particles is heated at a temperature below the melting point of the ultrafine particles. By using ultrafine particles having a sintering temperature in the above range, the firing temperature when forming the second inorganic insulating layer can be lowered. In addition, the lower the sintering temperature of the ultrafine particles, the better, but the lower limit is usually about 180 ° C. Some metals have a melting point of less than 180 ° C., and the sintering temperature of ultrafine particles containing such a metal is usually less than 180 ° C., but a metal having a melting point of less than 180 ° C. is very oxidized. The lower limit of the sintering temperature is within the above range because it is easy to do and leads to an increase in the sintering temperature.
Here, the sintering temperature can be measured by differential thermal analysis (DTA). In DTA, a temperature difference between a sample and a reference material (generally alumina) can be measured to obtain a transition temperature, and a temperature difference (sample) generated when heat is applied to the sample and the reference material. Thus, the sintering temperature can be determined. That is, when the sample and the reference material are heated in the same atmosphere, the temperature of the reference material is increased, whereas when the sample temperature is not increased, heat is applied to the sintering of the ultrafine particles. It can be said that an endothermic phenomenon has occurred. Therefore, the temperature at which the endothermic phenomenon is observed, that is, the endothermic start temperature in the DTA curve, is the sintering temperature in the present invention.
Note that a TG-DTA apparatus (TG 8120) manufactured by Rigaku is used for the measurement of the sintering temperature.

さらに、上記超微粒子は、融点がおおよそ700℃以下である金属を含むことが好ましい。金属単体としての融点が上記範囲のように比較的低ければ、超微粒子の焼結温度も比較的低くなると予想されるからである。このような金属としては、例えばAl(660℃)、In(156.4℃)、Mg(651℃)、Sn(231.85℃)、Zn(419.43℃)、Pb(327.5℃)、Na(97.5℃)、Li(186℃)、K(62.3℃)等が挙げられる。なお、括弧内の数字は融点である。   Further, the ultrafine particles preferably contain a metal having a melting point of about 700 ° C. or lower. This is because if the melting point of a single metal is relatively low as in the above range, the sintering temperature of the ultrafine particles is expected to be relatively low. Examples of such metal include Al (660 ° C.), In (156.4 ° C.), Mg (651 ° C.), Sn (231.85 ° C.), Zn (419.43 ° C.), Pb (327.5 ° C.). ), Na (97.5 ° C.), Li (186 ° C.), K (62.3 ° C.) and the like. The numbers in parentheses are melting points.

上記超微粒子は、後述する第1無機絶縁層に用いられる材料と同一の材質であってもよく異なる材質であってもよいが、同一の材質であることが好ましい。同一の材質であれば、膜応力を低減することができるとともに、密着性が良好であるからである。   The ultrafine particles may be the same material as or different from the material used for the first inorganic insulating layer described later, but are preferably the same material. This is because the same material can reduce the film stress and has good adhesion.

また、超微粒子の平均粒径としては、第1無機絶縁層のピンホール等の欠陥を塞ぐことが可能であればよく、具体的には0.5nm〜100nmの範囲内であることが好ましく、より好ましくは1nm〜50nm、さらに好ましくは1nm〜10nmの範囲内である。平均粒径が小さすぎるものは製造が難しく、一方、平均粒径が大きすぎると、第1無機絶縁層のピンホール等の欠陥を塞ぐことが困難となる場合があり、また超微粒子特有のサイズ効果による焼結温度の低下が期待できなくなるからである。
なお、上記平均粒径は、走査型電子顕微鏡(SEM)観察写真(高倍率)により確認することができる。
In addition, the average particle size of the ultrafine particles may be any as long as it can close defects such as pinholes in the first inorganic insulating layer, and is specifically preferably in the range of 0.5 nm to 100 nm. More preferably, it is in the range of 1 nm to 50 nm, and more preferably 1 nm to 10 nm. If the average particle size is too small, it is difficult to produce. On the other hand, if the average particle size is too large, it may be difficult to block defects such as pinholes in the first inorganic insulating layer. This is because a decrease in sintering temperature due to the effect cannot be expected.
In addition, the said average particle diameter can be confirmed with a scanning electron microscope (SEM) observation photograph (high magnification).

また、本発明の有機EL素子用バリア性基板を有機EL表示装置に用いた場合には、基板側から光が取り出されるため、第2無機絶縁層は透明性を有することが好ましい。具体的には、第2無機絶縁層の可視光領域における透過率が60%以上であることが好ましく、中でも80%以上、特に90%以上であることが好ましい。
なお、上記透過率は、波長380nm〜800nmの範囲内において、島津製作所(株)社製 UV−3100を用いて測定した値の平均値である。
In addition, when the barrier substrate for an organic EL element of the present invention is used in an organic EL display device, the second inorganic insulating layer preferably has transparency because light is extracted from the substrate side. Specifically, the transmittance of the second inorganic insulating layer in the visible light region is preferably 60% or more, more preferably 80% or more, and particularly preferably 90% or more.
In addition, the said transmittance | permeability is an average value of the value measured using Shimadzu Corporation Corp. UV-3100 within the wavelength range of 380 nm-800 nm.

上記第2無機絶縁層の膜厚としては、第1無機絶縁層のピンホール等の欠陥を塞ぐことができ、上記の透明性を満たすような厚みであれば特に限定されるものではないが、具体的には5nm〜2000nmの範囲内で設定することができ、好ましくは50nm〜500nmの範囲内である。第2無機絶縁層の膜厚が厚すぎると、透過率が低下したり、また第1無機絶縁層からの剥離が生じたりする可能性があるからである。一方、第2無機絶縁層の膜厚が薄すぎると、第1無機絶縁層に存在するピンホール等を塞ぐことが困難となるからである。   The film thickness of the second inorganic insulating layer is not particularly limited as long as it can close defects such as pinholes in the first inorganic insulating layer and satisfy the above transparency, Specifically, it can be set within a range of 5 nm to 2000 nm, and preferably within a range of 50 nm to 500 nm. This is because if the film thickness of the second inorganic insulating layer is too thick, the transmittance may be lowered, or peeling from the first inorganic insulating layer may occur. On the other hand, if the film thickness of the second inorganic insulating layer is too thin, it is difficult to block pinholes and the like existing in the first inorganic insulating layer.

本発明においては、超微粒子が溶剤に分散された超微粒子分散液を塗布し焼成することによって第2無機絶縁層を形成することが好ましい。すなわち、第2無機絶縁層は、超微粒子で形成された塗膜であることが好ましい。このような方法で第2無機絶縁層を形成することにより、超微粒子で効果的にピンホールを塞ぐことができるとともに、超微粒子特有のサイズ効果によって焼結温度を例えば着色層の耐熱温度以下まで低くすることができる。
なお、第2無機絶縁層の形成方法については、後述する「B.有機EL素子用バリア性基板の製造方法」の項に記載するので、ここでの説明は省略する。
In the present invention, it is preferable to form the second inorganic insulating layer by applying and baking an ultrafine particle dispersion in which ultrafine particles are dispersed in a solvent. That is, the second inorganic insulating layer is preferably a coating film formed of ultrafine particles. By forming the second inorganic insulating layer by such a method, the pinhole can be effectively blocked by the ultrafine particles, and the sintering temperature is reduced to, for example, the heat resistant temperature of the colored layer or less by the size effect peculiar to the ultrafine particles. Can be lowered.
In addition, since the formation method of a 2nd inorganic insulating layer is described in the term of "B. Manufacturing method of the barrier property board | substrate for organic EL elements" mentioned later, description here is abbreviate | omitted.

2.第1無機絶縁層
本発明に用いられる第1無機絶縁層は、蒸着膜である。
第1無機絶縁層の形成方法としては、蒸着法であれば特に限定されるものではない。なお、第1無機絶縁層の形成方法については、後述する「B.有機EL素子用バリア性基板の製造方法」の項に記載するので、ここでの説明は省略する。
2. 1st inorganic insulating layer The 1st inorganic insulating layer used for this invention is a vapor deposition film.
The method for forming the first inorganic insulating layer is not particularly limited as long as it is a vapor deposition method. In addition, since the formation method of a 1st inorganic insulating layer is described in the term of "B. The manufacturing method of the barrier property board | substrate for organic EL elements" mentioned later, description here is abbreviate | omitted.

上記第1無機絶縁層は、絶縁性を有していればよいが、さらに透明性を有することが好ましい。このような第1無機絶縁層に用いられる材料としては、例えば無機酸化物、無機窒化物、および無機酸化窒化物を挙げることができる。具体的に、無機酸化物としては、酸化インジウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化タンタル、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化スズ、酸化イットリウム、酸化ゲルマニウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化鉛、酸化ジルコニウム、酸化ナトリム、酸化リチウム、酸化カリウム等が挙げられる。無機窒化物としては、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化チタン、炭化窒化ケイ素等が挙げられる。また、無機酸化窒化物としては、酸化窒化ケイ素等が挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および酸化窒化ケイ素からなる群から選択される少なくとも1種が好ましく用いられる。これらの材料は、基板や第2無機絶縁層等との密着性が良好であるからである。
Although the said 1st inorganic insulating layer should just have insulation, it is preferable to have transparency further. Examples of the material used for the first inorganic insulating layer include inorganic oxides, inorganic nitrides, and inorganic oxynitrides. Specifically, inorganic oxides include indium oxide, silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, tantalum oxide, zinc oxide, magnesium oxide, tin oxide, yttrium oxide, germanium oxide, calcium oxide, boron oxide, strontium oxide, and oxide. Examples include barium, lead oxide, zirconium oxide, sodium oxide, lithium oxide, and potassium oxide. Examples of the inorganic nitride include silicon nitride, aluminum nitride, titanium nitride, and silicon carbonitride. Examples of inorganic oxynitrides include silicon oxynitride. These may be used alone or in combination of two or more.
Among these, at least one selected from the group consisting of silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride is preferably used. This is because these materials have good adhesion to the substrate and the second inorganic insulating layer.

また、第1無機絶縁層は、単層の蒸着膜であってもよく、複数の蒸着膜が積層されたものであってもよい。図4に、二層の蒸着膜12aおよび12bが積層された第1無機絶縁層2を有する有機EL素子用バリア性基板10の例を示す。図4に例示するように下層の蒸着膜12aにピンホールP1が存在する場合、図示しないが例えば蒸着膜12a上に直接第2無機絶縁層を形成すると、ピンホールP1部分のバリア性が低下する可能性がある。一方、図4に例示するように二層の蒸着膜12aおよび12bが積層されていると、下層の蒸着膜12aのピンホールP1部分には上層の蒸着膜12bが形成され、さらにその上に第2無機絶縁層3が形成されているので、ピンホールP1部分のバリア性の低下を防ぐことができる。また、上層の蒸着膜12bにピンホールP2が存在しても、上層の蒸着膜12bのピンホールP2部分の下には下層の蒸着膜12aが形成され、上には第2無機絶縁層3が形成されているので、同様にピンホールP2部分のバリア性の低下を防ぐことができる。複数の蒸着膜を積層する場合、上下の蒸着膜で同一部分にピンホールが生じるのは極めて稀であると考えられるので、複数の蒸着膜からなる第1無機絶縁層と、第2無機絶縁層とを積層することにより、さらにバリア性を向上させることが可能である。蒸着膜は、異物等によるピンホールなどの表面欠陥の他に、構造欠陥などもあり、上層の蒸着膜を形成しても下層の蒸着膜のピンホール部分は、構造的に弱い部分となるが、そのような構造的に弱い部分に超微粒子が入り込むので、蒸着膜の充填密度が向上しバリア性が向上するのである。   Further, the first inorganic insulating layer may be a single-layer vapor deposition film or may be a laminate of a plurality of vapor deposition films. FIG. 4 shows an example of a barrier substrate 10 for an organic EL element having a first inorganic insulating layer 2 in which two vapor-deposited films 12a and 12b are laminated. In the case where the pinhole P1 is present in the lower vapor deposition film 12a as illustrated in FIG. 4, for example, if the second inorganic insulating layer is formed directly on the vapor deposition film 12a, the barrier property of the pinhole P1 portion is lowered although not shown. there is a possibility. On the other hand, when two layers of vapor deposition films 12a and 12b are laminated as illustrated in FIG. 4, an upper vapor deposition film 12b is formed in the pinhole P1 portion of the lower vapor deposition film 12a. 2 Since the inorganic insulating layer 3 is formed, it is possible to prevent the barrier property of the pinhole P1 from being lowered. Even if the pinhole P2 is present in the upper vapor deposition film 12b, the lower vapor deposition film 12a is formed under the pinhole P2 portion of the upper vapor deposition film 12b, and the second inorganic insulating layer 3 is formed on the upper vapor deposition film 12b. Since it is formed, the deterioration of the barrier property of the pinhole P2 portion can be similarly prevented. When laminating a plurality of vapor deposition films, it is considered extremely rare that pinholes are generated in the same portion between the upper and lower vapor deposition films. Therefore, the first inorganic insulation layer and the second inorganic insulation layer composed of the plurality of vapor deposition films It is possible to further improve the barrier property. In addition to surface defects such as pinholes due to foreign substances, the deposited film has structural defects, etc. Even if the upper deposited film is formed, the pinhole part of the lower deposited film is structurally weak. Since the ultrafine particles enter such a structurally weak part, the filling density of the deposited film is improved and the barrier property is improved.

第1無機絶縁層が複数の蒸着膜が積層されたものである場合、蒸着膜の積層数としては特に限定されるものではないが、通常は2層〜4層程度であり、好ましくは2層または3層である。積層数が多すぎると透過率が低下し、また高コストになるからである。この際、積層する蒸着膜の組み合わせとしては、同種、異種を問わない。   When the first inorganic insulating layer is formed by laminating a plurality of vapor deposition films, the number of vapor deposition films is not particularly limited, but is usually about 2 to 4 layers, preferably 2 layers. Or three layers. This is because if the number of laminated layers is too large, the transmittance is lowered and the cost is increased. At this time, the combination of the deposited films to be stacked may be the same or different.

本発明の有機EL素子用バリア性基板を有機EL表示装置に用いた場合には、基板側から光が取り出されるため、第1無機絶縁層は透明性を有することが好ましい。具体的には、第1無機絶縁層の可視光領域における透過率が60%以上であることが好ましく、中でも80%以上、特に90%以上であることが好ましい。
なお、上記透過率の測定方法については、上記第2無機絶縁層の項に記載した方法と同様である。
When the organic EL element barrier substrate of the present invention is used in an organic EL display device, light is extracted from the substrate side, and thus the first inorganic insulating layer preferably has transparency. Specifically, the transmittance of the first inorganic insulating layer in the visible light region is preferably 60% or more, more preferably 80% or more, and particularly preferably 90% or more.
In addition, about the measuring method of the said transmittance | permeability, it is the same as that of the method described in the term of the said 2nd inorganic insulating layer.

上記第1無機絶縁層の膜厚は、上記の透明性を満たすような厚みであれば特に限定されるものではなく、上述した材料により適宜選択される。通常は5nm〜5000nmの範囲内であり、好ましくは5nm〜500nmの範囲内である。また、酸化アルミニウムまたは酸化ケイ素を用いた場合は、10nm〜300nmの範囲内であることがより好ましい。第1無機絶縁層の膜厚が薄すぎると、バリア性が低下するおそれがあるからである。一方、第1無機絶縁層の膜厚が厚すぎると、第1無機絶縁層形成時にクラック等が生じる可能性があり、また透過率が低下する場合があるからである。   The film thickness of the first inorganic insulating layer is not particularly limited as long as it satisfies the above transparency, and is appropriately selected depending on the above-described materials. Usually, it exists in the range of 5 nm-5000 nm, Preferably it exists in the range of 5 nm-500 nm. Further, when aluminum oxide or silicon oxide is used, it is more preferably in the range of 10 nm to 300 nm. This is because if the thickness of the first inorganic insulating layer is too thin, the barrier property may be lowered. On the other hand, if the film thickness of the first inorganic insulating layer is too thick, cracks or the like may occur during the formation of the first inorganic insulating layer, and the transmittance may decrease.

3.有機材料で形成された層
本発明においては、基板と第1無機絶縁層との間に有機材料で形成された層が形成されていることが好ましい。本発明の有機EL素子用バリア性基板は、有機材料で形成された層から発生するガスに対しても優れたバリア性を有するからである。有機材料で形成された層としては、例えば着色層、色変換層、遮光部、平坦化層、透明保護層などが挙げられる。以下、これらの層について説明する。
3. Layer formed of organic material In the present invention, a layer formed of an organic material is preferably formed between the substrate and the first inorganic insulating layer. This is because the barrier substrate for an organic EL element of the present invention has an excellent barrier property against a gas generated from a layer formed of an organic material. Examples of the layer formed of an organic material include a colored layer, a color conversion layer, a light shielding portion, a planarization layer, a transparent protective layer, and the like. Hereinafter, these layers will be described.

(1)着色層
本発明においては、図5に例示するように基板1と第1無機絶縁層2との間に着色層4が形成されていてもよい。
着色層は、本発明の有機EL素子用バリア性基板を用いて有機EL表示装置とした際に、有機EL表示装置の発光層から発せられた光の色調を変化させる層、または後述する色変換層を透過した光の色調をさらに調整する層である。図5に例示するように、一般に、着色層4は赤色着色パターン4R、緑色着色パターン4Gおよび青色着色パターン4Bから構成される。色変換層が設けられている場合には、色変換層の各色変換パターンと対応した位置に、それぞれ各着色パターンが形成される。このような着色層が形成されることにより、本発明の有機EL素子用バリア性基板を有機EL表示装置に用いた場合、高純度な発色とすることができ、色再現性の高いものとすることができる。
(1) Colored layer In this invention, the colored layer 4 may be formed between the board | substrate 1 and the 1st inorganic insulating layer 2 so that it may illustrate in FIG.
The colored layer is a layer that changes the color tone of light emitted from the light emitting layer of the organic EL display device when the organic EL display device is used as a barrier substrate for organic EL elements of the present invention, or a color conversion described later. This is a layer for further adjusting the color tone of the light transmitted through the layer. As illustrated in FIG. 5, the colored layer 4 generally includes a red colored pattern 4R, a green colored pattern 4G, and a blue colored pattern 4B. When the color conversion layer is provided, each coloring pattern is formed at a position corresponding to each color conversion pattern of the color conversion layer. By forming such a colored layer, when the organic EL element barrier substrate of the present invention is used in an organic EL display device, it is possible to achieve high-purity color development and high color reproducibility. be able to.

