JP4383077B2 - Gas barrier substrate - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセント(以下、有機ELと略す場合がある。)素子等のディスプレイ用基板等に用いることが可能な、ガスバリア性が高く、かつ平坦性を有するガスバリア性基板に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、例えば有機ELディスプレイ等のディスプレイ用素子の支持基板として、ガラス基板を用いたものが知られているが、ガラス基板は重くて硬く、そして割れやすいという欠点を有している。そこで近年、これらガラス基板の問題を解決するためにプラスチック基板が提案されている。
【0003】
しかしながら、プラスチック基板は軽く、フレキシブルで割れにくい反面、ガラス基板と比較してガスバリア性が悪く、長時間ディスプレイ素子の性能を維持させることは困難であった。
【0004】
また、ディスプレイ用素子の支持基板として、例えば、有機EL素子に用いられる場合には、有機EL素子の発光層は、水分や酸素に触れると発光劣化が生じることから、支持基板にも酸素や水に対するガスバリア性が必要とされており、また有機EL素子を形成する際には高温下でのプロセス工程を経る必要があるため、支持基板に耐熱性も要求される。また、支持基板が平坦性を有しない場合には、ピンホールや突起等によってガスバリア性に欠陥が生じたり、発光層等の有機EL層は薄膜であるため、ピンホールや突起等により有機EL層が均一に形成されず、有機ELディスプレイにダークスポットが発生すると考えられている。またディスプレイ自体が長時間に渡り設置されて使用される場合には、支持基板に電位や温度上昇に安定であることが求められる。これは、支持基板が電位や温度上昇に不安定である場合には、ディスプレイの発光や光の変調が起こるという問題が生じるからである。このようなことから、プラスチック基板に、上述したような性質を付与する方法が求められていた。
【0005】
そこで従来、樹脂基板にガスバリア性を付与するために次のような提案がある。例えば、特許文献1においては、高分子樹脂組成物からなる基材上に無機蒸着層を第1層として設け、次いで1種類以上のアルコキシドおよび/またはその加水分解物、または塩化錫のいずれかを含む水溶液、或いは水/アルコール混合溶液を主剤とするコーティング剤を塗布し、加熱乾燥してなるガスバリア性被膜を第2層として積層することにより、高いガスバリア性を発現している。
【0006】
また、特許文献2においては、高分子樹脂組成物からなる基材上に無機蒸着層を第1層として設け、次いで1種類以上のアルコキシド或いはその加水分解物と、分子中に少なくとも2個以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物との混合溶液を主剤とするコーティング剤を塗布し、加熱乾燥してなるガスバリア性被膜を第2層として積層することにより、高いガスバリア性を発現している。
【0007】
また、特許文献3においては、脂環式炭化水素骨格ビス(メタ)アクリレート、メルカプト化合物、単官能(メタ)アクリレートを含有する成分を含有することにより耐熱性や機械的強度、特に耐衝撃性に優れた基材に、SiOからなる無機蒸着層を設けることによりガスバリア性を発現している。
【0008】
しかしながら、特許文献1、特許文献2においては用途が食品、医薬品等の包装分野に限られており、ガスバリア性も水蒸気透過率(以下、WVTRともいう。)が0.1g/m2/day程度、酸素透過率(以下、OTRともいう。)が0.3cc/m2/day・atm程度であり、不十分であった。また特許文献3においては、ディスプレイ分野、特に液晶表示パネルに用途分野を有するものであり、基材上にSiO2からなる無機蒸着層を設けることによりガスバリア性を発現しているが、その酸素透過率が1ccにとどまり、例えば有機EL素子の発光層等の劣化を防ぐ防湿性としては十分とは言い難いといえる。
【0009】
また、表面の平坦性に関しては上記各特許文献のいずれにおいても検討されていない。
【0010】
さらに、近年、ガラス基板を薄膜化して用いた場合であっても、有機ELディスプレイの高精細化に伴い、ガスの透過率の向上が求められている。
【0011】
【特許文献1】
特開平7−164591号公報
【特許文献2】
特開平7−268115号公報
【特許文献3】
特開平11−222508号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、ガスバリア性が高く、また上記ガスバリア層に凹凸やピンホール等がなく、平坦性の良好なガスバリア性基板を提供することが望まれている。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基材と、上記基材上に形成された平坦化層と、上記平坦化層上に形成された蒸着膜からなるガスバリア層とを有することを特徴とするガスバリア性基板を提供する。
【0014】
本発明によれば、ガスバリア層が上記平坦化層上の平坦化された表面に形成されることから、ガスバリア層を緻密で凹凸やピンホール等のない、ガスバリア性の高い層とすることができる。また、上記ガスバリア層と透明基材との間に平坦化層が形成されていることから、透明基材とガスバリア層との密着性を高くすることができ、ガスバリア性の高いガスバリア性基板とすることができるのである。これにより、本発明のガスバリア性基板を、例えばディスプレイ用基板等に用いて、ダークスポット等のない高品質なディスプレイを形成することが可能となるのである。
【0015】
本発明においては、基材と、上記基材上に形成された蒸着膜からなるガスバリア層と、上記ガスバリア層上に形成され、かつカルドポリマーを有する平坦化層とを有することを特徴とするガスバリア性基板を提供する。
【0016】
本発明によれば、上記平坦化層はガスバリア層との密着性が高く、ガスバリア層が有するピンホールの充填等することができることから、ガスバリア性の高いガスバリア性基板とすることができるのである。また、ガスバリア性基板表面に上記平坦化層が形成されていることから、平坦な表面を有するガスバリア性基板とすることができ、例えば有機EL素子等の様々な用途に用いることが可能なガスバリア性基板とすることができるのである。
【0017】
上記発明においては、上記平坦化層上に上記ガスバリア層が積層されていることが好ましい。これにより、ガスバリア性基板のガスバリア性をさらに高いものとすることができるからである。
【0018】
また、本発明においては、上記基材が、室温から150℃までの範囲内における線膨張係数が80ppm以下であり、かつ全光線透過率が85%以上である耐熱性を有する透明樹脂からなるものであってもよい。これにより、本発明のガスバリア性基板が耐熱性を有するものとすることができ、例えば有機EL素子等の耐熱性が要求されるディスプレイ用基板等、様々な用途に用いることが可能となるからである。
【0019】
また本発明においては、上記基材が、表面に、室温から150℃までの範囲内における線膨張係数が80ppm以下であり、かつ全光線透過率が85%以上である耐熱性を有する透明樹脂層を有するものであってもよい。上記透明樹脂層によって、上記基材を耐熱性を有するものとすることができることから、本発明のガスバリア性基板を様々な用途に用いることが可能となるからである。
【0020】
また、上記のいずれの発明においても、上記平坦化層の表面平均粗さが3nm以下であり、最大高低差が50nmであることが好ましい。これにより、平坦性が高く、平坦化層上に形成される上記ガスバリア層や、本発明のガスバリア性基板上に形成される層等に、凹凸やピンホール等のない高品質なガスバリア性基板とすることができるからである。
【0021】
また、本発明においては、上記ガスバリア層が、透明無機酸化膜、透明無機酸化窒化膜、透明無機窒化膜、もしくは透明金属膜からなる蒸着膜であることが好ましい。これにより、ガスバリア層のガスバリア性を高いものとすることができるからである。
【0022】
さらに、本発明においては、上記ガスバリア性基板における酸素透過率が0.3cc/m/day以下であり、水蒸気透過率が0.1g/m/day以下であることが好ましい。本発明のガスバリア性基板の酸素透過率および水蒸気透過率が、上記範囲内であることにより、酸素や水蒸気等に弱い部材を有する、例えば有機EL素子の支持基板等に用いることが可能となるからである。
【0023】
また、本発明においては、上記ガスバリア性基板の表面平均粗さが6nm以下であり、最大高低差が60nm以下であることが好ましい。このようにガスバリア性基板の表面が平坦性を有することにより、例えば有機EL素子のディスプレイ用基板等、様々な用途に用いることが可能となるからである。
【0024】
さらに、上記発明においては、上記基材における、上記ガスバリア層および上記平坦化層が形成された面と反対側の面に、上記基材にかかる応力を緩和する応力緩和層が形成されていてもよい。これにより、上記ガスバリア層や平坦化層が形成された際に発生する応力を低減させることができ、ガスバリア性基板にそりが発生することを防止することができるからである。
【0025】
また、本発明においては、上述したいずれかのガスバリア性基板上に透明電極層が形成されていることを特徴とするディスプレイ用基板を提供する。
【0026】
本発明によれば、上記ガスバリア性基板を用いることにより、ガスバリア性および平坦性が高いディスプレイ用基板とすることができ、様々な用途に用いることが可能なものとすることができる。
【0027】
また、本発明は、上記ディスプレイ用基板と、上記透明電極層上に形成された少なくとも発光層を有する有機エレクトロルミネッセント層と、上記有機エレクトロルミネッセント層上に形成された対向電極とを有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセント素子を提供する。
【0028】
本発明によれば、上記ディスプレイ用基板を用いることにより、経時で酸素や水蒸気等の影響を受けることなく、またダークスポット等もない有機EL素子とすることができるのである。
【0029】
【発明の実施の形態】
本発明は、例えばディスプレイ用基板等に用いることが可能な、ガスバリア性および平坦性の高いガスバリア性基板と、そのガスバリア性基板を用いたディスプレイ用基板および有機EL素子とに関するものである。
【0030】
以下、それぞれについてわけて説明する。
【0031】
A.ガスバリア性基板
まず、本発明のガスバリア性基板について説明する。
【0032】
本発明のガスバリア性基板には、2つの実施態様がある。まず、第1実施態様としては、基材と、上記基材上に形成された平坦化層と、上記平坦化層上に形成された蒸着膜からなるガスバリア層とを有することを特徴とするものであり、第2実施態様としては、基材と、上記基材上に形成された蒸着膜からなるガスバリア層と、上記ガスバリア層上に形成され、かつカルドポリマーを有する平坦化層とを有することを特徴とするものである。
【0033】
本発明によれば、どちらの態様においても、上記平坦化層を有することにより、ガスバリア性の高いガスバリア性基板とすることができ、また、本発明のガスバリア性基板の表面が平坦性を有するものとすることができるのである。
【0034】
以下、上記の各態様についてそれぞれ説明する。
【0035】
1.第1実施態様
まず、本発明のガスバリア性基板における第1実施態様について説明する。本発明のガスバリア性基板における第1実施態様は、基材と、上記基材上に形成された平坦化層と、上記平坦化層上に形成された蒸着膜からなるガスバリア層とを有することを特徴とするものである。
【0036】
本実施態様のガスバリア性基板は、例えば図1に示すように、基材1と、その基材1上に形成された平坦化層2と、その平坦化層2上に形成されたガスバリア層3とを有するものである。
【0037】
本実施態様においては、上記平坦化層上にガスバリア層が形成されることから、上記ガスバリア層が、基材の凹凸や突起の影響を受けることなく、緻密かつ平坦なガスバリア層を形成することができるのである。これにより、ガスバリア層のガスバリア性を高いものとすることができ、また本実施態様のガスバリア性基板が、例えばディスプレイ用基板に用いられた際にも、ガスバリア層のピンホールによって形成されるダークスポット等のない高品質なものとすることができるのである。
【0038】
またさらに、ガスバリア性基板表面の平坦性が高く、ガスバリア性基板上に、例えば有機EL素子の発光層等の薄膜を形成した場合であっても、均一に層を形成することができることから、様々な用途に用いることが可能なガスバリア性基板とすることができるのである。
【0039】
以下、本実施態様のガスバリア性基板の各構成についてわけて説明する。
【0040】
a.平坦化層
まず、本実施態様のガスバリア性基板に用いられる平坦化層について説明する。本実施態様のガスバリア性基板に用いられる平坦化層は、後述する基材とガスバリア層との間に形成される層であり、かつ平坦性を有する層である。
【0041】
本実施態様に用いられる平坦化層の平坦性としては、表面平均粗さ(Ra)が3nm以下、特に1nm以下であることが好ましく、また最大高低差(P−V)が50nm以下、特に10nm以下であることが好ましい。表面粗さおよび上記最大高低差が、上記範囲内であることにより、後述するガスバリア層を上記平坦化層上に形成した場合に、緻密かつ平坦に形成することが可能となるからである。
【0042】
ここで、上記表面粗さおよび最大高低差は、スキャン範囲20μm、スキャン速度90sec/frameの条件下で、原子間顕微鏡(Nanopics:商品名、セイコーインスツルメンツ社製)を用いて測定した値である。
【0043】
本実施態様においては、上述したような平坦性を有する層であれば、平坦化層の材料等は特に限定されるものではないが、本実施態様においては、有機物を用いることが好ましい。これにより、上記のような平坦性を有する層を形成することが容易であり、また後述する基材およびガスバリア層との密着性が良好な平坦化層とすることができるからである。
【0044】
また、本実施態様に用いられる平坦化層は、上記の中でもカルドポリマーを有するものであることが好ましい。これにより、平坦化層とガスバリア層との密着性をより良好なものとすることができ、ガスバリア性がより緻密に形成されることから、ガスバリア層のガスバリア性を高いものとすることができるからである。
【0045】
このようなカルドポリマーとしては、例えば、フルオレン骨格を有するビスフェノール化合物とエピクロヒドリンとから誘導されるエポキシ樹脂、あるいはこのエポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸とから誘導されるエポキシ(メタ)アクリレート、更にはこのエポキシ(メタ)アクリレートと酸無水物から誘導されるエポキシ(メタ)アクリレート酸付加物等を挙げることができる。
【0046】
ここで、本実施態様に用いられるカルドポリマーは、下記一般式(1)で示されるビスフェノール化合物から誘導されるフルオレン骨格を有する樹脂を含有することが好ましい。
【0047】
【化1】

Figure 0004383077
【0048】
(RおよびRは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、またはハロゲン原子であり、互いに同じであってもよく、異なるものであってもよい。)
このような一般式(1)で示されるビスフェノール化合物としては、具体的には、例えば、9,9-ビス(4-ヒドロキシフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-ヒドロキシ−3-メチルフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-ヒドロキシ−3-クロロフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-ヒドロキシ−3-ブロモフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-ヒドロキシ−3-フルオロフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-ヒドロキシ−3-メトキシフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-ヒドロキシ−3,5-ジメチルフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-ヒドロキシ−3,5-ジクロロフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-ヒドロキシ−3,5-ジブロモフェニル)フルオレン等を挙げることができ、これらはその1種のみを単独で用いることができるほか、2種以上を併用することもできる。
【0049】
本実施態様において、上記カルドポリマーは、エポキシ基を1分子中に2つ以上もつエポキシ樹脂と不飽和モノカルボン酸とを反応させて得たエポキシ(メタ)アクリレート樹脂と多塩基酸無水物から誘導されるエポキシ(メタ)アクリレート酸付加物であることが好ましい。
【0050】
このようなエポキシ(メタ)アクリレート酸付加物の形成に用いられるエポキシ樹脂として、具体的には、ビス(4-ヒドロキシフェニル)ケトン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルホン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、9,9-ビス(4-ヒドロキフェニル)フルオレン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)ジメチルシラン、4,4'-ビフェノール、テトラメチル-4,4'-ビフェノール等のビスフェノール類、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ナフトールまたはナフタレンジオールと、1,4-ビスキシレノールとの縮合化合物等の多官能フェノール類や、これら芳香環水素の一部または全てがハロゲン原子、炭素数1〜4のアルキル基に置換した多官能フェノール類をエピクロロヒドリンと反応させて得られた1分子中にエポキシ基を2つ以上有するものが挙げられる。このエポキシ樹脂をエポキシ樹脂と等当量のアクリル酸、メタクリル酸等のアクリル酸類を公知の手法により反応させることにより、エポキシ(メタ)アクリレート樹脂とすることができ、さらに、このエポキシ(メタ)アクリレート樹脂を多塩基酸無水物と反応させることにより、エポキシ(メタ)アクリレート樹脂と多塩基酸無水物との付加生成物とすることができるのである。
【0051】
このような付加生成物の形成に用いられる多塩基酸無水物として、具体的には、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルシクロヘキセンジカルボン酸無水物などの脂環式酸無水物類、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、エチレングリコールビストリメリテート無水物、グリセロールトリストリメリテート無水物、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物などの芳香族酸無水物類、無水ヘット酸、テトラブロモ無水フタル酸などのハロゲン系酸無水物類等が挙げられる。また、上記エポキシ樹脂、アクリレート、酸無水物類は1種であっても、2種以上の混合物であってもよい。
【0052】
このようにして得られるエポキシ(メタ)アクリレート酸付加物の中でも、本実施態様においては、特開昭60-152091号公報、特開平6-1938号公報、特開平8-146311号公報に見られるように同一分子内にカルボキシル基と光重合可能な不飽和基とを有する重量平均分子量1000以上の樹脂が平坦化層に含有されることが好ましい。具体的には、フルオレン骨格を持つエポキシアクリレートの酸付加体である新日鐵化学社製V259M, V301Mや日本化薬社製のクレゾールノボラック型エポキシアクリレートの酸付加体が挙げられる。
【0053】
なお、上記フルオレン骨格を持つエポキシアクリレートは、9,9-ビス(4-ヒドロキフェニル)フルオレンから得られるエポキシ樹脂とアクリル酸類とを反応させて得られるものが好適に用いられる。
【0054】
本実施態様において、平坦化層を形成する樹脂は、熱硬化型樹脂であってもよく、紫外線硬化型樹脂であってもよく、さらに熱紫外線硬化型樹脂であってもよい。ここで、上記樹脂が熱紫外線硬化型樹脂である場合には、軟化点を45℃以上とすることができる点から、平均分子量が3000以上であることが好ましい。
【0055】
上記平坦化層は、上述したよう平坦性を有するものであれば、その組成は特に限定されるものではないが、本実施態様においては、例えば上記カルドポリマーを有する樹脂と、多官能アクリレートモノマー、光重合開始剤または熱重合開始剤、エポキシ基を1分子中に2つ以上有するエポキシ樹脂と、必要に応じて各種添加剤とを混合して、上記色変換層上に塗布し、紫外線や熱等により硬化させることにより形成することができる。上記樹脂が紫外線硬化型樹脂である場合には、光重合開始剤が用いられ、また上記樹脂が熱硬化型樹脂である場合には、熱重合開始剤が用いられる。
【0056】
ここで、本実施態様に用いられる上記多官能アクリレートとして、具体的には、常圧において100℃以上の沸点を有し、かつ、1分子中に少なくとも2つのエチレン性不飽和基を有する付加重合性化合物であるものが挙げられる。このような材料としては、多価アルコールとα,β−不飽和カルボン酸とを結合して得られるもの、例えばジエチレングリコール(メタ)アクリレート(ジアクリレート又はジメタアクリレートを意味する、以下同じ)、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、 13-プロパンジオール(メタ)アクリレート、 13-ブタンジオール(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等の多官能アクリレートや相当の多官能メタクリレート、 2,2-ビス(4−アクリロキシジエトキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-メタクリロキシペンタエトキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-メタクリロキシポリエトキシフェニル)プロパンの混合物〔新中村化学(株)製商品名:BEP-500〕等や、グリシル基含有化合物にアクリル酸やメタクリル酸などのα,β−不飽和カルボン酸を付加して得られるもの、例えばトリメチロールプロパントリグリシジルエーテルトリ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジクリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、フルオレン環を有するジグリシジルエーテルのアクリル酸付加体〔新日鐵化学(株)製商品名:ASF400 〕等や、不飽和アミド類、例えばメチレンビスアクリロアミド、1,6-ヘキサメチレンビスアクリルアミド等や、ビニルエステル類、例えばジビニルサクシネート、ジビニルアジベート、ジビニルフタレート、ジビニルテレフタレート、ジビニルベンゼン−1,3-ジスルホネート等が挙げられる。
