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JP2006299145A - Gas barrier film, resin substrate using gas barrier film and used for organic electroluminescence and organic electroluminescent element - Google Patents

Gas barrier film, resin substrate using gas barrier film and used for organic electroluminescence and organic electroluminescent element Download PDF

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JP2006299145A
JP2006299145A JP2005124833A JP2005124833A JP2006299145A JP 2006299145 A JP2006299145 A JP 2006299145A JP 2005124833 A JP2005124833 A JP 2005124833A JP 2005124833 A JP2005124833 A JP 2005124833A JP 2006299145 A JP2006299145 A JP 2006299145A
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JP
Japan
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film
gas barrier
organic
layer
electrode
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Pending
Application number
JP2005124833A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Fukuda
和浩 福田
Hiroaki Arita
浩了 有田
Kaneo Mamiya
周雄 間宮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP2005124833A priority Critical patent/JP2006299145A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas barrier film which has a high gas barrier performance, does not deteriorate the performance even in high temperature high humidity environments, is suitable as a resin substrate for organic EL, and has an excellent gas barrier property. <P>SOLUTION: This gas barrier film having a gas barrier layer having a film density of ≥2 g/cm<SP>3</SP>on a resin film is characterized in that the gas barrier layer is formed by coating the resin film with a coating liquid, drying the coated liquid, and then subjecting the dried coating film to an energy treatment to give a high density. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子や液晶等ディスプレイ用のプラスチック基板として用いられるガスバリア性フィルムおよび該ガスバリア性フィルムを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。   The present invention relates to a gas barrier film used as a plastic substrate for displays such as organic electroluminescence elements and liquid crystals, and an organic electroluminescence element using the gas barrier film.

従来より、プラスチック基板やフィルムの表面に酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化珪素等の金属酸化物の薄膜を形成したガスバリア性フィルムは、水蒸気や酸素等の各種ガスの遮断を必要とする物品の包装、食品や工業用品及び医薬品等の変質を防止するための包装用途に広く用いられている。また、包装用途以外にも液晶表示素子、太陽電池、有機エレクトロルミネッセンス(EL)基板等で使用されている。   Conventionally, a gas barrier film in which a thin film of metal oxide such as aluminum oxide, magnesium oxide, silicon oxide or the like is formed on the surface of a plastic substrate or film is a packaging of articles that require blocking of various gases such as water vapor and oxygen, Widely used in packaging applications to prevent the deterioration of food, industrial products and pharmaceuticals. In addition to packaging applications, it is used in liquid crystal display elements, solar cells, organic electroluminescence (EL) substrates, and the like.

この様な分野での包装材料としてアルミ箔等が広く用いられているが、使用後の廃棄処理が問題となっているほか、基本的には不透明であり、外から内容物を確認することができないという課題を抱えており、更に、ディスプレイ材料では透明性が求められており、全く適用することができない。   Aluminum foil is widely used as a packaging material in such fields, but disposal after use has become a problem, and it is basically opaque and the contents can be confirmed from the outside. In addition, the display material is required to be transparent and cannot be applied at all.

一方、ポリ塩化ビニリデン樹脂や塩化ビニリデンと他のポリマーとの共重合体樹脂からなる基材、あるいはこれらの塩化ビニリデン系樹脂をポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂にコーティングしてガスバリア性を付与した材料が、特に包装材料として広く用いられているが、焼却処理過程で塩素系ガスが発生するため、環境保護の観点から現在問題となっており、更にガスバリア性が必ずしも充分ではなく、高度なバリア性が求められる分野へ適用することができない。   On the other hand, a base material made of polyvinylidene chloride resin or a copolymer resin of vinylidene chloride and other polymers, or a material provided with gas barrier properties by coating these vinylidene chloride resins on polypropylene resin, polyester resin, or polyamide resin However, it is widely used as a packaging material. However, since chlorine gas is generated during the incineration process, it is a problem from the viewpoint of environmental protection. Can not be applied to the field where is required.

特に、液晶表示素子、有機EL素子などへの応用が進んでいる透明基材には、近年、軽量化、大型化という要求に加え、長期信頼性や形状の自由度が高いこと、曲面表示が可能であること等の高度な要求が加わり、重く割れやすく大面積化が困難なガラス基板に代わって透明プラスチック等のフィルム基材が採用され始めている。例えば、特開平2−251429号公報や特開平6−124785号公報には、有機エレクトロルミネッセンス素子の基板として、高分子フィルムを用いた例が開示されている。   In particular, transparent substrates, which are being applied to liquid crystal display elements, organic EL elements, etc., have recently been required to be lighter and larger, have long-term reliability and a high degree of freedom in shape, and have curved surface display. High demands such as being possible have been added, and film base materials such as transparent plastics have begun to be used instead of glass substrates that are heavy and easily broken. For example, JP-A-2-251429 and JP-A-6-124785 disclose examples using a polymer film as a substrate of an organic electroluminescence element.

しかしながら、透明プラスチック等のフィルム基材はガラスに対しガスバリア性が劣るという問題がある。例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子の基板として用いた場合、ガスバリア性が劣る基材を用いると、水蒸気や空気が浸透して有機膜が劣化し、発光特性あるいは耐久性等を損なう要因となる。また、電子デバイス用基板として高分子基板を用いた場合には、酸素が高分子基板を透過して電子デバイス内に浸透、拡散し、デバイスを劣化させてしまうことや、電子デバイス内で求められる真空度を維持できないといった問題を引き起こす。   However, a film substrate such as a transparent plastic has a problem that the gas barrier property is inferior to glass. For example, when used as a substrate of an organic electroluminescence element, if a base material with poor gas barrier properties is used, water vapor or air permeates and the organic film deteriorates, which becomes a factor that impairs light emission characteristics or durability. In addition, when a polymer substrate is used as a substrate for an electronic device, oxygen permeates the polymer substrate and permeates and diffuses into the electronic device, which deteriorates the device or is required in the electronic device. This causes a problem that the degree of vacuum cannot be maintained.

この様な問題を解決するためにフィルム基板上に金属酸化物薄膜を形成してガスバリア性フィルム基材とすることが知られている。包装材や液晶表示素子に使用されるガスバリア性フィルムとしてはプラスチックフィルム上に酸化珪素を蒸着したもの(特許文献1)や酸化アルミニウムを蒸着したもの(特許文献2)が知られており、いずれも2g/m2/day程度の水蒸気バリア性、あるいは2ml/m2/day程度の酸素透過性を有するにすぎないのが現状である。 In order to solve such problems, it is known to form a metal oxide thin film on a film substrate to form a gas barrier film substrate. Gas barrier films used for packaging materials and liquid crystal display elements are known in which silicon oxide is vapor-deposited on a plastic film (Patent Document 1) and in which aluminum oxide is vapor-deposited (Patent Document 2). At present, it has only a water vapor barrier property of about 2 g / m 2 / day or an oxygen permeability of about 2 ml / m 2 / day.

近年では、さらなるガスバリア性が要求される有機ELディスプレイや、液晶ディスプレイの大型化、高精細ディスプレイ等の開発により、フィルム基板へのガスバリア性能について水蒸気バリアで10-3g/m2/day程度まで要求が上がってきている。 In recent years, due to the development of organic EL displays that require further gas barrier properties, large-sized liquid crystal displays, high-definition displays, etc., the gas barrier performance for film substrates is about 10 -3 g / m 2 / day for water vapor barriers. Requests are rising.

これら高い水蒸気遮断性の要望に応える方法の1つとして、緻密なセラミック層と、柔軟性を有し、外部からの衝撃を緩和するポリマー層とを交互に繰り返し積層した構成のガスバリア性フィルムが提案されている(例えば、特許文献3参照。)。しかしながら、セラミック層とポリマー層とでは、一般に組成が異なるため、それぞれの接触界面部での密着性が劣化し、膜剥離等の品質劣化を引き起こすことがある。特に、この密着性の劣化は、高温高湿等の過酷な環境下や紫外線の照射を長期間にわたり受けた際に顕著に現れ、早急な改良が求められている。   As a method to meet these demands for high water vapor barrier properties, a gas barrier film with a structure in which a dense ceramic layer and a flexible polymer layer that relieves impact from the outside are alternately laminated is proposed. (For example, see Patent Document 3). However, since the ceramic layer and the polymer layer generally have different compositions, the adhesion at each contact interface portion is deteriorated, which may cause quality deterioration such as film peeling. In particular, the deterioration of the adhesion appears remarkably under severe environments such as high temperature and high humidity or when irradiated with ultraviolet rays for a long period of time, and immediate improvement is required.

また、ガスバリア性フィルムとして、特許文献4においては、無機層状化合物を含有する樹脂層とゾルゲル法による有機−無機のハイブリッド膜を有する複合フィルムが開示されている。   Further, as a gas barrier film, Patent Document 4 discloses a composite film having a resin layer containing an inorganic layered compound and an organic-inorganic hybrid film by a sol-gel method.

これらの複合フィルムにおいて、これら金属酸化物を主体とするガスバリア層がゾル−ゲル法によって金属化合物から形成されるとき、金属化合物の加水分解、重縮合過程により形成されるのみでは、前記のようにガスバリア性に対する要求が上がってきている現状において、充分といえるガスバリア性能には達していなかった。
特公昭53−12953号公報 特開昭58−217344号公報 米国特許第6,268,695号明細書 特開2004−136466号公報
In these composite films, when the gas barrier layer mainly composed of these metal oxides is formed from a metal compound by a sol-gel method, it is only formed by the hydrolysis and polycondensation process of the metal compound as described above. In the present situation where the demand for gas barrier properties is increasing, the gas barrier performance that can be said to be sufficient has not been achieved.
Japanese Patent Publication No.53-12953 JP 58-217344 A US Pat. No. 6,268,695 JP 2004-136466 A

従って本発明の目的は、ガスバリア性能が高く、また高温多湿の環境においても性能がが著しく劣化することのない、有機EL用樹脂基材として適した、ガスバリア性に優れたガスバリア性フィルムを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a gas barrier film excellent in gas barrier properties, which is suitable as a resin substrate for organic EL, which has high gas barrier performance and does not significantly deteriorate in high temperature and high humidity environments. There is.

本発明の上記課題は以下の手段により達成される。   The above object of the present invention is achieved by the following means.

(請求項1)
樹脂フィルム上に膜密度が2g/cm3以上のガスバリア層を有するガスバリア性フィルムであって、該ガスバリア層は塗工液を塗布後乾燥させ、エネルギー処理により高密度化されることにより形成されたことを特徴とするガスバリア性フィルム。
(Claim 1)
A gas barrier film having a gas barrier layer having a film density of 2 g / cm 3 or more on a resin film, wherein the gas barrier layer is formed by applying a coating liquid and then drying and densifying by energy treatment. A gas barrier film characterized by that.

(請求項2)
前記ガスバリア層が、金属アルコキシドの加水分解、重縮合液物を含有する塗工液を塗布乾燥させ形成されたことを特徴とする請求項1に記載のガスバリア性フィルム。
(Claim 2)
The gas barrier film according to claim 1, wherein the gas barrier layer is formed by applying and drying a coating liquid containing a metal alkoxide hydrolysis and polycondensation liquid.

(請求項3)
前記エネルギー処理が、紫外線処理、電子線処理、マイクロ波処理のいずれかに加え、コロナ放電処理、プラズマ放電処理、フレームプラズマ処理のいずれかを組み合わせたことを特徴とする請求項1または2に記載のガスバリア性フィルム。
(Claim 3)
3. The energy treatment according to claim 1, wherein any one of a corona discharge treatment, a plasma discharge treatment, and a flame plasma treatment is combined in addition to any one of ultraviolet treatment, electron beam treatment, and microwave treatment. Gas barrier film.

(請求項4)
請求項1〜3のいずれか1項に記載のガスバリア性フィルム上に透明導電性薄膜が形成されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス用樹脂基材。
(Claim 4)
A resin substrate for organic electroluminescence, wherein a transparent conductive thin film is formed on the gas barrier film according to claim 1.

(請求項5)
請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセンス用樹脂基材上に燐光発光有機エレクトロルミネッセンス材料膜及び陰極となる金属膜をコーティングし、更に樹脂ラミネート済み金属箔を接着剤で貼り付け封止したことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
(Claim 5)
A phosphorescent light emitting organic electroluminescent material film and a metal film serving as a cathode are coated on the organic electroluminescent resin substrate according to claim 7, and a resin-laminated metal foil is further adhered and sealed with an adhesive. An organic electroluminescence element.

本発明により、ガスバリア性が高く、耐久性のよい、有機EL用樹脂基板として適したガスバリア性フィルムが得られる。   According to the present invention, a gas barrier film having a high gas barrier property and good durability and suitable as a resin substrate for organic EL can be obtained.

以下これらのガスバリア性フィルムの構成について説明する。   The structure of these gas barrier films will be described below.

本発明におけるガスバリア膜としては、酸素、および水蒸気の透過を阻止する層であれば、その組成等は特に限定されるものではない。   The composition of the gas barrier film in the present invention is not particularly limited as long as it is a layer that prevents permeation of oxygen and water vapor.

本発明のガスバリア膜は、塗工液を塗布後乾燥させ、エネルギー処理により高密度化されることにより形成されたものである。   The gas barrier film of the present invention is formed by applying a coating liquid, drying it, and densifying it by energy treatment.

本発明のガスバリア膜は、湿式プロセスである金属アルコキシドの加水分解、重縮合プロセスにより形成される所謂ゾルゲル法によって形成される。   The gas barrier film of the present invention is formed by a so-called sol-gel method formed by a hydrolysis and polycondensation process of metal alkoxide which is a wet process.

従って、本発明のガスバリア膜を構成する材料として具体的には、無機酸化物が好ましく、例えば、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化窒化珪素、酸化窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫等を挙げることが出来る。   Therefore, specifically, an inorganic oxide is preferable as a material constituting the gas barrier film of the present invention, for example, silicon oxide, aluminum oxide, silicon oxynitride, aluminum oxynitride, magnesium oxide, zinc oxide, indium oxide, tin oxide. Etc. can be mentioned.

本発明においては、この様なゾル−ゲル法により形成される例えば金属酸化物膜を乾燥後エネルギー処理することに特徴がある。   The present invention is characterized in that, for example, a metal oxide film formed by such a sol-gel method is subjected to energy treatment after drying.

エネルギー処理としては、前記ゾル−ゲル法により形成され、乾燥された金属酸化物膜を1mJ/cm2〜100J/cm2、好ましくは10mJ/cm2〜10J/cm2の照射強度で活性放射線によるエネルギー処理、また例えばコロナ放電や、プラズマ放電処理等の活性化学種による処理を行うものである。 As the energy treatment, the metal oxide film formed by the sol-gel method and dried is irradiated with active radiation at an irradiation intensity of 1 mJ / cm 2 to 100 J / cm 2 , preferably 10 mJ / cm 2 to 10 J / cm 2. Energy treatment, or treatment with active chemical species such as corona discharge or plasma discharge treatment, is performed.

このエネルギー処理により、ゾル−ゲル法により形成されるセラミック膜が高密度化するし、より緻密な構造をとることで、ガスバリア性能が向上するものと考えられる。   This energy treatment is considered to increase the density of the ceramic film formed by the sol-gel method and improve the gas barrier performance by taking a denser structure.

本発明に係わるガスバリア性フィルムにおいては、樹脂フィルム上に形成されたガスバリア膜が膜密度が2g/cm3以上であるように、エネルギー処理によって高密度化するものである。 In the gas barrier film according to the present invention, the gas barrier film formed on the resin film is densified by energy treatment so that the film density is 2 g / cm 3 or more.

このにより、ゾル−ゲル法、即ち金属アルコキシドの加水分解、重縮合液物を含有する塗工液を塗布し、乾燥することで形成されたガスバリア膜は、高密度化して緻密な膜となり、高いガスバリア性を得る。   As a result, the gas barrier film formed by applying a coating solution containing a sol-gel method, ie, hydrolysis of a metal alkoxide, polycondensation liquid, and drying is densified and becomes a dense film, which is high. Get gas barrier properties.

また、高いガスバリア性を得るには、前記エネルギー処理において、2種類のエネルギー処理を併用することが好ましい。   In order to obtain high gas barrier properties, it is preferable to use two types of energy treatments together in the energy treatment.