着色層は、層に含まれる色素等が分解してガスが発生することがあり、ダークスポットの要因となるが、本発明においては着色層上に第1無機絶縁層および第2無機絶縁層が設けられていることにより、着色層から発生したガスに対してもバリア性が得られる。   In the colored layer, the pigment contained in the layer decomposes and gas may be generated, which causes dark spots. In the present invention, the first inorganic insulating layer and the second inorganic insulating layer are formed on the colored layer. By being provided, a barrier property can be obtained even for the gas generated from the colored layer.

着色層の形成材料としては、一般的にカラーフィルタに用いることが可能な顔料やバインダー樹脂を用いることができる。
赤色着色パターンに用いられる顔料としては、例えばペリレン系顔料、レーキ顔料、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、アントラセン系顔料、イソインドリン系顔料等を挙げることができる。これらの顔料は単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
緑色着色パターンに用いられる顔料としては、例えばハロゲン多置換フタロシアニン系顔料、ハロゲン多置換銅フタロシアニン系顔料、トリフェニルメタン系塩基性染料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料等を挙げることができる。これらの顔料は単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
青色着色パターンに用いられる顔料としては、例えば銅フタロシアニン系顔料、インダンスレン系顔料、インドフェノール系顔料、シアニン系顔料、ジオキサジン系顔料等を挙げることができる。これらの顔料は単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
上記顔料は、各着色パターン中にそれぞれ通常5〜50重量%の範囲内で含有される。
As a material for forming the colored layer, pigments and binder resins that can be generally used for color filters can be used.
Examples of the pigment used in the red coloring pattern include perylene pigments, lake pigments, azo pigments, quinacridone pigments, anthraquinone pigments, anthracene pigments, and isoindoline pigments. These pigments may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the pigment used in the green coloring pattern include halogen multi-substituted phthalocyanine pigments, halogen multi-substituted copper phthalocyanine pigments, triphenylmethane basic dyes, isoindoline pigments, and isoindolinone pigments. . These pigments may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the pigment used in the blue coloring pattern include copper phthalocyanine pigments, indanthrene pigments, indophenol pigments, cyanine pigments, dioxazine pigments and the like. These pigments may be used alone or in combination of two or more.
The pigment is usually contained in each coloring pattern within a range of 5 to 50% by weight.

また、着色層に用いられるバインダー樹脂としては、可視光透過率が50%以上の透明樹脂であることが好ましい。透明樹脂としては、例えばポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリ塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。また、フォトリソグラフィー法を用いて着色層を形成する場合には、透明樹脂として感光性樹脂が用いられ、例えばアクリレート系、メタクリレート系、ポリケイ皮酸ビニル系、環状ゴム系等の反応性ビニル基を有する電離放射線硬化性樹脂(電子線硬化性樹脂または紫外線硬化性樹脂)が用いられる。   The binder resin used for the colored layer is preferably a transparent resin having a visible light transmittance of 50% or more. As the transparent resin, for example, polymethyl methacrylate, polyacrylate, polycarbonate, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, polyvinyl chloride resin, melamine resin, phenol resin, alkyd resin, epoxy resin, polyurethane resin, polyester resin, A maleic acid resin, a polyamide resin, etc. are mentioned. In the case of forming a colored layer using a photolithography method, a photosensitive resin is used as a transparent resin. For example, a reactive vinyl group such as an acrylate type, a methacrylate type, a polyvinyl cinnamate type, or a cyclic rubber type is used. An ionizing radiation curable resin (electron beam curable resin or ultraviolet curable resin) is used.

着色層の形成方法としては、一般的なカラーフィルタの形成方法、例えばフォトリソグラフィー法、インクジェット法、印刷法等を用いることができる。   As a method for forming the colored layer, a general method for forming a color filter, for example, a photolithography method, an ink jet method, a printing method, or the like can be used.

(2)色変換層
本発明においては、基板と第1無機絶縁層との間に色変換層が形成されていてもよい。図6に例示するように、上記着色層4が形成されている場合には、着色層4と第1無機絶縁層2との間に色変換層5(赤色変換パターン5R、緑色変換パターン5G、青色変換パターン5B)が形成される。
色変換層は、上記着色層と同様に、色変換層に含まれる色素等が分解してガスが発生することがあり、ダークスポットの要因となるが、本発明においては色変換層上に第1無機絶縁層および第2無機絶縁層が設けられていることにより、着色層から発生したガスだけでなく、色変換層から発生したガスに対してもバリア性を得ることができる。
(2) Color conversion layer In the present invention, a color conversion layer may be formed between the substrate and the first inorganic insulating layer. As illustrated in FIG. 6, when the colored layer 4 is formed, the color conversion layer 5 (the red conversion pattern 5R, the green conversion pattern 5G, and the like is formed between the colored layer 4 and the first inorganic insulating layer 2. A blue conversion pattern 5B) is formed.
Similar to the colored layer, the color conversion layer may decompose the pigment contained in the color conversion layer to generate gas, which may cause dark spots. By providing the first inorganic insulating layer and the second inorganic insulating layer, barrier properties can be obtained not only for the gas generated from the colored layer but also for the gas generated from the color conversion layer.

本発明に用いられる色変換層は、本発明の有機EL素子用バリア性基板を用いて有機EL表示装置とした際に、有機EL素子の発光層から発せられる光を吸収し、可視光領域蛍光を発光する蛍光材料を含有する層であり、発光層からの光を赤色、緑色、青色とすることができるものであれば、特に限定されるものではない。色変換層は、例えば赤、緑、青の3色の蛍光をそれぞれ発光する色変換パターンから構成されていてもよく、また青色発光層を用いた場合には、青色変換パターンの代わりに透明樹脂パターンが形成されていてもよい。   The color conversion layer used in the present invention absorbs light emitted from the light emitting layer of the organic EL element when the organic EL display device is used as a barrier substrate for an organic EL element of the present invention, and the visible light region fluorescence. As long as it is a layer containing a fluorescent material that emits light, and the light from the light emitting layer can be red, green, and blue, it is not particularly limited. The color conversion layer may be composed of, for example, color conversion patterns that emit red, green, and blue fluorescence, respectively. When a blue light emitting layer is used, a transparent resin is used instead of the blue conversion pattern. A pattern may be formed.

色変換層は、通常、発光層からの光を吸収し、蛍光を発光する有機蛍光色素とバインダー樹脂とを含有するものである。
色変換層に用いられる蛍光色素は、発光層から発せられる近紫外領域または可視領域の光、特に青色または青緑色領域の光を吸収して異なる波長の可視光を蛍光として発光するものである。通常、発光層として青色発光層が用いられることから、少なくとも赤色領域の蛍光を発する蛍光色素の1種類以上を用いることが好ましく、緑色領域の蛍光を発する蛍光色素の1種類以上と組み合わせることが好ましい。
すなわち、光源として青色ないし青緑色領域の光を発光する発光層を用いる場合、発光層からの光を単なる赤色の着色層に通して赤色領域の光を得ようとすると、元々赤色領域の波長の光が少ないために極めて暗い光になってしまう。したがって、発光層からの青色ないし青緑色領域の光を、蛍光色素によって赤色領域の光に変換することにより、十分な強度を有する赤色領域の光の出力が可能となるからである。
一方、緑色領域の光は、赤色領域の光と同様に、発光層からの光を別の蛍光色素によって緑色領域の光に変換させて出力してもよい。また、発光層の発光が緑色領域の光を十分に含む場合には、発光層からの光を単に緑色の着色層を通して出力してもよい。
さらに、青色領域の光に関しては、発光層の光を蛍光色素を用いて変換させて出力させてもよいが、発光層の光を単なる青色の着色層に通して出力させることが好ましい。
The color conversion layer usually contains an organic fluorescent dye that absorbs light from the light emitting layer and emits fluorescence and a binder resin.
The fluorescent dye used in the color conversion layer absorbs light in the near ultraviolet region or visible region emitted from the light emitting layer, particularly light in the blue or blue-green region, and emits visible light having different wavelengths as fluorescence. Usually, since a blue light emitting layer is used as the light emitting layer, it is preferable to use at least one fluorescent dye that emits fluorescence in the red region, and it is preferable to combine with one or more fluorescent dyes that emit fluorescence in the green region. .
That is, when a light emitting layer that emits light in the blue or blue-green region is used as the light source, if light from the light emitting layer is passed through a simple red colored layer to obtain light in the red region, the wavelength of the red region is originally Because there is little light, it becomes very dark light. Therefore, by converting the light in the blue or blue-green region from the light emitting layer into the light in the red region by the fluorescent dye, the light in the red region having sufficient intensity can be output.
On the other hand, the light in the green region may be output by converting the light from the light emitting layer into the light in the green region by another fluorescent dye, similarly to the light in the red region. In addition, when the light emission of the light emitting layer sufficiently includes light in the green region, the light from the light emitting layer may be simply output through the green colored layer.
Further, regarding the light in the blue region, the light of the light emitting layer may be converted and output using a fluorescent dye, but it is preferable to output the light of the light emitting layer through a simple blue colored layer.

発光層から発する青色から青緑色領域の光を吸収して、赤色領域の蛍光を発する蛍光色素としては、例えばローダミンB、ローダミン6G、ローダミン3B、ローダミン101、ローダミン110、スルホローダミン、ベーシックバイオレット11、ベーシックレッド2などのローダミン系色素、シアニン系色素、1−エチル−2−[4−(p−ジメチルアミノフェニル)−1,3−ブタジエニル]−ピリジニウム パークロレート(ピリジン1)などのピリジン系色素、あるいはオキサジン系色素などが挙げられる。さらに、各種染料(直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料など)も蛍光性があれば使用することができる。
また、発光層から発する青色ないし青緑色領域の光を吸収して、緑色領域の蛍光を発する蛍光色素としては、例えば3−(2´−ベンゾチアゾリル)−7−ジエチルアミノクマリン(クマリン6)、3−(2´−ベンゾイミダゾリル)−7−N,N−ジエチルアミノクマリン(クマリン7)、3−(2´−N−メチルベンゾイミダゾリル)−7−N,N−ジエチルアミノクマリン(クマリン30)、2,3,5,6−1H,4H−テトラヒドロ−8−トリフルオロメチルキノリジン(9,9a,1−gh)クマリン(クマリン153)などのクマリン系色素、あるいはクマリン色素系染料であるベーシックイエロー51、さらにはソルベントイエロー11、ソルベントイエロー116などのナフタルイミド系色素などが挙げられる。さらに、各種染料(直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料など)も蛍光性があれば使用することができる。
なお、蛍光色素を、ポリメタクリル酸エステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、アルキッド樹脂、芳香族スルホンアミド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂およびこれらの樹脂混合物などに予め練り込んで顔料化して、蛍光顔料としてもよい。また、これらの蛍光色素や蛍光顔料(以下、上記2つを合わせて蛍光色素と総称する。)は単独で用いてもよく、蛍光の色相を調整するために2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Examples of fluorescent dyes that absorb light in the blue to blue-green region emitted from the light emitting layer and emit fluorescence in the red region include rhodamine B, rhodamine 6G, rhodamine 3B, rhodamine 101, rhodamine 110, sulforhodamine, basic violet 11, Rhodamine dyes such as Basic Red 2, cyanine dyes, pyridine dyes such as 1-ethyl-2- [4- (p-dimethylaminophenyl) -1,3-butadienyl] -pyridinium perchlorate (pyridine 1), Or an oxazine pigment | dye etc. are mentioned. Furthermore, various dyes (direct dyes, acid dyes, basic dyes, disperse dyes, etc.) can be used if they are fluorescent.
Examples of fluorescent dyes that absorb blue to blue-green light emitted from the light emitting layer and emit green light include 3- (2′-benzothiazolyl) -7-diethylaminocoumarin (coumarin 6), 3- (2'-Benzimidazolyl) -7-N, N-diethylaminocoumarin (coumarin 7), 3- (2'-N-methylbenzimidazolyl) -7-N, N-diethylaminocoumarin (coumarin 30), 2, 3, 5 , 6-1H, 4H-tetrahydro-8-trifluoromethylquinolidine (9,9a, 1-gh) coumarin (coumarin 153), or the like, or basic yellow 51 which is a coumarin dye-based dye, and solvent Examples thereof include naphthalimide dyes such as yellow 11 and solvent yellow 116. Furthermore, various dyes (direct dyes, acid dyes, basic dyes, disperse dyes, etc.) can be used if they are fluorescent.
Fluorescent dyes are pre-kneaded in polymethacrylic acid ester, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer resin, alkyd resin, aromatic sulfonamide resin, urea resin, melamine resin, benzoguanamine resin, and a mixture of these resins. The pigment may be made into a fluorescent pigment. In addition, these fluorescent dyes and fluorescent pigments (hereinafter collectively referred to as fluorescent dyes together) may be used singly or in combination of two or more in order to adjust the hue of fluorescence. Good.

上記蛍光色素は、各色変換パターンに対して、その色変換パターンの重量を基準として0.01〜5重量%、より好ましくは0.1〜2重量%含有される。蛍光色素の含有量が少なすぎると十分な波長変換を行うことができず、一方、蛍光色素の含有量が多すぎると、濃度消光等の効果により色変換効率が低下する可能性があるからである。   The fluorescent dye is contained in an amount of 0.01 to 5% by weight, more preferably 0.1 to 2% by weight based on the weight of the color conversion pattern with respect to each color conversion pattern. If the fluorescent dye content is too low, sufficient wavelength conversion cannot be performed. On the other hand, if the fluorescent dye content is too high, the color conversion efficiency may decrease due to effects such as concentration quenching. is there.

また、色変換層に用いられるバインダー樹脂としては、可視光透過率が50%以上の透明樹脂であることが好ましい。透明樹脂としては、例えばポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリ塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。また、フォトリソグラフィー法を用いて色変換層を形成する場合には、透明樹脂として感光性樹脂が用いられ、例えばアクリレート系、メタクリレート系、ポリケイ皮酸ビニル系、環状ゴム系等の反応性ビニル基を有する電離放射線硬化性樹脂(電子線硬化性樹脂または紫外線硬化性樹脂)が用いられる。   The binder resin used for the color conversion layer is preferably a transparent resin having a visible light transmittance of 50% or more. As the transparent resin, for example, polymethyl methacrylate, polyacrylate, polycarbonate, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, polyvinyl chloride resin, melamine resin, phenol resin, alkyd resin, epoxy resin, polyurethane resin, polyester resin, Examples thereof include maleic acid resins and polyamide resins. In the case of forming a color conversion layer using a photolithography method, a photosensitive resin is used as the transparent resin, and for example, a reactive vinyl group such as an acrylate type, a methacrylate type, a polyvinyl cinnamate type, or a cyclic rubber type is used. An ionizing radiation curable resin (electron beam curable resin or ultraviolet curable resin) having the following is used.

色変換層の形成方法としては、一般的なカラーフィルタの形成方法、例えばフォトリソグラフィー法、インクジェット法、印刷法等を用いることができる。   As a method for forming the color conversion layer, a general method for forming a color filter, for example, a photolithography method, an inkjet method, a printing method, or the like can be used.

(3)遮光部
本発明においては、着色層を構成する各着色パターン間に遮光部が形成されていてもよい。ブラックマトリクス等の遮光部を設けることにより、本発明の有機EL素子用バリア性基板を用いて有機EL表示装置とした際に、コントラストを向上させることが可能となるからである。
(3) Light-shielding part In this invention, the light-shielding part may be formed between each coloring pattern which comprises a colored layer. This is because providing a light-shielding portion such as a black matrix can improve contrast when an organic EL display device is formed using the organic EL element barrier substrate of the present invention.

遮光部の形成材料としては、例えばカーボンブラックやチタンブラック等の黒色着色剤を含有する樹脂等が挙げられる。
また、遮光部の形成方法としては、例えばフォトリソグラフィー法等を用いることができる。
上記遮光部の厚みとしては、0.5μm〜2μm程度であることが好ましい。
Examples of the material for forming the light shielding part include a resin containing a black colorant such as carbon black and titanium black.
Further, as a method for forming the light shielding portion, for example, a photolithography method or the like can be used.
The thickness of the light shielding part is preferably about 0.5 μm to 2 μm.

ここで、上記遮光部に用いられる黒色着色剤を含有する樹脂は、遮光性を有するものであればよいので、着色層とは異なり十分な熱処理を行うことができる。このため、遮光部形成時に脱ガス成分を除去することができる。   Here, since the resin containing the black colorant used in the light shielding part may have a light shielding property, sufficient heat treatment can be performed unlike the colored layer. For this reason, a degassing component can be removed at the time of light shielding part formation.

また、遮光部は、有機材料で形成されていなくてもよく、例えばクロム、酸化クロム、窒化クロム等を用いて形成することもできる。
このような遮光部の形成方法としては、例えばスパッタリング法や真空蒸着法等により薄膜を形成し、フォトリソグラフィー法を利用してパターン状に形成することができる。また、無電界メッキ法や印刷法等を用いて形成することもできる。
クロム等を用いた遮光部の厚みとしては、0.2μm〜0.4μm程度であることが好ましい。
Further, the light shielding portion may not be formed of an organic material, and may be formed using, for example, chromium, chromium oxide, chromium nitride, or the like.
As a method for forming such a light-shielding portion, for example, a thin film can be formed by a sputtering method, a vacuum evaporation method, or the like, and can be formed in a pattern using a photolithography method. Alternatively, it can be formed using an electroless plating method, a printing method, or the like.
The thickness of the light shielding portion using chromium or the like is preferably about 0.2 μm to 0.4 μm.