【0057】
また、本実施態様に用いられる光重合開始剤としては、公知のものを単独に又は数種併用することができ、例えば、2-メチル−1-〔4-(メチルチオ)フェニル〕-2- モルフォリノ−プロパン−1-オン(市販品チバスペシャリティケミカルズ社製イルガキュア907)、2ーベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)ブタノン-1(市販品チバスペシャリティケミカルズ社製イルガキュア369)、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド(チバスペシャリティケミカルズ社製商品名CGI819)、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド(BASF製Lucirin TPO)、2,4-トリクロロメチル-(ピプロロニル)-6-トリアジン(市販品日本シーベルヘグナー社製商品名トリアジンPP)等が使用できる。
【0058】
また、本実施態様に用いられる熱重合開始剤としては、加熱時にラジカルを発生し、上述したカルドポリマーを有する樹脂および多官能アクリレートモノマーの不飽和基を重合させて硬化膜を形成させることが可能であれば、公知のものを用いることができるが、10時間半減期温度が80℃以上から硬化温度以下であることが好ましく、100℃以上から硬化温度であることがより好ましい。
【0059】
また、さらに上記エポキシ基を1分子中に2つ以上有するエポキシ樹脂としては、加水分解性塩素分が1000ppm未満と少ないエポキシ化合物が好ましく、例えば、油化シェル(株)製テトラメチルジフェニル型エポキシ樹脂YX4000、日本化薬(株)製EOCNシリーズ(EOCN1020, 4400, 102S, 103S, 104Sなど)のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、東都化成(株)製液状3官能エポキシ樹脂ZX−1542、エポキシ化合物中の2級ヒドロキシル基にグリシジル基を導入した多官能エポキシ化合物等が挙げられる。このようなエポキシ樹脂は、加熱等によりエポキシ基が、上述したカルドポリマーを含有する樹脂成分中のカルボキシル基と反応し、上記カルドポリマーを含有する樹脂および多官能アクリレートの不飽和基に加えて架橋構造を形成するものである。
【0060】
また、本実施態様においては、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤等の各種添加剤や、ジエチレングリコールジメチルエーテル、シクロヘキサノン、エタノール、クロロホルム、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の溶媒等を用いることができる。
【0061】
また、上記平坦化層の材料の塗布は、スピンコーティング法、スプレー法、ブレードコーティング法、ディップ法、ローラーコーター機、ランドコーター機等によるウェットコーティング法を用いることができる。
【0062】
また、材料として、ヘキサメチルジシロキサン、テトラメトキシシラン、オクタテトラメチルシラン、シクロペンタシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、2,2,5,5-テトラメチル-2,5-ジシラ-1-オキサシクロペンタン、[2-(3-シクロヘキセニル)エチル]トリエトキシシラン、[2-(3-シクロヘキセニル)エチル]トリメトキシシラン、(シクロヘキセニロキシ)トリメチルシラン、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、(3-シクロペンタジエニルプロピル)トリエトキシシラン、シクロペンタジエニルトリメチルシラン、シクロペンタメチレンジメチルシラン、(シクロペンテニロキシ)トリメチルシラン、シクロペンチルトリメトキシシラン、シクロテトラメチルジメチルシラン、シクロトリメチレンジメチルシラン等を用いた場合には、蒸着法等のドライコーティング法により形成することも可能である。
【0063】
本実施態様においては、上記平坦化層の膜厚は、0.005μm〜20μmの範囲内であることが好ましい。この際、上記平坦化層がウェットコーティング法により形成される場合には、0.5μm〜20μmの範囲内、中でも1μm〜5μmの範囲内であることが好ましい。また、ドライコーティング法により形成される場合には、0.005μm〜5μmの範囲内、中でも0.01μm〜1μmの範囲内であることが好ましい。これにより、ガスバリア層との密着性を良好なものとすることが可能となるからである。
【0064】
b.ガスバリア層
次に、本実施態様のガスバリア性基板に用いられるガスバリア層について説明する。
【0065】
本実施態様のガスバリア性基板に用いられるガスバリア層は、上記平坦化層上に形成され、かつガスバリア性を有する蒸着膜からなる層である。
【0066】
本実施態様に用いられるガスバリア層は、蒸着法により形成されたものであれば、その材料は特に限定されるものではないが、透明無機酸化膜、透明無機酸化窒化膜、透明無機窒化膜、または金属膜のいずれか1種または2種以上を組み合わせたものであることが好ましい。
【0067】
上記材料の中でも、透明無機酸化膜として、酸化ケイ素膜、酸化窒化ケイ素膜、酸化アルミニウム膜、酸化マグネシウム膜、酸化チタン膜、酸化スズ膜、酸化インジウム合金膜であることが好ましく、また透明無機窒化膜としては、窒化ケイ素膜、窒化アルミニウム膜、窒化チタン膜であることが好ましい。また、透明金属膜としては、アルミニウム膜、銀膜、錫膜、クロム膜、ニッケル膜、チタン膜であることが好ましい。また、上記の中でも、特に上述した平坦化層との密着性が良好であるという面から、酸化ケイ素膜、または酸化窒化ケイ素膜であることが特に好ましい。
【0068】
また、本実施態様においては、ガスバリア性を向上させるために、上記の蒸着膜を複数層積層してもよく、その組み合わせは同種、異種を問わない。
【0069】
本実施態様における上記ガスバリア層の形成は、蒸着法により行なわれるものであれば、特に限定されるものではなく、無機酸化物、無機窒化物、無機酸化窒化物または金属等を加熱して基材上に蒸着させる真空蒸着法、無機酸化物、無機窒化物、無機酸化窒化物、または金属を原料として用い、酸素ガスを導入することにより酸化させて、基材上に蒸着させる酸化反応蒸着法、無機酸化物、無機窒化物、無機酸化窒化物、または金属をターゲット原料として用い、アルゴンガス、酸素ガスを導入して、スパッタリングすることにより基材に蒸着させるスパッタリング法、無機酸化物、無機窒化物、無機酸化窒化物、または金属にプラズマガンで発生させたプラズマビームにより加熱させて、基材上に蒸着させるイオンプレーティング法、また酸化ケイ素の蒸着膜を成膜させる場合は、有機ケイ素化合物を原料とするプラズマCVD法等が挙げられる。
【0070】
本実施態様においては、上述したように、ガスバリア層が酸化ケイ素膜または酸化窒化ケイ素膜であることが好ましく、このような酸化ケイ素の薄膜としては、有機ケイ素化合物を原料として、低温プラズマ化学気相成長法を用いて形成した蒸着膜を使用することができる。この有機ケイ素化合物として、具体的には、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、ビニルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラン、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、ジエチルシラン、プロピルシラン、フェニルシラン、ビニルトリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサン等が挙げられる。本実施態様においては、上記のような有機ケイ素化合物の中でも、テトラメトキシシラン(TMOS)、ヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)を用いることが、取り扱い性や蒸着膜の特性などから特に好ましい。
【0071】
ここで、本実施態様においては、上述したようなガスバリア層の膜厚は、その材料により適宜選択されるものであるが、通常5nm〜5000nmの範囲内であることが好ましく、中でも5nm〜500nmの範囲内であることが好ましい。また、特に上記酸化アルミニウム膜、または酸化ケイ素膜の場合には、10nm〜300nmの範囲内であることが好ましい。上記の膜厚の範囲よりも薄いと、水蒸気や酸素等に対するガスバリア性の低下が見られるからである。また、上記膜厚の範囲よりも厚い場合には、例えば本実施態様のガスバリア性基板を加工する際等に、クラック等が入る可能性があり、これにより水蒸気、酸素ガス等に対するガスバリア性の劣化が見られるからである。
【0072】
c.基材
次に、本実施態様のガスバリア性基板に用いられる基材について説明する。本実施態様に用いられる基材は、基材上に上述した平坦化層が形成可能であれば、特に限定されるものではないが、本発明においては、可視光に対して透明である透明基材であることが好ましい。これにより、本実施態様のガスバリア性基板を、例えばディスプレイ用基板等に用いることも可能となるからである。本実施態様において、このような透明基材として、例えばガラス板や、有機材料で形成されたフィルム状やシート状のもの等を用いることができる。
【0073】
本実施態様における透明基材としてガラス板が用いられる場合には、可視光に対して透過性の高いものであれば、特に限定されるものではなく、例えば未加工のガラス板であってもよく、また加工されたガラス板等であってもよい。このようなガラス板として、アルカリガラスおよび無アルカリガラスのどちらも使用可能であるが、本実施態様のガスバリア性基板において、不純物が問題とされる場合には、例えば、パイレックス(登録商標)ガラス等の無アルカリガラスを用いることが好ましい。また、加工されたガラス板の種類は、本実施態様のガスバリア性基板の用途に応じて適宜選択されるものであり、例えば透明ガラス基板に塗布加工をしたものや、段差加工を施したもの等が挙げられる。
【0074】
このようなガラス板の膜厚は30μm〜2mmの範囲内であることが好ましく、中でもフレキシブル基板として使用する場合には、30μm〜60μmの範囲内であることが好ましく、リジッドな基板として使用する場合には60μm〜2mmの範囲内であることが好ましい。
【0075】
また、本実施態様における透明基材として用いられる有機材料としては、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、結晶化ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、UV硬化型メタクリル樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。
【0076】
ここで、本実施態様においては、ガスバリア性基板が、例えば有機EL素子等に用いられる場合には、耐熱性を有することが好ましく、このような耐熱性を有する有機材料としては、例えばシクロアルキル骨格を有した極性高分子が挙げられる。具体的には、シクロアルキル骨格を有したアクリレ−ト化合物もしくはメタアクリレ−ト化合物およびその誘導体等を挙げることができる。中でも、上述した特開平11−222508号公報に示されるようなシクロアルキル骨格を有した(メタ)アクリレート化合物(本実施態様において、アクリレ−ト化合物もしくはメタアクリレ−ト化合物を意味する。)およびその誘導体を含む樹脂組成のものを挙げることができる。
【0077】
またこの際、耐熱性を有する有機材料においては、室温から150℃の範囲内において、線膨張係数が80ppm以下であり、かつ全光線透過率が85%以上であることが好ましい。上記線膨張係数が上記値を超えると、高温で基板寸法が安定せず、熱膨張および収縮に伴い、バリア性能が劣化する不都合や、あるいは、熱工程に耐えられないという不具合が生じやすくなるからである。
【0078】
ここで本実施態様における線膨張係数とは、幅5mm、長さ20mmのサンプルを用い、長さ方向に一定荷重(2g)をかけ、25〜200℃までの温度範囲を昇温速度で5℃/分で測定される寸法変動量をいうこととする。また、上記全光線透過率は、スガ試験株式会社製全光線透過率装置(COLOUR S&M COMPUTER MODEL SM−C:型番)を用いて測定した値である。
【0079】
本実施態様の透明基材の耐熱性は、130℃以上、中でも200℃以上、特には250℃以上を実現することが好ましい。
【0080】
また、本実施態様の基材は、上述した有機材料と、例えば、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、各種のナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系樹脂、ポリエーテルスルフォン系樹脂等と2種以上併せて用いることができる。
【0081】
本実施態様において、複数層を積層して基材を形成する方法には、例えば上記の各種の樹脂の1種ないしはそれ以上を使用し、押し出し法、キャスト成形法、Tダイ法、切削法、インフレーション法、その他の製膜化法を用いて、上記の各種の樹脂を単独で製膜化する方法、あるいは、2種類以上の各種の樹脂を使用して、多層共押し出し製膜化する方法、さらには2種類以上の樹脂を使用し、製膜化する前に混合して製膜化する方法等により、各層の樹脂のフィルムないしシートを製造し、更に加えて、延伸を要する場合には、例えばテンター方式、あるいはチューブラー方式等を利用して、1軸ないし2軸方向に延伸してなる各種の樹脂のフィルム、ないしシートを使用することができる。また上記の各種樹脂のフィルム、ないしシートを貼り合わせて使用することもできる。
【0082】
また、上記の各種の樹脂の1種ないしそれ以上を使用し、その成膜化に際して例えば、フィルムの加工性、耐熱性、耐候性、機械的性質、寸法安定性、抗酸化性、滑り性、離形性、難燃性、抗カビ性、電気的特性、強度等を改良、改質する目的で種々のプラスチック配合剤や、添加剤を添加することができ、その添加量としては微量から数10%まで、目的に応じて任意に添加できる。上記において、一般的な添加剤としては、滑剤、架橋剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、充填剤、補強剤、帯電防止剤、顔料等を使用することができる。また改良用樹脂等も使用できる。
【0083】
本実施態様においては、上記のような有機材料を用いて基材とする場合には、10μm〜500μmの範囲内、中でも50〜400μmの範囲内、特に100〜300μmの範囲内であることが好ましい。上記範囲内より厚い場合は、本実施態様のガスバリア性基板を加工する際に耐衝撃性が劣ることや、巻き取り時に巻き取りが困難となり、水蒸気や酸素等のガスバリア性の劣化が見られること等があるからである。また、上記範囲内より薄い場合には、機械適性が悪く、水蒸気や酸素等に対するガスバリア性の低下が見られるからである。
【0084】
また、本実施態様においては、上述した耐熱性を有しない材料を基材として用いる場合や、ガラス板を用いる場合等には、その基材上に、耐熱性を有する透明樹脂層を形成することが好ましい。このような耐熱性を有する透明樹脂層としては、室温から150℃までの範囲内における線膨張係数が80ppm以下であり、かつ全光線透過率が85%以上であることが好ましく、これにより、基材に耐熱性を付与することが可能となるからである。
【0085】
このような透明樹脂層としては、上述した耐熱性を有する有機材料であるシクロアルキル骨格を有した極性高分子であることが好ましい。このような材料として、具体的には、極性を有する(メタ)アクリレート化合物またはその誘導体であることが好ましく、例えば、(メタ)アクリル酸メチル単独重合体または、(メタ)アクリル酸メチルと他の共重合可能なビニル基を持つ単量体の混合物を重合して得られる共重合体が挙げられる(本実施態様において(メタ)アクリルとは、アクリルまたはメタアクリルを意味する。)。上記(メタ)アクリル酸メチルと共重合可能な単量体としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、フェニルアクリレート、ベンジルアクリレート、2, 2, 2−トリフルオロエチルアクリレート等のアクリル酸エステル類、エチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、フェニルメタクリレート、2, 2, 2−トリフルオロエチルメタクリレート等のメタクリル酸エステル類、アクリロニトリル、スチレン等のビニル化合物、無水マレイン酸、無水イタコン酸等の酸無水物、シクロヘキシルマレイミド、フェニルマレイミド等のマレイミド化合物等が挙げられる。
【0086】
本実施態様において、上記透明樹脂層は、上記樹脂と、必要に応じて重合開始剤や多官能アクリレートモノマー等の添加剤と混合し、上記透明基材またはガラス基板に塗布後、紫外線照射により硬化させて形成することができる。
【0087】
このような透明樹脂層の膜厚は、5nm〜100μmであることが望ましく、上述した基材の膜厚を1とした場合に、透明樹脂層の膜厚が0.00001〜1の範囲内であることが好ましい。
【0088】
d.ガスバリア性基板
次に、本実施態様のガスバリア性基板について説明する。本実施態様のガスバリア性基板は、上述した基材と、その基材上に形成された平坦化層と、その平坦化層上に形成されたガスバリア層とを有するものであれば、特に限定されるものではない。
【0089】
本実施態様においては、上記ガスバリア性基板における酸素透過率が0.3cc/m/day以下、中でも0.1cc/m/day以下であることが好ましく、水蒸気透過率が0.1g/m/day以下、中でも0.05g/m/day以下、であることが好ましい。本発明のガスバリア性基板の酸素透過率および水蒸気透過率が、上記範囲内であることにより、ガスバリア性の高いものとすることができ、酸素や水蒸気等に弱い部材を有する、例えば有機EL素子等の支持基板等に用いることも可能とすることができるからである。
【0090】
ここで、上記酸素透過率は、測定温度23℃、湿度90%Rhの条件下で、酸素ガス透過率測定装置(MOCON社製、OX−TRAN 2/20:商品名)を用いて測定した値であり、上記水蒸気透過率は、測定温度37.8℃、湿度100%Rhの条件下で、水蒸気透過率測定装置(MOCON社製、PERMATRAN−W 3/31:商品名)を用いて測定した値である。
【0091】
また、本発明においては、上記ガスバリア性基板の表面平均粗さが6nm以下、中でも3nm以下であり、最大高低差が60nm以下、中でも30nm以下であることが好ましい。これにより、本発明のガスバリア性基板上に形成される層に凹凸やピンホール等が形成されることを防止することができ、例えば有機EL素子のディスプレイ用基板等、様々な用途に用いることが可能となるからである。
【0092】
また、本実施態様においては、上述したガスバリア層上にさらに平坦化層およびガスバリア層が、この順で複数層積層されているものであってもよい。本実施態様においては、上記透明基材上に平坦化層およびガスバリア層がこの順で2層から4層の範囲内積層されたものであることが好ましく、中でも2層、すなわち平坦化層上にガスバリア層が積層されたものが最も好ましい。なお、本実施態様のガスバリア性基板の表面に特に平坦性が必要とされる場合には、上記平坦化層が最表面に形成されることが好ましい。
【0093】
また、本実施態様のガスバリア性基板においては、上述した基材の、平坦化層が形成された面と反対側の面に、応力緩和層が形成されていることが好ましい。これにより、上述した基材上に平坦化層やガスバリア層を形成した際に発生する応力を緩和することができ、ガスバリア性基板にそりが発生することを抑えることができるからである。
【0094】
このような応力緩和層としては、応力を緩和することが可能な層であれば、特に限定されるものではないが、本実施態様においては、ガスバリア層と同様の層を形成することが好ましい。これにより、ガスバリア性基板の反対面にガスバリア性を付与することができるため、さらにガスバリア性の高いガスバリア性基板とすることができるからである。また、この際応力緩和層は1層に限定されず、例えば上述したガスバリア層と平坦化層とを積層したもの等であってもよい。
【0095】
2.第2実施態様
次に、本発明のガスバリア性基板における第2実施態様について説明する。本発明のガスバリア性基板における第2実施態様は、基材と、上記基材上に形成された蒸着膜からなるガスバリア層と、上記ガスバリア層上に形成され、かつカルドポリマーを有する平坦化層とを有することを特徴とするものである。
【0096】
本実施態様のガスバリア性基板は、例えば図2に示すように、基材1と、その基材1上に形成されたガスバリア層3と、そのガスバリア層3上に形成された平坦化層2とを有するものである。
【0097】
本実施態様によれば、上記平坦化層に用いられるカルドポリマーはガスバリア層との密着性が高く、ガスバリア層が有するピンホールの充填等することができることから、ガスバリア性の高いガスバリア性基板とすることができるのである。また、ガスバリア性基板表面に上記平坦化層が形成されていることから、平坦な表面を有しており、例えば有機EL素子の有機EL層等を形成した場合にも、均一な層とすることが可能であることから、様々な用途に用いることが可能なガスバリア性基板とすることができるのである。