一つは、前記エネルギー処理が、紫外線処理、電子線処理、マイクロ波処理から選ばれるいずれかであり、また、もう一つは、コロナ放電処理、プラズマ放電処理、フレームプラズマ処理から選ばれるいずれかである。これら二種エネルギー処理を組み合わせることでより高密度で緻密な膜が得られる。   One is any one selected from ultraviolet treatment, electron beam treatment, and microwave treatment, and the other is any one selected from corona discharge treatment, plasma discharge treatment, and flame plasma treatment. It is. By combining these two types of energy treatment, a denser and denser film can be obtained.

前記紫外線処理、電子線処理、マイクロ波処理は、活性放射線による処理であり、物理処理ともいうべきものである。従って、膜の内部にある程度浸透し、内部の構造に影響を与える。例えば電子線は、エネルギーにもよるが、表面より数μm程度まで浸透し、エネルギーを与える。   The ultraviolet treatment, electron beam treatment, and microwave treatment are treatments with actinic radiation and should be referred to as physical treatments. Therefore, it penetrates to some extent inside the membrane and affects the internal structure. For example, although an electron beam depends on energy, it penetrates to several μm from the surface and gives energy.

一方、コロナ放電処理、プラズマ放電処理、フレームプラズマ処理等は、化学処理というべき処理であり、高エネルギーの化学種による、表面処理である。従って、表面極近傍までしか浸透しない。   On the other hand, corona discharge treatment, plasma discharge treatment, flame plasma treatment, and the like are treatments that should be called chemical treatments, and are surface treatments with high-energy chemical species. Therefore, it penetrates only to the vicinity of the surface pole.

従って物理処理である前記紫外線処理、電子線処理、マイクロ波処理から選ばれるいずれかの処理と、化学処理であるコロナ放電処理、プラズマ放電処理、フレームプラズマ処理から選ばれるいずれかの処理を併用することが、ゾル−ゲル法によって得られた本発明のガスバリア膜を高密度化するために好ましいものである。   Accordingly, any one process selected from the above-mentioned ultraviolet treatment, electron beam treatment, and microwave treatment, which is a physical treatment, and any one process selected from corona discharge treatment, plasma discharge treatment, and flame plasma treatment, which are chemical treatments, are used in combination. Is preferable for increasing the density of the gas barrier film of the present invention obtained by the sol-gel method.

前記、物理処理としては1mJ/cm2〜100J/cm2、好ましくは10mJ/cm2〜10J/cm2の範囲のエネルギー照射を行うのが好ましく、
また、化学処理としても、1mJ/cm2〜100J/cm2、好ましくは10mJ/cm2〜10J/cm2の範囲のエネルギー照射を行えばよく、例えば0.01〜10W/cm2程度の出力でで0.1秒〜数秒の範囲で照射を行えばよい、二種それぞれのエネルギー処理の比率は特に、限定されず、エネルギー処理を与える膜の、組成、厚み等によって変化する。二つのエネルギー処理がそれぞれ前記の範囲で実質的に有効に施されればよい。
As the physical treatment, it is preferable to perform energy irradiation in the range of 1 mJ / cm 2 to 100 J / cm 2 , preferably 10 mJ / cm 2 to 10 J / cm 2 ,
Also, as chemical treatment, energy irradiation in the range of 1 mJ / cm 2 to 100 J / cm 2 , preferably 10 mJ / cm 2 to 10 J / cm 2 , may be performed, for example, an output of about 0.01 to 10 W / cm 2. The ratio of the two types of energy treatment, which may be irradiated in the range of 0.1 seconds to several seconds, is not particularly limited, and varies depending on the composition, thickness, etc. of the film to which the energy treatment is applied. The two energy treatments only have to be performed substantially effectively within the above-mentioned ranges.

この様なエネルギー処理を行うことで、ゾル−ゲル法を用いて形成されたガスバリア膜を用いて、水蒸気透過率で10-2g/m2/day以下、酸素透過率で10-2cc/m2/day以下のガスバリア性フィルムを得ることができる。 By performing such an energy treatment, using a gas barrier film formed by a sol-gel method, the water vapor transmission rate is 10 −2 g / m 2 / day or less and the oxygen transmission rate is 10 −2 cc / cc. A gas barrier film of m 2 / day or less can be obtained.

尚、本発明においてガスバリア性の評価は、モコン社製酸素透過率測定装置OX−TRAN2/21・Lタイプおよび水蒸気透過率測定装置PERMATRAN−W3/33Gタイプによりおこなったものである。   In the present invention, the evaluation of gas barrier properties was performed using an oxygen permeability measuring device OX-TRAN2 / 21 · L type manufactured by Mocon and a water vapor permeability measuring device PERMATRAN-W3 / 33G type.

また本発明におけるガスバリア膜の厚さは、用いられる材料の種類、構成により最適条件が異なり、適宜選択されるが、5〜2000nmの範囲内であることが好ましい。ガスバリア膜の厚さが、上記の範囲より薄い場合には、均一な膜が得られず、ガスに対するバリア性を得ることが困難であるからである。又、ガスバリア膜の厚さが、上記の範囲より厚い場合には、ガスバリア性フィルムにフレキシビリティーを保持させることが困難であり、成膜後に折り曲げ、引っ張り等の外的要因により、ガスバリア性フィルムに亀裂が生じる等の恐れがあるからである。   The thickness of the gas barrier film in the present invention is appropriately selected depending on the type and configuration of the material used, and is suitably selected, but is preferably in the range of 5 to 2000 nm. This is because when the thickness of the gas barrier film is smaller than the above range, a uniform film cannot be obtained, and it is difficult to obtain a barrier property against gas. In addition, when the thickness of the gas barrier film is larger than the above range, it is difficult to maintain flexibility in the gas barrier film, and the gas barrier film is caused by external factors such as bending and pulling after film formation. This is because there is a risk that a crack will occur.

本発明に用いられるガスバリア膜は、金属アルコキシドを用いてゾル−ゲル法によって形成されるセラミック膜である。   The gas barrier film used in the present invention is a ceramic film formed by a sol-gel method using a metal alkoxide.

金属アルコキシドの「金属」とは、一般に周期律表等で定義されている「金属(Metals)」の他に「遷移金属(Transition Metals)」の元素、「ランタノイド」の元素、「アクチノイド」の元素、および「非金属(Non Metals)」として定義されるホウ素、珪素(シリコン)を含んだものとして定義するが、ゾル−ゲル法で使用する好ましい金属アルコキシドとして、アルコキシシラン及び/又はアルコキシシラン以外の金属アルコキシドを使用することができる。アルコキシシラン以外の金属アルコキシドとしては、ジルコニウムアルコキシド、チタンアルコキシド、アルミニウムアルコキシド等が好ましい。   The term “metal” in the metal alkoxide generally means “transition metals” elements, “lanthanoid” elements, “actinoid” elements in addition to “metals” defined in the periodic table, etc. , And boron as defined as “Non Metals”, including silicon (silicon), but preferred metal alkoxides used in the sol-gel method include alkoxysilanes and / or alkoxysilanes. Metal alkoxides can be used. As the metal alkoxide other than alkoxysilane, zirconium alkoxide, titanium alkoxide, aluminum alkoxide and the like are preferable.

アルコキシシラン類の例としては、以下の一般式で示されるアルコキシシランを挙げることができる。   Examples of the alkoxysilanes include alkoxysilanes represented by the following general formula.

Si(OR1x(R24-x
上記一般式中のR1は、炭素数1〜5のアルキル基又は炭素数1〜4のアシル基が好ましく、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、アセチル基などが挙げられる。また、R2は、炭素数1〜10の有機基が好ましく、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−オクチル基、tert−オクチル基、n−デシル基、フェニル、ビニル基、アリル基などの無置換の炭化水素基、γ−クロロプロピル基、CF3CH2−、CF3CH2CH2−、C25CH2CH2−、C37CH2CH2CH2−、CF3OCH2CH2CH2−、C25OCH2CH2CH2−、C37OCH2CH2CH2−、(CF32CHOCH2CH2CH2−、C49CH2OCH2CH2CH2−、3−(パーフルオロシクロヘキシルオキシ)プロピル、(CF24CH2OCH2CH2CH2−、H(CF24CH2CH2CH2−、γ−グリシドキシプロピル基、γ−メルカプトプロピル基、3,4−エポキシシクロヘキシルエチル基、γ−メタクリロイルオキシプロピル基などの置換炭化水素基が挙げられる。xは2〜4の整数のものが好ましい。
Si (OR 1 ) x (R 2 ) 4-x
R 1 in the above general formula is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an acyl group having 1 to 4 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an iso-propyl group, or an n-butyl group. , Sec-butyl group, tert-butyl group, acetyl group and the like. R 2 is preferably an organic group having 1 to 10 carbon atoms, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, iso-propyl group, n-butyl group, tert-butyl group, n-hexyl group, cyclohexyl. Group, n-octyl group, tert-octyl group, n-decyl group, unsubstituted hydrocarbon group such as phenyl, vinyl group, allyl group, γ-chloropropyl group, CF 3 CH 2 —, CF 3 CH 2 CH 2 -, C 2 F 5 CH 2 CH 2 -, C 3 F 7 CH 2 CH 2 CH 2 -, CF 3 OCH 2 CH 2 CH 2 -, C 2 F 5 OCH 2 CH 2 CH 2 -, C 3 F 7 OCH 2 CH 2 CH 2 —, (CF 3 ) 2 CHOCH 2 CH 2 CH 2 —, C 4 F 9 CH 2 OCH 2 CH 2 CH 2 —, 3- (perfluorocyclohexyloxy) propyl, (CF 2 ) 4 CH 2 OCH 2 CH 2 CH 2- , H (C F 2 ) Substituted hydrocarbon groups such as 4 CH 2 CH 2 CH 2 —, γ-glycidoxypropyl group, γ-mercaptopropyl group, 3,4-epoxycyclohexylethyl group, γ-methacryloyloxypropyl group, etc. . x is preferably an integer of 2 to 4.

これらのアルコキシシランの具体例を以下に示す。   Specific examples of these alkoxysilanes are shown below.

x=4のものとしては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラn−プロポキシシラン、テトラ−iso−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン、テトラ−アセトキシシランなどを挙げることができる。   Examples of x = 4 include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra n-propoxysilane, tetra-iso-propoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetra-acetoxysilane and the like.

x=3のものとしては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、iso−プロピルトリメトキシシラン、iso−プロピルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3,4−エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン、3,4−エポキシシクロヘキシルエチルトリエトキシシラン、CF3CH2CH2Si(OCH33、C25CH2CH2Si(OCH33、C25OCH2CH2CH2Si(OCH33、C37OCH2CH2CH2Si(OC253、(CF32CHOCH2CH2CH2Si(OCH33、C49CH2OCH2CH2CH2Si(OCH33、H(CF24CH2OCH2CH2CH2Si(OCH33、3−(パーフルオロシクロヘキシルオキシ)プロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。 As x = 3, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, iso-propyltrimethoxysilane, iso -Propyltriethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, γ-chloropropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane Γ-mercaptopropyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 3,4-epoxycyclohexylethyltrimethoxysilane, 3,4-epoxycyclohexylethyltri Tokishishiran, CF 3 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3, C 2 F 5 CH 2 CH2Si (OCH 3) 3, C 2 F 5 OCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3) 3, C 3 F 7 OCH 2 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5 ) 3 , (CF 3 ) 2 CHOCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 , C 4 F 9 CH 2 OCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 H (CF 2 ) 4 CH 2 OCH 2 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 , 3- (perfluorocyclohexyloxy) propyltrimethoxysilane and the like.

x=2のものとしては、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジ−n−プロピルジメトキシシラン、ジ−n−プロピルジエトキシシラン、ジ−iso−プロピルジメトキシシラン、ジ−iso−プロピルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジビニルジエトキシシラン、(CF3CH2CH2)2Si(OCH32、(C37OCH2CH2CH22Si(OCH32、〔H(CF26CH2OCH2CH2CH22Si(OCH32、(C25CH2CH22Si(OCH32などを挙げることができる。 As x = 2, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, methylphenyldimethoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, di-n-propyldimethoxysilane, di-n-propyldiethoxysilane, di- iso- propyl dimethoxysilane, di -iso- propyl diethoxy silane, diphenyl dimethoxy silane, divinyl diethoxy silane, (CF 3 CH 2 CH 2 ) 2Si (OCH 3) 2, (C 3 F 7 OCH 2 CH 2 CH 2 ) 2 Si (OCH 3 ) 2 , [H (CF 2 ) 6 CH 2 OCH 2 CH 2 CH 2 ] 2 Si (OCH 3 ) 2 , (C 2 F 5 CH 2 CH 2 ) 2 Si (OCH 3 ) 2 And so on.

ジルコニウムアルコキシドの例としては、ジルコニウムエトキサイド、ジルコニウムイソプロポキサイド、ジルコニウムn−プロポキサイド、ジルコニウムn−ブトキサイド、ジルコニウムt−ブトキサイド、ジルコニウム2−エチルヘキシルオキサイド、ジルコニウム2−メチル−2−ブトキサイド、テトラキス(トリメチルシロキシ)ジルコニウム、ジルコニウムジn−ブトキサイド(ビス−2,4−ペンタンジオネート)、ジルコニウムジイソプロポキサイドビス(2,2,6,6,−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオネート、ジルコニウムジメタクリレートジブトキサイド、ジルコニウムヘキサフルオロペンタンジオネート、ジルコニウムメタクリルオキシエチルアセトアセテートトリn−プロポキサイド、ジルコニウム2,4−ペンタンジオネート、ジルコニウム2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオネート、ジルコニウムトリフルオロペンタンジオネート等が挙げられる。   Examples of zirconium alkoxides include zirconium ethoxide, zirconium isopropoxide, zirconium n-propoxide, zirconium n-butoxide, zirconium t-butoxide, zirconium 2-ethylhexyl oxide, zirconium 2-methyl-2-butoxide, tetrakis (trimethylsiloxy). ) Zirconium, zirconium di-n-butoxide (bis-2,4-pentanedionate), zirconium diisopropoxide bis (2,2,6,6, -tetramethyl-3,5-heptanedionate, zirconium dimethacrylate Dibutoxide, zirconium hexafluoropentanedionate, zirconium methacryloxyethyl acetoacetate tri-n-propoxide, zirconium 2,4 Pentanedionate, zirconium 2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate, zirconium trifluoro pentanedionate, and the like.

チタンアルコキシドの例としては、チタンn−ブトキサイド、チタンメトキサイド、チタンエトキサイド、チタンn−プロポキサイド、チタンイソプロポキサイド、チタンt−ブトキサイド、チタンn−ノニルオキサイド、チタンi−ブトキサイド、チタンメトキシプロポキサイド、チタンクロロトリイソプロポキサイド、チタンジクロライドジエトキサイド、チタンヨードイソプロポキシド、チタンジn−ブトキサイド(ビス−2,4−ペンタジオネート)、チタンジi−プロポキサイド(ビス−2,4−ペンタジオネート)、チタンジイソプロポキサイドビス(テトラメチルヘプタンジオネート)、チタンジイソプロポキサイドビス(エチルアセトアセテート)、チタン2−エチルヘキシオキシド、チタンオキシドビス(ペンタジオネート)、チタンオキシビス(テトラメチルヘプタンジオネート)、テトラキス(トリメチルシロキシ)チタン、チタンアリルアセトアセテートトリイソプロポキシド、チタンビス(トリエタノールアミン)ジイソプロポキシド、チタンメタクリレートトリイソプロポキシド、(2−メタクリルオキシエトキシ)トリイソプロポキシチタネート、チタンメタクリルオキシエチルアセトアセテートトリイソプロキサイド、チタンメチルフェノキサイド等が挙げられる。   Examples of titanium alkoxides include titanium n-butoxide, titanium methoxide, titanium ethoxide, titanium n-propoxide, titanium isopropoxide, titanium t-butoxide, titanium n-nonyl oxide, titanium i-butoxide, titanium methoxypropoxide. Side, Titanium Chlorotriisopropoxide, Titanium Dichloride Diethoxide, Titanium Iodoisopropoxide, Titanium Di n-Butoxide (Bis-2,4-Pentadionate), Titanium Di i-Propoxide (Bis-2,4-Pentadionate) Nate), titanium diisopropoxide bis (tetramethylheptanedionate), titanium diisopropoxide bis (ethyl acetoacetate), titanium 2-ethylhexoxide, titanium oxide bis (pentadione) ), Titaniumoxybis (tetramethylheptanedionate), tetrakis (trimethylsiloxy) titanium, titanium allyl acetoacetate triisopropoxide, titanium bis (triethanolamine) diisopropoxide, titanium methacrylate triisopropoxide, (2- Methacryloxyethoxy) triisopropoxy titanate, titanium methacryloxyethyl acetoacetate triisopropoxide, titanium methylphenoxide and the like.