(4)平坦化層
本発明においては、着色層や色変換層上に平坦化層が形成されていてもよい。平坦化層は、着色層や色変換層を保護する目的、および、着色層や色変換層の表面の凹凸を平坦にする目的等で設けられる。
平坦化層は、上記の着色層や色変換層と同様に、平坦化層に含まれる有機成分等が分解してガスが発生することがあり、ダークスポットの要因となるが、本発明においては平坦化層上に第1無機絶縁層および第2無機絶縁層が設けられていることにより、着色層や色変換層から発生したガスだけでなく、平坦化層から発生したガスに対してもバリア性を得ることができる。
(4) Flattening layer In the present invention, a flattening layer may be formed on the colored layer or the color conversion layer. The flattening layer is provided for the purpose of protecting the colored layer and the color conversion layer, and for the purpose of flattening the irregularities on the surface of the colored layer and the color conversion layer.
In the present invention, the planarization layer may cause gas to be generated by decomposition of organic components and the like contained in the planarization layer, similar to the above-described colored layer and color conversion layer. By providing the first inorganic insulating layer and the second inorganic insulating layer on the planarizing layer, not only the gas generated from the coloring layer and the color conversion layer but also the gas generated from the planarizing layer is a barrier. Sex can be obtained.

本発明に用いられる平坦化層は、透明樹脂を用いて形成することができる。透明樹脂としては、上記の着色層や色変換層のバインダー樹脂として使用されるものが好ましいものとして挙げられる。   The planarization layer used in the present invention can be formed using a transparent resin. As transparent resin, what is used as binder resin of said colored layer or a color conversion layer is mentioned as a preferable thing.

平坦化層の膜厚としては、着色層表面を平坦化することが可能であればよく、具体的には1μm〜10μmの範囲内で設定することができ、好ましくは2μm〜4μmの範囲内である。また、色変換層が形成されている場合は、色変換層の膜厚が比較的厚いので、平坦化層の膜厚は3μm〜15μmの範囲内であることが好ましく、より好ましくは5μm〜10μmの範囲内である。   The thickness of the flattening layer is not particularly limited as long as the surface of the colored layer can be flattened, and can be specifically set within a range of 1 μm to 10 μm, preferably within a range of 2 μm to 4 μm. is there. Further, when the color conversion layer is formed, the thickness of the planarization layer is preferably in the range of 3 μm to 15 μm, more preferably 5 μm to 10 μm, since the color conversion layer is relatively thick. Is within the range.

平坦化層の形成方法としては、例えばスピンコート法、ロールコート法、バーコート法、キャスト法、インクジェット法等が挙げられる。   Examples of the method for forming the planarizing layer include a spin coating method, a roll coating method, a bar coating method, a casting method, and an ink jet method.

(5)透明保護層
本発明においては、図7に例示するように基板1と第1無機絶縁層2との間に、凹凸形状を有する透明保護層6が形成されていてもよい。本発明の有機EL素子用バリア性基板を有機EL表示装置に用いる場合、第2無機絶縁層上に透明電極層や発光層等が形成されるが、透明保護層が凹凸形状であるので、発光層等にも凹凸形状が反映されることになり、発光面積を増加させることができる。これにより輝度を高めることができる。
また、上記の着色層や色変換層が形成されている場合には、着色層や色変換層と第1無機絶縁層との間に透明保護層が形成される。
(5) Transparent protective layer In this invention, the transparent protective layer 6 which has uneven | corrugated shape may be formed between the board | substrate 1 and the 1st inorganic insulating layer 2 so that it may illustrate in FIG. When the organic EL element barrier substrate of the present invention is used in an organic EL display device, a transparent electrode layer, a light emitting layer, and the like are formed on the second inorganic insulating layer, but the transparent protective layer has a concavo-convex shape. The uneven shape is also reflected in the layer and the like, and the light emitting area can be increased. Thereby, luminance can be increased.
Moreover, when said colored layer and color conversion layer are formed, a transparent protective layer is formed between a colored layer or a color conversion layer, and a 1st inorganic insulating layer.

透明保護層の形成材料としては、可視光透過率が50%以上の透明樹脂を用いることが好ましく、例えばアクリレート系、メタクリレート系の反応性ビニル基を有する光硬化型樹脂、熱硬化型樹脂などを挙げることができる。また、上記透明樹脂としては、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリ塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂等を使用することができる。   As a material for forming the transparent protective layer, it is preferable to use a transparent resin having a visible light transmittance of 50% or more. For example, a photocurable resin or a thermosetting resin having an acrylate-based or methacrylate-based reactive vinyl group is used. Can be mentioned. Examples of the transparent resin include polymethyl methacrylate, polyacrylate, polycarbonate, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, polyvinyl chloride resin, melamine resin, phenol resin, alkyd resin, epoxy resin, polyurethane resin, polyester. Resins, maleic acid resins, polyamide resins and the like can be used.

透明保護層の凹凸形状としては、発光面積を増大させることができ、厚みムラがないように発光層を形成できるような形状であれば特に限定されるものではないが、特にレンズ形状であることが好ましい。発光面積を増加させる効果に加えて、集光効果が得られるからである。
レンズ形状としては、例えば凸レンズ形状であっても凹レンズ形状であってもよく、また他のレンズ形状であってもよい。また、凸レンズ形状の場合は、球面平凸レンズのような形状であっても円筒面平凸レンズのような形状であってもよい。凹レンズ形状の場合も、球面平凹レンズのような形状であっても円筒面平凹レンズのような形状であってもよい。
The concavo-convex shape of the transparent protective layer is not particularly limited as long as the luminescent area can be increased and the luminescent layer can be formed so that there is no unevenness in thickness. Is preferred. This is because in addition to the effect of increasing the light emitting area, a light collecting effect can be obtained.
The lens shape may be, for example, a convex lens shape, a concave lens shape, or another lens shape. In the case of a convex lens shape, it may be a shape like a spherical plano-convex lens or a shape like a cylindrical plano-convex lens. In the case of a concave lens shape, it may be a shape like a spherical plano-concave lens or a shape like a cylindrical plano-concave lens.

また、透明保護層は、上記の着色層や色変換層が形成されている場合、各着色パターンや各色変換パターン毎に凹凸、中でもレンズが配置されたものであることが好ましい。この場合、特に凸レンズ形状であることが好ましい。本発明の有機EL素子用バリア性基板を有機EL表示装置に用いた場合には、発光層から全方位に出射される光を対応する着色パターンや色変換パターンに集光することができ、光の利用効率を向上させ輝度をより高めることができるからである。さらに、対応する着色パターンや色変換パターンに集光することができるので、混色を防ぐことができ、色純度を向上させることが可能となる。   In addition, when the above-described colored layer or color conversion layer is formed, the transparent protective layer is preferably one in which irregularities, particularly lenses, are arranged for each colored pattern or each color conversion pattern. In this case, a convex lens shape is particularly preferable. When the barrier substrate for an organic EL element of the present invention is used in an organic EL display device, light emitted from the light emitting layer in all directions can be condensed into a corresponding colored pattern or color conversion pattern. This is because it is possible to improve the use efficiency and increase the luminance. Furthermore, since it can concentrate on a corresponding coloring pattern and color conversion pattern, color mixing can be prevented and color purity can be improved.

凹凸の厚みとしては、各着色パターンや各色変換パターンの大きさ、使用する樹脂材料の屈折率等を考慮して適宜調整されるものであり、具体的には1μm〜20μm程度とすることができる。凹凸の厚みが大きすぎると、発光層に厚みムラが発生して安定した発光が得られない場合があるからである。
また、凹凸のピッチとしては、各着色パターンや各色変換パターンの大きさ、使用する樹脂材料の屈折率等を考慮して適宜設定されるものであり、具体的に隣接する凹凸の中心部間の距離が0.1μm〜5μm程度である。ピッチが小さすぎると凹凸の形成が困難となり、またピッチが大きすぎると発光面積を増加させる効果が十分に得られない場合があるからである。
The thickness of the unevenness is appropriately adjusted in consideration of the size of each colored pattern or each color conversion pattern, the refractive index of the resin material used, and can be specifically set to about 1 μm to 20 μm. . This is because if the thickness of the unevenness is too large, thickness unevenness occurs in the light emitting layer and stable light emission may not be obtained.
The pitch of the unevenness is appropriately set in consideration of the size of each coloring pattern and each color conversion pattern, the refractive index of the resin material to be used, and the like. The distance is about 0.1 μm to 5 μm. If the pitch is too small, it is difficult to form irregularities, and if the pitch is too large, the effect of increasing the light emitting area may not be sufficiently obtained.

上記凹凸形状がレンズ形状である場合、レンズ形状の高さ(中心厚)としては、各着色パターンや各色変換パターンの大きさ、使用する樹脂材料の屈折率等を考慮して適宜調整される。例えば、発光層から全方位に出射される光が、対応する着色パターンや色変換パターンに集光されるように適宜設定することができる。なお、焦点位置については特に限定されるものではない。通常、レンズ形状の高さは1μm〜20μm程度である。レンズ形状の高さが大きすぎると、曲率が大きくなり、発光層に厚みムラが発生して安定した発光が得られない場合があるからである。
また、レンズ形状のピッチとしては、各着色パターンや各色変換パターンの大きさ、使用する樹脂材料の屈折率等を考慮して適宜設定され、通常は隣接するレンズ形状の頂点間の距離が0.1μm〜5μm程度である。レンズ形状のピッチが小さすぎるとレンズ形状の形成が困難となり、またレンズ形状のピッチが大きすぎるとレンズ形状を設ける効果が十分に得られない場合があるからである。
When the uneven shape is a lens shape, the height (center thickness) of the lens shape is appropriately adjusted in consideration of the size of each coloring pattern and each color conversion pattern, the refractive index of the resin material used, and the like. For example, it can set suitably so that the light omnidirectionally emitted from a light emitting layer may be condensed by the corresponding coloring pattern and color conversion pattern. The focal position is not particularly limited. Usually, the height of the lens shape is about 1 μm to 20 μm. This is because if the height of the lens shape is too large, the curvature becomes large, thickness unevenness occurs in the light emitting layer, and stable light emission may not be obtained.
The pitch of the lens shape is appropriately set in consideration of the size of each coloring pattern and each color conversion pattern, the refractive index of the resin material to be used, and the distance between the vertices of adjacent lens shapes is usually 0. It is about 1 μm to 5 μm. This is because if the pitch of the lens shape is too small, it is difficult to form the lens shape, and if the pitch of the lens shape is too large, the effect of providing the lens shape may not be sufficiently obtained.

このようなレンズ形状を有する透明保護層は、例えばレンズ形状の金型を準備し、この金型に上記の樹脂材料を充填し、基板と接するように加圧し、樹脂材料を硬化させて形成することができる。また例えば、レンズ形状の金型を準備し、この金型に上記の樹脂材料を充填して硬化させることにより、レンズ形状を有する透明樹脂シートを作成し、この透明樹脂シートを基板上に直接、または粘着剤を介して貼着することにより、透明保護層を形成することができる。さらに、基板上に上記の樹脂材料を塗布し、その後、レンズ形状の金型を押圧してプレス加工することにより、透明保護層を形成することができる。   The transparent protective layer having such a lens shape is formed, for example, by preparing a lens-shaped mold, filling the mold with the resin material, pressurizing the mold in contact with the substrate, and curing the resin material. be able to. Alternatively, for example, a lens-shaped mold is prepared, and the mold is filled with the resin material and cured to create a transparent resin sheet having a lens shape, and the transparent resin sheet is directly on the substrate. Or a transparent protective layer can be formed by sticking through an adhesive. Furthermore, a transparent protective layer can be formed by applying the above resin material on a substrate, and then pressing and pressing a lens-shaped mold.

4.基板
本発明に用いられる基板は、本発明の有機EL素子用バリア性基板を用いて有機EL表示装置とした際に基板側から光を取り出すため、透明であることが好ましい。また、基板は、耐溶媒性、耐熱性を有し、寸法安定性に優れているものであることが好ましい。これにより、基板上に第1無機絶縁層および第2無機絶縁層等を形成する際にも安定なものとすることができるからである。
4). Substrate The substrate used in the present invention is preferably transparent in order to extract light from the substrate side when the organic EL display device is formed using the barrier substrate for organic EL elements of the present invention. Moreover, it is preferable that a board | substrate has solvent resistance and heat resistance, and is excellent in dimensional stability. This is because it can be made stable even when the first inorganic insulating layer, the second inorganic insulating layer, and the like are formed on the substrate.

透明な基板としては、例えばガラス基板や、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。   As the transparent substrate, for example, a glass substrate or a film or sheet formed of an organic material can be used.

ガラス基板は、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基板であってもよく、また加工されたガラス基板等であってもよい。またガラス基板としては、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、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。加工されたガラス基板の種類は、本発明の有機EL素子用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、例えば透明な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。   The glass substrate is not particularly limited as long as it has high transparency to visible light. For example, the glass substrate may be an unprocessed glass substrate or a processed glass substrate. As the glass substrate, both alkali glass and non-alkali glass can be used. However, when impurities are a problem, it is preferable to use non-alkali glass such as Pyrex (registered trademark) glass. The type of the processed glass substrate is appropriately selected according to the application of the barrier substrate for an organic EL element of the present invention. For example, a transparent glass substrate is subjected to a coating process or a step process is performed. And the like.

上記ガラス基板の厚みは、20μm〜2mmの範囲内であることが好ましい。中でも、フレキシブルな基板として使用する場合には20μm〜200μm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200μm〜2mmの範囲内であることが好ましい。   The thickness of the glass substrate is preferably within a range of 20 μm to 2 mm. Especially, when using as a flexible board | substrate, it is preferable to exist in the range of 20 micrometers-200 micrometers, and when using as a rigid board | substrate, it is preferable to exist in the range of 200 micrometers-2 mm.

また、透明な基板に用いられる有機材料としては、例えば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。
さらに、透明な基板としては、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。
Examples of the organic material used for the transparent substrate include polyarylate resin, polycarbonate resin, crystallized polyethylene terephthalate resin, polyethylene terephthalate resin, polyethylene naphthalate resin, UV curable methacrylic resin, polyether sulfone resin, and polyether ether. Examples include ketone resins, polyetherimide resins, polyphenylene sulfide resins, and polyimide resins.
Further, as the transparent substrate, for example, the above-described organic material, for example, cyclic polyolefin resin, polystyrene resin, acrylonitrile-styrene copolymer (AS resin), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin), poly (Meth) acrylic resins, polycarbonate resins, polyester resins such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyamide resins such as various nylons, polyurethane resins, fluorine resins, acetal resins, cellulose resins, polyethers Two or more types can be used in combination with a sulfone resin or the like.

上記のような有機材料を用いて透明な基板とする場合には、基板の厚みは、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。基板の厚みが厚すぎると、耐衝撃性に劣ることや、巻き取り時に巻き取りが困難となり、バリア性が劣化する可能性があるからである。また、基板の膜厚みが薄すぎると、機械適性が悪く、バリア性が低下する可能性があるからである。   When a transparent substrate is formed using the organic material as described above, the thickness of the substrate is preferably in the range of 10 μm to 500 μm, more preferably in the range of 50 to 400 μm, and particularly preferably in the range of 100 to 300 μm. . This is because if the thickness of the substrate is too thick, the impact resistance is inferior, the winding becomes difficult at the time of winding, and the barrier property may be deteriorated. Moreover, if the film thickness of the substrate is too thin, the mechanical suitability is poor and the barrier property may be lowered.

また、本発明においては、基板を洗浄して用いることが好ましく、その洗浄方法としては、酸素、オゾン等による紫外光照射処理や、プラズマ処理、アルゴンスパッタ処理等を行うことが好ましい。これにより、水分や酸素の吸着のない状態とすることができ、ダークスポットの低減や有機EL素子の長寿命化を図ることが可能となるからである。   In the present invention, it is preferable to clean and use the substrate. As the cleaning method, it is preferable to perform ultraviolet light irradiation treatment with oxygen, ozone, etc., plasma treatment, argon sputtering treatment, or the like. This is because moisture and oxygen are not adsorbed, and dark spots can be reduced and the life of the organic EL element can be extended.

5.その他
本発明においては、第1無機絶縁層上に第2無機絶縁層を設けることにより、水蒸気や酸素、および着色層等から発生するガスに対するバリア性を得ることができる。本発明の有機EL素子用バリア性基板のバリア性としては、酸素ガス透過率が1cc/m/day/atm以下、中でも0.5cc/m/day/atm以下であることが好ましい。また、水蒸気透過率が、1g/m/day以下、中でも0.5g/m/day以下であることが好ましい。酸素ガス透過率および水蒸気透過率が上述した範囲であることにより、高いバリア性を実現することができ、本発明の有機EL素子用バリア性基板を、酸素や水蒸気、着色層等からのガスに弱い部材を有する有機EL素子に好適に用いることができるからである。
5. Others In the present invention, by providing the second inorganic insulating layer on the first inorganic insulating layer, it is possible to obtain barrier properties against gas generated from water vapor, oxygen, a colored layer, and the like. As barrier property of the organic EL device barrier substrate of the present invention, the oxygen gas permeability 1cc / m 2 / day / atm or less, and preferably less inter alia 0.5cc / m 2 / day / atm . The water vapor transmission rate is preferably 1 g / m 2 / day or less, particularly preferably 0.5 g / m 2 / day or less. When the oxygen gas permeability and the water vapor permeability are in the above-described ranges, a high barrier property can be realized, and the barrier substrate for an organic EL element of the present invention can be used as a gas from oxygen, water vapor, a colored layer, or the like. This is because it can be suitably used for an organic EL element having a weak member.

