JP2016190442A - Gas barrier film, transparent conductive member, and organic electroluminescent element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光取り出し層とガスバリア層とを有するガスバリアフィルム、このガスバリアフィルムを用いた透明導電部材、及び、この透明導電部材を備える有機エレクトロルミネッセンス素子に係わる。 The present invention relates to a gas barrier film having a light extraction layer and a gas barrier layer, a transparent conductive member using the gas barrier film, and an organic electroluminescence device including the transparent conductive member.
近年、電子デバイス分野では、軽量化及び大型化という要求に加え、長期信頼性や形状の自由度が高いこと、曲面表示が可能であること等の要求が加わり、重くて割れやすく大面積化が困難なガラス基板に代わって透明プラスチック等の樹脂基材が採用され始めている。 In recent years, in the electronic device field, in addition to demands for weight reduction and size increase, long-term reliability and a high degree of freedom in shape, and the ability to display curved surfaces have been added. Resin base materials such as transparent plastics have begun to be used in place of difficult glass substrates.
しかしながら、透明プラスチック等の樹脂基材は、ガラス基板に対しガスバリア性が劣るという問題がある。ガスバリア性が劣る基板を用いると、水蒸気や酸素が浸透してしまい、例えば、電子デバイス内の機能を劣化させてしまうことが分かっている。 However, a resin base material such as transparent plastic has a problem that gas barrier properties are inferior to a glass substrate. It has been found that if a substrate with inferior gas barrier properties is used, water vapor or oxygen will permeate, for example, deteriorating the function in the electronic device.
そこで、樹脂基材にガスバリア性を有する膜（ガスバリア層）を形成して、ガスバリアフィルムとして使用することが一般的に知られている。例えば、樹脂基材上に無機層と無機層の間に配置された有機層とを含むガスバリア層を形成することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。 Therefore, it is generally known that a film having a gas barrier property (gas barrier layer) is formed on a resin substrate and used as a gas barrier film. For example, it has been proposed to form a gas barrier layer including an inorganic layer and an organic layer disposed between the inorganic layers on a resin substrate (see, for example, Patent Document 1).
また、電子デバイスの一つである有機エレクトロルミネッセンス（electroluminescence：ＥＬ）素子においては、発光効率を向上させるために、光散乱層からなる光取り出し層を設ける構成が有効であることも知られている。 In addition, in an organic electroluminescence (EL) element which is one of electronic devices, it is also known that a configuration in which a light extraction layer composed of a light scattering layer is effective in order to improve light emission efficiency. .
しかし、ガスバリア層や光取り出し層を樹脂基材上に形成すると、表面に凹凸ができてしまい、その結果、その上層に有機機能層を有する発光ユニットを形成した際、高温・高湿雰囲気下での保存性の劣化やショート（電気的短絡）が生じやすくなることが問題となっている。
また、樹脂基材上に光り取り出し層を形成した場合には、この光り取り出し層やガスバリア層に残存する不純物が、有機機能層に対して悪影響を与える。そもそも有機ＥＬ素子は、微量の水分、酸素、その他有機物（残留溶剤等）に対して非常にセンシティブであることが知られており、有機機能層の直下にガスバリア層を有する構成も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
However, when a gas barrier layer or a light extraction layer is formed on a resin base material, the surface becomes uneven, and as a result, when a light emitting unit having an organic functional layer as an upper layer is formed, in a high temperature and high humidity atmosphere. It has been a problem that deterioration of storage stability and short circuit (electrical short circuit) are likely to occur.
Further, when the light extraction layer is formed on the resin base material, impurities remaining in the light extraction layer and the gas barrier layer have an adverse effect on the organic functional layer. In the first place, organic EL elements are known to be very sensitive to trace amounts of moisture, oxygen, and other organic substances (residual solvent, etc.), and a configuration having a gas barrier layer directly under the organic functional layer has also been proposed. (For example, refer to Patent Document 2).
上述のように有機ＥＬ素子等の電子機器においては、光り取り出し効率と保存性とを両立することが求められている。本発明は、光り取り出し効率と保存性の向上が可能なガスバリアフィルム、透明導電部材、及び、有機エレクトロルミネッセンス素子を提供するものである。 As described above, in electronic devices such as organic EL elements, it is required to achieve both light extraction efficiency and storage stability. The present invention provides a gas barrier film, a transparent conductive member, and an organic electroluminescence element capable of improving light extraction efficiency and storage stability.
本発明のガスバリアフィルムは、樹脂基材と、樹脂基材上に設けられた光散乱層と、光散乱層上に設けられた平滑化層と、平滑化層上に設けられた、有機ケイ素化合物の反応生成物、及び、酸窒化ケイ素化合物から選ばれる少なくとも１種を主成分とするガスバリア層とを備える。
本発明の透明導電部材は、上記ガスバリアフィルムと、ガスバリアフィルム上に設けられた導電層とを備える。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、上記ガスバリアフィルムと、ガスバリアフィルム上に設けられた第１電極と、第１電極上に設けられた発光ユニットと、発光ユニット上に設けられた第２電極とを備える。
The gas barrier film of the present invention includes a resin base material, a light scattering layer provided on the resin base material, a smoothing layer provided on the light scattering layer, and an organosilicon compound provided on the smoothing layer. And a gas barrier layer mainly composed of at least one selected from silicon oxynitride compounds.
The transparent conductive member of the present invention includes the gas barrier film and a conductive layer provided on the gas barrier film.
The organic electroluminescence device of the present invention includes the gas barrier film, a first electrode provided on the gas barrier film, a light emitting unit provided on the first electrode, and a second electrode provided on the light emitting unit. Prepare.
本発明によれば、光り取り出し効率と保存性の向上が可能なガスバリアフィルム、透明導電部材、及び、有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a gas barrier film, a transparent conductive member, and an organic electroluminescence element capable of improving light extraction efficiency and storage stability.
以下、本発明を実施するための形態の例を説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。
なお、説明は以下の順序で行う。
１．ガスバリアフィルム
２．ガスバリアフィルム（変形例）
３．透明導電部材
４．有機エレクトロルミネッセンス素子
Hereinafter, although the example of the form for implementing this invention is demonstrated, this invention is not limited to the following examples.
The description will be given in the following order.
1. 1. Gas barrier film Gas barrier film (modified example)
3. 3. Transparent conductive member Organic electroluminescence device
〈１．ガスバリアフィルム〉
以下、本発明のガスバリアフィルムの実施の形態について説明する。
<1. Gas barrier film>
Hereinafter, embodiments of the gas barrier film of the present invention will be described.
ガスバリアフィルムは、少なくとも、樹脂基材と、この樹脂基材上に設けられた光散乱層及び平滑化層からなる光取り出し層と、ガスバリア層とを備える。また、ガスバリアフィルムにおいて、ガスバリア層は、有機ケイ素化合物の反応生成物、及び、酸窒化ケイ素化合物から選ばれる少なくとも１種を主成分とする層を有する。なお、ガスバリアフィルムは、樹脂基材側から順に、光散乱層、平滑化層、ガスバリア層が構成されていればよく、これらの構成の間に他の層が設けられていてもよい。 The gas barrier film includes at least a resin base, a light extraction layer including a light scattering layer and a smoothing layer provided on the resin base, and a gas barrier layer. In the gas barrier film, the gas barrier layer has a layer mainly composed of at least one selected from a reaction product of an organosilicon compound and a silicon oxynitride compound. In addition, the gas barrier film should just comprise the light-scattering layer, the smoothing layer, and the gas barrier layer in order from the resin base material side, and the other layer may be provided among these structures.
また、ガスバリアフィルムにおいて、ガスバリア層が２層以上の組成の異なる層で構成されていていることが好ましい。ガスバリア層が２層以上で構成される場合には、少なくとも１つ以上の層が、有機ケイ素化合物の反応生成物、及び、酸窒化ケイ素化合物から選ばれる少なくとも１種を主成分とする。 In the gas barrier film, the gas barrier layer is preferably composed of two or more layers having different compositions. When the gas barrier layer is composed of two or more layers, at least one or more layers are mainly composed of at least one selected from a reaction product of an organosilicon compound and a silicon oxynitride compound.
ガスバリア層が２層以上の組成の異なる層から構成される場合には、有機ケイ素化合物の反応生成物、及び、酸窒化ケイ素化合物から選ばれる少なくとも１種を主成分とする層が、２層以上積層された構成とすることが好ましい。例えば、有機ケイ素化合物の反応生成物を主成分とする層と、酸窒化ケイ素化合物を主成分とする層とが積層された構成のガスバリア層であることが好ましい。 When the gas barrier layer is composed of two or more layers having different compositions, the reaction product of the organosilicon compound and the layer mainly composed of at least one selected from silicon oxynitride compounds are two or more layers A laminated structure is preferable. For example, it is preferable that the gas barrier layer has a configuration in which a layer mainly composed of a reaction product of an organosilicon compound and a layer mainly composed of a silicon oxynitride compound are laminated.
また、ガスバリア層は、有機ケイ素化合物の反応生成物、及び、酸窒化ケイ素化合物から選ばれる少なくとも１種を主成分とする層以外に、他の材料からなる層を備えていてもよい。例えば、窒化ケイ素を主成分とする層を備えていてもよい。 Moreover, the gas barrier layer may include a layer made of another material in addition to a layer mainly composed of at least one selected from a reaction product of an organosilicon compound and a silicon oxynitride compound. For example, a layer mainly composed of silicon nitride may be provided.
有機ケイ素化合物の反応生成物、及び、酸窒化ケイ素化合物以外の材料の層をガスバリア層に設ける場合、この層は、有機ケイ素化合物の反応生成物、及び、酸窒化ケイ素化合物から選ばれる少なくとも１種を主成分とする層と、平滑化層との間に配置することが好ましい。 When a layer of a material other than the reaction product of the organosilicon compound and the silicon oxynitride compound is provided in the gas barrier layer, this layer is at least one selected from the reaction product of the organosilicon compound and the silicon oxynitride compound It is preferable to dispose between the layer containing as a main component and the smoothing layer.
ガスバリアフィルムは、ガスバリア層上に、高屈折材料層が設けられていてもよい。高屈折材料層は、樹脂基材よりも屈折率の高い材料により構成される層であり、ガスバリア層の光散乱層が配置される面とは反対側に設けられる。高屈折材料層は、例えば、酸化ニオブ、及び、酸化チタンから選ばれる少なくとも１種を主成分として形成されることが好ましい。また、酸化チタンはチタンオリゴマーからなることが好ましい。 In the gas barrier film, a high refractive material layer may be provided on the gas barrier layer. The high refractive material layer is a layer composed of a material having a refractive index higher than that of the resin base material, and is provided on the opposite side of the surface on which the light scattering layer of the gas barrier layer is disposed. The high refractive material layer is preferably formed, for example, with at least one selected from niobium oxide and titanium oxide as a main component. Moreover, it is preferable that a titanium oxide consists of a titanium oligomer.
樹脂基材と光取り出し層との間には、ガスバリア性を有する層が設けられていないことが好ましい。つまり、樹脂基材や、樹脂基材の表面に形成される各種の層は、ガスバリア性を有していないことが好ましい。
さらに、ガスバリア層よりも樹脂基材側に形成される各層がガスバリア性を有していないことが好ましい。
It is preferable that a layer having gas barrier properties is not provided between the resin substrate and the light extraction layer. That is, it is preferable that the resin base material and the various layers formed on the surface of the resin base material do not have gas barrier properties.
Furthermore, it is preferable that each layer formed closer to the resin substrate than the gas barrier layer does not have gas barrier properties.
このような構成とすることにより、光取り出し層を構成する光散乱層及び平滑化層で発生するアウトガスを、樹脂基材を通して排出できる構成とすることが好ましい。さらに、ガスバリア層で発生するアウトガスも、樹脂基材側から排出できる構成であることが好ましい。なお、ここでのガスバリア性とは、６０℃、９０％ＲＨの高温高湿下で保存し、特開２００５−２８３５６１号公報に記載の方法に基づき、金属カルシウムの腐蝕量からセル内に透過した水分量を計算した値（６０±０．５℃、相対湿度９０±２％ＲＨ）が、０．０１ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下であることを言う。
By setting it as such a structure, it is preferable to set it as the structure which can discharge | emit the outgas generated in the light-scattering layer and smoothing layer which comprise a light extraction layer through a resin base material. Furthermore, it is preferable that the outgas generated in the gas barrier layer can be discharged from the resin substrate side. Here, the gas barrier property is stored under high temperature and high humidity of 60 ° C. and 90% RH, and permeated into the cell from the corrosive amount of metallic calcium based on the method described in JP-A-2005-283561. The calculated water content (60 ± 0.5 ° C.,
ガスバリアフィルムは、ガスバリアフィルムを透過する光の極大波長のうち最も短い極大波長の光線において、樹脂基材、光散乱層、平滑化層、及び、ガスバリア層の屈折率が、樹脂基材に近い層ほど小さく、樹脂基材から離れるほど大きいことが好ましい。また、高屈折材料層を備える場合には、樹脂基材、光散乱層、平滑化層、ガスバリア層、及び、高屈折材料層において、樹脂基材に近い層ほど屈折率が小さく、樹脂基材から離れるほど屈折率が大きいことが好ましい。
また、樹脂基材、光散乱層、平滑化層、及び、ガスバリア層は、樹脂基材に近い層ほど表面粗さＲａが大きく、電極に近い層ほど表面粗さＲａが小さいことが好ましい。
樹脂基材、光散乱層、平滑化層、及び、ガスバリア層の積層体のヘイズ値（全光線透過率に対する散乱透過率の割合）は、３０％以上７５％以下であることが好ましい。
The gas barrier film is a layer in which the refractive index of the resin base material, the light scattering layer, the smoothing layer, and the gas barrier layer is close to the resin base material in the light having the shortest maximum wavelength among the maximum wavelengths of light transmitted through the gas barrier film. It is preferable that it is so small that it is so large that it leaves | separates from a resin base material. In the case of providing a high refractive material layer, the resin base, light scattering layer, smoothing layer, gas barrier layer, and high refractive material layer have a lower refractive index as the layer is closer to the resin base. It is preferable that a refractive index is so large that it leaves | separates from.
In addition, the resin base material, the light scattering layer, the smoothing layer, and the gas barrier layer preferably have a surface roughness Ra that is higher as the layer is closer to the resin base material and a surface roughness Ra that is lower as the layer is closer to the electrode.
The haze value (ratio of the scattering transmittance to the total light transmittance) of the laminate of the resin base material, the light scattering layer, the smoothing layer, and the gas barrier layer is preferably 30% or more and 75% or less.
以下、ガスバリアフィルムの各構成について、図１に示す構成のガスバリアフィルムを例に、説明する。
なお、「透明」とは、ＪＩＳ Ｋ ７３６１−１：１９９７（プラスチック−透明材料の全光線透過率の試験方法）に準拠した方法で測定した可視光波長領域における全光線透過率が、７０％以上であることをいう。屈折率は、例えば、ジェー・エー・ウーラム・ジャパン（株）社製の分光エリプソメーターａｌｐｈａ−ＳＥを用いて測定することができる。
ヘイズ値とは、（ｉ）膜中の組成物の屈折率差による影響と、（ｉｉ）表面形状による影響とを受けて算出される物性値である。すなわち、表面粗さを一定程度未満に抑えてヘイズ値を測定することにより、上記（ｉｉ）による影響を排除したヘイズ値を測定できる。具体的には、ヘイズメーター（日本電色工業（株）製、ＮＤＨ−５０００等）を用いて測定することができる。
表面の算術平均粗さＲａとは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１に準拠した算術平均粗さを表している。なお、表面粗さ（算術平均粗さＲａ）は、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製の原子間力顕微鏡（Atomic Force Microscope：ＡＦＭ）を用い、極小の先端半径の触針を持つ検出器で連続測定した凹凸の断面曲線から算出され、極小の先端半径の触針により測定方向が１０μｍの区間内を３回測定し、微細な凹凸の振幅に関する平均の粗さから求めた。
主成分とは、その構成の中で占める割合が最も高い成分をいう。
Hereinafter, each configuration of the gas barrier film will be described using the gas barrier film having the configuration shown in FIG. 1 as an example.
“Transparent” means that the total light transmittance in a visible light wavelength region measured by a method in accordance with JIS K 7361-1: 1997 (a test method for the total light transmittance of plastic-transparent material) is 70% or more. It means that. The refractive index can be measured using, for example, a spectroscopic ellipsometer alpha-SE manufactured by JA Woollam Japan Co., Ltd.
The haze value is a physical property value calculated under the influence of (i) the influence of the refractive index difference of the composition in the film and (ii) the influence of the surface shape. That is, by measuring the haze value while keeping the surface roughness below a certain level, it is possible to measure the haze value excluding the influence of the above (ii). Specifically, it can be measured using a haze meter (Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., NDH-5000, etc.).
The arithmetic average roughness Ra of the surface represents arithmetic average roughness based on JIS B 0601-2001. The surface roughness (arithmetic mean roughness Ra) was measured by using an atomic force microscope (AFM) manufactured by Digital Instruments and continuously measured with a detector having a stylus with a minimum tip radius. It was calculated from the cross-sectional curve, measured three times in a section having a measurement direction of 10 μm with a stylus having a minimal tip radius, and obtained from the average roughness regarding the amplitude of fine irregularities.
The main component means a component having the highest ratio in the configuration.
［ガスバリアフィルムの構成］
図１に、本実施形態のガスバリアフィルム１０の概略構成を示す。図１に示すガスバリアフィルム１０は、樹脂基材１１と、樹脂基材１１上に設けられた光散乱層１２及び平滑化層１５からなる光取り出し層と、光取り出し層上に形成されたガスバリア層２０とが、この順に積層された構成を有する。また、図１に示すガスバリアフィルム１０は、ガスバリア層２０が単層で形成されている構成である。
[Configuration of gas barrier film]
In FIG. 1, schematic structure of the
［樹脂基材］
ガスバリアフィルム１０に用いられる樹脂基材１１としては、例えば、樹脂フィルム等を挙げることができるが、これらに限定されない。好ましく用いられる樹脂基材１１としては、透明樹脂フィルムを挙げることができる。
[Resin substrate]
Examples of the
樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、アートン（商品名ＪＳＲ社製）あるいはアペル（商品名三井化学社製）といったシクロオレフィン系樹脂等が挙げられる。 Examples of the resin film include polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene, polypropylene, cellophane, cellulose diacetate, cellulose triacetate (TAC), cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate ( CAP), cellulose esters such as cellulose acetate phthalate, cellulose nitrate or derivatives thereof, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene vinyl alcohol, syndiotactic polystyrene, polycarbonate, norbornene resin, polymethylpentene, polyether ketone, polyimide , Polyethersulfone (PES), polyphenylene sulfide, polysulfones, Cycloolefin resins such as polyetherimide, polyetherketoneimide, polyamide, fluororesin, nylon, polymethylmethacrylate, acrylic or polyarylate, Arton (trade name, manufactured by JSR) or Appel (trade name, manufactured by Mitsui Chemicals) Is mentioned.
［光散乱層］
ガスバリアフィルム１０では、ガスバリア層２０から樹脂基材１１方向に光が透過する場合、ガスバリアフィルム１０を透過する光は、平滑化層１５を通過して光散乱層１２に入射する。この場合、光散乱層１２の平均屈折率ｎｓは、平滑化層１５とできるだけ近いほうがよく、平滑化層１５よりも低い方が好ましい。
[Light scattering layer]
In the
光散乱層１２は、ガスバリアフィルム１０を透過する光の極大波長のうち最も短い極大波長において、平均屈折率ｎｓは好ましくは１．５以上２．５未満、より好ましくは１．６以上２．３未満の範囲内であることが好ましい。この場合、光散乱層１２は、平均屈折率ｎｓ１．５以上２．５未満を有する単独の素材で膜を形成してもよいし、２種類以上の化合物と混合して平均屈折率ｎｓ１．５以上２．５未満の膜を形成してもよい。このような混合系の場合、光散乱層１２の平均屈折率ｎｓは、各々の素材固有の屈折率に混合比率を乗じた合算値により算出される計算屈折率を用いる。また、この場合、各々の素材の屈折率は、１．５未満又は２．５以上であってもよく、混合した膜の平均屈折率ｎｓとして１．５以上２．５未満を満たしていればよい。
ここで、「平均屈折率ｎｓ」とは、単独の素材で形成されている場合は、単独の素材の屈折率であり、混合系の場合は、各々の素材固有の屈折率に混合比率を乗じた合算値により算出される計算屈折率である。
The
Here, the “average refractive index ns” is the refractive index of a single material when formed of a single material, and in the case of a mixed system, the refractive index specific to each material is multiplied by the mixing ratio. It is the calculated refractive index calculated by the combined value.
光散乱層１２は、層媒体であるバインダ１４と、層媒体に含有される光散乱粒子１３とを有する。そして、バインダ１４と、バインダ１４よりも高い屈折率を有する光散乱粒子１３との屈折率差を利用して、混合物による光散乱を発生させる層である。
The
バインダ１４は、屈折率ｎｂが１．９未満であり、１．６未満であることが特に好ましい。バインダ１４の屈折率ｎｂとは、単独の素材で形成されている場合は、単独の素材の屈折率であり、混合系の場合は、各々の素材固有の屈折率に混合比率を乗じた合算値により算出される計算屈折率である。
The
また、光散乱粒子１３は、その屈折率ｎｐが１．５以上３．０以下であり、１．８以上３．０以下であることが好ましく、２．０以上３．０以下であることが特に好ましい。光散乱粒子１３の屈折率ｎｐとは、単独の素材で形成されている場合は、単独の素材の屈折率であり、混合系の場合は、各々の素材固有の屈折率に混合比率を乗じた合算値により算出される計算屈折率である。
The
また、光散乱層１２の高屈折率を有する光散乱粒子１３の役割として、導波光の散乱機能が挙げられる。導波光の散乱機能の向上には、光散乱粒子１３による散乱性を向上させる必要がある。散乱性を向上させるためには、光散乱粒子１３とバインダ１４との屈折率差を大きくする、層厚を厚くする、及び、粒子密度を大きくする等の方法が考えられる。この中で最も他の性能への悪影響が小さい方法が、無機粒子とバインダ１４との屈折率差を大きくすることである。
The role of the
層媒体であるバインダ１４の屈折率ｎｂと、含有される高屈折率を有する光散乱粒子１３の屈折率ｎｐとの屈折率差｜ｎｂ−ｎｐ｜は、好ましくは０．２以上であり、特に好ましくは０．３以上である。層媒体と光散乱粒子１３との屈折率差｜ｎｂ−ｎｐ｜が０．０３以上であれば、層媒体と光散乱粒子１３との界面で散乱効果が発生する。屈折率差｜ｎｂ−ｎｐ｜が大きいほど、界面での屈折が大きくなり、散乱効果が向上するため好ましい。
The refractive index difference | nb−np | between the refractive index nb of the
具体的には、光散乱層１２として、平均屈折率ｎｓが１．６以上、２．５未満の範囲内である高屈折材料を用いることが好ましいため、例えば、バインダ１４の屈折率ｎｂを１．６より小さくすることが好ましい。さらに、光散乱粒子１３の屈折率ｎｐを１．８より大きくすることが好ましい。
Specifically, since it is preferable to use a high refractive material having an average refractive index ns of 1.6 or more and less than 2.5 as the
なお、屈折率の測定は、平滑化層１５と同様に、２５℃の雰囲気下で、ガスバリアフィルムを透過する光の極大波長のうち最も短い極大波長の光線を照射し、アッベ屈折率計（ＡＴＡＧＯ社製、ＤＲ−Ｍ２）を用いて行うことができる。
The refractive index is measured in the same manner as the
光散乱層１２は、上記のように、層媒体と光散乱粒子１３との屈折率の差により光を拡散させる作用を有する。このため、光散乱粒子１３は、他の層への悪影響が少なく、光を散乱する特性が高いことが求められる。
ここで、散乱とは、光散乱層１２の単層でのヘイズ値（全光線透過率に対する散乱透過率の割合）が、５０％以上、より好ましくは６０％以上、特に好ましくは７０％以上を示す状態を表す。ヘイズ値が５０％以上であれば、散乱性を向上させることができる。
As described above, the
Here, the scattering means that the haze value (ratio of the scattering transmittance to the total light transmittance) in the single layer of the
（光散乱粒子）
光散乱粒子１３は、平均粒子径が０．２μｍ以上であることが好ましく、１μｍ未満であることが好ましい。光散乱層１２においては、例えば、光散乱粒子１３の粒子径を調整することにより、散乱性を向上させることができる。具体的には、可視光域のＭｉｅ散乱を生じさせる領域以上の粒子径を有する透明な粒子を用いることが好ましい。光散乱粒子１３の平均粒子径が０．２μｍ以上であることにより、散乱性を向上させることができる。
一方、平均粒子径の上限としては、粒子径がより大きい場合、光散乱粒子１３を含有した光散乱層１２の粗さを平坦化するための平滑化層１５を厚くする必要があり、工程の負荷、平滑化層１５による光の吸収の観点で不利となる。光散乱粒子１３の平均粒子径が１μｍ未満であることにより、平滑化層１５の厚さを抑制することができる。
(Light scattering particles)
The
On the other hand, as the upper limit of the average particle diameter, when the particle diameter is larger, the smoothing
また、光散乱層１２に複数の種類の粒子が用いられる場合、上記の光散乱粒子１３を除くその他の粒子としては、平均粒子径が１００ｎｍ〜３μｍの範囲内の粒子を少なくとも１種含み、かつ３μｍ以上の粒子を含まないことが好ましい。特に、２００ｎｍ〜１μｍの範囲内の粒子を少なくとも１種含み、且つ、１μｍ以上の粒子を含まないことが好ましい。
高屈折率粒子の平均粒子径は、例えば、日機装社製ナノトラックＵＰＡ−ＥＸ１５０といった動的光散乱法を利用した装置や、電子顕微鏡写真の画像処理により測定することができる。
When a plurality of types of particles are used for the
The average particle diameter of the high refractive index particles can be measured by, for example, an apparatus using a dynamic light scattering method such as Nanotrack UPA-EX150 manufactured by Nikkiso Co., Ltd. or image processing of an electron micrograph.
このような光散乱粒子１３としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、有機微粒子であっても、無機微粒子であってもよい。また、高屈折率を有する材料として、国際公開第２００９／０１４７０７号や米国特許第６６０８４３９号明細書等に記載の量子ドットも好適に用いることができる。中でも高屈折率を有する無機微粒子であることが好ましい。光散乱粒子１３の屈折率は前述の通り、その屈折率ｎｐが１．５以上３．０以下であり、１．８以上３．０以下であることが好ましく、２．０以上３．０以下であることが特に好ましい。
There is no restriction | limiting in particular as such light-scattering particle |
高屈折率を有する有機微粒子としては、例えば、ポリメチルメタクリレートビーズ、アクリル−スチレン共重合体ビーズ、メラミンビーズ、ポリカーボネートビーズ、スチレンビーズ、架橋ポリスチレンビーズ、ポリ塩化ビニルビーズ、ベンゾグアナミン−メラミンホルムアルデヒドビーズ等が挙げられる。 Examples of organic fine particles having a high refractive index include polymethyl methacrylate beads, acrylic-styrene copolymer beads, melamine beads, polycarbonate beads, styrene beads, crosslinked polystyrene beads, polyvinyl chloride beads, benzoguanamine-melamine formaldehyde beads, and the like. Can be mentioned.
高屈折率を有する無機微粒子としては、例えば、ジルコニウム、チタン、アルミニウム、インジウム、亜鉛、スズ、アンチモン等の中から選ばれる少なくとも一つの酸化物からなる無機酸化物粒子が挙げられる。無機酸化物粒子としては、具体的には、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＢａＴｉＯ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ｓｂ２Ｏ３、ＩＴＯ、ＳｉＯ２、ＺｒＳｉＯ４、ゼオライト等が挙げられ、中でも、ＴｉＯ２、ＢａＴｉＯ３、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２が好ましく、ＴｉＯ２が最も好ましい。また、ＴｉＯ２の中でも、アナターゼ型よりルチル型の方が、触媒活性が低いため光散乱層１２や隣接した層の耐候性が高くなり、更に屈折率が高いことから好ましい。
Examples of the inorganic fine particles having a high refractive index include inorganic oxide particles made of at least one oxide selected from zirconium, titanium, aluminum, indium, zinc, tin, antimony and the like. Specific examples of the inorganic oxide particles include ZrO 2 , TiO 2 , BaTiO 3 , Al 2 O 3 , In 2 O 3 , ZnO, SnO 2 , Sb 2 O 3 , ITO, SiO 2 , ZrSiO 4 , zeolite. Among them, TiO 2 , BaTiO 3 , ZrO 2 , ZnO and SnO 2 are preferable, and TiO 2 is most preferable. Of TiO 2, the rutile type is more preferable than the anatase type because the weather resistance of the
また、これらの光散乱粒子１３は、高屈折率の光散乱層１２に含有させるために、後述の分散液とした場合の分散性や安定性向上の観点から、表面処理を施して用いるか、あるいは表面処理を施さずに用いるかを選択することができる。
These
表面処理を行う場合、表面処理の具体的な材料としては、酸化ケイ素や酸化ジルコニウム等の異種無機酸化物、水酸化アルミニウム等の金属水酸化物、オルガノシロキサン、ステアリン酸等の有機酸等が挙げられる。これら表面処理材は、１種を単独で用いてもよく、複数種を組み合わせて用いてもよい。中でも、分散液の安定性の観点から、表面処理材としては、異種無機酸化物及び／又は金属水酸化物が好ましく、金属水酸化物がより好ましい。 When performing the surface treatment, specific materials for the surface treatment include different inorganic oxides such as silicon oxide and zirconium oxide, metal hydroxides such as aluminum hydroxide, organic acids such as organosiloxane and stearic acid, and the like. It is done. These surface treatment materials may be used individually by 1 type, and may be used in combination of multiple types. Among these, from the viewpoint of the stability of the dispersion, the surface treatment material is preferably a different inorganic oxide and / or metal hydroxide, more preferably a metal hydroxide.
無機酸化物粒子が、表面処理材で表面被覆処理されている場合、その被覆量（一般的に、この被覆量は、粒子の質量に対する当該粒子の表面に用いた表面処理材の質量割合で示される。）は、０．０１〜９９質量％であることが好ましい。当該範囲内とすることで、表面処理による分散性や安定性の向上効果を十分に得ることができ、また、光散乱層１２の高屈折率により光取り出し効率を向上させることができる。
When the inorganic oxide particles are surface-coated with a surface treatment material, the coating amount (in general, this coating amount is indicated by the mass ratio of the surface treatment material used on the surface of the particle to the mass of the particles). Is preferably 0.01 to 99% by mass. By setting it within this range, the effect of improving the dispersibility and stability by the surface treatment can be sufficiently obtained, and the light extraction efficiency can be improved by the high refractive index of the
上記高屈折率を有する光散乱粒子１３は、光散乱層１２と隣接する平滑化層１５との界面に接触又は近接するように配置されるのが好ましい。これにより、平滑化層１５内で全反射が起きたときに光散乱層１２に染み出してくるエバネッセント光を粒子で散乱させることができ、光取り出し効率が向上する。
The
高屈折率粒子の光散乱層１２における含有量は、体積充填率で、１．０〜７０％の範囲内であることが好ましく、５．０〜５０％の範囲内であることがより好ましい。これにより、光散乱層１２と隣接する平滑化層１５との界面において、屈折率の密度に分布を作ることができ、光散乱量を増加させて光取り出し効率を向上させることができる。
The content of the high refractive index particles in the
光散乱層１２の形成方法としては、例えば、層媒体が樹脂材料の場合、媒体となる樹脂材料（ポリマー）溶液（溶媒としては、粒子の溶解しないものを用いる）に上記光散乱粒子１３を分散し、樹脂基材１１上に塗布することで形成する。
これらの光散乱粒子１３は、実際には、多分散粒子であることや規則的に配置することが難しいことから、局部的には回折効果を有するものの、多くは拡散により光の方向を変化させ光取り出し効率を向上させる。
As a method for forming the
Since these
（バインダ）
光散乱層１２のバインダ１４としては、後述する平滑化層１５と同様の樹脂が挙げられる。
(Binder)
Examples of the
また、光散乱層１２では、特定の雰囲気下で紫外線照射によって、無機材料又は金属の酸化物、窒化物又は酸化窒化物を形成し得る化合物が特に好適に使用される。このような化合物としては、特開平８−１１２８７９号公報に記載されている比較的低温で改質処理され得る化合物が好ましい。
具体的には、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を有するポリシロキサン（ポリシルセスキオキサンを含む）、Ｓｉ−Ｎ−Ｓｉ結合を有するポリシラザン、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合とＳｉ−Ｎ−Ｓｉ結合の両方を含むポリシロキサザン等を挙げることができる。これらは、２種以上を混合して使用することができる。また、異なる化合物を逐次積層したり、同時積層したりしても使用可能である。
光散乱層１２の層厚は、散乱を生じるための光路長を確保するためにある程度厚い必要があるが、一方で吸収によるエネルギーロスを生じない程度に薄い必要がある。具体的には、０．１〜２μｍの範囲内が好ましく、０．２〜１μｍの範囲内がより好ましい。
In the
Specifically, polysiloxane (including polysilsesquioxane) having Si—O—Si bond, polysilazane having Si—N—Si bond, both Si—O—Si bond and Si—N—Si bond And polysiloxazan containing These can be used in combination of two or more. Moreover, it can be used even if different compounds are sequentially laminated or simultaneously laminated.
The layer thickness of the
（ポリシロキサン）
光散乱層１２で用いられるポリシロキサンとしては、一般構造単位としてのＲ３ＳｉＯ１／２、Ｒ２ＳｉＯ、ＲＳｉＯ３／２及びＳｉＯ２を含むことができる。ここで、Ｒは、水素原子、１〜２０の炭素原子を含むアルキル基例えば、メチル、エチル、プロピル等、アリール基例えば、フェニル等、及び不飽和アルキル基例えば、ビニル等からなる群より独立して選択される。特定のポリシロキサン基の例としては、ＰｈＳｉＯ３／２、ＭｅＳｉＯ３／２、ＨＳｉＯ３／２、ＭｅＰｈＳｉＯ、Ｐｈ２ＳｉＯ、ＰｈＶｉＳｉＯ、ＶｉＳｉＯ３／２、ＭｅＨＳｉＯ、ＭｅＶｉＳｉＯ、Ｍｅ２ＳｉＯ、Ｍｅ３ＳｉＯ１／２等が挙げられる。また、ポリシロキサンの混合物やコポリマーも使用可能である。なお、Ｖｉはビニル基を表す。
(Polysiloxane)
The polysiloxane used in the
（ポリシルセスキオキサン）
光散乱層１２においては、上述のポリシロキサンの中でもポリシルセスキオキサンを用いることが好ましい。ポリシルセスキオキサンは、シルセスキオキサンを構造単位に含む化合物である。「シルセスキオキサン」とは、ＲＳｉＯ３／２で表される化合物であり、通常、ＲＳｉＸ３（Ｒは、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラアルキル基（アラルキル基ともいう）等であり、Ｘは、ハロゲン、アルコキシ基等である）。
ポリシルセスキオキサンの分子配列の形状としては、代表的には無定形構造、ラダー状構造、籠型構造、その部分開裂構造体（籠型構造からケイ素原子が一原子欠けた構造や籠型構造のケイ素−酸素結合が一部切断された構造）等が知られている。
(Polysilsesquioxane)
In the
The molecular arrangement of polysilsesquioxane is typically an amorphous structure, a ladder structure, a cage structure, or a partially cleaved structure (a structure in which a silicon atom is missing from a cage structure or a cage structure). A structure in which the silicon-oxygen bond in the structure is partially broken) is known.