【0098】
以下、本実施態様のガスバリア性基板の各構成について説明する。なお、本実施態様に用いられるガスバリア層および基材等については、上述した第1実施態様で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【0099】
a.平坦化層
まず、本実施態様に用いられる平坦化層について説明する。本実施態様に用いられる平坦化層は、上記ガスバリア層上に形成される層であり、かつカルドポリマーを有する層である。本実施態様に用いられるカルドポリマーは、通常上記ガスバリア層に用いられる材料と、密着性が良好である。これにより、上記ガスバリア層上に形成した際に、ガスバリア層と密着し、またガスバリア層が有する微細なピンホール等を埋めることができることから、ガスバリア性の高いガスバリア性基板を形成することが可能となるのである。
【0100】
ここで、本実施態様に用いられるカルドポリマーを有する平坦化層については、上述した第1実施態様の平坦化層の項で説明したものと同様であるので、ここでの詳しい説明は省略する。
【0101】
b.ガスバリア性基板
次に、本実施態様のガスバリア性基板について説明する。
【0102】
本実施態様におけるガスバリア性基板は、上述した基材と、その基材上に形成されたガスバリア層と、そのガスバリア層上に形成された平坦化層とを有するものであれば、特に限定されるものではないが、本実施態様においては、上記平坦化層上に上記ガスバリア層がさらに積層されているものであることが好ましい。これにより、本実施態様のガスバリア性基板のガスバリア性を高いものとすることができるからである。また、必要に応じてガスバリア層または平坦化層がさらに積層されているものであってもよく、特にガスバリア性基板の表面に平坦性が必要とされる場合には、ガスバリア性基板の最表面に平坦化層が形成されていることが好ましい。
【0103】
また、本実施態様のガスバリア性基板においては、上記第1実施態様と同様に応力緩和層等が形成されたものであってもよい。
【0104】
ここで、本実施態様のガスバリア性基板の水蒸気透過率や酸素透過率、表面粗さ、最大高低差等については、上述した第1実施態様で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【0105】
B.ディスプレイ用基板
次に、本発明のディスプレイ用基板について説明する。本発明のディスプレイ用基板は、上述したガスバリア性基板上に透明電極層が形成されたものである。
【0106】
本発明によれば、上述したガスバリア性基板を用いることから、ガスバリア性が高く、平坦性の高いディスプレイ用基板とすることができ、電極の劣化や断線等の少ない高品質なディスプレイ用基板とすることができるのである。
【0107】
本発明に用いられる透明電極層としては、可視光に対して透明な電極層であれば、陽極であっても陰極であってもよく、本発明のディスプレイ用基板の用途に応じて適宜選択されるものである。
【0108】
このような陽極として、具体的には、酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)等が好適に用いられる。また、これらの透明電極層は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等のPVD法等により形成することができる。
【0109】
ここで、本発明に用いられる透明電極層の膜厚は50nm〜500nm位の範囲が好ましい。また上記の透明電極層の膜厚よりも薄いと、導電性の低下が見られ、更に上記よりも透明電極層の膜厚が厚い場合には、後加工の工程が進むにつれ、導電膜のクラックなどにより導電性の劣化が見られるので好ましくないからである。
【0110】
C.有機EL素子
次に、本発明の有機EL素子について説明する。本発明の有機EL素子は、上記ディスプレイ用基板の、上記透明電極層上に形成された有機EL層と、その有機EL層上に形成された対向電極とを有するものであれば、特に層構成等は限定されるものではなく、有機EL素子の用途等に応じて適宜選択されるものである。
【0111】
本発明によれば、上述した平坦性が高く、かつガスバリア性の高いガスバリア性基板を用いたディスプレイ用基板上に有機EL層等が形成されることから、有機EL層等を均一に形成することができ、また経時でも酸素や水蒸気等の影響を受けることのない高品質な有機EL素子とすることができるのである。
【0112】
本発明の有機EL素子は、上述したディスプレイ用基板上に形成された透明電極層と、その透明電極層と反対の電極を有し、かつ対向するように形成された対向電極との間に有機EL層が形成されたものである。ここで、本発明でいう有機EL層とは、通常有機EL素子に用いられるものを用いることが可能であり、少なくとも発光層を含む1層もしくは複数層の有機層から形成されるものである。すなわち、有機EL層とは、少なくとも発光層を含む層であり、その層構成が有機層1層以上の層をいう。通常、塗布による湿式法で有機EL層を形成する場合は、溶媒との関係で多数の層を積層することが困難であることから、1層もしくは2層の有機層で形成される場合が多いが、有機材料を工夫したり、真空蒸着法を組み合わせたりすることにより、さらに多数層とすることも可能である。
【0113】
発光層以外に有機EL層内に形成される有機層としては、通常有機EL層に用いられる層を用いることが可能であり、例えば正孔注入層や電子注入層といった電荷注入層を挙げることができる。さらに、その他の有機層としては、発光層に正孔を輸送する正孔輸送層、発光層に電子を輸送する電子輸送層といった電荷輸送層を挙げることができるが、通常これらは上記電荷注入層に電荷輸送の機能を付与することにより、電荷注入層と一体化されて形成される場合が多い。その他、EL層内に形成される有機層としては、キャリアブロック層のような正孔あるいは電子の突き抜けを防止し、再結合効率を高めるための層等を挙げることができる。
【0114】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【0115】
【実施例】
以下、本発明のガスバリア性基板について、実施例を挙げて具体的に説明する。
【0116】
[実施例1]
<基材/透明樹脂層/ガスバリア層/平坦化層からなるガスバリア性基板の製造>
シート状(30cm×21cm)のポリカーボネート樹脂の基材上に、スピンコーティング法にて(メタ)アクリル系樹脂(含脂環式骨格ビス(メタ)アクリレート94重量部と含脂環式骨格モノ(メタ)アクリレート6重量部とからなる樹脂組成物)を1.0μmの膜厚で塗布し、120℃で2分間、ホットプレート上で乾燥させ、その後1J/cm2の露光量でUVを照射し、引き続き160℃で60分間熱風乾燥して、透明樹脂層を形成した。この透明樹脂層が形成された基材は、線膨張係数が63ppm、全光線透過率が89%であった。
【0117】
前記工程で得られた基材をマグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が100nmになるまで成膜を行うことにより、基材上にガスバリア層を形成した。
【0118】
成膜圧力:2.5×10-1Pa
アルゴンガス流量:20sccm
窒素ガス流量:9sccm
周波数:13.56MHz
電力:1.2kW
その後、上記ガスバリア層上に、スピンコーティング法にてカルドポリマーを主剤としたコーティング剤(V−259−EH:新日鐵化学社製)を1.0μmの膜厚で塗布し、120℃、2分間、引き続き160℃、60分間熱風乾燥し、平坦化層を形成した。
【0119】
[実施例2]
<基材/ガスバリア層(イオンプレーティング法)/平坦化層からなるガスバリア性基板の製造>
基材として、シート状(30cm×21cm)の(メタ)アクリル系樹脂(含脂環式骨格ビス(メタ)アクリレート94重量部と含脂環式骨格モノ(メタ)アクリレート6重量部とからなる樹脂組成物)フィルム(線膨張係数60ppm、全光線透過率86%)をイオンプレーティング装置のチャンバー内に配置した。昇華材料には酸化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が100nmになるまで成膜を行うことにより、基材上にガスバリア層を形成した。
【0120】
成膜圧力:1.5×10-1Pa
アルゴンガス流量:12sccm
窒素ガス流量:20sccm
成膜電流値:100A
上記工程で形成されたガスバリア層上に、スピンコーティング法にてフルオレンを主剤としたコーティング剤(V−259−EH:新日鐵化学社製)を1.0μmの膜厚で塗布し、120℃で2分間、引き続き160℃で60分間熱風乾燥することにより、平坦化層を形成した。
【0121】
[実施例3]
<基材/ガスバリア層(CVD法)/平坦化層からなるガスバリア性基板の製造>
基材として、シート状(30cm×21cm)の(メタ)アクリル系樹脂(含脂環式骨格ビス(メタ)アクリレート94重量部と含脂環式骨格モノ(メタ)アクリレート6重量部とからなる樹脂組成物)フィルム(線膨張係数60ppm、全光線透過率86%)をプラズマ化学気相蒸着(CVD)装置内に配置した。原料としてヘキサメチルジシロキサン(HMDSO)を用い、以下の成膜条件で、膜厚が100nmになるまで成膜することにより金属酸化物膜からなるガスバリア層を形成した。
【0122】
成膜圧力:30Pa
ヘキサメチルジシロキサンガス流量:4sccm
酸素ガス流量:12sccm
ヘリウムガス流量:30sccm
周波数:90kHz
電力:150W
上記工程で形成されたガスバリア層上に、スピンコーティング法にて、カルドポリマーを主剤としたコーティング剤(V−259−EH:新日鐵化学社製)を1.0μmの膜厚で塗布し、120℃で2分間、引き続き160℃で60分間熱風乾燥することにより、平坦化層を形成した。
【0123】
[実施例4]
<基材/ガスバリア層(スパッタリング法)/平坦化層からなるガスバリア性基板の製造>
基材として、シート状(30cm×21cm)の(メタ)アクリル系樹脂(含脂環式骨格ビス(メタ)アクリレート94重量部と含脂環式骨格モノ(メタ)アクリレート6重量部とからなる樹脂組成物)フィルム(線膨張係数60ppm、全光線透過率86%)をマグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が100nmになるまで成膜を行うことにより、基材上にガスバリア層を形成した。
【0124】
成膜圧力:2.5×10-1Pa
アルゴンガス流量:20sccm
窒素ガス流量:9sccm
周波数:13.56MHz
電力:1.2kW
上記工程で形成されたガスバリア層上に、スピンコーティング法にて、カルドポリマーを主剤としたコーティング剤(V−259−EH:新日鐵化学社製)を1.0μmの膜厚で塗布し、120℃で2分間、引き続き160℃で60分間熱風乾燥することにより平坦化層を形成した。
[実施例5]
<基材/ガスバリア層/平坦化層/ガスバリア層からなるガスバリア性基板の製造>
前記実施例4にて得られたガスバリア性基板を、マグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が100nmになるまで成膜を行うことにより、さらにガスバリア層を形成した。
【0125】
成膜圧力:2.5×10-1Pa
アルゴンガス流量:20sccm
窒素ガス流量:9sccm
周波数:13.56MHz
電力:1.2kW
[実施例6]
<基材/平坦化層/ガスバリア層からなるガスバリア性基板の製造>
基材として、シート状(30cm×21cm)の(メタ)アクリル系樹脂(含脂環式骨格ビス(メタ)アクリレート94重量部と含脂環式骨格モノ(メタ)アクリレート6重量部とからなる樹脂組成物)フィルム(線膨張係数60ppm、全光線透過率86%)をスピンコーティング法にて、カルドポリマーを主剤としたコーティング剤(V−259−EH:新日鐵化学社製)を1.0μmの膜厚で塗布し、120℃で2分間、引き続き160℃で60分間熱風乾燥することにより平坦化層を形成した。上記の工程により平坦化層が形成された透明基板を、マグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が100nmになるまで成膜を行うことにより、平坦化層上にガスバリア層を形成した。
【0126】
成膜圧力:2.5×10-1Pa
アルゴンガス流量:20sccm
窒素ガス流量:9sccm
周波数:13.56MHz
電力:1.2kW
[実施例7]
<応力緩和層を成膜面と反対側に設けたガスバリア性基板の製造>
基材として、成膜面と反対側(裏面)に応力緩和層として100nmの膜厚の酸化窒化珪素を設けたシート状(30cm×21cm)の(メタ)アクリル系樹脂(含脂環式骨格ビス(メタ)アクリレート94重量部と含脂環式骨格モノ(メタ)アクリレート6重量部とからなる樹脂組成物)フィルム(線膨張係数60ppm、全光線透過率86%)をマグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が100nmになるまで成膜を行うことにより、ガスバリア層を形成した。
【0127】
成膜圧力:2.5×10-1Pa
アルゴンガス流量:20sccm
窒素ガス流量:9sccm
周波数:13.56MHz
電力:1.2kW
次に、(メタ)アクリル系樹脂フィルム基材の成膜面側(表面)をマグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に準備した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が100nmになるまで成膜を行うことにより、ガスバリア層を形成した。
【0128】
成膜圧力:2.5×10-1Pa
アルゴンガス流量:20sccm
窒素ガス流量:9sccm
周波数:13.56MHz
電力:1.2kW
前記工程で形成された、成膜面側(表面)のガスバリア層上に、スピンコーティング法にて、カルドポリマーを主剤としたコーティング剤(V−259−EH:新日鐵化学社製)を1.0μmの膜厚で塗布し、120℃で2分間、引き続き160℃で60分間熱風乾燥し、平坦化層を形成した。
【0129】
更に、平坦化層が形成された基材をマグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が100nmになるまで成膜を行うことにより、ガスバリア層を形成した。
【0130】
成膜圧力:2.5×10-1Pa
アルゴンガス流量:20sccm
窒素ガス流量:9sccm
周波数:13.56MHz
電力:1.2kW
[実施例8]
<ディスプレイ用基板の製造>
基材として、シート状(30cm×21cm)の(メタ)アクリル系樹脂(含脂環式骨格ビス(メタ)アクリレート94重量部と含脂環式骨格モノ(メタ)アクリレート6重量部とからなる樹脂組成物)フィルム(線膨張係数60ppm、全光線透過率86%)をマグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が100nmになるまで成膜を行うことにより、ガスバリア層を形成した。
【0131】
成膜圧力:2.5×10-1Pa
アルゴンガス流量:20sccm
窒素ガス流量:9sccm
周波数:13.56MHz
電力:1.2kW
上記工程で形成されたガスバリア層上に、スピンコーティング法にて、カルドポリマーを主剤としたコーティング剤(V−259−EH:新日鐵化学社製)を1.0μmの膜厚で塗布し、120℃で2分間、引き続き160℃で60分間熱風乾燥することにより平坦化層を形成した。
【0132】
上記工程で得られたガスバリア性基板をマグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が100nmになるまで成膜を行うことにより、ガスバリア層を形成した。
【0133】
成膜圧力:2.5×10-1Pa
アルゴンガス流量:20sccm
窒素ガス流量:9sccm
周波数:13.56MHz
電力:1.2kW
上記工程で得られた積層物をイオンプレーティング装置のチャンバー内に配置した。昇華材料にはインジウム錫酸化物(ITO)を使用し、以下の成膜条件で、インジウム錫酸化物(ITO)の膜厚が150nmになるまで成膜を行うことにより、透明電極層を形成した。
【0134】
成膜圧力:1.5×10-1Pa
アルゴンガス流量:18sccm
酸素ガス流量:28sccm
成膜電流値:60A
[実施例9]
<有機EL素子の製造>
基材として、6インチのガラスをマグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が100nmになるまで成膜を行うことにより、ガスバリア層を形成した。
【0135】
成膜圧力:2.5×10-1Pa
アルゴンガス流量:20sccm
窒素ガス流量:9sccm
周波数:13.56MHz
電力:1.2kW
上記工程で形成されたガスバリア層上に、スピンコーティング法にて、カルドポリマー(V−259−EH:新日鐵化学社製)を1.0μmの膜厚で塗布し、120℃で2分間、引き続き160℃で60分間熱風乾燥することにより平坦化層を形成した。
【0136】
引き続き、前記工程で得られた平坦化層が形成された基板をマグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が100nmになるまで成膜を行うことによりガスバリア層が形成されてなるガスバリア性基板を得た。
【0137】
成膜圧力:2.5×10-1Pa
アルゴンガス流量:20sccm
窒素ガス流量:9sccm
周波数:13.56MHz
電力:1.2kW
前記工程で得られたガスバリア性基板をイオンプレーティング装置のチャンバー内に配置した。昇華性材料にはインジウム錫酸化物(ITO)を使用し、次の成膜条件、
成膜圧力:1.5×10-1Pa
アルゴンガス流量:18sccm
酸素ガス流量:28sccm
成膜電流値:60A
でインジウム錫酸化物の膜厚が150nmになるまで成膜を行うことにより、透明電極層が形成されたディスプレイ用基板を得た。
【0138】
上記のようにして製造したディスプレイ用基板上に、透明電極層/正孔注入層/正孔輸送層/有機発光層/電子注入層/陰極の6層構成となる有機EL発光素子を次のようにして形成した。
【0139】
すなわち、前記工程で得られたインジウム亜鉛酸化物の透明電極層上に、レジスト剤「OFRP−800」(商品名、東京応化社製)を塗布した後、フォトリソグラフ法にてパターニングを行い、幅0.094mm、間隙0.016mm、および膜厚100nmのストライプパターンを形成してなる透明電極層を得た。
【0140】
次いで、該透明電極層を有するディスプレイ用基板を抵抗加熱蒸着装置内に装着し、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子注入層を、真空を破らずに順次全面成膜した。成膜に際して、真空槽内圧を1×10-4Paまで減圧した。正孔注入層として、銅フタロシアニン(CuPc)を膜厚が100nmとなるように積層した。正孔輸送層として、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(α−NPD)を膜厚が20nmとなるように積層した。有機発光層として、4,4’−ビス(2,2’−ジフェニルビニル)ビフェニル(DPVBi)を膜厚が30nmとなるように積層した。電子注入層として、アルミニウムキレート(トリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム錯体、Alq)を膜厚が20nmとなるように積層した。
【0141】
次に、真空を破ることなしに、陽極(透明電極層)のストライプパターンと直交する幅0.30mm、間隔0.03mmのパターンが得られるマスクを用いて、厚さ200nmのMg/Ag(質量比10/1)層からなる陰極を形成した。こうして得られた有機EL発光素子をグローブボックス内乾燥窒素雰囲気下(酸素および水分濃度ともに10ppm以下)において、前記実施例7で作製したガスバリア性基板とUV硬化接着剤を用いて封止して、カラー有機EL素子を得た。
【0142】
得られたカラー有機EL素子について100時間の連続駆動を行った後に、パネル内の単位面積あたりのダークスポット数を計測した。
【0143】
[実施例10]
<有機EL素子の製造>
支持基板として、6インチのガラス上にスピンコーティング法にて(メタ)アクリル系樹脂[含脂環式骨格ビス(メタ)アクリレート94重量部と含脂環式骨格モノ(メタ)アクリレート6重量部とからなる樹脂組成物]を1.0μmの膜厚で塗布し、120℃で2分間ホットプレート上で乾燥させ、その後1J/cm2の露光量でUVを照射し、引き続き160℃で60分間熱風乾燥して、支持基板とした。
【0144】
前記工程で得られた支持基板をマグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が100nmになるまで成膜を行うことによりガスバリア層を形成した。
【0145】
成膜圧力:2.5×10-1Pa
アルゴンガス流量:20sccm
窒素ガス流量:9sccm
周波数:13.56MHz
電力:1.2kW
前記工程で形成されたガスバリア層上に、スピンコーティング法にて、カルドポリマー(V−259−EH:新日鐵化学社製)を1.0μmの膜厚で塗布し、120℃で2分間、引き続き160℃で60分間熱風乾燥することにより平坦化層を形成した。
【0146】
前記工程で得られた平坦化層を有する基板をマグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が100nmになるまで成膜を行うことにより、ガスバリア層を形成した。
【0147】
成膜圧力:2.5×10-1Pa
アルゴンガス流量:20sccm
窒素ガス流量:9sccm
周波数:13.56MHz
電力:1.2kW
その後、上記の基板をイオンプレーティング装置のチャンバー内に配置した。昇華材料にはインジウム錫酸化物(ITO)を使用し、以下の成膜条件で、インジウム錫酸化物(ITO)の膜厚が150nmになるまで成膜を行うことにより透明電極層を形成した。
【0148】
成膜圧力:1.5×10-1Pa
アルゴンガス流量:18sccm
酸素ガス流量:28sccm
成膜電流値:60A
上記のようにして製造した透明電極層を有する基板の上に、以下に示すようにして、さらに正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子注入層、陰極の順に形成することにより、ガラスの支持基板上に、透明電極層/正孔注入層/正孔輸送層/有機発光層/電子注入層/陰極の6層構成となる有機EL発光素子を形成した。