また、アルミニウムアルコキシドの例としては、アルミニウム(III)n−ブトキサイド、アルミニウム(III)s−ブトキサイド、アルミニウム(III)t−ブトキサイド、アルミニウム(III)エトキサイド、アルミニウム(III)イソプロポキサイド、アルミニウム(III)s−ブトキサイドビス(エチルアセトアセテート)、アルミニウム(III)ジ−s−ブトキサイドエチルアセトアセテート、アルミニウム(III)ジイソプポキサイドエチルアセトアセテート、アルミニウム(III)エトキシエトキシエトキサイド、アルミニウムヘキサフルオロペンタジオネート、アルミニウム(III)3−ヒドロキシ−2−メチル−4−ピロネート、アルミニウム(III)9−オクタデセニルアセトアセテートジイソプロポキサイド、アルミニウム(III)2,4−ペンタンジオネート、アルミニウム(III)フェノキサイド、アルミニウム(III)2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオネートが、チンアルコキシドの例としては、スズ(II)メトキサイド、スズ(II)エトキサイド、テトライソプロポキシスズ、テトラ−t−ブトキシスズ、テトラ−n−ブトキシスズ、ビス(2,4−ペンタンジオネート)ジクロスズ、スズ(II)2,4−ペンタンジオネート、ナトリウムスズエトキサイド、等が挙げられる。   Examples of the aluminum alkoxide include aluminum (III) n-butoxide, aluminum (III) s-butoxide, aluminum (III) t-butoxide, aluminum (III) ethoxide, aluminum (III) isopropoxide, aluminum (III ) S-butoxide bis (ethyl acetoacetate), aluminum (III) di-s-butoxide ethyl acetoacetate, aluminum (III) diisopropoxide ethyl acetoacetate, aluminum (III) ethoxyethoxy ethoxide, aluminum hexafluoropenta Dionate, aluminum (III) 3-hydroxy-2-methyl-4-pyronate, aluminum (III) 9-octadecenyl acetoacetate diisopropoxide, aluminum (III) 2,4-pe Examples of tin alkoxides are tandionate, aluminum (III) phenoxide, aluminum (III) 2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate, tin (II) methoxide, tin (II) Etoxide, tetraisopropoxytin, tetra-t-butoxytin, tetra-n-butoxytin, bis (2,4-pentandionate) diclos, tin (II) 2,4-pentandionate, sodium tin ethoxide, etc. Can be mentioned.

ゾル−ゲル反応時には、水、及び有機溶媒中で前記金属アルコキシドを加水分解、及び縮重合させるが、この時、触媒を用いることが好ましい。加水分解の触媒としては、一般に酸が用いられる。酸は、無機酸又は有機酸が用いられる。無機酸としては、塩酸、臭化水素、ヨウ化水素、硫酸、亜硫酸、硝酸、燐酸など、有機酸化合物としてはカルボン酸類(蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、コハク酸、トリフルオロ酢酸、パーフルオロオクタン酸、安息香酸、フタル酸など)、スルホン酸類(メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸)、p−トルエンスルホン酸、ペンタフルオロベンゼンスルホン酸など)、燐酸・ホスホン酸類(燐酸ジメチルエステル、フェニルホスホン酸など)、ルイス酸類(三フッ化ホウ素エーテラート、スカンジウムトリフレート、アルキルチタン酸、アルミン酸など)、ヘテロポリ酸(燐モリブデン酸、燐タングステン酸など)などを挙げることができる。   During the sol-gel reaction, the metal alkoxide is hydrolyzed and polycondensed in water and an organic solvent. At this time, it is preferable to use a catalyst. As a catalyst for hydrolysis, an acid is generally used. As the acid, an inorganic acid or an organic acid is used. Inorganic acids include hydrochloric acid, hydrogen bromide, hydrogen iodide, sulfuric acid, sulfurous acid, nitric acid, phosphoric acid, and organic acid compounds include carboxylic acids (formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, succinic acid, trifluoroacetic acid, perfluoro Octanoic acid, benzoic acid, phthalic acid, etc.), sulfonic acids (methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid), p-toluenesulfonic acid, pentafluorobenzenesulfonic acid, etc.), phosphoric acid / phosphonic acid (phosphoric acid dimethyl ester) , Phenylphosphonic acid, etc.), Lewis acids (boron trifluoride etherate, scandium triflate, alkyl titanic acid, aluminate, etc.), heteropolyacids (phosphomolybdic acid, phosphotungstic acid, etc.), and the like.

酸の使用量は、金属アルコキシド1モル当たり、0.0001〜0.05モルであり、好ましくは0.001〜0.01モルである。   The usage-amount of an acid is 0.0001-0.05 mol with respect to 1 mol of metal alkoxides, Preferably it is 0.001-0.01 mol.

加水分解後、無機塩基やアミンなどの塩基性化合物を添加して溶液のpHを中性付近にし、縮重合を促進してもよい。   After hydrolysis, a basic compound such as an inorganic base or an amine may be added to bring the pH of the solution to near neutrality to promote condensation polymerization.

無機塩基としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、アンモニアなど、有機塩基化合物としてはアミン類(エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、トリエチルアミン、ジブチルアミン、N、N−ジメチルベンジルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、エタノールアミン、ジアザビシクロウンデセン、キヌクリジン、アニリン、ピリジンなど)、ホスフィン類(トリフェニルホスフィン、トリメチルホスフィンなど)を用いることができる。   Examples of inorganic bases include sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, and ammonia. Examples of organic base compounds include amines (ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, triethylamine, Dibutylamine, N, N-dimethylbenzylamine, tetramethylethylenediamine, piperidine, piperazine, morpholine, ethanolamine, diazabicycloundecene, quinuclidine, aniline, pyridine, etc.), phosphines (triphenylphosphine, trimethylphosphine, etc.) Can be used.

また、他のゾル−ゲル触媒も併用することができる。その例は以下に挙げられる。   Other sol-gel catalysts can also be used in combination. Examples are given below.

例えば、トリ−n−ブトキシエチルアセトアセテートジルコニウム、ジイソプロポキシビス(アセチルアセトナート)チタニウム、ジイソプロポキシエチルアセトアセテートアルミニウム、トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム等の金属キレート化合物、(C492Sn(OCOC11232、Sn(OCOCC8172などのカルボン酸型有機錫化合物、(C492(C492SnO、(C8172SnOなどの有機錫オキサイドとエチルシリケートマレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、フタル酸ジオクチルなどのエステル化合物との反応生成物などの有機錫化合物等の有機金属化合物などを挙げることができる。また、例えばナフテン酸ナトリウム、ナフテン酸カリウム、オクタン酸ナトリウム、2−エチルヘキサン酸ナトリウム、ラウリル酸カリウムなどの金属塩類も好ましく用いられる。 For example, metal chelate compounds such as tri-n-butoxyethyl acetoacetate zirconium, diisopropoxybis (acetylacetonato) titanium, diisopropoxyethyl acetoacetate aluminum, tris (ethyl acetoacetate) aluminum, (C 4 H 9 ) Carboxylic acid type organic tin compounds such as 2 Sn (OCOC 11 H 23 ) 2 and Sn (OCOC 8 H 17 ) 2 , (C 4 H 9 ) 2 (C 4 H 9 ) 2 SnO, (C 8 H 17 ) 2 Examples thereof include organic metal compounds such as organic tin compounds such as reaction products of organotin oxides such as SnO and ester compounds such as dimethyl ethyl silicate, diethyl maleate, and dioctyl phthalate. In addition, metal salts such as sodium naphthenate, potassium naphthenate, sodium octoate, sodium 2-ethylhexanoate, potassium laurate and the like are also preferably used.

ゾル−ゲル触媒化合物の組成物中の割合は、ゾル液の原料であるアルコキシシランに対し、0.01〜50質量%、好ましくは0.1〜50質量%、さらに好ましくは0.5〜10質量%である。   The proportion of the sol-gel catalyst compound in the composition is 0.01 to 50% by mass, preferably 0.1 to 50% by mass, and more preferably 0.5 to 10% by mass with respect to the alkoxysilane that is the raw material of the sol liquid. % By mass.

次に、ゾル−ゲル反応に用いられる溶媒について述べる。溶媒はゾル液中の各成分を均一に混合させ、本発明の組成物の固形分調製をすると同時に、種々の塗布方法に適用できるようにし、組成物の分散安定性及び保存安定性を向上させるものである。これらの溶媒は上記目的の果たせるものであれば特に限定されない。これらの溶媒の好ましい例として、例えば水、及び水と混和性の高い有機溶媒が挙げられる。   Next, the solvent used for the sol-gel reaction will be described. The solvent uniformly mixes each component in the sol solution, and at the same time prepares the solid content of the composition of the present invention, so that it can be applied to various coating methods to improve the dispersion stability and storage stability of the composition. Is. These solvents are not particularly limited as long as they can fulfill the above purpose. Preferable examples of these solvents include water and organic solvents that are highly miscible with water.

有機溶媒の例としては、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、蟻酸、酢酸、酢酸メチル、アルコール類(メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、iso−プロピルアルコール、tert−ブチルアルコール)、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、アセトン、N、N−ジメチルホルムアミド、N、N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシドなどを挙げることができる。   Examples of organic solvents include tetrahydrofuran, dimethoxyethane, formic acid, acetic acid, methyl acetate, alcohols (methanol, ethanol, n-propyl alcohol, iso-propyl alcohol, tert-butyl alcohol), ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol , Ethylene glycol monobutyl ether, acetone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide and the like.

ゾル−ゲル反応の速度を調節する目的で、多座配位可能な有機化合物を添加して、金属アルコキシドを安定化してもよい。その例としては、アセチルアセトン、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチルのようなβ−ジケトン及び/又はβ−ケトエステル類、並びにアルカノールアミンが挙げられる。   For the purpose of adjusting the speed of the sol-gel reaction, an organic compound capable of multidentate coordination may be added to stabilize the metal alkoxide. Examples thereof include β-diketones and / or β-ketoesters such as acetylacetone, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, and alkanolamines.

次にゾル−ゲル法により得られる本発明のガスバリア膜を塗設する方法について説明する。   Next, a method for coating the gas barrier film of the present invention obtained by the sol-gel method will be described.

本発明におけるガスバリア膜の製造方法は、湿式法を用いて形成されるものでありゾル液は、スプレー法やスピンコート法、ロールコート法、ダイコート法、ブレードコート法、ディップコート法のいずれの塗布法でもよい。これらの塗布法により、金属アルコキシドより調製したゾル液を、樹脂フィルム基材上に塗布、乾燥し製造する。   The method for producing a gas barrier film in the present invention is formed using a wet method, and the sol solution can be applied by any of a spray method, a spin coat method, a roll coat method, a die coat method, a blade coat method, and a dip coat method. The law may be used. By these coating methods, a sol solution prepared from a metal alkoxide is coated on a resin film substrate and dried.

加水分解のタイミングは製造工程中の如何なる時期であっても構わない。例えば、あらかじめ必要な組成の液を加水分解部分縮合して目的のゾル液を調製し、それを塗布−乾燥する方法、必要な組成の液を調製し塗布と同時に加水分解部分縮合させながら乾燥する方法、塗布−一次乾燥後、加水分解に必要な水含有液を重ねて塗布し加水分解させる方法等を好適に採用できる。   The timing of hydrolysis may be any time during the production process. For example, a solution of the required composition is hydrolyzed and partially condensed to prepare the desired sol solution, and this is applied and dried, and a solution of the required composition is prepared and dried while subjecting it to hydrolysis and partial condensation. Method, application-After primary drying, a method of applying a water-containing liquid necessary for hydrolysis repeatedly and applying hydrolysis can be suitably employed.

塗布後の乾燥温度は、支持体である樹脂フィルム基材の変形を起こさない範囲であれば特に制限はないが、好ましくは150℃以下、より好ましくは30〜150℃、特に好ましくは50〜130℃である。   The drying temperature after coating is not particularly limited as long as it does not cause deformation of the resin film substrate as a support, but is preferably 150 ° C. or less, more preferably 30 to 150 ° C., and particularly preferably 50 to 130. ° C.

塗布、乾燥後のフィルムをさらに高密度化し、緻密にするため、前記のようにエネルギー処理を行う。   In order to further increase the density of the coated and dried film and make it dense, energy treatment is performed as described above.

これらエネルギー処理温度は、室温から支持体の変形温度の間を制限なく採用することが可能であり、好ましくは30〜150℃、特に好ましくは50〜130℃である。   These energy treatment temperatures can be employed without restriction between room temperature and the deformation temperature of the support, and are preferably 30 to 150 ° C, particularly preferably 50 to 130 ° C.

特にエネルギー処理により支持体が高温化する場合、支持体をバックアップロール等で密着保持して保温してもよい。   In particular, when the temperature of the support is increased by energy treatment, the support may be kept in close contact with a backup roll or the like.

本発明において、これらゾル−ゲル法により形成されるガスバリア膜を構成する物質として、SiOxCy(ここで、xの値は1.5〜2.0、好ましくは1.7〜2.0の範囲内であり、yの値は0〜0.5、好ましくは0〜0.4の範囲内である。)で示される化合物およびAlxOy(ここで、xの値は1.05〜2.0、好ましくは1.7〜2.0の範囲内であり、yの値は1.0〜3.0、好ましくは2.0〜3.0の範囲内である。)で構成されることが好ましい。   In the present invention, the substance constituting the gas barrier film formed by the sol-gel method is SiOxCy (wherein the value of x is 1.5 to 2.0, preferably 1.7 to 2.0. And the value of y is 0 to 0.5, preferably in the range of 0 to 0.4.) And AlxOy (wherein the value of x is 1.05 to 2.0, preferably Is in the range of 1.7 to 2.0, and the value of y is preferably in the range of 1.0 to 3.0, preferably 2.0 to 3.0.

次ぎに本発明のガスバリ性アフィルムに用いられる樹脂フィルム基材について説明する。   Next, the resin film substrate used in the gas-barrier film of the present invention will be described.

樹脂フィルム基材としては、上述したバリア性を有するガスバリア層を保持することができる有機材料で形成された膜であれば特に限定されるものではない。   The resin film substrate is not particularly limited as long as it is a film formed of an organic material capable of holding the above-described gas barrier layer having a barrier property.

具体的には、エチレン、ポリプロピレン、ブテン等の単独重合体または共重合体または共重合体等のポリオレフィン(PO)樹脂、環状ポリオレフィン等の非晶質ポリオレフィン樹脂(APO)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン2,6−ナフタレート(PEN)等のポリエステル系樹脂、ナイロン6、ナイロン12、共重合ナイロン等のポリアミド系(PA)樹脂、ポリビニルアルコール(PVA)樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)等のポリビニルアルコール系樹脂、ポリイミド(PI)樹脂、ポリエーテルイミド(PEI)樹脂、ポリサルホン(PS)樹脂、ポリエーテルサルホン(PES)樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリビニルブチラート(PVB)樹脂、ポリアリレート(PAR)樹脂、エチレン−四フッ化エチレン共重合体(ETFE)、三フッ化塩化エチレン(PFA)、四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(FEP)、フッ化ビニリデン(PVDF)、フッ化ビニル(PVF)、パーフルオロエチレン−パーフロロプロピレン−パーフロロビニルエーテル−共重合体(EPA)等のフッ素系樹脂等を用いることができる。   Specifically, a homopolymer such as ethylene, polypropylene, butene or a polyolefin (PO) resin such as a copolymer or a copolymer, an amorphous polyolefin resin (APO) such as a cyclic polyolefin, polyethylene terephthalate (PET), Polyester resins such as polyethylene 2,6-naphthalate (PEN), polyamide (PA) resins such as nylon 6, nylon 12, copolymer nylon, polyvinyl alcohol (PVA) resin, ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH) Polyvinyl alcohol resins such as polyimide (PI) resin, polyetherimide (PEI) resin, polysulfone (PS) resin, polyethersulfone (PES) resin, polyetheretherketone (PEEK) resin, polycarbonate (PC) resin , Polyvini Butyrate (PVB) resin, polyarylate (PAR) resin, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), ethylene trifluoride chloride (PFA), ethylene tetrafluoride-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (FEP) Fluorine-based resins such as vinylidene fluoride (PVDF), vinyl fluoride (PVF), and perfluoroethylene-perfluoropropylene-perfluorovinyl ether-copolymer (EPA) can be used.