これらのポリシルセスキオキサンの中でも、いわゆる水素シルセスキオキサンポリマーを用いることが好ましい。水素シルセスキオキサンポリマーとしては、ＨＳｉ（ＯＨ）ｘ（ＯＲ）ｙＯｚ／２で表されるヒドリドシロキサンポリマーが挙げられる。各々のＲは、有機基又は置換された有機基であり、酸素原子によってケイ素に結合した場合、加水分解性置換基を形成する。ｘ＝０〜２、ｙ＝０〜２、ｚ＝１〜３、ｘ＋ｙ＋ｚ＝３である。Ｒとしては、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等）、アリール基（例えば、フェニル基等）、アルケニル基（例えば、アリル基、ビニル基等）が挙げられる。これらの樹脂は、完全に縮合され（ＨＳｉＯ３／２）ｎ、あるいは部分的にのみ加水分解され（すなわち、一部のＳｉ−ＯＲを含む）及び／又は部分的に縮合される（すなわち、一部のＳｉ−ＯＨを含む）ことができる。 Among these polysilsesquioxanes, it is preferable to use a so-called hydrogen silsesquioxane polymer. Examples of the hydrogen silsesquioxane polymer include a hydridosiloxane polymer represented by HSi (OH) x (OR) y O z / 2 . Each R is an organic group or a substituted organic group, and forms a hydrolyzable substituent when bonded to silicon by an oxygen atom. x = 0 to 2, y = 0 to 2, z = 1 to 3, and x + y + z = 3. Examples of R include an alkyl group (eg, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group), an aryl group (eg, phenyl group), and an alkenyl group (eg, allyl group, vinyl group). These resins are either fully condensed (HSiO 3/2 ) n , or only partially hydrolyzed (ie, including some Si—OR) and / or partially condensed (ie, one Part of Si-OH).
（ポリシラザン）
光散乱層１２で用いられるポリシラザンとは、ケイ素−窒素結合を持つポリマーで、Ｓｉ−Ｎ、Ｓｉ−Ｈ、Ｎ−Ｈ等からなるＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４及び両方の中間固溶体ＳｉＯｘＮｙ（ｘ＝０．１〜１．９、ｙ＝０．１〜１．３）等の無機前駆体ポリマーである。
(Polysilazane)
The polysilazane used in the
光散乱層１２に好ましく用いられるポリシラザンとしては、下記一般式（１）で表されるポリシラザンを用いることができる。
As polysilazane preferably used for the
式中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、各々水素原子、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基又はアルコキシ基を表す。 In the formula, R 1 , R 2 and R 3 each represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkylsilyl group, an alkylamino group or an alkoxy group.
得られる光散乱層１２の膜としての緻密性の観点からは、一般式（１）のＲ１、Ｒ２及びＲ３の全てが水素原子であるパーヒドロポリシラザン（ＰＨＰＳ）が特に好ましい。パーヒドロポリシラザンは、直鎖構造と６員環及び８員環を中心とする環構造が存在した構造と推定されており、その分子量は、数平均分子量（Ｍｎ）で約６００〜２０００程度（ゲルパーミエーションクロマトグラフィによるポリスチレン換算）であり、液体又は固体の物質である。
Perhydropolysilazane (PHPS) in which all of R 1 , R 2 and R 3 in the general formula (1) are hydrogen atoms is particularly preferable from the viewpoint of the denseness as the film of the obtained
ポリシラザンは、有機溶媒に溶解した溶液の状態で市販されており、市販品をそのままポリシラザン含有塗布液として使用することができる。ポリシラザン溶液の市販品としては、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ株式会社製のＮＮ１２０−２０、ＮＡＸ１２０−２０、ＮＬ１２０−２０等が挙げられる。 Polysilazane is commercially available in the form of a solution dissolved in an organic solvent, and a commercially available product can be used as it is as a polysilazane-containing coating solution. Examples of commercially available polysilazane solutions include NN120-20, NAX120-20, and NL120-20 manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.
バインダ１４として、電離放射線硬化型樹脂組成物用いることができるが、電離放射線硬化型樹脂組成物の硬化方法としては、電離放射線硬化型樹脂組成物の通常の硬化方法、すなわち、電子線又は紫外線の照射によって硬化することができる。
例えば、電子線硬化の場合には、コックロフワルトン型、バンデグラフ型、共振変圧型、絶縁コア変圧器型、直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速器から放出される１０〜１０００ｋｅＶ、好ましくは３０〜３００ｋｅＶのエネルギーを有する電子線等が使用され、紫外線硬化の場合には、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク、メタルハライドランプ等の光線から発する紫外線等が利用できる。
As the
For example, in the case of electron beam curing, 10 to 1000 keV emitted from various electron beam accelerators such as a cockrowalton type, a bandegraph type, a resonant transformation type, an insulating core transformer type, a linear type, a dynamitron type, and a high frequency type. Preferably, an electron beam having an energy of 30 to 300 keV is used, and in the case of ultraviolet curing, ultraviolet rays emitted from rays of ultra-high pressure mercury lamp, high pressure mercury lamp, low pressure mercury lamp, carbon arc, xenon arc, metal halide lamp, etc. Available.
（エキシマランプを有する真空紫外線照射装置）
紫外線照射装置としては、例えば、１００〜２３０ｎｍの範囲内で真空紫外線を発する希ガスエキシマランプが挙げられる。
キセノン（Ｘｅ）、クリプトン（Ｋｒ）、アルゴン（Ａｒ）、ネオン（Ｎｅ）等の希ガスの原子は、化学的に結合して分子を作らないため、不活性ガスと呼ばれる。しかし、放電などによりエネルギーを得た希ガスの原子（励起原子）は、他の原子と結合して分子を作ることができる。
例えば、希ガスがＸｅ（キセノン）の場合には、下記反応式で示されるように、励起されたエキシマ分子であるＸｅ２ ＊が基底状態に遷移するときに、１７２ｎｍのエキシマ光を発光する。
(Vacuum ultraviolet irradiation device with excimer lamp)
Examples of the ultraviolet irradiation device include a rare gas excimer lamp that emits vacuum ultraviolet rays within a range of 100 to 230 nm.
Atoms of noble gases such as xenon (Xe), krypton (Kr), argon (Ar), neon (Ne) and the like are called inert gases because they do not form molecules by chemically bonding. However, rare gas atoms (excited atoms) that have gained energy by discharge or the like can be combined with other atoms to form molecules.
For example, when the rare gas is Xe (xenon), excimer light of 172 nm is emitted when the excited excimer molecule Xe 2 * transitions to the ground state, as shown in the following reaction formula.
ｅ＋Ｘｅ→Ｘｅ＊
Ｘｅ＊＋２Ｘｅ→Ｘｅ２ ＊＋Ｘｅ
Ｘｅ２ ＊→Ｘｅ＋Ｘｅ＋ｈν（１７２ｎｍ）
e + Xe → Xe *
Xe * + 2Xe → Xe 2 * + Xe
Xe 2 * → Xe + Xe + hν (172 nm)
エキシマランプの特徴としては、放射が一つの波長に集中し、必要な光以外がほとんど放射されないので効率が高いことが挙げられる。また、余分な光が放射されないので、対象物の温度を比較的低く保つことができる。さらには、始動・再始動に時間を要さないので、瞬時の点灯点滅が可能である。 A feature of the excimer lamp is that the radiation is concentrated on one wavelength, and since only the necessary light is not emitted, the efficiency is high. Moreover, since extra light is not radiated | emitted, the temperature of a target object can be kept comparatively low. Furthermore, since no time is required for starting and restarting, instantaneous lighting and blinking are possible.
エキシマ光を効率よく照射する光源としては、誘電体バリア放電ランプが挙げられる。
誘電体バリア放電ランプの構成としては、電極間に誘電体を介して放電を起こすものであり、一般的には、誘電体からなる放電容器とその外部とに少なくとも一方の電極が配置されていればよい。誘電体バリア放電ランプとして、例えば、石英ガラスで構成された太い管と細い管とからなる二重円筒状の放電容器中にキセノン等の希ガスが封入され、該放電容器の外部に網状の第１の電極を設け、内管の内側に他の電極を設けたものがある。誘電体バリア放電ランプは、電極間に高周波電圧等を加えることによって放電容器内部に誘電体バリア放電を発生させ、該放電により生成されたキセノン等のエキシマ分子が解離する際にエキシマ光を発生させる。
As a light source for efficiently irradiating excimer light, a dielectric barrier discharge lamp can be cited.
A dielectric barrier discharge lamp has a structure in which a discharge is generated between electrodes via a dielectric. Generally, at least one electrode is disposed between a discharge vessel made of a dielectric and the outside thereof. That's fine. As a dielectric barrier discharge lamp, for example, a rare gas such as xenon is enclosed in a double cylindrical discharge vessel composed of a thick tube and a thin tube made of quartz glass, and a net-like second discharge vessel is formed outside the discharge vessel. There is one in which one electrode is provided and another electrode is provided inside the inner tube. A dielectric barrier discharge lamp generates a dielectric barrier discharge inside a discharge vessel by applying a high frequency voltage between electrodes, and generates excimer light when excimer molecules such as xenon generated by the discharge dissociate. .
エキシマランプは、光の発生効率が高いため、低い電力の投入で点灯させることが可能である。また、温度上昇の要因となる波長の長い光は発せず、紫外線領域の単一波長でエネルギーを照射するため、照射光自体による照射対象物の温度上昇を抑えられる特徴を持っている。 Since the excimer lamp has high light generation efficiency, it can be lit with low power. In addition, since light having a long wavelength that causes a temperature rise is not emitted and energy is emitted at a single wavelength in the ultraviolet region, the temperature rise of the irradiation object due to the irradiation light itself is suppressed.
なお、隣接する平滑化層１５に取り込まれた光を更に光散乱層１２へ取り込むためには、光散乱層１２のバインダ１４と隣接する平滑化層１５の屈折率差が小さいことが好ましい。具体的には、光散乱層１２のバインダ１４と隣接する平滑化層１５の屈折率差が、０．１以下であることが好ましい。また、隣接する平滑化層１５に含有されるバインダ１４と光散乱層１２に含有されるバインダ１４は、同じ材料を用いることが好ましい。
In order to further capture the light captured in the
また、平滑化層１５に光散乱層１２を加えた層厚を調整することにより、水分の浸入やパターニングした場合のエッジの段差による配線不良を抑制し、散乱性を向上させることができる。具体的には、平滑化層１５に光散乱層１２を加えた層厚としては、１００ｎｍ〜３μｍの範囲内が好ましく、特に、３００ｎｍ〜２μｍの範囲内であることが好ましい。
Further, by adjusting the thickness of the
［平滑化層］
平滑化層１５は、光散乱層１２の表面の凹凸に起因する、高温・高湿雰囲気下での保存性の劣化や電気的短絡（ショート）等の弊害を防止することを主目的して設けられるものであり、光散乱層１２とガスバリア層２０との間に設けられる層である。
[Smoothing layer]
The smoothing
平滑化層１５は、この上にガスバリアフィルム１０を良好に形成させる平坦性を有することが重要であり、その表面性は、算術平均粗さＲａが０．３〜５０ｎｍの範囲内であることが好ましく、更に好ましくは３０ｎｍ以下、特に好ましくは１０ｎｍ以下、最も好ましくは５ｎｍ以下である。算術平均粗さＲａを０．３〜５０ｎｍの範囲内とすることで、積層する有機ＥＬ素子のショート等の不良を抑制することができる。なお、算術平均粗さＲａについては、０ｎｍが好ましいが実用レベルの限界値として０．３ｎｍを下限値とする。
It is important that the
平滑化層１５には、ガスバリア層２０を透過した光が入射する。このため、平滑化層１５の平均屈折率ｎｆは、ガスバリア層２０の屈折率よりも低い値であることが好ましい。具体的に、ガスバリア層２０の平均屈折率ｎｃが上述のように１．８以上２．５以下である場合には、平滑化層１５は、ガスバリアフィルム１０を透過する光の極大波長のうち最も短い発光極大波長において、平均屈折率ｎｆが１．５以上、特に１．６５より大きく２．５未満の高屈折率層であることが好ましい。平均屈折率ｎｆが１．６５より大きく２．５未満であれば、単独の素材で形成されていてもよいし、混合物で形成されていてもよい。このような混合系の場合、平滑化層１５の平均屈折率ｎｆは、各々の素材固有の屈折率に混合比率を乗じた合算値により算出される計算屈折率を用いる。また、この場合、各々の素材の屈折率は、１．６５以下若しくは２．５以上であってもよく、混合した膜の平均屈折率ｎｆとして１．６５より大きく２．５未満を満たしていればよい。
Light that has passed through the
平滑化層１５に用いられるバインダとしては、公知の樹脂が特に制限なく使用可能であり、例えば、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ナイロン（Ｎｙ）、芳香族ポリアミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、有機無機ハイブリッド構造を有する、シルセスキオキサン、ポリシロキサン、ポリシラザン、ポリシロキサザン、パーフルオロアルキル基含有シラン化合物（例えば、（ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラデシル）トリエトキシシラン）の他、含フッ素モノマーと架橋性基付与のためのモノマーを構成単位とする含フッ素共重合体等が挙げられる。これら樹脂は、２種以上混合して使用することができる。これらの中でも、有機無機ハイブリッド構造を有するものが好ましい。
As the binder used for the
また、以下の親水性樹脂を使うことも可能である。親水性樹脂としては水溶性の樹脂、水分散性の樹脂、コロイド分散樹脂又はそれらの混合物が挙げられる。親水性樹脂としては、アクリル系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリウレタン系、フッ素系等の樹脂が挙げられ、例えば、ポリビニルアルコール、ゼラチン、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、カゼイン、デンプン、寒天、カラギーナン、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、ポリスチレンスルホン酸、セルロース、ヒドロキシルエチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ヒドロキシルエチルセルロース、デキストラン、デキストリン、プルラン、水溶性ポリビニルブチラール等のポリマーを挙げることができるが、これらの中でも、ポリビニルアルコールが好ましい。
バインダ樹脂として用いられるポリマーは、１種類を単独で用いてもよいし、必要に応じて２種類以上を混合して使用してもよい。
The following hydrophilic resins can also be used. Examples of the hydrophilic resin include water-soluble resins, water-dispersible resins, colloid-dispersed resins, and mixtures thereof. Examples of the hydrophilic resin include acrylic resins, polyester resins, polyamide resins, polyurethane resins, fluorine resins, etc., for example, polyvinyl alcohol, gelatin, polyethylene oxide, polyvinyl pyrrolidone, casein, starch, agar, carrageenan, polyacrylic. Polymers such as acid, polymethacrylic acid, polyacrylamide, polymethacrylamide, polystyrene sulfonic acid, cellulose, hydroxyl ethyl cellulose, carboxyl methyl cellulose, hydroxyl ethyl cellulose, dextran, dextrin, pullulan, water-soluble polyvinyl butyral can be mentioned, but these Among these, polyvinyl alcohol is preferable.
As the polymer used as the binder resin, one type may be used alone, or two or more types may be mixed and used as necessary.
また、同様に、従来公知の樹脂粒子（エマルジョン）等も好適にバインダとして使用可能である。 Similarly, conventionally known resin particles (emulsion) and the like can be suitably used as the binder.
また、バインダとしては、主として紫外線・電子線によって硬化する樹脂、すなわち、電離放射線硬化型樹脂に熱可塑性樹脂と溶剤とを混合したものや熱硬化型樹脂も好適に使用できる。
このようなバインダ樹脂としては、飽和炭化水素又はポリエーテルを主鎖として有するポリマーであることが好ましく、飽和炭化水素を主鎖として有するポリマーであることがより好ましい。
また、バインダは架橋していることが好ましい。飽和炭化水素を主鎖として有するポリマーは、エチレン性不飽和モノマーの重合反応により得ることが好ましい。架橋しているバインダを得るためには、二つ以上のエチレン性不飽和基を有するモノマーを用いることが好ましい。
Further, as the binder, a resin that is mainly cured by ultraviolet rays or an electron beam, that is, a mixture of an ionizing radiation curable resin with a thermoplastic resin and a solvent, or a thermosetting resin can be suitably used.
Such a binder resin is preferably a polymer having a saturated hydrocarbon or polyether as a main chain, and more preferably a polymer having a saturated hydrocarbon as a main chain.
The binder is preferably crosslinked. The polymer having a saturated hydrocarbon as the main chain is preferably obtained by a polymerization reaction of an ethylenically unsaturated monomer. In order to obtain a crosslinked binder, it is preferable to use a monomer having two or more ethylenically unsaturated groups.
平滑化層１５に用いられるバインダに含有される高屈折率ナノ粒子としては、下記のナノ粒子が挙げられる。
Examples of the high refractive index nanoparticles contained in the binder used for the
高屈折率を有するナノ粒子としては、例えば、ジルコニウム、チタン、アルミニウム、インジウム、亜鉛、スズ、アンチモン等の中から選ばれる少なくとも一つの酸化物からなる無機酸化物粒子が挙げられる。無機酸化物粒子としては、具体的には、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＢａＴｉＯ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ｓｂ２Ｏ３、ＩＴＯ、ＳｉＯ２、ＺｒＳｉＯ４、ゼオライト等が挙げられ、中でも、ＴｉＯ２、ＢａＴｉＯ３、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２が好ましく、ＴｉＯ２が最も好ましい。また、ＴｉＯ２の中でも、アナターゼ型よりルチル型の方が、触媒活性が低いため平滑化層１５や隣接した層の耐候性が高くなり、更に屈折率が高いことから好ましい。
Examples of the nanoparticles having a high refractive index include inorganic oxide particles composed of at least one oxide selected from zirconium, titanium, aluminum, indium, zinc, tin, antimony, and the like. Specific examples of the inorganic oxide particles include ZrO 2 , TiO 2 , BaTiO 3 , Al 2 O 3 , In 2 O 3 , ZnO, SnO 2 , Sb 2 O 3 , ITO, SiO 2 , ZrSiO 4 , zeolite. Among them, TiO 2 , BaTiO 3 , ZrO 2 , ZnO and SnO 2 are preferable, and TiO 2 is most preferable. Of TiO 2, the rutile type is preferable to the anatase type because the catalytic activity is low, and the
ナノ粒子は屈折率が１．７以上３．０以下の範囲内で、媒体としてのバインダ中に含有させて成膜することが好ましい。ナノ粒子の屈折率が１．７以上であれば、目的効果を十分に発揮することができる。ナノ粒子の屈折率が３．０以下であれば、層中での多重散乱を抑制し、透明性を低下させることがない。
なお、ナノ粒子とは、分散媒中に分散される粒径がナノ・メートル・オーダーの微粒子（コロイド状粒子）と定義される。粒子には、１つ１つばらばらの状態の粒子（１次粒子）と、凝集した状態の粒子（２次粒子）とが存在するが、２次粒子まで含めてナノ粒子と定義する。
The nanoparticles preferably have a refractive index in the range of 1.7 or more and 3.0 or less and are included in a binder as a medium to form a film. If the refractive index of the nanoparticles is 1.7 or more, the intended effect can be sufficiently exerted. If the refractive index of a nanoparticle is 3.0 or less, the multiple scattering in a layer will be suppressed and transparency will not be reduced.
Nanoparticles are defined as fine particles (colloidal particles) having a particle size dispersed in a dispersion medium of the order of nanometers. The particles include discrete particles (primary particles) and agglomerated particles (secondary particles), which are defined as nanoparticles including secondary particles.
ナノ粒子の粒子径の下限としては、通常５ｎｍ以上であることが好ましく、１０ｎｍ以上であることがより好ましく、１５ｎｍ以上であることがさらに好ましい。また、ナノ粒子の粒子径の上限としては、７０ｎｍ以下であることが好ましく、６０ｎｍ以下であることがより好ましく、５０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。ナノ粒子の粒子径が５〜６０ｎｍの範囲内であることにより、高い透明性が得られる点で好ましい。効果を損なわない限り、粒子径の分布は制限されず、広くても狭くても複数の分布を持っていてもよい。
平滑化層１５におけるナノ粒子の含有量は、体積充填率で１．０〜９０％の範囲内であることが好ましく、５．０〜７０％の範囲内であることがより好ましい。これにより、平滑化層１５と隣接する光散乱層１２との界面において、屈折率の密度に分布を作ることができ、光散乱量を増加させて光取り出し効率を向上させることができる。
The lower limit of the particle diameter of the nanoparticles is usually preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more, and further preferably 15 nm or more. Moreover, as an upper limit of the particle diameter of a nanoparticle, it is preferable that it is 70 nm or less, It is more preferable that it is 60 nm or less, It is further more preferable that it is 50 nm or less. It is preferable at the point from which high transparency is acquired because the particle diameter of a nanoparticle exists in the range of 5-60 nm. As long as the effect is not impaired, the particle size distribution is not limited and may be wide or narrow and may have a plurality of distributions.
The nanoparticle content in the
二酸化チタンゾルの調製方法としては、例えば、特開昭６３−１７２２１号公報、特開平７−８１９号公報、特開平９−１６５２１８号公報、特開平１１−４３３２７号公報等を参照することができる。 As a method for preparing the titanium dioxide sol, reference can be made to, for example, JP-A-63-17221, JP-A-7-819, JP-A-9-165218, JP-A-11-43327, and the like.
平滑化層１５の層厚としては、光散乱層１２の表面粗さを緩和するためにある程度厚い必要があるが、一方で吸収によるエネルギーロスを生じない程度に薄い必要がある。
The thickness of the
平滑化層１５の形成方法としては、例えば、光散乱層１２を形成した後、ナノＴｉＯ２粒子が分散する分散液と樹脂溶液を混合し、フィルターで濾過して平滑化層作製溶液を得た後、当該平滑化層作製溶液を光散乱層１２上に塗布して、乾燥した後、紫外線を照射することにより、平滑化層１５を作製することができる。
As a method for forming the
［ガスバリア層］
ガスバリア層２０は、有機ケイ素化合物の反応生成物、及び、酸窒化ケイ素化合物から選ばれる少なくとも１種を主成分とする層を含んで構成される。これにより、光散乱層１２や、平滑化層１５から放出されるガスや、樹脂基材１１側からの大気中の水分等の透過を効率よく防止することができる。特に、有機ケイ素化合物の反応生成物、及び、酸窒化ケイ素化合物は、ガスバリア層２０を形成後のアウトガス量が非常に少ない。このため、ガスバリアフィルム１０の作製後において、ガスバリア層２０から発生するアウトガスによる問題を回避することができる。ここでの主成分とは、ガスバリア層２０を構成する成分のうち、構成比率が最も高い成分をいう。
[Gas barrier layer]
The
また、ガスバリア層２０は、水蒸気透過度が０．１ｇ／（ｍ２・２４ｈ）未満であることが好ましい。ガスバリア層２０の水蒸気透過度とは、６０℃、９０％ＲＨの高温高湿下で保存し、特開２００５−２８３５６１号公報に記載の方法に基づき、金属カルシウムの腐蝕量からセル内に透過した水分量を計算した値である。ガスバリア層２０は、水蒸気透過度（６０±０．５℃、相対湿度９０±２％ＲＨ）が０．１ｇ／（ｍ２・２４ｈ）未満であり、０．０１ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下であることが好ましく、０．００１ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下であることがより好ましい。
The
ガスバリア層２０の屈折率は、１．７〜３．０の範囲内にあることが好ましく、より好ましくは１．８〜２．５の範囲内、特に好ましくは１．８〜２．２の範囲内である。屈折率は、エリプソメーターで２５℃において測定される波長６３３ｎｍでの値を、代表値として扱う。
The refractive index of the
ガスバリア層２０が低屈折率材料（屈折率１．７未満）からなる場合、屈折率、ガスバリア性の観点から、５ｎｍ以上、２００ｎｍ未満が好ましく、１０ｎｍ以上、２００ｎｍ未満がより好ましく、３０ｎｍ以上、２００ｎｍ未満が特に好ましい。
When the
一方、ガスバリア層２０が高屈折率材料（屈折率１．７以上）からなる場合、その層厚の上限としては、ガスバリア性を考慮すると厚い方がよく、下限としては上記低屈折率材料からなる場合と同様である。そのため、５ｎｍ以上、１０００ｎｍ未満が好ましく、３０ｎｍ以上、７００ｎｍ未満がより好ましく、５０ｎｍ以上、５００ｎｍ未満が特に好ましい。ただし、ガスバリア層２０の膜に可視光吸収がある場合は、層厚が薄い程好ましく、必要なガスバリア性と取り出し効率の観点で最適な層厚に設定することができる。
On the other hand, when the
さらに、ガスバリア層２０は、このガスバリア層２０の下層となる平滑化層１５よりも、屈折率が大きいことが好ましい。ガスバリアフィルム１０を透過する光は、ガスバリア層２０、平滑化層１５、光散乱層１２、及び、樹脂基材１１を透過する。一般的に、樹脂基材１１は、ガスバリア層２０に比べて低屈折率の材料が用いられる。このため、相対的にガスバリア層２０側に設けられる層の屈折率よりも、樹脂基材１１側に設けられる層の屈折率が小さいほうが、各層の界面での光の反射が抑制され、光の取り出し効率が向上する。
Furthermore, the
具体的には、ガスバリア層２０の平均屈折率ｎｃは、このガスバリア層２０上に設けられる構成、例えば、高屈折材料層、導電層、及び、有機ＥＬ素子等の発光ユニットを構成する有機機能層等の屈折率と、近い値であることが好ましい。ガスバリア層２０は、ガスバリアフィルム１０を透過する光の発光極大波長のうち最も短い発光極大波長において、平均屈折率ｎｃが１．５以上、特に１．８以上２．５以下の高屈折率層であることが好ましい。平均屈折率ｎｃが１．８以上２．５以下であれば、単独の素材で形成されていてもよいし、混合物で形成されていてもよい。このような混合系の場合、ガスバリア層２０の平均屈折率ｎｃは、各々の素材固有の屈折率に混合比率を乗じた合算値により算出される計算屈折率を用いる。また、この場合、各々の素材の屈折率は、１．８以下若しくは２．５以上であってもよく、混合した膜の平均屈折率ｎｃとして１．８以上２．５以下を満たしていればよい。
Specifically, the average refractive index nc of the
ここで、「平均屈折率ｎｃ」とは、単独の素材で形成されている場合は、単独の素材の屈折率であり、混合系の場合は、各々の素材固有の屈折率に混合比率を乗じた合算値により算出される計算屈折率である。なお、屈折率の測定は、２５℃の雰囲気下で、ガスバリアフィルムを透過する光の極大波長のうち最も短い極大波長の光線を照射し、アッベ屈折率計（ＡＴＡＧＯ社製、ＤＲ−Ｍ２）を用いて行うことができる。 Here, the “average refractive index nc” is the refractive index of a single material when it is formed of a single material, and in the case of a mixed system, the refractive index specific to each material is multiplied by the mixing ratio. It is the calculated refractive index calculated by the combined value. The refractive index is measured by irradiating a light having the shortest maximum wavelength among the maximum wavelengths of light transmitted through the gas barrier film in an atmosphere at 25 ° C., and using an Abbe refractometer (manufactured by ATAGO, DR-M2). Can be used.
さらに、厚さ１００ｎｍの層の全可視光域での吸収（積分球付きの分光波長測定におけるＴ％Ｒ％の合算値を除した値）が小さいことが好ましく、好ましくは１０％未満、より好ましくは５％未満、更に好ましくは３％未満、最も好ましくは１％未満である。 Further, the absorption in the entire visible light region of the 100 nm-thick layer (value obtained by dividing the total value of T% R% in the spectral wavelength measurement with an integrating sphere) is preferably small, preferably less than 10%, more preferably Is less than 5%, more preferably less than 3%, most preferably less than 1%.
また、ガスバリア層２０は、この上に電極等を良好に形成させる平坦性を有することが重要であり、その表面性は、算術平均粗さＲａが０〜５０ｎｍの範囲内であることが好ましく、更に好ましくは３０ｎｍ以下、特に好ましくは１０ｎｍ以下、最も好ましくは３ｎｍ以下である。さらに、ガスバリア層２０は、このガスバリア層２０の下層となる平滑化層１５よりも、算術平均粗さＲａが小さいことが好ましい。
In addition, it is important that the
算術平均粗さＲａを小さくすることで、積層する有機ＥＬ素子のショート等の不良を抑制することができる。特に、ガスバリア層２０を形成することで、平滑化層１５よりも算術平均粗さＲａを小さくすることができ、電極等が形成される面の平坦性がより向上するため、有機ＥＬ素子の不良発生を抑制することができる。なお、算術平均粗さＲａについては、０ｎｍが好ましいが実用レベルの限界値としては、例えば０．１ｎｍである。
By reducing the arithmetic average roughness Ra, it is possible to suppress defects such as a short circuit of the organic EL elements to be stacked. In particular, by forming the
ここで、表面の算術平均粗さＲａとは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１に準拠した算術平均粗さを表している。なお、表面粗さ（算術平均粗さＲａ）は、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製の原子間力顕微鏡（Atomic Force Microscope：ＡＦＭ）を用い、極小の先端半径の触針を持つ検出器で連続測定した凹凸の断面曲線から算出され、極小の先端半径の触針により測定方向が１０μｍの区間内を３回測定し、微細な凹凸の振幅に関する平均の粗さから求める。 Here, the arithmetic average roughness Ra of the surface represents arithmetic average roughness based on JIS B 0601-2001. The surface roughness (arithmetic mean roughness Ra) was measured by using an atomic force microscope (AFM) manufactured by Digital Instruments and continuously measured with a detector having a stylus with a minimum tip radius. It is calculated from the cross-section curve, and is measured three times in a section having a measurement direction of 10 μm with a stylus having a very small tip radius, and is obtained from the average roughness regarding the amplitude of fine irregularities.
ガスバリア層２０は、有機ケイ素化合物の反応生成物、及び、酸窒化ケイ素化合物から選ばれる少なくとも１種を主成分とする層を含んで構成される。ガスバリア層２０に含まれる有機ケイ素化合物の反応生成物、及び、酸窒化ケイ素化合物としては、以下の化合物が挙げられる。
The
（有機ケイ素化合物の反応生成物）
ガスバリア層２０に含まれる有機ケイ素化合物の反応生成物は、例えば、以下の有機ケイ素化合物を用いて形成することができる。有機ケイ素化合物としては、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、n-プロピルトリメトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、1,6-ビス（トリメトキシシリル）ヘキサン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、加水分解性基含有シロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、ビニルトリメチルシラン、メチルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラン、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、ジエチルシラン、プロピルシラン、フェニルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサン等が挙げられる。特に、成膜での取扱い易さ、及び、形成さられる有機ケイ素化合物を含む層のガスバリア性等の特性の観点から、ヘキサメチルジシロキサン、１，１，３，３−テトラメチルジシロキサンを用いることが好ましい。また、これらの有機ケイ素化合物は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
(Reaction product of organosilicon compound)
The reaction product of the organosilicon compound contained in the
（酸窒化ケイ素化合物）
酸窒化ケイ素化合物は、例えば、ポリシラザンを酸窒化ケイ素へ変性させることで得られる。ポリシラザンとしては、上述の光散乱層１２を構成するバインダ１４において説明したポリシラザンを用いることができる。
(Silicon oxynitride compound)
The silicon oxynitride compound can be obtained, for example, by modifying polysilazane to silicon oxynitride. As polysilazane, the polysilazane demonstrated in the
ポリシラザンの酸窒化ケイ素への変性を促進するために、塗布液にアミン触媒や、Ｐｔアセチルアセトナート等のＰｔ化合物、プロピオン酸Ｐｄ等のＰｄ化合物、Ｒｈアセチルアセトナート等のＲｈ化合物等の金属触媒を添加することもできる。特に、アミン触媒を用いることが特に好ましい。具体的なアミン触媒としては、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリエチルアミン、３−モルホリノプロピルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチル−１，３−ジアミノプロパン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチル−１，６−ジアミノヘキサン等が挙げられる。 Metal catalyst such as amine catalyst, Pt compound such as Pt acetylacetonate, Pd compound such as propionic acid Pd, Rh compound such as Rh acetylacetonate, etc. in order to promote the modification of polysilazane to silicon oxynitride Can also be added. It is particularly preferable to use an amine catalyst. Specific amine catalysts include N, N-diethylethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, triethanolamine, triethylamine, 3-morpholinopropylamine, N, N, N ′, N′-tetramethyl-1 , 3-diaminopropane, N, N, N ′, N′-tetramethyl-1,6-diaminohexane and the like.
ポリシラザンに対するこれら触媒の添加量は、塗布液全体に対して０．１〜１０質量％の範囲内であることが好ましく、０．２〜５質量％の範囲内であることがより好ましく、０．５〜２質量％の範囲内であることが更に好ましい。触媒添加量をこの範囲内とすることで、反応の急激な進行による過剰なシラノール形成及び膜密度の低下、膜欠陥の増大のなどを避けることができる。 The amount of these catalysts added to the polysilazane is preferably in the range of 0.1 to 10% by mass, more preferably in the range of 0.2 to 5% by mass, based on the entire coating solution. More preferably, it is in the range of 5 to 2% by mass. By making the addition amount of the catalyst within this range, it is possible to avoid excessive silanol formation, film density reduction, film defect increase, and the like due to rapid progress of the reaction.
ガスバリア層２０は、上述の各材料を用いて、従来公知の方法により形成することができる。ガスバリア層２０の形成方法としては、例えば、以下のウェットプロセス、及び、ドライプロセスを適用することが好ましい。
The
（ガスバリア層の形成；ウェットプロセス）
ウェットプロセスによるガスバリア層２０の形成方法の一例として、ポリシラザンを用いた酸窒化ケイ素化合物の形成方法を説明する。なお、ウェットプロセスによるガスバリア層２０の形成は、ポリシラザン以外の材料を用いる場合、及び、有機ケイ素化合物を用いる場合にも、任意に適用することができる。
(Formation of gas barrier layer; wet process)
As an example of a method for forming the
ガスバリア層２０は、ポリシラザンを含む塗布液を塗布して乾燥した後、真空紫外線を照射することにより形成することができる。
ポリシラザンを含有する塗布液を調製する有機溶媒としては、ポリシラザンと容易に反応してしまうような低級アルコール系や水分を含有するものを用いることは避けることが好ましい。例えば、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素等の炭化水素溶媒、ハロゲン化炭化水素溶媒、脂肪族エーテル、脂環式エーテル等のエーテル類が使用でき、具体的には、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、ソルベッソ、ターベン等の炭化水素、塩化メチレン、トリクロロエタン等のハロゲン炭化水素、ジブチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類等がある。これらの有機溶媒は、ポリシラザンの溶解度や溶媒の蒸発速度等の目的にあわせて選択し、複数の有機溶媒を混合して用いてもよい。
The
As an organic solvent for preparing a coating liquid containing polysilazane, it is preferable to avoid using a lower alcohol or water-containing one that easily reacts with polysilazane. For example, hydrocarbon solvents such as aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, halogenated hydrocarbon solvents, aliphatic ethers, ethers such as alicyclic ethers can be used, specifically, There are hydrocarbons such as pentane, hexane, cyclohexane, toluene, xylene, solvesso and turben, halogen hydrocarbons such as methylene chloride and trichloroethane, ethers such as dibutyl ether, dioxane and tetrahydrofuran. These organic solvents may be selected according to purposes such as the solubility of polysilazane and the evaporation rate of the solvent, and a plurality of organic solvents may be mixed and used.