【0149】
即ち、前記工程で得られたインジウム亜鉛酸化物の透明電極層上に、レジスト剤「OFRP−800」(商品名、東京応化社製)を塗布した後、フォトリソグラフ法にてパターニングを行い、幅0.094mm、間隙0.016mm、および膜厚100nmのストライプパターンを形成してなる透明電極層を得た。
【0150】
透明電極層を形成した基板を抵抗加熱蒸着装置内に装着し、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子注入層を、真空を破らずに順次全面成膜した。成膜に際して、真空槽内圧を1×10-4Paまで減圧した。正孔注入層として、銅フタロシアニン(CuPc)を膜厚が100nmとなるように積層した。正孔輸送層として、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(α−NPD)を膜厚が20nmとなるように積層した。有機発光層として、4,4’−ビス(2,2’−ジフェニルビニル)ビフェニル(DPVBi)を膜厚が30nmとなるように積層した。電子注入層として、アルミニウムキレート(トリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム錯体、Alq)を膜厚が20nmとなるように積層した。
【0151】
次に、真空を破ることなしに、陽極(透明電極層)のストライプパターンと直交する幅0.30mm、間隔0.03mmのパターンが得られるマスクを用いて、厚さ200nmのMg/Ag(質量比10/1)層からなる陰極を形成した。こうして得られた有機EL発光素子をグローブボックス内乾燥窒素雰囲気下(酸素および水分濃度ともに10ppm以下)において、実施例7で作製したガスバリア性基板とUV硬化接着剤を用いて封止して、カラー有機EL素子を得た。
【0152】
得られたカラー有機EL素子について100時間の連続駆動を行った後に、パネル内の単位面積あたりのダークスポット数を計測した。
【0153】
[比較例1]
<基材/透明樹脂層/ガスバリア層からなるガスバリア性基板の製造>
前記実施例1のガスバリア性基板の製造において、平坦化層の形成を行わない以外は全て前記実施例1と同様にして比較例1のガスバリア性基板とした。
【0154】
[比較例2]
<基材/透明樹脂層/ガスバリア層からなるガスバリア性基板の製造>
前記実施例2のガスバリア性基板の製造において、平坦化層の形成を行わない以外は全て前記実施例2と同様にして比較例2のガスバリア性基板とした。
【0155】
[比較例3]
<基材/ガスバリア層(CVD法)からなるガスバリア性基板の製造>
前記実施例3のガスバリア性基板の製造において、平坦化層の形成を行わない以外は全て前記実施例3と同様にして比較例3のガスバリア性基板とした。
【0156】
[比較例4]
<基材/ガスバリア層(スパッタリング法)からなるガスバリア性基板の製造>前記実施例4のガスバリア性基板の製造において、平坦化層の形成を行わない以外は全て前記実施例4と同様にして比較例4のガスバリア性基板とした。
【0157】
[比較例5]
<基材/ガスバリア層/ガスバリア層からなるガスバリア性基板の製造>
前記実施例5のガスバリア性基板の製造において、平坦化層の形成を行わない以外は全て前記実施例5と同様にして比較例5のガスバリア性基板とした。即ち、比較例5のガスバリア性基板は、基材上に、酸化窒化珪素のガスバリア層を同じ条件で2層形成してなるガスバリア性基板である。
【0158】
[比較例6]
<応力緩和層を成膜面と反対側に設けたガスバリア性基板の製造>
前記実施例6のガスバリア性基板の製造において、平坦化層の形成を行わない以外は全て前記実施例7と同様にして比較例6のガスバリア性基板とした。即ち、比較例6で得られたガスバリア性基板の層構成は、ガスバリア層からなる応力緩和層/基材/ガスバリア層/ガスバリア層からなる。
【0159】
[比較例7]
<ディスプレイ用基板>
前記実施例7のガスバリア性基板の製造において、平坦化層の形成を行わない以外は全て前記実施例8と同様にして比較例7のガスバリア性基板とした。即ち、比較例7で得られたディスプレイ用基板の層構成は、基材/ガスバリア層/ガスバリア層/透明電極層からなる。
【0160】
[比較例8]
<基材/ガスバリア層/平坦化層からなるガスバリア性基板の製造>
前記実施例8と同様にして、基材上にガスバリア層を形成した。
【0161】
前記工程で得られたガスバリア層上に、スピンコーティング法にて、アミノアルキルジアルコキシシランを主剤としたコーティング剤を1.0μmの膜厚で塗布し、120℃で2分間、引き続き200℃で2 時間熱風乾燥し、平坦化層を形成した。
【0162】
[比較例9]
<有機EL素子の製造>
基材として、6 インチのガラスをマグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が100nmになるまで成膜を行うことにより、ガスバリア層を形成した。
【0163】
成膜圧力:2.5×10-1Pa
アルゴンガス流量:20sccm
窒素ガス流量:3sccm
周波数:13.56MHz
電力:1.2kW
前記工程で得られたガスバリア層が形成された基材をマグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が100nmになるまで成膜を行うことにより、ガスバリア層が形成されてなるガスバリア性基板を得た。
【0164】
成膜圧力:1.5×10-1Pa
アルゴンガス流量:20sccm
窒素ガス流量:9sccm
周波数:13.56MHz
電力:1.2kW
成膜電流値:100A
前記工程で得られたガスバリア性基板上に前記実施例9と同様にして透明電極層を形成することにより、ディスプレイ用基板を得た。
【0165】
前記工程で得られたディスプレイ用基板上に、前記実施例9と同様にして透明電極層/正孔注入層/正孔輸送層/有機発光層/電子注入層/陰極の6層構成となる有機EL発光素子を形成し、さらに陰極を形成し、封止して、カラー有機EL素子を得た。
【0166】
得られたカラー有機EL素子について100時間の連続駆動を行った後に、パネル内の単位面積あたりのダークスポット数を計測した。
【0167】
[比較例10]
<有機EL素子の製造>
透明支持基板を次のようにして調製した。即ち、6 インチのガラス上にスピンコーティング法にて(メタ)アクリル系樹脂フィルムを1.0μmの膜厚で塗布し、120℃で2分間ホットプレート上で乾燥させ、その後1J/cm2 の露光量で紫外線(UV)を照射し、引き続き160℃で60分間熱風乾燥することにより、透明支持基板とした。
【0168】
前記工程で得られた透明支持基板をマグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が100nmになるまで成膜を行うことにより、透明支持基板上にガスバリア層を形成した。
【0169】
成膜圧力:2.5×10-1Pa
アルゴンガス流量:20sccm
窒素ガス流量:9sccm
周波数:13.56MHz
電力:1.2kW
前記工程で得られたガスバリア層が形成された基板をマグネトロンスパッタリング装置のチャンバー内に配置した。ターゲットには窒化珪素を使用し、以下の成膜条件で、酸化窒化珪素の膜厚が100nmになるまで成膜を行うことにより、ガスバリア層が形成されたガスバリア性基板を得た。
【0170】
成膜圧力:2.5×10-1Pa
アルゴンガス流量:20sccm
酸素ガス流量:3sccm
周波数:13.56MHz
電力:1.2kW
前記工程で得られたガスバリア性基板をイオンプレーティング装置のチャンバー内に配置した。昇華材料にはインジウム錫酸化物(ITO)を使用し、以下の成膜条件で、インジウム錫酸化物(ITO)の膜厚が150nmになるまで成膜を行うことにより、透明電極層を形成して、ディスプレイ用基板を得た。
【0171】
成膜圧力:1.5×10-1Pa
アルゴンガス流量:18sccm
酸素ガス流量:28sccm
成膜電流値:60A
上記のようにして製造したディスプレイ用基板上に、透明電極層/正孔注入層/正孔輸送層/有機発光層/電子注入層/陰極の6層構成となる有機EL発光素子を次のようにして形成した。
【0172】
即ち、前記工程で得られたインジウム錫酸化物の透明電極層上に、レジスト剤「OFRP−800」(商品名、東京応化社製)を塗布した後、フォトリソグラフ法にてパターニングを行い、幅0.094mm、間隙0.016mm、および膜厚100nmのストライプパターンを形成してなる透明電極層を得た。
【0173】
透明電極層を形成した基板を抵抗加熱蒸着装置内に装着し、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子注入層を、真空を破らずに順次全面成膜した。成膜に際して、真空槽内圧を1×10-4Paまで減圧した。正孔注入層として、銅フタロシアニン(CuPc)を膜厚が100nmとなるように積層した。正孔輸送層として、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(α−NPD)を膜厚が20nmとなるように積層した。有機発光層として、4,4’−ビス(2,2’−ジフェニルビニル)ビフェニル(DPVBi)を膜厚が30nmとなるように積層した。電子注入層として、アルミニウムキレート(トリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム錯体、Alq)を膜厚が20nmとなるように積層した。
【0174】
次に、真空を破ることなしに、陽極(透明電極層)のストライプパターンと直交する幅0.30mm、間隔0.03mmのパターンが得られるマスクを用いて、厚さ200nmのMg/Ag(質量比10/1)層からなる陰極を形成した。こうして得られた有機EL発光素子をグローブボックス内乾燥窒素雰囲気下(酸素および水分濃度ともに10ppm以下)において、前記実施例7で作製したガスバリア性基板とUV硬化接着剤を用いて封止して、カラー有機EL素子を得た。
【0175】
得られたカラー有機EL素子について100時間の連続駆動を行った後に、パネル内の単位面積あたりのダークスポット数を計測した。
【0176】
[評価方法]
上記の実施例1〜8及び、比較例1〜9で作製した、ガスバリア性基板及び各ディスプレイ用基板について、下記に示す評価項目について試験を行い、そのデータを測定した。
(1)水蒸気透過率の測定
測定温度37.8℃、湿度100%Rhの条件下で、水蒸気透過率測定装置(MOCON社製、PERMATRAN−W 3/31:商品名)を用いて測定した。
(2)酸素透過率の測定
測定温度23℃、湿度90%Rhの条件下で、酸素ガス透過率測定装置(MOCON社製、OX−TRAN 2/20:商品名)を用いて測定した。
(3)表面粗さ(Ra)及び最大高低差(P−V)の測定
スキャン範囲20μm、スキャン速度90sec/frameの条件下で、(Nanopics:商品名、セイコーインスツルメンツ社製)を用いて測定した。
(4)抵抗値の測定
表面電気抵抗率測定装置(ロレスタAP:商品名、三菱油化(株)製)の4探針法を用いて測定した。
(5)線膨張係数の測定
理学電機(株)製 TMA8310(商品名)を使用して25〜200℃での線膨張係数を測定した。
(6)全光線透過率の測定
スガ試験株式会社製全光線透過率装置(COLOUR S&M COMPUTER MODEL SM−C:型番)を使用して全光線透過率を測定した。
【0177】
上記の評価結果(測定結果)を下記の表に示す。
【0178】
【表1】
Figure 0004383077
【0179】
【発明の効果】
本発明によれば、ガスバリア層が上記平坦化層上の平坦化された表面に形成されることから、ガスバリア層を緻密で凹凸やピンホール等のない、ガスバリア性の高い層とすることができる。これにより、本発明のガスバリア性基板を、例えばディスプレイ用基板等に用いて、ダークスポット等のない高品質なディスプレイを形成することが可能となるのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のガスバリア性基板の一例を示す概略断面図である。
【図2】本発明のガスバリア性基板の他の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
1 … 基材
2 … 平坦化層
3 … ガスバリア層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas barrier substrate having high gas barrier properties and flatness, which can be used for a substrate for a display such as an organic electroluminescent (hereinafter sometimes abbreviated as organic EL) element.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a substrate using a glass substrate is known as a support substrate for a display element such as an organic EL display. However, the glass substrate has a drawback that it is heavy, hard and easily broken. In recent years, therefore, plastic substrates have been proposed in order to solve these problems of glass substrates.
[0003]
However, the plastic substrate is light and flexible and difficult to break, but the gas barrier property is poor as compared with the glass substrate, and it is difficult to maintain the performance of the display element for a long time.
[0004]
In addition, when used as a support substrate for a display element, for example, in an organic EL element, the light emitting layer of the organic EL element undergoes light emission deterioration when exposed to moisture or oxygen. In addition, since it is necessary to pass through a process step at a high temperature when forming an organic EL element, the support substrate is also required to have heat resistance. In addition, when the support substrate does not have flatness, a defect occurs in gas barrier properties due to pinholes or protrusions, or the organic EL layer such as a light emitting layer is a thin film. Is not formed uniformly, and it is considered that dark spots occur in the organic EL display. In addition, when the display itself is installed and used for a long time, the support substrate is required to be stable with respect to potential and temperature rise. This is because when the support substrate is unstable with respect to potential or temperature rise, there arises a problem that light emission of the display or light modulation occurs. For this reason, a method for imparting the above-described properties to a plastic substrate has been demanded.
[0005]
Therefore, conventionally, there are the following proposals for imparting a gas barrier property to the resin substrate. For example, in Patent Document 1, an inorganic vapor deposition layer is provided as a first layer on a substrate made of a polymer resin composition, and then one or more alkoxides and / or hydrolysates thereof, or tin chloride is added. A high gas barrier property is expressed by applying a coating agent mainly composed of an aqueous solution containing water or a mixed solution of water / alcohol and laminating a gas barrier film formed by heating and drying as a second layer.
[0006]
In Patent Document 2, an inorganic vapor deposition layer is provided as a first layer on a substrate made of a polymer resin composition, and then one or more alkoxides or hydrolysates thereof, and at least two or more in the molecule. A high gas barrier property is expressed by applying a coating agent mainly composed of a mixed solution with an isocyanate compound having an isocyanate group and laminating a gas barrier film formed by heating and drying as a second layer.
[0007]
Moreover, in patent document 3, heat resistance and mechanical strength, especially impact resistance are included by including the component containing alicyclic hydrocarbon frame | skeleton bis (meth) acrylate, a mercapto compound, and a monofunctional (meth) acrylate. Excellent substrate with SiO 2 The gas barrier property is expressed by providing the inorganic vapor deposition layer made of
[0008]
However, in Patent Document 1 and Patent Document 2, the use is limited to the packaging field of foods, pharmaceuticals, etc., and the gas barrier property and water vapor transmission rate (hereinafter also referred to as WVTR) are 0.1 g / m. 2 / Day, oxygen permeability (hereinafter also referred to as OTR) is 0.3 cc / m 2 / Day · atm, which is insufficient. Moreover, in patent document 3, it has an application field in a display field, especially a liquid crystal display panel, and it has SiO on a base material. 2 Although the gas barrier property is expressed by providing the inorganic vapor deposition layer made of the material, the oxygen permeability is limited to 1 cc, and it cannot be said that it is sufficient as a moisture-proof property to prevent deterioration of the light emitting layer of the organic EL element, for example .