なお、上記酸素ガス透過率は、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る。また、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。   The oxygen gas permeability is a value measured using an oxygen gas permeability measuring apparatus (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. It is. The water vapor transmission rate is a value measured using a water vapor transmission rate measuring device (manufactured by MOCON, PERMATRAN-W 3/31: trade name) under the conditions of a measurement temperature of 37.8 ° C. and a humidity of 100% Rh. It is.

B.有機EL素子用バリア性基板の製造方法
次に、本発明の有機EL素子用バリア性基板の製造方法について説明する。
本発明の有機EL素子用バリア性基板の製造方法は、基板上に少なくとも一層の蒸着膜を形成する第1無機絶縁層形成工程と、上記第1無機絶縁層上に超微粒子が溶剤に分散された超微粒子分散液を塗布し、焼成して、膜を形成する第2無機絶縁層形成工程とを有することを特徴とするものである。
B. Next, a method for producing a barrier substrate for organic EL elements according to the present invention will be described.
The method for producing a barrier substrate for an organic EL device of the present invention includes a first inorganic insulating layer forming step of forming at least one vapor deposited film on a substrate, and ultrafine particles dispersed in a solvent on the first inorganic insulating layer. And a second inorganic insulating layer forming step of forming a film by applying and baking the ultrafine particle dispersion.

図8は、本発明の有機EL素子用バリア性基板の製造方法の一例を示す工程図である。本発明においては、まず基板1上に蒸着法により蒸着膜を形成して第1無機絶縁層2とする(第1無機絶縁層形成工程、図8(a))。次に、第1無機絶縁層2上に、超微粒子が溶剤に分散された超微粒子分散液23を塗布し、焼成して、第2無機絶縁層3を形成する(第2無機絶縁層形成工程、図8(b),(c))。   FIG. 8 is a process diagram showing an example of a method for producing a barrier substrate for an organic EL element of the present invention. In the present invention, first, a vapor deposition film is formed on the substrate 1 by vapor deposition to form the first inorganic insulating layer 2 (first inorganic insulating layer forming step, FIG. 8A). Next, an ultrafine particle dispersion liquid 23 in which ultrafine particles are dispersed in a solvent is applied on the first inorganic insulating layer 2 and baked to form the second inorganic insulating layer 3 (second inorganic insulating layer forming step). FIG. 8 (b), (c)).

本発明によれば、蒸着膜である第1無機絶縁層にピンホール等の欠陥が存在する場合でも、第1無機絶縁層上に超微粒子が溶剤に分散された超微粒子分散液を塗布して第2無機絶縁層を形成するので、超微粒子により第1無機絶縁層のピンホール等の欠陥を塞ぐことができる。また、塗布によるレベリング性によっても第1無機絶縁層のピンホール等の欠陥を効果的に塞ぐことができるので、バリア性に優れる有機EL素子用バリア性基板を得ることができる。
さらに、第2無機絶縁層を形成する際、超微粒子が、一般的な温度よりもはるかに低温で緻密に焼結するため、例えば着色層の耐熱温度以下での焼成が可能となる。
以下、本発明の有機EL素子用バリア性基板の製造方法の各工程について説明する。
According to the present invention, even when defects such as pinholes are present in the first inorganic insulating layer, which is a deposited film, an ultrafine particle dispersion in which ultrafine particles are dispersed in a solvent is applied on the first inorganic insulating layer. Since the second inorganic insulating layer is formed, defects such as pinholes in the first inorganic insulating layer can be blocked by the ultrafine particles. Moreover, since defects such as pinholes in the first inorganic insulating layer can be effectively blocked by the leveling property by coating, a barrier substrate for an organic EL device having excellent barrier properties can be obtained.
Furthermore, when forming the second inorganic insulating layer, the ultrafine particles are densely sintered at a temperature much lower than a general temperature, and thus, for example, it is possible to perform baking at a temperature lower than the heat resistant temperature of the colored layer.
Hereinafter, each process of the manufacturing method of the barrier substrate for organic EL elements of this invention is demonstrated.

1.第1無機絶縁層形成工程
本発明における第1無機絶縁層形成工程は、基板上に少なくとも一層の蒸着膜を形成する工程である。
第1無機絶縁層の形成方法としては、蒸着法であれば特に限定されるものではなく、PVD法(物理的蒸着法)およびCVD法(化学的蒸着法)のいずれであってもよいが、中でもPVD法が好ましく用いられる。PVD法で形成された蒸着膜は、CVD法に比べてピンホール等の欠陥が生じやすいが、本発明においては第2無機絶縁層中の超微粒子によりピンホール等の欠陥を塞ぐことができるので、本発明の効果が顕著に発揮されるからである。また、CVD法に比べてPVD法はコスト的に有利である。
PVD法としては、例えばスパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法などの一般的な方法が用いられる。
1. First Inorganic Insulating Layer Forming Step The first inorganic insulating layer forming step in the present invention is a step of forming at least one deposited film on the substrate.
The method for forming the first inorganic insulating layer is not particularly limited as long as it is a vapor deposition method, and may be either a PVD method (physical vapor deposition method) or a CVD method (chemical vapor deposition method). Of these, the PVD method is preferably used. The deposited film formed by the PVD method is more likely to have defects such as pinholes than the CVD method. However, in the present invention, defects such as pinholes can be blocked by the ultrafine particles in the second inorganic insulating layer. This is because the effects of the present invention are remarkably exhibited. In addition, the PVD method is advantageous in terms of cost compared with the CVD method.
As the PVD method, for example, a general method such as a sputtering method, a vacuum deposition method, or an ion plating method is used.

また本工程においては、複数の蒸着膜を積層して第1無機絶縁層としてもよい。複数の蒸着膜を積層することにより、バリア性を高めることができるからである。なお、蒸着膜の積層数については、上記「A.有機EL素子用バリア性基板」の第1無機絶縁層の項に記載したものと同様である。   In this step, a plurality of deposited films may be stacked to form the first inorganic insulating layer. This is because the barrier property can be enhanced by laminating a plurality of deposited films. In addition, about the lamination | stacking number of vapor deposition films, it is the same as that of what was described in the term of the 1st inorganic insulating layer of the said "A. Barrier substrate for organic EL elements".

この際、ピンホールがないように蒸着膜を積層することが好ましい。具体的には、基板上に下層の蒸着膜を形成し、下層の蒸着膜表面を研磨した後に、その上に上層の蒸着膜を形成することが好ましい。例えば図9(a)に示すように基板1上に蒸着膜12aを形成したときに、この蒸着膜12a表面に異物31が存在する場合には、蒸着膜12表面をサンドペーパー32等を用いて研磨することによって、図9(b)に例示するように異物31を除去することができる。そして、図9(c)に例示するように蒸着膜12a上にさらに蒸着膜12bを積層することで、異物31が存在していた部分のバリア性を補強することができる。次いで、図9(d)に例示するように二層の蒸着膜12aおよび12bからなる第1無機絶縁層2上に第2無機絶縁層3を形成することによって、バリア性を得ることができる。
また、ピンホールがないように蒸着膜を積層するには、上述したように二層の蒸着膜を積層する以外にも、研磨した蒸着膜上にさらに複数層の蒸着膜を形成し、多層化してもよい。
At this time, it is preferable to stack the deposited film so that there is no pinhole. Specifically, it is preferable to form a lower vapor-deposited film on the substrate, polish the surface of the lower vapor-deposited film, and then form an upper vapor-deposited film thereon. For example, when a vapor deposition film 12a is formed on the substrate 1 as shown in FIG. 9A, and the foreign material 31 is present on the surface of the vapor deposition film 12a, the surface of the vapor deposition film 12 is used by using sandpaper 32 or the like. By polishing, the foreign material 31 can be removed as illustrated in FIG. Then, as illustrated in FIG. 9C, the barrier property of the portion where the foreign material 31 was present can be reinforced by further laminating the vapor deposition film 12b on the vapor deposition film 12a. Next, as illustrated in FIG. 9D, the barrier property can be obtained by forming the second inorganic insulating layer 3 on the first inorganic insulating layer 2 including the two deposited films 12a and 12b.
In addition, in order to stack the deposited film so that there is no pinhole, in addition to stacking the two deposited films as described above, a plurality of deposited films are further formed on the polished deposited film to form a multilayer structure. May be.

研磨方法としては、例えば適当な砥粒をシート上に散布して接着したサンドペーパー等を用いて行なう方法や、化学的研摩法もしくは機械的研摩法、またはそれらを併用したケミカルメカニカルポリッシング(CMP)等を用いることができる。
化学的研摩法は、例えば布、不織布、もしくはポリウレタン樹脂等の発泡体からなる研摩部材に、研摩剤としてエッチング性の液体を供給して行うものである。
機械的研摩法は、例えば布、不織布、もしくはポリウレタン樹脂等の発泡体を研摩部材とし、コロイダルシリカもしくは酸化セリウムの微粉末を研摩剤として含浸させて用いるか、あるいは研摩剤としてコロイダルシリカもしくは酸化セリウムを分散させた分散液を供給して行なうものである。
As a polishing method, for example, a method using a sandpaper or the like in which suitable abrasive grains are dispersed and adhered on a sheet, a chemical polishing method or a mechanical polishing method, or chemical mechanical polishing (CMP) using them in combination. Etc. can be used.
The chemical polishing method is performed by supplying an etching liquid as an abrasive to an abrasive member made of a foam such as cloth, non-woven fabric, or polyurethane resin.
The mechanical polishing method uses, for example, a cloth, a nonwoven fabric, or a foamed material such as polyurethane resin as an abrasive member, impregnated with a fine powder of colloidal silica or cerium oxide as an abrasive, or colloidal silica or cerium oxide as an abrasive. This is performed by supplying a dispersion in which is dispersed.

上記いずれの方法においても、研磨は、対象物を回転させる等して対象物と研磨部材とを相対的に移動させつつ、蒸着膜表面に研摩部材を接触させ、必要に応じて研摩剤を供給しながら行なうことが好ましい。また、異物がすべて除去されるまで研磨を行なうことがより好ましい。   In any of the above methods, the polishing is performed by rotating the target object, etc., relatively moving the target object and the polishing member, bringing the polishing member into contact with the vapor deposition film surface, and supplying an abrasive as necessary. However, it is preferable to carry out. Further, it is more preferable to polish until all the foreign matters are removed.

2.第2無機絶縁層形成工程
本発明における第2無機絶縁層形成工程は、上記第1無機絶縁層上に超微粒子が溶剤に分散された超微粒子分散液を塗布し、焼成して、膜を形成する工程である。
本工程は、超微粒子の種類により2つの態様に分けることができる。第1態様は、無機酸化物、無機窒化物、および無機酸化窒化物からなる群から選択される少なくとも1種の超微粒子を含有する超微粒子分散液を塗布し、焼成して、膜を形成する場合である。第2態様は、金属の超微粒子を含有する超微粒子分散液を塗布し、焼成して、膜を形成する場合であり、焼成時に酸化および焼結を進行させるものである。
以下、各態様に分けて説明する。
2. Second inorganic insulating layer forming step In the second inorganic insulating layer forming step of the present invention, an ultrafine particle dispersion liquid in which ultrafine particles are dispersed in a solvent is applied onto the first inorganic insulating layer and baked to form a film. It is a process to do.
This step can be divided into two modes depending on the type of ultrafine particles. In the first aspect, an ultrafine particle dispersion containing at least one ultrafine particle selected from the group consisting of inorganic oxides, inorganic nitrides, and inorganic oxynitrides is applied and baked to form a film. Is the case. The second embodiment is a case in which an ultrafine particle dispersion containing ultrafine metal particles is applied and fired to form a film, and oxidation and sintering are advanced during firing.
Hereinafter, the description will be made separately for each aspect.

(1)第1態様
本態様においては、無機酸化物、無機窒化物、および無機酸化窒化物からなる群から選択される少なくとも1種の超微粒子を溶剤に分散させた超微粒子分散液を塗布し、焼成して、膜を形成する。すなわち、本態様の第2無機絶縁層形成工程は、超微粒子分散液を調製する超微粒子分散液調製工程と、この超微粒子分散液を塗布する塗布工程と、この塗布工程で得られた塗膜を焼成する焼成工程とを有する。以下、各工程について説明する。
(1) First Aspect In this aspect, an ultrafine particle dispersion in which at least one ultrafine particle selected from the group consisting of inorganic oxides, inorganic nitrides, and inorganic oxynitrides is dispersed in a solvent is applied. Baked to form a film. That is, the second inorganic insulating layer forming step of this aspect includes an ultrafine particle dispersion preparation step for preparing an ultrafine particle dispersion, a coating step for applying this ultrafine particle dispersion, and a coating film obtained in this coating step. And a baking step of baking. Hereinafter, each step will be described.

(i)超微粒子分散液調製工程
本態様に用いられる超微粒子分散液は、超微粒子が個々に独立して均一に分散したものであり、無機酸化物、無機窒化物、および無機酸化窒化物からなる群から選択される少なくとも1種の超微粒子を溶剤に分散させることにより調製される。
なお、無機酸化物、無機窒化物、および無機酸化窒化物の超微粒子については、上記「A.有機EL素子用バリア性基板」の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
ここで、超微粒子分散液に用いられる超微粒子の平均粒径は、レーザー法により測定した値とする。平均粒径とは、一般に粒子の粒度を示すために用いられるものであり、レーザー法とは、粒子を溶媒中に分散し、その分散溶媒にレーザー光線を当てて得られた散乱光を細くし、演算することにより、平均粒径、粒度分布等を測定する方法である。なお、上記平均粒径は、レーザー法による粒径測定機として、リーズ&ノースラップ(Leeds & Northrup)社製 粒度分析計 マイクロトラックUPA Model-9230を使用して測定した値である。
(I) Ultrafine particle dispersion preparation step The ultrafine particle dispersion used in this embodiment is a dispersion in which ultrafine particles are individually and uniformly dispersed, and is composed of an inorganic oxide, an inorganic nitride, and an inorganic oxynitride. It is prepared by dispersing at least one kind of ultrafine particles selected from the group consisting of in a solvent.
The ultrafine particles of the inorganic oxide, inorganic nitride, and inorganic oxynitride are the same as those described in the above section “A. Barrier substrate for organic EL element”, so the explanation here is as follows. Omitted.
Here, the average particle diameter of the ultrafine particles used in the ultrafine particle dispersion is a value measured by a laser method. The average particle diameter is generally used to indicate the particle size of the particles, and the laser method is to disperse the particles in a solvent and thin the scattered light obtained by applying a laser beam to the dispersion solvent. This is a method of measuring the average particle size, particle size distribution, etc. by calculation. The average particle size is a value measured using a particle size analyzer Microtrac UPA Model-9230 manufactured by Leeds & Northrup as a particle size measuring device by a laser method.

超微粒子の作製方法としては、特に限定されるものではなく、例えばガス中蒸発法、湿式還元法、有機金属化合物の高温雰囲気へのスプレーによる熱還元法等が用いられる。   The method for producing the ultrafine particles is not particularly limited, and for example, a gas evaporation method, a wet reduction method, a thermal reduction method by spraying an organometallic compound in a high temperature atmosphere, or the like is used.

ガス中蒸発法では、ガス雰囲気中でかつ溶剤の蒸気の共存する気相中で金属もしくはケイ素等を蒸発させ、蒸発した金属もしくはケイ素等を反応ガス(酸素、窒素等)と接触させて、無機酸化物、無機窒化物、無機酸化窒化物等を形成し、これらを均一な超微粒子に凝縮させて溶媒中に分散し、分散液を得る方法である。このガス中蒸発法では、粒度の揃った超微粒子を得ることができる。ガス中蒸発法により得られた超微粒子を原料として、超微粒子分散液を調製するには、超微粒子分散液に使用する溶剤で置換を行えばよい。また、超微粒子の分散安定性を増すために、分散剤を添加してもよい。これにより、超微粒子が個々に独立して均一に分散され、かつ、流動性のある状態が保持されるようになる。   In the gas evaporation method, the metal or silicon is evaporated in a gas atmosphere and in the gas phase in which the solvent vapor coexists, and the evaporated metal or silicon is brought into contact with a reaction gas (oxygen, nitrogen, etc.) to make inorganic. In this method, oxides, inorganic nitrides, inorganic oxynitrides and the like are formed, condensed into uniform ultrafine particles, and dispersed in a solvent to obtain a dispersion. In this gas evaporation method, ultrafine particles having a uniform particle size can be obtained. In order to prepare an ultrafine particle dispersion using ultrafine particles obtained by a gas evaporation method as a raw material, substitution may be performed with a solvent used for the ultrafine particle dispersion. Further, a dispersant may be added to increase the dispersion stability of the ultrafine particles. As a result, the ultrafine particles are dispersed individually and uniformly, and a fluid state is maintained.

また例えば、以下のようにして酸化インジウムの超微粒子を作製することもできる。
塩化インジウム、硝酸インジウム、硫酸インジウム、酢酸インジウム、シュウ酸インジウム等のインジウム塩の水溶液を所定の温度に保持し、この水溶液と所定温度に保持されたアンモニウム化合物やアルカリ金属化合物等のアルカリ水溶液とを混合し、所定のpHで所定時間共沈反応を行い、水酸化物を沈殿させる。その後、所望により沈殿物をイオン交換水により繰返し傾斜洗浄し、上澄み液の電気伝導度が所定の値以下になった時点で、沈殿したインジウムの共沈水酸化物を濾別する。次いで、この共沈水酸化物ケーキを大気中で350〜800℃、好ましくは500〜800℃の温度で焼成処理し、酸化インジウム超微粒子を作製する。焼成後の粒子は凝集しているので、粉砕してその凝集粒子をほぐすことが好ましい。
上記共沈反応において、反応温度は一般に25〜70℃であり、反応時間は反応温度に依存するが、一般に30〜120分間であり、反応終了時のpHは5〜11である。
For example, indium oxide ultrafine particles can also be produced as follows.
An aqueous solution of an indium salt such as indium chloride, indium nitrate, indium sulfate, indium acetate, or indium oxalate is maintained at a predetermined temperature, and the aqueous solution and an alkaline aqueous solution such as an ammonium compound or an alkali metal compound are maintained at the predetermined temperature. Mix and perform a coprecipitation reaction at a predetermined pH for a predetermined time to precipitate a hydroxide. Thereafter, if desired, the precipitate is repeatedly washed with ion-exchanged water, and when the electrical conductivity of the supernatant falls below a predetermined value, the precipitated indium coprecipitated hydroxide is filtered off. Next, this coprecipitated hydroxide cake is baked in the atmosphere at a temperature of 350 to 800 ° C., preferably 500 to 800 ° C. to produce indium oxide ultrafine particles. Since the particles after firing are aggregated, it is preferable to pulverize and loosen the aggregated particles.
In the coprecipitation reaction, the reaction temperature is generally 25 to 70 ° C., the reaction time depends on the reaction temperature, but is generally 30 to 120 minutes, and the pH at the end of the reaction is 5 to 11.