ポリシラザンを含有する塗布液中のポリシラザンの濃度は、ガスバリア層の層厚や塗布液のポットライフによっても異なるが、好ましくは０．２〜３５質量％程度である。
塗布液を塗布する方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。具体例としては、例えば、ロールコート法、フローコート法、インクジェット法、スプレーコート法、プリント法、ディップコート法、流延成膜法、バーコート法、グラビア印刷法等が挙げられる。
塗膜の厚さは、目的に応じて適切に設定され得る。例えば、塗膜の厚さは、５０ｎｍ〜２μｍの範囲内にあることが好ましく、より好ましくは７０ｎｍ〜１．５μｍの範囲にあることがより好ましく、１００ｎｍ〜１μｍの範囲にあることがさらに好ましい。
The concentration of polysilazane in the coating solution containing polysilazane varies depending on the thickness of the gas barrier layer and the pot life of the coating solution, but is preferably about 0.2 to 35% by mass.
Any appropriate method can be adopted as a method of applying the coating solution. Specific examples include a roll coating method, a flow coating method, an ink jet method, a spray coating method, a printing method, a dip coating method, a cast film forming method, a bar coating method, and a gravure printing method.
The thickness of the coating film can be appropriately set according to the purpose. For example, the thickness of the coating film is preferably in the range of 50 nm to 2 μm, more preferably in the range of 70 nm to 1.5 μm, and still more preferably in the range of 100 nm to 1 μm.
（エキシマ処理）
ガスバリア層２０は、ポリシラザンを含む層に真空紫外線を照射する工程で、ポリシラザンの少なくとも一部が酸窒化ケイ素へと改質される。エキシマ処理は、上述の光散乱層１２と同様の装置や方法を適用することができる。
(Excimer processing)
The
真空紫外線照射工程において、ポリシラザン層塗膜が受ける塗膜面での該真空紫外線の照度は３０〜２００ｍＷ／ｃｍ２の範囲内であることが好ましく、５０〜１６０ｍＷ／ｃｍ２の範囲内であることがより好ましい。３０ｍＷ／ｃｍ２以上であれば、改質効率が低下する懸念がなく、２００ｍＷ／ｃｍ２以下であれば、塗膜にアブレーションを生じず、基材にダメージを与えないため好ましい。 In vacuum ultraviolet irradiation step, illuminance of the vacuum ultraviolet rays in the coating film surface for receiving polysilazane coating film is preferably in the range of 30~200mW / cm 2, it is in the range of 50~160mW / cm 2 Is more preferable. If it is 30 mW / cm 2 or more, there is no concern that the reforming efficiency is lowered, and if it is 200 mW / cm 2 or less, the coating film is not ablated and the substrate is not damaged, which is preferable.
ポリシラザン層塗膜面における真空紫外線の照射エネルギー量は、２００〜１００００ｍＪ／ｃｍ２の範囲内であることが好ましく、５００〜５０００ｍＪ／ｃｍ２の範囲内であることがより好ましい。２００ｍＪ／ｃｍ２以上では、改質が十分行え、１００００ｍＪ／ｃｍ２以下では過剰改質にならず、クラック発生や基材の熱変形がない。
Irradiation energy amount of the VUV in the polysilazane coating film surface is preferably in the range of 200~10000mJ / cm 2, and more preferably in a range of 500~5000mJ /
真空紫外光源としては、例えば、１００〜２３０ｎｍの範囲内で真空紫外線を発する希ガスエキシマランプが好ましく用いられる。 As the vacuum ultraviolet light source, for example, a rare gas excimer lamp that emits vacuum ultraviolet light within a range of 100 to 230 nm is preferably used.
紫外線照射時の反応には酸素が必要であるが、真空紫外線は酸素による吸収があるため紫外線照射工程での効率が低下しやすいことから、真空紫外線の照射は可能な限り酸素濃度の低い状態で行うことが好ましい。すなわち、真空紫外線照射時の酸素濃度は、１０〜１００００ｐｐｍの範囲内とすることが好ましく、より好ましくは５０〜５０００ｐｐｍの範囲内、更に好ましく１０００〜４５００ｐｐｍの範囲内である。 Oxygen is required for the reaction at the time of ultraviolet irradiation, but since vacuum ultraviolet rays are absorbed by oxygen, the efficiency in the ultraviolet irradiation process tends to decrease, so the irradiation of vacuum ultraviolet rays is as low as possible in the oxygen concentration state. Preferably it is done. That is, the oxygen concentration at the time of vacuum ultraviolet irradiation is preferably in the range of 10 to 10000 ppm, more preferably in the range of 50 to 5000 ppm, and still more preferably in the range of 1000 to 4500 ppm.
真空紫外線照射時に用いられる、照射雰囲気を満たすガスとしては、乾燥不活性ガスとすることが好ましく、特にコストの観点から乾燥窒素ガスにすることが好ましい。酸素濃度の調整は、照射庫内へ導入する酸素ガス、不活性ガスの流量を計測し、流量比を変えることで調整可能である。 The gas satisfying the irradiation atmosphere used at the time of vacuum ultraviolet irradiation is preferably a dry inert gas, and particularly preferably a dry nitrogen gas from the viewpoint of cost. The oxygen concentration can be adjusted by measuring the flow rates of oxygen gas and inert gas introduced into the irradiation chamber and changing the flow rate ratio.
（ガスバリア層の形成；ドライプロセス）
ドライプロセスによるガスバリア層２０の形成方法の一例として、有機ケイ素化合物を用いたガスバリア層の形成方法を説明する。なお、ドライプロセスによるガスバリア層２０の形成は、有機ケイ素化合物に限らず、酸窒化ケイ素化合物を形成する場合にも、任意に適用することができる。
(Formation of gas barrier layer; dry process)
As an example of a method for forming the
ドライプロセスとして、例えば、プラズマＣＶＤ法を用いて、ヘキサメチルジシロキサンの反応生成物を含むガスバリア層２０を形成する場合、原料ガスとしてのヘキサメチルジシロキサンのモル量（流量）に対する反応ガスとしての酸素のモル量（流量）は、化学量論比である１２倍量以下（より好ましくは、１０倍以下）の量であることが好ましい。このような比で、ヘキサメチルジシロキサン及び酸素を含有させることにより、完全に酸化されなかったヘキサメチルジシロキサン中の炭素原子や水素原子が、ガスバリア層中に取り込まれ、所望のガスバリア層２０を形成することが可能となる。この結果、得られるガスバリアフィルム１０に優れたガスバリア性及び耐屈曲性を発揮させることが可能となる。
As a dry process, for example, when the
また、成膜ガス中のヘキサメチルジシロキサンのモル量（流量）に対する酸素のモル量（流量）の下限は、ヘキサメチルジシロキサンのモル量（流量）の０．１倍より多い量とすることが好ましく、０．５倍より多い量とすることがより好ましい。 In addition, the lower limit of the molar amount (flow rate) of oxygen relative to the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane in the film forming gas should be greater than 0.1 times the molar amount (flow rate) of hexamethyldisiloxane. It is more preferable that the amount be more than 0.5 times.
また、成膜装置として、ＲＦマグネトロンプラズマ発生部と、生成されたプラズマによりスパッタを行うためのケイ素ターゲットとを備え、これらが、導入部により真空処理室に接続されたマグネトロンスパッタリング装置が挙げられる。成膜装置は、ＲＦマグネトロンプラズマ発生部とターゲットとにより、ＲＦマグネトロンスパッタ源が構成されている。ＲＦマグネトロンプラズマ発生部によりアルゴンガスのプラズマを生成し、円板状のターゲットにＲＦを印加することで、ターゲットのケイ素原子がスパッタされ（ＲＦマグネトロンスパッタ）、これらを下流に位置する層の表面に付着させる等により形成することができる。 Further, as a film forming apparatus, there is a magnetron sputtering apparatus that includes an RF magnetron plasma generation unit and a silicon target for performing sputtering by the generated plasma, and these are connected to a vacuum processing chamber by an introduction unit. In the film forming apparatus, an RF magnetron sputtering source is constituted by an RF magnetron plasma generation unit and a target. A plasma of argon gas is generated by the RF magnetron plasma generator, and RF is applied to the disk-shaped target, so that silicon atoms of the target are sputtered (RF magnetron sputtering), and these are formed on the surface of the layer located downstream. It can be formed by adhering.
また、ドライプロセスを用いた成膜においては、導入ガス以外にも微量のガスの存在で量論どおりの成分になることは稀である。具体的には、Ｓｉ３Ｎ４が量論代表値であるが、実際の膜にはある程度の比率の幅が存在しており、これらを含めてＳｉＮとして取り扱う。
上記の原子数比は、従来公知の方法で求めることが可能であるが、例えば、Ｘ線光電子分光法（X-ray Photoelectron Spectroscopy：ＸＰＳ）を用いた分析装置等で測定することできる。
Further, in film formation using a dry process, it is rare that a component as in the stoichiometry is present due to the presence of a small amount of gas other than the introduced gas. Specifically, Si 3 N 4 is the stoichiometric representative value, but there is a certain ratio of width in an actual film, and these are included and handled as SiN.
The above-mentioned atomic ratio can be determined by a conventionally known method, and can be measured by, for example, an analyzer using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).
ドライプロセスとしては、例えば、蒸着法（抵抗加熱、ＥＢ法等）、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法、イオンプレーティング法等を挙げることができるが、水蒸気透過度が小さく、低膜応力で緻密な膜を形成することができればいずれも好適に使用できる。 Examples of the dry process include a vapor deposition method (resistance heating, EB method, etc.), a plasma CVD method, a sputtering method, an ion plating method, etc., but a water vapor permeability is small and a dense film with low film stress is used. Any of them can be suitably used as long as they can be formed.
（ガスバリア層の形成；プラズマＣＶＤ）
ドライプロセスによるガスバリア層２０の形成方法の一例として、プラズマＣＶＤ法を用いた形成方法を説明する。なお、以下では有機ケイ素化合物を用いたガスバリア層２０の形成方法を説明するが、酸窒化ケイ素化合物によりガスバリア層２０を形成する場合にも任意に適用することができる。
(Formation of gas barrier layer; plasma CVD)
As an example of a method for forming the
プラズマＣＶＤ法は、帯状の可撓性を有する基材を一対の成膜ローラー間に接触しながら搬送し、成膜ローラー間に成膜ガスを供給しながら成膜する方法である。また、生産性の観点から、ロールｔｏロール方式でガスバリア層２０を形成することが好ましい。
The plasma CVD method is a method in which a belt-like flexible substrate is conveyed while being in contact between a pair of film forming rollers, and a film is formed while a film forming gas is supplied between the film forming rollers. From the viewpoint of productivity, it is preferable to form the
ガスバリア層２０を作製可能なプラズマＣＶＤ法の装置構成としては、一対の成膜ローラーと、プラズマ電源とを備え、かつ一対の成膜ローラー間にプラズマ放電を行うことが可能な構成であればよい。また、成膜ローラー間に行なうプラズマ放電は、成膜ローラー間で極性を交互に反転させることが好ましい。
An apparatus configuration of the plasma CVD method capable of producing the
プラズマＣＶＤ法を用いたガスバリア層２０の製造装置の一例を図２に示す。図２に示す製造装置は、送り出しローラー５１と、搬送ローラー５２，５３，５４，５５と、成膜ローラー５７，５８と、ガス供給口６０と、プラズマ発生用電源６１と、成膜ローラー５７，５８の内部に設置された磁場発生装置６２，６３と、巻取りローラー５６とを備えている。
また、このような製造装置においては、少なくとも成膜ローラー５７，５８と、ガス供給口６０と、プラズマ発生用電源６１と、永久磁石からなる磁場発生装置６２，６３とが真空チャンバー内（図示略）に配置されている。さらに、このような製造装置において、真空チャンバーは真空ポンプ（図示略）に接続されており、かかる真空ポンプにより真空チャンバー内の圧力を適宜調整することが可能となっている。
An example of an apparatus for manufacturing the
In such a manufacturing apparatus, at least the
製造装置は、成膜ローラー５７と成膜ローラー５８とがプラズマ発生用電源６１に接続されている。プラズマ発生用電源６１から電力を供給することにより、成膜ローラー５７と成膜ローラー５８とを一対の対向電極として機能させ、成膜ローラー５７，５８間にプラズマを発生させることができる。製造装置は、一対の成膜ローラー（成膜ローラー５７，５８）を、中心軸が同一平面上で平行となるように配置することで、同じ構造の膜を倍の成膜レートで形成できる。
成膜ローラー５７及び成膜ローラー５８の内部には、磁場発生装置６２，６３が設けられている。磁場発生装置６２，６３は、成膜ローラー５７及び成膜ローラー５８が回転した場合にも、回転しないように固定された状態で設けられている。
In the manufacturing apparatus, a
Inside the
成膜ローラー５７，５８、送り出しローラー５１、搬送ローラー５２，５３，５４，５５、巻取りローラー５６としては、適宜公知のローラーを用いることができる。
ガス供給口６０としては、原料ガス等を所定の速度で供給又は排出することが可能なものを適宜用いることができる。
プラズマ発生用電源６１としては、接続された成膜ローラー５７と成膜ローラー５８に電力を供給して、これらを放電のための対向電極として利用することが可能な適宜公知のプラズマ発生装置の電源を用いることができる。
磁場発生装置６２，６３としては、適宜公知の磁場発生装置を用いることができる。
As the
As the
As a
As the
このような図２に示す製造装置を用いて、例えば、原料ガスの種類、プラズマ発生装置の電極ドラムの電力、真空チャンバー内の圧力、成膜ローラーの直径、及び、基材５０の搬送速度を適宜調整することにより、ガスバリア層を製造することができる。
すなわち、図２に示す製造装置を用いて、成膜ガス（原料ガス等）を真空チャンバー内に供給しつつ、一対の成膜ローラー（成膜ローラー５７，５８）間にプラズマ放電を発生させて成膜ガス（原料ガス等）をプラズマによって分解し、成膜ローラー５７上の基材５０の表面上及び成膜ローラー５８上の基材５０の表面上に、ガスバリア層をプラズマＣＶＤ法により形成する。
なお、このような成膜に際しては、基材５０を送り出しローラー５１や成膜ローラー５７等を用いてそれぞれ搬送することにより、ロールｔｏロール方式の連続的な成膜プロセスで基材５０の表面上にガスバリア層を形成できる。
Using such a manufacturing apparatus shown in FIG. 2, for example, the type of source gas, the power of the electrode drum of the plasma generator, the pressure in the vacuum chamber, the diameter of the film forming roller, and the conveyance speed of the
That is, using the manufacturing apparatus shown in FIG. 2, a plasma discharge is generated between a pair of film forming rollers (
In such film formation, the
ガスバリア層２０を後述する要件（ｉ）〜（ｉｖ）を全て満たす態様とするためには、成膜ガス濃度を成膜中に変える方法、ガス供給口６０の位置を変える方法、ガス供給を複数箇所で行う方法、ガス供給口６０の近傍に邪魔（遮蔽）板を設置してガスの流れを制御する方法、成膜ガス濃度を変えて複数回のプラズマＣＶＤを行う方法などにより形成可能であるが、ガス供給口６０の位置を成膜ローラー５７又は成膜ローラー５８間でどちらかに近づけながらプラズマＣＶＤを行う方法が、簡易であり再現性もよく好ましい。
In order to make the
真空チャンバー内の圧力（真空度）は、原料ガスの種類等に応じて適宜調整することができるが、０．５〜１００Ｐａの範囲内とすることが好ましい。
基材５０の搬送速度（ライン速度）は、原料ガスの種類や真空チャンバー内の圧力等に応じて適宜調整することができるが、０．２５〜１００ｍ／ｍｉｎの範囲内とすることが好ましく、０．５〜２０ｍ／ｍｉｎの範囲内とすることがより好ましい。
Although the pressure (degree of vacuum) in a vacuum chamber can be suitably adjusted according to the kind etc. of source gas, it is preferable to set it as the range of 0.5-100 Pa.
Although the conveyance speed (line speed) of the
プラズマＣＶＤ法を用いて有機ケイ素化合物から形成されるガスバリア層２０は、下記要件（ｉ）〜（ｉｖ）を全て満たす態様とすることが好ましい。下記要件（ｉ）〜（ｉｖ）は、Ｘ線光電子分光法による深さ方向の元素分布測定（ＸＰＳデプスプロファイル測定）に基づく、各構成元素の分布曲線から求められる。
It is preferable that the
（ｉ）ケイ素原子比率、酸素原子比率及び炭素原子比率が、ガスバリア層２０の表面から層厚方向の９０％以上の距離領域において、下記序列の大小関係を有する。
（炭素原子比率）＜（ケイ素原子比率）＜（酸素原子比率）
（ｉｉ）炭素分布曲線が少なくとも二つの極値を有する。
（ｉｉｉ）炭素分布曲線における炭素原子比率の最大値及び最小値の差の絶対値が５ａｔ％以上である。
（ｉｖ）酸素分布曲線において、基材側のガスバリア層２０表面に最も近い酸素分布曲線の極大値が、当該ガスバリア層２０内の酸素分布曲線の極大値の中で最大値をとる。
(I) The silicon atom ratio, oxygen atom ratio, and carbon atom ratio have the following magnitude relationship in the distance region of 90% or more in the layer thickness direction from the surface of the
(Carbon atom ratio) <(silicon atom ratio) <(oxygen atom ratio)
(Ii) The carbon distribution curve has at least two extreme values.
(Iii) The absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the carbon atom ratio in the carbon distribution curve is 5 at% or more.
(Iv) In the oxygen distribution curve, the maximum value of the oxygen distribution curve closest to the surface of the
（極大値及び極小値の定義）
上述の要件において極値とは、ガスバリア層２０の層厚方向における当該ガスバリア層２０の表面からの距離に対する各元素の原子比率の極大値又は極小値のことをいう。
極大値とは、ガスバリア層２０の表面からの距離を変化させた場合に、元素の原子比率の値が増加から減少に変わる点であり、且つ、この点から層厚方向に更に２０ｎｍ変化させた位置の元素の原子比率の値が３ａｔ％以上減少する点である。
また、極小値とは、ガスバリア層２０の表面からの距離を変化させた場合に、元素の原子比率の値が減少から増加に変わる点であり、且つ、この点から層厚方向に更に２０ｎｍ変化させた位置の元素の原子比率の値が３ａｔ％以上増加する点のことをいう。
(Definition of maximum and minimum values)
In the above-mentioned requirements, the extreme value refers to the maximum value or the minimum value of the atomic ratio of each element with respect to the distance from the surface of the
The maximum value is a point where the value of the atomic ratio of the element changes from increase to decrease when the distance from the surface of the
The minimum value is a point where the value of the atomic ratio of the element changes from decrease to increase when the distance from the surface of the
（炭素原子比率の平均値及び最大値と最小値の関係）
ガスバリア層２０内の炭素原子比率は、層全体の平均値として８〜２０ａｔ％の範囲内であることが屈曲性の観点から好ましく、より好ましくは１０〜２０ａｔ％の範囲内である。当該範囲内にすることにより、ガスバリア性と屈曲性とを十分に満たすガスバリア層２０を形成することができる。
(Average value of carbon atom ratio and relationship between maximum and minimum values)
From the viewpoint of flexibility, the carbon atom ratio in the
また、このようなガスバリア層２０は、更に、炭素分布曲線における炭素原子比率の最大値及び最小値の差の絶対値が５ａｔ％以上であることが好ましい。また、炭素原子比率の最大値及び最小値の差の絶対値が６ａｔ％以上であることがより好ましく、７ａｔ％以上であることが特に好ましい。絶対値が３ａｔ％以上であれば、得られるガスバリア層２０を屈曲させた場合におけるガスバリア性が十分となる。
Further, the
（酸素原子比率の極値の位置及び最大値と最小値の関係）
基材側からの水分子の侵入を防止する観点から、基材側のガスバリア層２０表面に最も近い酸素分布曲線の極大値が、酸素分布曲線の極大値の中で最大値であることが好ましい。
(Position of extreme value of oxygen atom ratio and relationship between maximum and minimum values)
From the viewpoint of preventing intrusion of water molecules from the substrate side, it is preferable that the maximum value of the oxygen distribution curve closest to the surface of the
図３は、ガスバリア層２０の、ＸＰＳデプスプロファイル（深さ方向の分布）による層の厚さ方向の各元素プロファイルを示すグラフである。図３では、酸素分布曲線をＡ、ケイ素分布曲線をＢ、炭素分布曲線をＣとして示している。
FIG. 3 is a graph showing each element profile of the
図３に示すように、基材と逆側のガスバリア層２０の界面（距離０ｎｍ、以下「表面」と称す）から基材側の界面（距離約３００ｎｍ、以下「裏面」と称す）までの間で各元素の原子比率が連続的に変化する。
As shown in FIG. 3, from the interface between the
酸素分布曲線Ａのガスバリア層２０の表面に最も近い酸素原子比率の極大値をＸ、ガスバリア層２０の裏面に最も近い酸素原子比率の極大値をＹとしたときに、酸素原子比率の値がＹ＞Ｘであることが好ましい。特に、酸素原子比率としては、酸素原子比率Ｙが酸素原子比率Ｘの１．０５倍以上であることが好ましい。すなわち、１．０５≦Ｙ／Ｘであることが好ましい。また、１．０５≦Ｙ／Ｘ≦１．３０の範囲内であることが好ましく、１．０５≦Ｙ／Ｘ≦１．２０の範囲内であることがより好ましい。上記条件を満たすことにより、水分子の侵入を抑止でき、高温高湿下でのガスバリア性の劣化が抑制でき、生産性やコストの観点からも好ましい。
When the maximum value of the oxygen atomic ratio closest to the surface of the
また、ガスバリア層２０の酸素分布曲線において、酸素原子比率の最大値及び最小値の差の絶対値は、５ａｔ％以上であることが好ましく、６ａｔ％以上であることがより好ましく、７ａｔ％以上であることが特に好ましい。
In the oxygen distribution curve of the
（ケイ素原子比率の最大値と最小値の関係）
ガスバリア層２０のケイ素分布曲線における、ケイ素原子比率の最大値及び最小値の差の絶対値は、５ａｔ％未満であることが好ましく、４ａｔ％未満であることがより好ましく、３ａｔ％未満であることが特に好ましい。絶対値が上記範囲内であれば、得られるガスバリア層２０のガスバリア性及び機械的強度が十分となる。
(Relationship between maximum and minimum silicon atom ratio)
The absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the silicon atom ratio in the silicon distribution curve of the
（ＸＰＳによるガスバリア層の深さ方向の組成分析について）
ガスバリア層２０の層厚（深さ）方向における各元素の分布曲線は、Ｘ線光電子分光法の測定と希ガスイオンスパッタとを併用し、試料内部の露出と表面組成分析とを行う、いわゆるＸＰＳデプスプロファイル（深さ方向の分布）測定により作成することができる。ＸＰＳデプスプロファイル測定により得られる分布曲線は、例えば、縦軸を各元素の原子比率（単位：ａｔ％）とし、横軸をエッチング時間（スパッタ時間）として作成する。
(About composition analysis in the depth direction of the gas barrier layer by XPS)
The distribution curve of each element in the layer thickness (depth) direction of the
なお、横軸をエッチング時間とする元素の分布曲線は、エッチング時間がガスバリア層２０の層厚方向の表面からの距離におおむね相関する。このため、この「ガスバリア層の層厚方向におけるガスバリア層の表面からの距離」を、エッチング速度とエッチング時間との関係から算出されるＸＰＳデプスプロファイル測定のガスバリア層２０の表面から距離として採用することができる。
また、このようなＸＰＳデプスプロファイル測定に際して採用するスパッタ法としては、エッチングイオン種としてアルゴン（Ａｒ＋）を用いた希ガスイオンスパッタ法を採用し、そのエッチング速度（エッチングレート）を０．０５ｎｍ／ｓｅｃ（ＳｉＯ２熱酸化膜換算値）とすることが好ましい。
The element distribution curve with the horizontal axis as the etching time generally correlates with the distance from the surface of the
In addition, as a sputtering method employed for such XPS depth profile measurement, a rare gas ion sputtering method using argon (Ar + ) as an etching ion species is employed, and the etching rate (etching rate) is 0.05 nm / It is preferable to set to sec (SiO 2 thermal oxide film conversion value).
また、ガスバリア層２０の表面全体において均一で、かつ優れたガスバリア性を有するガスバリア層を形成するという観点から、ガスバリア層２０の表面方向（ガスバリア層２０の表面に平行な方向）は、実質的に一様であることが好ましい。
ガスバリア層２０が表面方向における実質的に一様とは、ＸＰＳデプスプロファイル測定によりガスバリア層２０の表面の任意の２箇所の測定箇所について、酸素分布曲線及び炭素分布曲線を作成した場合に、その任意の２箇所の測定箇所において得られる炭素分布曲線が持つ極値の数が同じであり、それぞれの炭素分布曲線における炭素の原子比率の最大値と最小値との差の絶対値が、５ａｔ％以内の差であることをいう。
Further, from the viewpoint of forming a gas barrier layer that is uniform over the entire surface of the
The
また、ケイ素分布曲線、酸素分布曲線及び炭素分布曲線において、ケイ素原子比率、酸素原子比率及び炭素原子比率が、当該ガスバリア層２０の層厚の９０％以上の領域において上記条件（ｉ）で表される条件を満たす場合には、ガスバリア層２０中におけるケイ素原子比率は、２５〜４５ａｔ％の範囲内であることが好ましく、３０〜４０ａｔ％の範囲内であることがより好ましい。
また、ガスバリア層２０中における酸素原子比率は、３３〜６７ａｔ％の範囲内であることが好ましく、４５〜６７ａｔ％の範囲内であることがより好ましい。
さらに、ガスバリア層２０中における炭素原子比率は、３〜３３ａｔ％の範囲内であることが好ましく、３〜２５ａｔ％の範囲内であることがより好ましい。
In the silicon distribution curve, oxygen distribution curve, and carbon distribution curve, the silicon atom ratio, oxygen atom ratio, and carbon atom ratio are expressed by the above condition (i) in a region that is 90% or more of the thickness of the
Further, the oxygen atomic ratio in the
Furthermore, the carbon atom ratio in the
〈２．ガスバリアフィルム（変形例）〉
次に、ガスバリアフィルムの変形例について説明する。ガスバリアフィルムは、少なくとも、樹脂基材と、この樹脂基材上に設けられた光散乱層と、平滑化層と、ガスバリア層とを備えていればよく、これらの構成の間に他の層が設けられていてもよい。以下の説明では、樹脂基材、光散乱層、平滑化層、及び、ガスバリア層以外の他の層として、高屈折材料層を備え、さらに、ガスバリア層が２層以上の組成の異なる層で構成されたガスバリアフィルムの例について説明する。なお、樹脂基材、光散乱層、平滑化層、及び、ガスバリア層以外の他の層としては、下記の各層以外の構成も任意に適用することができる。
<2. Gas Barrier Film (Modification)>
Next, a modified example of the gas barrier film will be described. The gas barrier film only needs to include at least a resin base material, a light scattering layer provided on the resin base material, a smoothing layer, and a gas barrier layer, and other layers are provided between these configurations. It may be provided. In the following description, a high refractive material layer is provided as a layer other than the resin substrate, the light scattering layer, the smoothing layer, and the gas barrier layer, and the gas barrier layer is composed of two or more layers having different compositions. The example of the made gas barrier film is demonstrated. In addition, as layers other than a resin base material, a light-scattering layer, a smoothing layer, and a gas barrier layer, structures other than the following each layer can also be applied arbitrarily.
［ガスバリアフィルムの変形例］
ガスバリアフィルムの変形例の構成を図４に示す。図４に示すガスバリアフィルム１０Ａは、樹脂基材１１、樹脂基材１１上に設けられた光散乱層１２及び平滑化層１５からなる光取り出し層と、光取り出し層上に形成されたガスバリア層２０と、ガスバリア層２０上に形成された高屈折材料層１６とが、この順に積層された構成を有する。また、図４に示すガスバリアフィルム１０Ａでは、ガスバリア層２０が、第１ガスバリア層２１、第２ガスバリア層２２、及び、第３ガスバリア層２３の３層で構成されている。
以下、ガスバリアフィルム１０Ａの各構成について説明する。なお、ガスバリア層２０及び高屈折材料層１６を除くその他の層は、上述の実施形態と同様の構成を適用できるため、詳細な説明を省略する。
[Modification of gas barrier film]
The structure of the modification of a gas barrier film is shown in FIG. A
Hereinafter, each structure of 10 A of gas barrier films is demonstrated. The other layers except the
［ガスバリア層］
ガスバリアフィルム１０Ａにおいて、ガスバリア層２０が２層以上の層構成を有する場合には、ガスバリア層２０を構成する各層は、それぞれ異なる組成であってもよく、また、同じ組成の層で構成されていてもよい。好ましくは、組成の異なる層で構成されることが好ましい。
[Gas barrier layer]
In the
ガスバリア層２０が２層以上の組成の異なる層から構成される場合には、ガスバリア層２０は、有機ケイ素化合物の反応生成物、及び、酸窒化ケイ素化合物から選ばれる少なくとも１種を主成分とする層を、１層以上備える。また、この場合には有機ケイ素化合物の反応生成物、及び、酸窒化ケイ素化合物から選ばれる少なくとも１種を主成分とする層が、２層以上積層された構成であることが好ましい。例えば、有機ケイ素化合物の反応生成物を主成分とする層と、酸窒化ケイ素化合物を主成分とする層とが積層された構成であることが好ましい。
When the
また、ガスバリア層２０は、有機ケイ素化合物の反応生成物、及び、酸窒化ケイ素化合物から選ばれる少なくとも１種を主成分とする層を有していれば、この層以外は有機ケイ素化合物の反応生成物、及び、酸窒化ケイ素化合物以外で構成されていてもよい。例えば、ケイ素や金属の窒化物、酸化物、酸窒化物等を用いることができる。なかでも、ガスバリア性や生産性、有機ケイ素化合物の反応生成物や酸窒化ケイ素化合物との組み合わせを考慮すると、窒化ケイ素を用いることが好ましい。
Further, if the
また、ガスバリア層２０として、有機ケイ素化合物の反応生成物、及び、酸窒化ケイ素化合物以外の材料の層を設ける場合、この層はガスバリア層２０の平滑化層１５側に設けることが好ましい。このため、図４に示すガスバリアフィルム１０Ａでは、有機ケイ素化合物の反応生成物、及び、酸窒化ケイ素化合物以外の材料の層は、第１ガスバリア層２１に位置に形成することが好ましい。これにより、第１ガスバリア層２１で発生するアウトガスを、第２ガスバリア層２２、第３ガスバリア層２３で遮断し、樹脂基材側から排出することができる。従って、第１ガスバリア層２１には、有機ケイ素化合物の反応生成物、及び、酸窒化ケイ素化合物に比べ、アウトガス量が多い材料を用いることもできる。
Further, when a layer of a material other than the reaction product of the organosilicon compound and the silicon oxynitride compound is provided as the
さらに、ガスバリア層２０が２層以上の組成の異なる層から構成される場合には、有機ケイ素化合物の反応生成物、及び、酸窒化ケイ素化合物から選ばれる少なくとも１種を主成分とする層が、樹脂基材１１側と反対側のガスバリア層２０の最外層に形成されていることが好ましい。特に、酸窒化ケイ素化合物を主成分とする層が、樹脂基材１１側と反対側のガスバリア層２０の最外層に形成されていることが好ましい。このため、図４に示すガスバリアフィルム１０Ａでは、第２ガスバリア層２２が有機ケイ素化合物の反応生成物を主成分とする層であり、第３ガスバリア層２３が酸窒化ケイ素化合物を主成分とする層であることが好ましい。
Furthermore, when the
ガスバリア層２０が２層以上の組成の異なる層から構成される場合には、ガスバリア層２０を構成する各層は、高屈折材料層１６よりも屈折率が低く、平滑化層１５よりも屈折率が高いことが好ましい。また、ガスバリア層２０の屈折率は、高屈折材料層１６に近い層の屈折率が相対的に高く、平滑化層１５に近い層の屈折率が相対的に低いことが好ましい。即ち、ガスバリアフィルム１０Ａにおいては、最も平滑化層１５側に設けられる第１ガスバリア層２１の屈折率が最も低く、最も高屈折材料層１６側に設けられる第３ガスバリア層２３の屈折率が最も高いことが好ましい。
各層の屈折率が上記の関係を有することにより、各層の界面での反射を抑制することができ、光取り出し効率が向上する。
When the
When the refractive index of each layer has the above relationship, reflection at the interface of each layer can be suppressed, and light extraction efficiency is improved.
［高屈折材料層］
高屈折材料層１６は、ガスバリア層２０の光散乱層が配置される面とは反対側に設けられる。高屈折材料層１６は、波長５７０ｎｍの光に対し、樹脂基材１１の屈折率よりも高い等価屈折率を有する。高屈折材料層１６の等価屈折率は、樹脂基材１１の屈折率より、数値として０．１〜１．１の範囲で高いことが好ましく、０．４〜１．０の範囲で高いことがより好ましい。このような屈折率の関係をガスバリアフィルム１０Ａが有することにより、各層での反射を相殺することができ、ガスバリアフィルム１０Ａの透明性を向上させることができる。
[High refractive material layer]
The high
等価屈折率とは、樹脂基材１１に対して垂直方向に積層している積層体の実効的な屈折率を、等価屈折率法により求めた値である。
複数の層からなる積層体の全体を１つの層と見なしたとき、最表面のアドミッタンスを等価アドミッタンスという。このように規定することにより、この積層体は、あたかもそのアドミッタンスを有する１つの層で構成されているとみますことができる。基材の上に、高屈折材料層１６を形成したときの最表層の等価アドミッタンスの実部を、等価屈折率と定義する。
The equivalent refractive index is a value obtained by calculating an effective refractive index of a laminate laminated in a direction perpendicular to the
When the entire laminate composed of a plurality of layers is regarded as one layer, the admittance on the outermost surface is called equivalent admittance. By defining in this way, it can be considered that this laminate is composed of one layer having the admittance. The real part of the equivalent admittance of the outermost layer when the high
ここで、等価アドミッタンスについて説明する。
誘電性材料又は酸化物半導体材料の積層体が構成されている場合、１層目からｘ層目までの積層体の光学アドミッタンスＹｘ（Ｅｘ Ｈｘ）は、１層目から（ｘ−１）層目までの積層体の光学アドミッタンスＹｘ−１（Ｅｘ−１ Ｈｘ−１）と、特定のマトリクスとの積で表される。具体的には、以下の式（１）にて光学アドミッタンスＹｘ（Ｅｘ Ｈｘ）が求められる。式（１）は、ｘ層目が誘電性材料又は酸化物半導体材料からなる層である場合の光学アドミッタンスＹｘ（Ｅｘ Ｈｘ）を求める式である。
Here, the equivalent admittance will be described.