また、上記に挙げた樹脂以外にも、ラジカル反応性不飽和化合物を有するアクリレート化合物によりなる樹脂組成物や、上記アクリルレート化合物とチオール基を有するメルカプト化合物よりなる樹脂組成物、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート等のオリゴマーを多官能アクリレートモノマーに溶解せしめた樹脂組成物等の光硬化性樹脂およびこれらの混合物等を用いることも可能である。さらに、これらの樹脂の1または2種以上をラミネート、コーティング等の手段によって積層させたものを樹脂フィルム基材として用いることも可能である。   In addition to the resins listed above, a resin composition comprising an acrylate compound having a radical-reactive unsaturated compound, a resin composition comprising an acrylate compound and a mercapto compound having a thiol group, epoxy acrylate, urethane acrylate It is also possible to use a photocurable resin such as a resin composition in which an oligomer such as polyester acrylate or polyether acrylate is dissolved in a polyfunctional acrylate monomer, and a mixture thereof. Furthermore, it is also possible to use what laminated | stacked 1 or 2 or more types of these resin by means, such as a lamination and a coating, as a resin film base material.

これらの素材は単独であるいは適宜混合されて使用することも出来る。中でもゼオネックスやゼオノア(日本ゼオン(株)製)、非晶質シクロポリオレフィン樹脂フィルムのARTON(ジェイエスアール(株)製)、ポリカーボネートフィルムのピュアエース(帝人(株)製)、セルローストリアセテートフィルムのコニカタックKC4UX、KC8UX(コニカミノルタオプト(株)製)などの市販品を好ましく使用することが出来る。   These materials can be used alone or in combination as appropriate. Among them, ZEONEX and ZEONOR (manufactured by ZEON CORPORATION), amorphous cyclopolyolefin resin film ARTON (manufactured by JSR Corporation), polycarbonate film pure ace (manufactured by Teijin Ltd.), and cellulose triacetate film Konicakat Commercial products such as KC4UX and KC8UX (manufactured by Konica Minolta Opto Co., Ltd.) can be preferably used.

また、樹脂フィルム基材は透明であることが好ましい。基材が透明であり、基材上に形成する層も透明であることにより、透明なガスバリアフィルムとすることが可能となるため、有機EL素子等の透明基板とすることも可能となるからである。   The resin film substrate is preferably transparent. Since the base material is transparent and the layer formed on the base material is also transparent, it becomes possible to make a transparent gas barrier film, so that it becomes possible to make a transparent substrate such as an organic EL element. is there.

また、上記に挙げた樹脂等を用いた樹脂フィルム基材は、未延伸フィルムでもよく、延伸フィルムでもよい。   In addition, the resin film substrate using the above-described resins or the like may be an unstretched film or a stretched film.

本発明に用いられる樹脂フィルム基材は、従来公知の一般的な方法により製造することが可能である。例えば、材料となる樹脂を押し出し機により溶融し、環状ダイやTダイにより押し出して急冷することにより、実質的に無定形で配向していない未延伸の基材を製造することができる。また、未延伸の基材を一軸延伸、テンター式逐次二軸延伸、テンター式同時二軸延伸、チューブラー式同時二軸延伸などの公知の方法により、基材の流れ(縦軸)方向、または基材の流れ方向と直角(横軸)方向に延伸することにより延伸基材を製造することができる。この場合の延伸倍率は、基材の原料となる樹脂に合わせて適宜選択することできるが、縦軸方向および横軸方向にそれぞれ2〜10倍が好ましい。   The resin film substrate used in the present invention can be produced by a conventionally known general method. For example, an unstretched substrate that is substantially amorphous and not oriented can be produced by melting a resin as a material with an extruder, extruding it with an annular die or a T-die, and quenching. In addition, the unstretched base material is subjected to a known method such as uniaxial stretching, tenter-type sequential biaxial stretching, tenter-type simultaneous biaxial stretching, tubular-type simultaneous biaxial stretching, or the flow direction of the base material (vertical axis), or A stretched substrate can be produced by stretching in the direction perpendicular to the flow direction of the substrate (horizontal axis). The draw ratio in this case can be appropriately selected according to the resin as the raw material of the substrate, but is preferably 2 to 10 times in the vertical axis direction and the horizontal axis direction.

また、本発明に係る樹脂フィルム基材においては、蒸着膜を形成する前にコロナ処理、火炎処理、プラズマ処理、グロー放電処理、粗面化処理、薬品処理などの表面処理を行ってもよい。   Moreover, in the resin film base material which concerns on this invention, you may perform surface treatments, such as a corona treatment, a flame treatment, a plasma treatment, a glow discharge process, a roughening process, a chemical treatment, before forming a vapor deposition film.

さらに、本発明に係る樹脂フィルム基材表面には、蒸着膜との密着性の向上を目的としてアンカーコート剤層を形成してもよい。このアンカーコート剤層に用いられるアンカーコート剤としては、ポリエステル樹脂、イソシアネート樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エチレンビニルアルコール樹脂、ビニル変性樹脂、エポキシ樹脂、変性スチレン樹脂、変性シリコン樹脂、およびアルキルチタネート等を、1または2種以上併せて使用することができる。これらのアンカーコート剤には、従来公知の添加剤を加えることもできる。そして、上記のアンカーコート剤は、ロールコート、グラビアコート、ナイフコート、ディップコート、スプレーコート等の公知の方法により基材上にコーティングし、溶剤、希釈剤等を乾燥除去することによりアンカーコーティングすることができる。上記のアンカーコート剤の塗布量としては、0.1〜5g/m2(乾燥状態)程度が好ましい。 Further, an anchor coat agent layer may be formed on the surface of the resin film substrate according to the present invention for the purpose of improving the adhesion with the vapor deposition film. Examples of the anchor coating agent used in this anchor coating agent layer include polyester resins, isocyanate resins, urethane resins, acrylic resins, ethylene vinyl alcohol resins, vinyl modified resins, epoxy resins, modified styrene resins, modified silicon resins, and alkyl titanates. Can be used alone or in combination. Conventionally known additives can be added to these anchor coating agents. The above-mentioned anchor coating agent is coated on a substrate by a known method such as roll coating, gravure coating, knife coating, dip coating, spray coating, etc., and anchor coating is performed by drying and removing the solvent, diluent, etc. be able to. The application amount of the anchor coating agent is preferably about 0.1 to 5 g / m 2 (dry state).

樹脂フィルム基材は、ロール状に巻き上げられた長尺品が便利である。基材の厚さは、得られるガスバリアフィルムの用途によって異なるので一概には規定できないが、ガスバリアフィルムを包装用途とする場合には、特に制限を受けるものではなく、包装材料としての適性から、3〜400μm、中でも6〜30μmの範囲内とすることが好ましい。   The resin film substrate is conveniently a long product wound up in a roll shape. Since the thickness of the base material varies depending on the use of the obtained gas barrier film, it cannot be specified unconditionally. However, when the gas barrier film is used as a packaging application, there is no particular limitation, and due to its suitability as a packaging material, 3 ˜400 μm, preferably 6-30 μm.

また、本発明に用いられる樹脂フィルム基材は、フィルム形状のものの膜厚としては10〜200μmが好ましく、より好ましくは50〜100μmである。   Moreover, 10-200 micrometers is preferable as a film thickness of the film-shaped thing of the resin film base material used for this invention, More preferably, it is 50-100 micrometers.

本発明のガスバリアフィルムは、水蒸気透過率が10-2g/m2/day以下、酸素透過率で10-2cc/m2/day以下であるが、有機ELディスプレイや高精彩カラー液晶ディスプレイ等の高度の水蒸気バリア性を必要とする用途に用いる場合、JIS K7129 B法に従って測定した水蒸気透過度が、0.001g/m2/day以下であることが好ましく、さらに有機ELディスプレイ用途の場合、極わずかであっても、成長するダークスポットが発生し、ディスプレイの表示寿命が極端に短くなる場合があるため、水蒸気透過度が、1×10-5g/m2/day未満であることが好ましい。 The gas barrier film of the present invention has a water vapor transmission rate of 10 −2 g / m 2 / day or less and an oxygen transmission rate of 10 −2 cc / m 2 / day or less, such as an organic EL display or a high-definition color liquid crystal display. When used for applications requiring a high level of water vapor barrier property, the water vapor permeability measured according to JIS K7129 B method is preferably 0.001 g / m 2 / day or less, and for organic EL display applications, Even if it is extremely small, a growing dark spot may be generated and the display life of the display may be extremely shortened. Therefore, the water vapor transmission rate may be less than 1 × 10 −5 g / m 2 / day. preferable.

次に本発明のエネルギー処理について説明する。   Next, the energy processing of the present invention will be described.

本発明において、紫外線処理に用いられる光源としては限定はないが、石英管からなる高圧水銀灯、低圧水銀灯等、180〜380nmのスペクトルを有するものを用いることができる。紫外線処理は、ガスバリア膜の乾燥後に行うことが好ましく、紫外線照射の方法としては、高圧水銀ランプ(365nmを主波長とするスペクトルを発生)、低圧水銀ランプ(254nmを主波長とするスペクトルを発生)、また、KrFエキシマレーザ(約248nm)やArFエキシマレーザ(約193nm)等をを用いることができ、照射光量1mJ/cm2〜100J/cm2が良い。100J/cm2を越えると、効果が飽和する。 In the present invention, the light source used for the ultraviolet treatment is not limited, but a light source having a spectrum of 180 to 380 nm, such as a high pressure mercury lamp or a low pressure mercury lamp made of a quartz tube, can be used. The ultraviolet treatment is preferably performed after the gas barrier film is dried. As a method of ultraviolet irradiation, a high-pressure mercury lamp (generating a spectrum having a dominant wavelength of 365 nm) or a low-pressure mercury lamp (generating a spectrum having a dominant wavelength of 254 nm) Further, a KrF excimer laser (about 248 nm), an ArF excimer laser (about 193 nm) or the like can be used, and the irradiation light quantity is preferably 1 mJ / cm 2 to 100 J / cm 2 . If it exceeds 100 J / cm 2 , the effect is saturated.

電子線処理に用いられる電子線としては、電子線管から発生される電子線が好ましく用いられる。電子線管には、電界放出型と熱電子放出型の2種類が挙げられる。いずれの方式においても、チャンバの中に、カソードとアノードとを備えた電子線源を備え、該チャンバ内に被照射物を配置するものである。   As an electron beam used for electron beam processing, an electron beam generated from an electron beam tube is preferably used. There are two types of electron beam tubes, a field emission type and a thermionic emission type. In any system, an electron beam source including a cathode and an anode is provided in a chamber, and an object to be irradiated is disposed in the chamber.

電界放出型の電子線管としては、例えば、特表平11−505670号の図1に示すものが知られている。電界放出型の電子線管は、被照射物を配置するチャンバ内を高真空にする必要がある。   As a field emission type electron beam tube, for example, the one shown in FIG. 1 of JP-T-11-505670 is known. In a field emission type electron beam tube, the inside of a chamber in which an object to be irradiated is placed needs to have a high vacuum.

また熱電子放出型の電子線管として、窓を有する真空管型の電子線管があり(例えば、特表平10−512092号参照)。上記電子線管は、電子線を透過させる窓を有する真空容器内に熱電子放射部と電子線加速部を設け、上記熱電子放射部から放出される熱電子を上記電子線加速部で加速して上記窓から放射させるようにしたものである。このような電子線管を用いると、電子線管の窓から常圧空気中に電子線を取出すことができる。したがって、被照射物が配置される雰囲気を減圧にする必要がなく、減圧のための真空ポンプや真空チャンバが不要となり、電子線照射処理装置の構成が簡単で取扱いも容易になる。   Moreover, as a thermionic emission type electron beam tube, there is a vacuum tube type electron beam tube having a window (for example, refer to Japanese Patent Publication No. 10-512092). The electron beam tube includes a thermoelectron emitting unit and an electron beam accelerating unit in a vacuum vessel having a window through which an electron beam is transmitted, and accelerates thermoelectrons emitted from the thermoelectron emitting unit by the electron beam accelerating unit. And radiate from the window. If such an electron beam tube is used, an electron beam can be taken out into atmospheric pressure air from the window of the electron beam tube. Therefore, it is not necessary to reduce the atmosphere in which the irradiation object is disposed, and a vacuum pump and a vacuum chamber for reducing the pressure are not necessary, and the configuration of the electron beam irradiation processing apparatus is simple and easy to handle.

例えば、Ushio製超小型電子線照射装置Min EB_labo STM−Chamber、またMin−EB labo SCAN等があり、これらの電子線管をを用いて、電子線の照射を行うことができる。   For example, there are Ushio micro electron beam irradiation devices Min EB_labo STM-Chamber, Min-EB lab SCAN, etc., and these electron beam tubes can be used to irradiate an electron beam.

電子線照射の照射により試料表面から数十μmまでの薄い層に高効率で高いエネルギーを与えることができる。電子線の加速電圧、電流、照射時間を設定することで、様々なエネルギー処理ができる。   High energy can be applied with high efficiency to a thin layer from the sample surface to several tens of μm by irradiation with electron beam irradiation. Various energy treatments can be performed by setting the acceleration voltage, current, and irradiation time of the electron beam.

これらにより水平方向に移動する搬送台に被照射物を載せて窒素置換された雰囲気内で非照射物に電子線を照射することができ、搬送回数と速度を変えることで、照射線量を広い範囲で簡単にかつ精度よく設定することができる。電子線の照射量も、照射光量1mJ〜100J/cm2の範囲が好ましい。 As a result, it is possible to irradiate non-irradiated objects with an electron beam in a nitrogen-substituted atmosphere by placing an object on a transport table that moves in the horizontal direction. Can be set easily and accurately. The amount of electron beam irradiation is also preferably in the range of 1 mJ to 100 J / cm < 2 >.

また、電子線の照射温度は0℃〜300℃、好ましくは室温℃〜250℃である。照射温度が、室温未満では効果が少ない。一方、照射温度が高くなりすぎるとガスバリア膜のみでなく樹脂フィルム基材の分解が進み、強度が低下するため照射温度の上限は250℃とするのが好ましい。このときも、支持体が高温になりすぎダメージを受ける場合は、その支持体をバックアップロールなどで密着保持して保温することもできる。   The irradiation temperature of the electron beam is 0 ° C to 300 ° C, preferably room temperature to 250 ° C. If the irradiation temperature is less than room temperature, the effect is small. On the other hand, if the irradiation temperature becomes too high, not only the gas barrier film but also the resin film substrate is decomposed and the strength is lowered. Therefore, the upper limit of the irradiation temperature is preferably 250 ° C. Also at this time, when the support becomes too hot and is damaged, the support can be kept in close contact with a backup roll or the like.