[0009]
Further, the flatness of the surface has not been studied in any of the above patent documents.
[0010]
Furthermore, in recent years, even when a glass substrate is used in a thin film form, an improvement in gas permeability has been demanded as the organic EL display has been improved in definition.
[0011]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-164591
[Patent Document 2]
JP 7-268115 A
[Patent Document 3]
JP-A-11-222508
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, it is desired to provide a gas barrier substrate that has high gas barrier properties and that has no irregularities or pinholes in the gas barrier layer and has good flatness.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a gas barrier substrate comprising a base material, a planarization layer formed on the base material, and a gas barrier layer comprising a vapor deposition film formed on the planarization layer. .
[0014]
According to the present invention, since the gas barrier layer is formed on the flattened surface on the flattened layer, the gas barrier layer can be a dense layer having high gas barrier properties free from unevenness and pinholes. . Moreover, since the planarization layer is formed between the said gas barrier layer and a transparent base material, the adhesiveness of a transparent base material and a gas barrier layer can be made high, and it is set as a gas barrier property board | substrate with high gas barrier property. It can be done. As a result, the gas barrier substrate of the present invention can be used for a display substrate, for example, to form a high-quality display without dark spots.
[0015]
In the present invention, a gas barrier comprising: a base material; a gas barrier layer comprising a vapor deposition film formed on the base material; and a planarizing layer formed on the gas barrier layer and having a cardo polymer. A conductive substrate is provided.
[0016]
According to the present invention, the planarization layer has high adhesion to the gas barrier layer and can be filled with pinholes included in the gas barrier layer, so that a gas barrier substrate having high gas barrier properties can be obtained. In addition, since the planarization layer is formed on the surface of the gas barrier substrate, the gas barrier substrate having a flat surface can be obtained. For example, the gas barrier property that can be used for various applications such as an organic EL element. It can be a substrate.
[0017]
In the said invention, it is preferable that the said gas barrier layer is laminated | stacked on the said planarization layer. This is because the gas barrier property of the gas barrier substrate can be further enhanced.
[0018]
In the present invention, the substrate is made of a heat-resistant transparent resin having a linear expansion coefficient of 80 ppm or less in a range from room temperature to 150 ° C. and a total light transmittance of 85% or more. It may be. As a result, the gas barrier substrate of the present invention can have heat resistance, and can be used for various applications such as a display substrate that requires heat resistance such as an organic EL element. is there.
[0019]
In the present invention, the base material has a heat-resistant transparent resin layer having a linear expansion coefficient of 80 ppm or less and a total light transmittance of 85% or more on the surface in a range from room temperature to 150 ° C. It may have. This is because the transparent resin layer can make the base material heat resistant, and thus the gas barrier substrate of the present invention can be used for various applications.
[0020]
In any of the above-mentioned inventions, it is preferable that the surface average roughness of the planarization layer is 3 nm or less and the maximum height difference is 50 nm. Thereby, the gas barrier layer having high flatness and having no irregularities or pinholes on the gas barrier layer formed on the planarizing layer, the layer formed on the gas barrier substrate of the present invention, etc. Because it can be done.
[0021]
In the present invention, the gas barrier layer is preferably a vapor-deposited film made of a transparent inorganic oxide film, a transparent inorganic oxynitride film, a transparent inorganic nitride film, or a transparent metal film. This is because the gas barrier property of the gas barrier layer can be increased.
[0022]
Furthermore, in the present invention, the oxygen permeability in the gas barrier substrate is 0.3 cc / m. 2 / Day or less, and water vapor transmission rate is 0.1 g / m 2 / Day or less is preferable. Since the oxygen permeability and water vapor permeability of the gas barrier substrate of the present invention are within the above ranges, it becomes possible to use, for example, a support substrate for an organic EL element having a member weak against oxygen, water vapor, or the like. It is.
[0023]
In the present invention, the gas barrier substrate preferably has a surface average roughness of 6 nm or less and a maximum height difference of 60 nm or less. This is because when the surface of the gas barrier substrate has flatness, it can be used for various applications such as a display substrate for an organic EL element.
[0024]
Furthermore, in the said invention, even if the stress relaxation layer which relieve | moderates the stress concerning the said base material is formed in the surface on the opposite side to the surface in which the said gas barrier layer and the said planarization layer in the said base material were formed. Good. This is because stress generated when the gas barrier layer and the planarizing layer are formed can be reduced, and warpage can be prevented from occurring in the gas barrier substrate.
[0025]
In addition, the present invention provides a display substrate, wherein a transparent electrode layer is formed on any of the gas barrier substrates described above.
[0026]
According to the present invention, by using the gas barrier substrate, a display substrate having high gas barrier properties and flatness can be obtained, and the substrate can be used for various applications.
[0027]
The present invention also includes the display substrate, an organic electroluminescent layer having at least a light emitting layer formed on the transparent electrode layer, and a counter electrode formed on the organic electroluminescent layer. An organic electroluminescent device is provided.
[0028]
According to the present invention, by using the display substrate, it is possible to obtain an organic EL element that is not affected by oxygen, water vapor, or the like with time and has no dark spots.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas barrier substrate having high gas barrier properties and high flatness, which can be used for a display substrate, for example, and a display substrate and an organic EL element using the gas barrier substrate.
[0030]
Each will be described separately below.
[0031]
A. Gas barrier substrate
First, the gas barrier substrate of the present invention will be described.
[0032]
There are two embodiments of the gas barrier substrate of the present invention. First, the first embodiment is characterized by having a base material, a flattening layer formed on the base material, and a gas barrier layer made of a vapor deposition film formed on the flattening layer. As a second embodiment, it has a base material, a gas barrier layer made of a vapor deposition film formed on the base material, and a planarization layer formed on the gas barrier layer and having a cardo polymer. It is characterized by.
[0033]
According to the present invention, in any of the aspects, by having the planarization layer, a gas barrier substrate having high gas barrier properties can be obtained, and the surface of the gas barrier substrate of the present invention has planarity. It can be.
[0034]
Hereinafter, each of the above embodiments will be described.
[0035]
1. First embodiment
First, the first embodiment of the gas barrier substrate of the present invention will be described. 1st embodiment in the gas-barrier board | substrate of this invention has a base material, the planarization layer formed on the said base material, and the gas barrier layer which consists of a vapor deposition film formed on the said planarization layer. It is a feature.
[0036]
For example, as shown in FIG. 1, the gas barrier substrate of this embodiment includes a base material 1, a planarization layer 2 formed on the base material 1, and a gas barrier layer 3 formed on the planarization layer 2. It has.
[0037]
In this embodiment, since the gas barrier layer is formed on the planarization layer, the gas barrier layer can form a dense and flat gas barrier layer without being affected by the unevenness or protrusions of the substrate. It can be done. Thereby, the gas barrier property of the gas barrier layer can be made high, and also when the gas barrier substrate of this embodiment is used for a display substrate, for example, dark spots formed by pinholes in the gas barrier layer It is possible to achieve a high quality with no equality.
[0038]
Furthermore, since the gas barrier substrate surface has high flatness, even when a thin film such as a light emitting layer of an organic EL element is formed on the gas barrier substrate, the layer can be formed uniformly. Therefore, the gas barrier substrate can be used for various applications.
[0039]
Hereinafter, each configuration of the gas barrier substrate of this embodiment will be described separately.
[0040]
a. Planarization layer
First, the planarization layer used for the gas barrier substrate of this embodiment will be described. The planarization layer used for the gas barrier substrate of this embodiment is a layer formed between a base material and a gas barrier layer, which will be described later, and is a layer having planarity.
[0041]
As the flatness of the planarizing layer used in this embodiment, the surface average roughness (Ra) is preferably 3 nm or less, particularly preferably 1 nm or less, and the maximum height difference (P-V) is 50 nm or less, particularly 10 nm. The following is preferable. This is because when the surface roughness and the maximum height difference are within the above ranges, when a gas barrier layer to be described later is formed on the planarizing layer, it can be formed densely and flatly.
[0042]
Here, the surface roughness and the maximum height difference are values measured with an atomic microscope (Nanopics: trade name, manufactured by Seiko Instruments Inc.) under the conditions of a scanning range of 20 μm and a scanning speed of 90 sec / frame.
[0043]
In the present embodiment, the material of the flattening layer is not particularly limited as long as it has a flatness as described above, but in the present embodiment, it is preferable to use an organic substance. Thereby, it is easy to form a layer having flatness as described above, and a flattened layer having good adhesion to a substrate and a gas barrier layer described later can be obtained.
[0044]
Moreover, it is preferable that the planarization layer used for this embodiment has a cardo polymer among the above. As a result, the adhesion between the planarization layer and the gas barrier layer can be made better, and the gas barrier property can be more densely formed, so that the gas barrier property of the gas barrier layer can be made higher. It is.
[0045]
Examples of such cardo polymers include an epoxy resin derived from a bisphenol compound having a fluorene skeleton and epichlorohydrin, an epoxy (meth) acrylate derived from this epoxy resin and (meth) acrylic acid, and further An epoxy (meth) acrylate acid adduct derived from an epoxy (meth) acrylate and an acid anhydride can be used.
[0046]
Here, the cardo polymer used in this embodiment preferably contains a resin having a fluorene skeleton derived from a bisphenol compound represented by the following general formula (1).
[0047]
[Chemical 1]
Figure 0004383077
[0048]
(R 1 And R 2 Are a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogen atom, which may be the same as or different from each other. )
Specific examples of the bisphenol compound represented by the general formula (1) include 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene and 9,9-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl). ) Fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3-chlorophenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3-bromophenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3-fluorophenyl) ) Fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3-methoxyphenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3) , 5-dichlorophenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3,5-dibromophenyl) fluorene, etc., and these can be used alone or in combination of two or more Can also be used together.
[0049]
In this embodiment, the cardo polymer is derived from an epoxy (meth) acrylate resin obtained by reacting an epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule with an unsaturated monocarboxylic acid and a polybasic acid anhydride. It is preferable that it is an epoxy (meth) acrylate acid adduct.
[0050]
Specific examples of the epoxy resin used for forming such an epoxy (meth) acrylate acid adduct include bis (4-hydroxyphenyl) ketone, bis (4-hydroxyphenyl) sulfone, and 2,2-bis (4 -Hydroxyphenyl) propane, bis (4-hydroxyphenyl) ether, bis (4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene, bis (4-hydroxyphenyl) dimethylsilane, 4 , 4'-biphenol, tetramethyl-4,4'-biphenol and other bisphenols, phenol novolac, cresol novolac, naphthol or naphthalenediol and polyfunctional phenols such as condensation compounds of 1,4-bisxylenol, Some or all of these aromatic ring hydrogens are halogen atoms or alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms. Those having two or more epoxy groups substituted polyfunctional phenols per molecule obtained by reacting with epichlorohydrin. This epoxy resin can be converted into an epoxy (meth) acrylate resin by reacting an acrylic acid equivalent to the epoxy resin with an acrylic acid such as acrylic acid or methacrylic acid by a known method. Can be made an addition product of an epoxy (meth) acrylate resin and a polybasic acid anhydride by reacting with a polybasic acid anhydride.
[0051]
Specific examples of polybasic acid anhydrides used in the formation of such addition products include methyltetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, methylhymic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride. Acids, cycloaliphatic anhydrides such as methylcyclohexene dicarboxylic acid anhydride, phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, benzophenone tetracarboxylic dianhydride, ethylene glycol bistrimellitic anhydride, glycerol tris And aromatic acid anhydrides such as trimellitate anhydride and biphenyltetracarboxylic dianhydride, and halogen acid anhydrides such as het anhydride and tetrabromophthalic anhydride. Further, the epoxy resin, acrylate, and acid anhydride may be one kind or a mixture of two or more kinds.
[0052]
Among the epoxy (meth) acrylate acid adducts thus obtained, this embodiment can be found in JP-A-60-152091, JP-A-6-1938 and JP-A-846311. Thus, it is preferable that a resin having a weight average molecular weight of 1000 or more having a carboxyl group and a photopolymerizable unsaturated group in the same molecule is contained in the planarization layer. Specifically, the acid adducts of Nippon Steel Chemical Co., Ltd., V259M and V301M, which are acid adducts of epoxy acrylate having a fluorene skeleton, and the cresol novolak type epoxy acrylate acid adducts of Nippon Kayaku Co., Ltd. can be mentioned.
[0053]
As the epoxy acrylate having the fluorene skeleton, an epoxy acrylate obtained by reacting an epoxy resin obtained from 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene with acrylic acid is preferably used.
[0054]
In this embodiment, the resin for forming the planarization layer may be a thermosetting resin, an ultraviolet curable resin, or a thermal ultraviolet curable resin. Here, when the resin is a thermal ultraviolet curable resin, the average molecular weight is preferably 3000 or more from the viewpoint that the softening point can be 45 ° C. or higher.
[0055]
The composition of the planarizing layer is not particularly limited as long as it has planarity as described above. In this embodiment, for example, a resin having the cardo polymer, a polyfunctional acrylate monomer, A photopolymerization initiator or a thermal polymerization initiator, an epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule, and various additives as necessary are mixed and applied onto the color conversion layer, and UV or heat It can be formed by curing by, for example. When the resin is an ultraviolet curable resin, a photopolymerization initiator is used, and when the resin is a thermosetting resin, a thermal polymerization initiator is used.
[0056]
Here, as the polyfunctional acrylate used in this embodiment, specifically, addition polymerization having a boiling point of 100 ° C. or higher at normal pressure and having at least two ethylenically unsaturated groups in one molecule. That is, an ionic compound. Examples of such materials include those obtained by combining a polyhydric alcohol and an α, β-unsaturated carboxylic acid, such as diethylene glycol (meth) acrylate (meaning diacrylate or dimethacrylate, hereinafter the same), tri Ethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, 13-propanediol (meta ) Acrylate, 13-butanediol (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, etc. Acrylate and equivalent polyfunctional methacrylate, 2,2-bis (4-acryloxydiethoxyphenyl) propane, 2,2-bis (4-methacryloxypentaethoxyphenyl) propane, 2,2-bis (4-methacryloxy) Polyethoxyphenyl) propane mixture (trade name: BEP-500 manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) and other compounds, and α, β-unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid are added to glycyl group-containing compounds. For example, trimethylolpropane triglycidyl ether tri (meth) acrylate, bisphenol A diglycidyl ether di (meth) acrylate, acrylic acid adduct of diglycidyl ether having a fluorene ring [trade name, manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd. : ASF400] and the like, and unsaturated amides such as methylenebisacrylamide, 1,6-hexamethylenebisacrylic Examples thereof include amides and vinyl esters such as divinyl succinate, divinyl adipate, divinyl phthalate, divinyl terephthalate, and divinylbenzene-1,3-disulfonate.
[0057]
In addition, as the photopolymerization initiator used in the present embodiment, known ones may be used alone or in combination of several kinds, for example, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino -Propan-1-one (commercial product Irgacure 907 manufactured by Ciba Specialty Chemicals), 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) butanone-1 (commercial product Irgacure 369 manufactured by Ciba Specialty Chemicals), Bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide (trade name CGI819 manufactured by Ciba Specialty Chemicals), 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide (Lucirin TPO manufactured by BASF), 2,4-trichloromethyl- (Piprolonyl) -6-triazine (commercially available product, trade name: Triazine PP, manufactured by Nippon Sebel Hegner) can be used.
[0058]
In addition, as the thermal polymerization initiator used in this embodiment, it is possible to generate a radical upon heating and form a cured film by polymerizing the above-described resin having a cardo polymer and the unsaturated group of the polyfunctional acrylate monomer. In this case, a known one can be used, but the 10-hour half-life temperature is preferably from 80 ° C. to the curing temperature, more preferably from 100 ° C. to the curing temperature.
[0059]
Further, as the epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule, an epoxy compound having a hydrolyzable chlorine content of less than 1000 ppm is preferable. For example, Tetramethyldiphenyl type epoxy resin manufactured by Yuka Shell Co., Ltd. YX4000, Cresol novolac type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin of Nippon Kayaku EOCN series (EOCN1020, 4400, 102S, 103S, 104S etc.), liquid trifunctional epoxy resin ZX-1542 made by Tohto Kasei Co., Ltd. And a polyfunctional epoxy compound in which a glycidyl group is introduced into a secondary hydroxyl group in the epoxy compound. In such an epoxy resin, the epoxy group reacts with the carboxyl group in the resin component containing the cardo polymer described above by heating or the like, and is crosslinked in addition to the unsaturated group of the resin containing the cardo polymer and the polyfunctional acrylate. It forms the structure.
[0060]
In this embodiment, various additives such as antioxidants, ultraviolet absorbers, and plasticizers, and solvents such as diethylene glycol dimethyl ether, cyclohexanone, ethanol, chloroform, tetrahydrofuran, and dioxane are used as necessary. it can.
[0061]
The material for the planarizing layer can be applied by a wet coating method using a spin coating method, a spray method, a blade coating method, a dip method, a roller coater, a land coater, or the like.
[0062]
Materials include hexamethyldisiloxane, tetramethoxysilane, octatetramethylsilane, cyclopentasiloxane, decamethylcyclopentasiloxane, 2,2,5,5-tetramethyl-2,5-disila-1-oxacyclo. Pentane, [2- (3-cyclohexenyl) ethyl] triethoxysilane, [2- (3-cyclohexenyl) ethyl] trimethoxysilane, (cyclohexenyloxy) trimethylsilane, cyclohexylethyldimethoxysilane, cyclohexylmethyldimethoxysilane, Cyclohexyltrimethoxysilane, (3-cyclopentadienylpropyl) triethoxysilane, cyclopentadienyltrimethylsilane, cyclopentamethylenedimethylsilane, (cyclopentenyloxy) trimethylsilane, cyclopentyltrimethoxysilane, cyclotetramethyl Le dimethylsilane, when using cyclotrimethylene dimethylsilane, etc., can be formed by a dry coating method evaporation method.
[0063]
In the present embodiment, the thickness of the planarizing layer is preferably in the range of 0.005 μm to 20 μm. Under the present circumstances, when the said planarization layer is formed by the wet coating method, it is preferable to exist in the range of 0.5 micrometer-20 micrometers, especially in the range of 1 micrometer-5 micrometers. Moreover, when formed by the dry coating method, it is preferable that it exists in the range of 0.005 micrometer-5 micrometers, especially 0.01 micrometer-1 micrometer. This is because it becomes possible to improve the adhesion with the gas barrier layer.