In the case where a stack of dielectric materials or oxide semiconductor materials is formed, the optical admittance Y x (E x H x ) of the stack from the first layer to the x-th layer is (x−1) from the first layer. ) It is expressed by the product of the optical admittance Y x-1 (E x-1 H x-1 ) of the laminate up to the layer and a specific matrix. Specifically, the optical admittance Y x (E x H x ) is obtained by the following equation (1). Expression (1) is an expression for obtaining optical admittance Y x (E x H x ) when the x-th layer is a layer made of a dielectric material or an oxide semiconductor material.
上記式（１）において、δ＝２πｎｄ／λであり、ｙ＝ｎ（ｘ層目の膜のアドミッタンス）、ｄはｘ層目の膜の厚さである。
そして、ｘ層目が最表層であるときの、光学アドミッタンスＹｘ（Ｅｘ Ｈｘ）が、積層体の等価アドミッタンスＹＥとなる。
In the above formula (1), δ = 2πnd / λ, y = n (admittance of the x-th layer film), and d is the thickness of the x-th layer film.
The optical admittance Yx (E x H x ) when the x-th layer is the outermost layer becomes the equivalent admittance Y E of the stacked body.
積層体を構成する各層の屈折率、及び、厚さを、Ｅｓｓｅｎｔｉａｌ Ｍａｃｌｅｏｄという薄膜設計ソフトに入力することで、等価アドミッタンスＹＥを簡単に求めることができる。各層の屈折率、及び、厚さは、Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ Ｃｏ．Ｉｎｃ．製のＶＢ−２５０型ＶＡＳＥエリプソメーターで測定することができる。 Refractive index of each layer constituting the laminate, and the thickness, by entering into a thin film design software called Essential Macleod, it is possible to obtain the equivalent admittance Y E easily. The refractive index and thickness of each layer are described in J. Org. A. Woollam Co. Inc. It can measure with the VB-250 type VASE ellipsometer made from.
なお、等価アドミッタンス及び等価屈折率法の詳細については、例えば、「光学薄膜と成膜技術」（李 正中著、アグネ技術センター発行）の「第３章 光学薄膜設計の図解法の３．２ アドミッタンス軌道法」の記載を参照することができる。 For details of the equivalent admittance and the equivalent refractive index method, refer to “Chapter 3 Illustration of Optical Thin Film Design, 3.2 Admittance” in “Optical Thin Films and Deposition Technology” (written by Masami Lee and published by Agne Technology Center). Reference can be made to the description of the “orbital method”.
（組成）
高屈折材料層１６は、例えば、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｍｇ、Ｙ、及び、Ａｌ等の金属の酸化物が挙げられる。具体的には、ＴｉＯ２、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）、ＺｎＯ、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＣｅＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｔｉ３Ｏ５、Ｔｉ４Ｏ７、Ｔｉ２Ｏ３、ＴｉＯ、ＳｎＯ２、Ｌａ２Ｔｉ２Ｏ７、（インジウム・亜鉛酸化物）、ＡＺＯ（アルミニウム・亜鉛酸化物）、ＧＺＯ（ガリウム・亜鉛酸化物）、ＡＴＯ（アンチモン・スズ酸化物）、ＩＣＯ（インジウム・セリウム酸化物）、Ｂｉ２Ｏ３、ａ−ＧＩＯ、Ｇａ２Ｏ３、ＧｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＨｆＯ２、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３、ＷＯ３、ａ−ＧＩＯ（ガリウム・インジウム酸化物）等が挙げられる。上記の中でも、特に、酸化ニオブ、又は、酸化チタンが好ましい。
(composition)
Examples of the highly
高屈折材料層１６の厚さは、１０〜５００ｎｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは１０〜３００ｎｍの範囲内である。高屈折材料層１６の厚さが１０ｎｍ以上であると、ガスバリアフィルム１０Ａの光学アドミッタンスを十分に調整することができる。一方、高屈折材料層１６の厚さが５００ｎｍ以下であれば、ガスバリアフィルム１０Ａの光透過性が低下しにくくなる。高屈折材料層１６の厚さは、エリプソメーターで測定される。
The thickness of the high
高屈折材料層１６に含まれる材料の波長５７０ｎｍの光に対する等価屈折率は、１．５より高いことが好ましく、１．７〜２．５の範囲内であることがより好ましく、更に好ましくは１．８〜２．５の範囲内である。高屈折材料層１６の等価屈折率が１．５より高いと、高屈折材料層１６によって、ガスバリアフィルム１０Ａの光学アドミッタンスが十分に調整される。
The equivalent refractive index of the material included in the high
なお、高屈折材料層１６の等価屈折率は、高屈折材料層１６を構成する各材料の屈折率、各層の厚さ、高屈折材料層１６を構成する各層に含まれる材料の密度で調整することができる。高屈折材料層１６の屈折率は、上述の方法に従って求めることができる。
The equivalent refractive index of the high
（高屈折材料層の形成方法）
高屈折材料層１６は、蒸着法又はスパッタ法により形成することが好ましい。
蒸着法としては、抵抗加熱蒸着法、電子線蒸着法、イオンプレーティング法、イオンビーム蒸着法等が含まれる。蒸着装置としては、例えば、シンクロン社製のＢＭＣ−８００Ｔ蒸着機等を用いることができる。特に、イオンプレーティング等を利用したプラズマアシスト蒸着機やイオンアシスト蒸着機も好適に用いられる。イオンプレーティング効果により、高反応性成膜の実現と表面拡散効果による膜質の緻密性・平滑性を向上させることができる。
(Method for forming high refractive material layer)
The high
Examples of the vapor deposition method include a resistance heating vapor deposition method, an electron beam vapor deposition method, an ion plating method, and an ion beam vapor deposition method. As the vapor deposition apparatus, for example, a BMC-800T vapor deposition machine manufactured by SYNCHRON Co., Ltd. can be used. In particular, a plasma assisted vapor deposition machine or an ion assisted vapor deposition machine using ion plating or the like is also preferably used. Due to the ion plating effect, it is possible to realize highly reactive film formation and to improve the denseness and smoothness of the film quality due to the surface diffusion effect.
スパッタ法は、真空チャンバー内に薄膜として形成したい金属をターゲットとして設置し、高電圧をかけてイオン化させた希ガス元素（通常はアルゴン）や窒素（通常は空気由来）を衝突させ、ターゲット表面の原子をはじき飛ばして、基板に高密度に金属を成膜する方法であり、上記希ガスとともに、反応性ガス（Ｏ２やＮ２）を導入することで、金属酸化物を成膜することもできる。 In the sputtering method, a metal to be formed as a thin film in a vacuum chamber is set as a target, and a high-voltage ionized rare gas element (usually argon) or nitrogen (usually derived from air) is allowed to collide with the target surface. This is a method for forming a metal film with high density on a substrate by repelling atoms. A metal oxide film can also be formed by introducing a reactive gas (O 2 or N 2 ) together with the rare gas. .
スパッタ法には、２極スパッタ法、マグネトロンスパッタ法、ＤＣスパッタ法、ＤＣパルススパッタ法、ＲＦ（高周波）スパッタ法、デュアルマグネトロンスパッタ法、反応性スパッタ法、イオンビームスパッタ法、バイアススパッタ法、及び対向ターゲットスパッタ法などの、公知のスパッタ法を適宜用いることができる。具体的な市販のスパッタ装置としては、大阪真空社製のマグネトロンスパッタ装置、ウルバック社の各種スパッタ装置（例えば、マルチチャンバ型スパッタリング装置ＥＮＴＲＯＮＴＭ−ＥＸ Ｗ３００）やアネルバ社のＬ−４３０Ｓ−ＦＨＳスパッタ装置等を用いることができる。 Sputtering methods include bipolar sputtering, magnetron sputtering, DC sputtering, DC pulse sputtering, RF (radio frequency) sputtering, dual magnetron sputtering, reactive sputtering, ion beam sputtering, bias sputtering, and A known sputtering method such as a counter target sputtering method can be used as appropriate. Specific examples of commercially available sputtering equipment include magnetron sputtering equipment manufactured by Osaka Vacuum Co., various types of sputtering equipment manufactured by ULVAC (for example, multi-chamber type sputtering equipment ENTRON ™ -EX W300), and L-430S-FHS sputtering equipment manufactured by Anelva. Etc. can be used.
（チタンオリゴマー）
また、高屈折材料層１６を酸化チタンで形成する場合には、チタンオリゴマーを用いたウェットプロセスによって、アモルファス構造の酸化チタンを形成することが好ましい。高屈折材料層１６がチタンオリゴマーを用いたウェットプロセスによって形成される場合は、Ｔｉを含有し、公知のゾルゲル法に適用可能な化合物を用いることが好ましい。
(Titanium oligomer)
Moreover, when the high
チタンオリゴマーとは、チタンアルコキシド化合物やチタンキレート化合物を縮合させた多量体構造（−Ｔｉ−Ｏ−Ｔｉ−）骨格を分子内に有する化合物をいい、例えばチタントリイソプロポキシドを加水分解・縮合させ形成したものが挙げられる。チタンオリゴマーとしては、松本ファインケミカル（株）ＴＣ−１３０、ＰＣ−２００、ＰＣ−６００、ＰＣ−６０５等が挙げられる。 A titanium oligomer is a compound having in its molecule a multimeric structure (-Ti-O-Ti-) skeleton obtained by condensing a titanium alkoxide compound or a titanium chelate compound. For example, titanium triisopropoxide is hydrolyzed and condensed. What was formed is mentioned. Examples of the titanium oligomer include Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd. TC-130, PC-200, PC-600, PC-605 and the like.
これらのチタンオリゴマーは、具体的には、テトラアルコキシ化合物、及び、オルガノアルコキシ化合物を加水分解及び重縮合して得られる化合物である。テトラアルコキシ化合物、及び、オルガノアルコキシ化合物は、市販品を用いることができ、公知の合成方法、例えば、各金属ハロゲン化物とアルコールとの反応によっても得られる。 These titanium oligomers are specifically compounds obtained by hydrolysis and polycondensation of tetraalkoxy compounds and organoalkoxy compounds. Commercially available products can be used as the tetraalkoxy compound and the organoalkoxy compound, and the tetraalkoxy compound and the organoalkoxy compound can also be obtained by a known synthesis method, for example, reaction of each metal halide with an alcohol.
また、オリゴマー化されたアルコキシド化合物の安定化のために、キレート化剤が好ましく併用される。キレート化剤は、必要最低量で使用することが好ましい。キレート化剤は、アルコキシド化合物に対して、０．０１〜３３ｍｏｌ％、より好ましくは０．０２〜１５ｍｏｌ％、さらに好ましくは０．０３〜５ｍｏｌ％、特に好ましくは０．０５〜１ｍｏｌ％の範囲で使用することが好ましい。 In addition, a chelating agent is preferably used in combination for stabilizing the oligomerized alkoxide compound. The chelating agent is preferably used in the minimum necessary amount. The chelating agent is 0.01 to 33 mol%, more preferably 0.02 to 15 mol%, still more preferably 0.03 to 5 mol%, particularly preferably 0.05 to 1 mol%, based on the alkoxide compound. It is preferable to use it.
アモルファス構造の酸化チタンからなる高屈折材料層１６は、上述のチタンオリゴマー、又は、オリゴマー化されたアルコキシド化合物を含む、酸化チタンの前駆体層を形成した後、この前駆体層に後述するエキシマ処理等の改質処理を行なうことにより作製することができる。チタンオリゴマー等を塗布する方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。具体例としては、例えば、ロールコート法、フローコート法、インクジェット法、スプレーコート法、プリント法、ディップコート法、流延成膜法、バーコート法、グラビア印刷法等が挙げられる。
The high
（アモルファス化）
アモルファス構造の酸化チタンは、上述のウェットプロセスで形成された前駆体層に、真空紫外線や、低出力電子線を照射することにより形成できる。紫外線照射装置としては、上述の光散乱層１２と同様の装置を適用することができる。また、真空紫外光源も同様に、上述の光散乱層１２の形成に使用する希ガスエキシマランプが好ましく用いられる。
(Amorphization)
Titanium oxide having an amorphous structure can be formed by irradiating the precursor layer formed by the above wet process with vacuum ultraviolet rays or a low-power electron beam. As the ultraviolet irradiation device, a device similar to the above-described
真空紫外線を照射する工程において、上記前駆体層の照射表面が受ける該真空紫外線の照度は３０〜２００ｍＷ／ｃｍ２の範囲内であることが好ましく、５０〜１６０ｍＷ／ｃｍ２の範囲内であることがより好ましい。３０ｍＷ／ｃｍ２以上であれば、改質効率が低下する懸念がなく、２００ｍＷ／ｃｍ２以下であれば、前駆体層にアブレーションが生じず、樹脂基材１１にダメージを与えないため好ましい。
In the step of irradiating vacuum ultraviolet rays, illuminance of the vacuum ultraviolet irradiation surface of the precursor layer is subjected is preferably in the range of 30~200mW / cm 2, it is in the range of 50~160mW / cm 2 Is more preferable. If it is 30 mW / cm 2 or more, there is no concern that the reforming efficiency is lowered, and if it is 200 mW / cm 2 or less, ablation does not occur in the precursor layer and the
前駆体層の照射表面における真空紫外線の照射エネルギー量は、２００〜１００００ｍＪ／ｃｍ２の範囲内であることが好ましく、５００〜５０００ｍＪ／ｃｍ２の範囲内であることがより好ましい。２００ｍＪ／ｃｍ２以上とすることにより、前駆体層の改質を十分に行うことができ、１００００ｍＪ／ｃｍ２以下では過剰改質にならず、クラック発生や樹脂基材１１の熱変形がない。
Irradiation energy amount of the VUV in the irradiation surface of the precursor layer is preferably in the range of 200~10000mJ / cm 2, and more preferably in a range of 500~5000mJ / cm 2. By setting it to 200 mJ / cm 2 or more, the precursor layer can be sufficiently modified, and when it is 10,000 mJ / cm 2 or less, it is not excessively reformed, and there is no generation of cracks or thermal deformation of the
紫外線照射時の反応には酸素が必要であるが、真空紫外線は酸素による吸収があるため紫外線照射工程での効率が低下しやすいことから、真空紫外線の照射は可能な限り酸素濃度の低い状態で行うことが好ましい。すなわち、真空紫外線照射時の酸素濃度は、１０〜１００００ｐｐｍの範囲内とすることが好ましく、より好ましくは５０〜５０００ｐｐｍの範囲内、更に好ましく１０００〜４５００ｐｐｍの範囲内である。 Oxygen is required for the reaction at the time of ultraviolet irradiation, but since vacuum ultraviolet rays are absorbed by oxygen, the efficiency in the ultraviolet irradiation process tends to decrease, so the irradiation of vacuum ultraviolet rays is as low as possible in the oxygen concentration state. Preferably it is done. That is, the oxygen concentration at the time of vacuum ultraviolet irradiation is preferably in the range of 10 to 10000 ppm, more preferably in the range of 50 to 5000 ppm, and still more preferably in the range of 1000 to 4500 ppm.
（アモルファス構造）
高屈折材料層１６を構成する酸化チタンのアモルファス構造が形成される。
アモルファス構造とはラマン分光吸収やＸ線解析等で規定されるスペクトルピークで検出できる。アモルファス構造を有する酸化チタンは、（アナターゼ型）チタン結晶に起因するピークが見られず、未反応有機物に由来するピークも見られない。
アモルファス構造を有する酸化チタンは、上述のＤｅｅｐＵＶ光である高出力エキシマランプや低出力電子線の照射工程により、均一なアモルファス構造が形成される。このため、結晶化したＴｉＯ２層と同様に屈折率も向上する。そして、モルファス構造を有する酸化チタンは、結晶（アナターゼ型）化の酸化チタンのような光触媒活性を有さないため、長期の保存性や屋外使用耐候性が良好となる。さらに、アモルファス構造を有することにより、高屈折材料層１６にフレキシブル適性を付与することが可能となる。このため、フレキシブル性が求められる用途においても、ガスバリアフィルム１０Ａを適用することができる。
(Amorphous structure)
An amorphous structure of titanium oxide constituting the high
The amorphous structure can be detected by a spectral peak defined by Raman spectral absorption, X-ray analysis or the like. In the titanium oxide having an amorphous structure, no peak derived from the (anatase type) titanium crystal is observed, and no peak derived from the unreacted organic substance is also observed.
A uniform amorphous structure is formed in the titanium oxide having an amorphous structure by the irradiation process of the high-power excimer lamp or the low-power electron beam which is the above-described Deep UV light. For this reason, the refractive index is improved similarly to the crystallized TiO 2 layer. And since the titanium oxide which has a morphous structure does not have photocatalytic activity like the crystalline (anatase type) titanium oxide, long-term preservation | save property and outdoor use weather resistance become favorable. Further, by having an amorphous structure, it is possible to impart flexibility to the high
〈３．透明導電部材〉
次に、上述のガスバリアフィルムを用いた透明導電部材に付いて説明する。本実施形態の透明導電部材は、上述のガスバリアフィルムに、透明導電層が設けられた構成である。透明導電部材のガスバリアフィルムは、上述の実施形態のガスバリアフィルムと同様の構成を適用できる。このため、以下の透明導電部材の説明では、上述のガスバリアフィルムと同じ構成については、詳細な説明を省略する。なお、以下の説明では、透明導電部材に、上述の図４に示す変形例のガスバリアフィルムを適用した場合について説明するが、ガスバリアフィルムの構成はこれに限られず、図１に示す構成やその他の構成も適用することができる。
<3. Transparent conductive member>
Next, the transparent conductive member using the above gas barrier film will be described. The transparent conductive member of this embodiment has a configuration in which a transparent conductive layer is provided on the gas barrier film described above. The same structure as the gas barrier film of the above-mentioned embodiment can be applied to the gas barrier film of the transparent conductive member. For this reason, in the following description of the transparent conductive member, detailed description of the same configuration as the above-described gas barrier film is omitted. In the following description, the case where the gas barrier film of the modified example shown in FIG. 4 is applied to the transparent conductive member will be described. However, the configuration of the gas barrier film is not limited to this, and the configuration shown in FIG. Configurations can also be applied.
［透明導電部材の構成］
本実施形態の透明導電部材の構成を図５に示す。図５に示すように、透明導電部材３０は、上述のガスバリアフィルム１０Ａ上に導電層３１が設けられた構成である。樹脂基材１１から高屈折材料層１６までは、上述のガスバリアフィルム１０Ａと同様の構成である。そして、ガスバリアフィルム１０Ａにおいて、樹脂基材１１から見てガスバリア層２０が形成されている側の表面に導電層３１が形成されている。
[Configuration of transparent conductive member]
The structure of the transparent conductive member of this embodiment is shown in FIG. As shown in FIG. 5, the transparent
透明導電部材３０を電子機器等に適用した場合には、導電層３１上に電子機器の各構成が形成される。このため、導電層３１を、樹脂基材１１からガスバリア層２０よりも上層に形成することにより、ガスバリアフィルム１０Ａにより、樹脂基材１１側から透過する大気中の水分等による悪影響を効率よく防止することができる。さらに、光散乱層１２及び平滑化層１５で発生するアウトガスを、ガスバリア層２０で遮断することができる。
従って、樹脂基材１１からガスバリア層２０よりも上層に導電層３１が配置されることにより、透明導電部材３０の導電層３１、及び、透明導電部材３０が適用された電子機器への水分やアウトガスによる悪影響を抑制することができる。これにより、透明導電部材、電子機器の保存性が向上する。
When the transparent
Accordingly, the
［導電層］
導電層３１は、透明導電部材３０において電気を導通させるための導電性材料を含む層である。導電層３１としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｃｒ等の金属や、Ｉｎ２Ｏ３、ＣｄＯ、ＣｄＩｎ２Ｏ４、Ｃｄ２ＳｎＯ４、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、ＩＴＯ（インジウム・錫酸化物）、ＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ、ＴｉＯｘ、ＶＯｘ、ＣｕＩ、ＩｎＮ、ＧａＮ、ＣｕＡｌＯ２、ＣｕＧａＯ２、ＳｒＣｕ２Ｏ２、ＬａＢ６、ＲｕＯ２、Ａｌ等の導電性無機化合物層が挙げられる。また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ）等の非晶質で透明導電部材３０を作製可能な材料を用いてもよい。また、導電性ポリマーを使用してもよく、例えばポリアセチレン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）等が挙げられる。導電層３１には、これらの導電性材料が１種のみ含まれてもよく、２種以上含まれてもよい。また、導電層の形態としては、均一な面状、細線状、及びグリッド状など、形態は特に制約なく用いることができる。
[Conductive layer]
The
導電性が高いという観点から、導電層３１に銀、又は、銀を主成分とする合金を用いることが好ましい。銀を主成分とする合金としては、銀の含有比率が６０ａｔ％（原子％）以上であることをいう。銀の含有比率は、導電性の観点から、好ましくは９０ａｔ％以上であることが好ましく、より好ましくは９５ａｔ％以上である。さらに、導電層３１は、銀単体で構成されていることが好ましい。
From the viewpoint of high conductivity, it is preferable to use silver or an alloy containing silver as a main component for the
銀と組み合わされる金属としては、亜鉛、金、銅、パラジウム、アルミニウム、マンガン、ビスマス、ネオジム、及び、モリブデン等が挙げられる。例えば、銀と亜鉛とが組み合わされると、導電層３１の耐硫化性が高まるため好ましい。また、銀と金とが組み合わされると、耐塩（ＮａＣｌ）性が高まるため好ましい。さらに、銀と銅とが組み合わされると、耐酸化性が高まるため好ましい。
Examples of the metal combined with silver include zinc, gold, copper, palladium, aluminum, manganese, bismuth, neodymium, and molybdenum. For example, a combination of silver and zinc is preferable because the sulfidation resistance of the
導電層３１のプラズモン吸収率は、波長４００〜８００ｎｍにわたって（全範囲で）１０％以下であることが好ましく、７％以下であることがより好ましく、５％以下であることがさらに好ましい。波長４００〜８００ｎｍの一部にプラズモン吸収率が大きい領域があると、透明導電部材３０の透過光が着色しやすくなる。
導電層３１の波長４００〜８００ｎｍにおけるプラズモン吸収率は、以下（ｉ）〜（ｉｉｉ）の手順で測定される。
The plasmon absorption rate of the
The plasmon absorption rate of the
（ｉ）ガラス基材上に、白金パラジウムをシンクロン社製のＢＭＣ−８００Ｔ蒸着装置にて０．１ｎｍの厚さで形成する。白金パラジウムの平均厚さは、蒸着装置のメーカー公称値の形成速度等から算出する。その後、白金パラジウムが付着した基材上に、真空蒸着法にて導電層を２０ｎｍの厚さで形成する。 (I) On the glass substrate, platinum palladium is formed with a thickness of 0.1 nm by a BMC-800T vapor deposition apparatus manufactured by SYNCHRON. The average thickness of platinum palladium is calculated from the formation rate of the manufacturer's nominal value of the vapor deposition apparatus. Thereafter, a conductive layer having a thickness of 20 nm is formed on the substrate to which platinum palladium is adhered by vacuum deposition.
（ｉｉ）得られた導電層の表面の法線に対して、５°傾けた角度から測定光を入射させ、導電層の透過率及び反射率を測定する。そして各波長における透過率及び反射率から、［吸収率＝１００−（透過率＋反射率）］を算出し、これをリファレンスデータとする。透過率及び反射率は、分光光度計で測定する。 (Ii) Measuring light is incident from an angle inclined by 5 ° with respect to the normal of the surface of the obtained conductive layer, and the transmittance and reflectance of the conductive layer are measured. Then, [absorbance = 100− (transmittance + reflectance)] is calculated from the transmittance and reflectance at each wavelength, and this is used as reference data. The transmittance and reflectance are measured with a spectrophotometer.
（ｉｉｉ）続いて、測定対象の導電層を同様のガラス基材上に形成する。そして、当該導電層について、同様に透過率及び反射率を測定する。得られた吸収率から上記リファレンスデータを差し引き、算出された値を、導電層のプラズモン吸収率とする。 (Iii) Subsequently, a conductive layer to be measured is formed on the same glass substrate. And the transmittance | permeability and a reflectance are similarly measured about the said conductive layer. The reference data is subtracted from the obtained absorption rate, and the calculated value is defined as the plasmon absorption rate of the conductive layer.
導電層３１の厚さは１０ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは３〜９ｎｍの範囲内であり、さらに好ましくは５〜８ｎｍの範囲内である。透明導電部材３０では、導電層３１の厚さを１０ｎｍ以下とすることにより、導電層３１の反射が生じ難くなる。さらに、導電層３１の厚さが１０ｎｍ以下であると、高屈折材料層１６により透明導電部材３０の光学アドミッタンスが調整しやすく、光の反射の抑制が容易となる。導電層３１の厚さは、エリプソメーターを用いた測定で求めることができる。
The thickness of the
（導電層の形成方法）
導電層３１は、いずれの方法で形成された層でもよいが、真空蒸着法で形成された層であることが好ましい。真空蒸着法であれば、高温環境に樹脂基材１１をさらすことがなく、平面性の高い導電層３１を、極めて早く形成することができる。
(Method for forming conductive layer)
The
適用可能な蒸着法としては、抵抗加熱蒸着法、電子線蒸着法、イオンプレーティング法、イオンビーム蒸着法等が含まれる。蒸着装置としては、例えば、シンクロン社製のＢＭＣ−８００Ｔ蒸着機等を用いることができる。 Applicable vapor deposition methods include resistance heating vapor deposition, electron beam vapor deposition, ion plating, and ion beam vapor deposition. As the vapor deposition apparatus, for example, a BMC-800T vapor deposition machine manufactured by SYNCHRON Co., Ltd. can be used.
スパッタ法には、２極スパッタ法、マグネトロンスパッタ法、ＤＣスパッタ法、ＤＣパルススパッタ法、ＲＦ（高周波）スパッタ法、デュアルマグネトロンスパッタ法、反応性スパッタ法、イオンビームスパッタ法、バイアススパッタ法、及び対向ターゲットスパッタ法などの、公知のスパッタ法を適宜用いることができる。具体的な市販のスパッタ装置としては、大阪真空社製のマグネトロンスパッタ装置、ウルバック社の各種スパッタ装置（例えば、マルチチャンバ型スパッタリング装置ＥＮＴＲＯＮＴＭ−ＥＸ Ｗ３００）やアネルバ社のＬ−４３０Ｓ−ＦＨＳスパッタ装置等を用いることができる。 Sputtering methods include bipolar sputtering, magnetron sputtering, DC sputtering, DC pulse sputtering, RF (radio frequency) sputtering, dual magnetron sputtering, reactive sputtering, ion beam sputtering, bias sputtering, and A known sputtering method such as a counter target sputtering method can be used as appropriate. Specific examples of commercially available sputtering equipment include magnetron sputtering equipment manufactured by Osaka Vacuum Co., various types of sputtering equipment manufactured by ULVAC (for example, multi-chamber type sputtering equipment ENTRON ™ -EX W300), and L-430S-FHS sputtering equipment manufactured by Anelva. Etc. can be used.
真空蒸着法又はスパッタ法であれば、平面性の高い導電層３１を極めて速い形成速度で形成することができる。また、高屈折材料層１６上に導電層３１を成膜する際、銀を主成分として含有する導電層３１の形成速度は０．３ｎｍ／秒以上であることが好ましい。導電層３１の形成速度は、０．５〜３０ｎｍ／秒の範囲内であることがより好ましく、特に好ましくは１．０〜１５ｎｍ／秒の範囲内である。また、成膜時の温度は、−２５〜２５℃の範囲内であることが好ましい。成膜開始前の到達真空度は、３×１０−３Ｐａ以下が好ましく、７×１０−４Ｐａ以下がより好ましい。
If it is a vacuum evaporation method or a sputtering method, the
一方、導電層３１が後述する下地層上に形成された層である場合、導電層３１の形成時に下地層が成長核となるため、導電層３１が平滑な膜になりやすい。その結果、導電層３１が薄くとも、プラズモン吸収が生じ難くなる。
On the other hand, when the
（下地層）
ガスバリアフィルム１０Ａと導電層３１との間には、これらとは異なる組成の層があってもよい。例えば、導電層を形成するための下地層を有していてもよい。
透明導電部材３０の導電層３１に、上述の金属、例えば、銀、又は、銀を主成分とする合金を用いる場合には、必要に応じて、導電層３１の形成時に成長核となる下地層や、後述する電子輸送材料に適用される窒素原子を含んだ化合物からなる下地層を形成することが好ましい。下地層は、導電層３１よりもガスバリアフィルム１０Ａ側で、かつ導電層３１に隣接して形成された層であり、この下地層上に直接導電層３１が形成されることが好ましい。
(Underlayer)
There may be a layer having a composition different from that between the
In the case where the above-described metal, for example, silver or an alloy containing silver as a main component is used for the
透明導電部材３０が下地層を有すると、導電層３１の厚さが薄い場合にも、導電層３１の表面の平滑性が高まる。一般的な真空蒸着法で導電層３１の材料を、例えば、ガスバリア層２０や高屈折材料層１６上に蒸着すると、形成初期には、蒸着により付着した原子がマイグレート（移動）し、原子が寄り集まった塊（海島状構造）を形成する。そして、この塊にまとわりつきながら膜が成長する。そのため、形成初期の膜では、塊同士の間に隙間があり、導通しない。この状態からさらに塊が成長すると、塊同士の一部が繋がり、かろうじて導通する。しかし、塊同士の間に未だ隙間があるため、プラズモン吸収が生じる。そして、さらに形成が進むと、塊同士が完全に繋がって、プラズモン吸収が少なくなる。しかしその一方で、金属本来の反射が生じ、膜の光透過性が低下する。
When the transparent
これに対し、マイグレートし難い金属からなる下地層上に導電層３１の材料を蒸着すると、下地層を成長核として導電層３１が成長する。つまり、導電層３１の材料がマイグレートし難くなり、上述の海島状構造を形成せずに膜が成長する。その結果、厚さが薄くとも平滑な導電層３１が得られやすくなる。
In contrast, when the material of the
下地層には、パラジウム、モリブデン、亜鉛、ゲルマニウム、ニオブ若しくはインジウム、又は、これらの金属と他の金属との合金、これらの金属の酸化物や硫化物（例えば、ＺｎＳ）が含まれることが好ましい。下地層には、これらが１種のみ含まれてもよく、２種以上が含まれてもよい。特に、下地層にはパラジウム又はモリブデンが含まれることが好ましい。 The underlayer preferably contains palladium, molybdenum, zinc, germanium, niobium or indium, an alloy of these metals with other metals, an oxide or sulfide of these metals (for example, ZnS). . The underlayer may contain only one kind or two or more kinds. In particular, the base layer preferably contains palladium or molybdenum.
下地層に含まれる上記金属の量は、２０質量％以上であることが好ましく、より好ましくは４０質量％以上であり、さらに好ましくは６０質量％以上である。下地層に上記金属が２０質量％以上含まれると、下地層と導電層３１との親和性が高まり、下地層と導電層３１との密着性が高まりやすい。また、パラジウム、モリブデン、亜鉛、ゲルマニウム、ニオブ又はインジウムと合金を形成する金属は特に制限されないが、例えばパラジウム以外の白金族、金、コバルト、ニッケル、チタン、アルミニウム、クロム等を用いることができる。
The amount of the metal contained in the underlayer is preferably 20% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, and further preferably 60% by mass or more. When the metal is contained in the base layer in an amount of 20% by mass or more, the affinity between the base layer and the
下地層の厚さは３ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．５ｎｍ以下であり、特に好ましくは単原子膜である。下地層は、金属原子が互いに離間して被形成面に付着している状態とすることもできる。下地層の付着量が３ｎｍ以下であれば、下地層が透明導電部材３０の光透過性や光学アドミッタンスに影響を及ぼし難い。下地層の有無はＩＣＰ−ＭＳ法で確認される。また、下地層の厚さは、形成速度と形成時間との積から算出される。
The thickness of the underlayer is preferably 3 nm or less, more preferably 0.5 nm or less, and particularly preferably a monoatomic film. The underlayer may be in a state where metal atoms are separated from each other and attached to the surface to be formed. When the adhesion amount of the underlayer is 3 nm or less, the underlayer hardly affects the light transmittance and optical admittance of the transparent
下地層は、蒸着法又はスパッタ法で形成された層であることが好ましい。蒸着法には、真空蒸着法、電子線蒸着法、イオンプレーティング法、イオンビーム蒸着法等が含まれる。蒸着時間は、所望の下地層の厚さ、及び形成速度に合わせて適宜選択される。蒸着速度は、好ましくは０．０１〜１．５ｎｍ／秒であり、より好ましくは０．０１〜０．７ｎｍ／秒である。 The underlayer is preferably a layer formed by vapor deposition or sputtering. The vapor deposition method includes a vacuum vapor deposition method, an electron beam vapor deposition method, an ion plating method, an ion beam vapor deposition method and the like. The deposition time is appropriately selected according to the desired thickness of the underlying layer and the formation speed. The deposition rate is preferably 0.01 to 1.5 nm / second, more preferably 0.01 to 0.7 nm / second.
〈４．有機エレクトロルミネッセンス素子〉
次に、上述のガスバリアフィルムを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）の実施形態について説明する。本実施形態の有機ＥＬ素子は、上述のガスバリアフィルムに、電極（陽極、陰極）及び発光ユニットが設けられた構成である。また、上述の透明導電部材を、有機ＥＬ素子のガスバリアフィルム、及び、電極として用いることにより、有機ＥＬ素子を構成することができる。このため、以下の有機ＥＬ素子の説明では、上述のガスバリアフィルム、透明導電部材と同じ構成については、詳細な説明を省略する。
<4. Organic electroluminescence device>
Next, an embodiment of an organic electroluminescence element (organic EL element) using the above gas barrier film will be described. The organic EL element of the present embodiment has a configuration in which electrodes (anode and cathode) and a light emitting unit are provided on the gas barrier film described above. Moreover, an organic EL element can be comprised by using the above-mentioned transparent conductive member as a gas barrier film of an organic EL element, and an electrode. For this reason, in the following description of the organic EL element, detailed description of the same configuration as the above-described gas barrier film and transparent conductive member is omitted.