マイクロ波は、マグネトロン、クライストロンなどの装置により発生させることが出来る。マイクロ波照射装置としては、例えば、図1に示されるようなマイクロ波照射装置を用いることができる。マイクロ波電子管の制約により2.45GHzの周波数のマイクロ波発生装置が一般的であるが、例えば、2.45GHzのマイクロ波を5kWのマイクロ波発生装置(マグネトロン)202で発生させ、導波管203を通じてマイクロ波オーブン201に導き、マイクロ波オーブン中をフィルム基材Fが搬送出来るようにし、フィルムの出入り口にはマイクロ波の反射板及び吸収板を設置し、更にオーブンの上部にマイクロ波攪拌装置207を設置する。このマイクロ波オーブンはフィルム入口から出口まで例えば6mのオーブンとし、また、マイクロ波発生装置とオーブンの間の導波管にアイソレーター、パワーモニター及び整合器を設置し、このパワーモニターで検出される出力に応じてマイクロ波発生装置の出力を調整できるようにしたものである。   Microwaves can be generated by devices such as magnetrons and klystrons. As the microwave irradiation apparatus, for example, a microwave irradiation apparatus as shown in FIG. 1 can be used. A microwave generator having a frequency of 2.45 GHz is generally used due to restrictions of the microwave electron tube. For example, a microwave of 2.45 GHz is generated by a microwave generator (magnetron) 202 of 5 kW, and the waveguide 203 To the microwave oven 201 so that the film substrate F can be conveyed through the microwave oven, a microwave reflector and an absorption plate are installed at the entrance of the film, and a microwave agitator 207 is installed above the oven. Is installed. This microwave oven is, for example, a 6 m oven from the film inlet to the outlet, and an isolator, a power monitor and a matching unit are installed in the waveguide between the microwave generator and the oven, and the output detected by this power monitor. The output of the microwave generator can be adjusted according to the above.

マイクロ波の周波数は2.45GHzの周波数のマイクロ波発生装置が一般的であるが、0.915GHzの周波数のマイクロ波を用いることも出来る。   A microwave generator having a frequency of 2.45 GHz is generally used as the microwave, but a microwave having a frequency of 0.915 GHz can also be used.

出力はエネルギー処理を与えるゾルゲル膜の種類や、組成、又厚み等に応じて調整する。面積1cm2当たりのマイクロ波の照射量がやはり前記照射光量1mJ〜100J/cm2の範囲になる様に照射することが好ましい。これには、例えば0.01〜10W/cm2程度のマイクロ波発生蔵置を用いて0.1秒〜数秒の範囲で照射を行う。 The output is adjusted according to the type, composition, thickness, etc. of the sol-gel film that gives energy treatment. It is preferred that the irradiation dose of microwaves per area 1 cm 2 is irradiated again so as to become a range of the irradiation light amount 1mJ~100J / cm 2. For this, for example, irradiation is performed in the range of 0.1 seconds to several seconds using a microwave generation storage of about 0.01 to 10 W / cm 2 .

又、次に、前記の紫外線処理、電子線処理或いはマイクロ波処理に加えて実施される化学的なエネルギー処理であるコロナ放電処理、プラズマ放電処理、又フレームプラズマ処理について述べる。   Next, corona discharge treatment, plasma discharge treatment, and flame plasma treatment, which are chemical energy treatments performed in addition to the ultraviolet ray treatment, electron beam treatment, or microwave treatment, will be described.

コロナ放電処理は電極とローラー間に交流又は直流の高電圧を印加してコロナ放電を発生させ、その中にフィルムを通過させることによってフィルム表面を処理するものであり、通常ローラーは金属ローラー上にハイパロンゴム(ポリエチレンをクロルスルホン化したゴム)、EPTゴム(エチレン・プロピレン・ジエンのターポリマーでEPDMゴムとも言う)、シリコンゴム等の誘電体やセラミックを被覆した誘電体ローラーが用いられるが、ポリエステル支持体では誘電体を介さずに直接金属ローラーを用いることも可能である。印加する電力は、ガスバリア膜の厚み、組成、表面特性等によっても異なり、条件を選定する必要があるが、0.01〜10W/cm2の範囲の電力を用いて0.1秒〜数秒の範囲で放電処理を行う。 In the corona discharge treatment, a high voltage of alternating current or direct current is applied between the electrode and the roller to generate a corona discharge, and the film surface is processed by passing the film therethrough. Usually, the roller is placed on a metal roller. Hyperon rubber (rubber made of chlorosulfonated polyethylene), EPT rubber (ethylene / propylene / diene terpolymer, also called EPDM rubber), dielectric rubber such as silicon rubber and dielectric roller coated with ceramic are used. It is also possible to use a metal roller directly on the support without using a dielectric. The electric power to be applied varies depending on the thickness, composition, surface characteristics, etc. of the gas barrier film, and it is necessary to select conditions. However, the electric power in the range of 0.01 to 10 W / cm 2 is used for 0.1 seconds to several seconds. Discharge treatment in the range.

印加電力が高すぎるとフィルムの特性を損ねたり、しわの発生があったり、表面粗さを損ねるなどの問題が発生することがあり、注意する必要がある。   If the applied power is too high, problems such as damage to the film properties, wrinkles, and surface roughness may occur.

また、プラズマ処理は、大気圧プラズマ処理や低圧プラズマ処理等あるが、大気圧で可能な常圧プラズマ処理が好ましい。プラズマ処理では、雰囲気ガスとして、空気、窒素、ヘリウム、アルゴン等が好ましい。特にヘリウムおよびアルゴンガスが好ましい。雰囲気ガス中に、酸素、メタン、二酸化炭素、窒素(窒素雰囲気の場合を除く)、アンモニアを1ppm〜30%(体積割合)含ませてもよい。雰囲気圧力は1Pa〜1MPaが好ましく、大気圧が作業性等から好ましい。しかし、開始電圧が上昇するのでこれを抑えるのに、放電極面に誘電体を挟むこと、雰囲気ガスとしてヘリウム又はアルゴンであること、電源として交流や高周波を使用することが好ましい。周波数として、1kHz〜1GHzが好ましい。印加する電力は、コロナ放電処理と同様、ガスバリア膜の厚み、組成、表面特性等によっても異なり、必要な接着性に合わせて条件を選定する必要があるが、0.01〜10W/cm2の範囲の電力を用いて0.1秒〜数秒の範囲で放電処理を行う。印加電力が高すぎると、表面の平滑性を損ねたり、放電による飛散物質汚染等の問題が発生することがあり、注意する必要がある。 The plasma treatment includes atmospheric pressure plasma treatment and low pressure plasma treatment, and atmospheric pressure plasma treatment that is possible at atmospheric pressure is preferable. In the plasma treatment, air, nitrogen, helium, argon or the like is preferable as the atmospheric gas. Helium and argon gas are particularly preferable. The atmosphere gas may contain oxygen, methane, carbon dioxide, nitrogen (except in the case of a nitrogen atmosphere), and ammonia in an amount of 1 ppm to 30% (volume ratio). The atmospheric pressure is preferably 1 Pa to 1 MPa, and atmospheric pressure is preferable from the viewpoint of workability and the like. However, since the starting voltage increases, to suppress this, it is preferable to sandwich a dielectric on the discharge electrode surface, to use helium or argon as the atmospheric gas, and to use AC or high frequency as the power source. The frequency is preferably 1 kHz to 1 GHz. The power to be applied varies depending on the thickness, composition, surface characteristics, etc. of the gas barrier film, as in the case of the corona discharge treatment, and it is necessary to select conditions according to the required adhesion, but it is 0.01 to 10 W / cm 2 . Discharge treatment is performed in the range of 0.1 seconds to several seconds using electric power in the range. If the applied power is too high, the surface smoothness may be impaired, and problems such as scattering of scattered substances due to discharge may occur.

フレームプラズマ処理(火炎処理)は、例えば、図2に記載のようなフレームプラズマ処理装置を用いて行うことができる。処理条件は、火炎とフィルムとの接触時間は約0.1秒、内炎最大面積に対し外炎の接触面積の比は5、及び内炎Iの先端からの距離は5mmであった。尚、内炎最大面積とは、図2における内炎Iの中心の幅にフィルムの処理幅を乗じた値であり、外炎Eの接触面積とは、有効炎G(ここも外炎)の処理するフィルムに接触している幅とやはりフィルムの処理幅とを乗じた値である。やはり0.1秒〜数秒の範囲で処理を行えばよい。   Flame plasma treatment (flame treatment) can be performed using, for example, a flame plasma treatment apparatus as shown in FIG. The treatment conditions were such that the contact time between the flame and the film was about 0.1 seconds, the ratio of the contact area of the outer flame to the maximum area of the inner flame was 5, and the distance from the tip of the inner flame I was 5 mm. The maximum area of the internal flame is a value obtained by multiplying the width of the center of the internal flame I in FIG. 2 by the processing width of the film, and the contact area of the external flame E is the effective flame G (also external flame). It is a value obtained by multiplying the width in contact with the film to be processed and the processing width of the film. The processing may be performed in the range of 0.1 second to several seconds.

樹脂フィルム基材上に形成された本発明のガスバリア膜は、これらの2種類の異なったエネルギー処理が順次行われることで、高密度で緻密な膜となり、ガスバリア性フィルムのガスバリア性は向上する。   The gas barrier film of the present invention formed on the resin film base material is subjected to these two kinds of different energy treatments in sequence, so that it becomes a dense and dense film, and the gas barrier property of the gas barrier film is improved.

次いで前記のエネルギー処理されたガスバリア膜を有する本発明に係わるガスバリア性フィルムについて説明する。   Next, the gas barrier film according to the present invention having the energy-treated gas barrier film will be described.

図3は、本発明の透明なガスバリア性フィルムの構成を示す模式図である。   FIG. 3 is a schematic view showing the configuration of the transparent gas barrier film of the present invention.

ガスバリア性フィルム1は、樹脂フィルム基材Y、例えばポリエチレンテレフタレート上に一層の本発明の方法により形成されたガスバリア膜3を有している。また、本発明のガスバリアフィルムは、前記ガスバリア膜が二つ以上積層されていてもよく、ガスバリア性フィルム2は、樹脂フィルム基材Yと、少なくとも2層のガスバリア膜3と2つのガスバリア膜間に位置するガスバリア膜より弾性率の低いポリマーを含む応力緩和層4を有している。本発明に係わるセラミック膜は緻密な構造を有し、硬度が高いため積層する場合、この様な応力緩和層を間に配し、複数の層に分けることが好ましい。応力緩和層は、ガスバリア膜である例えば金属酸化物膜中に発生する応力を緩和しガスバリア膜の割れや欠陥の発生を防止する作用を有する。   The gas barrier film 1 has a gas barrier film 3 formed by a single layer of the method of the present invention on a resin film substrate Y, for example, polyethylene terephthalate. Further, the gas barrier film of the present invention may be formed by laminating two or more gas barrier films, and the gas barrier film 2 includes a resin film substrate Y, at least two layers of gas barrier films 3, and two gas barrier films. It has the stress relaxation layer 4 containing the polymer whose elastic modulus is lower than the gas barrier film located. Since the ceramic film according to the present invention has a dense structure and high hardness, when laminating, it is preferable to divide such a stress relaxation layer into a plurality of layers. The stress relaxation layer has a function of relieving stress generated in, for example, a metal oxide film that is a gas barrier film and preventing generation of cracks and defects in the gas barrier film.

次いで、ここで用いられるポリマー層について説明する。   Next, the polymer layer used here will be described.

本発明に係るポリマー層とは、無機ポリマー、有機ポリマー、有機無機ハイブリッドポリマー等を主成分とする薄膜で、その膜厚は、概ね5〜500nmで、前述のガスバリア層に対し相対的な硬度が低い層で、層中の平均炭素含有量が5%以上のものであり、応力緩和層とも呼ばれる。   The polymer layer according to the present invention is a thin film mainly composed of an inorganic polymer, an organic polymer, an organic-inorganic hybrid polymer, etc., and the film thickness is approximately 5 to 500 nm, and the relative hardness with respect to the gas barrier layer described above. A low layer with an average carbon content of 5% or more in the layer, also called a stress relaxation layer.

本発明で適用できる無機ポリマーは、無機骨格を主構造とし、かつ有機成分を含有する膜であり、有機金属化合物を重合したものも含む。   The inorganic polymer applicable in the present invention is a film having an inorganic skeleton as a main structure and containing an organic component, and includes a polymer obtained by polymerizing an organometallic compound.

これら無機ポリマーとしては、特に限定は無いが、例えば、シリコーンやポリシラザンなどのケイ素化合物や、チタン化合物、アルミニウム化合物、硼素化合物、燐化合物、錫化合物を用いることができる。   These inorganic polymers are not particularly limited, and for example, silicon compounds such as silicone and polysilazane, titanium compounds, aluminum compounds, boron compounds, phosphorus compounds, and tin compounds can be used.

本発明で用いることのできるケイ素化合物としては、特に限定はないが、好ましいものとして、テトラメチルシラン、トリメチルメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラメトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシラザン、1,1−ジメチル−1−シラシクロブタン、トリメチルビニルシラン、メトキシジメチルビニルシラン、トリメトキシビニルシラン、エチルトリメトキシシラン、ジメチルジビニルシラン、ジメチルエトキシエチニルシラン、ジアセトキシジメチルシラン、ジメトキシメチル−3,3,3−トリフルオロプロピルシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、アリールトリメトキシシラン、エトキシジメチルビニルシラン、アリールアミノトリメトキシシラン、N−メチル−N−トリメチルシリルアセトアミド、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、メチルトリビニルシラン、ジアセトキシメチルビニルシラン、メチルトリアセトキシシラン、アリールオキシジメチルビニルシラン、ジエチルビニルシラン、ブチルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルジメチルエトキシシラン、テトラビニルシラン、トリアセトキシビニルシラン、テトラアセトキシシラン、3−トリフルオロアセトキシプロピルトリメトキシシラン、ジアリールジメトキシシラン、ブチルジメトキシビニルシラン、トリメチル−3−ビニルチオプロピルシラン、フェニルトリメチルシラン、ジメトキシメチルフェニルシラン、フェニルトリメトキシシラン、3−アクリロキシプロピルジメトキシメチルシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ジメチルイソペンチロキシビニルシラン、2−アリールオキシエチルチオメトキシトリメチルシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−アリールアミノプロピルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、ジメチルエチキシフェニルシラン、ベンゾイロキシトリメチルシラン、3−メタクリロキシプロピルジメトキシメチルシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、ジメチルエトキシ−3−グリシドキシプロピルシラン、ジブトキシジメチルシラン、3−ブチルアミノプロピルトリメチルシラン、3−ジメチルアミノプロピルジエトキシメチルシラン、2−(2−アミノエチルチオエチル)トリエトキシシラン、ビス(ブチルアミノ)ジメチルシラン、ジビニルメチルフェニルシラン、ジアセトキシメチルフェニルシラン、ジメチル−p−トリルビニルシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、ジエチルメチルフェニルシラン、ベンジルジメチルエトキシシラン、ジエトキシメチルフェニルシラン、デシルメチルジメトキシシラン、ジエトキシ−3−グリシドキシプロピルメチルシラン、オクチロキシトリメチルシラン、フェニルトリビニルシラン、テトラアリールオキシシラン、ドデシルトリメチルシラン、ジアリールメチルフェニルシラン、ジフェニルメチルビニルシラン、ジフェニルエトキシメチルシラン、ジアセトキシジフェニルシラン、ジベンジルジメチルシラン、ジアリールジフェニルシラン、オクタデシルトリメチルシラン、メチルオクタデシルジメチルシラン、ドコシルメチルジメチルシラン、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシラザン、1,4−ビス(ジメチルビニルシリル)ベンゼン、1,3−ビス(3−アセトキシプロピル)テトラメチルジシロキサン、1,3,5−トリメチル−1,3,5−トリビニルシクロトリシロキサン、1,3,5−トリス(3,3,3−トリフルオロプロピル)−1,3,5−トリメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、1,3,5,7−テトラエトキシ−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン等を挙げるこができる。   The silicon compound that can be used in the present invention is not particularly limited, but is preferably tetramethylsilane, trimethylmethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, trimethylethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, methyltrimethyl. Ethoxysilane, tetramethoxysilane, tetramethoxysilane, hexamethyldisiloxane, hexamethyldisilazane, 1,1-dimethyl-1-silacyclobutane, trimethylvinylsilane, methoxydimethylvinylsilane, trimethoxyvinylsilane, ethyltrimethoxysilane, dimethyldi Vinylsilane, dimethylethoxyethynylsilane, diacetoxydimethylsilane, dimethoxymethyl-3,3,3-trifluoropropylsilane, 3,3,3-trifluoro Propyltrimethoxysilane, aryltrimethoxysilane, ethoxydimethylvinylsilane, arylaminotrimethoxysilane, N-methyl-N-trimethylsilylacetamide, 3-aminopropyltrimethoxysilane, methyltrivinylsilane, diacetoxymethylvinylsilane, methyltriacetoxysilane , Aryloxydimethylvinylsilane, diethylvinylsilane, butyltrimethoxysilane, 3-aminopropyldimethylethoxysilane, tetravinylsilane, triacetoxyvinylsilane, tetraacetoxysilane, 3-trifluoroacetoxypropyltrimethoxysilane, diaryldimethoxysilane, butyldimethoxyvinylsilane , Trimethyl-3-vinylthiopropylsilane, phenyltrimethylsilane Dimethoxymethylphenylsilane, phenyltrimethoxysilane, 3-acryloxypropyldimethoxymethylsilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, dimethylisopentyloxyvinylsilane, 2-aryloxyethylthiomethoxytrimethylsilane, 3-glycidoxypropyl Trimethoxysilane, 3-arylaminopropyltrimethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, heptadecafluorodecyltrimethoxysilane, dimethylethyphenylsilane, benzoyloxytrimethylsilane, 3-methacryloxypropyldimethoxymethylsilane, 3-methacryl Loxypropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, dimethylethoxy-3-glycidoxypropylsilane, dibu Toxidimethylsilane, 3-butylaminopropyltrimethylsilane, 3-dimethylaminopropyldiethoxymethylsilane, 2- (2-aminoethylthioethyl) triethoxysilane, bis (butylamino) dimethylsilane, divinylmethylphenylsilane, di Acetoxymethylphenylsilane, dimethyl-p-tolylvinylsilane, p-styryltrimethoxysilane, diethylmethylphenylsilane, benzyldimethylethoxysilane, diethoxymethylphenylsilane, decylmethyldimethoxysilane, diethoxy-3-glycidoxypropylmethylsilane , Octyloxytrimethylsilane, phenyltrivinylsilane, tetraaryloxysilane, dodecyltrimethylsilane, diarylmethylphenylsilane, diphenylmethyl Nylsilane, diphenylethoxymethylsilane, diacetoxydiphenylsilane, dibenzyldimethylsilane, diaryldiphenylsilane, octadecyltrimethylsilane, methyloctadecyldimethylsilane, docosylmethyldimethylsilane, 1,3-divinyl-1,1,3,3- Tetramethyldisiloxane, 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisilazane, 1,4-bis (dimethylvinylsilyl) benzene, 1,3-bis (3-acetoxypropyl) tetramethyldi Siloxane, 1,3,5-trimethyl-1,3,5-trivinylcyclotrisiloxane, 1,3,5-tris (3,3,3-trifluoropropyl) -1,3,5-trimethylcyclotri Siloxane, octamethylcyclotetrasiloxane, 1, 3, 5 7-tetraethoxy-1,3,5,7-tetramethyl cyclotetrasiloxane, may this include decamethylcyclopentasiloxane, and the like.