また、超微粒子分散液に用いられる溶剤としては、使用する超微粒子によって適宜選択されるものであり、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、デカノール、シクロヘキサノール、テルピネオール等のアルコール類;エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類;アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸ベンジル等のエステル類;メトキシエタノール、エトキシエタノール等のエーテルアルコール類;ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類;N,N−ジメチルホルムアミド等の酸アミド類;ベンゼン、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン、ドデシルベンゼン等の芳香族炭化水素類;ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、ヘキサデカン、オクタデカン、ノナデカン、エイコサン、トリメチルペンタン等の長鎖アルカン;シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン等の環状アルカン;などを挙げることができる。さらに、水を用いることもできる。
これらは、単独で用いても、混合溶剤として用いてもよい。例えば、長鎖アルカンの混合物であるミネラルスピリットであってもよい。
The solvent used in the ultrafine particle dispersion is appropriately selected depending on the ultrafine particles to be used. For example, methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, butanol, hexanol, heptanol, octanol, decanol, cyclohexanol, terpineol Alcohols such as ethylene glycol and propylene glycol; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and diethyl ketone; esters such as ethyl acetate, butyl acetate and benzyl acetate; ether alcohols such as methoxyethanol and ethoxyethanol; Ethers such as dioxane and tetrahydrofuran; acid amides such as N, N-dimethylformamide; benzene, toluene, xylene, trimethylbenzene, dodecylben Aromatic hydrocarbons such as hexane; long-chain alkanes such as hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, tridecane, tetradecane, pentadecane, hexadecane, octadecane, nonadecane, eicosane, trimethylpentane; cyclohexane, cycloheptane, And cyclic alkanes such as cyclooctane; Furthermore, water can also be used.
These may be used alone or as a mixed solvent. For example, it may be a mineral spirit that is a mixture of long-chain alkanes.

例えば上述の方法により得られた酸化インジウム超微粒子を用いて超微粒子分散液を調製する際に用いられる溶剤としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、4−ヒドロキシ−4メチル−2ペンタノン等のケトン類;トルエン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサン等の炭化水素類;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドなどのアミド類;メチルカルビトール、ブチルカルビトールなどのアルキルエーテル類;ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類;などが挙げられる。これらの溶剤は、1種単独で、もしくは2種以上を混合して使用することができる。   For example, as a solvent used when preparing an ultrafine particle dispersion using indium oxide ultrafine particles obtained by the above-mentioned method, alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, butanol; acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, Ketones such as cyclohexanone, isophorone and 4-hydroxy-4methyl-2pentanone; hydrocarbons such as toluene, xylene, hexane and cyclohexane; amides such as N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide; And alkyl ethers such as carbitol and butyl carbitol; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide; and the like. These solvents can be used alone or in combination of two or more.

さらに、上記溶剤は、後述する超微粒子分散液を塗布した後に行われる乾燥および焼成の際に蒸発するものであることが好ましい。特に、溶剤の沸点が120℃以上であることが好ましく、より好ましくは150℃以上、さらに好ましくは170℃以上、最も好ましくは190℃以上である。溶剤の沸点が上記範囲より低いと、例えば乾燥時に一気に蒸発しやすくなるので、超微粒子が凝集しやすくなり、均一な膜が得られない場合があるからである。一方、溶剤の沸点の上限は、焼成温度の上限から350℃程度とされる。
このような溶剤としては、上記の中でも、テルピネオール、デカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ドデシルベンゼン、ミネラルスピリットなどが好ましく用いられる。
Furthermore, it is preferable that the solvent evaporates during drying and baking performed after applying an ultrafine particle dispersion described later. In particular, the boiling point of the solvent is preferably 120 ° C or higher, more preferably 150 ° C or higher, further preferably 170 ° C or higher, and most preferably 190 ° C or higher. This is because if the boiling point of the solvent is lower than the above range, for example, it is easy to evaporate at the time of drying, so that the ultrafine particles are likely to aggregate and a uniform film may not be obtained. On the other hand, the upper limit of the boiling point of the solvent is about 350 ° C. from the upper limit of the firing temperature.
Among these solvents, terpineol, decane, dodecane, tridecane, tetradecane, dodecylbenzene, mineral spirit, and the like are preferably used.

上記溶剤の使用量は、使用する超微粒子に応じて、塗布しやすく、かつ所望の膜厚を得ることができるように適宜選択すればよい。具体的には、超微粒子分散液中の超微粒子の濃度が、1〜50wt%の範囲内であることが好ましく、より好ましくは10〜40wt%の範囲内である。超微粒子の濃度が上記範囲未満であると、第1無機絶縁層のピンホール等の欠陥を塞ぐことが困難となり、また所望の膜厚が得られない可能性があるからである。一方、超微粒子の濃度が上記範囲を超えると、超微粒子分散液の粘度が高くなり流動性が低下するので、これもまた第1無機絶縁層のピンホール等の欠陥を塞ぐことが困難となり、さらには第2無機絶縁層表面の平坦性が損なわれる可能性があるからである。   What is necessary is just to select the usage-amount of the said solvent suitably according to the ultrafine particle to be used so that it can apply | coat easily and a desired film thickness can be obtained. Specifically, the concentration of the ultrafine particles in the ultrafine particle dispersion is preferably in the range of 1 to 50 wt%, more preferably in the range of 10 to 40 wt%. This is because if the concentration of the ultrafine particles is less than the above range, it is difficult to close defects such as pinholes in the first inorganic insulating layer, and a desired film thickness may not be obtained. On the other hand, when the concentration of the ultrafine particles exceeds the above range, the viscosity of the ultrafine particle dispersion is increased and the fluidity is lowered, which also makes it difficult to close defects such as pinholes in the first inorganic insulating layer, Furthermore, the flatness of the surface of the second inorganic insulating layer may be impaired.

また、超微粒子分散液の粘度としては、20℃において100cP以下であることが好ましく、中でも10cP以下であることが好ましい。粘度が上記範囲であれば、第1無機絶縁層のピンホール等の欠陥を塞ぐとともに、平坦な膜を形成できるからである。   Further, the viscosity of the ultrafine particle dispersion is preferably 100 cP or less at 20 ° C., and more preferably 10 cP or less. This is because if the viscosity is in the above range, defects such as pinholes in the first inorganic insulating layer can be closed and a flat film can be formed.

(ii)塗布工程
本態様においては、次に、上記超微粒子分散液を塗布して塗膜を形成する。
超微粒子分散液の塗布方法としては、第1無機絶縁層のピンホール等の欠陥を塞ぐことができ、かつ均一な厚みに塗布できる方法であればよく、例えばスピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ロールコート法、インクジェット法、スクリーン印刷法等が挙げられる。
(Ii) Applying step In this embodiment, next, the ultrafine particle dispersion is applied to form a coating film.
The method for applying the ultrafine particle dispersion may be any method that can block defects such as pinholes in the first inorganic insulating layer and can be applied to a uniform thickness. For example, spin coating, spray coating, dip coating, etc. Examples thereof include a coating method, a roll coating method, an ink jet method, and a screen printing method.

上記超微粒子分散液を塗布して塗膜を形成した後は、塗膜を乾燥させて、溶剤を除去してもよい。乾燥温度としては、溶剤の種類に応じて適宜選択されるが、通常は50℃〜100℃程度である。   After the ultrafine particle dispersion is applied to form a coating film, the coating film may be dried to remove the solvent. The drying temperature is appropriately selected according to the type of solvent, but is usually about 50 ° C to 100 ° C.

(iii)焼成工程
本態様においては、次に、上記塗膜を焼成する。
焼成温度は、使用する超微粒子の種類等によって適宜選択されるものであるが、150℃〜350℃程度であることが好ましく、より好ましくは150℃〜250℃の範囲内であり、さらに好ましくは150℃〜220℃の範囲内である。焼成温度が低すぎると超微粒子が十分に焼結しない可能性があり、また、焼成温度が高すぎると基板や着色層等に熱的ダメージを与えるおそれがあるからである。超微粒子を構成する無機酸化物等を単体で焼結するのに必要な温度は一般に400〜700℃程度であるが、本発明においては超微粒子のサイズ効果により、150℃〜350℃という極めて低い温度で焼成することができる。
また、焼成時間についても、使用する超微粒子の種類等によって適宜選択されるものであるが、通常は10分〜1時間程度であり、好ましくは15分〜30分である。
(Iii) Firing step In the present embodiment, the coating film is then fired.
The firing temperature is appropriately selected depending on the type of ultrafine particles to be used, but is preferably about 150 ° C to 350 ° C, more preferably in the range of 150 ° C to 250 ° C, and still more preferably. It is in the range of 150 ° C to 220 ° C. This is because if the firing temperature is too low, the ultrafine particles may not be sufficiently sintered, and if the firing temperature is too high, the substrate or the colored layer may be thermally damaged. The temperature required to sinter the inorganic oxide constituting the ultrafine particles alone is generally about 400 to 700 ° C., but in the present invention, it is extremely low as 150 ° C. to 350 ° C. due to the size effect of the ultrafine particles. It can be fired at temperature.
Also, the firing time is appropriately selected depending on the type of ultrafine particles used and the like, but is usually about 10 minutes to 1 hour, preferably 15 minutes to 30 minutes.

本工程においては、酸化性雰囲気中で焼成してもよく、また超微粒子が酸化しない雰囲気中で焼成し、その後、酸化性雰囲気中で焼成してもよい。すなわち、一段階プロセスで焼成してもよく、二段階プロセスにより焼成してもよい。二段階プロセスによる焼成では、超微粒子の表面だけがさらに酸化されて、焼結が不十分となるのを回避できるからである。また、二段階で焼成するので、低温焼成でさらに緻密な膜を形成することができるからである。   In this step, baking may be performed in an oxidizing atmosphere, or baking may be performed in an atmosphere in which ultrafine particles are not oxidized, and then baking may be performed in an oxidizing atmosphere. That is, it may be fired by a one-stage process or may be fired by a two-stage process. This is because in the firing by the two-stage process, it can be avoided that only the surface of the ultrafine particles is further oxidized and the sintering becomes insufficient. In addition, since baking is performed in two stages, a denser film can be formed by low-temperature baking.

超微粒子が酸化しない雰囲気としては、例えば真空雰囲気、不活性ガス雰囲気、還元性雰囲気等が挙げられる。
不活性ガス雰囲気としては、例えば希ガス、二酸化炭素、窒素等の不雰囲気が挙げられる。
還元性雰囲気としては、例えば水素、一酸化炭素、低級アルコール等の雰囲気が挙げられる。低級アルコールとしては、炭素数が1〜6の低級アルコール、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール等が挙げられる。
また、真空雰囲気が、例えば希ガス、二酸化炭素、窒素等の不活性ガス;酸素、水蒸気等の酸化性ガス;水素、一酸化炭素、低級アルコール等の還元性ガス;または上記不活性ガスと酸化性ガスもしくは還元性ガスとの混合ガス;を含んでいてもよい。真空雰囲気の場合に酸化性ガスを導入すると、超微粒子は酸化せずに、超微粒子に付着している有機化合物(溶剤や分散剤)だけを燃焼させる効果がある。真空状態は、単にポンプで引いただけでもよく、また一旦ポンプ引きした後、不活性ガス、還元性ガス、酸化性ガスを導入してもよい。真空雰囲気中での焼成は、通常、10−5〜10Pa程度で行うことができる。
Examples of the atmosphere in which the ultrafine particles are not oxidized include a vacuum atmosphere, an inert gas atmosphere, and a reducing atmosphere.
Examples of the inert gas atmosphere include inert atmospheres such as rare gas, carbon dioxide, and nitrogen.
Examples of the reducing atmosphere include hydrogen, carbon monoxide, lower alcohol, and the like. Examples of the lower alcohol include lower alcohols having 1 to 6 carbon atoms such as methanol, ethanol, propanol, butanol, hexanol and the like.
The vacuum atmosphere is, for example, an inert gas such as a rare gas, carbon dioxide, or nitrogen; an oxidizing gas such as oxygen or water vapor; a reducing gas such as hydrogen, carbon monoxide, or a lower alcohol; or the above inert gas and an oxidizing gas. Or a mixed gas with a reducing gas or a reducing gas. When an oxidizing gas is introduced in a vacuum atmosphere, there is an effect that only the organic compound (solvent or dispersant) adhering to the ultrafine particles is burned without oxidizing the ultrafine particles. The vacuum state may be simply drawn by a pump, or once pumped, an inert gas, a reducing gas, or an oxidizing gas may be introduced. Firing in a vacuum atmosphere can usually be performed at about 10 −5 to 10 3 Pa.

酸化性雰囲気は、酸素、水蒸気、酸素含有ガス(例えば空気等)、水蒸気含有ガスなどを含んでいてもよい。   The oxidizing atmosphere may contain oxygen, water vapor, oxygen-containing gas (for example, air), water vapor-containing gas, and the like.

本態様においては、超微粒子が酸化しない雰囲気中で焼成した後、酸化性雰囲気中で焼成する前に、塗膜を乾燥させてもよい。これにより、溶剤や分散剤を除去することができるからである。溶剤や分散剤の除去は、焼成時に行ってもよい。   In this embodiment, the coating film may be dried after firing in an atmosphere in which the ultrafine particles are not oxidized and before firing in an oxidizing atmosphere. This is because the solvent and the dispersant can be removed. The removal of the solvent and the dispersant may be performed at the time of firing.

また、酸化性雰囲気中での焼成後、さらに還元性雰囲気中で焼成してもよい。
さらに、焼成時に紫外線照射を行ってもよい。時間短縮・低温化の面でさらに効果がある。また、焼成では、大気圧プラズマ等を用いた、いわゆるプラズマ焼結を用いることもできる。
Further, after firing in an oxidizing atmosphere, firing may be performed in a reducing atmosphere.
Furthermore, ultraviolet irradiation may be performed during firing. More effective in terms of time reduction and low temperature. In the firing, so-called plasma sintering using atmospheric pressure plasma or the like can also be used.

(2)第2態様
本態様においては、金属の超微粒子を含有する超微粒子分散液を塗布し、焼成して、膜を形成する。すなわち、本態様の第2無機絶縁層形成工程は、超微粒子分散液を調製する超微粒子分散液調製工程と、この超微粒子分散液を塗布する塗布工程と、この塗布工程で得られた塗膜を焼成する焼成工程とを有する。
なお、塗布工程および焼成工程については、上記第1態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。以下、超微粒子分散液調製工程について説明する。
(2) Second Aspect In this aspect, an ultrafine particle dispersion containing ultrafine metal particles is applied and baked to form a film. That is, the second inorganic insulating layer forming step of this aspect includes an ultrafine particle dispersion preparation step for preparing an ultrafine particle dispersion, a coating step for applying this ultrafine particle dispersion, and a coating film obtained in this coating step. And a baking step of baking.
In addition, since it is the same as that of what was described in the said 1st aspect about the application | coating process and a baking process, description here is abbreviate | omitted. Hereinafter, the ultrafine particle dispersion preparation process will be described.

(i)超微粒子分散液調製工程
本態様に用いられる超微粒子分散液は、超微粒子が個々に独立して均一に分散したものであり、金属の超微粒子を溶剤に分散させることにより調製される。
本態様に用いられる金属の超微粒子としては、例えばIn、Al、Ti、Ta、Zn、Sn、Y、Ge、Pb、Zr、アルカリ金属(Li、Na、K)、アルカリ土類金属(Mg、Ca、Sr、Ba)等の超微粒子が挙げられる。これらの中でも、In(インジウム)、アルカリ金属、およびアルカリ土類金属からなる群から選択される少なくとも1種の超微粒子が好ましく用いられる。インジウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属は酸化性が高いため、比較的低い温度での焼成でも酸化が促進されるからである。
(I) Ultrafine particle dispersion preparation step The ultrafine particle dispersion used in this embodiment is prepared by dispersing ultrafine particles of metal in a solvent in which ultrafine particles are dispersed individually and uniformly. .
Examples of the ultrafine metal particles used in this embodiment include In, Al, Ti, Ta, Zn, Sn, Y, Ge, Pb, Zr, alkali metals (Li, Na, K), alkaline earth metals (Mg, Examples thereof include ultrafine particles such as Ca, Sr, Ba). Among these, at least one kind of ultrafine particles selected from the group consisting of In (indium), alkali metals, and alkaline earth metals is preferably used. This is because indium, alkali metal, and alkaline earth metal are highly oxidizable, so that oxidation is promoted even by firing at a relatively low temperature.

超微粒子の作製方法としては、特に限定されるものではなく、例えばガス中蒸発法、湿式還元法、有機金属化合物の高温雰囲気へのスプレーによる熱還元法等が用いられる。得られた超微粒子の表面は、金属状態であることが好ましいが、一部が酸化された状態であってもよい。   The method for producing the ultrafine particles is not particularly limited, and for example, a gas evaporation method, a wet reduction method, a thermal reduction method by spraying an organometallic compound in a high temperature atmosphere, or the like is used. The surface of the obtained ultrafine particles is preferably in a metal state, but may be partially oxidized.