［有機ＥＬ素子の構成］
本実施形態の有機ＥＬ素子の構成を図６に示す。図６に示す有機ＥＬ素子４０は、ガスバリアフィルム１０Ａと、第１電極４１と第２電極４２とからなる１対の電極と、電極間に設けられた発光ユニット４３とを備える。ガスバリアフィルム１０Ａは、上述の図４に示すと同様の構成である。なお、ガスバリアフィルムの構成はこれに限られず、図１に示す構成やその他の構成も適用することができる。また、上述の図５に示す透明導電部材の導電層を第１電極として形成することにより、この透明導電部材を有機ＥＬ素子に適用することもできる。
[Configuration of organic EL element]
The structure of the organic EL element of this embodiment is shown in FIG. An
ここで、「発光ユニット」とは、少なくとも、各種有機化合物を含有する、発光層４３ｃ、正孔輸送層４３ｂ、電子輸送層４３ｄ等の有機機能層を主体として構成される発光体（単位）をいう。発光体は、陽極と陰極とからなる一対の電極の間に挟持されており、当該陽極から供給される正孔（ホール）と陰極から供給される電子とが当該発光体内で再結合することにより発光する。なお、有機ＥＬ素子は、所望の発光色に応じて、当該発光ユニットを複数備えていてもよい
第１電極４１と第２電極４２とで発光ユニット４３が挟持されている部分のみが、有機ＥＬ素子４０における発光領域となる。そして、有機ＥＬ素子４０は、発生させた光（以下、発光光ｈと記す）を、少なくとも樹脂基材１１側から取り出すボトムエミッション型として構成されている。なお、透明（透光性）とは波長５５０ｎｍでの光透過率が５０％以上であることをいう。主成分とは、構成全体の中で占める割合が最も高い成分である。
Here, the “light emitting unit” refers to a light emitting body (unit) composed mainly of an organic functional layer containing at least various organic compounds, such as the light emitting layer 43c, the
第１電極４１端部には、取り出し電極４４が設けられている。第１電極４１と外部電源（図示略）とは、取り出し電極４４を介して、電気的に接続される。また、第１電極４１の低抵抗化を図ることを目的とし、第１電極４１に接して補助電極４５が設けられていてもよい。
An
有機ＥＬ素子４０の層構造が限定されることはなく、一般的な層構造であってよい。例えば、第１電極４１がアノード（すなわち陽極）として機能し、第２電極４２がカソード（すなわち陰極）として機能する場合、発光ユニット４３は、第１電極４１側から順に正孔注入層４３ａ／正孔輸送層４３ｂ／発光層４３ｃ／電子輸送層４３ｄ／電子注入層４３ｅを積層した構成が例示されるが、このうち、少なくとも有機材料を用いて構成された発光層４３ｃを有することが必須である。正孔注入層４３ａ及び正孔輸送層４３ｂは、正孔輸送注入層として設けられてもよい。電子輸送層４３ｄ及び電子注入層４３ｅは、電子輸送注入層として設けられてもよい。また、これらの発光ユニット４３のうち、例えば、電子注入層４３ｅは無機材料で構成されていてもよい。
The layer structure of the
発光ユニット４３は、これらの層の他にも正孔阻止層や電子阻止層等が必要に応じて必要箇所に積層されていてもよい。さらに、発光層４３ｃは、各波長領域の発光光を発生させる各色発光層を有し、これらの各色発光層を、非発光性の補助層を介して積層させた構造としてもよい。補助層は、正孔阻止層、電子阻止層として機能してもよい。さらに、カソードである第２電極４２も、必要に応じた積層構造であってもよい。このような構成において、第１電極４１と第２電極４２とで発光ユニット４３が挟持された部分のみが、有機ＥＬ素子４０における発光領域となる。
In addition to these layers, the light-emitting unit 43 may have a hole blocking layer, an electron blocking layer, and the like stacked as necessary. Furthermore, the light emitting layer 43c may have a structure in which each color light emitting layer that generates emitted light in each wavelength region is stacked, and each of these color light emitting layers is laminated via a non-light emitting auxiliary layer. The auxiliary layer may function as a hole blocking layer or an electron blocking layer. Furthermore, the
以上のような構成の有機ＥＬ素子４０は、有機材料等を用いて構成された発光ユニット４３の劣化を防止することを目的として、後述する封止部材４６で封止されている。この封止部材４６は、接着部４７を介してガスバリアフィルム１０Ａ側に固定されている。ただし、第１電極４１（取り出し電極４４）と第２電極４２の端子部分は、互いに絶縁性を保った状態で封止部材４６から露出している。
The
また、有機ＥＬ素子４０は、少なくとも１層の発光層を含む発光ユニット４３を複数積層した、いわゆるタンデム構造の素子であってもよい。タンデム構造の代表的な素子構成としては、例えば、以下の構成を挙げることができる。
陽極／第１発光ユニット／中間コネクタ層／第２発光ユニット／中間コネクタ層／第３発光ユニット／陰極
The
Anode / first light emitting unit / intermediate connector layer / second light emitting unit / intermediate connector layer / third light emitting unit / cathode
ここで、上記第１発光ユニット、第２発光ユニット、及び、第３発光ユニットは全て同じであっても、異なっていてもよい。また、二つの発光ユニットが同じであり、残る一つが異なっていてもよい。
複数の発光ユニット４３は直接積層されていても、中間コネクタ層を介して積層されていてもよい。
Here, the first light emitting unit, the second light emitting unit, and the third light emitting unit may all be the same or different. Further, the two light emitting units may be the same, and the remaining one may be different.
The plurality of light emitting units 43 may be directly stacked or may be stacked via an intermediate connector layer.
中間コネクタ層は、一般的に中間電極、中間導電層、電荷発生層、電子引抜層、接続層、中間絶縁層とも呼ばれ、陽極側の隣接層に電子を、陰極側の隣接層に正孔を供給する機能を持った層であれば、公知の材料構成を用いることができる。中間コネクタ層に用いられる材料としては、例えば、ＩＴＯ（インジウム・錫酸化物）、ＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）、ＺｎＯ２、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ、ＴｉＯｘ、ＶＯｘ、ＣｕＩ、ＩｎＮ、ＧａＮ、ＣｕＡｌＯ２、ＣｕＧａＯ２、ＳｒＣｕ２Ｏ２、ＬａＢ６、ＲｕＯ２、Ａｌ等の導電性無機化合物層や、Ａｕ／Ｂｉ２Ｏ３等の２層膜や、ＳｎＯ２／Ａｇ／ＳｎＯ２、ＺｎＯ／Ａｇ／ＺｎＯ、Ｂｉ２Ｏ３／Ａｕ／Ｂｉ２Ｏ３、ＴｉＯ２／ＴｉＮ／ＴｉＯ２、ＴｉＯ２／ＺｒＮ／ＴｉＯ２等の多層膜、またＣ６０等のフラーレン類、オリゴチオフェン等の導電性有機物層、金属フタロシアニン類、無金属フタロシアニン類、金属ポルフィリン類、無金属ポルフィリン類等の導電性有機化合物層等が挙げられるが、これらに限定されない。 The intermediate connector layer is also commonly referred to as an intermediate electrode, intermediate conductive layer, charge generation layer, electron extraction layer, connection layer, or intermediate insulating layer. Electrons are transferred to the anode side adjacent layer and holes are connected to the cathode side adjacent layer. A known material structure can be used as long as the layer has a function of supplying. Examples of materials used for the intermediate connector layer include ITO (indium tin oxide), IZO (indium zinc oxide), ZnO 2 , TiN, ZrN, HfN, TiO x , VO x , CuI, InN, and GaN. , CuAlO 2 , CuGaO 2 , SrCu 2 O 2 , LaB 6 , RuO 2 , Al and other conductive inorganic compound layers, Au / Bi 2 O 3 and other two-layer films, SnO 2 / Ag / SnO 2 , ZnO / Ag / ZnO, Bi 2 O 3 / Au / Bi 2 O 3 , TiO 2 / TiN / TiO 2 , TiO 2 / ZrN / TiO 2 and other multilayer films, C 60 and other fullerenes, oligothiophene and other conductive materials Conductive organic compound layers such as conductive organic layers, metal phthalocyanines, metal-free phthalocyanines, metal porphyrins, metal-free porphyrins, etc. It is, but is not limited thereto.
発光ユニット４３内の好ましい構成としては、例えば、上記の代表的な素子構成で挙げた構成から、陽極と陰極とを除いたもの等が挙げられるが、これらに限定されない。
タンデム型有機ＥＬ素子の具体例としては、例えば、米国特許第６３３７４９２号明細書、米国特許第７４２０２０３号明細書、米国特許第７４７３９２３号明細書、米国特許第６８７２４７２号明細書、米国特許第６１０７７３４号明細書、米国特許第６３３７４９２号明細書、国際公開第２００５／００９０８７号、特開２００６−２２８７１２号公報、特開２００６−２４７９１号公報、特開２００６−４９３９３号公報、特開２００６−４９３９４号公報、特開２００６−４９３９６号公報、特開２０１１−９６６７９号公報、特開２００５−３４０１８７号公報、特許第４７１１４２４号公報、特許第３４９６６８１号公報、特許第３８８４５６４号公報、特許第４２１３１６９号公報、特開２０１０−１９２７１９号公報、特開２００９−０７６９２９号公報、特開２００８−０７８４１４号公報、特開２００７−０５９８４８号公報、特開２００３−２７２８６０号公報、特開２００３−０４５６７６号公報、国際公開第２００５／０９４１３０号等に記載の素子構成や構成材料等が挙げられる。
Examples of a preferable configuration in the light emitting unit 43 include, but are not limited to, a configuration in which the anode and the cathode are removed from the configuration described in the representative element configuration.
Specific examples of the tandem organic EL element include, for example, US Pat. No. 6,337,492, US Pat. No. 7,420,203, US Pat. No. 7,473,923, US Pat. No. 6,872,472, US Pat. No. 6,107,734. Specification, US Pat. No. 6,337,492, International Publication No. 2005/009087, JP-A 2006-228712, JP-A 2006-24791, JP-A 2006-49393, JP-A 2006-49394 JP-A-2006-49396, JP-A-2011-96679, JP-A-2005-340187, JP-A-4711424, JP-A-34966681, JP-A-3848564, JP-A-4421169, JP 2010-192719, JP 009-076929, JP 2008-078414 A, JP 2007-059848 A, JP 2003-272860 A, JP 2003-045676 A, International Publication No. 2005/094130, etc. Examples of the structure and constituent materials are given.
以下、有機ＥＬ素子について、主要な構成要素及びその製造方法について説明する。
［電極］
有機ＥＬ素子４０は、第１電極４１と第２電極４２とからなる一対の電極に挟持された発光ユニット４３を有する。第１電極４１と第２電極４２とは、いずれか一方が有機ＥＬ素子４０の陽極となり、他方が陰極となる。以下に、当該陽極及び陰極について説明をする。
Hereinafter, main components and methods for manufacturing the organic EL element will be described.
[electrode]
The
［陽極］
有機ＥＬ素子４０における陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としては、Ａｕ、Ａｇ等の金属、ＣｕＩ、酸化インジウムスズ（Indium Tin Oxide：ＩＴＯ）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ）等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。
[anode]
As the anode in the
陽極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は（１００μｍ以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。
有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。陽極側から発光を取り出す場合には、透過率を１０％より大きくすることが望ましい。また、陽極としてのシート抵抗は数百Ω／ｓｑ．以下が好ましい。膜厚は材料にもよるが、通常１０〜１０００ｎｍの範囲内、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲内で選ばれる。
For the anode, a thin film may be formed by depositing these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering, and a pattern having a desired shape may be formed by photolithography, or when the pattern accuracy is not so high (about 100 μm or more) ), A pattern may be formed through a mask having a desired shape when the electrode material is deposited or sputtered.
In the case of using a coatable material such as an organic conductive compound, a wet film forming method such as a printing method or a coating method can be used. When light emission is extracted from the anode side, it is desirable that the transmittance be greater than 10%. The sheet resistance as the anode is several hundred Ω / sq. The following is preferred. Although the film thickness depends on the material, it is usually selected within the range of 10 to 1000 nm, preferably within the range of 10 to 200 nm.
［陰極］
陰極は、発光ユニット４３に電子を供給する陰極（カソード）として機能する電極膜である。陰極としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する）、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。
このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。
これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、リチウム／アルミニウム混合物やアルミニウム等が好適である。
陰極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。
[cathode]
The cathode is an electrode film that functions as a cathode (cathode) that supplies electrons to the light emitting unit 43. As the cathode, a material having a work function (4 eV or less) metal (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof as an electrode material is used.
Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, rare earth metals and the like.
Among these, from the point of durability against electron injection and oxidation, etc., a mixture of an electron injecting metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function than this, for example, a magnesium / silver mixture, A magnesium / aluminum mixture, a magnesium / indium mixture, an aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixture, a lithium / aluminum mixture, aluminum, or the like is preferable.
The cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering.
陰極としてのシート抵抗は数百Ω／ｓｑ．以下が好ましく、膜厚は通常１０ｎｍ〜５μｍの範囲内、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲内で選ばれる。また、陰極として上記金属を１〜２０ｎｍの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げた導電性透明材料をその上に作製することで、透明又は半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。 The sheet resistance as a cathode is several hundred Ω / sq. The following is preferable, and the film thickness is usually selected in the range of 10 nm to 5 μm, preferably in the range of 50 to 200 nm. Moreover, after producing the said metal by the film thickness of 1-20 nm as a cathode, the transparent or semi-transparent cathode can be produced by producing the electroconductive transparent material quoted by description of the anode on it, By applying this, an element in which both the anode and the cathode are transmissive can be manufactured.
［補助電極］
補助電極４５は、第１電極４１の抵抗を下げる目的で設けるものであって、第１電極４１に接して設けられることが好ましい。
補助電極４５を形成する材料としては、金、白金、銀、銅、アルミニウム等の抵抗が低い金属が好ましい。これらの金属は光透過性が低いため、光取り出し面からの発光光ｈの取り出しに影響のない範囲でパターン形成される。
補助電極４５の線幅は、光を取り出す開口率の観点から５０μｍ以下であることが好ましく、補助電極４５の厚さは、導電性の観点から１μｍ以上であることが好ましい。
このような補助電極４５の形成方法としては、蒸着法、スパッタリング法、印刷法、インクジェット法、エアロゾルジェット法等が挙げられる。
[Auxiliary electrode]
The
As a material for forming the
The line width of the
Examples of the method for forming the
［取り出し電極］
取り出し電極４４は、第１電極４１と外部電源とを電気的に接続するものであって、その材料としては特に限定されるものではなく公知の素材を好適に使用できるが、例えば、３層構造からなるＭＡＭ電極（Ｍｏ／Ａｌ・Ｎｄ合金／Ｍｏ）等の金属膜を用いることができる。
[Extraction electrode]
The
［発光層］
発光層４３ｃは、電極又は電子輸送層４３ｄから注入された電子と、正孔輸送層４３ｂから注入された正孔とが再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層４３ｃの層内であっても発光層４３ｃと隣接する層との界面であってもよい。
[Light emitting layer]
The light emitting layer 43c is a layer that emits light by recombination of electrons injected from the electrode or the
このような発光層４３ｃとしては、含まれる発光材料が発光要件を満たしていれば、その構成には特に制限はない。また、同一の発光スペクトルや発光極大波長を有する層が複数層あってもよい。この場合、各発光層４３ｃ間には、非発光性の補助層（図示略）を有していることが好ましい。 The light emitting layer 43c is not particularly limited in its configuration as long as the light emitting material contained satisfies the light emission requirements. Moreover, there may be a plurality of layers having the same emission spectrum and emission maximum wavelength. In this case, it is preferable to have a non-light emitting auxiliary layer (not shown) between the light emitting layers 43c.
発光層４３ｃの層厚の総和は、１〜１００ｎｍの範囲内にあることが好ましく、より低い駆動電圧を得ることができることから１〜３０ｎｍの範囲内であることがより好ましい。発光層４３ｃの層厚の総和とは、発光層４３ｃ間に非発光性の中間層が存在する場合には、当該中間層も含む層厚である。 The total thickness of the light emitting layer 43c is preferably in the range of 1 to 100 nm, and more preferably in the range of 1 to 30 nm because a lower driving voltage can be obtained. When the non-light emitting intermediate layer exists between the light emitting layers 43c, the total layer thickness of the light emitting layer 43c is a layer thickness including the intermediate layer.
複数層を積層した構成の発光層４３ｃの場合、個々の発光層の層厚としては、１〜５０ｎｍの範囲内に調整することが好ましく、１〜２０ｎｍの範囲内に調整することがより好ましい。積層された複数の発光層が、青、緑、赤のそれぞれの発光色に対応する場合、青、緑、赤の各発光層の層厚の関係については、特に制限はない。 In the case of the light emitting layer 43c having a configuration in which a plurality of layers are stacked, the thickness of each light emitting layer is preferably adjusted within a range of 1 to 50 nm, and more preferably adjusted within a range of 1 to 20 nm. When the plurality of stacked light emitting layers correspond to the respective emission colors of blue, green, and red, there is no particular limitation on the relationship between the thicknesses of the blue, green, and red light emitting layers.
発光層４３ｃの構成として、ホスト化合物（発光ホスト等）、発光材料（発光ドーパント）を含有し、発光材料より発光させることが好ましい。発光層４３ｃは、複数の発光材料を混合してもよく、例えば、リン光発光性化合物（リン光性化合物、リン光発光材料）と蛍光発光材料（蛍光ドーパント、蛍光性化合物）とを同一発光層４３ｃ中に混合して用いてもよい。発光層４３ｃは、発光材料としてリン光発光化合物が含有されていることが好ましい。発光層４３ｃは、後述する発光材料やホスト化合物を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等の公知の薄膜形成方法により成膜して形成することができる。 As a structure of the light emitting layer 43c, it is preferable to contain a host compound (light emitting host or the like) and a light emitting material (light emitting dopant) and to emit light from the light emitting material. The light emitting layer 43c may be a mixture of a plurality of light emitting materials. For example, a phosphorescent compound (phosphorescent compound, phosphorescent light emitting material) and a fluorescent light emitting material (fluorescent dopant, fluorescent compound) emit the same light. You may mix and use in the layer 43c. The light emitting layer 43c preferably contains a phosphorescent light emitting compound as a light emitting material. The light emitting layer 43c can be formed by forming a light emitting material or a host compound described later by a known thin film forming method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, an LB method, or an ink jet method.
（１）ホスト化合物
発光層４３ｃに含有されるホスト化合物としては、室温（２５℃）におけるリン光発光のリン光量子収率が０．１未満の化合物が好ましい。さらに好ましくはリン光量子収率が０．０１未満である。また、発光層４３ｃに含有される化合物の中で、その層中での体積比が５０％以上であることが好ましい。
(1) Host compound As the host compound contained in the light emitting layer 43c, a compound having a phosphorescence quantum yield of phosphorescence emission at room temperature (25 ° C) of less than 0.1 is preferable. More preferably, the phosphorescence quantum yield is less than 0.01. Moreover, it is preferable that the volume ratio in the layer is 50% or more in the compound contained in the light emitting layer 43c.
ホスト化合物としては、公知のホスト化合物を単独で用いてもよく、又は複数種用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機ＥＬ素子を高効率化することができる。また、後述する発光材料を複数種用いることで、異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。 As a host compound, a well-known host compound may be used independently, or multiple types may be used. By using a plurality of types of host compounds, it is possible to adjust the movement of charges, and the organic EL element can be made highly efficient. In addition, by using a plurality of kinds of light emitting materials described later, it is possible to mix different light emission, thereby obtaining an arbitrary light emission color.
ホスト化合物としては、従来公知の低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物（蒸着重合性発光ホスト）でもよい。 The host compound may be a conventionally known low molecular compound, a high molecular compound having a repeating unit, or a low molecular compound having a polymerizable group such as a vinyl group or an epoxy group (evaporation polymerizable light emitting host).
公知のホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、発光の長波長化を防ぎ、かつ高Ｔｇ（ガラス転移温度）の化合物であることが好ましい。
ここでいうガラス転移点（Ｔｇ）とは、ＤＳＣ（Differential Scanning Calorimetry：示差走査熱量法）を用いて、ＪＩＳ Ｋ ７１２１に準拠した方法により求められる値である。
The known host compound is preferably a compound that has a hole transporting ability and an electron transporting ability, prevents the emission of light from becoming longer, and has a high Tg (glass transition temperature).
The glass transition point (Tg) here is a value determined by a method based on JIS K 7121 using DSC (Differential Scanning Calorimetry).
公知のホスト化合物の具体例としては、以下の文献に記載されている化合物を用いることができる。例えば、特開２０１０−２５１６７５号公報、特開２００１−２５７０７６号公報、同２００２−３０８８５５号公報、同２００１−３１３１７９号公報、同２００２−３１９４９１号公報、同２００１−３５７９７７号公報、同２００２−３３４７８６号公報、同２００２−８８６０号公報、同２００２−３３４７８７号公報、同２００２−１５８７１号公報、同２００２−３３４７８８号公報、同２００２−４３０５６号公報、同２００２−３３４７８９号公報、同２００２−７５６４５号公報、同２００２−３３８５７９号公報、同２００２−１０５４４５号公報、同２００２−３４３５６８号公報、同２００２−１４１１７３号公報、同２００２−３５２９５７号公報、同２００２−２０３６８３号公報、同２００２−３６３２２７号公報、同２００２−２３１４５３号公報、同２００３−３１６５号公報、同２００２−２３４８８８号公報、同２００３−２７０４８号公報、同２００２−２５５９３４号公報、同２００２−２６０８６１号公報、同２００２−２８０１８３号公報、同２００２−２９９０６０号公報、同２００２−３０２５１６号公報、同２００２−３０５０８３号公報、同２００２−３０５０８４号公報、同２００２−３０８８３７号公報等が挙げられる。 As specific examples of known host compounds, compounds described in the following documents can be used. For example, JP2010-251675A, JP2001-257706A, 2002-308855, 2001-313179, 2002-319491, 2001-357777, 2002-334786. Gazette, 2002-8860 gazette, 2002-334787 gazette, 2002-15871 gazette, 2002-334788 gazette, 2002-43056 gazette, 2002-334789 gazette, 2002-75645 gazette. Gazette, 2002-338579, 2002-105445, 2002-343568, 2002-141173, 2002-352957, 2002-203683, 2002-363227 Gazette, 2002-231453, 2003-3165, 2002-234888, 2003-27048, 2002-255934, 2002-260861, 2002-280183 No. 2002-299060, No. 2002-302516, No. 2002-305083, No. 2002-305084, No. 2002-308837, and the like.
（２）発光材料
発光材料としては、リン光発光性化合物（リン光性化合物、リン光発光材料）と蛍光発光性化合物（蛍光性化合物、蛍光発光材料）が挙げられる。
(2) Luminescent material Examples of the luminescent material include phosphorescent compounds (phosphorescent compounds, phosphorescent luminescent materials) and fluorescent compounds (fluorescent compounds, fluorescent luminescent materials).
（リン光発光性化合物）
リン光発光性化合物とは、励起三重項からの発光が観測される化合物である。具体的には、室温（２５℃）にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が２５℃において０．０１以上の化合物と定義される。好ましいリン光量子収率は０．１以上である。
(Phosphorescent compound)
A phosphorescent compound is a compound in which light emission from an excited triplet is observed. Specifically, it is a compound that emits phosphorescence at room temperature (25 ° C.), and is defined as a compound having a phosphorescence quantum yield of 0.01 or more at 25 ° C. A preferable phosphorescence quantum yield is 0.1 or more.
上記リン光量子収率は、第４版実験化学講座７の分光ＩＩの３９８頁（１９９２年版、丸善）に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、リン光発光性化合物を用いる場合、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率（０．０１以上）が達成されればよい。 The phosphorescence quantum yield can be measured by the method described in Spectroscopic II, page 398 (1992 edition, Maruzen) of Experimental Chemistry Course 4 of the 4th edition. The phosphorescence quantum yield in solution can be measured using various solvents, but when using a phosphorescent compound, the above phosphorescence quantum yield (0.01 or more) can be achieved in any solvent. That's fine.
リン光発光性化合物の発光の原理としては、２種挙げられる。
一つは、キャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光発光性化合物に移動させることでリン光発光性化合物からの発光を得るというエネルギー移動型である。
もう一つは、リン光発光性化合物がキャリアトラップとなり、リン光発光性化合物上でキャリアの再結合が起こり、リン光発光性化合物からの発光が得られるというキャリアトラップ型である。
いずれの場合においても、リン光発光性化合物の励起状態のエネルギーは、ホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件となる。
There are two types of light emission principle of the phosphorescent compound.
One is that recombination of carriers occurs on the host compound to which carriers are transported to generate an excited state of the host compound, and this energy is transferred to the phosphorescent compound to emit light from the phosphorescent compound. Energy transfer type.
The other is a carrier trap type in which a phosphorescent compound serves as a carrier trap, carrier recombination occurs on the phosphorescent compound, and light emission from the phosphorescent compound is obtained.
In either case, the condition is that the excited state energy of the phosphorescent compound is lower than the excited state energy of the host compound.
リン光発光性化合物は、一般的な有機ＥＬ素子の発光層に使用される中から適宜選択して用いることができる。好ましくは元素の周期表で８〜１０族の金属を含有する錯体系化合物であり、更に好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化合物又は白金化合物（白金錯体系化合物）又は希土類錯体である。特にイリジウム化合物が好ましい。
リン光発光性化合物の具体例としては、特開２０１０−２５１６７５号公報に記載の化合物を用いることができるが、これらに限定されない。
The phosphorescent compound can be appropriately selected from those used in a light emitting layer of a general organic EL device. A complex compound containing a group 8-10 metal in the periodic table of elements is preferable, and an iridium compound, an osmium compound, a platinum compound (platinum complex compound), or a rare earth complex is more preferable. In particular, iridium compounds are preferred.
Specific examples of the phosphorescent compound include, but are not limited to, compounds described in JP2010-251675A.
リン光発光性化合物は、好ましくは発光層４３ｃの総量に対し、０．１体積％以上３０体積％未満である。発光層４３ｃは、２種以上のリン光発光性化合物を含有していてもよく、発光層４３ｃにおけるリン光発光性化合物の濃度比が発光層４３ｃの厚さ方向で変化していてもよい。 The phosphorescent compound is preferably 0.1% by volume or more and less than 30% by volume with respect to the total amount of the light emitting layer 43c. The light emitting layer 43c may contain two or more types of phosphorescent compounds, and the concentration ratio of the phosphorescent compound in the light emitting layer 43c may change in the thickness direction of the light emitting layer 43c.
（蛍光発光性化合物）
蛍光発光性化合物としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素、又は希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。
(Fluorescent compound)
Fluorescent compounds include coumarin dyes, pyran dyes, cyanine dyes, croconium dyes, squalium dyes, oxobenzanthracene dyes, fluorescein dyes, rhodamine dyes, pyrylium dyes, perylene dyes, stilbene dyes. System dyes, polythiophene dyes, rare earth complex phosphors, and the like.
［注入層：正孔注入層、電子注入層］
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために、電極と発光層４３ｃとの間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されており、正孔注入層４３ａと電子注入層４３ｅとがある。
[Injection layer: hole injection layer, electron injection layer]
The injection layer is a layer provided between the electrode and the light emitting layer 43c in order to lower the driving voltage and improve the light emission luminance. “The organic EL element and its industrialization front line (November 30, 1998 2) Chapter 2 “Electrode Materials” (pages 123 to 166) of “T. S. Co., Ltd.”, which includes a
注入層は、必要に応じて設けることができる。正孔注入層４３ａであれば、陽極と発光層４３ｃ又は正孔輸送層４３ｂとの間、電子注入層４３ｅであれば陰極と発光層４３ｃ又は電子輸送層４３ｄとの間に存在させてもよい。
The injection layer can be provided as necessary. In the case of the
正孔注入層４３ａは、特開平９−４５４７９号公報、同９−２６００６２号公報、同８−２８８０６９号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニン層、酸化バナジウムに代表される酸化物層、アモルファスカーボン層、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子層等が挙げられる。
The details of the
電子注入層４３ｅは、特開平６−３２５８７１号公報、同９−１７５７４号公報、同１０−７４５８６号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属層、フッ化カリウムに代表されるアルカリ金属ハライド層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物層、酸化モリブデンに代表される酸化物層等が挙げられる。電子注入層４３ｅはごく薄い膜からなる層であることが望ましく、素材にもよるがその層厚は１ｎｍ〜１０μｍの範囲内であることが好ましい。
The details of the
［正孔輸送層］
正孔輸送層４３ｂは、正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層４３ａ、電子阻止層も正孔輸送層４３ｂに含まれる。
正孔輸送層４３ｂは、単層又は複数層設けることができる。正孔輸送層４３ｂは、下記材料の１種又は２種以上からなる一層構造であってもよい。
[Hole transport layer]
The
The
正孔輸送材料は、正孔の注入又は輸送、電子の障壁性のいずれかを有し、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。特に、ポルフィリン化合物、芳香族第３級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第３級アミン化合物を用いることが好ましい。 The hole transport material has one of hole injection or transport and electron barrier properties, and may be either organic or inorganic. For example, triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, Examples thereof include stilbene derivatives, silazane derivatives, aniline copolymers, conductive polymer oligomers, particularly thiophene oligomers. In particular, it is preferable to use a porphyrin compound, an aromatic tertiary amine compound and a styrylamine compound, particularly an aromatic tertiary amine compound.
芳香族第３級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノフェニル、Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−〔１，１′−ビフェニル〕−４，４′−ジアミン（ＴＰＤ）、２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ−ｐ−トリル−４，４′−ジアミノビフェニル、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン、ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン、ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン、Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４′−ジアミノビフェニル、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル、４，４′−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン、４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４′−〔４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン、４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン、３−メトキシ−４′−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン、Ｎ−フェニルカルバゾール、更には、米国特許第５０６１５６９号明細書に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、４，４′−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル（ＮＰＤ）、特開平４−３０８６８８号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが三つスターバースト型に連結された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（ＭＴＤＡＴＡ）等が挙げられる。 Representative examples of aromatic tertiary amine compounds and styrylamine compounds include N, N, N ′, N′-tetraphenyl-4,4′-diaminophenyl, N, N′-diphenyl-N, N′— Bis (3-methylphenyl)-[1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine (TPD), 2,2-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) propane, 1,1-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) cyclohexane, N, N, N ′, N′-tetra-p-tolyl-4,4′-diaminobiphenyl, 1,1-bis (4-di-p-tolyl) Aminophenyl) -4-phenylcyclohexane, bis (4-dimethylamino-2-methylphenyl) phenylmethane, bis (4-di-p-tolylaminophenyl) phenylmethane, N, N'-diphenyl-N, N ' − (4-methoxyphenyl) -4,4'-diaminobiphenyl, N, N, N ', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-bis (diphenylamino) quadriphenyl, N, N, N-tri (p-tolyl) amine, 4- (di-p-tolylamino) -4 '-[4- (di-p-tolylamino) styryl] stilbene, 4-N, N-diphenylamino- (2-diphenylvinyl) benzene, 3-methoxy-4'-N, N-diphenylaminostilbenzene, N-phenylcarbazole, and two condensed aromatics described in US Pat. No. 5,061,569 Having a ring in the molecule, for example, 4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (NPD), JP-A-4-30868 4,4 ', 4 "-tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine (MTDATA) in which three triphenylamine units described in Japanese Patent Publication are linked in a starburst type ) And the like.
さらに、これらの材料を高分子鎖に導入した、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。また、ｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。さらに、特開平１１−２５１０６７号公報、Ｊ．Ｈｕａｎｇ ｅｔ．ａｌ．，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，８０（２００２），ｐ．１３９に記載されている、いわゆるｐ型正孔輸送材料を用いることもできる。より高効率の発光素子が得られることから、これらの材料を用いることが好ましい。 Furthermore, a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used. In addition, inorganic compounds such as p-type-Si and p-type-SiC can also be used as the hole injection material and the hole transport material. Further, JP-A-11-251067, J. Org. Huang et. al. , Applied Physics Letters, 80 (2002), p. The so-called p-type hole transport material described in 139 can also be used. These materials are preferably used because a light emitting element with higher efficiency can be obtained.
また、正孔輸送層４３ｂの材料に不純物をドープしてｐ性を高くすることもできる。例えば、特開平４−２９７０７６号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載された材料が挙げられる。正孔輸送層４３ｂのｐ性を高くすると、より低消費電力の素子を作製することができる。
In addition, the material of the
正孔輸送層４３ｂの層厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５〜２００ｎｍの範囲内である。
正孔輸送層４３ｂは、上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することで形成することができる。
Although there is no restriction | limiting in particular about the layer thickness of the positive
The
［電子輸送層］
電子輸送層４３ｄは、電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層４３ｅ、正孔阻止層（図示略）も電子輸送層４３ｄに含まれる。
電子輸送層４３ｄは、単層構造又は複数層の積層構造として設けることができる。電子輸送層４３ｄは、下記材料の１種又は２種以上からなる１層構造であってもよい。
[Electron transport layer]
The
The
電子輸送層４３ｄにおいて、発光層４３ｃに隣接する層部分を構成する電子輸送材料（正孔阻止材料を兼ねる）としては、カソードより注入された電子を発光層４３ｃに伝達する機能を有していればよい。このような材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。
例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン、アントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送層４３ｄの材料として用いることができる。さらに、これらの材料を高分子鎖に導入した、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
The
Examples thereof include nitro-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyran dioxide derivatives, carbodiimides, fluorenylidenemethane derivatives, anthraquinodimethane, anthrone derivatives, oxadiazole derivatives, and the like. Further, in the above oxadiazole derivative, a thiadiazole derivative in which the oxygen atom of the oxadiazole ring is substituted with a sulfur atom, and a quinoxaline derivative having a quinoxaline ring known as an electron withdrawing group are also used as the material for the
また、８−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ３）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）等及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｇａ又はＰｂに置き替わった金属錯体も、電子輸送層４３ｄの材料として用いることができる。
In addition, metal complexes of 8-quinolinol derivatives such as tris (8-quinolinol) aluminum (Alq 3 ), tris (5,7-dichloro-8-quinolinol) aluminum, tris (5,7-dibromo-8-quinolinol) The central metals of aluminum, tris (2-methyl-8-quinolinol) aluminum, tris (5-methyl-8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (Znq), etc. and these metal complexes are In, Mg, A metal complex replaced with Cu, Ca, Sn, Ga, or Pb can also be used as a material for the
その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、又は、それらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されたものも、電子輸送層４３ｄの材料として好ましく用いることができる。また、発光層４３ｃの材料としても用いられるジスチリルピラジン誘導体や、正孔注入層４３ａ、正孔輸送層４３ｂと同様のｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣ等の無機半導体も電子輸送層４３ｄの材料として用いることができる。
In addition, metal-free or metal phthalocyanine, or those whose terminal is substituted with an alkyl group or a sulfonic acid group can be preferably used as the material for the
また、電子輸送層４３ｄに不純物をドープし、ｎ性を高くすることもできる。その例としては、特開平４−２９７０７６号公報、同１０−２７０１７２号公報、特開２０００−１９６１４０号公報、同２００１−１０２１７５号公報、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，９５，５７７３（２００４）等に記載された材料が挙げられる。さらに、電子輸送層４３ｄには、カリウムやカリウム化合物などを含有させることが好ましい。カリウム化合物としては、例えば、フッ化カリウム等を用いることができる。このように電子輸送層４３ｄのｎ性を高くすると、より低消費電力の素子を作製することができる。
In addition, the
電子輸送層４３ｄの層厚については特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍ程度、好ましくは５〜２００ｎｍの範囲内である。
電子輸送層４３ｄは、上記材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。
Although there is no restriction | limiting in particular about the layer thickness of 43 d of electron carrying layers, Usually, 5 nm-about 5 micrometers, Preferably it exists in the range of 5-200 nm.