また、有機ポリマーとしては、公知の重合性有機化合物を用いることができるが、その中でも、分子内にエチレン性不飽和結合を有する重合可能なエチレン性不飽和結合含有化合物が好ましく、また、一般的なラジカル重合性のモノマー類、光、熱、紫外線等により硬化する樹脂に一般的に用いられる分子内に付加重合可能なエチレン性二重結合を複数有する多官能モノマー類や多官能オリゴマー類を用いることができる。   As the organic polymer, known polymerizable organic compounds can be used, and among them, a polymerizable ethylenically unsaturated bond-containing compound having an ethylenically unsaturated bond in the molecule is preferable. Radically polymerizable monomers, polyfunctional monomers and polyfunctional oligomers having a plurality of addition-polymerizable ethylenic double bonds in a molecule generally used for resins curable by light, heat, ultraviolet rays, etc. be able to.

これらの重合可能なエチレン性二重結合含有化合物に特に限定は無いが、好ましいものとして、例えば、2−エチルヘキシルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、グリセロールアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ノニルフェノキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルオキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルオキシヘキサノリドアクリレート、1,3−ジオキサンアルコールのε−カプロラクトン付加物のアクリレート、1,3−ジオキソランアクリレート等の単官能アクリル酸エステル類、或いはこれらのアクリレートをメタクリレート、イタコネート、クロトネート、マレエートに代えたメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸エステル、例えば、エチレングリコールジアクリレート、トリエチレングルコールジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、ハイドロキノンジアクリレート、レゾルシンジアクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールのジアクリレート、ネオペンチルグリコールアジペートのジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールのε−カプロラクトン付加物のジアクリレート、2−(2−ヒドロキシ−1,1−ジメチルエチル)−5−ヒドロキシメチル−5−エチル−1,3−ジオキサンジアクリレート、トリシクロデカンジメチロールアクリレート、トリシクロデカンジメチロールアクリレートのε−カプロラクトン付加物、1,6−ヘキサンジオールのジグリシジルエーテルのジアクリレート等の2官能アクリル酸エステル類、或いはこれらのアクリレートをメタクリレート、イタコネート、クロトネート、マレエートに代えたメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸エステル、例えばトリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートのε−カプロラクトン付加物、ピロガロールトリアクリレート、プロピオン酸・ジペンタエリスリトールトリアクリレート、プロピオン酸・ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、ヒドロキシピバリルアルデヒド変性ジメチロールプロパントリアクリレート等の多官能アクリル酸エステル酸、或いはこれらのアクリレートをメタクリレート、イタコネート、クロトネート、マレエートに代えたメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸エステル等を挙げることができる。   These polymerizable ethylenic double bond-containing compounds are not particularly limited, but preferred examples include 2-ethylhexyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, glycerol acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, phenoxyethyl acrylate, nonylphenoxy. Monofunctional acrylic acid esters such as ethyl acrylate, tetrahydrofurfuryloxyethyl acrylate, tetrahydrofurfuryloxyhexanolide acrylate, ε-caprolactone adduct of 1,3-dioxane alcohol, 1,3-dioxolane acrylate, or Methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, maleic acid, etc. in which these acrylates are replaced with methacrylate, itaconate, crotonate, and maleate. Tel, for example, ethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, pentaerythritol diacrylate, hydroquinone diacrylate, resorcin diacrylate, hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, tripropylene glycol diacrylate, hydroxypivalate neo Diacrylate of pentyl glycol, diacrylate of neopentyl glycol adipate, diacrylate of ε-caprolactone adduct of neopentyl glycol hydroxypivalate, 2- (2-hydroxy-1,1-dimethylethyl) -5-hydroxymethyl- 5-ethyl-1,3-dioxane diacrylate, tricyclodecane dimethylol acrylate, tricyclodecane dimethylo Difunctional acrylic acid esters such as ε-caprolactone adduct of diacrylate, diglycidyl ether diacrylate of 1,6-hexanediol, or methacrylic acid, itacon in which these acrylates are replaced with methacrylate, itaconate, crotonate, maleate Acids, crotonic acid, maleic esters such as trimethylolpropane triacrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, trimethylolethane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, Dipentaerythritol hexaacrylate, ε-cap of dipentaerythritol hexaacrylate Lactone adducts, pyrogallol triacrylate, propionic acid / dipentaerythritol triacrylate, propionic acid / dipentaerythritol tetraacrylate, hydroxypivalylaldehyde-modified dimethylolpropane triacrylate and other polyfunctional acrylic acid esters, or these acrylates Examples thereof include methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, and maleic acid ester instead of methacrylate, itaconate, crotonate, and maleate.

また、プレポリマーも上記同様に使用することができる。プレポリマーは、1種又は2種以上を併用してもよいし、上述の単量体及び/又はオリゴマーと混合し用いてもよい。   Prepolymers can also be used as described above. A prepolymer may use together 1 type (s) or 2 or more types, and may mix and use the above-mentioned monomer and / or oligomer.

プレポリマーとしては、例えばアジピン酸、トリメリット酸、マレイン酸、フタル酸、テレフタル酸、ハイミック酸、マロン酸、こはく酸、グルタール酸、イタコン酸、ピロメリット酸、フマル酸、グルタール酸、ピメリン酸、セバシン酸、ドデカン酸、テトラヒドロフタル酸等の多塩基酸と、エチレングリコール、プロピレングルコール、ジエチレングリコール、プロピレンオキサイド、1,4−ブタンジオール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、1,6−ヘキサンジオール、1,2,6−ヘキサントリオール等の多価のアルコールの結合で得られるポリエステルに(メタ)アクリル酸を導入したポリエステルアクリレート類、例えば、ビスフェノールA・エピクロルヒドリン・(メタ)アクリル酸、フェノールノボラック・エピクロルヒドリン・(メタ)アクリル酸のようにエポキシ樹脂に(メタ)アクリル酸を導入したエポキシアクリレート類、例えば、エチレングリコール・アジピン酸・トリレンジイソシアネート・2−ヒドロキシエチルアクリレート、ポリエチレングリコール・トリレンジイソシアネート・2−ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルフタリルメタクリレート・キシレンジイソシアネート、1,2−ポリブタジエングリコール・トリレンジイソシアネート・2−ヒドロキシエチルアクリレート、トリメチロールプロパン・プロピレングリコール・トリレンジイソシアネート・2−ヒドロキシエチルアクリレートのように、ウレタン樹脂に(メタ)アクリル酸を導入したウレタンアクリレート、例えば、ポリシロキサンアクリレート、ポリシロキサン・ジイソシアネート・2−ヒドロキシエチルアクリレート等のシリコーン樹脂アクリレート類、その他、油変性アルキッド樹脂に(メタ)アクリロイル基を導入したアルキッド変性アクリレート類、スピラン樹脂アクリレート類等のプレポリマーが挙げられる。   Examples of prepolymers include adipic acid, trimellitic acid, maleic acid, phthalic acid, terephthalic acid, hymic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, itaconic acid, pyromellitic acid, fumaric acid, glutaric acid, pimelic acid, Polybasic acids such as sebacic acid, dodecanoic acid, tetrahydrophthalic acid, and ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, propylene oxide, 1,4-butanediol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, glycerin, trimethylol Polyester obtained by introducing (meth) acrylic acid into a polyester obtained by combining polyhydric alcohols such as propane, pentaerythritol, sorbitol, 1,6-hexanediol, 1,2,6-hexanetriol Chlorates such as bisphenol A, epichlorohydrin, (meth) acrylic acid, and epoxy acrylates in which (meth) acrylic acid is introduced into an epoxy resin such as phenol novolac, epichlorohydrin, (meth) acrylic acid, such as ethylene glycol, adipine Acid / tolylene diisocyanate / 2-hydroxyethyl acrylate, polyethylene glycol / tolylene diisocyanate / 2-hydroxyethyl acrylate, hydroxyethylphthalyl methacrylate / xylene diisocyanate, 1,2-polybutadiene glycol / tolylene diisocyanate / 2-hydroxyethyl acrylate , Trimethylolpropane, propylene glycol, tolylene diisocyanate, 2-hydroxyethyl acrylate In addition, urethane acrylates in which (meth) acrylic acid is introduced into urethane resin, for example, silicone resin acrylates such as polysiloxane acrylate, polysiloxane diisocyanate, 2-hydroxyethyl acrylate, etc., and (meth) acryloyl in oil-modified alkyd resins Examples thereof include prepolymers such as alkyd-modified acrylates having introduced groups and spirane resin acrylates.

また、本発明に係るポリマー層に適用可能な有機ポリマーとしては、薄膜形成性ガスとしてプラズマ重合可能な有機物を用いることでも容易に形成できる。プラズマ重合可能な有機物としては、炭化水素、ビニル化合物、含ハロゲン化合物、含窒素化合物を挙げることが出来る。   In addition, the organic polymer applicable to the polymer layer according to the present invention can be easily formed by using an organic substance capable of plasma polymerization as the thin film forming gas. Examples of the plasma-polymerizable organic substance include hydrocarbons, vinyl compounds, halogen-containing compounds, and nitrogen-containing compounds.

炭化水素としては、例えば、エタン、エチレン、メタン、アセチレン、シクロヘキサン、ベンゼン、キシレン、フェニルアセチレン、ナフタレン、プロピレン、カンフォー、メントール、トルエン、イソブチレン等を挙げることができる。   Examples of the hydrocarbon include ethane, ethylene, methane, acetylene, cyclohexane, benzene, xylene, phenylacetylene, naphthalene, propylene, camphor, menthol, toluene, isobutylene, and the like.

ビニル化合物としては、例えば、アクリル酸、メチルアクリレート、エチルアクリレート、メチルメタクリレート、アリルメタクリレート、アクリルアミド、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルピリジン、酢酸ビニル、ビニルメチルエーテル等を挙げることが出来る。   Examples of the vinyl compound include acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, methyl methacrylate, allyl methacrylate, acrylamide, styrene, α-methyl styrene, vinyl pyridine, vinyl acetate, vinyl methyl ether, and the like.

含ハロゲン化合物としては、四フッ化メタン、四フッ化エチレン、六フッ化プロピレン、フロロアルキルメタクリレート等を挙げることが出来る。   Examples of halogen-containing compounds include tetrafluoromethane, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, and fluoroalkyl methacrylate.

含窒素化合物としては、例えば、ピリジン、アリルアミン、ブチルアミン、アクリロニトリル、アセトニトリル、ベンゾニトリル、メタクリロニトリル、アミノベンゼン等を挙げることが出来る。   Examples of the nitrogen-containing compound include pyridine, allylamine, butylamine, acrylonitrile, acetonitrile, benzonitrile, methacrylonitrile, aminobenzene and the like.

本発明に係る有機無機ハイブリッドポリマーとしては、有機(無機)ポリマーに無機(有機)物を分散させた膜や、無機骨格と有機骨格をともに主構造とする膜を挙げることができる。本発明に適用できる有機無機ハイブリッドポリマーは、特に限定は無いが、好ましくは、前述した無機ポリマーと有機ポリマーを適宜組み合わせたものを用いることができる。   Examples of the organic-inorganic hybrid polymer according to the present invention include a film in which an inorganic (organic) substance is dispersed in an organic (inorganic) polymer, and a film having both an inorganic skeleton and an organic skeleton as a main structure. The organic-inorganic hybrid polymer that can be applied to the present invention is not particularly limited, but it is preferable to use an appropriate combination of the above-described inorganic polymer and organic polymer.

本発明に係わるこれらガスバリア性フィルムは、種々の封止用材料、フィルムとして用いることができる。   These gas barrier films according to the present invention can be used as various sealing materials and films.

本発明のこれらガスバリアフィルムは、また表示素子、例えば有機EL素子に用いることができる。有機EL素子に用いる際に、本発明のガスバリアフィルムは透明であるため、このガスバリア性フィルムを基材として用いて、この側から光取り出しを行うように構成できる。即ち、このガスバリア性フィルム上に、例えば、ITO等の透明導電性薄膜を透明電極として設け、有機エレクトロルミネッセンス素子用樹脂基材を構成することができる。そして、基材上に設けられたITO透明導電膜を陽極としてこの上に発光層を含む有機EL材料層を設け、更に金属膜からなる陰極を形成して有機EL素子を形成し、この上に別の封止材料を(同じでもよいが)重ねて前記ガスバリアフィルム基材と周囲を接着、素子を封じ込めることで有機EL素子層を封止することができ、これにより外気の湿気や酸素等のガスによる素子への影響を封じることが出来る。   These gas barrier films of the present invention can also be used for display elements such as organic EL elements. When used in an organic EL device, the gas barrier film of the present invention is transparent. Therefore, the gas barrier film can be used as a base material and light can be extracted from this side. That is, on this gas barrier film, for example, a transparent conductive thin film such as ITO can be provided as a transparent electrode to constitute a resin substrate for an organic electroluminescence element. Then, using the ITO transparent conductive film provided on the substrate as an anode, an organic EL material layer including a light emitting layer is provided thereon, and a cathode made of a metal film is further formed to form an organic EL element. The organic EL element layer can be sealed by stacking another sealing material (although it may be the same) and adhering the gas barrier film substrate to the surroundings and encapsulating the element. The influence of the gas on the device can be sealed.