ガス中蒸発法は、ガス雰囲気中でかつ溶剤の蒸気の共存する気相中で金属を蒸発させ、蒸発した金属を均一な超微粒子に凝縮させて溶媒中に分散し、分散液を得る方法である。このガス中蒸発法では、粒度の揃った金属超微粒子を得ることができる。ガス中蒸発法により得られた金属超微粒子を原料として、超微粒子分散液を調製するには、超微粒子分散液に使用する溶剤で置換を行えばよい。また、超微粒子の分散安定性を増すために、分散剤を添加してもよい。これにより、超微粒子が個々に独立して均一に分散され、かつ、流動性のある状態が保持されるようになる。
なお、ガス中蒸発法による超微粒子の作製方法ついては、特許第2561537号公報や特開2005−183054公報などに詳しい。
The gas evaporation method is a method in which a metal is evaporated in a gas atmosphere in a gas phase in which a solvent vapor coexists, and the evaporated metal is condensed into uniform ultrafine particles and dispersed in a solvent to obtain a dispersion. is there. In this gas evaporation method, ultrafine metal particles having a uniform particle size can be obtained. In order to prepare an ultrafine particle dispersion using the ultrafine metal particles obtained by the gas evaporation method as a raw material, substitution may be performed with a solvent used for the ultrafine particle dispersion. Further, a dispersant may be added to increase the dispersion stability of the ultrafine particles. As a result, the ultrafine particles are dispersed individually and uniformly, and a fluid state is maintained.
Note that a method for producing ultrafine particles by the gas evaporation method is detailed in Japanese Patent No. 2651537 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-183054.

また、超微粒子の作製方法として、液相還元法等の化学還元法を用いることができる。この場合、超微粒子を製造するための原料として、金属含有有機化合物である還元用原料を使用することができる。
化学還元法は、還元剤を用いる化学反応により超微粒子分散液を調製する方法である。この化学還元法により得られる製造した微粒子の場合、粒径を任意に調整可能である。化学還元法では、まず、原料に分散剤を添加した状態で、所定の温度で原料を加熱分解させるか、あるいは、還元剤、例えば水素や水素化ホウ素ナトリウム等を利用して、金属超微粒子を発生させる。次いで、発生した金属超微粒子のほぼ全量を独立分散状態で回収する。得られた分散液を、超微粒子分散液に使用する溶剤に置換すれば、所望の超微粒子分散液が得られる。得られた超微粒子分散液は、真空中での加熱により濃縮しても、安定な分散状態を維持している。
なお、化学還元法による超微粒子の作製方法ついては、特開2005−81501公報などに詳しい。
Further, as a method for producing ultrafine particles, a chemical reduction method such as a liquid phase reduction method can be used. In this case, a reducing raw material that is a metal-containing organic compound can be used as a raw material for producing ultrafine particles.
The chemical reduction method is a method of preparing an ultrafine particle dispersion by a chemical reaction using a reducing agent. In the case of the fine particles produced by this chemical reduction method, the particle size can be arbitrarily adjusted. In the chemical reduction method, first, the raw material is thermally decomposed at a predetermined temperature in a state where a dispersant is added to the raw material, or ultrafine metal particles are formed using a reducing agent such as hydrogen or sodium borohydride. generate. Next, almost all of the generated ultrafine metal particles are recovered in an independently dispersed state. By replacing the obtained dispersion with a solvent used for the ultrafine particle dispersion, a desired ultrafine particle dispersion can be obtained. The obtained ultrafine particle dispersion maintains a stable dispersion state even if it is concentrated by heating in vacuum.
Note that a method for producing ultrafine particles by a chemical reduction method is detailed in JP-A-2005-81501.

なお、超微粒子分散液に用いられる溶剤、ならびに、超微粒子分散液の濃度および粘度等については、上記第1態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。   The solvent used in the ultrafine particle dispersion, the concentration and viscosity of the ultrafine particle dispersion, and the like are the same as those described in the first aspect, and thus the description thereof is omitted here.

C.有機EL表示装置
次に、本発明の有機EL表示装置について説明する。
本発明の有機EL表示装置は、上述した有機EL素子用バリア性基板と、上記有機EL素子用バリア性基板の第2無機絶縁層上に形成された透明電極層と、上記透明電極層上に形成され、少なくとも発光層を含む有機EL層と、上記有機EL層上に形成された背面電極層とを有することを特徴とするものである。
C. Organic EL Display Device Next, the organic EL display device of the present invention will be described.
The organic EL display device of the present invention includes the above-described barrier substrate for organic EL elements, the transparent electrode layer formed on the second inorganic insulating layer of the barrier substrate for organic EL elements, and the transparent electrode layer. The organic EL layer is formed and includes at least a light emitting layer, and a back electrode layer formed on the organic EL layer.

図10は本発明の有機EL表示装置の一例を示すものである。図10に示すように、本発明の有機EL表示装置50は、上述した有機EL素子用バリア性基板10と、上記有機EL素子用バリア性基板10の第2無機絶縁層53上に形成された透明電極層54と、この透明電極層54上にパターン状に形成された有機EL層55と、この有機EL層55上に形成された背面電極層56とを有するものである。また、透明電極層54上であって、パターン状の有機EL層55間には絶縁層57が形成されている。この絶縁層57は、透明電極層54と背面電極層56とを接触させないようにするために設けられる層である。さらに、この絶縁層57上には隔壁58が形成されている。有機EL層55が形成されている部分は表示領域である。また、有機EL素子用バリア性基板10は、基板51上に第1無機絶縁層52および第2無機絶縁層53が順に積層されたものである。   FIG. 10 shows an example of the organic EL display device of the present invention. As shown in FIG. 10, the organic EL display device 50 of the present invention was formed on the organic EL element barrier substrate 10 and the second inorganic insulating layer 53 of the organic EL element barrier substrate 10 described above. It has a transparent electrode layer 54, an organic EL layer 55 formed in a pattern on the transparent electrode layer 54, and a back electrode layer 56 formed on the organic EL layer 55. An insulating layer 57 is formed on the transparent electrode layer 54 and between the patterned organic EL layers 55. The insulating layer 57 is a layer provided to prevent the transparent electrode layer 54 and the back electrode layer 56 from contacting each other. Further, a partition wall 58 is formed on the insulating layer 57. A portion where the organic EL layer 55 is formed is a display region. The barrier substrate 10 for organic EL elements is obtained by sequentially laminating a first inorganic insulating layer 52 and a second inorganic insulating layer 53 on a substrate 51.

本発明によれば、上述した有機EL素子用バリア性基板を用いるので、ダークスポット等の欠陥の発生を抑制することができ、良好な画像表示が可能な有機EL表示装置とすることができる。また、有機EL素子用バリア性基板では、第1無機絶縁層および第2無機絶縁層を積層することによりバリア性が得られるので、従来のようにスパッタリング法や真空蒸着法により厚膜の透明バリア層を設ける必要がなく、低コスト化が図れる。
以下、このような有機EL表示装置の各構成について説明する。
According to the present invention, since the barrier substrate for an organic EL element described above is used, it is possible to suppress the occurrence of defects such as dark spots and to provide an organic EL display device capable of displaying a good image. Further, in the barrier substrate for an organic EL element, the barrier property can be obtained by laminating the first inorganic insulating layer and the second inorganic insulating layer, so that a thick transparent barrier is formed by a sputtering method or a vacuum evaporation method as in the past. There is no need to provide a layer, and the cost can be reduced.
Hereinafter, each configuration of such an organic EL display device will be described.

1.有機EL層
本発明に用いられる有機EL層は、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構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、溶媒への溶解性が異なるように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。
1. Organic EL Layer The organic EL layer used in the present invention is composed 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 the layer configuration is a layer having one or more organic layers. Usually, when an organic EL layer is formed by a wet method by coating, it is often difficult to stack a large number of layers in relation to a solvent, so that it is often formed of one or two organic layers. However, it is possible to further increase the number of layers by devising an organic material so that the solubility in a solvent is different or by combining a vacuum deposition method.

発光層以外に有機EL層内に形成される有機層としては、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、有機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、さらに励起子の拡散を防止して発光層内に励起子を閉じ込めることにより、再結合効率を高めるための層等を挙げることができる。
以下、このような有機EL層の各構成について説明する。
Examples of the organic layer formed in the organic EL layer other than the light emitting layer include charge injection layers such as a hole injection layer and an electron injection layer. Furthermore, examples of the other organic layers 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, it is formed integrally with the charge injection layer by imparting a charge transporting function. In addition, as an organic layer formed in the organic EL layer, it prevents holes or electrons from penetrating like a carrier block layer and further prevents diffusion of excitons and confines excitons in the light emitting layer. And a layer for increasing the recombination efficiency.
Hereinafter, each structure of such an organic EL layer will be described.

(1)発光層
本発明に用いられる発光層は、電子と正孔との再結合の場を提供して発光する機能を有するものである。上記発光層を形成する材料としては、通常、色素系発光材料、金属錯体系発光材料、または高分子系発光材料を挙げることができる。
(1) Light emitting layer The light emitting layer used in the present invention has a function of emitting light by providing a recombination field of electrons and holes. As the material for forming the light emitting layer, a dye-based light-emitting material, a metal complex-based light-emitting material, or a polymer-based light-emitting material can be generally used.

色素系発光材料としては、シクロペンタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、シロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、トリフマニルアミン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマーなどを挙げることができる。   Examples of dye-based light emitting materials include cyclopentadiene derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, triphenylamine derivatives, oxadiazole derivatives, pyrazoloquinoline derivatives, distyrylbenzene derivatives, distyrylarylene derivatives, silole derivatives, thiophene ring compounds, pyridine rings Examples thereof include compounds, perinone derivatives, perylene derivatives, oligothiophene derivatives, trifumanylamine derivatives, coumarin derivatives, oxadiazole dimers, pyrazoline dimers, and the like.

また、金属錯体系発光材料としては、アルミニウムキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体、イリジウム金属錯体、プラチナ金属錯体等、中心金属に、Al、Zn、Be、Ir、Pt等、またはTb、Eu、Dy等の希土類金属を有し、配位子にオキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造等を有する金属錯体等を挙げることができる。具体的には、トリス(8−キノリノール)アルミニウム錯体(Alq)を用いることができる。 Metal complex light emitting materials include aluminum quinolinol complex, benzoquinolinol beryllium complex, benzoxazole zinc complex, benzothiazole zinc complex, azomethyl zinc complex, porphyrin zinc complex, europium complex, iridium metal complex, platinum metal complex, etc. The metal has Al, Zn, Be, Ir, Pt, etc., or a rare earth metal such as Tb, Eu, Dy, etc., and the ligand has an oxadiazole, thiadiazole, phenylpyridine, phenylbenzimidazole, quinoline structure, etc. A metal complex etc. can be mentioned. Specifically, tris (8-quinolinol) aluminum complex (Alq 3 ) can be used.

さらに、高分子系発光材料としては、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリフルオレノン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリキノキサリン誘導体、ポリジアルキルフルオレン誘導体、およびそれらの共重合体等を挙げることができる。また、上記色素系発光材料および金属錯体系発光材料を高分子化したものも挙げられる。   Furthermore, as the polymer light emitting material, polyparaphenylene vinylene derivatives, polythiophene derivatives, polyparaphenylene derivatives, polysilane derivatives, polyacetylene derivatives, polyvinylcarbazole, polyfluorenone derivatives, polyfluorene derivatives, polyquinoxaline derivatives, polydialkylfluorene derivatives, And copolymers thereof. Moreover, what polymerized the said pigment-type luminescent material and metal complex type | system | group luminescent material is also mentioned.

本発明に用いられる発光材料としては、上記の中でも、金属錯体系発光材料または高分子系発光材料であることが好ましく、さらには高分子系発光材料であることが好ましい。また、高分子系発光材料の中でも、π共役構造をもつ導電性高分子であることが好ましい。このようなπ共役構造をもつ導電性高分子としては、上述したようなポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリフルオレノン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリキノキサリン誘導体、ポリジアルキルフルオレン誘導体、およびそれらの共重合体等を挙げることができる。   Among the above, the light emitting material used in the present invention is preferably a metal complex light emitting material or a polymer light emitting material, and more preferably a polymer light emitting material. Of the polymer light emitting materials, a conductive polymer having a π-conjugated structure is preferable. Examples of the conductive polymer having such a π-conjugated structure include polyparaphenylene vinylene derivatives, polythiophene derivatives, polyparaphenylene derivatives, polysilane derivatives, polyacetylene derivatives, polyfluorenone derivatives, polyfluorene derivatives, polyquinoxaline derivatives as described above. , Polydialkylfluorene derivatives, and copolymers thereof.

発光層の厚みとしては、電子と正孔との再結合の場を提供して発光する機能を発現することができる厚みであれば特に限定はされなく、例えば1nm〜200nm程度とすることができる。   The thickness of the light emitting layer is not particularly limited as long as it can provide a function of emitting light by providing a recombination field between electrons and holes, and can be, for example, about 1 nm to 200 nm. .

また、発光層中には、発光効率の向上、発光波長を変化させる等の目的で蛍光発光または燐光発光するドーパントを添加してもよい。このようなドーパントとしては、例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、スチリル色素、テトラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾン、キノキサリン誘導体、カルバゾール誘導体、フルオレン誘導体等を挙げることができる。   Further, a dopant that emits fluorescence or phosphorescence may be added to the light emitting layer for the purpose of improving the light emission efficiency and changing the light emission wavelength. Examples of such dopants include perylene derivatives, coumarin derivatives, rubrene derivatives, quinacridone derivatives, squalium derivatives, porphyrin derivatives, styryl dyes, tetracene derivatives, pyrazoline derivatives, decacyclene, phenoxazone, quinoxaline derivatives, carbazole derivatives, fluorene derivatives, and the like. Can be mentioned.

発光層の形成方法としては、高精細なパターニングが可能な方法であれば特に限定されるものではない。例えば蒸着法、印刷法、インクジェット法、またはスピンコート法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法、および自己組織化法(交互吸着法、自己組織化単分子膜法)等を挙げることができる。中でも、蒸着法、スピンコート法、およびインクジェット法を用いることが好ましい。また、発光層をパターニングする際には、異なる発光色となる画素のマスキング法により塗り分けや蒸着を行ってもよく、または発光層間に隔壁を形成してもよい。このような隔壁を形成する材料としては、感光性ポリイミド樹脂、アクリル系樹脂等の光硬化型樹脂、または熱硬化型樹脂、および無機材料等を用いることができる。さらに、これらの隔壁を形成する材料の表面エネルギー(濡れ性)を変化させる処理を行ってもよい。   The method for forming the light emitting layer is not particularly limited as long as it is a method capable of high-definition patterning. For example, vapor deposition method, printing method, inkjet method, spin coating method, casting method, dipping method, bar coating method, blade coating method, roll coating method, gravure coating method, flexographic printing method, spray coating method, and self-assembly method (Alternate adsorption method, self-assembled monolayer method) and the like. Among these, it is preferable to use a vapor deposition method, a spin coating method, and an ink jet method. Further, when the light emitting layer is patterned, it may be applied separately by a masking method for pixels having different light emission colors, or a partition may be formed between the light emitting layers. As a material for forming such a partition, a photocurable resin such as a photosensitive polyimide resin or an acrylic resin, a thermosetting resin, an inorganic material, or the like can be used. Furthermore, you may perform the process which changes the surface energy (wetting property) of the material which forms these partition walls.

(2)電荷注入輸送層
本発明においては、透明電極層または背面電極層と発光層との間に電荷注入輸送層が形成されていてもよい。ここでいう電荷注入輸送層とは、上記発光層に透明電極層または背面電極層からの電荷を安定に輸送する機能を有するものであり、このような電荷注入輸送層を、透明電極層または背面電極層と発光層との間に設けることにより、発光層への電荷の注入が安定化し、発光効率を高めることができる。
(2) Charge injection / transport layer In the present invention, a charge injection / transport layer may be formed between the transparent electrode layer or the back electrode layer and the light emitting layer. The charge injecting and transporting layer here has a function of stably transporting charges from the transparent electrode layer or the back electrode layer to the light emitting layer, and the charge injecting and transporting layer is used as the transparent electrode layer or the back surface. By providing between the electrode layer and the light emitting layer, the injection of charges into the light emitting layer is stabilized, and the light emission efficiency can be increased.

電荷注入輸送層としては、陽極から注入された正孔を発光層内へ輸送する正孔注入輸送層、陰極から注入された電子を発光層内へ輸送する電子注入輸送層とがある。以下、正孔注入輸送層および電子注入輸送層について説明する。   Examples of the charge injection transport layer include a hole injection transport layer that transports holes injected from the anode into the light emitting layer, and an electron injection transport layer that transports electrons injected from the cathode into the light emitting layer. Hereinafter, the hole injection / transport layer and the electron injection / transport layer will be described.

(i)正孔注入輸送層
本発明に用いられる正孔注入輸送層としては、発光層に正孔を注入する正孔注入層、および正孔を輸送する正孔輸送層のいずれか一方であってもよく、正孔注入層および正孔輸送層が積層されたものであってもよく、または、正孔注入機能および正孔輸送機能の両機能を有する単一の層であってもよい。
(I) Hole Injecting and Transporting Layer The hole injecting and transporting layer used in the present invention is either a hole injecting layer for injecting holes into the light emitting layer or a hole transporting layer for transporting holes. The hole injection layer and the hole transport layer may be laminated, or a single layer having both the hole injection function and the hole transport function may be used.