The
［阻止層：正孔阻止層、電子阻止層］
阻止層は、上記の有機化合物薄膜の基本構成層の他に、必要に応じて設けられる。例えば、特開平１１−２０４２５８号公報、同１１−２０４３５９号公報及び「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日エヌ・ティー・エス社発行）」の２３７頁等に記載されている正孔阻止（ホールブロック）層がある。阻止層の層厚としては、好ましくは３〜１００ｎｍの範囲内であり、更に好ましくは５〜３０ｎｍの範囲内である。
[Blocking layer: hole blocking layer, electron blocking layer]
The blocking layer is provided as necessary in addition to the basic constituent layer of the organic compound thin film. For example, as described in JP-A Nos. 11-204258 and 11-204359, and “Organic EL elements and the forefront of industrialization” (issued by NTT, Inc. on November 30, 1998). There is a hole blocking layer. The thickness of the blocking layer is preferably in the range of 3 to 100 nm, more preferably in the range of 5 to 30 nm.
正孔阻止層とは、広い意味では、電子輸送層４３ｄの機能を有する。正孔阻止層は、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、電子輸送層４３ｄの構成を必要に応じて、正孔阻止層として用いることができる。正孔阻止層は、発光層４３ｃに隣接して設けられていることが好ましい。
In a broad sense, the hole blocking layer has the function of the
一方、電子阻止層とは、広い意味では、正孔輸送層４３ｂの機能を有する。電子阻止層は、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔との再結合確率を向上させることができる。また、正孔輸送層４３ｂの構成を必要に応じて電子阻止層として用いることができる。
On the other hand, the electron blocking layer has the function of the
［封止部材］
封止部材４６は、有機ＥＬ素子４０の上面を覆う板状（フィルム状）の部材であって、接着部４７によって樹脂基材１１側に固定される。また、封止部材４６は、封止膜であってもよい。このような封止部材４６は、有機ＥＬ素子４０の電極端子部分を露出させ、少なくとも発光ユニット４３を覆う状態で設けられている。また、封止部材４６に電極を設け、有機ＥＬ素子４０の電極端子部分と、封止部材４６の電極とを導通させる構成でもよい。
[Sealing member]
The sealing
板状（フィルム状）の封止部材４６としては、具体的には、ガラス基板、ポリマー基板、金属基板等が挙げられ、これらの基板さらに薄型のフィルム状にして用いてもよい。ガラス基板としては、特に、ソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。また、ポリマー基板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。金属基板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブデン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる１種以上の金属又は合金からなるものが挙げられる。
特に、素子を薄膜化できるということから、封止部材としてポリマー基板や金属基板を薄型のフィルム状にして使用することが好ましい。
また、基板材料は、凹板状に加工して封止部材４６として用いてもよい。この場合、上述した基板部材に対して、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等の加工が施され、凹状が形成される。
Specific examples of the plate-like (film-like) sealing
In particular, since the element can be thinned, it is preferable to use a polymer substrate or a metal substrate as a thin film as the sealing member.
Further, the substrate material may be processed into a concave plate shape and used as the sealing
さらに、フィルム状としたポリマー基板は、ＪＩＳ Ｋ ７１２６−１９８７に準拠した方法で測定された酸素透過度が１×１０−３ｍｌ／（ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ）以下、ＪＩＳ Ｋ ７１２９−１９９２に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度（２５±０．５℃、相対湿度（９０±２）％ＲＨ）が、１×１０−３ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下であることが好ましい。 Furthermore, the polymer substrate in the form of a film has an oxygen permeability measured by a method according to JIS K 7126-1987 of 1 × 10 −3 ml / (m 2 · 24 h · atm) or less, and conforms to JIS K 7129-1992. The water vapor permeability (25 ± 0.5 ° C., relative humidity (90 ± 2)% RH) measured by a compliant method is preferably 1 × 10 −3 g / (m 2 · 24 h) or less. .
また、封止部材４６を樹脂基材１１側に固定する接着部４７は、封止部材４６とガスバリアフィルム１０Ａとで有機ＥＬ素子４０を封止するためのシール剤として用いられる。接着部４７としては、具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、２−シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。
Moreover, the
また、接着部４７としては、エポキシ系等の熱及び化学硬化型（二液混合）を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。
Moreover, as the
封止部材４６とガスバリアフィルム１０Ａとの接着部分への接着部４７の塗布は、市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。
なお、有機ＥＬ素子を構成する有機材料は、熱処理により劣化する場合がある。このため、接着部４７は、室温（２５℃）から８０℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、接着部４７中に乾燥剤を分散させておいてもよい。
Application | coating of the
In addition, the organic material which comprises an organic EL element may deteriorate with heat processing. For this reason, the
また、板状の封止部材４６とガスバリアフィルム１０Ａと間に隙間が形成される場合、この間隙には、気相及び液相では、窒素、アルゴン等の不活性気体やフッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また、真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。
Further, when a gap is formed between the plate-shaped sealing
吸湿性化合物としては、例えば、金属酸化物（例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等）、硫酸塩（例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等）、金属ハロゲン化物（例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、ヨウ化バリウム、ヨウ化マグネシウム等）、過塩素酸類（例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等）等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。 Examples of the hygroscopic compound include metal oxides (for example, sodium oxide, potassium oxide, calcium oxide, barium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide) and sulfates (for example, sodium sulfate, calcium sulfate, magnesium sulfate, cobalt sulfate). Etc.), metal halides (eg calcium chloride, magnesium chloride, cesium fluoride, tantalum fluoride, cerium bromide, magnesium bromide, barium iodide, magnesium iodide etc.), perchloric acids (eg perchloric acid) Barium, magnesium perchlorate, and the like), and anhydrous salts are preferably used in sulfates, metal halides, and perchloric acids.
一方、封止部材４６として封止膜を用いる場合、有機ＥＬ素子４０における発光ユニット４３を完全に覆い、かつ有機ＥＬ素子４０の電極端子部分を露出させる状態で、ガスバリアフィルム１０Ａ上に封止膜が設けられる。
On the other hand, when a sealing film is used as the sealing
このような封止膜は、無機材料や有機材料を用いて構成される。特に、水分や酸素等、有機ＥＬ素子４０における発光ユニット４３の劣化をもたらす物質の浸入を抑制する機能を有する材料で構成される。このような材料としては、例えば、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等の無機材料が用いられる。さらに、封止膜の脆弱性を改良するために、これら無機材料からなる膜とともに、有機材料からなる膜を用いて積層構造としてもよい。
Such a sealing film is configured using an inorganic material or an organic material. In particular, it is made of a material having a function of suppressing entry of substances such as moisture and oxygen that cause deterioration of the light emitting unit 43 in the
これらの膜の形成方法については、特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、コーティング法等を用いることができる。 The method for forming these films is not particularly limited. For example, vacuum deposition method, sputtering method, reactive sputtering method, molecular beam epitaxy method, cluster ion beam method, ion plating method, plasma polymerization method, atmospheric pressure plasma A polymerization method, a plasma CVD method, a laser CVD method, a thermal CVD method, a coating method, or the like can be used.
［保護部材］
なお、ここでの図示は省略したが、有機ＥＬ素子４０を機械的に保護するための保護膜又は保護板等の保護部材を設けてもよい。保護部材は、有機ＥＬ素子４０及び封止部材４６を、ガスバリアフィルム１０とで挟む位置に配置される。特に封止部材４６が封止膜である場合には、有機ＥＬ素子４０に対する機械的な保護が十分ではないため、このような保護部材を設けることが好ましい。
[Protective member]
Although not shown here, a protective member such as a protective film or a protective plate for mechanically protecting the
以上のような保護部材は、ガラス板、ポリマー板、これよりも薄型のポリマーフィルム、金属板、これよりも薄型の金属フィルム、又はポリマー材料膜や金属材料膜が適用される。このうち、特に、軽量かつ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。 A glass plate, a polymer plate, a thinner polymer film, a metal plate, a thinner metal film, a polymer material film or a metal material film is applied to the protective member as described above. Among these, it is particularly preferable to use a polymer film because it is lightweight and thin.
［有機ＥＬ素子の製造方法］
次に、図６に示す有機ＥＬ素子４０の製造方法の一例を説明する。
まず、樹脂基材１１上に、平均粒子径０．２μｍ以上の光散乱粒子１３が分散された樹脂材料溶液を塗布し、光散乱層１２を形成する。次に、光散乱層１２上に、ドライプロセス又はウェットプロセスにより、平滑化層１５を形成する。
[Method of manufacturing organic EL element]
Next, an example of a method for manufacturing the
First, a resin material solution in which
次に、平滑化層１５上に、ガスバリア層２０を形成する。まず、平滑化層１５上に、ドライプロセスにより、ケイ素の窒化物を主成分とする第１ガスバリア層２１を形成する。そして、第１ガスバリア層２１上に、プラズマ化学気層成長法により、有機ケイ素化合物の反応生成物を主成分とする第２ガスバリア層２２を形成する。さらに、第２ガスバリア層２２上に、ポリシラザン含有液を塗布し、真空紫外線を照射して改質処理することにより、酸窒化ケイ素化合物を主成分とする第３ガスバリア層２３を形成する。
Next, the
次に、ガスバリア層２０上に、例えば、窒素原子を含んだ化合物からなる下地層を、１μｍ以下、好ましくは１０〜１００ｎｍの範囲内の層厚になるように蒸着法等の適宜の方法により形成する。
次に、銀又は銀を主成分とする合金からなる第１電極４１を、１２ｎｍ以下、好ましくは４〜９ｎｍの層厚になるように、蒸着法等の適宜の方法により下地層上に形成し、アノードとなる第１電極４１を作製する。同時に、第１電極４１端部に、外部電源と接続される取り出し電極４４を蒸着法等の適宜の方法に形成する。
Next, on the
Next, the
次に、この上に、正孔注入層４３ａ、正孔輸送層４３ｂ、発光層４３ｃ、電子輸送層４３ｄ、電子注入層４３ｅの順に成膜し、発光ユニット４３を形成する。これらの各層の成膜方法としては、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、蒸着法、印刷法等があるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法又はスピンコート法が特に好ましい。さらに、層ごとに異なる成膜法を適用してもよい。これらの各層の成膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度５０〜４５０℃、真空度１×１０−６〜１×１０−２Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０〜３００℃、層厚０．１〜５μｍの範囲内で、各条件を適宜選択することが好ましい。
Next, a
発光ユニット４３を形成した後、この上部にカソードとなる第２電極４２を、蒸着法やスパッタ法などの適宜の成膜法によって形成する。この際、第２電極４２は、発光ユニット４３によって第１電極４１に対して絶縁状態を保ちつつ、発光ユニット４３の上方から樹脂基材１１の周縁に端子部分を引き出した形状にパターン形成する。これにより、有機ＥＬ素子４０が得られる。また、その後には、有機ＥＬ素子４０における取り出し電極４４及び第２電極４２の端子部分を露出させた状態で、少なくとも発光ユニット４３を覆う封止部材４６を設ける。
After the light emitting unit 43 is formed, a
以上により、ガスバリアフィルム１０Ａ上に所望の有機ＥＬ素子４０が得られる。このような有機ＥＬ素子４０の作製においては、１回の真空引きで一貫して発光ユニット４３から第２電極４２まで作製するのが好ましいが、途中で真空雰囲気から樹脂基材１１を取り出して異なる成膜法を施しても構わない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。
As described above, a desired
このようにして得られた有機ＥＬ素子４０に直流電圧を印加する場合には、アノードである第１電極４１を＋の極性とし、カソードである第２電極４２を−の極性として、電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると発光が観測できる。また、交流電圧を印加してもよい。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
When a DC voltage is applied to the
［有機ＥＬ素子の効果］
上述の実施形態の有機ＥＬ素子は、ガスバリアフィルムに光散乱層と平滑化層とからなる光取り出し層を有する。さらに、光散乱層と電極及び発光ユニットとの間に、有機ケイ素化合物の反応生成物、及び、酸窒化ケイ素化合物から選ばれる少なくとも１種を主成分とするガスバリア層を備える。このガスバリア層によって、基材側から不純物の侵入、及び、光散乱層や平滑化層から発生するアウトガス等の不純物の侵入を阻止することができる。このため、有機ＥＬ素子の信頼性、保存性を向上させることができる。
また、基材として上述の光散乱層、平滑化層、及び、ガスバリア層を備えるガスバリアフィルムを用いることにより、光取り出し効率の向上と、保存性の向上とを両立した発光装置を構成することができる。
[Effect of organic EL element]
The organic EL element of the above-mentioned embodiment has a light extraction layer composed of a light scattering layer and a smoothing layer on a gas barrier film. Furthermore, a gas barrier layer mainly comprising at least one selected from a reaction product of an organosilicon compound and a silicon oxynitride compound is provided between the light scattering layer, the electrode, and the light emitting unit. This gas barrier layer can prevent impurities from entering from the substrate side and impurities such as outgas generated from the light scattering layer or the smoothing layer. For this reason, the reliability and storability of the organic EL element can be improved.
In addition, by using a gas barrier film including the above-described light scattering layer, smoothing layer, and gas barrier layer as a base material, a light emitting device that achieves both improved light extraction efficiency and improved storage stability can be configured. it can.
［有機ＥＬ素子の用途］
上述した各構成の有機ＥＬ素子は、上述したように面発光体であるため、各種の発光光源として用いることができる。例えば、家庭用照明や車内照明などの照明装置、時計や液晶用のバックライト、看板広告用照明、信号機の光源、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、これらに限定するものではなく、特に、カラーフィルターと組み合わせた液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に有効に用いることができる。
[Uses of organic EL elements]
Since the organic EL elements having the above-described configurations are surface light emitters as described above, they can be used as various light emission sources. For example, lighting devices such as home lighting and interior lighting, backlights for clocks and liquid crystals, lighting for billboard advertisements, light sources for traffic lights, light sources for optical storage media, light sources for electrophotographic copying machines, light sources for optical communication processors, Examples include, but are not limited to, a light source of an optical sensor, and can be effectively used as a backlight of a liquid crystal display device combined with a color filter and a light source for illumination.
また、有機ＥＬ素子は、照明用や露光光源のような１種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置（ディスプレイ）として使用してもよい。この場合、近年の照明装置及びディスプレイの大型化に伴い、有機ＥＬ素子を設けた発光パネル同士を平面的に接合する、いわゆるタイリングによって発光面を大面積化してもよい。 The organic EL element may be used as a kind of lamp such as an illumination or exposure light source, a projection device that projects an image, or a display device that directly recognizes a still image or a moving image. (Display) may be used. In this case, with the recent increase in the size of lighting devices and displays, the light emitting surface may be enlarged by so-called tiling, in which light emitting panels provided with organic EL elements are joined together in a plane.
動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は、単純マトリクス（パッシブマトリクス）方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。また、異なる発光色を有する有機ＥＬ素子を２種以上使用することにより、カラー又はフルカラー表示装置を作製することが可能である。 The driving method when used as a display device for moving image reproduction may be either a simple matrix (passive matrix) method or an active matrix method. In addition, a color or full-color display device can be manufactured by using two or more organic EL elements having different emission colors.
以下では、用途の一例として照明装置について説明し、次にタイリングによって発光面を大面積化した照明装置について説明する。 Hereinafter, a lighting device will be described as an example of the application, and then a lighting device in which the light emitting surface is enlarged by tiling will be described.
［照明装置］
有機ＥＬ素子は、照明装置に適用することができる。
[Lighting device]
The organic EL element can be applied to a lighting device.
有機ＥＬ素子を用いる照明装置は、上述した構成の各有機ＥＬ素子に共振器構造を持たせた設計としてもよい。共振器構造として構成された有機ＥＬ素子の使用目的としては、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、これらに限定されない。また、レーザー発振をさせることにより、上記用途に使用してもよい。 The lighting device using the organic EL element may be designed such that each organic EL element having the above-described configuration has a resonator structure. Examples of the purpose of use of the organic EL element configured as a resonator structure include, but are not limited to, a light source of an optical storage medium, a light source of an electrophotographic copying machine, a light source of an optical communication processor, a light source of an optical sensor, and the like. . Moreover, you may use for the said use by making a laser oscillation.
なお、有機ＥＬ素子に用いられる材料は、実質的に白色の発光を生じる有機ＥＬ素子（白色有機ＥＬ素子ともいう。）に適用できる。例えば、複数の発光材料により複数の発光色を同時に発光させて混色により白色発光を得ることもできる。複数の発光色の組み合わせとしては、赤色、緑色、青色の三原色の三つの発光極大波長を含有させたものでもよいし、青色と黄色、青緑と橙色等の補色の関係を利用した二つの発光極大波長を含有したものでもよい。 Note that the material used for the organic EL element can be applied to an organic EL element that emits substantially white light (also referred to as a white organic EL element). For example, a plurality of light emitting materials can simultaneously emit a plurality of light emission colors to obtain white light emission by color mixing. As a combination of a plurality of emission colors, those containing the three emission maximum wavelengths of the three primary colors of red, green and blue may be used, or two emission using the complementary colors such as blue and yellow, blue green and orange, etc. It may contain a maximum wavelength.
また、複数の発光色を得るための発光材料の組み合わせは、複数のリン光又は蛍光で発光する材料を複数組み合わせたもの、蛍光又はリン光で発光する発光材料と、発光材料からの光を励起光として発光する色素材料との組み合わせたもののいずれでもよいが、白色有機ＥＬ素子においては、発光ドーパントを複数組み合わせて混合したものでもよい。 In addition, a combination of light emitting materials for obtaining a plurality of emission colors is a combination of a plurality of phosphorescent or fluorescent materials, a light emitting material that emits fluorescence or phosphorescence, and excitation of light from the light emitting materials. Any combination with a pigment material that emits light as light may be used, but in a white organic EL element, a combination of a plurality of light-emitting dopants may be used.
このような白色有機ＥＬ素子は、各色発光の有機ＥＬ素子をアレー状に個別に並列配置して白色発光を得る構成と異なり、有機ＥＬ素子自体が白色を発光する。このため、素子を構成するほとんどの層の成膜にマスクを必要とせず、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で成膜することができ、生産性も向上する。 Such a white organic EL element is different from a configuration in which organic EL elements each emitting light are individually arranged in parallel in an array to obtain white light emission, and the organic EL element itself emits white light. For this reason, a mask is not required for film formation of most layers constituting the element, and deposition can be performed on one side by vapor deposition, casting, spin coating, ink jet, printing, etc., and productivity is also improved. To do.
また、このような白色有機ＥＬ素子の発光層に用いる発光材料としては、特に制限はなく、例えば、液晶表示素子におけるバックライトであれば、ＣＦ（カラーフィルター）特性に対応した波長範囲に適合するように、上記した金属錯体や公知の発光材料の中から任意のものを選択して組み合わせて白色化すればよい。 Moreover, there is no restriction | limiting in particular as a light emitting material used for the light emitting layer of such a white organic EL element, For example, if it is a backlight in a liquid crystal display element, it will fit in the wavelength range corresponding to CF (color filter) characteristic. As described above, any one of the above-described metal complexes and known light-emitting materials may be selected and combined to be whitened.
以上に説明した白色有機ＥＬ素子を用いれば、実質的に白色の発光を生じる照明装置を作製することが可能である。 If the white organic EL element demonstrated above is used, it is possible to produce the illuminating device which produces substantially white light emission.
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量％」を表す。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, although the display of "%" is used in an Example, unless otherwise indicated, "mass%" is represented.
〈試料１０１のフィルムの作製〉
［基材］
（基材準備）
樹脂基材として、二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮフィルム、厚さ：１００μｍ、幅：３５０ｍｍ、帝人デュポンフィルム（株）製、商品名「テオネックスＱ６５ＦＡ」）を準備した。
<Preparation of Sample 101 Film>
[Base material]
(Base material preparation)
As a resin base material, a biaxially stretched polyethylene naphthalate film (PEN film, thickness: 100 μm, width: 350 mm, manufactured by Teijin DuPont Films, trade name “Teonex Q65FA”) was prepared.
（プライマー層の作製）
樹脂基材の易接着面に、ＪＳＲ株式会社製 ＵＶ硬化型有機／無機ハイブリッドハードコート材 ＯＰＳＴＡＲ Ｚ７５０１を、塗布、乾燥後の層厚が４μｍになるようにワイヤーバーで塗布した後、乾燥条件：８０℃、３分で乾燥後、空気雰囲気下、高圧水銀ランプを使用し、硬化条件：１．０Ｊ／ｃｍ２で硬化を行い、プライマー層を形成した。
(Preparation of primer layer)
After applying the UV curable organic / inorganic hybrid hard coat material OPSTAR Z7501 manufactured by JSR Co., Ltd. on the resin substrate with a wire bar so that the layer thickness after application and drying is 4 μm, the drying conditions are: After drying at 80 ° C. for 3 minutes, using a high-pressure mercury lamp in an air atmosphere, curing was performed at a curing condition of 1.0 J / cm 2 to form a primer layer.
［光取り出し層（ＩＥＳ）の作製］
（光散乱層の作製）
屈折率２．４、平均粒径０．２５μｍのＴｉＯ２粒子（テイカ（株）製 ＪＲ６００Ａ）と樹脂溶液（ラサ工業社製 ２３０ＡＬ（有機無機ハイブリッド樹脂））との固形分比率を２０体積％／８０体積％とし、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）中での固形分濃度が１５質量％となるように調製した。
上記の固形分（有効質量成分）に対し、０．４質量％の添加剤（ビックケミージャパン株式会社製 Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−２０９６）を加え、１０ｍｌ量の比率で処方設計した。
[Production of Light Extraction Layer (IES)]
(Preparation of light scattering layer)
A solid content ratio of TiO 2 particles having a refractive index of 2.4 and an average particle diameter of 0.25 μm (JR600A manufactured by Teika Co., Ltd.) and a resin solution (230AL (organic-inorganic hybrid resin) manufactured by Lhasa Kogyo Co., Ltd.) is 20 vol% / 80% by volume was prepared so that the solid content concentration in propylene glycol monomethyl ether (PGME) was 15% by mass.
To the solid content (effective mass component), 0.4% by mass of an additive (Disperbyk-2096 manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.) was added and the formulation was designed at a ratio of 10 ml.
具体的には、上記ＴｉＯ２粒子と溶媒及び添加剤を、ＴｉＯ２粒子に対し１０％の質量比で混合し、常温（２５℃）で冷却しながら、超音波分散機（エスエムテー社製 ＵＨ−５０）に、マイクロチップステップ（エスエムテー社製 ＭＳ−３ ３ｍｍφ）の標準条件で１０分間分散を加え、ＴｉＯ２の分散液を作製した。
次に、ＴｉＯ２分散液を１００ｒｐｍで撹拌しながら、樹脂溶液を少量ずつ混合添加し、添加完了後、５００ｒｐｍまで撹拌速度を上げ、１０分間混合した後、疎水性ＰＶＤＦ０．４５μｍフィルター（ワットマン社製）にて濾過し、目的の光散乱層用塗布液を得た。
Specifically, the the TiO 2 particles and a solvent and additives were mixed with 10% by weight ratio with respect to TiO 2 particles, while cooling at room temperature (25 ° C.), an ultrasonic dispersing machine (manufactured by SMT Co. UH- 50) was added for 10 minutes under the standard conditions of the microchip step (MS-3 3 mmφ manufactured by SMT) to prepare a dispersion of TiO 2 .
Next, while stirring the TiO 2 dispersion at 100 rpm, the resin solution is mixed and added little by little. After the addition is completed, the stirring speed is increased to 500 rpm and mixing is performed for 10 minutes, and then a hydrophobic PVDF 0.45 μm filter (manufactured by Whatman) ) To obtain the desired light scattering layer coating solution.
上記塗布液をインクジェット塗布法にて、プラスチックフィルム基板上に塗布した後、簡易乾燥（７０℃、２分）し、更に、後述する波長制御ＩＲで基材温度８０℃未満の出力条件で５分間乾燥処理を実行した。 The above coating solution is applied onto a plastic film substrate by an ink jet coating method, then simply dried (70 ° C., 2 minutes), and further, for 5 minutes under a wavelength control IR to be described later under an output condition of a substrate temperature of less than 80 ° C. A drying process was performed.
次に、下記改質処理条件にて硬化反応を促進し、層厚０．３μｍの光散乱層を得た。このようにして、屈折率ｎが１．６６の光散乱層を作製した。
（改質処理装置）
装置：株式会社エム・ディ・コム製エキシマ照射装置ＭＯＤＥＬ ＭＥＩＲＨ−Ｍ−１−２００−２２２−Ｈ−ＫＭ−Ｇ
波長：２２２ｎｍ
ランプ封入ガス：ＫｒＣｌ
Next, the curing reaction was accelerated under the following modification treatment conditions to obtain a light scattering layer having a layer thickness of 0.3 μm. In this way, a light scattering layer having a refractive index n of 1.66 was produced.
(Modification equipment)
Apparatus: Ex D irradiation apparatus MODEL MEIRH-M-1-200-222-H-KM-G manufactured by M.D.
Wavelength: 222nm
Lamp filled gas: KrCl
（改質処理条件）
エキシマ光強度：８Ｊ／ｃｍ２（２２２ｎｍ）
ステージ加熱温度：６０℃
照射装置内の酸素濃度：大気
(Reforming treatment conditions)
Excimer light intensity: 8 J / cm 2 (222 nm)
Stage heating temperature: 60 ° C
Oxygen concentration in the irradiation device: Air
（平滑化層の作製）
次に、平滑化層用塗布液として、高屈折率ＵＶ硬化型樹脂（東洋インキ（株）社製、リオデュラスＴＹＴ８２−０１、ナノゾル粒子：ＴｉＯ２）を、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）と２−メチル−２，４−ペンタンジオール（ＰＤ）との溶媒比が９０質量％／１０質量％である有機溶媒中での固形分濃度が１２質量％となるように、１０ｍｌ量の比率で処方設計した。
(Production of smoothing layer)
Next, as a coating solution for the smoothing layer, a high refractive index UV curable resin (manufactured by Toyo Ink Co., Ltd., Rio Duras TYT82-01, nanosol particles: TiO 2 ), propylene glycol monomethyl ether (PGME) and 2- The formulation was designed in a ratio of 10 ml so that the solid content concentration in an organic solvent having a solvent ratio of 90% by mass / 10% by mass with methyl-2,4-pentanediol (PD) was 12% by mass. .
具体的には、上記高屈折率ＵＶ硬化型樹脂と溶媒を混合し、５００ｒｐｍで１分間混合した後、疎水性ＰＶＤＦ ０．２μｍフィルター（ワットマン社製）にて濾過し、目的の平滑化層用塗布液を得た。
上記塗布液をインクジェット塗布法にて、光散乱層上に塗布した後、簡易乾燥（７０℃、２分）し、更に波長制御ＩＲで基材温度８０℃未満の出力条件で５分間乾燥処理を実行した。
Specifically, the high refractive index UV curable resin and the solvent are mixed, mixed at 500 rpm for 1 minute, and then filtered through a hydrophobic PVDF 0.2 μm filter (manufactured by Whatman) for the intended smoothing layer. A coating solution was obtained.
After coating the coating solution on the light scattering layer by the inkjet coating method, it is simply dried (70 ° C., 2 minutes), and further subjected to a drying treatment for 5 minutes under an output condition with a substrate temperature of less than 80 ° C. by wavelength control IR. Executed.
乾燥処理は、波長制御赤外線ヒーターによる輻射伝熱乾燥（ＩＲ照射装置（アルティメットヒーター／カーボン、明々工業株式会社製）に、波長３．５μｍ以上の赤外線を吸収する石英ガラス板２枚を取り付け、ガラス板間に冷却空気を流す）により行った。
この際、冷却風は２００Ｌ／ｍｉｎとし、管面石英ガラス温度は１２０℃未満に抑えた。基材温度は、Ｋ熱電対を、基板上下面及び基板上面から５ｍｍの部分にそれぞれ配置し、ＮＲ２０００（キーエンス社製）に接続して測定した。
The drying process was performed by attaching two quartz glass plates that absorb infrared rays having a wavelength of 3.5 μm or more to an IR irradiation device (ultimate heater / carbon, manufactured by Meidyo Kogyo Co., Ltd.) using a wavelength-controlled infrared heater. Flowing cooling air between the plates).
At this time, the cooling air was set at 200 L / min, and the tube surface quartz glass temperature was suppressed to less than 120 ° C. The substrate temperature was measured by placing K thermocouples on the upper and lower surfaces of the substrate and 5 mm from the upper surface of the substrate and connecting them to NR2000 (manufactured by Keyence Corporation).
次に、下記改質処理条件にて硬化反応を促進し、層厚０．５μｍの平滑化層を形成し、光散乱層及び平滑化層の２層構造からなる光取り出し層（ＩＥＳ）を作製した。
（改質処理装置）
装置：株式会社エム・ディ・コム製エキシマ照射装置ＭＯＤＥＬ ＭＥＩＲＨ−Ｍ−１−２００−２２２−Ｈ−ＫＭ−Ｇ
波長：２２２ｎｍ
ランプ封入ガス：ＫｒＣｌ
Next, the curing reaction is promoted under the following modification treatment conditions, a smoothing layer having a layer thickness of 0.5 μm is formed, and a light extraction layer (IES) having a two-layer structure of a light scattering layer and a smoothing layer is produced. did.
(Modification equipment)
Apparatus: Ex D irradiation apparatus MODEL MEIRH-M-1-200-222-H-KM-G manufactured by M.D.
Wavelength: 222nm
Lamp filled gas: KrCl
（改質処理条件）
エキシマ光強度：８Ｊ／ｃｍ２（２２２ｎｍ）
ステージ加熱温度：６０℃
照射装置内の酸素濃度：大気
このようにして、試料１０１のガスバリアフィルムを作製した。
(Reforming treatment conditions)
Excimer light intensity: 8 J / cm 2 (222 nm)
Stage heating temperature: 60 ° C
Oxygen concentration in the irradiation apparatus: air In this way, a gas barrier film of the sample 101 was produced.
〈試料１０２のガスバリアフィルムの作製〉
上述の試料１０１のフィルムの作製において、光取り出し層上に有機ケイ素化合物の反応生成物からなるガスバリア層を形成した以外は、試料１０１と同様の方法で試料１０２のガスバリアフィルムを作製した。
<Preparation of Gas Barrier Film of Sample 102>
In the production of the film of the sample 101 described above, a gas barrier film of the sample 102 was produced in the same manner as the sample 101 except that a gas barrier layer made of a reaction product of an organosilicon compound was formed on the light extraction layer.
［ガスバリア層］
（有機ケイ素化合物の反応生成物）
光取り出し層を形成した基材をＣＶＤ装置に装着して、下記の製膜条件（プラズマＣＶＤ条件）にて樹脂基材上に、図３に示す各元素プロファイルとなるように第１ガスバリア層を３００ｎｍの層厚で作製した。
[Gas barrier layer]
(Reaction product of organosilicon compound)
The substrate on which the light extraction layer is formed is attached to a CVD apparatus, and the first gas barrier layer is formed on the resin substrate under the following film forming conditions (plasma CVD conditions) so as to have each element profile shown in FIG. It was produced with a layer thickness of 300 nm.
（製膜条件）
原料ガス（ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ、（ＣＨ３）６ＳｉＯ））の供給量：５０ｓｃｃｍ（Standard Cubic Centimeter per Minute）
酸素ガス（Ｏ２）の供給量：５００ｓｃｃｍ
真空チャンバー内の真空度：３Ｐａ
プラズマ発生用電源からの印加電力：０．８ｋＷ
プラズマ発生用電源の周波数：８０ｋＨｚ
フィルムの搬送速度：０．５〜１．６６ｍ／ｍｉｎ
(Film forming conditions)
Feed rate of raw material gas (hexamethyldisiloxane (HMDSO, (CH 3 ) 6 SiO)): 50 sccm (Standard Cubic Centimeter per Minute)
Supply amount of oxygen gas (O 2 ): 500 sccm
Degree of vacuum in the vacuum chamber: 3Pa
Applied power from the power source for plasma generation: 0.8 kW
Frequency of power source for plasma generation: 80 kHz
Film conveyance speed: 0.5 to 1.66 m / min
〈試料１０３のガスバリアフィルムの作製〉
上述の試料１０１のフィルムの作製において、光取り出し層上に酸窒化ケイ素化合物からなるガスバリア層を形成した以外は、試料１０１と同様の方法で試料１０３のガスバリアフィルムを作製した。
<Preparation of Gas Barrier Film of Sample 103>
In the production of the sample 101 film, a gas barrier film of the sample 103 was produced in the same manner as the sample 101 except that a gas barrier layer made of a silicon oxynitride compound was formed on the light extraction layer.
［ガスバリア層］
（酸窒化ケイ素化合物）
パーヒドロポリシラザン（ＰＨＰＳ）（アクアミカ ＮＮ１２０−１０、無触媒タイプ、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ（株）製）の１０質量％ジブチルエーテル溶液に、アミン触媒としてＮ，Ｎ−ジエチルエタノールアミンを添加して塗布液とした。添加量は塗布液に対して１．０質量％とした。
上記塗布液を、ワイヤーバーにて、乾燥後の（平均）層厚が３００ｎｍとなるように塗布し、温度８５℃、湿度５５％ＲＨの雰囲気下で１分間処理して乾燥させ、更に温度２５℃、湿度１０％ＲＨ（露点温度−８℃）の雰囲気下に１０分間保持し、除湿処理を行って、ポリシラザン層を形成した。
次に、上記形成したポリシラザン層に対し、下記紫外線照射装置を用いて、大気圧下でシリカ転化処理を実施し、酸窒化ケイ素化合物膜を得た。
[Gas barrier layer]
(Silicon oxynitride compound)
A coating solution obtained by adding N, N-diethylethanolamine as an amine catalyst to a 10% by mass dibutyl ether solution of perhydropolysilazane (PHPS) (Aquamica NN120-10, non-catalytic type, manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.) It was. The addition amount was 1.0% by mass with respect to the coating solution.
The coating solution is applied with a wire bar so that the (average) layer thickness after drying is 300 nm, dried by treatment for 1 minute in an atmosphere at a temperature of 85 ° C. and a humidity of 55% RH, and further at a temperature of 25 The polysilazane layer was formed by holding for 10 minutes in an atmosphere of 10 ° C. and humidity of 10% RH (dew point temperature −8 ° C.) to perform dehumidification.