[0064]
b. Gas barrier layer
Next, the gas barrier layer used for the gas barrier substrate of this embodiment will be described.
[0065]
The gas barrier layer used for the gas barrier substrate of the present embodiment is a layer formed of a vapor deposition film formed on the planarizing layer and having gas barrier properties.
[0066]
The material of the gas barrier layer used in this embodiment is not particularly limited as long as it is formed by a vapor deposition method, but is not limited to a transparent inorganic oxide film, a transparent inorganic oxynitride film, a transparent inorganic nitride film, or It is preferable that any one or two or more metal films are combined.
[0067]
Among the above materials, the transparent inorganic oxide film is preferably a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, an aluminum oxide film, a magnesium oxide film, a titanium oxide film, a tin oxide film, or an indium oxide alloy film. The film is preferably a silicon nitride film, an aluminum nitride film, or a titanium nitride film. The transparent metal film is preferably an aluminum film, a silver film, a tin film, a chromium film, a nickel film, or a titanium film. Among these, a silicon oxide film or a silicon oxynitride film is particularly preferable from the viewpoint of particularly good adhesion to the above-described planarization layer.
[0068]
Moreover, in this embodiment, in order to improve gas-barrier property, you may laminate | stack two or more layers of said vapor deposition film, The combination does not ask | require the same kind or a different kind.
[0069]
The formation of the gas barrier layer in the present embodiment is not particularly limited as long as it is performed by a vapor deposition method. The substrate is formed by heating an inorganic oxide, an inorganic nitride, an inorganic oxynitride, a metal, or the like. A vacuum deposition method for vapor deposition on the surface, an oxidation reaction deposition method in which an inorganic oxide, an inorganic nitride, an inorganic oxynitride, or a metal is used as a raw material, is oxidized by introducing oxygen gas, and is deposited on a substrate; Sputtering method using inorganic oxide, inorganic nitride, inorganic oxynitride, or metal as a target raw material, introducing argon gas or oxygen gas, and depositing on the substrate by sputtering, inorganic oxide, inorganic nitride An ion plating method in which an inorganic oxynitride or metal is heated by a plasma beam generated by a plasma gun and deposited on a substrate. Case of forming a deposited film of silicon oxide, plasma CVD method using an organic silicon compound as a raw material can be cited.
[0070]
In the present embodiment, as described above, the gas barrier layer is preferably a silicon oxide film or a silicon oxynitride film. As such a silicon oxide thin film, an organic silicon compound is used as a raw material, and a low-temperature plasma chemical vapor phase is used. A vapor deposition film formed using a growth method can be used. Specific examples of the organosilicon compound include 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, hexamethyldisiloxane, vinyltrimethylsilane, hexamethyldisilane, methylsilane, dimethylsilane, trimethylsilane, diethylsilane, and propylsilane. , Phenylsilane, vinyltriethoxysilane, tetramethoxysilane, phenyltriethoxysilane, methyltriethoxysilane, octamethylcyclotetrasiloxane and the like. In the present embodiment, among the above-described organosilicon compounds, it is particularly preferable to use tetramethoxysilane (TMOS) or hexamethyldisiloxane (HMDSO) from the viewpoints of handleability and vapor deposition film characteristics.
[0071]
Here, in this embodiment, the film thickness of the gas barrier layer as described above is appropriately selected depending on the material, but is usually preferably in the range of 5 nm to 5000 nm, and more preferably in the range of 5 nm to 500 nm. It is preferable to be within the range. In particular, in the case of the aluminum oxide film or the silicon oxide film, the thickness is preferably in the range of 10 nm to 300 nm. This is because if the thickness is smaller than the above range, the gas barrier property against water vapor, oxygen and the like is lowered. Further, when the thickness is larger than the above range, for example, when the gas barrier substrate of this embodiment is processed, cracks or the like may occur, thereby deteriorating the gas barrier property against water vapor, oxygen gas, etc. Because it is seen.
[0072]
c. Base material
Next, the base material used for the gas barrier substrate of this embodiment will be described. The substrate used in this embodiment is not particularly limited as long as the above-described planarization layer can be formed on the substrate, but in the present invention, a transparent group that is transparent to visible light. A material is preferred. This is because the gas barrier substrate of this embodiment can be used for a display substrate, for example. In this embodiment, as such a transparent substrate, for example, a glass plate, a film or sheet formed of an organic material, or the like can be used.
[0073]
When a glass plate is used as the transparent substrate in the present embodiment, it is not particularly limited as long as it has high transparency to visible light. For example, an unprocessed glass plate may be used. Moreover, the processed glass plate etc. may be sufficient. As such a glass plate, both alkali glass and non-alkali glass can be used. In the gas barrier substrate of the present embodiment, when impurities are a problem, for example, Pyrex (registered trademark) glass or the like. It is preferable to use non-alkali glass. In addition, the type of the processed glass plate is appropriately selected according to the use of the gas barrier substrate of the present embodiment. For example, the processed glass plate is coated on a transparent glass substrate, or is subjected to a step process. Is mentioned.
[0074]
The film thickness of such a glass plate is preferably in the range of 30 μm to 2 mm, especially when used as a flexible substrate, preferably in the range of 30 μm to 60 μm, and used as a rigid substrate. Is preferably in the range of 60 μm to 2 mm.
[0075]
Further, as the organic material used as the transparent substrate in the present embodiment, polyarylate resin, polycarbonate resin, crystallized polyethylene terephthalate resin, polyethylene terephthalate resin, polyethylene naphthalate resin, UV curable methacrylic resin, polyether sulfone resin, Examples include polyether ether ketone resins, polyether imide resins, polyphenylene sulfide resins, and polyimide resins.
[0076]
Here, in this embodiment, when the gas barrier substrate is used in, for example, an organic EL element, it is preferable to have heat resistance, and examples of such an organic material having heat resistance include a cycloalkyl skeleton. The polar polymer having Specific examples include acrylate compounds or methacrylate compounds having a cycloalkyl skeleton and derivatives thereof. Among them, a (meth) acrylate compound having a cycloalkyl skeleton as shown in the above-mentioned JP-A-11-222508 (meaning an acrylate compound or a methacrylate compound in this embodiment) and a derivative thereof. The thing of the resin composition containing this can be mentioned.
[0077]
In this case, the organic material having heat resistance preferably has a linear expansion coefficient of 80 ppm or less and a total light transmittance of 85% or more within a range from room temperature to 150 ° C. If the linear expansion coefficient exceeds the above value, the substrate dimensions are not stable at high temperatures, and it is likely to cause inconvenience that the barrier performance deteriorates due to thermal expansion and contraction, or that the thermal process cannot withstand. It is.
[0078]
Here, the linear expansion coefficient in this embodiment means that a sample having a width of 5 mm and a length of 20 mm is used, a constant load (2 g) is applied in the length direction, and the temperature range from 25 to 200 ° C. is 5 ° C. at a rate of temperature increase. The amount of dimensional variation measured per minute. Moreover, the said total light transmittance is the value measured using the Suga Test Co., Ltd. total light transmittance apparatus (COLOUR S & M COMPUTER MODEL SM-C: model number).
[0079]
The heat resistance of the transparent substrate of this embodiment is preferably 130 ° C. or higher, particularly 200 ° C. or higher, particularly 250 ° C. or higher.
[0080]
In addition, the base material of the present embodiment includes the above-described organic material, for example, cyclic polyolefin resin, polystyrene resin, acrylonitrile-styrene copolymer (AS resin), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin). Poly (meth) acrylic resins, polycarbonate resins, polyester resins such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyamide resins such as various nylons, polyurethane resins, fluorine resins, acetal resins, cellulose resins, Two or more types can be used in combination with polyether sulfone resin.
[0081]
In the present embodiment, the method for forming a substrate by laminating a plurality of layers uses, for example, one or more of the above-mentioned various resins, an extrusion method, a cast molding method, a T-die method, a cutting method, A method of forming the above-mentioned various resins alone using an inflation method or other film-forming methods, or a method of forming a multilayer co-extrusion film using two or more types of resins, Furthermore, by using two or more types of resins, by manufacturing the film or sheet of the resin of each layer by a method of forming a film by mixing before forming into a film, and in addition, when stretching is required, For example, various resin films or sheets that are stretched in a uniaxial or biaxial direction using a tenter system or a tubular system can be used. In addition, the above-mentioned various resin films or sheets can be used together.
[0082]
In addition, when one or more of the above-mentioned various resins are used and the film is formed, for example, film processability, heat resistance, weather resistance, mechanical properties, dimensional stability, antioxidant properties, slipperiness, Various plastic compounding agents and additives can be added for the purpose of improving and modifying mold releasability, flame retardancy, antifungal properties, electrical properties, strength, etc. Up to 10% can be optionally added depending on the purpose. In the above, as a general additive, a lubricant, a crosslinking agent, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a filler, a reinforcing agent, an antistatic agent, a pigment, and the like can be used. Further, an improving resin or the like can also be used.
[0083]
In this embodiment, when using the organic material as described above as a base material, it is preferably in the range of 10 μm to 500 μm, more preferably in the range of 50 to 400 μm, and particularly preferably in the range of 100 to 300 μm. . If it is thicker than the above range, impact resistance will be inferior when processing the gas barrier substrate of this embodiment, or winding will be difficult during winding, and deterioration of gas barrier properties such as water vapor and oxygen will be seen. Because there is. Further, when the thickness is less than the above range, the mechanical suitability is poor, and the gas barrier property against water vapor, oxygen and the like is lowered.
[0084]
Moreover, in this embodiment, when using the material which does not have heat resistance mentioned above as a base material, when using a glass plate, etc., the transparent resin layer which has heat resistance is formed on the base material. Is preferred. The transparent resin layer having such heat resistance preferably has a linear expansion coefficient of 80 ppm or less in a range from room temperature to 150 ° C. and a total light transmittance of 85% or more. This is because heat resistance can be imparted to the material.
[0085]
Such a transparent resin layer is preferably a polar polymer having a cycloalkyl skeleton, which is an organic material having heat resistance as described above. Specifically, such a material is preferably a polar (meth) acrylate compound or a derivative thereof, for example, methyl (meth) acrylate homopolymer or methyl (meth) acrylate and other Examples include a copolymer obtained by polymerizing a mixture of monomers having a copolymerizable vinyl group (in this embodiment, (meth) acryl means acryl or methacryl). Examples of the monomer copolymerizable with methyl (meth) acrylate include methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, isopropyl acrylate, butyl acrylate, cyclohexyl acrylate, phenyl acrylate, benzyl acrylate, 2, 2, 2-trifluoro. Acrylic esters such as ethyl acrylate, ethyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, phenyl methacrylate, methacrylates such as 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, vinyl compounds such as acrylonitrile and styrene, maleic anhydride, itaconic anhydride And maleimide compounds such as cyclohexylmaleimide and phenylmaleimide.
[0086]
In this embodiment, the transparent resin layer is mixed with the resin and additives such as a polymerization initiator and a polyfunctional acrylate monomer, if necessary, and cured by ultraviolet irradiation after coating on the transparent substrate or glass substrate. Can be formed.
[0087]
The film thickness of such a transparent resin layer is desirably 5 nm to 100 μm, and the film thickness of the transparent resin layer is within a range of 0.00001 to 1 when the film thickness of the substrate described above is 1. Preferably there is.
[0088]
d. Gas barrier substrate
Next, the gas barrier substrate of this embodiment will be described. The gas barrier substrate of the present embodiment is particularly limited as long as it has the above-described base material, a planarization layer formed on the base material, and a gas barrier layer formed on the planarization layer. It is not something.
[0089]
In this embodiment, the oxygen permeability in the gas barrier substrate is 0.3 cc / m. 2 / Day or less, especially 0.1 cc / m 2 / Day or less, and the water vapor transmission rate is 0.1 g / m. 2 / Day or less, especially 0.05 g / m 2 / Day or less. When the oxygen permeability and water vapor permeability of the gas barrier substrate of the present invention are within the above ranges, the gas barrier property can be made high, for example, an organic EL element having a member weak against oxygen, water vapor, or the like. This is because it can be used for a support substrate of the above.
[0090]
Here, the oxygen permeability is a value measured using an oxygen gas permeability measuring device (manufactured by MOCON, OX-TRAN 2/20: trade name) under the conditions of a measurement temperature of 23 ° C. and a humidity of 90% Rh. The water vapor transmission rate was measured using a water vapor transmission rate measurement device (manufactured by MOCON, PERMATRAN-W 3/31: trade name) under the conditions of a measurement temperature of 37.8 ° C. and a humidity of 100% Rh. Value.
[0091]
In the present invention, the gas barrier substrate preferably has an average surface roughness of 6 nm or less, particularly 3 nm or less, and a maximum height difference of 60 nm or less, particularly 30 nm or less. Thereby, it is possible to prevent the formation of irregularities and pinholes in the layer formed on the gas barrier substrate of the present invention, and it can be used for various applications such as a display substrate for organic EL elements. This is because it becomes possible.
[0092]
In the present embodiment, a plurality of planarization layers and gas barrier layers may be further laminated in this order on the above-described gas barrier layer. In the present embodiment, it is preferable that the planarizing layer and the gas barrier layer are laminated in this order within the range of 2 to 4 layers on the transparent substrate, and above all, on the 2 layers, that is, the planarizing layer. Most preferred is a laminate of gas barrier layers. In addition, when especially flatness is required for the surface of the gas-barrier substrate of this embodiment, it is preferable that the said planarization layer is formed in the outermost surface.
[0093]
In the gas barrier substrate of this embodiment, it is preferable that a stress relaxation layer is formed on the surface of the above-described base material opposite to the surface on which the planarization layer is formed. This is because stress generated when the planarization layer and the gas barrier layer are formed on the above-described base material can be relieved, and the occurrence of warpage in the gas barrier substrate can be suppressed.
[0094]
Such a stress relaxation layer is not particularly limited as long as it can relieve stress, but in the present embodiment, it is preferable to form a layer similar to the gas barrier layer. This is because the gas barrier property can be imparted to the opposite surface of the gas barrier substrate, so that the gas barrier substrate having a higher gas barrier property can be obtained. In this case, the stress relaxation layer is not limited to a single layer, and may be, for example, a laminate of the above-described gas barrier layer and planarization layer.
[0095]
2. Second embodiment
Next, a second embodiment of the gas barrier substrate of the present invention will be described. A second embodiment of the gas barrier substrate of the present invention includes: a base material; a gas barrier layer comprising a vapor deposition film formed on the base material; and a planarization layer formed on the gas barrier layer and having a cardo polymer. It is characterized by having.
[0096]
For example, as shown in FIG. 2, the gas barrier substrate of this embodiment includes a base material 1, a gas barrier layer 3 formed on the base material 1, and a planarization layer 2 formed on the gas barrier layer 3. It is what has.
[0097]
According to this embodiment, the cardo polymer used for the planarization layer has high adhesion to the gas barrier layer and can be filled with pinholes possessed by the gas barrier layer, so that a gas barrier substrate with high gas barrier properties is obtained. It can be done. In addition, since the planarization layer is formed on the surface of the gas barrier substrate, it has a flat surface. For example, even when an organic EL layer or the like of an organic EL element is formed, the layer should be a uniform layer. Therefore, a gas barrier substrate that can be used for various applications can be obtained.
[0098]
Hereinafter, each structure of the gas-barrier board | substrate of this embodiment is demonstrated. Note that the gas barrier layer, the base material, and the like used in this embodiment are the same as those described in the first embodiment described above, and thus description thereof is omitted here.
[0099]
a. Planarization layer
First, the planarization layer used in this embodiment will be described. The planarization layer used in this embodiment is a layer formed on the gas barrier layer and a layer having a cardo polymer. The cardo polymer used in this embodiment has good adhesion with the materials usually used for the gas barrier layer. Thereby, when formed on the gas barrier layer, it is possible to form a gas barrier substrate having a high gas barrier property because it can be in close contact with the gas barrier layer and fill a fine pinhole or the like of the gas barrier layer. It becomes.
[0100]
Here, the planarization layer having a cardo polymer used in the present embodiment is the same as that described in the section of the planarization layer of the first embodiment described above, and thus detailed description thereof is omitted here.
[0101]
b. Gas barrier substrate
Next, the gas barrier substrate of this embodiment will be described.
[0102]
The gas barrier substrate in the present embodiment is particularly limited as long as it has the above-described base material, a gas barrier layer formed on the base material, and a planarization layer formed on the gas barrier layer. Although not intended, in this embodiment, it is preferable that the gas barrier layer is further laminated on the planarizing layer. This is because the gas barrier property of the gas barrier substrate of this embodiment can be made high. Further, if necessary, a gas barrier layer or a planarizing layer may be further laminated. In particular, when flatness is required on the surface of the gas barrier substrate, it is formed on the outermost surface of the gas barrier substrate. A planarizing layer is preferably formed.
[0103]
In the gas barrier substrate of this embodiment, a stress relaxation layer or the like may be formed as in the first embodiment.
[0104]
Here, since the water vapor transmission rate, oxygen transmission rate, surface roughness, maximum height difference, etc. of the gas barrier substrate of this embodiment are the same as those described in the first embodiment, the description here. Is omitted.
[0105]
B. Display substrate
Next, the display substrate of the present invention will be described. The display substrate of the present invention is obtained by forming a transparent electrode layer on the above-described gas barrier substrate.
[0106]
According to the present invention, since the above-described gas barrier substrate is used, a display substrate with high gas barrier properties and high flatness can be obtained, and a high-quality display substrate with little electrode deterioration or disconnection can be obtained. It can be done.
[0107]
The transparent electrode layer used in the present invention may be an anode or a cathode as long as it is an electrode layer transparent to visible light, and is appropriately selected depending on the use of the display substrate of the present invention. Is.
[0108]
Specifically, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO) or the like is preferably used as such an anode. These transparent electrode layers can be formed by a PVD method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, or an ion plating method.
[0109]
Here, the film thickness of the transparent electrode layer used in the present invention is preferably in the range of about 50 nm to 500 nm. Also, if the thickness of the transparent electrode layer is smaller than the above, a decrease in conductivity is observed, and if the thickness of the transparent electrode layer is thicker than the above, the cracks in the conductive film will progress as the post-processing step proceeds. This is because the conductivity is deteriorated due to the above.