本発明に係わる有機エレクトロルミネッセンス用樹脂基材はガスバリア性フィルムのガスバリア膜上に、透明導電性薄膜を形成することによって得られる。透明導電性薄膜は有機EL素子を形成したとき陽極となる透明導電膜である。   The organic electroluminescent resin substrate according to the present invention is obtained by forming a transparent conductive thin film on the gas barrier film of the gas barrier film. The transparent conductive thin film is a transparent conductive film that becomes an anode when an organic EL element is formed.

透明導電膜の形成は、真空蒸着法やスパッタリング法等を用いることにより、また、インジウム、スズ等の金属アルコキシド等を用いたゾルゲル法等塗布法によっても製造でき、比抵抗値で10-4Ω・cmオーダーの優れた導電性を有するITO膜を得ることが出来るが、大気圧プラズマCVD法により形成することが好ましい。 The transparent conductive film can be formed by using a vacuum deposition method, a sputtering method, or the like, or by a coating method such as a sol-gel method using a metal alkoxide such as indium or tin, and has a specific resistance of 10 −4 Ω. An ITO film having excellent conductivity on the order of cm can be obtained, but it is preferably formed by an atmospheric pressure plasma CVD method.

大気圧プラズマCVD法において、透明導電膜の形成に使用されるガスは、基材上に設ける透明導電膜の種類によって異なるが、基本的には、不活性ガスと、透明導電膜を形成するためにプラズマ状態となる反応性ガスの混合ガスである。ここで不活性ガスとは、周期表の第18属元素、具体的には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン更には窒素ガス等前期と同様であるが、アルゴンまたはヘリウムが特に好ましく用いられる。本発明で用いる反応性ガスは複数用いることが可能であるが、少なくとも1種類は、放電空間でプラズマ状態となり、透明導電膜を形成する成分を含有するものである。このような反応性ガスとしては特に制限はないが、有機金属化合物が好ましく用いられる。有機金属化合物の種類は問わないが、分子内に酸素を有する有機金属化合物が好ましく、特にβジケトン金属錯体、金属アルコキシド、アルキル金属等の有機金属化合物が好ましく用いられる。透明導電性薄膜の形成に用いられる原料化合物の中、好ましい例は、インジウムヘキサフルオロペンタンジオネート、インジウムメチル(トリメチル)アセチルアセテート、インジウムアセチルアセトナート、インジウムイソポロポキシド、インジウムトリフルオロペンタンジオネート、トリス(2,2,6,6−テトラメチル3,5−ヘプタンジオネート)インジウム、ジ−n−ブチルビス(2,4−ペンタンジオネート)スズ、ジ−n−ブチルジアセトキシスズ、ジ−t−ブチルジアセトキシスズ、テトライソプロポキシスズ、テトラブトキシスズ、ジンクアセチルアセトナート等を挙げることが出来る。   In the atmospheric pressure plasma CVD method, the gas used for forming the transparent conductive film varies depending on the type of the transparent conductive film provided on the substrate, but basically, an inert gas and a transparent conductive film are formed. It is a mixed gas of reactive gas that becomes a plasma state. Here, the inert gas is a group 18 element of the periodic table, specifically helium, neon, argon, krypton, xenon, radon, nitrogen gas, and the like, but argon or helium is particularly preferable. Used. A plurality of reactive gases can be used in the present invention, but at least one kind contains a component that is in a plasma state in the discharge space and forms a transparent conductive film. Although there is no restriction | limiting in particular as such reactive gas, An organometallic compound is used preferably. The type of the organometallic compound is not limited, but an organometallic compound having oxygen in the molecule is preferable, and in particular, an organometallic compound such as β-diketone metal complex, metal alkoxide, or alkyl metal is preferably used. Among the raw material compounds used for forming the transparent conductive thin film, preferred examples include indium hexafluoropentanedionate, indiummethyl (trimethyl) acetylacetate, indium acetylacetonate, indium isoporopoxide, indium trifluoropentanedionate. , Tris (2,2,6,6-tetramethyl 3,5-heptanedionate) indium, di-n-butylbis (2,4-pentanedionate) tin, di-n-butyldiacetoxytin, di- Examples thereof include t-butyldiacetoxytin, tetraisopropoxytin, tetrabutoxytin, zinc acetylacetonate and the like.

この中で特に好ましいのは、インジウムアセチルアセトナート、トリス(2,2,6,6−テトラメチル3,5−ヘプタンジオネート)インジウム、ジンクアセチルアセトナート、ジ−n−ブチルジアセトキシスズである。これらの有機金属化合物は一般に市販されており、たとえばインジウムアセチルアセトナートであれば東京化成工業(株)から容易に入手することができる。   Of these, indium acetylacetonate, tris (2,2,6,6-tetramethyl 3,5-heptanedionate) indium, zinc acetylacetonate and di-n-butyldiacetoxytin are particularly preferable. . These organometallic compounds are generally commercially available. For example, indium acetylacetonate can be easily obtained from Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.

導電膜の形成においてはこれら分子内に少なくとも1つ以上の酸素原子を含有する有機金属化合物のほかに導電性を向上させるために行われるドーピング用のガスを用いることができる。ドーピングに用いられる反応性ガスとしては、例えば、アルミニウムイソプロポキシド、ニッケルアセチルアセトナート、マンガンアセチルアセトナート、ボロンイソプロポキシド、n−ブトキシアンチモン、トリ−n−ブチルアンチモン、ジ−n−ブチルビス(2,4−ペンタンジオネート)スズ、ジ−n−ブチルジアセトキシスズ、ジ−t−ブチルジアセトキシスズ、テトライソプロポキシスズ、テトラブトキシスズ、テトラブチルスズ、ジンクアセチルアセトナート、6フッ化プロピレン、8フッ化シクロブタン、4フッ化メタン等を挙げることができる。   In forming the conductive film, in addition to the organometallic compound containing at least one oxygen atom in the molecule, a doping gas used for improving the conductivity can be used. Examples of the reactive gas used for doping include aluminum isopropoxide, nickel acetylacetonate, manganese acetylacetonate, boron isopropoxide, n-butoxyantimony, tri-n-butylantimony, di-n-butylbis ( 2,4-pentanedionate) tin, di-n-butyldiacetoxytin, di-t-butyldiacetoxytin, tetraisopropoxytin, tetrabutoxytin, tetrabutyltin, zinc acetylacetonate, propylene hexafluoride, A cyclobutane octafluoride, methane tetrafluoride, etc. can be mentioned.

また、透明導電膜の構成元素を含む反応ガスの他に水を反応ガスとして用いることで、高い電導性と大きなエッチング速度を有する透明導電膜の製造が可能である。反応ガス中に混入する水の量は反応性ガスと不活性ガスの混合気体中0.0001から10%の範囲にあることが好ましい。より好ましくは0.001〜1%の範囲にあることが好ましい。   Further, by using water as a reaction gas in addition to the reaction gas containing the constituent elements of the transparent conductive film, it is possible to produce a transparent conductive film having high conductivity and a high etching rate. The amount of water mixed in the reaction gas is preferably in the range of 0.0001 to 10% in the mixed gas of the reactive gas and the inert gas. More preferably, it is in the range of 0.001 to 1%.

反応ガスとしては透明導電膜を構成する元素を含む有機金属化合物及び水の他、酸素などの酸化性を有するガス、水素などの還元性を有するガスその他、一酸化窒素、二酸化窒素、一酸化炭素、二酸化炭素などを適宜用いることも可能である。   Reactive gases include organometallic compounds containing elements that constitute transparent conductive films and water, oxidizing gases such as oxygen, reducing gases such as hydrogen, etc., nitrogen monoxide, nitrogen dioxide, carbon monoxide Carbon dioxide or the like can be used as appropriate.

透明導電膜主成分として用いられる反応性ガスとドーピングを目的に少量用いられる反応性ガスの量比は、成膜する透明導電膜の種類により異なる。例えば、酸化インジウムに錫をドーピングして得られるITO膜においては得られるITO膜のIn:Snの原子数比が100:0.1〜100:15の範囲になるように反応性ガス量を調整する。好ましくは、100:0.5〜100:10の範囲になるよう調整する。In:Snの原子数比はXPS測定により求めることができる。酸化錫にフッ素をドーピングして得られる透明導電膜(FTO膜という)においては、得られたFTO膜のSn:Fの原子数比が100:0.01〜100:50の範囲になるよう反応性ガスの量比を調整する。Sn:Fの原子数比はXPS測定により求めることが出来る。In23−ZnO系アモルファス透明導電膜においては、In:Znの原子数比が100:50〜100:5の範囲になるよう反応性ガスの量比を調整する。In:Znの原子数比はXPS測定で求めることが出来る。 The amount ratio of the reactive gas used as the main component of the transparent conductive film and the reactive gas used in a small amount for the purpose of doping differs depending on the type of the transparent conductive film to be formed. For example, in an ITO film obtained by doping tin with indium oxide, the reactive gas amount is adjusted so that the In: Sn atomic number ratio of the obtained ITO film is in the range of 100: 0.1 to 100: 15. To do. Preferably, it adjusts so that it may become the range of 100: 0.5-100: 10. The atomic ratio of In: Sn can be determined by XPS measurement. In a transparent conductive film (referred to as an FTO film) obtained by doping fluorine into tin oxide, the reaction is performed so that the Sn: F atomic ratio of the obtained FTO film is in the range of 100: 0.01 to 100: 50. Adjust the quantity ratio of sex gases. The atomic ratio of Sn: F can be determined by XPS measurement. In the In 2 O 3 —ZnO amorphous transparent conductive film, the amount ratio of the reactive gas is adjusted so that the In: Zn atomic ratio is in the range of 100: 50 to 100: 5. The atomic ratio of In: Zn can be determined by XPS measurement.

更に、反応性ガスには透明導電膜主成分となる反応性ガスとドーピングを目的に少量用いられる反応性ガスがある。更に、本発明においては透明導電膜を構成する主たる金属元素、ドーピングとなる金属元素の他、ケイ素を導入する。ケイ素の導入方法には制限はないが、透明導電膜を形成する際、反応ガスとして透明導電膜の抵抗値を調整する為に反応性ガスを追加することも可能である。透明導電膜の抵抗値を調整する為に用いる反応性ガスとしては、有機金属化合物、特にβジケトン金属錯体、金属アルコキシド、アルキル金属等の有機金属化合物が好ましく用いられる。具体的には以下のものをあげることができる。ケイ素化合物としてはテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−iso−プロポキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン、テトラ−sec−ブトキシシラン、テトラ−tert−ブトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルメトキシシラン、ジメチルプロポキシシラン、ジメチルブトキシシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン、へキシルトリメトキシシラン等が挙げられる。この中でもテトラエトキシシランが安定性、蒸気圧の点で好ましい。   Furthermore, the reactive gas includes a reactive gas that is a main component of the transparent conductive film and a reactive gas that is used in a small amount for the purpose of doping. Further, in the present invention, silicon is introduced in addition to the main metal element constituting the transparent conductive film and the metal element to be doped. Although there is no restriction | limiting in the introduction method of silicon, when forming a transparent conductive film, it is also possible to add reactive gas as a reactive gas in order to adjust the resistance value of a transparent conductive film. As the reactive gas used for adjusting the resistance value of the transparent conductive film, an organometallic compound, particularly an organometallic compound such as a β-diketone metal complex, a metal alkoxide, or an alkyl metal is preferably used. Specifically, the following can be mentioned. Examples of silicon compounds include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-iso-propoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetra-sec-butoxysilane, tetra-tert-butoxysilane, and methyltrimethoxy. Silane, methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, methyltributoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethylethoxysilane, dimethylmethoxysilane, dimethylpropoxysilane, dimethylbutoxysilane, methyldimethoxysilane, methyldiethoxysilane And hexyltrimethoxysilane. Among these, tetraethoxysilane is preferable in terms of stability and vapor pressure.

透明導電膜の膜厚としては、0.1nm〜1000nmの範囲の透明導電膜が好ましい。   As the film thickness of the transparent conductive film, a transparent conductive film in the range of 0.1 nm to 1000 nm is preferable.

次いで、透明導電性薄膜の形成に好適に用いることのできる大気圧プラズマCVD法について、更に詳細に説明する。   Next, the atmospheric pressure plasma CVD method that can be suitably used for forming the transparent conductive thin film will be described in more detail.

プラズマCVD法は、基材近傍の空間に電界を印加し、プラズマ状態となった気体が存在する空間(プラズマ空間)を発生させ、揮発・昇華した有機金属化合物がこのプラズマ空間に導入されて分解反応が起きた後に基材上に吹きつけられることにより、無機物の薄膜を形成するというものである。プラズマ空間内では、数%の高い割合の気体がイオンと電子に電離しており、ガスの温度は低く保たれるものの、電子温度は非常な高温のため、この高温の電子、あるいは低温ではあるがイオン・ラジカルなどの励起状態のガスと接するために無機膜の原料である有機金属化合物は低温でも分解することができる。したがって、無機物を製膜する基材についても低温化することができ、樹脂フィルム基材上へも十分製膜することが可能な製膜方法である。   In the plasma CVD method, an electric field is applied to the space in the vicinity of the substrate to generate a space (plasma space) where the gas in the plasma state exists, and the volatilized and sublimated organometallic compound is introduced into the plasma space and decomposed. By spraying on the substrate after the reaction has occurred, an inorganic thin film is formed. In the plasma space, a high percentage of gas is ionized into ions and electrons, and although the temperature of the gas is kept low, the electron temperature is very high, so this high temperature electron or low temperature Is in contact with an excited state gas such as ions and radicals, so that the organometallic compound as the raw material of the inorganic film can be decomposed even at a low temperature. Therefore, it is a film forming method that can lower the temperature of the substrate on which the inorganic material is formed and can sufficiently form the film on the resin film substrate.

特に大気圧近傍でのプラズマCVD法では、減圧にする必要がなく生産性が高いだけでなく、プラズマ密度が高密度であるために製膜速度が速く、更にはCVD法の通常の条件に比較して、大気圧下という高圧力条件では、ガスの平均自由工程が非常に短いため、極めて平坦な膜が得られ、そのような平坦な膜は、光学特性も良好である。   Especially in the plasma CVD method near atmospheric pressure, it is not necessary to reduce the pressure and the productivity is high, and since the plasma density is high, the film forming speed is high, and compared with the normal conditions of the CVD method. Under a high pressure condition under atmospheric pressure, the mean free path of gas is very short, so that a very flat film can be obtained, and such a flat film has good optical characteristics.

先ず本発明において使用されるプラズマ製膜装置の一例について、図4〜図7に基づいて説明する。図中、符号Fは基材の一例としての長尺フィルムである。   First, an example of a plasma film forming apparatus used in the present invention will be described with reference to FIGS. In the figure, symbol F is a long film as an example of a substrate.

図4または図5等に述べるプラズマ放電処理装置においては、ガス供給手段から、前記金属を含む原料ガス、分解ガスを適宜選択して、またこれらの反応性ガスに対して、主にプラズマ状態になりやすい放電ガスを混合してプラズマ放電発生装置にガスを送りこむことで前記セラミック膜を得ることができる。   In the plasma discharge processing apparatus described in FIG. 4 or FIG. 5 and the like, the source gas containing the metal and the decomposition gas are appropriately selected from the gas supply means, and these reactive gases are mainly in a plasma state. The ceramic film can be obtained by mixing discharge gas that tends to be mixed and feeding the gas to a plasma discharge generator.

放電ガスとしては、前記のように窒素ガスおよび/または周期表の第18属原子、具体的には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等が用いられる。これらの中でも窒素、ヘリウム、アルゴンが好ましく用いられ、特に窒素がコストも安く好ましい。   As the discharge gas, nitrogen gas and / or 18th group atom of the periodic table, specifically helium, neon, argon, krypton, xenon, radon, etc. are used as described above. Among these, nitrogen, helium, and argon are preferably used, and nitrogen is particularly preferable because of low cost.

図4はジェット方式の大気圧プラズマ放電処理装置であり、プラズマ放電処理装置、二つの電源を有する電界印加手段の他に、図4は図示してない(後述の図5に図示してある)が、ガス供給手段、電極温度調節手段を有している装置である。   FIG. 4 shows a jet-type atmospheric pressure plasma discharge processing apparatus. In addition to the plasma discharge processing apparatus and electric field applying means having two power sources, FIG. 4 is not shown (shown in FIG. 5 described later). Is an apparatus having gas supply means and electrode temperature adjustment means.