Next, the polysilazane layer formed above was subjected to silica conversion treatment under atmospheric pressure using the following ultraviolet irradiation device to obtain a silicon oxynitride compound film.
（紫外線照射装置）
装置：株式会社 エム・ディ・コム製エキシマ照射装置ＭＯＤＥＬ ＭＥＣＬ−Ｍ−１−２００
照射波長：１７２ｎｍ
ランプ封入ガス：Ｘｅ
(UV irradiation device)
Apparatus: Ex D irradiation apparatus MODEL MECL-M-1-200 manufactured by M.D.
Irradiation wavelength: 172 nm
Lamp filled gas: Xe
（改質処理条件）
稼動ステージ上に固定したポリシラザン層を形成した基板に対し、以下の条件で改質処理を行って、第２ガスバリア層を形成した。
エキシマランプ光強度：１３０ｍＷ／ｃｍ２（１７２ｎｍ）
試料と光源の距離：１ｍｍ
ステージ加熱温度：７０℃
照射装置内の酸素濃度：１．０％
エキシマランプ照射時間：５秒
(Reforming treatment conditions)
The substrate on which the polysilazane layer fixed on the operation stage was formed was modified under the following conditions to form a second gas barrier layer.
Excimer lamp light intensity: 130 mW / cm 2 (172 nm)
Distance between sample and light source: 1mm
Stage heating temperature: 70 ° C
Oxygen concentration in the irradiation device: 1.0%
Excimer lamp irradiation time: 5 seconds
〈試料１０４のガスバリアフィルムの作製〉
上述の試料１０２のガスバリアフィルムの作製において、有機ケイ素化合物の反応生成物からなるガスバリア層（第１ガスバリア層）上に、さらに有機ケイ素化合物の反応生成物からなるガスバリア層（第２ガスバリア層）を形成した以外は、試料１０２と同様の方法で試料１０４のガスバリアフィルムを作製した。有機ケイ素化合物の反応生成物からなるガスバリア層（第２ガスバリア層）は、上述の試料１０２における有機ケイ素化合物の反応生成物からなる第１ガスバリア層と同様の方法で作製した。
<Preparation of Gas Barrier Film of Sample 104>
In the production of the gas barrier film of the sample 102 described above, a gas barrier layer (second gas barrier layer) made of a reaction product of an organosilicon compound is further formed on the gas barrier layer (first gas barrier layer) made of a reaction product of an organosilicon compound. A gas barrier film of Sample 104 was produced in the same manner as Sample 102 except that it was formed. The gas barrier layer (second gas barrier layer) made of the reaction product of the organosilicon compound was produced in the same manner as the first gas barrier layer made of the reaction product of the organosilicon compound in the sample 102 described above.
〈試料１０５のガスバリアフィルムの作製〉
上述の試料１０３の有機ＥＬ素子の作製において、酸窒化ケイ素化合物からなるガスバリア層（第１ガスバリア層）上に、さらに酸窒化ケイ素化合物からなるガスバリア層（第２ガスバリア層）を形成した以外は、試料１０３と同様の方法で試料１０５のガスバリアフィルムを作製した。酸窒化ケイ素化合物からなるガスバリア層（第２ガスバリア層）は、上述の試料１０３における酸窒化ケイ素化合物からなる第１ガスバリア層と同様の方法で作製した。
<Preparation of Gas Barrier Film of Sample 105>
In the preparation of the organic EL element of the sample 103 described above, a gas barrier layer (second gas barrier layer) made of a silicon oxynitride compound was further formed on the gas barrier layer (first gas barrier layer) made of a silicon oxynitride compound. A gas barrier film of Sample 105 was produced in the same manner as Sample 103. The gas barrier layer (second gas barrier layer) made of the silicon oxynitride compound was produced in the same manner as the first gas barrier layer made of the silicon oxynitride compound in the sample 103 described above.
〈試料１０６のガスバリアフィルムの作製〉
上述の試料１０２の有機ＥＬ素子の作製において、有機ケイ素化合物の反応生成物からなるガスバリア層（第１ガスバリア層）上に、さらに酸窒化ケイ素化合物からなるガスバリア層（第２ガスバリア層）を形成した以外は、試料１０２と同様の方法で試料１０６のガスバリアフィルムを作製した。酸窒化ケイ素化合物からなるガスバリア層（第２ガスバリア層）は、上述の試料１０３における酸窒化ケイ素化合物からなるガスバリア層と同様の方法で作製した。
<Preparation of Gas Barrier Film of Sample 106>
In the preparation of the organic EL element of the sample 102 described above, a gas barrier layer (second gas barrier layer) made of a silicon oxynitride compound was further formed on the gas barrier layer (first gas barrier layer) made of a reaction product of an organosilicon compound. Except for the above, a gas barrier film of Sample 106 was produced in the same manner as Sample 102. The gas barrier layer (second gas barrier layer) made of the silicon oxynitride compound was produced in the same manner as the gas barrier layer made of the silicon oxynitride compound in the sample 103 described above.
〈試料１０７のガスバリアフィルムの作製〉
上述の試料１０６のガスバリアフィルムの作製において、光取り出し層と有機ケイ素化合物の反応生成物からなるガスバリア層（第２ガスバリア層）の間に、下記の方法で窒化ケイ素からなるガスバリア層（第１ガスバリア層）を形成した以外は、試料１０６と同様の方法で試料１０７の有機ＥＬ素子を作製した。試料１０７の有機ＥＬ素子においては、ガスバリア層が、窒化ケイ素からなる第１ガスバリア層、有機ケイ素化合物の反応生成物からなる第２ガスバリア層、及び、酸窒化ケイ素化合物からなる第３ガスバリア層がこの順に積層された構成を有する。
<Preparation of Gas Barrier Film of Sample 107>
In the production of the gas barrier film of the sample 106 described above, a gas barrier layer (first gas barrier) made of silicon nitride is formed between the light extraction layer and the gas barrier layer (second gas barrier layer) made of a reaction product of an organosilicon compound by the following method. The organic EL element of Sample 107 was produced in the same manner as Sample 106 except that the layer) was formed. In the organic EL element of Sample 107, the gas barrier layer includes a first gas barrier layer made of silicon nitride, a second gas barrier layer made of a reaction product of an organic silicon compound, and a third gas barrier layer made of a silicon oxynitride compound. It has the structure laminated | stacked in order.
［ガスバリア層］
（第１ガスバリア層：窒化ケイ素）
マグネトロンスパッタリング装置（アネルバ製、ＳＰＦ−７３０Ｈ）のチャンバー内に、基板を装着した。次に、マグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内を、油回転ポンプ及びクライオポンプにより、到達真空度３．０×１０−４Ｐａまで減圧した。ターゲットとしてＳｉを使用し、アルゴンガス７ｓｃｃｍ、及び、窒素ガス２６ｓｃｃｍを導入し、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力（投入電力１．２ｋＷ）を印加し、成膜圧力０．４Ｐａ、膜厚１００ｎｍで基板上に窒化ケイ素膜の成膜を行った。これにより、屈折率ｎが１．７５の窒化ケイ素からなる第１ガスバリア層を形成した。
[Gas barrier layer]
(First gas barrier layer: silicon nitride)
The substrate was mounted in the chamber of a magnetron sputtering apparatus (manufactured by Anerva, SPF-730H). Next, the inside of the chamber of the magnetron sputtering apparatus was depressurized to an ultimate vacuum of 3.0 × 10 −4 Pa with an oil rotary pump and a cryopump. Si is used as a target, argon gas 7 sccm and nitrogen gas 26 sccm are introduced, high-frequency power with a frequency of 13.56 MHz (input power 1.2 kW) is applied, the substrate is deposited at a deposition pressure of 0.4 Pa and a film thickness of 100 nm. A silicon nitride film was formed thereon. Thus, a first gas barrier layer made of silicon nitride having a refractive index n of 1.75 was formed.
〈試料１０８のガスバリアフィルムの作製〉
上述の試料１０７のガスバリアフィルムの作製において、ガスバリア層（酸窒化ケイ素化合物からなる第３ガスバリア層）上に、下記の方法で酸化ニオブからなる高屈折材料層を形成した以外は、試料１０７と同様の方法で試料１０８のガスバリアフィルムを作製した。
<Preparation of Gas Barrier Film of Sample 108>
In the production of the gas barrier film of the sample 107 described above, the high refractive material layer made of niobium oxide was formed on the gas barrier layer (third gas barrier layer made of silicon oxynitride compound) by the following method, and the same as the sample 107 A gas barrier film of Sample 108 was produced by the method described above.
［高屈折材料層］
マグネトロンスパッタリング装置（アネルバ製、ＳＰＦ−７３０Ｈ）のチャンバー内に、基板を装着した。次に、マグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内を、油回転ポンプ及びクライオポンプにより、到達真空度３．０×１０−４Ｐａまで減圧した。ターゲットとしてニオブ酸化物（ＮｂＯｘ）を使用し、アルゴンガス２０ｓｃｃｍ、及び、酸素ガス３．３ｓｃｃｍ、を導入し、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力（投入電力１．２ｋＷ）を印加し、成膜圧力０．４Ｐａ、膜厚５０ｎｍで基板上に酸化ニオブ膜の成膜を行った。これにより、屈折率ｎが２．３４の酸化ニオブからなる高屈折材料層を形成した。
[High refractive material layer]
The substrate was mounted in the chamber of a magnetron sputtering apparatus (manufactured by Anerva, SPF-730H). Next, the inside of the chamber of the magnetron sputtering apparatus was depressurized to an ultimate vacuum of 3.0 × 10 −4 Pa with an oil rotary pump and a cryopump. Niobium oxide (NbOx) is used as a target,
〈試料１０９のガスバリアフィルムの作製〉
上述の試料１０７のガスバリアフィルムの作製において、ガスバリア層（酸窒化ケイ素化合物からなる第３ガスバリア層）上に、下記の方法で酸化チタンからなる高屈折材料層を形成した以外は、試料１０７と同様の方法で試料１０９のガスバリアフィルムを作製した。
<Preparation of Gas Barrier Film of Sample 109>
In the production of the gas barrier film of the sample 107 described above, the high refractive material layer made of titanium oxide was formed on the gas barrier layer (third gas barrier layer made of silicon oxynitride compound) by the following method, and the same as the sample 107 A gas barrier film of Sample 109 was produced by the method described above.
［高屈折材料層］
チタンオリゴマー組成物（松本ファインケミカル（株）製 ＰＣ−２００）を疎水性ＰＶＤＦ０．２０μｍフィルター（ワットマン社製）にて濾過した。
上記塗布液をワイヤーバー塗布法にて、プラスチックフィルム基板上に塗布した後、簡易乾燥（７０℃、２分）し、波長制御ＩＲで基材温度８０℃未満の出力条件で５分間乾燥処理を実行した。
次に、上記形成したチタンオリゴマー層に対し、下記紫外線照射装置を用いて、大気圧下で硬膜処理を実施した。
[High refractive material layer]
The titanium oligomer composition (PC-200, manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.) was filtered through a hydrophobic PVDF 0.20 μm filter (manufactured by Whatman).
After applying the above coating solution on a plastic film substrate by the wire bar coating method, it is simply dried (70 ° C., 2 minutes), and is subjected to a drying treatment for 5 minutes under an output condition with a substrate temperature of less than 80 ° C. by wavelength control IR. Executed.
Next, the hardening process was implemented with respect to the formed titanium oligomer layer under atmospheric pressure using the following ultraviolet irradiation device.
（紫外線照射装置）
装置：株式会社 エム・ディ・コム製エキシマ照射装置ＭＯＤＥＬ ＭＥＣＬ−Ｍ−１−２００
照射波長：１７２ｎｍ
ランプ封入ガス：Ｘｅ
(UV irradiation device)
Apparatus: Ex D irradiation apparatus MODEL MECL-M-1-200 manufactured by M.D.
Irradiation wavelength: 172 nm
Lamp filled gas: Xe
（硬膜条件）
稼動ステージ上に固定したチタンオリゴマー層を形成した基板に対し、以下の条件で硬膜処理を行って、屈折率ｎが１．９２、膜厚１００ｎｍの酸化チタンからなる高屈折率層を形成した。
エキシマランプ光強度：１３０ｍＷ／ｃｍ２（１７２ｎｍ）
試料と光源の距離：１ｍｍ
ステージ加熱温度：７０℃
照射装置内 ：大気下
エキシマランプ照射時間：５秒
(Dural conditions)
The substrate on which the titanium oligomer layer fixed on the operation stage was formed was hardened under the following conditions to form a high refractive index layer made of titanium oxide having a refractive index n of 1.92 and a film thickness of 100 nm. .
Excimer lamp light intensity: 130 mW / cm 2 (172 nm)
Distance between sample and light source: 1mm
Stage heating temperature: 70 ° C
Irradiation device: Under air Excimer lamp irradiation time: 5 seconds
〈評価方法〉
［水蒸気透過率の評価］
作製した試料１０１のフィルムと、試料１０２〜１０９のガスバリア性フィルムの水蒸気透過率を、以下の測定方法により評価した。
<Evaluation method>
[Evaluation of water vapor permeability]
The water vapor permeability of the produced sample 101 film and the gas barrier films of samples 102 to 109 was evaluated by the following measurement methods.
（装置）
蒸着装置：日本電子（株）製真空蒸着装置ＪＥＥ−４００
恒温恒湿度オーブン：Ｙａｍａｔｏ Ｈｕｍｉｄｉｃ ＣｈａｍｂｅｒＩＧ４７Ｍ レーザー顕微鏡：ＫＥＹＥＮＣＥ ＶＫ−８５００
(apparatus)
Vapor deposition device: JE-400, a vacuum vapor deposition device manufactured by JEOL Ltd.
Constant temperature and humidity oven: Yamato Humidic Chamber IG47M Laser microscope: KEYENCE VK-8500
（原材料）
水分と反応して腐食する金属：カルシウム（粒状）
水蒸気不透過性の金属：アルミニウム（φ３〜５ｍｍ、粒状）
(raw materials)
Metal that reacts with water and corrodes: Calcium (granular)
Water vapor-impermeable metal: Aluminum (φ3-5mm, granular)
（水蒸気バリア性評価用セルの作製）
バリアフィルム試料のガスバリア性層面に、真空蒸着装置（日本電子製真空蒸着装置、ＪＥＥ−４００）を用い、マスクを用いて１ｃｍ×１ｃｍの面積に金属カルシウムを蒸着した。その後、真空状態のままマスクを取り去り、シート片側全面にアルミニウムをもう一つの金属蒸着源から蒸着させた。アルミニウム封止後、真空状態を解除し、速やかに乾燥窒素ガス雰囲気下で、厚さ０．２ｍｍの石英ガラスに封止用紫外線硬化樹脂（ナガセケムテックス製、）を介してアルミニウム封止側と対面させ、紫外線を照射することで、評価用セルを作製した。
(Preparation of water vapor barrier property evaluation cell)
On the gas barrier layer surface of the barrier film sample, metallic calcium was vapor-deposited on an area of 1 cm × 1 cm using a mask using a vacuum vapor deposition apparatus (vacuum vapor deposition apparatus manufactured by JEOL, JEE-400). Thereafter, the mask was removed in a vacuum state, and aluminum was deposited from another metal deposition source on the entire surface of one side of the sheet. After sealing with aluminum, the vacuum state is released, and in a dry nitrogen gas atmosphere, the silica sealing side (through Nagase Chemtex Co., Ltd.) is sealed on quartz glass with a thickness of 0.2 mm via a sealing UV curable resin (manufactured by Nagase ChemteX). An evaluation cell was produced by facing and irradiating with ultraviolet rays.
（水蒸気透過率の評価）
上述の方法で作製した水蒸気バリア性評価用セルを６０℃、９０％ＲＨの高温高湿下で保存し、特開２００５−２８３５６１号公報に記載の方法に基づき、金属カルシウムの腐蝕量からセル内に透過した水分量を計算した。
なお、バリアフィルム面から以外の水蒸気の透過がないことを確認するために、比較試料としてバリアフィルム試料の代わりに、厚さ０．２ｍｍの石英ガラス板を用いて金属カルシウムを蒸着した試料を、同様な６０℃、９０％ＲＨの高温高湿下保存を行い、１０００時間経過後でも金属カルシウム腐蝕が発生しないことを確認した。
(Evaluation of water vapor transmission rate)
The water vapor barrier property evaluation cell produced by the above-mentioned method is stored under high temperature and high humidity of 60 ° C. and 90% RH, and based on the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-283561, the corrosion amount of metallic calcium The amount of water that permeated into the water was calculated.
In addition, in order to confirm that there is no permeation of water vapor other than from the barrier film surface, instead of the barrier film sample as a comparative sample, a sample in which metallic calcium was vapor-deposited using a quartz glass plate having a thickness of 0.2 mm, The same 60 ° C., 90% RH high temperature and high humidity storage was performed, and it was confirmed that no metallic calcium corrosion occurred even after 1000 hours.
表１に、試料１０１のフィルム及び試料１０２〜１０９のガスバリア性フィルムについて、基材、光取り出し層、ガスバリア層、及び、高屈折材料層の層構成、並びに、水分透過率の評価結果を示す。なお、表１では、ガスバリア層の構成として、有機ケイ素化合物の反応生成物からなるガスバリア層を「有機ケイ素」、酸窒化ケイ素化合物からなるガスバリア層を「酸窒化ケイ素」として示している。また、ＰＥＮフィルムからなる樹脂基材を「ＰＥＮ」、光取り出し層を「ＩＥＳ」と示している Table 1 shows the layer configuration of the base material, the light extraction layer, the gas barrier layer, and the high refractive material layer, and the evaluation results of the moisture permeability for the film of sample 101 and the gas barrier films of samples 102 to 109. In Table 1, as the structure of the gas barrier layer, the gas barrier layer made of the reaction product of the organosilicon compound is shown as “organic silicon”, and the gas barrier layer made of the silicon oxynitride compound is shown as “silicon oxynitride”. In addition, the resin base material made of PEN film is indicated as “PEN”, and the light extraction layer is indicated as “IES”.
表１に示すように、基材／光取り出し層／ガスバリア層の順に積層されている試料１０２〜１０９では、ガスバリア層を備えていない試料１０１に比べて、水分透過率が大きく向上している。
従って、基材／光取り出し層／ガスバリア層の順に積層されたガスバリアフィルムを用いることにより、光散乱機能を有したガスバリアフィルムを構成することができる。
As shown in Table 1, in samples 102 to 109 laminated in the order of the base material / light extraction layer / gas barrier layer, the moisture permeability is greatly improved as compared with the sample 101 not provided with the gas barrier layer.
Therefore, a gas barrier film having a light scattering function can be formed by using a gas barrier film laminated in the order of the substrate / light extraction layer / gas barrier layer.
〈試料２０１の有機ＥＬ素子の作製〉
［基材］
（基材準備）
基材としてガラス基板、無アルカリガラス ＥＡＧＬＥ ＸＧ（０．７ｍｍ×５０ｍｍ×５０ｍｍ）を準備した。
<Preparation of organic EL element of sample 201>
[Base material]
(Base material preparation)
A glass substrate and alkali-free glass EAGLE XG (0.7 mm × 50 mm × 50 mm) were prepared as the base material.
［透明電極の作製］
上記ガラス基板（５０ｍｍ×５０ｍｍ）を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、例示化合物（１−６）をタンタル製抵抗加熱ボートに入れた。これら基板ホルダーと抵抗加熱ボートとを真空蒸着装置の第１真空槽に取り付けた。また、タングステン製の抵抗加熱ボートに銀（Ａｇ）を入れ、第２真空槽内に取り付けた。
[Preparation of transparent electrode]
The said glass substrate (50 mm x 50 mm) was fixed to the substrate holder of a commercially available vacuum evaporation system, and exemplary compound (1-6) was put into the resistance heating boat made from tantalum. These substrate holder and resistance heating boat were attached to the first vacuum chamber of the vacuum evaporation apparatus. Moreover, silver (Ag) was put into the resistance heating boat made from tungsten, and it attached in the 2nd vacuum chamber.
次に、第１真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、例示化合物（１−６）の入った抵抗加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度が０．１〜０．２ｎｍ／秒の範囲内で基板上に、例示化合物（１−６）からなる透明電極の下地層を形成した。下地層の層厚は５０ｎｍとした。 Next, after depressurizing the first vacuum tank to 4 × 10 −4 Pa, the resistance heating boat containing the exemplary compound (1-6) was energized and heated, and the deposition rate was 0.1 to 0.2 nm / A base layer of a transparent electrode made of the exemplary compound (1-6) was formed on the substrate within a range of seconds. The layer thickness of the underlayer was 50 nm.
次に、下地層まで形成された基板を、真空状態下にて第２真空槽に移した。第２真空槽を４×１０−４Ｐａまで減圧した後、銀の入った抵抗加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度０．１〜０．２ｎｍ／秒の範囲内で、下地層上に層厚８ｎｍの銀からなる導電層を形成し、下地層と導電層との積層構造からなる透明電極（陽極）を形成した。 Next, the substrate formed up to the base layer was transferred to a second vacuum chamber under vacuum. After depressurizing the second vacuum tank to 4 × 10 −4 Pa, the resistance heating boat containing silver is energized and heated, and the deposition rate is 0.1 to 0.2 nm / sec. A conductive layer made of silver having a layer thickness of 8 nm was formed, and a transparent electrode (anode) having a laminated structure of a base layer and a conductive layer was formed.
［有機機能層の作製］
真空蒸着装置内の蒸着用るつぼに、有機機能層の各層の構成材料をそれぞれ有機ＥＬ素子の作製に最適の量で充填した。蒸着用るつぼは、モリブデン、タングステン等の抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。
[Production of organic functional layer]
The constituent material of each layer of the organic functional layer was filled in the crucible for vapor deposition in the vacuum vapor deposition apparatus in an amount optimal for the production of the organic EL element. The evaporation crucible used was made of a resistance heating material such as molybdenum or tungsten.
有機機能層の各層の構成材料としては、下記化合物α−ＮＰＤ、ＢＤ−１、ＧＤ−１、ＲＤ−１、Ｈ−１、Ｈ−２及びＥ−１を用いた。 As the constituent material of each layer of the organic functional layer, the following compounds α-NPD, BD-1, GD-1, RD-1, H-1, H-2, and E-1 were used.
最初に、真空度１×１０−４Ｐａまで減圧し、化合物α−ＮＰＤが充填された蒸着用るつぼを通電して加熱し、０．１ｎｍ／秒の蒸着速度で透明電極上に蒸着させ、層厚４０ｎｍの正孔注入輸送層を形成した。 First, the pressure is reduced to 1 × 10 −4 Pa, the deposition crucible filled with the compound α-NPD is energized and heated, and deposited on the transparent electrode at a deposition rate of 0.1 nm / second. A hole injection transport layer having a thickness of 40 nm was formed.
同様にして、化合物ＢＤ−１及びＨ−１を、化合物ＢＤ−１の濃度が５％になるように０．１ｎｍ／秒の蒸着速度で共蒸着させ、層厚１５ｎｍの青色を呈する蛍光発光層を形成した。
次に、化合物ＧＤ−１、ＲＤ−１及びＨ−２を、化合物ＧＤ−１の濃度が１７％、化合物ＲＤ−１の濃度が０．８％になるように、０．１ｎｍ／秒の蒸着速度で共蒸着させ、層厚１５ｎｍの黄色を呈するリン光発光層を形成した。
Similarly, the compounds BD-1 and H-1 are co-evaporated at a deposition rate of 0.1 nm / second so that the concentration of the compound BD-1 is 5%, and a fluorescent light-emitting layer exhibiting a blue color with a layer thickness of 15 nm Formed.
Next, the compounds GD-1, RD-1, and H-2 were deposited at 0.1 nm / second so that the concentration of the compound GD-1 was 17% and the concentration of the compound RD-1 was 0.8%. Co-evaporation was carried out at a speed to form a phosphorescent light emitting layer having a layer thickness of 15 nm and exhibiting a yellow color.
その後、化合物Ｅ−１を０．１ｎｍ／秒の蒸着速度で蒸着させ、層厚３０ｎｍの電子輸送層を形成した。 Thereafter, Compound E-1 was deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second to form an electron transport layer having a layer thickness of 30 nm.
［対向電極の作製］
さらに、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を層厚１．５ｎｍにて形成し、アルミニウム１１０ｎｍを蒸着して対向電極（陰極）を形成した。対向電極は、正孔注入層から電子注入層までの有機機能層によって絶縁された状態で、基板の周縁に端子部分が引き出された形状で形成した。
[Preparation of counter electrode]
Further, lithium fluoride (LiF) was formed with a layer thickness of 1.5 nm, and aluminum 110 nm was deposited to form a counter electrode (cathode). The counter electrode was formed in a shape in which the terminal portion was drawn to the periphery of the substrate in a state where it was insulated by the organic functional layer from the hole injection layer to the electron injection layer.
なお、各層の形成には蒸着マスクを使用し、５ｃｍ×５ｃｍの基板のうち、中央に位置する４．５ｃｍ×４．５ｃｍの領域を発光領域とし、発光領域の全周に幅０．２５ｃｍの非発光領域を設けた。 In addition, a vapor deposition mask is used for the formation of each layer, and a 4.5 cm × 4.5 cm region located in the center of a 5 cm × 5 cm substrate is used as a light emitting region, and a width of 0.25 cm is formed on the entire circumference of the light emitting region. A non-light emitting area was provided.
［封止］
（粘着剤組成物の調製）
ポリイソブチレン系樹脂としてオパノールＢ５０（ＢＡＳＦ製、Ｍｗ：３４万）１００質量部、ポリブテン樹脂として日石ポリブテン グレードＨＶ−１９００（新日本石油社製、Ｍｗ：１９００）３０質量部、ヒンダードアミン系光安定剤としてＴＩＮＵＶＩＮ７６５（チバ・ジャパン製、３級のヒンダードアミン基を有する）０．５質量部、ヒンダードフェノール系酸化防止剤としてＩＲＧＡＮＯＸ１０１０（チバ・ジャパン製、ヒンダードフェノール基のβ位が二つともターシャリーブチル基を有する）０．５質量部、及び環状オレフィン系重合体としてＥａｓｔｏｔａｃ Ｈ−１００Ｌ Ｒｅｓｉｎ（イーストマンケミカル．Ｃｏ．製）５０質量部をトルエンに溶解し、固形分濃度約２５質量％の粘着剤組成物を調製した。
[Sealing]
(Preparation of adhesive composition)
100 parts by mass of Opanol B50 (manufactured by BASF, Mw: 340,000) as a polyisobutylene resin, 30 parts by mass of Nisseki Polybutene Grade HV-1900 (manufactured by Nippon Oil Corporation, Mw: 1900) as a polybutene resin, a hindered amine light stabilizer TINUVIN 765 (manufactured by Ciba Japan, having tertiary hindered amine groups) 0.5 parts by mass, IRGANOX 1010 (manufactured by Ciba Japan, both β-positions of hindered phenol groups as tertiary) 0.5 part by mass (having a butyl group) and 50 parts by mass of Eastotac H-100L Resin (manufactured by Eastman Chemical Co.) as a cyclic olefin polymer are dissolved in toluene, and the adhesive has a solid content concentration of about 25% by mass. An agent composition was prepared.
（封止用粘着シートの作製）
ガスバリア層として、アルミニウム（Ａｌ）が蒸着されたポリエチレンテレフタレートフィルム アルペット１２／３４（アジアアルミ（株）社製）を用い、調製した上記粘着剤組成物の溶液を乾燥後に形成される粘着剤層の層厚が２０μｍとなるようにアルミニウム側（ガスバリア層側）に塗工し、１２０℃で２分間乾燥させて粘着剤層を形成した。次に、形成した粘着剤層面に対して、剥離シートとして、厚さ３８μｍの剥離処理をしたポリエチレンテレフタレートフィルムの剥離処理面を貼付して、封止用粘着シートを作製した。
(Preparation of pressure-sensitive adhesive sheet for sealing)
As the gas barrier layer, a polyethylene terephthalate film on which aluminum (Al) is vapor-deposited
（封止）
上述の方法で作製した封止用粘着シートを、窒素雰囲気下において、剥離シートを除去し、１２０℃に加熱したホットプレート上で１０分間乾燥した後、室温（２５℃）まで低下するのを確認してから、陰極を完全に覆う形でラミネートし、９０℃で１０分加熱した。このようにして試料２０１の有機ＥＬ素子を作製した。
(Sealing)
After confirming that the pressure-sensitive adhesive sheet for sealing produced by the above method is lowered to room temperature (25 ° C) after removing the release sheet in a nitrogen atmosphere and drying for 10 minutes on a hot plate heated to 120 ° C. Then, it was laminated so as to completely cover the cathode, and heated at 90 ° C. for 10 minutes. In this manner, an organic EL element of Sample 201 was produced.
〈試料２０２の有機ＥＬ素子の作製〉
［基材］
（基材準備）
樹脂基材として、二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルム（ＰＥＮフィルム、厚さ：１００μｍ、幅：３５０ｍｍ、帝人デュポンフィルム（株）製、商品名「テオネックスＱ６５ＦＡ」）を準備した。
<Production of Organic EL Element of Sample 202>
[Base material]
(Base material preparation)
As a resin base material, a biaxially stretched polyethylene naphthalate film (PEN film, thickness: 100 μm, width: 350 mm, manufactured by Teijin DuPont Films, trade name “Teonex Q65FA”) was prepared.
（プライマー層の作製）
樹脂基材の易接着面に、ＪＳＲ株式会社製 ＵＶ硬化型有機／無機ハイブリッドハードコート材 ＯＰＳＴＡＲ Ｚ７５０１を、塗布、乾燥後の層厚が４μｍになるようにワイヤーバーで塗布した後、乾燥条件：８０℃、３分で乾燥後、空気雰囲気下、高圧水銀ランプを使用し、硬化条件：１．０Ｊ／ｃｍ２で硬化を行い、プライマー層を形成した。
(Preparation of primer layer)
After applying the UV curable organic / inorganic hybrid hard coat material OPSTAR Z7501 manufactured by JSR Co., Ltd. on the resin substrate with a wire bar so that the layer thickness after application and drying is 4 μm, the drying conditions are: After drying at 80 ° C. for 3 minutes, using a high-pressure mercury lamp in an air atmosphere, curing was performed at a curing condition of 1.0 J / cm 2 to form a primer layer.
［光取り出し層（ＩＥＳ）の作製］
（光散乱層の作製）
屈折率２．４、平均粒径０．２５μｍのＴｉＯ２粒子（テイカ（株）製 ＪＲ６００Ａ）と樹脂溶液（ラサ工業社製 ２３０ＡＬ（有機無機ハイブリッド樹脂））との固形分比率を２０体積％／８０体積％とし、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）中での固形分濃度が１５質量％となるように調製した。
上記の固形分（有効質量成分）に対し、０．４質量％の添加剤（ビックケミージャパン株式会社製 Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−２０９６）を加え、１０ｍｌ量の比率で処方設計した。
[Production of Light Extraction Layer (IES)]
(Preparation of light scattering layer)
A solid content ratio of TiO 2 particles having a refractive index of 2.4 and an average particle diameter of 0.25 μm (JR600A manufactured by Teika Co., Ltd.) and a resin solution (230AL (organic-inorganic hybrid resin) manufactured by Lhasa Kogyo Co., Ltd.) is 20 vol% / 80% by volume was prepared so that the solid content concentration in propylene glycol monomethyl ether (PGME) was 15% by mass.
To the solid content (effective mass component), 0.4% by mass of an additive (Disperbyk-2096 manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.) was added and the formulation was designed at a ratio of 10 ml.
具体的には、上記ＴｉＯ２粒子と溶媒及び添加剤を、ＴｉＯ２粒子に対し１０％の質量比で混合し、常温（２５℃）で冷却しながら、超音波分散機（エスエムテー社製 ＵＨ−５０）に、マイクロチップステップ（エスエムテー社製 ＭＳ−３ ３ｍｍφ）の標準条件で１０分間分散を加え、ＴｉＯ２の分散液を作製した。
次に、ＴｉＯ２分散液を１００ｒｐｍで撹拌しながら、樹脂溶液を少量ずつ混合添加し、添加完了後、５００ｒｐｍまで撹拌速度を上げ、１０分間混合した後、疎水性ＰＶＤＦ０．４５μｍフィルター（ワットマン社製）にて濾過し、目的の光散乱層用塗布液を得た。
Specifically, the the TiO 2 particles and a solvent and additives were mixed with 10% by weight ratio with respect to TiO 2 particles, while cooling at room temperature (25 ° C.), an ultrasonic dispersing machine (manufactured by SMT Co. UH- 50) was added for 10 minutes under the standard conditions of the microchip step (MS-3 3 mmφ manufactured by SMT) to prepare a dispersion of TiO 2 .
Next, while stirring the TiO 2 dispersion at 100 rpm, the resin solution is mixed and added little by little. After the addition is completed, the stirring speed is increased to 500 rpm and mixing is performed for 10 minutes, and then a hydrophobic PVDF 0.45 μm filter (manufactured by Whatman) ) To obtain the desired light scattering layer coating solution.
上記塗布液をインクジェット塗布法にて、プラスチックフィルム基板上に塗布した後、簡易乾燥（７０℃、２分）し、更に、後述する波長制御ＩＲで基材温度８０℃未満の出力条件で５分間乾燥処理を実行した。 The above coating solution is applied onto a plastic film substrate by an ink jet coating method, then simply dried (70 ° C., 2 minutes), and further, for 5 minutes under a wavelength control IR to be described later under an output condition of a substrate temperature of less than 80 ° C. A drying process was performed.
次に、下記改質処理条件にて硬化反応を促進し、層厚０．３μｍの光散乱層を得た。このようにして、屈折率ｎが１．６６の光散乱層を作製した。
（改質処理装置）
装置：株式会社エム・ディ・コム製エキシマ照射装置ＭＯＤＥＬ ＭＥＩＲＨ−Ｍ−１−２００−２２２−Ｈ−ＫＭ−Ｇ
波長：２２２ｎｍ
ランプ封入ガス：ＫｒＣｌ
Next, the curing reaction was accelerated under the following modification treatment conditions to obtain a light scattering layer having a layer thickness of 0.3 μm. In this way, a light scattering layer having a refractive index n of 1.66 was produced.
(Modification equipment)
Apparatus: Ex D irradiation apparatus MODEL MEIRH-M-1-200-222-H-KM-G manufactured by M.D.
Wavelength: 222nm
Lamp filled gas: KrCl
（改質処理条件）
エキシマ光強度：８Ｊ／ｃｍ２（２２２ｎｍ）
ステージ加熱温度：６０℃
照射装置内の酸素濃度：大気
(Reforming treatment conditions)
Excimer light intensity: 8 J / cm 2 (222 nm)
Stage heating temperature: 60 ° C
Oxygen concentration in the irradiation device: Air
（平滑化層の作製）
次に、平滑化層用塗布液として、高屈折率ＵＶ硬化型樹脂（東洋インキ（株）社製、リオデュラスＴＹＴ８２−０１、ナノゾル粒子：ＴｉＯ２）を、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）と２−メチル−２，４−ペンタンジオール（ＰＤ）との溶媒比が９０質量％／１０質量％である有機溶媒中での固形分濃度が１２質量％となるように、１０ｍｌ量の比率で処方設計した。
(Production of smoothing layer)
Next, as a coating solution for the smoothing layer, a high refractive index UV curable resin (manufactured by Toyo Ink Co., Ltd., Rio Duras TYT82-01, nanosol particles: TiO 2 ), propylene glycol monomethyl ether (PGME) and 2- The formulation was designed in a ratio of 10 ml so that the solid content concentration in an organic solvent having a solvent ratio of 90% by mass / 10% by mass with methyl-2,4-pentanediol (PD) was 12% by mass. .