[0110]
C. Organic EL device
Next, the organic EL element of the present invention will be described. The organic EL element of the present invention is particularly a layer structure as long as it has an organic EL layer formed on the transparent electrode layer and a counter electrode formed on the organic EL layer of the display substrate. Etc. are not limited and are suitably selected according to the use etc. of an organic EL element.
[0111]
According to the present invention, since the organic EL layer or the like is formed on the display substrate using the above-described gas barrier substrate having high flatness and high gas barrier properties, the organic EL layer and the like can be uniformly formed. In addition, a high-quality organic EL element that is not affected by oxygen, water vapor, or the like over time can be obtained.
[0112]
The organic EL element of the present invention has an organic layer between a transparent electrode layer formed on the above-described display substrate and a counter electrode formed so as to be opposed to the transparent electrode layer. An EL layer is formed. Here, the organic EL layer referred to in the present invention can be one normally used for an organic EL element, and is formed from one or a plurality of organic layers including at least a light emitting layer. That is, the organic EL layer is a layer including at least a light emitting layer, and the layer configuration is a layer having one or more organic layers. Usually, when an organic EL layer is formed by a wet method by coating, it is often difficult to stack a large number of layers in relation to a solvent, so that it is often formed of one or two organic layers. However, it is possible to further increase the number of layers by devising organic materials or combining vacuum deposition methods.
[0113]
As the organic layer formed in the organic EL layer other than the light emitting layer, a layer usually used for the organic EL layer can be used, and examples thereof include a charge injection layer such as a hole injection layer and an electron injection layer. it can. Furthermore, examples of the other organic layers include a charge transport layer such as a hole transport layer that transports holes to the light-emitting layer and an electron transport layer that transports electrons to the light-emitting layer. In many cases, it is formed integrally with the charge injection layer by imparting a charge transporting function. In addition, examples of the organic layer formed in the EL layer include a layer for preventing the penetration of holes or electrons, such as a carrier block layer, and improving the recombination efficiency.
[0114]
The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
[0115]
【Example】
Hereinafter, the gas barrier substrate of the present invention will be specifically described with reference to examples.
[0116]
[Example 1]
<Manufacture of gas barrier substrate comprising substrate / transparent resin layer / gas barrier layer / flattening layer>
On a sheet-like (30 cm × 21 cm) polycarbonate resin substrate, 94 parts by weight of (meth) acrylic resin (aliphatic cyclic skeleton bis (meth) acrylate and alicyclic cyclic skeleton mono (meta) are formed by spin coating. ) A resin composition comprising 6 parts by weight of acrylate) was applied in a film thickness of 1.0 μm, dried on a hot plate at 120 ° C. for 2 minutes, and then 1 J / cm 2 Was irradiated with UV at an exposure amount of, followed by hot-air drying at 160 ° C. for 60 minutes to form a transparent resin layer. The base material on which this transparent resin layer was formed had a linear expansion coefficient of 63 ppm and a total light transmittance of 89%.
[0117]
The base material obtained in the above step was placed in a chamber of a magnetron sputtering apparatus. Silicon nitride was used as a target, and a gas barrier layer was formed on the substrate by performing film formation under the following film formation conditions until the film thickness of silicon oxynitride reached 100 nm.
[0118]
Deposition pressure: 2.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Nitrogen gas flow rate: 9sccm
Frequency: 13.56MHz
Electric power: 1.2kW
Thereafter, a coating agent (V-259-EH: manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) containing a cardo polymer as a main ingredient was applied to the gas barrier layer by a spin coating method at a film thickness of 1.0 μm, 120 ° C., 2 Then, it was dried with hot air at 160 ° C. for 60 minutes to form a flattened layer.
[0119]
[Example 2]
<Manufacture of gas barrier substrate comprising substrate / gas barrier layer (ion plating method) / flattening layer>
As a base material, a sheet-like (30 cm × 21 cm) (meth) acrylic resin (a resin comprising 94 parts by weight of an alicyclic skeleton bis (meth) acrylate and 6 parts by weight of an alicyclic skeleton mono (meth) acrylate) Composition) A film (linear expansion coefficient 60 ppm, total light transmittance 86%) was placed in a chamber of an ion plating apparatus. Silicon oxide was used as the sublimation material, and the gas barrier layer was formed on the substrate by performing film formation under the following film formation conditions until the film thickness of silicon oxynitride reached 100 nm.
[0120]
Deposition pressure: 1.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 12sccm
Nitrogen gas flow rate: 20sccm
Deposition current value: 100A
On the gas barrier layer formed in the above process, a coating agent (V-259-EH: manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) containing fluorene as a main component is applied at a film thickness of 1.0 μm by a spin coating method at 120 ° C. For 2 minutes, followed by hot-air drying at 160 ° C. for 60 minutes to form a planarization layer.
[0121]
[Example 3]
<Manufacture of gas barrier substrate comprising base material / gas barrier layer (CVD method) / flattening layer>
As a base material, a sheet-like (30 cm × 21 cm) (meth) acrylic resin (a resin comprising 94 parts by weight of an alicyclic skeleton bis (meth) acrylate and 6 parts by weight of an alicyclic skeleton mono (meth) acrylate) Composition) A film (linear expansion coefficient 60 ppm, total light transmittance 86%) was placed in a plasma enhanced chemical vapor deposition (CVD) apparatus. Using hexamethyldisiloxane (HMDSO) as a raw material, a gas barrier layer made of a metal oxide film was formed by forming the film until the film thickness reached 100 nm under the following film formation conditions.
[0122]
Deposition pressure: 30 Pa
Hexamethyldisiloxane gas flow rate: 4sccm
Oxygen gas flow rate: 12sccm
Helium gas flow rate: 30sccm
Frequency: 90kHz
Power: 150W
On the gas barrier layer formed in the above step, a coating agent (V-259-EH: manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) having a cardo polymer as a main ingredient is applied at a film thickness of 1.0 μm by spin coating. A planarized layer was formed by drying with hot air at 120 ° C. for 2 minutes and subsequently at 160 ° C. for 60 minutes.
[0123]
[Example 4]
<Manufacture of gas barrier substrate comprising base material / gas barrier layer (sputtering method) / flattening layer>
As a base material, a sheet-like (30 cm × 21 cm) (meth) acrylic resin (a resin comprising 94 parts by weight of an alicyclic skeleton bis (meth) acrylate and 6 parts by weight of an alicyclic skeleton mono (meth) acrylate) Composition) A film (linear expansion coefficient 60 ppm, total light transmittance 86%) was placed in a chamber of a magnetron sputtering apparatus. Silicon nitride was used as a target, and a gas barrier layer was formed on the substrate by performing film formation under the following film formation conditions until the film thickness of silicon oxynitride reached 100 nm.
[0124]
Deposition pressure: 2.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Nitrogen gas flow rate: 9sccm
Frequency: 13.56MHz
Electric power: 1.2kW
On the gas barrier layer formed in the above process, a coating agent (V-259-EH: manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) containing a cardo polymer as a main ingredient is applied with a film thickness of 1.0 μm by spin coating. A flattened layer was formed by drying with hot air at 120 ° C. for 2 minutes and subsequently at 160 ° C. for 60 minutes.
[Example 5]
<Manufacture of gas barrier substrate comprising base material / gas barrier layer / planarization layer / gas barrier layer>
The gas barrier substrate obtained in Example 4 was placed in the chamber of a magnetron sputtering apparatus. Silicon nitride was used as a target, and a gas barrier layer was further formed by performing film formation under the following film formation conditions until the film thickness of silicon oxynitride reached 100 nm.
[0125]
Deposition pressure: 2.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Nitrogen gas flow rate: 9sccm
Frequency: 13.56MHz
Electric power: 1.2kW
[Example 6]
<Manufacture of gas barrier substrate comprising base material / flattening layer / gas barrier layer>
As a substrate, a sheet-like (30 cm × 21 cm) (meth) acrylic resin (a resin comprising 94 parts by weight of an alicyclic skeleton bis (meth) acrylate and 6 parts by weight of an alicyclic skeleton mono (meth) acrylate) Composition) A film (V-259-EH: manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) containing 1.0 μm of a film (linear expansion coefficient 60 ppm, total light transmittance 86%) by spin coating and a cardo polymer as a main ingredient. The film was coated at a film thickness of 120 ° C. for 2 minutes, followed by hot air drying at 160 ° C. for 60 minutes to form a planarization layer. The transparent substrate on which the planarization layer was formed by the above process was placed in the chamber of the magnetron sputtering apparatus. Silicon nitride was used as a target, and a gas barrier layer was formed on the planarization layer by performing film formation under the following film formation conditions until the film thickness of silicon oxynitride reached 100 nm.
[0126]
Deposition pressure: 2.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Nitrogen gas flow rate: 9sccm
Frequency: 13.56MHz
Electric power: 1.2kW
[Example 7]
<Manufacture of Gas Barrier Substrate with Stress Relaxation Layer Provided on the Side Opposite to the Deposition Surface>
As a base material, a sheet-like (30 cm × 21 cm) (meth) acrylic resin (aliphatic cyclic skeleton screw) provided with a silicon oxynitride film having a thickness of 100 nm as a stress relaxation layer on the side opposite to the film formation surface (back surface) A resin composition comprising 94 parts by weight of (meth) acrylate and 6 parts by weight of an alicyclic cyclic skeleton mono (meth) acrylate) film (linear expansion coefficient 60 ppm, total light transmittance 86%) is placed in the chamber of the magnetron sputtering apparatus. Arranged. Silicon nitride was used as a target, and a gas barrier layer was formed by performing film formation under the following film formation conditions until the film thickness of silicon oxynitride reached 100 nm.
[0127]
Deposition pressure: 2.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Nitrogen gas flow rate: 9sccm
Frequency: 13.56MHz
Electric power: 1.2kW
Next, the film formation surface side (surface) of the (meth) acrylic resin film substrate was prepared in the chamber of the magnetron sputtering apparatus. Silicon nitride was used as a target, and a gas barrier layer was formed by performing film formation under the following film formation conditions until the film thickness of silicon oxynitride reached 100 nm.
[0128]
Deposition pressure: 2.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Nitrogen gas flow rate: 9sccm
Frequency: 13.56MHz
Electric power: 1.2kW
A coating agent (V-259-EH: manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) containing a cardo polymer as a main ingredient is formed by spin coating on the gas barrier layer on the film formation surface (surface) formed in the above step. The film was applied to a thickness of 0.0 μm and dried with hot air at 120 ° C. for 2 minutes and then at 160 ° C. for 60 minutes to form a flattened layer.
[0129]
Furthermore, the base material on which the planarizing layer was formed was placed in the chamber of a magnetron sputtering apparatus. Silicon nitride was used as a target, and a gas barrier layer was formed by performing film formation under the following film formation conditions until the film thickness of silicon oxynitride reached 100 nm.
[0130]
Deposition pressure: 2.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Nitrogen gas flow rate: 9sccm
Frequency: 13.56MHz
Electric power: 1.2kW
[Example 8]
<Manufacture of display substrates>
As a base material, a sheet-like (30 cm × 21 cm) (meth) acrylic resin (a resin comprising 94 parts by weight of an alicyclic skeleton bis (meth) acrylate and 6 parts by weight of an alicyclic skeleton mono (meth) acrylate) Composition) A film (linear expansion coefficient 60 ppm, total light transmittance 86%) was placed in a chamber of a magnetron sputtering apparatus. Silicon nitride was used as a target, and a gas barrier layer was formed by performing film formation under the following film formation conditions until the film thickness of silicon oxynitride reached 100 nm.
[0131]
Deposition pressure: 2.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Nitrogen gas flow rate: 9sccm
Frequency: 13.56MHz
Electric power: 1.2kW
On the gas barrier layer formed in the above process, a coating agent (V-259-EH: manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) containing a cardo polymer as a main ingredient is applied with a film thickness of 1.0 μm by spin coating. A flattened layer was formed by drying with hot air at 120 ° C. for 2 minutes and subsequently at 160 ° C. for 60 minutes.
[0132]
The gas barrier substrate obtained in the above process was placed in a chamber of a magnetron sputtering apparatus. Silicon nitride was used as a target, and a gas barrier layer was formed by performing film formation under the following film formation conditions until the film thickness of silicon oxynitride reached 100 nm.
[0133]
Deposition pressure: 2.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Nitrogen gas flow rate: 9sccm
Frequency: 13.56MHz
Electric power: 1.2kW
The laminate obtained in the above step was placed in a chamber of an ion plating apparatus. Indium tin oxide (ITO) was used as the sublimation material, and the transparent electrode layer was formed by performing film formation under the following film formation conditions until the film thickness of indium tin oxide (ITO) reached 150 nm. .
[0134]
Deposition pressure: 1.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 18sccm
Oxygen gas flow rate: 28sccm
Deposition current value: 60A
[Example 9]
<Manufacture of organic EL elements>
As a substrate, 6-inch glass was placed in a chamber of a magnetron sputtering apparatus. Silicon nitride was used as a target, and a gas barrier layer was formed by performing film formation under the following film formation conditions until the film thickness of silicon oxynitride reached 100 nm.
[0135]
Deposition pressure: 2.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Nitrogen gas flow rate: 9sccm
Frequency: 13.56MHz
Electric power: 1.2kW
On the gas barrier layer formed in the above step, a cardo polymer (V-259-EH: manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) is applied with a film thickness of 1.0 μm by spin coating method, and at 120 ° C. for 2 minutes. Subsequently, a flattened layer was formed by drying with hot air at 160 ° C. for 60 minutes.
[0136]
Subsequently, the substrate on which the planarized layer obtained in the above step was formed was placed in a chamber of a magnetron sputtering apparatus. Silicon nitride was used as a target, and a gas barrier substrate in which a gas barrier layer was formed was obtained by performing film formation until the film thickness of silicon oxynitride reached 100 nm under the following film formation conditions.
[0137]
Deposition pressure: 2.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Nitrogen gas flow rate: 9sccm
Frequency: 13.56MHz
Electric power: 1.2kW
The gas barrier substrate obtained in the above step was placed in a chamber of an ion plating apparatus. Indium tin oxide (ITO) is used for the sublimable material, and the following film formation conditions:
Deposition pressure: 1.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 18sccm
Oxygen gas flow rate: 28sccm
Deposition current value: 60A
The display substrate on which the transparent electrode layer was formed was obtained by performing film formation until the film thickness of indium tin oxide reached 150 nm.
[0138]
On the display substrate manufactured as described above, an organic EL light emitting device having a six-layer structure of transparent electrode layer / hole injection layer / hole transport layer / organic light emitting layer / electron injection layer / cathode is as follows. Formed.
[0139]
That is, after applying a resist agent “OFRP-800” (trade name, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) on the transparent electrode layer of indium zinc oxide obtained in the above step, patterning is performed by a photolithographic method. A transparent electrode layer formed by forming a stripe pattern having a thickness of 0.094 mm, a gap of 0.016 mm, and a film thickness of 100 nm was obtained.
[0140]
Next, the display substrate having the transparent electrode layer was mounted in a resistance heating vapor deposition apparatus, and a hole injection layer, a hole transport layer, an organic light emitting layer, and an electron injection layer were sequentially formed on the entire surface without breaking the vacuum. . During film formation, the internal pressure of the vacuum chamber is 1 × 10 -Four The pressure was reduced to Pa. As the hole injection layer, copper phthalocyanine (CuPc) was laminated so as to have a film thickness of 100 nm. As the hole transport layer, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (α-NPD) was stacked so as to have a film thickness of 20 nm. As the organic light emitting layer, 4,4′-bis (2,2′-diphenylvinyl) biphenyl (DPVBi) was laminated so as to have a film thickness of 30 nm. As the electron injection layer, aluminum chelate (tris (8-hydroxyquinoline) aluminum complex, Alq) was laminated so as to have a film thickness of 20 nm.
[0141]
Next, using a mask that can obtain a pattern with a width of 0.30 mm and an interval of 0.03 mm perpendicular to the stripe pattern of the anode (transparent electrode layer) without breaking the vacuum, a 200 nm thick Mg / Ag (mass) A cathode composed of 10/1 ratio layers was formed. The organic EL light-emitting device thus obtained was sealed with a gas barrier substrate prepared in Example 7 and a UV curable adhesive in a dry nitrogen atmosphere inside the glove box (both oxygen and moisture concentrations were 10 ppm or less), A color organic EL device was obtained.
[0142]
The obtained color organic EL device was continuously driven for 100 hours, and then the number of dark spots per unit area in the panel was measured.
[0143]
[Example 10]
<Manufacture of organic EL elements>
As a support substrate, a (meth) acrylic resin [94 parts by weight of an alicyclic skeleton bis (meth) acrylate and 6 parts by weight of an alicyclic skeleton mono (meth) acrylate and a 6-inch glass by spin coating] A resin composition comprising: 1.0 μm in thickness, dried on a hot plate at 120 ° C. for 2 minutes, and then 1 J / cm 2 The substrate was irradiated with UV at an exposure amount of 60 ° C. and then dried with hot air at 160 ° C. for 60 minutes to obtain a support substrate.
[0144]
The support substrate obtained in the above step was placed in a chamber of a magnetron sputtering apparatus. Silicon nitride was used as a target, and the gas barrier layer was formed by performing film formation under the following film formation conditions until the film thickness of silicon oxynitride reached 100 nm.
[0145]
Deposition pressure: 2.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Nitrogen gas flow rate: 9sccm
Frequency: 13.56MHz
Electric power: 1.2kW
On the gas barrier layer formed in the above step, a cardo polymer (V-259-EH: manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) is applied with a film thickness of 1.0 μm by spin coating, and at 120 ° C. for 2 minutes. Subsequently, a flattened layer was formed by drying with hot air at 160 ° C. for 60 minutes.
[0146]
The substrate having the planarization layer obtained in the above step was placed in a chamber of a magnetron sputtering apparatus. Silicon nitride was used as a target, and a gas barrier layer was formed by performing film formation under the following film formation conditions until the film thickness of silicon oxynitride reached 100 nm.
[0147]
Deposition pressure: 2.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Nitrogen gas flow rate: 9sccm
Frequency: 13.56MHz
Electric power: 1.2kW
Thereafter, the substrate was placed in a chamber of an ion plating apparatus. Indium tin oxide (ITO) was used as the sublimation material, and the transparent electrode layer was formed by film formation under the following film formation conditions until the film thickness of indium tin oxide (ITO) reached 150 nm.