正孔注入輸送層に用いられる材料としては、陽極から注入された正孔を安定に発光層内へ輸送することができる材料であれば特に限定されるものではなく、上記発光層の発光材料に例示した化合物の他、フェニルアミン系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウム等の酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン誘導体等を用いることができる。具体的には、ビス(N−(1−ナフチル−N−フェニル)ベンジジン(α−NPD)、4,4,4−トリス(3−メチルフェニルフェニルアミノ)トリフェニルアミン(MTDATA)、ポリ3,4エチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルホン酸(PEDOT−PSS)、ポリビニルカルバゾール(PVCz)等が挙げられる。   The material used for the hole injecting and transporting layer is not particularly limited as long as it can stably transport holes injected from the anode into the light emitting layer. In addition to the exemplified compounds, phenylamine, starburst amine, phthalocyanine, vanadium oxide, molybdenum oxide, ruthenium oxide, aluminum oxide and other oxides, amorphous carbon, polyaniline, polythiophene, polyphenylene vinylene derivatives, etc. may be used. it can. Specifically, bis (N- (1-naphthyl-N-phenyl) benzidine (α-NPD), 4,4,4-tris (3-methylphenylphenylamino) triphenylamine (MTDATA), poly 3, 4-ethylenedioxythiophene-polystyrene sulfonic acid (PEDOT-PSS), polyvinyl carbazole (PVCz), etc. are mentioned.

また、正孔注入輸送層の厚みとしては、陽極から正孔を注入し、発光層へ正孔を輸送する機能が十分に発揮される厚みであれば特に限定されないが、具体的には0.5nm〜1000nmの範囲内、中でも10nm〜500nmの範囲内であることが好ましい。   The thickness of the hole injecting and transporting layer is not particularly limited as long as the hole injecting holes from the anode and transporting the holes to the light emitting layer is sufficiently exhibited. It is preferable to be in the range of 5 nm to 1000 nm, especially in the range of 10 nm to 500 nm.

(ii)電子注入輸送層
本発明に用いられる電子注入輸送層としては、発光層に電子を注入する電子注入層、および電子を輸送する電子輸送層のいずれか一方であってもよく、電子注入層および電子輸送層が積層されたものであってもよく、または、電子注入機能および電子輸送機能の両機能を有する単一の層であってもよい。
(Ii) Electron Injection / Transport Layer The electron injection / transport layer used in the present invention may be either an electron injection layer for injecting electrons into the light emitting layer or an electron transport layer for transporting electrons. A layer and an electron transport layer may be laminated, or a single layer having both an electron injection function and an electron transport function may be used.

電子注入層に用いられる材料としては、発光層内への電子の注入を安定化させることができる材料であれば特に限定されるものではなく、上記発光層の発光材料に例示した化合物の他、アルミリチウム合金、フッ化リチウム、ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、酸化アルミニウム、酸化ストロンチウム、カルシウム、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム、リチウム、セシウム、フッ化セシウム等のようにアルカリ金属類、およびアルカリ金属類のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体等を用いることができる。   The material used for the electron injection layer is not particularly limited as long as the material can stabilize the injection of electrons into the light emitting layer. In addition to the compounds exemplified as the light emitting material of the light emitting layer, Aluminum lithium alloy, lithium fluoride, strontium, magnesium oxide, magnesium fluoride, strontium fluoride, calcium fluoride, barium fluoride, aluminum oxide, strontium oxide, calcium, polymethyl methacrylate, sodium polystyrene sulfonate, lithium, cesium, Alkali metals, alkali metal halides, alkali metal organic complexes, and the like, such as cesium fluoride, can be used.

また、電子注入層の厚みとしては、電子注入機能が十分に発揮される厚みであれば特に限定されない。   In addition, the thickness of the electron injection layer is not particularly limited as long as the electron injection function is sufficiently exerted.

一方、電子輸送層に用いられる材料としては、第1無機絶縁層および第2無機絶縁層、あるいは背面電極層から注入された電子を発光層内へ輸送することが可能な材料であれば特に限定されるものではなく、例えばバソキュプロイン、バソフェナントロリン、フェナントロリン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、またはトリス(8−キノリノール)アルミニウム錯体(Alq)等を挙げることができる。 On the other hand, the material used for the electron transport layer is not particularly limited as long as it is a material capable of transporting electrons injected from the first inorganic insulating layer and the second inorganic insulating layer or the back electrode layer into the light emitting layer. For example, bathocuproin, bathophenanthroline, phenanthroline derivative, triazole derivative, oxadiazole derivative, or tris (8-quinolinol) aluminum complex (Alq 3 ) can be used.

さらに、電子注入機能および電子輸送機能の両機能を有する単一の層からなる電子注入輸送層としては、電子輸送性の有機材料にアルカリ金属あるいはアルカリ土類金属をドープした金属ドープ層を形成し、これを電子注入輸送層とすることができる。上記電子輸送性の有機材料としては、例えばバソキュプロイン、バソフェナントロリン、フェナントロリン誘導体等を挙げることができ、ドープする金属としては、Li、Cs、Ba、Sr等が挙げられる。   Furthermore, as an electron injecting and transporting layer composed of a single layer having both an electron injecting function and an electron transporting function, a metal doped layer in which an alkali metal or an alkaline earth metal is doped on an electron transporting organic material is formed. This can be used as an electron injecting and transporting layer. Examples of the electron-transporting organic material include bathocuproin, bathophenanthroline, and phenanthroline derivatives. Examples of the metal to be doped include Li, Cs, Ba, and Sr.

2.透明電極層および背面電極層
本発明に用いられる透明電極層および背面電極層は、互いに反対の電荷をもつ電極である。
透明電極層は、一般に透明性および導電性を有する金属酸化物の薄膜で構成される。このような金属酸化物としては、例えば酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫等が挙げられる。
また、背面電極層としては、一般に金属が用いられる。具体的には、マグネシウム合金(MgAgなど)、アルミニウム合金(AlLi、AlCa、AlMgなど)、アルミニウム、アルカリ土類金属(Caなど)、アルカリ金属(K、Liなど)等が挙げられる。
2. Transparent electrode layer and back electrode layer The transparent electrode layer and back electrode layer used in the present invention are electrodes having opposite charges.
The transparent electrode layer is generally composed of a metal oxide thin film having transparency and conductivity. Examples of such metal oxides include indium tin oxide (ITO), indium oxide, zinc oxide, and tin oxide.
Moreover, a metal is generally used as the back electrode layer. Specifically, magnesium alloy (MgAg etc.), aluminum alloy (AlLi, AlCa, AlMg etc.), aluminum, alkaline earth metal (Ca etc.), alkali metal (K, Li etc.), etc. are mentioned.

透明電極層および背面電極層は、一般的な電極層の形成方法を用いて形成することができ、例えばスパッタリング法、真空蒸着法等が挙げられる。   A transparent electrode layer and a back electrode layer can be formed using the formation method of a general electrode layer, for example, sputtering method, a vacuum evaporation method, etc. are mentioned.

3.絶縁層
本発明においては、透明電極層と背面電極層とを絶縁するために絶縁層が形成されていてもよい。この絶縁層は、非表示領域としてパターン状に形成されるものである。
絶縁層の形成材料としては、例えば紫外線硬化性樹脂などの光硬化性樹脂や、熱硬化性樹脂等が挙げられる。このような絶縁層は、上記の樹脂を含む樹脂組成物を用いて形成することができる。また、パターニングの方法としては、フォトリソグラフィー法、印刷法等の一般的な方法を用いることができる。
3. Insulating layer In the present invention, an insulating layer may be formed to insulate the transparent electrode layer from the back electrode layer. This insulating layer is formed in a pattern as a non-display area.
Examples of the material for forming the insulating layer include a photocurable resin such as an ultraviolet curable resin and a thermosetting resin. Such an insulating layer can be formed using a resin composition containing the above resin. As a patterning method, a general method such as a photolithography method or a printing method can be used.

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。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

以下、本発明について実施例および比較例を用いて具体的に説明する。
[実施例]
(ブラックマトリックスの形成)
透明基材として、150mm×150mm、厚み0.7mmのソーダガラス(セントラル硝子(株)製 Sn面研磨品)を準備した。この透明基材を定法にしたがって洗浄した後、透明基材の片側全面にスパッタリング法により酸化窒化複合クロムの薄膜(厚み0.2μm)を形成し、この複合クロム薄膜上に感光性レジストを塗布し、マスク露光、現像、複合クロム薄膜のエッチングを行って、84μm×284μmの長方形状の開口部を100μmピッチでマトリックス状に備えたブラックマトリックスを形成した。
Hereinafter, the present invention will be specifically described using examples and comparative examples.
[Example]
(Formation of black matrix)
As a transparent substrate, soda glass (Sn face polished product manufactured by Central Glass Co., Ltd.) having a size of 150 mm × 150 mm and a thickness of 0.7 mm was prepared. After cleaning this transparent substrate according to a conventional method, a thin film (thickness 0.2 μm) of oxynitride composite chromium is formed on the entire surface of one side of the transparent substrate by sputtering, and a photosensitive resist is applied onto the composite chromium thin film. Then, mask exposure, development, and etching of the composite chromium thin film were performed to form a black matrix having 84 μm × 284 μm rectangular openings in a matrix at a pitch of 100 μm.

(着色層の形成)
赤色、緑色、青色の3種の着色層用感光性塗料を調製した。すなわち、赤色着色層用感光性塗料は、縮合アゾ系顔料(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、クロモフタルレッドBRN)をバインダー樹脂に分散させたものとした。緑色着色層用感光性塗料は、フタロシアニン系緑色顔料(東洋インキ製造社製、リオノールグリーン2Y−301)をバインダー樹脂に分散させたものとした。青色着色層用感光性塗料は、アンスラキノン系顔料(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、クロモフタルブルーA3R)をバインダー樹脂に分散させたものとした。バインダー樹脂としてはアクリル系UV硬化性樹脂組成物(アクリル系UV硬化性樹脂20%・アクリル系UV硬化性樹脂モノマー20%・添加剤5%・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)55%)を用いた。アクリル系UV硬化性樹脂組成物10部に対し、各着色剤を1部(部数はいずれも質量基準。)の割合で配合して、十分に混合分散させた。
上記の3種の着色層用感光性塗料を用いて各色の着色層を形成した。すなわち、ブラックマトリックスが形成された上記の透明基材全面に、緑色着色層用感光性塗料をスピンコート法により塗布し、プリベーク(80℃、30分間)を行った。その後、所定の着色層用フォトマスクを用いて露光した。次いで、現像液(0.05%KOH水溶液)にて現像を行い、次いで、ポストベーク(100℃、30分間)を行って、ブラックマトリックスパターンに対して所定の位置に帯状(幅90μm)の緑色着色層(厚み1.5μm)を形成した。同様に、赤色着色層の感光性塗料を用いて、ブラックマトリックスパターンに対して所定の位置に帯状(幅90μm)の赤色着色層(厚み1.5μm)を形成した。さらに、青色着色層の感光性塗料を用いて、ブラックマトリックスパターンに対して所定の位置に帯状(幅90μm)の青色着色層(厚み1.5μm)を形成した。
(Formation of colored layer)
Three types of photosensitive coatings for colored layers of red, green, and blue were prepared. That is, the photosensitive coating for the red colored layer was obtained by dispersing a condensed azo pigment (manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd., chromophthal red BRN) in a binder resin. The photosensitive paint for the green colored layer was obtained by dispersing a phthalocyanine green pigment (manufactured by Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd., Lionol Green 2Y-301) in a binder resin. The photosensitive paint for the blue colored layer was obtained by dispersing an anthraquinone pigment (manufactured by Ciba Specialty Chemicals, Chromophthal Blue A3R) in a binder resin. As the binder resin, an acrylic UV curable resin composition (acrylic UV curable resin 20%, acrylic UV curable resin monomer 20%, additive 5%, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) 55%) is used. It was. Each colorant was blended at a ratio of 1 part (all parts are based on mass) to 10 parts of the acrylic UV curable resin composition, and sufficiently mixed and dispersed.
A colored layer of each color was formed using the above three types of photosensitive coatings for colored layers. That is, the green colored layer photosensitive coating material was applied to the entire surface of the transparent substrate on which the black matrix was formed by a spin coating method, and prebaked (80 ° C., 30 minutes). Then, it exposed using the predetermined photomask for colored layers. Next, development is performed with a developer (0.05% KOH aqueous solution), followed by post-baking (100 ° C., 30 minutes), and a strip-shaped (90 μm wide) green color at a predetermined position with respect to the black matrix pattern. A colored layer (thickness 1.5 μm) was formed. Similarly, a strip-like (90 μm wide) red colored layer (thickness: 1.5 μm) was formed at a predetermined position with respect to the black matrix pattern using a photosensitive paint of a red colored layer. Further, a strip-like (90 μm wide) blue colored layer (thickness: 1.5 μm) was formed at a predetermined position with respect to the black matrix pattern using a photosensitive material for the blue colored layer.

(平坦化層の形成)
平均分子量が約100,000であるノルボルネン系樹脂(JSR(株)製 ARTON)をトルエンで希釈した平坦化層用塗布液を使用し、スピンコート法により上記着色層上に塗布した後、ベーク(100℃、30分間)を行った。これにより、上記着色層を覆うように平坦化層(厚み7μm)を形成した。平坦化層は、透明かつ均一な膜であった。
(Formation of planarization layer)
A flattening layer coating solution obtained by diluting norbornene-based resin (ARTON manufactured by JSR Corporation) having an average molecular weight of about 100,000 with toluene is applied onto the colored layer by spin coating, and then baked ( 100 ° C., 30 minutes). Thereby, a planarization layer (thickness 7 μm) was formed so as to cover the colored layer. The planarization layer was a transparent and uniform film.

(第1無機絶縁層の形成)
次に、上記平坦化層上に下記の条件でスパッタリング法により酸化ケイ素膜を2回成膜して、厚み200nmの第1無機絶縁層を形成した。各成膜工程の間では、#800程度の研磨テープを用いて純水を噴霧しながらラッピング研磨を行った。次いで、下層の酸化ケイ素膜に対し、回転研磨機(Speed Fam社製)を使用してアルミナの微粒子研磨剤を噴霧しながら鏡面研磨(ポリッシング)を行った。
酸化ケイ素膜の成膜条件
・RFスパッタ電力:50W/cm、周波数13.56MHz
・成膜レート:10nm/分
・成膜圧力:0.5Pa
・SiOターゲット:4N(密度2.25g/cm
(Formation of the first inorganic insulating layer)
Next, a silicon oxide film was formed twice on the planarizing layer by sputtering under the following conditions to form a first inorganic insulating layer having a thickness of 200 nm. During each film forming process, lapping polishing was performed while spraying pure water using a polishing tape of about # 800. Subsequently, mirror polishing (polishing) was performed on the lower silicon oxide film while spraying an alumina fine particle abrasive using a rotary polishing machine (manufactured by Speed Fam).
Film formation conditions of silicon oxide film / RF sputtering power: 50 W / cm 2 , frequency 13.56 MHz
・ Deposition rate: 10 nm / min ・ Deposition pressure: 0.5 Pa
SiO 2 target: 4N (density 2.25 g / cm 3 )

(第2無機絶縁層の形成)
ヘリウムガス圧力0.5torrの条件下で高周波誘導加熱を用いるガス中蒸発法によりIn微粒子を生成する際に、生成過程のIn微粒子にα−テルピネオールとドデシルアミンとの20:1(容量比)の蒸気を接触させ、冷却捕集してIn微粒子を回収し、α−テルピネオール溶媒中に独立した状態で分散している平均粒径10nmのIn微粒子を20重量%含有する分散液を調製した。この分散液(コロイド液)1容量に対してアセトンを5容量加え、攪拌した。極性のアセトンの作用により分散液中の微粒子は沈降した。2時間静置後、上澄みを除去し、再び最初と同じ量のアセトンを加えて攪拌し、2時間静置後、上澄みを除去した。この沈降物から、残留溶媒を完全に除去し、平均粒径10nmのIn微粒子を作製し、X線回折により、酸化されていない微粒子であることを確認した。この微粒子を10wt%の濃度にてテトラデカン中に分散させ、超微粒子分散液を得た。
この超微粒子分散液をスピンコート法により上記第1無機絶縁層上に塗布した。その後、塗膜を1×10−3Paの減圧下において230℃、10minの条件で焼成した。次いで、酸化性雰囲気(大気)中で、230℃、60minの焼成を行った。このときの膜厚は200nmであった。このようにして形成した第2無機絶縁層について、5cmの領域における大きさ1μm以上のピンホールを、光学顕微鏡写真(倍率=1000倍)にて観察した結果、検出できなかった。
(Formation of second inorganic insulating layer)
When producing In particles by gas evaporation using high frequency induction heating under the condition of helium gas pressure of 0.5 torr, the production of In particles is 20: 1 (capacity ratio) of α-terpineol and dodecylamine. Steam was collected, cooled and collected to collect In fine particles, and a dispersion containing 20% by weight of In fine particles having an average particle diameter of 10 nm dispersed in an α-terpineol solvent in an independent state was prepared. Five volumes of acetone were added to 1 volume of this dispersion (colloidal solution) and stirred. The fine particles in the dispersion liquid settled by the action of polar acetone. After standing for 2 hours, the supernatant was removed, the same amount of acetone was added again and stirred, and after standing for 2 hours, the supernatant was removed. From this sediment, the residual solvent was completely removed, In fine particles having an average particle diameter of 10 nm were produced, and confirmed to be non-oxidized fine particles by X-ray diffraction. The fine particles were dispersed in tetradecane at a concentration of 10 wt% to obtain an ultrafine particle dispersion.
This ultrafine particle dispersion was applied onto the first inorganic insulating layer by spin coating. Then, the coating film was baked under conditions of 230 ° C. and 10 minutes under a reduced pressure of 1 × 10 −3 Pa. Next, firing was performed at 230 ° C. for 60 minutes in an oxidizing atmosphere (atmosphere). The film thickness at this time was 200 nm. As a result of observing a pinhole having a size of 1 μm or more in a region of 5 cm 2 with an optical micrograph (magnification = 1000 times) in the second inorganic insulating layer thus formed, it was not detected.