具体的には、上記高屈折率ＵＶ硬化型樹脂と溶媒を混合し、５００ｒｐｍで１分間混合した後、疎水性ＰＶＤＦ ０．２μｍフィルター（ワットマン社製）にて濾過し、目的の平滑化層用塗布液を得た。
上記塗布液をインクジェット塗布法にて、光散乱層上に塗布した後、簡易乾燥（７０℃、２分）し、更に波長制御ＩＲで基材温度８０℃未満の出力条件で５分間乾燥処理を実行した。
Specifically, the high refractive index UV curable resin and the solvent are mixed, mixed at 500 rpm for 1 minute, and then filtered through a hydrophobic PVDF 0.2 μm filter (manufactured by Whatman) for the intended smoothing layer. A coating solution was obtained.
After coating the coating solution on the light scattering layer by the inkjet coating method, it is simply dried (70 ° C., 2 minutes), and further subjected to a drying treatment for 5 minutes under an output condition with a substrate temperature of less than 80 ° C. by wavelength control IR. Executed.
乾燥処理は、波長制御赤外線ヒーターによる輻射伝熱乾燥（ＩＲ照射装置（アルティメットヒーター／カーボン、明々工業株式会社製）に、波長３．５μｍ以上の赤外線を吸収する石英ガラス板２枚を取り付け、ガラス板間に冷却空気を流す）により行った。
この際、冷却風は２００Ｌ／ｍｉｎとし、管面石英ガラス温度は１２０℃未満に抑えた。基材温度は、Ｋ熱電対を、基板上下面及び基板上面から５ｍｍの部分にそれぞれ配置し、ＮＲ２０００（キーエンス社製）に接続して測定した。
The drying process was performed by attaching two quartz glass plates that absorb infrared rays having a wavelength of 3.5 μm or more to an IR irradiation device (ultimate heater / carbon, manufactured by Meidyo Kogyo Co., Ltd.) using a wavelength-controlled infrared heater. Flowing cooling air between the plates).
At this time, the cooling air was set at 200 L / min, and the tube surface quartz glass temperature was suppressed to less than 120 ° C. The substrate temperature was measured by placing K thermocouples on the upper and lower surfaces of the substrate and 5 mm from the upper surface of the substrate and connecting them to NR2000 (manufactured by Keyence Corporation).
次に、下記改質処理条件にて硬化反応を促進し、層厚０．５μｍの平滑化層を形成し、光散乱層及び平滑化層の２層構造からなる光取り出し層（ＩＥＳ）を作製した。
（改質処理装置）
装置：株式会社エム・ディ・コム製エキシマ照射装置ＭＯＤＥＬ ＭＥＩＲＨ−Ｍ−１−２００−２２２−Ｈ−ＫＭ−Ｇ
波長：２２２ｎｍ
ランプ封入ガス：ＫｒＣｌ
Next, the curing reaction is promoted under the following modification treatment conditions, a smoothing layer having a layer thickness of 0.5 μm is formed, and a light extraction layer (IES) having a two-layer structure of a light scattering layer and a smoothing layer is produced. did.
(Modification equipment)
Apparatus: Ex D irradiation apparatus MODEL MEIRH-M-1-200-222-H-KM-G manufactured by M.D.
Wavelength: 222nm
Lamp filled gas: KrCl
（改質処理条件）
エキシマ光強度：８Ｊ／ｃｍ２（２２２ｎｍ）
ステージ加熱温度：６０℃
照射装置内の酸素濃度：大気
(Reforming treatment conditions)
Excimer light intensity: 8 J / cm 2 (222 nm)
Stage heating temperature: 60 ° C
Oxygen concentration in the irradiation device: Air
［透明電極の作製〜封止］
以降、透明電極の作製から、有機機能層の作製、対向電極の作製、及び、封止までの工程を、上述の試料２０１と同様の方法で行ない、試料２０２の有機ＥＬ素子を作製した。
[Preparation of transparent electrode to sealing]
Thereafter, steps from the production of the transparent electrode to the production of the organic functional layer, the production of the counter electrode, and the sealing were performed in the same manner as in the above-described sample 201, and the organic EL element of the sample 202 was produced.
〈試料２０３の有機ＥＬ素子の作製〉
上述の試料２０２の有機ＥＬ素子の作製において、樹脂基材と光取り出し層との間に、下記の方法でガスバリア層（第１ガスバリア層、第２ガスバリア層）を形成した以外は、試料２０２と同様の方法で試料２０３の有機ＥＬ素子を作製した。
<Preparation of organic EL element of sample 203>
In the production of the organic EL element of the sample 202 described above, the sample 202 and the sample 202 were formed except that a gas barrier layer (first gas barrier layer, second gas barrier layer) was formed between the resin base material and the light extraction layer by the following method. An organic EL element of Sample 203 was produced in the same manner.
［ガスバリア層］
（第１ガスバリア層：有機ケイ素化合物の反応生成物）
光取り出し層を形成した基材をＣＶＤ装置に装着して、下記の製膜条件（プラズマＣＶＤ条件）にて樹脂基材上に、図３に示す各元素プロファイルとなるように第１ガスバリア層を３００ｎｍの層厚で作製した。
[Gas barrier layer]
(First gas barrier layer: reaction product of organosilicon compound)
The substrate on which the light extraction layer is formed is attached to a CVD apparatus, and the first gas barrier layer is formed on the resin substrate under the following film forming conditions (plasma CVD conditions) so as to have each element profile shown in FIG. It was produced with a layer thickness of 300 nm.
（製膜条件）
原料ガス（ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ、（ＣＨ３）６ＳｉＯ））の供給量：５０ｓｃｃｍ（Standard Cubic Centimeter per Minute）
酸素ガス（Ｏ２）の供給量：５００ｓｃｃｍ
真空チャンバー内の真空度：３Ｐａ
プラズマ発生用電源からの印加電力：０．８ｋＷ
プラズマ発生用電源の周波数：８０ｋＨｚ
フィルムの搬送速度：０．５〜１．６６ｍ／ｍｉｎ
(Film forming conditions)
Feed rate of raw material gas (hexamethyldisiloxane (HMDSO, (CH 3 ) 6 SiO)): 50 sccm (Standard Cubic Centimeter per Minute)
Supply amount of oxygen gas (O 2 ): 500 sccm
Degree of vacuum in the vacuum chamber: 3Pa
Applied power from the power source for plasma generation: 0.8 kW
Frequency of power source for plasma generation: 80 kHz
Film conveyance speed: 0.5 to 1.66 m / min
（第２ガスバリア層：酸窒化ケイ素化合物）
パーヒドロポリシラザン（ＰＨＰＳ）（アクアミカ ＮＮ１２０−１０、無触媒タイプ、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ（株）製）の１０質量％ジブチルエーテル溶液に、アミン触媒としてＮ，Ｎ−ジエチルエタノールアミンを添加して塗布液とした。添加量は塗布液に対して１．０質量％とした。
上記塗布液を、ワイヤーバーにて、乾燥後の（平均）層厚が３００ｎｍとなるように塗布し、温度８５℃、湿度５５％ＲＨの雰囲気下で１分間処理して乾燥させ、更に温度２５℃、湿度１０％ＲＨ（露点温度−８℃）の雰囲気下に１０分間保持し、除湿処理を行って、ポリシラザン層を形成した。
次に、上記形成したポリシラザン層に対し、下記紫外線照射装置を用いて、大気圧下でシリカ転化処理を実施し、酸窒化ケイ素化合物膜を得た。
(Second gas barrier layer: silicon oxynitride compound)
A coating solution obtained by adding N, N-diethylethanolamine as an amine catalyst to a 10% by mass dibutyl ether solution of perhydropolysilazane (PHPS) (Aquamica NN120-10, non-catalytic type, manufactured by AZ Electronic Materials Co., Ltd.) It was. The addition amount was 1.0% by mass with respect to the coating solution.
The coating solution is applied with a wire bar so that the (average) layer thickness after drying is 300 nm, dried by treatment for 1 minute in an atmosphere at a temperature of 85 ° C. and a humidity of 55% RH, and further at a temperature of 25 The polysilazane layer was formed by holding for 10 minutes in an atmosphere of 10 ° C. and humidity of 10% RH (dew point temperature −8 ° C.) to perform dehumidification.
Next, the polysilazane layer formed above was subjected to silica conversion treatment under atmospheric pressure using the following ultraviolet irradiation device to obtain a silicon oxynitride compound film.
（紫外線照射装置）
装置：株式会社 エム・ディ・コム製エキシマ照射装置ＭＯＤＥＬ ＭＥＣＬ−Ｍ−１−２００
照射波長：１７２ｎｍ
ランプ封入ガス：Ｘｅ
(UV irradiation device)
Apparatus: Ex D irradiation apparatus MODEL MECL-M-1-200 manufactured by M.D.
Irradiation wavelength: 172 nm
Lamp filled gas: Xe
（改質処理条件）
稼動ステージ上に固定したポリシラザン層を形成した基板に対し、以下の条件で改質処理を行って、第２ガスバリア層を形成した。
エキシマランプ光強度：１３０ｍＷ／ｃｍ２（１７２ｎｍ）
試料と光源の距離：１ｍｍ
ステージ加熱温度：７０℃
照射装置内の酸素濃度：１．０％
エキシマランプ照射時間：５秒
(Reforming treatment conditions)
The substrate on which the polysilazane layer fixed on the operation stage was formed was modified under the following conditions to form a second gas barrier layer.
Excimer lamp light intensity: 130 mW / cm 2 (172 nm)
Distance between sample and light source: 1mm
Stage heating temperature: 70 ° C
Oxygen concentration in the irradiation device: 1.0%
Excimer lamp irradiation time: 5 seconds
以上のようにして作製したガスバリアフィルムは、水蒸気透過度が６×１０−４ｇ／（ｍ２・２４ｈ）未満であり、良好な水蒸気バリア性能を示した。 The gas barrier film produced as described above had a water vapor permeability of less than 6 × 10 −4 g / (m 2 · 24 h), and exhibited good water vapor barrier performance.
〈試料２０４の有機ＥＬ素子の作製〉
上述の試料２０２の有機ＥＬ素子の作製において、光取り出し層上に有機ケイ素化合物の反応生成物からなるガスバリア層を形成した以外は、試料２０２と同様の方法で試料２０４の有機ＥＬ素子を作製した。有機ケイ素化合物の反応生成物からなるガスバリア層は、上述の試料２０３における有機ケイ素化合物の反応生成物からなる第１ガスバリア層と同様の方法で作製した。
<Preparation of organic EL element of sample 204>
In the production of the organic EL element of the sample 202 described above, the organic EL element of the sample 204 was produced in the same manner as the sample 202 except that a gas barrier layer made of a reaction product of an organosilicon compound was formed on the light extraction layer. . The gas barrier layer made of the reaction product of the organosilicon compound was produced in the same manner as the first gas barrier layer made of the reaction product of the organosilicon compound in the sample 203 described above.
〈試料２０５の有機ＥＬ素子の作製〉
上述の試料２０２の有機ＥＬ素子の作製において、光取り出し層上に酸窒化ケイ素化合物からなるガスバリア層を形成した以外は、試料２０２と同様の方法で試料２０５の有機ＥＬ素子を作製した。酸窒化ケイ素化合物からなるガスバリア層は、上述の試料２０３における酸窒化ケイ素化合物からなる第２ガスバリア層と同様の方法で作製した。
<Preparation of organic EL element of sample 205>
In the production of the organic EL element of the sample 202 described above, an organic EL element of the sample 205 was produced in the same manner as the sample 202 except that a gas barrier layer made of a silicon oxynitride compound was formed on the light extraction layer. The gas barrier layer made of the silicon oxynitride compound was produced in the same manner as the second gas barrier layer made of the silicon oxynitride compound in Sample 203 described above.
〈試料２０６の有機ＥＬ素子の作製〉
上述の試料２０４の有機ＥＬ素子の作製において、有機ケイ素化合物の反応生成物からなるガスバリア層（第１ガスバリア層）上に、さらに有機ケイ素化合物の反応生成物からなるガスバリア層（第２ガスバリア層）を形成した以外は、試料２０４と同様の方法で試料２０６の有機ＥＬ素子を作製した。有機ケイ素化合物の反応生成物からなるガスバリア層（第２ガスバリア層）は、上述の試料２０３における有機ケイ素化合物の反応生成物からなる第１ガスバリア層と同様の方法で作製した。
<Preparation of organic EL element of sample 206>
In the preparation of the organic EL element of the sample 204 described above, a gas barrier layer (second gas barrier layer) made of a reaction product of an organosilicon compound is further formed on a gas barrier layer (first gas barrier layer) made of a reaction product of an organosilicon compound. An organic EL element of Sample 206 was produced in the same manner as Sample 204 except that was formed. The gas barrier layer (second gas barrier layer) made of the reaction product of the organosilicon compound was produced in the same manner as the first gas barrier layer made of the reaction product of the organosilicon compound in the sample 203 described above.
〈試料２０７の有機ＥＬ素子の作製〉
上述の試料２０５の有機ＥＬ素子の作製において、酸窒化ケイ素化合物からなるガスバリア層（第１ガスバリア層）上に、さらに酸窒化ケイ素化合物からなるガスバリア層（第２ガスバリア層）を形成した以外は、試料２０５と同様の方法で試料２０７の有機ＥＬ素子を作製した。酸窒化ケイ素化合物からなるガスバリア層（第２ガスバリア層）は、上述の試料２０３における酸窒化ケイ素化合物からなる第２ガスバリア層と同様の方法で作製した。
<Preparation of organic EL element of sample 207>
In the production of the organic EL element of the sample 205 described above, a gas barrier layer (second gas barrier layer) made of a silicon oxynitride compound was further formed on the gas barrier layer (first gas barrier layer) made of a silicon oxynitride compound, An organic EL element of Sample 207 was manufactured in the same manner as Sample 205. The gas barrier layer (second gas barrier layer) made of the silicon oxynitride compound was produced in the same manner as the second gas barrier layer made of the silicon oxynitride compound in the sample 203 described above.
〈試料２０８の有機ＥＬ素子の作製〉
上述の試料２０４の有機ＥＬ素子の作製において、有機ケイ素化合物の反応生成物からなるガスバリア層（第１ガスバリア層）上に、さらに酸窒化ケイ素化合物からなるガスバリア層（第２ガスバリア層）を形成した以外は、試料２０４と同様の方法で試料２０８の有機ＥＬ素子を作製した。酸窒化ケイ素化合物からなるガスバリア層（第２ガスバリア層）は、上述の試料２０３における酸窒化ケイ素化合物からなる第２ガスバリア層と同様の方法で作製した。
<Preparation of organic EL element of sample 208>
In the production of the organic EL element of the sample 204 described above, a gas barrier layer (second gas barrier layer) made of a silicon oxynitride compound was further formed on the gas barrier layer (first gas barrier layer) made of a reaction product of an organosilicon compound. Except for the above, an organic EL element of Sample 208 was produced in the same manner as Sample 204. The gas barrier layer (second gas barrier layer) made of the silicon oxynitride compound was produced in the same manner as the second gas barrier layer made of the silicon oxynitride compound in the sample 203 described above.
〈試料２０９の有機ＥＬ素子の作製〉
上述の試料２０８の有機ＥＬ素子の作製において、光取り出し層と有機ケイ素化合物の反応生成物からなるガスバリア層（第２ガスバリア層）の間に、下記の方法で窒化ケイ素からなるガスバリア層（第１ガスバリア層）を形成した以外は、試料２０８と同様の方法で試料２０９の有機ＥＬ素子を作製した。試料２０９の有機ＥＬ素子においては、ガスバリア層が、窒化ケイ素からなる第１ガスバリア層、有機ケイ素化合物の反応生成物からなる第２ガスバリア層、及び、酸窒化ケイ素化合物からなる第３ガスバリア層がこの順に積層された構成を有する。
<Preparation of organic EL element of sample 209>
In the production of the organic EL element of the sample 208 described above, a gas barrier layer (first film) made of silicon nitride is formed between the light extraction layer and a gas barrier layer (second gas barrier layer) made of a reaction product of an organosilicon compound by the following method. An organic EL element of Sample 209 was produced in the same manner as Sample 208 except that the gas barrier layer was formed. In the organic EL element of Sample 209, the gas barrier layer includes a first gas barrier layer made of silicon nitride, a second gas barrier layer made of a reaction product of an organic silicon compound, and a third gas barrier layer made of a silicon oxynitride compound. It has the structure laminated | stacked in order.
［ガスバリア層］
（第１ガスバリア層：窒化ケイ素）
マグネトロンスパッタリング装置（アネルバ製、ＳＰＦ−７３０Ｈ）のチャンバー内に、基板を装着した。次に、マグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内を、油回転ポンプ及びクライオポンプにより、到達真空度３．０×１０−４Ｐａまで減圧した。ターゲットとしてＳｉを使用し、アルゴンガス７ｓｃｃｍ、及び、窒素ガス２６ｓｃｃｍを導入し、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力（投入電力１．２ｋＷ）を印加し、成膜圧力０．４Ｐａ、膜厚１００ｎｍで基板上に窒化ケイ素膜の成膜を行った。これにより、屈折率ｎが１．７５の窒化ケイ素からなる第１ガスバリア層を形成した。
[Gas barrier layer]
(First gas barrier layer: silicon nitride)
The substrate was mounted in the chamber of a magnetron sputtering apparatus (manufactured by Anerva, SPF-730H). Next, the inside of the chamber of the magnetron sputtering apparatus was depressurized to an ultimate vacuum of 3.0 × 10 −4 Pa with an oil rotary pump and a cryopump. Si is used as a target, argon gas 7 sccm and nitrogen gas 26 sccm are introduced, high-frequency power with a frequency of 13.56 MHz (input power 1.2 kW) is applied, the substrate is deposited at a deposition pressure of 0.4 Pa and a film thickness of 100 nm. A silicon nitride film was formed thereon. Thus, a first gas barrier layer made of silicon nitride having a refractive index n of 1.75 was formed.
〈試料２１０の有機ＥＬ素子の作製〉
上述の試料２０９の有機ＥＬ素子の作製において、ガスバリア層（酸窒化ケイ素化合物からなる第３ガスバリア層）上に、下記の方法で酸化ニオブからなる高屈折材料層を形成した以外は、試料２０９と同様の方法で試料２１０の有機ＥＬ素子を作製した。
<Preparation of organic EL element of sample 210>
In the production of the organic EL element of the sample 209 described above, the sample 209 and the sample 209 were formed except that a high refractive material layer made of niobium oxide was formed on the gas barrier layer (third gas barrier layer made of silicon oxynitride compound) by the following method. An organic EL element of Sample 210 was produced in the same manner.
［高屈折材料層］
マグネトロンスパッタリング装置（アネルバ製、ＳＰＦ−７３０Ｈ）のチャンバー内に、基板を装着した。次に、マグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内を、油回転ポンプ及びクライオポンプにより、到達真空度３．０×１０−４Ｐａまで減圧した。ターゲットとしてニオブ酸化物（ＮｂＯｘ）を使用し、アルゴンガス２０ｓｃｃｍ、及び、酸素ガス３．３ｓｃｃｍ、を導入し、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力（投入電力１．２ｋＷ）を印加し、成膜圧力０．４Ｐａ、膜厚５０ｎｍで基板上に酸化ニオブ膜の成膜を行った。これにより、屈折率ｎが２．３４の酸化ニオブからなる高屈折材料層を形成した。
[High refractive material layer]
The substrate was mounted in the chamber of a magnetron sputtering apparatus (manufactured by Anerva, SPF-730H). Next, the inside of the chamber of the magnetron sputtering apparatus was depressurized to an ultimate vacuum of 3.0 × 10 −4 Pa with an oil rotary pump and a cryopump. Niobium oxide (NbOx) is used as a target,
〈試料２１１の有機ＥＬ素子の作製〉
上述の試料２０９の有機ＥＬ素子の作製において、ガスバリア層（酸窒化ケイ素化合物からなる第３ガスバリア層）上に、下記の方法で酸化チタンからなる高屈折材料層を形成した以外は、試料２０９と同様の方法で試料２１１の有機ＥＬ素子を作製した。
<Preparation of organic EL element of
In the production of the organic EL element of the sample 209 described above, the sample 209 and the sample 209 were formed except that a high refractive material layer made of titanium oxide was formed on the gas barrier layer (third gas barrier layer made of silicon oxynitride compound) by the following method. An organic EL element of
［高屈折材料層］
チタンオリゴマー組成物（松本ファインケミカル（株）製 ＰＣ−２００）を疎水性ＰＶＤＦ０．２０μｍフィルター（ワットマン社製）にて濾過した。
上記塗布液をワイヤーバー塗布法にて、プラスチックフィルム基板上に塗布した後、簡易乾燥（７０℃、２分）し、波長制御ＩＲで基材温度８０℃未満の出力条件で５分間乾燥処理を実行した。
次に、上記形成したチタンオリゴマー層に対し、下記紫外線照射装置を用いて、大気圧下で硬膜処理を実施した。
[High refractive material layer]
The titanium oligomer composition (PC-200, manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd.) was filtered through a hydrophobic PVDF 0.20 μm filter (manufactured by Whatman).
After applying the above coating solution on a plastic film substrate by the wire bar coating method, it is simply dried (70 ° C., 2 minutes), and is subjected to a drying treatment for 5 minutes under an output condition with a substrate temperature of less than 80 ° C. by wavelength control IR. Executed.
Next, the hardening process was implemented with respect to the formed titanium oligomer layer under atmospheric pressure using the following ultraviolet irradiation device.
（紫外線照射装置）
装置：株式会社 エム・ディ・コム製エキシマ照射装置ＭＯＤＥＬ ＭＥＣＬ−Ｍ−１−２００
照射波長：１７２ｎｍ
ランプ封入ガス：Ｘｅ
(UV irradiation device)
Apparatus: Ex D irradiation apparatus MODEL MECL-M-1-200 manufactured by M.D.
Irradiation wavelength: 172 nm
Lamp filled gas: Xe
（硬膜条件）
稼動ステージ上に固定したチタンオリゴマー層を形成した基板に対し、以下の条件で硬膜処理を行って、屈折率ｎが１．９２、膜厚１００ｎｍの酸化チタンからなる高屈折率層を形成した。
エキシマランプ光強度：１３０ｍＷ／ｃｍ２（１７２ｎｍ）
試料と光源の距離：１ｍｍ
ステージ加熱温度：７０℃
照射装置内 ：大気下
エキシマランプ照射時間：５秒
(Dural conditions)
The substrate on which the titanium oligomer layer fixed on the operation stage was formed was hardened under the following conditions to form a high refractive index layer made of titanium oxide having a refractive index n of 1.92 and a film thickness of 100 nm. .
Excimer lamp light intensity: 130 mW / cm 2 (172 nm)
Distance between sample and light source: 1mm
Stage heating temperature: 70 ° C
Irradiation device: Under air Excimer lamp irradiation time: 5 seconds
〈評価方法〉
［発光効率］
作製した各試料に対し、室温（２５℃）で、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流密度条件下による点灯を行い、分光放射輝度計ＣＳ−２０００（コニカミノルタ社製）を用いて、各実施例の発光輝度を測定し、当該電流値における発光効率（電力効率）を求めた。
なお、発光効率は、試料２０１の発光効率を１００とする相対値で表した。発光効率の相対値が１５０以上のものを可とした。
<Evaluation method>
[Luminescence efficiency]
Each of the prepared samples was lit at a constant current density of 2.5 mA / cm 2 at room temperature (25 ° C.), and each execution was performed using a spectral radiance meter CS-2000 (manufactured by Konica Minolta). The light emission luminance of the example was measured, and the light emission efficiency (power efficiency) at the current value was obtained.
Note that the luminous efficiency was expressed as a relative value where the luminous efficiency of the sample 201 was 100. Those having a relative value of luminous efficiency of 150 or more were acceptable.
［長期保存性］
８５℃（ｄｒｙ）の恒温槽に各試料を投入し、２４時間ごとに上記発光効率評価と同様の定電流密度における保存前と保存後との電圧上昇率を評価した。評価開始時より電圧上昇が１．０Ｖを超えた素子、又は、０．５ｍｍ以上のダークスポットが発生した素子を不可とし、不可となる期間（日数）までを保存性と定義し、２０日以上のものを合格とした。
[Long-term storage]
Each sample was put into a constant temperature bath of 85 ° C. (dry), and the voltage increase rate before and after storage at the same constant current density as in the evaluation of luminous efficiency was evaluated every 24 hours. An element whose voltage rise exceeds 1.0 V from the start of evaluation or an element in which a dark spot of 0.5 mm or more has occurred is defined as unusable, and the period until which it becomes impossible is defined as storability, and 20 days or more Was accepted.
［寿命］
作製した各試料に対し、室温（２５℃）で、１５ｍＡ／ｃｍ２の定電流密度条件下による点灯を行い、分光放射輝度計ＣＳ−２０００（コニカミノルタ社製）を用いて各試料の有機ＥＬ素子の発光輝度を測定した。開始直後の正面輝度を１００％とし、初期輝度から７０％まで低下した時（ＬＴ７０）を寿命とした。下記に示す計算式で寿命を算出した。試料２０１の有機ＥＬ素子の寿命を１００とする相対値で表した。寿命の相対値が９０以上のものを合格とした。
（１０００カンデラ相当の寿命換算式）
寿命（時間）＝ｔ×（ｘ／１０００）１．６
ｔ：定電流で初期輝度を１００％としたとき、７０％に低下したときまでの時間
ｘ：正面輝度（カンデラ）
[lifespan]
Each sample produced was lit at a constant current density of 15 mA / cm 2 at room temperature (25 ° C.), and the organic EL of each sample was measured using a spectral radiance meter CS-2000 (manufactured by Konica Minolta). The light emission luminance of the device was measured. The front luminance immediately after the start was set to 100%, and the time when it decreased from the initial luminance to 70% (LT70) was defined as the lifetime. The lifetime was calculated by the following formula. The life of the organic EL element of the sample 201 is expressed as a relative value where the lifetime is 100. Those having a relative life value of 90 or more were considered acceptable.
(Life conversion formula equivalent to 1000 candela)
Life (Time) = t × (x / 1000) 1.6
t: Time until the brightness decreases to 70% when the initial brightness is 100% at a constant current x: Front brightness (candela)
表２に、各試料の有機ＥＬ素子について、基材、光取り出し層、ガスバリア層、及び、高屈折材料層の層構成、並びに、発光効率、長期保存性、及び、寿命の評価結果を示す。なお、表２では、ガスバリア層の構成として、有機ケイ素化合物の反応生成物からなるガスバリア層を「有機ケイ素」、酸窒化ケイ素化合物からなるガスバリア層を「酸窒化ケイ素」として示している。また、ＰＥＮフィルムからなる樹脂基材を「ＰＥＮ」、光取り出し層を「ＩＥＳ」と示している Table 2 shows the layer configurations of the base material, the light extraction layer, the gas barrier layer, and the high refractive material layer, and the evaluation results of the light emission efficiency, long-term storage stability, and lifetime for each organic EL element of each sample. In Table 2, a gas barrier layer composed of a reaction product of an organosilicon compound is shown as “organosilicon” and a gas barrier layer made of a silicon oxynitride compound as “silicon oxynitride”. Also, the resin base material made of PEN film is indicated as “PEN”, and the light extraction layer is indicated as “IES”.
表２に示すように、光取り出し層を備えていない試料２０１に比べて、光取り出し層を備える試料２０２〜２１１は、発光効率が大きく向上している。
また、基材／光取り出し層／ガスバリア層の順に積層されている試料２０４〜２１１では、ガスバリア層を備えていない試料２０２、基材／ガスバリア層／光取り出し層の順に積層されている試料２０３に比べて、長期保存性が大きく向上している。さらに、試料２０４〜２１１は、試料２０２に対して寿命が大きく向上し、試料２０３に対しても寿命が向上している。
従って、基材／光取り出し層／ガスバリア層の順に積層されたガスバリアフィルムを用いることにより、光り取り出し効率と保存性とを両立した有機ＥＬ素子を構成することができる。
As shown in Table 2, the luminous efficiency of the samples 202 to 211 having the light extraction layer is greatly improved as compared with the sample 201 having no light extraction layer.
Further, in the samples 204 to 211 laminated in the order of the base material / light extraction layer / gas barrier layer, the sample 202 not provided with the gas barrier layer and the sample 203 laminated in order of the base material / gas barrier layer / light extraction layer. Compared with the long-term storage, it is greatly improved. Furthermore, the life of the samples 204 to 211 is greatly improved with respect to the sample 202 and the life of the sample 203 is also improved.
Therefore, by using a gas barrier film laminated in the order of base material / light extraction layer / gas barrier layer, an organic EL device having both light extraction efficiency and storage stability can be configured.
また、ガスバリア層が、窒化ケイ素／有機ケイ素化合物の反応生成物／酸窒化ケイ素化合物の順に積層された構成の試料２０９は、ガスバリア層として窒化ケイ素を備えていない試料２０８に比べて、発光効率、長期保存性、及び、寿命が向上している。試料２０９のようにガスバリア層を多層構造とすることにより、ガスバリア性の向上が期待できるとともに、積層された各層の屈折率を好適に調整することにより、光取り出し効率の向上も期待できる。
従って、ガスバリア層を適切な多層構造とすることにより、光取り出し効率と保存性とをさらに向上させることができる。
In addition, the sample 209 having a structure in which the gas barrier layer is laminated in the order of silicon nitride / organosilicon compound reaction product / silicon oxynitride compound has a luminous efficiency higher than that of the sample 208 that does not include silicon nitride as the gas barrier layer. Long-term storage and life are improved. When the gas barrier layer has a multi-layer structure like the sample 209, an improvement in gas barrier properties can be expected, and an improvement in light extraction efficiency can be expected by suitably adjusting the refractive index of each of the stacked layers.
Therefore, the light extraction efficiency and the storage stability can be further improved by providing the gas barrier layer with an appropriate multilayer structure.
また、高屈折材料層を備える試料２１０、試料２１１は、他の試料よりも発光効率が高く、さらに、長期保存性や寿命もガラス基板を用いた試料２０１と同様の高い結果が得られた。高屈折材料層による光り取り出し効率の向上効果とともに、高屈折材料層の材料を適切に選択することにより、ガスバリア層のパッシベーション効果が得られ、ガラス基板を用いた場合と同程度のガスバリア層が得られたためと推測できる。
従って、ガスバリアフィルムに好適な材料からなる高屈折材料層を設けることにより、光り取り出し効率が向上するだけでなく、ガラス基板と同様の高い保存性が得られる。
In addition, the
Therefore, by providing a highly refractive material layer made of a material suitable for the gas barrier film, not only the light extraction efficiency is improved, but also high storage stability similar to that of a glass substrate can be obtained.
なお、本発明は上述の実施形態例において説明した構成に限定されるものではなく、その他本発明構成を逸脱しない範囲において種々の変形、変更が可能である。 The present invention is not limited to the configuration described in the above-described embodiment, and various modifications and changes can be made without departing from the configuration of the present invention.
１０，１０Ａ ガスバリアフィルム、１１ 樹脂基材、１２ 光散乱層、１３ 光散乱粒子、１４ バインダ、１５ 平滑化層、１６ 高屈折材料層、２０ ガスバリア層、２１ 第１ガスバリア層、２２ 第２ガスバリア層、２３ 第３ガスバリア層、３０ 透明導電部材、３１ 導電層、４０ 有機ＥＬ素子、４１ 第１電極、４２ 第２電極、４３ 発光ユニット、４３ａ 正孔注入層、４３ｂ 正孔輸送層、４３ｃ 発光層、４３ｄ 電子輸送層、４３ｅ 電子注入層、４４ 取り出し電極、４５ 補助電極、４６ 封止部材、４７ 接着部、５０ 基材、５１ 送り出しローラー、５２，５３，５４，５５ 搬送ローラー、５６ 巻取りローラー、５７，５８ 成膜ローラー、６０ ガス供給口、６１ プラズマ発生用電源、６２，６３ 磁場発生装置 10, 10A gas barrier film, 11 resin base material, 12 light scattering layer, 13 light scattering particle, 14 binder, 15 smoothing layer, 16 high refractive material layer, 20 gas barrier layer, 21 first gas barrier layer, 22 second gas barrier layer , 23 third gas barrier layer, 30 transparent conductive member, 31 conductive layer, 40 organic EL element, 41 first electrode, 42 second electrode, 43 light emitting unit, 43a hole injection layer, 43b hole transport layer, 43c light emitting layer , 43d Electron transport layer, 43e Electron injection layer, 44 Extraction electrode, 45 Auxiliary electrode, 46 Sealing member, 47 Adhesion part, 50 Base material, 51 Delivery roller, 52, 53, 54, 55 Conveyance roller, 56 Winding roller , 57, 58 Deposition roller, 60 gas supply port, 61 plasma generation power source, 62, 63 magnetic field generator
Claims (9)
前記樹脂基材上に設けられた光散乱層と、
前記光散乱層上に設けられた平滑化層と、
前記平滑化層上に設けられた、有機ケイ素化合物の反応生成物、及び、酸窒化ケイ素化合物から選ばれる少なくとも１種を主成分とするガスバリア層と、を備える
ガスバリアフィルム。 A resin substrate;
A light scattering layer provided on the resin substrate;
A smoothing layer provided on the light scattering layer;
A gas barrier film, comprising: a reaction product of an organosilicon compound provided on the smoothing layer; and a gas barrier layer containing at least one selected from silicon oxynitride compounds as a main component.
ガスバリアフィルム上に設けられた導電層と、を備える
透明導電部材。 Resin base material, light scattering layer provided on the resin base material, smoothing layer provided on the light scattering layer, and reaction product of organosilicon compound provided on the smoothing layer And a gas barrier film having a gas barrier layer mainly composed of at least one selected from silicon oxynitride compounds,
A transparent conductive member comprising: a conductive layer provided on a gas barrier film.
前記ガスバリアフィルム上に設けられた第１電極と、
前記第１電極上に設けられた発光ユニットと、
前記発光ユニット上に設けられた第２電極と、を備える
有機エレクトロルミネッセンス素子。 Resin base material, light scattering layer provided on the resin base material, smoothing layer provided on the light scattering layer, and reaction product of organosilicon compound provided on the smoothing layer And a gas barrier film having a gas barrier layer mainly composed of at least one selected from silicon oxynitride compounds,
A first electrode provided on the gas barrier film;
A light emitting unit provided on the first electrode;
An organic electroluminescence element comprising: a second electrode provided on the light emitting unit.
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