[0148]
Deposition pressure: 1.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 18sccm
Oxygen gas flow rate: 28sccm
Deposition current value: 60A
By further forming a hole injection layer, a hole transport layer, an organic light emitting layer, an electron injection layer, and a cathode on the substrate having the transparent electrode layer produced as described above in the following manner. On a glass support substrate, an organic EL light emitting device having a 6-layer structure of transparent electrode layer / hole injection layer / hole transport layer / organic light emitting layer / electron injection layer / cathode was formed.
[0149]
That is, after applying a resist agent “OFRP-800” (trade name, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) on the transparent electrode layer of indium zinc oxide obtained in the above step, patterning is performed by a photolithographic method. A transparent electrode layer formed by forming a stripe pattern having a thickness of 0.094 mm, a gap of 0.016 mm, and a film thickness of 100 nm was obtained.
[0150]
The substrate on which the transparent electrode layer was formed was mounted in a resistance heating vapor deposition apparatus, and a hole injection layer, a hole transport layer, an organic light emitting layer, and an electron injection layer were sequentially formed on the entire surface without breaking the vacuum. During film formation, the internal pressure of the vacuum chamber is 1 × 10 -Four The pressure was reduced to Pa. As the hole injection layer, copper phthalocyanine (CuPc) was laminated so as to have a film thickness of 100 nm. As the hole transport layer, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (α-NPD) was stacked so as to have a film thickness of 20 nm. As the organic light emitting layer, 4,4′-bis (2,2′-diphenylvinyl) biphenyl (DPVBi) was laminated so as to have a film thickness of 30 nm. As the electron injection layer, aluminum chelate (tris (8-hydroxyquinoline) aluminum complex, Alq) was laminated so as to have a film thickness of 20 nm.
[0151]
Next, using a mask that can obtain a pattern with a width of 0.30 mm and an interval of 0.03 mm orthogonal to the stripe pattern of the anode (transparent electrode layer) without breaking the vacuum, a 200 nm thick Mg / Ag (mass) A cathode composed of 10/1 ratio layers was formed. The organic EL light-emitting device thus obtained was sealed with a gas barrier substrate prepared in Example 7 and a UV curable adhesive in a glove box in a dry nitrogen atmosphere (both oxygen and moisture concentrations were 10 ppm or less), An organic EL device was obtained.
[0152]
The obtained color organic EL device was continuously driven for 100 hours, and then the number of dark spots per unit area in the panel was measured.
[0153]
[Comparative Example 1]
<Manufacture of gas barrier substrate comprising base material / transparent resin layer / gas barrier layer>
In the production of the gas barrier substrate of Example 1, the gas barrier substrate of Comparative Example 1 was used in the same manner as in Example 1 except that no planarization layer was formed.
[0154]
[Comparative Example 2]
<Manufacture of gas barrier substrate comprising base material / transparent resin layer / gas barrier layer>
In the production of the gas barrier substrate of Example 2, a gas barrier substrate of Comparative Example 2 was obtained in the same manner as in Example 2 except that no planarization layer was formed.
[0155]
[Comparative Example 3]
<Manufacture of gas barrier substrate comprising base material / gas barrier layer (CVD method)>
In the production of the gas barrier substrate of Example 3, a gas barrier substrate of Comparative Example 3 was obtained in the same manner as in Example 3 except that no planarization layer was formed.
[0156]
[Comparative Example 4]
<Manufacture of Gas Barrier Substrate Consisting of Base Material / Gas Barrier Layer (Sputtering Method)> In the manufacture of the gas barrier substrate of Example 4, the same comparison was made as in Example 4 except that no planarization layer was formed. The gas barrier substrate of Example 4 was obtained.
[0157]
[Comparative Example 5]
<Manufacture of gas barrier substrate comprising base material / gas barrier layer / gas barrier layer>
In the manufacture of the gas barrier substrate of Example 5, a gas barrier substrate of Comparative Example 5 was obtained in the same manner as in Example 5 except that no planarization layer was formed. That is, the gas barrier substrate of Comparative Example 5 is a gas barrier substrate formed by forming two layers of silicon oxynitride gas barrier layers on the base material under the same conditions.
[0158]
[Comparative Example 6]
<Manufacture of Gas Barrier Substrate with Stress Relaxation Layer Provided on the Side Opposite to the Deposition Surface>
In the manufacture of the gas barrier substrate of Example 6, the gas barrier substrate of Comparative Example 6 was obtained in the same manner as in Example 7 except that no planarization layer was formed. That is, the layer structure of the gas barrier substrate obtained in Comparative Example 6 is composed of a stress relaxation layer comprising a gas barrier layer / a base material / a gas barrier layer / a gas barrier layer.
[0159]
[Comparative Example 7]
<Display substrate>
In the production of the gas barrier substrate of Example 7, a gas barrier substrate of Comparative Example 7 was obtained in the same manner as in Example 8 except that no planarization layer was formed. That is, the layer structure of the display substrate obtained in Comparative Example 7 is composed of base material / gas barrier layer / gas barrier layer / transparent electrode layer.
[0160]
[Comparative Example 8]
<Manufacture of gas barrier substrate comprising base material / gas barrier layer / flattening layer>
In the same manner as in Example 8, a gas barrier layer was formed on the substrate.
[0161]
On the gas barrier layer obtained in the above step, a coating agent mainly composed of aminoalkyl dialkoxysilane is applied in a thickness of 1.0 μm by spin coating, and the coating is applied at 120 ° C. for 2 minutes and subsequently at 200 ° C. for 2 minutes. The flattened layer was formed by drying with hot air for a period of time.
[0162]
[Comparative Example 9]
<Manufacture of organic EL elements>
As a substrate, 6-inch glass was placed in the chamber of a magnetron sputtering apparatus. Silicon nitride was used as a target, and a gas barrier layer was formed by performing film formation under the following film formation conditions until the film thickness of silicon oxynitride reached 100 nm.
[0163]
Deposition pressure: 2.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Nitrogen gas flow rate: 3sccm
Frequency: 13.56MHz
Electric power: 1.2kW
The base material on which the gas barrier layer obtained in the above step was formed was placed in the chamber of a magnetron sputtering apparatus. Silicon nitride was used as a target and film formation was performed under the following film formation conditions until the film thickness of silicon oxynitride reached 100 nm, thereby obtaining a gas barrier substrate on which a gas barrier layer was formed.
[0164]
Deposition pressure: 1.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Nitrogen gas flow rate: 9sccm
Frequency: 13.56MHz
Electric power: 1.2kW
Deposition current value: 100A
A transparent electrode layer was formed on the gas barrier substrate obtained in the above step in the same manner as in Example 9 to obtain a display substrate.
[0165]
On the display substrate obtained in the above step, an organic material having a six-layer structure of transparent electrode layer / hole injection layer / hole transport layer / organic light emitting layer / electron injection layer / cathode is formed in the same manner as in Example 9. An EL light emitting element was formed, a cathode was further formed and sealed to obtain a color organic EL element.
[0166]
The obtained color organic EL device was continuously driven for 100 hours, and then the number of dark spots per unit area in the panel was measured.
[0167]
[Comparative Example 10]
<Manufacture of organic EL elements>
A transparent support substrate was prepared as follows. That is, a (meth) acrylic resin film is applied to a 6-inch glass by spin coating to a thickness of 1.0 μm, dried on a hot plate at 120 ° C. for 2 minutes, and then 1 J / cm. 2 The substrate was irradiated with ultraviolet rays (UV) at an exposure amount of 1, followed by drying with hot air at 160 ° C. for 60 minutes to obtain a transparent support substrate.
[0168]
The transparent support substrate obtained in the above step was placed in a chamber of a magnetron sputtering apparatus. Silicon nitride was used as a target, and a gas barrier layer was formed on the transparent support substrate by performing film formation under the following film formation conditions until the film thickness of silicon oxynitride reached 100 nm.
[0169]
Deposition pressure: 2.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Nitrogen gas flow rate: 9sccm
Frequency: 13.56MHz
Electric power: 1.2kW
The substrate on which the gas barrier layer obtained in the above step was formed was placed in a chamber of a magnetron sputtering apparatus. Silicon nitride was used as a target and film formation was performed under the following film formation conditions until the film thickness of silicon oxynitride reached 100 nm, thereby obtaining a gas barrier substrate on which a gas barrier layer was formed.
[0170]
Deposition pressure: 2.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 20 sccm
Oxygen gas flow rate: 3 sccm
Frequency: 13.56MHz
Electric power: 1.2kW
The gas barrier substrate obtained in the above step was placed in a chamber of an ion plating apparatus. Indium tin oxide (ITO) is used as the sublimation material, and the transparent electrode layer is formed by performing film formation under the following film formation conditions until the film thickness of indium tin oxide (ITO) reaches 150 nm. Thus, a display substrate was obtained.
[0171]
Deposition pressure: 1.5 × 10 -1 Pa
Argon gas flow rate: 18sccm
Oxygen gas flow rate: 28sccm
Deposition current value: 60A
On the display substrate manufactured as described above, an organic EL light emitting device having a six-layer structure of transparent electrode layer / hole injection layer / hole transport layer / organic light emitting layer / electron injection layer / cathode is as follows. Formed.
[0172]
That is, after applying a resist agent “OFRP-800” (trade name, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) on the transparent electrode layer of indium tin oxide obtained in the above step, patterning is performed by a photolithographic method. A transparent electrode layer formed by forming a stripe pattern having a thickness of 0.094 mm, a gap of 0.016 mm, and a film thickness of 100 nm was obtained.
[0173]
The substrate on which the transparent electrode layer was formed was mounted in a resistance heating vapor deposition apparatus, and a hole injection layer, a hole transport layer, an organic light emitting layer, and an electron injection layer were sequentially formed on the entire surface without breaking the vacuum. During film formation, the internal pressure of the vacuum chamber is 1 × 10 -Four The pressure was reduced to Pa. As the hole injection layer, copper phthalocyanine (CuPc) was laminated so as to have a film thickness of 100 nm. As the hole transport layer, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (α-NPD) was stacked so as to have a film thickness of 20 nm. As the organic light emitting layer, 4,4′-bis (2,2′-diphenylvinyl) biphenyl (DPVBi) was laminated so as to have a film thickness of 30 nm. As the electron injection layer, aluminum chelate (tris (8-hydroxyquinoline) aluminum complex, Alq) was laminated so as to have a film thickness of 20 nm.
[0174]
Next, using a mask that can obtain a pattern with a width of 0.30 mm and an interval of 0.03 mm perpendicular to the stripe pattern of the anode (transparent electrode layer) without breaking the vacuum, a 200 nm thick Mg / Ag (mass) A cathode composed of 10/1 ratio layers was formed. The organic EL light-emitting device thus obtained was sealed with a gas barrier substrate prepared in Example 7 and a UV curable adhesive in a dry nitrogen atmosphere inside the glove box (both oxygen and moisture concentrations were 10 ppm or less), A color organic EL device was obtained.
[0175]
The obtained color organic EL device was continuously driven for 100 hours, and then the number of dark spots per unit area in the panel was measured.
[0176]
[Evaluation methods]
About the gas-barrier board | substrate produced in said Examples 1-8 and Comparative Examples 1-9 and each display substrate, it tested about the evaluation item shown below and measured the data.
(1) Measurement of water vapor transmission rate
It measured using the water-vapor-permeation rate measuring apparatus (the product made by MOCON, PERMATRAN-W 3/31: brand name) on the conditions of measurement temperature 37.8 degreeC and humidity 100% Rh.
(2) Measurement of oxygen permeability
The measurement was performed using an oxygen gas permeability measuring device (manufactured by MOCON, OX-TRAN 2/20: trade name) under the conditions of a measurement temperature of 23 ° C. and a humidity of 90% Rh.
(3) Measurement of surface roughness (Ra) and maximum height difference (P-V)
Measurement was performed using (Nanopics: trade name, manufactured by Seiko Instruments Inc.) under the conditions of a scan range of 20 μm and a scan speed of 90 sec / frame.
(4) Measurement of resistance value
It measured using the 4-probe method of the surface electrical resistivity measuring apparatus (Loresta AP: brand name, Mitsubishi Yuka Co., Ltd. product).
(5) Measurement of linear expansion coefficient
The linear expansion coefficient at 25 to 200 ° C. was measured using TMA8310 (trade name) manufactured by Rigaku Corporation.
(6) Measurement of total light transmittance
The total light transmittance was measured using a total light transmittance apparatus (COLOUR S & M COMPUTER MODEL SM-C: model number) manufactured by Suga Test Co., Ltd.
[0177]
The above evaluation results (measurement results) are shown in the following table.
[0178]
[Table 1]
Figure 0004383077
[0179]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the gas barrier layer is formed on the flattened surface on the flattened layer, the gas barrier layer can be a dense layer having high gas barrier properties free from unevenness and pinholes. . As a result, the gas barrier substrate of the present invention can be used for a display substrate, for example, to form a high-quality display without dark spots.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a gas barrier substrate of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another example of the gas barrier substrate of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Base material
2 ... Planarization layer
3 ... Gas barrier layer

Claims (12)

基材と、前記基材上に形成された蒸着膜からなるガスバリア層と、前記ガスバリア層上に形成され、かつカルドポリマーを有する平坦化層とを有し、
前記ガスバリア層は、前記平坦化層を介さずに前記基材上に形成され、
前記カルドポリマーが、フルオレン骨格を有するビスフェノール化合物とエピクロヒドリンとから誘導されるエポキシ樹脂を少なくとも含有するポリマーであることを特徴とするガスバリア性基板。
Possess a substrate, a gas barrier layer composed of a deposited film formed on the substrate, wherein formed on the gas barrier layer, and a flattening layer having a cardo polymer,
The gas barrier layer is formed on the substrate without the planarization layer,
The gas barrier substrate, wherein the cardo polymer is a polymer containing at least an epoxy resin derived from a bisphenol compound having a fluorene skeleton and epichlorohydrin.
前記フルオレン骨格を有するビスフェノール化合物が、下記一般式(1)で示される化合物であることを特徴とする請求項1に記載のガスバリア性基板。The gas barrier substrate according to claim 1, wherein the bisphenol compound having a fluorene skeleton is a compound represented by the following general formula (1).
Figure 0004383077
Figure 0004383077
(R  (R 1 およびRAnd R 2 は水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、またはハロゲン原子であり、互いに同じであってもよく、異なるものであってもよい。)Are a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogen atom, which may be the same or different. )
前記平坦化層上に前記ガスバリア層が積層されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のガスバリア性基板。Gas-barrier substrate of claim 1 or claim 2, wherein the gas barrier layer is laminated on the planarizing layer. 前記基材が、室温から150℃までの範囲内における線膨張係数が80ppm以下であり、かつ全光線透過率が85%以上である耐熱性を有する透明樹脂からなることを特徴とする請求項1から請求項までのいずれかの請求項に記載のガスバリア性基板。2. The substrate is made of a transparent resin having heat resistance having a linear expansion coefficient of 80 ppm or less in a range from room temperature to 150 ° C. and a total light transmittance of 85% or more. The gas barrier substrate according to any one of claims 1 to 3 . 前記基材が、表面に、室温から150℃までの範囲内における線膨張係数が80ppm以下であり、かつ全光線透過率が85%以上である耐熱性を有する透明樹脂層を有するものであることを特徴とする請求項1から請求項までのいずれかの請求項に記載のガスバリア性基板。The substrate has a heat-resistant transparent resin layer on the surface having a linear expansion coefficient of 80 ppm or less in a range from room temperature to 150 ° C. and a total light transmittance of 85% or more. gas barrier substrate according to any one of claims of claims 1 to 3, characterized in. 前記平坦化層の表面平均粗さが3nm以下であり、最大高低差が50nm以下であることを特徴とする請求項1から請求項までのいずれかの請求項に記載のガスバリア性基板。The is not less 3nm or less average surface roughness of the planarization layer, gas-barrier substrate according to any one of claims of claims 1 to 5, wherein the maximum height difference is 50nm or less. 前記ガスバリア層が、透明無機酸化膜、透明無機酸化窒化膜、透明無機窒化膜、もしくは透明金属膜からなる蒸着膜であることを特徴とする請求項1から請求項までのいずれかの請求項に記載のガスバリア性基板。The said gas barrier layer is a vapor deposition film which consists of a transparent inorganic oxide film, a transparent inorganic oxynitride film, a transparent inorganic nitride film, or a transparent metal film, The claim in any one of Claim 1-6 characterized by the above-mentioned. A gas barrier substrate according to 1. 前記ガスバリア性基板における酸素透過率が0.3cc/m/day以下であり、水蒸気透過率が0.1g/m/day以下であることを特徴とする請求項1から請求項までのいずれかの請求項に記載のガスバリア性基板。The gas barrier properties Oxygen permeability in the substrate is not more than 0.3cc / m 2 / day, the water vapor permeability of the preceding claims, characterized in that not more than 0.1g / m 2 / day to claim 7 The gas barrier substrate according to any one of claims. 前記ガスバリア性基板の最表面の表面平均粗さが6nm以下であり、最大高低差が60nm以下であることを特徴とする請求項1から請求項までのいずれかの請求項に記載のガスバリア性基板。The gas barrier property according to any one of claims 1 to 8, wherein the surface average roughness of the outermost surface of the gas barrier substrate is 6 nm or less, and the maximum height difference is 60 nm or less. substrate. 前記基材における、前記ガスバリア層および前記平坦化層が形成された面と反対側の面に、前記基材にかかる応力を緩和する応力緩和層が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項までのいずれかの請求項に記載のガスバリア性基板。The stress relaxation layer which relieves the stress concerning the said base material is formed in the surface on the opposite side to the surface in which the said gas barrier layer and the said planarization layer in the said base material were formed. The gas barrier substrate according to any one of claims 1 to 9 . 請求項1から請求項10までのいずれかの請求項に記載のガスバリア性基板上に透明電極層が形成されていることを特徴とするディスプレイ用基板。A display substrate, wherein a transparent electrode layer is formed on the gas barrier substrate according to any one of claims 1 to 10 . 請求項11に記載のディスプレイ用基板と、前記透明電極層上に形成された少なくとも発光層を有する有機エレクトロルミネッセント層と、前記有機エレクトロルミネッセント層上に形成された対向電極とを有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセント素子。The display substrate according to claim 11 , an organic electroluminescent layer having at least a light emitting layer formed on the transparent electrode layer, and a counter electrode formed on the organic electroluminescent layer. The organic electroluminescent element characterized by the above-mentioned.
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