(透明電極層の形成)
次いで、上記第2無機絶縁層上にイオンプレーティング法により膜厚150nmの酸化インジウムスズ(ITO)膜を形成し、このITO膜上に感光性レジストを塗布し、マスク露光、現像、ITO膜のエッチングを行って、透明電極層を形成した。この透明電極層は、透明基材上から着色層上に乗り上げるように第2無機絶縁層上に形成された幅60μmの帯状パターンであり、着色層上に位置するものであった。
(Formation of transparent electrode layer)
Next, an indium tin oxide (ITO) film having a film thickness of 150 nm is formed on the second inorganic insulating layer by ion plating, a photosensitive resist is applied on the ITO film, mask exposure, development, Etching was performed to form a transparent electrode layer. This transparent electrode layer was a strip-like pattern having a width of 60 μm formed on the second inorganic insulating layer so as to run on the colored layer from the transparent substrate, and was located on the colored layer.

(補助電極の形成)
次に、上記の透明電極層を覆うように第2無機絶縁層上の全面にスパッタリング法によりクロム薄膜(厚み0.2μm)を形成し、このクロム薄膜上に感光性レジストを塗布し、マスク露光、現像、クロム薄膜のエッチングを行って、補助電極を形成した。この補助電極は、透明基材上から着色層上に乗り上げるように透明電極層上に形成された帯状のパターンであり、着色層上では幅14μmでブラックマトリックス上に位置し、透明基材周縁部の端子部では幅が60μmのものとした。
(Formation of auxiliary electrode)
Next, a chromium thin film (thickness 0.2 μm) is formed by sputtering on the entire surface of the second inorganic insulating layer so as to cover the transparent electrode layer, a photosensitive resist is applied on the chromium thin film, and mask exposure is performed. Then, development and etching of the chromium thin film were performed to form auxiliary electrodes. This auxiliary electrode is a belt-like pattern formed on the transparent electrode layer so as to run on the colored layer from the transparent substrate, and is located on the black matrix with a width of 14 μm on the colored layer, In the terminal portion, the width is 60 μm.

(絶縁層と隔壁部の形成)
平均分子量が約100,000であるノルボルネン系樹脂(JSR(株)製 ARTON)をトルエンで希釈した絶縁層用塗布液を使用し、スピンコート法により透明電極層を覆うように第2無機絶縁層上に塗布した後、ベーク(100℃、30分間)を行って絶縁膜(厚み1μm)を形成した。次に、この絶縁膜上に感光性レジストを塗布し、マスク露光、現像、絶縁膜のエッチングを行って絶縁層を形成した。この絶縁層は、透明電極層と直角に交差する帯状(幅20μm)のパターンであり、ブラックマトリックス上に位置するものとした。
次に、隔壁部用塗料(日本ゼオン(株)製 フォトレジスト ZPN1100)をスピンコート法により絶縁層を覆うように全面に塗布し、プリベーク(70℃、30分間)を行った。その後、所定の隔壁部用フォトマスクを用いて露光し、現像液(日本ゼオン(株)製ZTMA−100)にて現像を行い、次いで、ポストベーク(100℃、30分間)を行った。これにより、絶縁層上に隔壁部を形成した。この隔壁部は、高さ10μm、下部(絶縁層側)の幅15μm、上部の幅26μmである形状を有するものであった。
(Formation of insulating layer and partition wall)
A second inorganic insulating layer is used so as to cover the transparent electrode layer by spin coating using a coating solution for an insulating layer obtained by diluting norbornene-based resin (ARTON manufactured by JSR Corporation) having an average molecular weight of about 100,000 with toluene. After coating on top, baking (100 ° C., 30 minutes) was performed to form an insulating film (thickness 1 μm). Next, a photosensitive resist was applied on the insulating film, mask exposure, development, and etching of the insulating film were performed to form an insulating layer. This insulating layer was a strip-like pattern (width 20 μm) intersecting the transparent electrode layer at a right angle, and was located on the black matrix.
Next, a partition wall coating (photograph ZPN1100 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) was applied over the entire surface by spin coating so as to cover the insulating layer, and prebaked (70 ° C., 30 minutes). Then, it exposed using the photomask for predetermined partition parts, developed with the developing solution (Nippon Zeon Co., Ltd. product ZTMA-100), and then post-baked (100 degreeC, 30 minutes). Thereby, the partition part was formed on the insulating layer. The partition wall had a shape with a height of 10 μm, a lower portion (insulating layer side) width of 15 μm, and an upper portion width of 26 μm.

(有機EL層の形成)
次いで、上記の隔壁をマスクとして、真空蒸着法により正孔注入層、発光層、電子注入層からなる有機EL層を形成した。すなわち、まず、4,4´,4´´トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミンを、画像表示領域に相当する開口部を備えたマスクを介して200nm厚まで蒸着して成膜し、その後、4,4´−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニルを20nm厚まで蒸着して成膜することによって、隔壁がマスクパターンとなり、各隔壁間のみを材料が通過して透明電極層上に正孔注入層が形成された。
次に、上記と同様に、隔壁をマスクとして、発光材料を300nmまで蒸着して成膜することにより発光層を形成した。
さらに、トリス(8−キノリノール)アルミニウムを20nm厚まで蒸着して成膜することにより電子注入層とした。
このようにして形成された有機EL層(厚み540nm)は、幅約280μmの帯状パターンとして各隔壁間に存在(一部は絶縁層上に乗り上げて存在)するものであり、隔壁の上部表面にも同様の層構成でダミーの有機EL層が形成された。そして、有機EL層の表面と、上述のように形成された絶縁層の下面(第2無機絶縁層との界面)との間には、460nmの間隙が形成され、絶縁層の側端部位が有機EL層に直に接触しないものであった。
(Formation of organic EL layer)
Next, an organic EL layer composed of a hole injection layer, a light emitting layer, and an electron injection layer was formed by a vacuum deposition method using the partition walls as a mask. That is, first, 4,4 ′, 4 ″ tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine is 200 nm thick through a mask having an opening corresponding to the image display region. By vapor-depositing to 4 nm, and then depositing 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl to a thickness of 20 nm, the partition wall becomes a mask pattern, The material passed only between the partition walls, and a hole injection layer was formed on the transparent electrode layer.
Next, in the same manner as described above, a light emitting layer was formed by vapor-depositing a light emitting material to 300 nm using the partition walls as a mask.
Further, tris (8-quinolinol) aluminum was vapor-deposited to a thickness of 20 nm to form an electron injection layer.
The organic EL layer (thickness: 540 nm) formed in this manner is present between the partition walls as a strip pattern having a width of about 280 μm (partly on the insulating layer), and is formed on the upper surface of the partition walls. A dummy organic EL layer was formed in the same layer configuration. A 460 nm gap is formed between the surface of the organic EL layer and the lower surface of the insulating layer formed as described above (interface with the second inorganic insulating layer). The organic EL layer was not in direct contact.

(背面電極層の形成)
次に、画像表示領域よりも広い所定の開口部を備えたマスクを介して上記の隔壁が形成されている領域に真空蒸着法によりマグネシウムと銀を同時に蒸着(マグネシウムの蒸着速度=1.3〜1.4nm/秒、銀の蒸着速度=0.1nm/秒)して成膜した。これにより、隔壁がマスクとなって、マグネシウム/銀混合物からなる背面電極層(厚み200nm)が有機EL層上に形成された。この背面電極層は、幅280μmの帯状パターンとして有機EL層上に存在するものであり、隔壁の上部表面にもダミーの背面電極層が形成された。
以上により、有機EL表示装置を作製した。この有機EL表示装置の透明電極層と背面電極層に直流8.5Vの電圧を10mA/cmの一定電流密度で印加して連続駆動させることにより、透明電極層と背面電極層とが交差する所望の部位の発光層を発光させた。そして、着色層で色補正された後、透明基材の反対面側で観測される各色の発光について、ダークエリアによる不良発生率を測定した結果、0.5%であり、高品質の三原色画像表示が可能なものであった。
(Formation of back electrode layer)
Next, magnesium and silver are simultaneously vapor-deposited in a region where the partition walls are formed through a mask having a predetermined opening wider than the image display region by a vacuum vapor deposition method (magnesium vapor deposition rate = 1.3 to The film was formed at 1.4 nm / second, silver deposition rate = 0.1 nm / second). Thereby, the partition wall was used as a mask, and a back electrode layer (thickness 200 nm) made of a magnesium / silver mixture was formed on the organic EL layer. This back electrode layer was present on the organic EL layer as a band-like pattern having a width of 280 μm, and a dummy back electrode layer was also formed on the upper surface of the partition wall.
Thus, an organic EL display device was produced. The transparent electrode layer and the back electrode layer intersect each other by applying a voltage of DC 8.5 V to the transparent electrode layer and the back electrode layer of this organic EL display device at a constant current density of 10 mA / cm 2 and driving them continuously. The light emitting layer at a desired site was caused to emit light. After the color correction in the colored layer, the result of measuring the defect occurrence rate due to the dark area for the light emission of each color observed on the opposite surface side of the transparent base material is 0.5%, and the high-quality three-primary color image It was possible to display.

[比較例]
実施例と同様にして平坦化層までを形成した。次に、平坦化層上に、実施例の第1無機絶縁層と同様の条件でスパッタリング法により酸化ケイ素膜を2回成膜して、無機絶縁層(厚み300nm)を形成した。各成膜工程の間では、実施例と同様にして研磨処理を行った。このようにして形成した無機絶縁層について、5cmの領域における大きさ1μm以上のピンホール数を、光学顕微鏡写真(倍率=1000倍)にて計数した結果は、実施例と同じであった。
その後、実施例と同様にして、有機EL表示装置を作製した。この有機EL表示装置について、実施例と同様に電圧を印加して画像表示品質を観察し、ダークエリアによる不良発生率を測定した結果、10%と高いものであり、良好な三原色画像表示は不可能であった。
[Comparative example]
The planarization layer was formed in the same manner as in the example. Next, a silicon oxide film was formed twice on the planarizing layer by a sputtering method under the same conditions as the first inorganic insulating layer of the example, thereby forming an inorganic insulating layer (thickness 300 nm). Between each film-forming process, it grind | polished like the Example. The result of counting the number of pinholes having a size of 1 μm or more in a 5 cm 2 region with an optical micrograph (magnification = 1000 times) in the thus formed inorganic insulating layer was the same as that of the example.
Thereafter, an organic EL display device was produced in the same manner as in the example. With respect to this organic EL display device, the voltage was applied in the same manner as in the example to observe the image display quality, and the defect occurrence rate due to the dark area was measured. As a result, it was as high as 10%. It was possible.

本発明の有機EL素子用バリア性基板の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the barrier property board | substrate for organic EL elements of this invention. 超微粒子で形成された膜のSEM写真である。It is a SEM photograph of the film | membrane formed with the ultrafine particle. 蒸着膜のSEM写真である。It is a SEM photograph of a vapor deposition film. 本発明の有機EL素子用バリア性基板の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the barrier property board | substrate for organic EL elements of this invention. 本発明の有機EL素子用バリア性基板の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the barrier property board | substrate for organic EL elements of this invention. 本発明の有機EL素子用バリア性基板の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the barrier property board | substrate for organic EL elements of this invention. 本発明の有機EL素子用バリア性基板の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the barrier property board | substrate for organic EL elements of this invention. 本発明の有機EL素子用バリア性基板の製造方法の一例を示す工程図である。It is process drawing which shows an example of the manufacturing method of the barrier property board | substrate for organic EL elements of this invention. 本発明の有機EL素子用バリア性基板の製造方法の他の例を示す工程図である。It is process drawing which shows the other example of the manufacturing method of the barrier property board | substrate for organic EL elements of this invention. 本発明の有機EL表示装置の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the organic electroluminescent display apparatus of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1,51 … 基板
2,52 … 第1無機絶縁層
3,53 … 第2無機絶縁層
4 … 着色層
5 … 色変換層
6 … 透明保護層
10 … 有機EL素子用バリア性基板
12a,12b … 蒸着膜
23 … 超微粒子分散液
50 … 有機EL表示装置
54 … 透明電極層
55 … 有機EL層
56 … 背面電極層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,51 ... Board | substrate 2,52 ... 1st inorganic insulating layer 3,53 ... 2nd inorganic insulating layer 4 ... Colored layer 5 ... Color conversion layer 6 ... Transparent protective layer 10 ... Barrier board | substrate 12a, 12b for organic EL elements ... Deposition film 23 ... Ultrafine particle dispersion 50 ... Organic EL display device 54 ... Transparent electrode layer 55 ... Organic EL layer 56 ... Back electrode layer

Claims (14)

基板と、前記基板上に形成され、蒸着膜である第1無機絶縁層と、前記第1無機絶縁層上に形成され、超微粒子で形成された膜である第2無機絶縁層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ス素子用バリア性基板。   A substrate, a first inorganic insulating layer that is a vapor-deposited film formed on the substrate, and a second inorganic insulating layer that is a film formed on the first inorganic insulating layer and formed of ultrafine particles. A barrier substrate for an organic electroluminescence device characterized by the above. 前記第1無機絶縁層が、複数の蒸着膜からなることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用バリア性基板。   The said 1st inorganic insulating layer consists of a some vapor deposition film, The barrier property board | substrate for organic electroluminescent elements of Claim 1 characterized by the above-mentioned. 前記超微粒子の焼結温度が350℃以下であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用バリア性基板。   3. The barrier substrate for an organic electroluminescent element according to claim 1, wherein the sintering temperature of the ultrafine particles is 350 ° C. or lower. 前記超微粒子が、酸化インジウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素、および酸化窒化ケイ素からなる群から選択される少なくとも1種の超微粒子であることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかの請求項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用バリア性基板。   The ultrafine particles are at least one kind of ultrafine particles selected from the group consisting of indium oxide, silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxynitride. A barrier substrate for an organic electroluminescence device according to claim. 前記超微粒子が、表面が酸化された状態である、インジウム、アルカリ金属、およびアルカリ土類金属からなる群から選択される少なくとも1種の超微粒子であることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかの請求項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用バリア性基板。   The ultrafine particles are at least one ultrafine particle selected from the group consisting of indium, alkali metal, and alkaline earth metal, the surface of which is oxidized. The barrier substrate for organic electroluminescent elements according to any one of claims 3 to 3. 前記超微粒子の平均粒径が0.5nm〜100nmの範囲内であることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれかの請求項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用バリア性基板。   6. The barrier substrate for an organic electroluminescence element according to claim 1, wherein an average particle diameter of the ultrafine particles is in a range of 0.5 nm to 100 nm. 前記基板と前記第1無機絶縁層との間に、着色層が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれかの請求項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用バリア性基板。   The organic electroluminescence element barrier property according to any one of claims 1 to 6, wherein a colored layer is formed between the substrate and the first inorganic insulating layer. substrate. 前記基板と前記第1無機絶縁層との間に、色変換層が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項7までのいずれかの請求項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用バリア性基板。   The organic electroluminescent element barrier according to any one of claims 1 to 7, wherein a color conversion layer is formed between the substrate and the first inorganic insulating layer. Substrate. 前記基板と前記第1無機絶縁層との間に、凹凸形状を有する透明保護層が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項8までのいずれかの請求項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用バリア性基板。   The organic electro according to any one of claims 1 to 8, wherein a transparent protective layer having an uneven shape is formed between the substrate and the first inorganic insulating layer. Barrier substrate for luminescence element. 基板上に少なくとも一層の蒸着膜を形成する第1無機絶縁層形成工程と、前記第1無機絶縁層上に超微粒子が溶剤に分散された超微粒子分散液を塗布し、焼成して、膜を形成する第2無機絶縁層形成工程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ス素子用バリア性基板の製造方法。   A first inorganic insulating layer forming step of forming at least one vapor-deposited film on the substrate; and an ultrafine particle dispersion in which ultrafine particles are dispersed in a solvent is applied on the first inorganic insulating layer, and baked to form a film. A method for producing a barrier substrate for an organic electroluminescence element, comprising: forming a second inorganic insulating layer. 前記第2無機絶縁層形成工程にて、前記超微粒子が酸化しない雰囲気中で焼成し、その後、酸化性雰囲気中で焼成することを特徴とする請求項10に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用バリア性基板の製造方法。   The barrier property for an organic electroluminescence element according to claim 10, wherein in the second inorganic insulating layer forming step, firing is performed in an atmosphere in which the ultrafine particles are not oxidized, and then firing in an oxidizing atmosphere. A method for manufacturing a substrate. 前記第1無機絶縁層形成工程にて、基板上に下層の蒸着膜を形成し、前記下層の蒸着膜表面を研磨した後、前記下層の蒸着膜上に上層の蒸着膜を形成することを特徴とする請求項10または請求項11に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用バリア性基板の製造方法。   In the first inorganic insulating layer forming step, a lower vapor deposition film is formed on the substrate, and after polishing the lower vapor deposition film surface, an upper vapor deposition film is formed on the lower vapor deposition film. The manufacturing method of the barrier property board | substrate for organic electroluminescent elements of Claim 10 or Claim 11. 前記溶剤の沸点が120℃以上であることを特徴とする請求項10から請求項12までのいずれかの請求項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用バリア性基板の製造方法。   The method for producing a barrier substrate for an organic electroluminescent element according to any one of claims 10 to 12, wherein the solvent has a boiling point of 120 ° C or higher. 請求項1から請求項9までのいずれかの請求項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用バリア性基板と、前記有機エレクトロルミネッセンス素子用バリア性基板の第2無機絶縁層上に形成された透明電極層と、前記透明電極層上に形成され、少なくとも発光層を含む有機エレクトロルミネッセンス層と、前記有機エレクトロルミネッセンス層上に形成された背面電極層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ス表示装置。
The organic electroluminescent element barrier substrate according to any one of claims 1 to 9, and a transparent electrode layer formed on the second inorganic insulating layer of the organic electroluminescent element barrier substrate. And an organic electroluminescent layer formed on the transparent electrode layer and including at least a light emitting layer, and a back electrode layer formed on the organic electroluminescent layer.
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