プラズマ放電処理装置10は、第1電極11と第2電極12から構成されている対向電極を有しており、該対向電極間に、第1電極11へは第1電源21からの周波数ω1、電界強度V1、電流I1の第1の高周波電界が印加され、また第2電極12へは第2電源22からの周波数ω2、電界強度V2、電流I2の第2の高周波電界が印加されるようになっている。第1電源21は第2電源22より高い高周波電界強度(V1>V2)を印加出来、また第1電源21の第1の周波数ω1は第2電源22の第2の周波数ω2より低い周波数を印加出来る。 The plasma discharge processing apparatus 10 has a counter electrode composed of a first electrode 11 and a second electrode 12, and the frequency ω 1 from the first power source 21 is connected to the first electrode 11 between the counter electrodes. A first high-frequency electric field of electric field strength V 1 and current I 1 is applied, and a second high-frequency electric field of frequency ω 2 , electric field strength V 2 and current I 2 from the second power source 22 is applied to the second electrode 12. Is applied. The first power source 21 can apply a higher frequency electric field strength (V 1 > V 2 ) than the second power source 22, and the first frequency ω 1 of the first power source 21 is higher than the second frequency ω 2 of the second power source 22. A low frequency can be applied.

第1電極11と第1電源21との間には、第1フィルタ23が設置されており、第1電源21から第1電極11への電流を通過しやすくし、第2電源22からの電流をアースして、第2電源22から第1電源21への電流が通過しにくくなるように設計されている。   A first filter 23 is installed between the first electrode 11 and the first power source 21 to facilitate passage of current from the first power source 21 to the first electrode 11, and current from the second power source 22. Is designed so that the current from the second power source 22 to the first power source 21 is less likely to pass through.

また、第2電極12と第2電源22との間には、第2フィルター24が設置されており、第2電源22から第2電極への電流を通過しやすくし、第1電源21からの電流をアースして、第1電源21から第2電源への電流を通過しにくくするように設計されている。   In addition, a second filter 24 is installed between the second electrode 12 and the second power source 22 to facilitate passage of current from the second power source 22 to the second electrode, and from the first power source 21. It is designed to ground the current and make it difficult to pass the current from the first power source 21 to the second power source.

第1電極11と第2電極12との対向電極間(放電空間)13に、後述の図5に図示してあるようなガス供給手段からガスGを導入し、第1電極11と第2電極12から高周波電界を印加して放電を発生させ、ガスGをプラズマ状態にしながら対向電極の下側(紙面下側)にジェット状に吹き出させて、対向電極下面と基材Fとで作る処理空間をプラズマ状態のガスG°で満たし、図示してない基材の元巻き(アンワインダー)から巻きほぐされて搬送して来るか、あるいは前工程から搬送して来る基材Fの上に、処理位置14付近で薄膜を形成させる。薄膜形成中、後述の図5に図示してあるような電極温度調節手段から媒体が配管を通って電極を加熱または冷却する。プラズマ放電処理の際の基材の温度によっては、得られる薄膜の物性や組成等は変化することがあり、これに対して適宜制御することが望ましい。温度調節の媒体としては、蒸留水、油等の絶縁性材料が好ましく用いられる。プラズマ放電処理の際、幅手方向あるいは長手方向での基材の温度ムラが出来るだけ生じないように電極の内部の温度を均等に調節することが望まれる。   A gas G is introduced from a gas supply means as shown in FIG. 5 to be described later into the space (discharge space) 13 between the opposing electrodes of the first electrode 11 and the second electrode 12, and the first electrode 11 and the second electrode A processing space created between the lower surface of the counter electrode and the base material F by generating a discharge by applying a high-frequency electric field from 12 and blowing the gas G in a plasma state to the lower side of the counter electrode (the lower side of the paper). Is filled with plasma gas G ° and unwound from a base roll (unwinder) (not shown) to be transported, or processed onto the base material F transported from the previous process. A thin film is formed near position 14. During the thin film formation, the medium heats or cools the electrode through the pipe from the electrode temperature adjusting means as shown in FIG. Depending on the temperature of the base material during the plasma discharge treatment, the properties, composition, etc. of the thin film obtained may change, and it is desirable to appropriately control this. As the temperature control medium, an insulating material such as distilled water or oil is preferably used. During the plasma discharge treatment, it is desirable to uniformly adjust the temperature inside the electrode so that the temperature unevenness of the base material in the width direction or the longitudinal direction does not occur as much as possible.

ジェット方式の大気圧プラズマ放電処理装置を複数基接して直列に並べて同時に同じプラズマ状態のガスを放電させることが出来るので、何回も処理され高速で処理することも出来る。また各装置が異なったプラズマ状態のガスをジェット噴射すれば、異なった層の積層薄膜を形成することも出来る。   Since a plurality of jet-type atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatuses can be connected in series and discharged in the same plasma state at the same time, it can be processed many times and processed at high speed. In addition, if each apparatus jets gas in a different plasma state, a laminated thin film having different layers can be formed.

図5は、本発明に有用な対向電極間で基材を処理する方式の大気圧プラズマ放電処理装置の一例を示す概略図である。   FIG. 5 is a schematic view showing an example of an atmospheric pressure plasma discharge processing apparatus of a system for processing a substrate between counter electrodes useful for the present invention.

本発明に係る大気圧プラズマ放電処理装置は、少なくとも、プラズマ放電処理装置30、二つの電源を有する電界印加手段40、ガス供給手段50、電極温度調節手段60を有している装置である。   The atmospheric pressure plasma discharge processing apparatus according to the present invention is an apparatus having at least a plasma discharge processing apparatus 30, an electric field applying means 40 having two power supplies, a gas supply means 50, and an electrode temperature adjusting means 60.

図5は、ロール回転電極(第1電極)35と角筒型固定電極群(第2電極)36との対向電極間(放電空間)32で、基材Fをプラズマ放電処理して薄膜を形成するものである。   FIG. 5 shows a thin film formed by subjecting the substrate F to plasma discharge treatment between the opposing electrodes (discharge space) 32 between the roll rotating electrode (first electrode) 35 and the square tube type fixed electrode group (second electrode) 36. To do.

ロール回転電極(第1電極)35と角筒型固定電極群(第2電極)36との間の放電空間(対向電極間)32に、ロール回転電極(第1電極)35には第1電源41から周波数ω1、電界強度V1、電流I1の第1の高周波電界を、また角筒型固定電極群(第2電極)36には第2電源42から周波数ω2、電界強度V2、電流I2の第2の高周波電界をかけるようになっている。 In the discharge space (between the counter electrodes) 32 between the roll rotating electrode (first electrode) 35 and the square tube type fixed electrode group (second electrode) 36, the roll rotating electrode (first electrode) 35 has a first power source. The first high-frequency electric field having frequency ω 1 , electric field strength V 1 and current I 1 from 41, and the frequency ω 2 and electric field strength V 2 from the second power source 42 to the square tube fixed electrode group (second electrode) 36. A second high-frequency electric field of current I 2 is applied.

ロール回転電極(第1電極)35と第1電源41との間には、第1フィルタ43が設置されており、第1フィルタ43は第1電源41から第1電極への電流を通過しやすくし、第2電源42からの電流をアースして、第2電源42から第1電源への電流を通過しにくくするように設計されている。また、角筒型固定電極群(第2電極)36と第2電源42との間には、第2フィルタ44が設置されており、第2フィルター44は、第2電源42から第2電極への電流を通過しやすくし、第1電源41からの電流をアースして、第1電源41から第2電源への電流を通過しにくくするように設計されている。   A first filter 43 is installed between the roll rotation electrode (first electrode) 35 and the first power supply 41, and the first filter 43 easily passes a current from the first power supply 41 to the first electrode. The current from the second power supply 42 is grounded so that the current from the second power supply 42 to the first power supply is difficult to pass. Further, a second filter 44 is provided between the square tube type fixed electrode group (second electrode) 36 and the second power source 42, and the second filter 44 is connected from the second power source 42 to the second electrode. It is designed so that the current from the first power supply 41 is grounded and the current from the first power supply 41 to the second power supply is difficult to pass.

なお、本発明においては、ロール回転電極35を第2電極、また角筒型固定電極群36を第1電極としてもよい。何れにしろ第1電極には第1電源が、また第2電極には第2電源が接続される。第1電源は第2電源より高い高周波電界強度(V1>V2)を印加することが好ましい。また、周波数はω1<ω2となる能力を有している。 In the present invention, the roll rotation electrode 35 may be the second electrode, and the rectangular tube-shaped fixed electrode group 36 may be the first electrode. In any case, the first power source is connected to the first electrode, and the second power source is connected to the second electrode. The first power supply preferably applies a higher frequency electric field strength (V 1 > V 2 ) than the second power supply. Further, the frequency has the ability to satisfy ω 12 .

また、電流はI1<I2となることが好ましい。第1の高周波電界の電流I1は、好ましくは0.3mA/cm2〜20mA/cm2、さらに好ましくは1.0mA/cm2〜20mA/cm2である。また、第2の高周波電界の電流I2は、好ましくは10mA/cm2〜100mA/cm2、さらに好ましくは20mA/cm2〜100mA/cm2である。 The current is preferably I 1 <I 2 . Current I 1 of the first high-frequency electric field is preferably 0.3mA / cm 2 ~20mA / cm 2 , more preferably at 1.0mA / cm 2 ~20mA / cm 2 . The current I 2 of the second high-frequency electric field is preferably 10mA / cm 2 ~100mA / cm 2 , more preferably 20mA / cm 2 ~100mA / cm 2 .

ガス供給手段50のガス発生装置51で発生させたガスGは、流量を制御して給気口52よりプラズマ放電処理容器31内に導入する。   The gas G generated by the gas generator 51 of the gas supply means 50 is introduced into the plasma discharge processing vessel 31 from the air supply port 52 while controlling the flow rate.

基材Fを、図示されていない元巻きから巻きほぐして搬送されて来るか、または前工程から搬送されて来て、ガイドロール64を経てニップロール65で基材に同伴されて来る空気等を遮断し、ロール回転電極35に接触したまま巻き回しながら角筒型固定電極群36との間に移送し、ロール回転電極(第1電極)35と角筒型固定電極群(第2電極)36との両方から電界をかけ、対向電極間(放電空間)32で放電プラズマを発生させる。基材Fはロール回転電極35に接触したまま巻き回されながらプラズマ状態のガスにより薄膜を形成する。基材Fは、ニップロール66、ガイドロール67を経て、図示してない巻き取り機で巻き取るか、次工程に移送する。   The base material F is unwound from the original winding (not shown) and is transported or is transported from the previous process, and the air and the like that is entrained by the base material by the nip roll 65 through the guide roll 64 is blocked. Then, while being wound while being in contact with the roll rotating electrode 35, it is transferred between the square tube fixed electrode group 36 and the roll rotating electrode (first electrode) 35 and the square tube fixed electrode group (second electrode) 36. An electric field is applied from both of them to generate discharge plasma between the counter electrodes (discharge space) 32. The base material F forms a thin film with a gas in a plasma state while being wound while being in contact with the roll rotating electrode 35. The base material F passes through the nip roll 66 and the guide roll 67 and is wound up by a winder (not shown) or transferred to the next process.

放電処理済みの処理排ガスG′は排気口53より排出する。   Discharged treated exhaust gas G ′ is discharged from the exhaust port 53.

薄膜形成中、ロール回転電極(第1電極)35及び角筒型固定電極群(第2電極)36を加熱または冷却するために、電極温度調節手段60で温度を調節した媒体を、送液ポンプPで配管61を経て両電極に送り、電極内側から温度を調節する。なお、68及び69はプラズマ放電処理容器31と外界とを仕切る仕切板である。   In order to heat or cool the roll rotating electrode (first electrode) 35 and the rectangular tube type fixed electrode group (second electrode) 36 during the formation of the thin film, a medium whose temperature is adjusted by the electrode temperature adjusting means 60 is used as a liquid feed pump. P is sent to both electrodes through the pipe 61, and the temperature is adjusted from the inside of the electrode. Reference numerals 68 and 69 denote partition plates that partition the plasma discharge processing vessel 31 from the outside.

図6は、図5に示したロール回転電極の導電性の金属質母材とその上に被覆されている誘電体の構造の一例を示す斜視図である。   FIG. 6 is a perspective view showing an example of the structure of the conductive metallic base material of the roll rotating electrode shown in FIG. 5 and the dielectric material coated thereon.

図6において、ロール電極35aは導電性の金属質母材35Aとその上に誘電体35Bが被覆されたものである。プラズマ放電処理中の電極表面温度を制御するため、温度調節用の媒体(水もしくはシリコンオイル等)が循環できる構造となっている。   In FIG. 6, a roll electrode 35a is formed by covering a conductive metallic base material 35A and a dielectric 35B thereon. In order to control the electrode surface temperature during the plasma discharge treatment, a temperature adjusting medium (water, silicon oil or the like) can be circulated.

図7は、角筒型電極の導電性の金属質母材とその上に被覆されている誘電体の構造の一例を示す斜視図である。   FIG. 7 is a perspective view showing an example of the structure of the conductive metallic base material of the rectangular tube electrode and the dielectric material coated thereon.

図7において、角筒型電極36aは、導電性の金属質母材36Aに対し、図6同様の誘電体36Bの被覆を有しており、該電極の構造は金属質のパイプになっていて、それがジャケットとなり、放電中の温度調節が行えるようになっている。   In FIG. 7, a rectangular tube electrode 36a has a coating of a dielectric 36B similar to FIG. 6 on a conductive metallic base material 36A, and the structure of the electrode is a metallic pipe. , It becomes a jacket so that the temperature can be adjusted during discharge.

なお、角筒型固定電極の数は、上記ロール電極の円周より大きな円周上に沿って複数本設置されていおり、該電極の放電面積はロール回転電極35に対向している全角筒型固定電極面の面積の和で表される。   In addition, the number of the rectangular tube-shaped fixed electrodes is set in plural along the circumference larger than the circumference of the roll electrode, and the discharge area of the electrodes is a full square tube type facing the roll rotating electrode 35. It is represented by the sum of the area of the fixed electrode surface.

図7に示した角筒型電極36aは、円筒型電極でもよいが、角筒型電極は円筒型電極に比べて、放電範囲(放電面積)を広げる効果があるので、本発明に好ましく用いられる。   The rectangular tube electrode 36a shown in FIG. 7 may be a cylindrical electrode. However, the rectangular tube electrode is preferably used in the present invention because it has an effect of expanding the discharge range (discharge area) as compared with the cylindrical electrode. .

図6及び図7において、ロール電極35a及び角筒型電極36aは、それぞれ導電性の金属質母材35A及び36Aの上に誘電体35B及び36Bとしてのセラミックスを溶射後、無機化合物の封孔材料を用いて封孔処理したものである。セラミックス誘電体は片肉で1mm程度被覆あればよい。溶射に用いるセラミックス材としては、アルミナ・窒化珪素等が好ましく用いられるが、この中でもアルミナが加工し易いので、特に好ましく用いられる。また、誘電体層が、ライニングにより無機材料を設けたライニング処理誘電体であってもよい。   6 and 7, a roll electrode 35a and a rectangular tube electrode 36a are formed by spraying ceramics as dielectrics 35B and 36B on conductive metallic base materials 35A and 36A, respectively, and then sealing the inorganic compound. Is subjected to a sealing treatment. The ceramic dielectric may be covered by about 1 mm with a single wall. As the ceramic material used for thermal spraying, alumina, silicon nitride, or the like is preferably used. Among these, alumina is particularly preferable because it is easily processed. The dielectric layer may be a lining-processed dielectric provided with an inorganic material by lining.

導電性の金属質母材35A及び36Aとしては、チタン金属またはチタン合金、銀、白金、ステンレススティール、アルミニウム、鉄等の金属等や、鉄とセラミックスとの複合材料またはアルミニウムとセラミックスとの複合材料を挙げることが出来るが、後述の理由からはチタン金属またはチタン合金が特に好ましい。   Examples of the conductive metal base materials 35A and 36A include titanium metal or titanium alloy, metal such as silver, platinum, stainless steel, aluminum, and iron, a composite material of iron and ceramics, or a composite material of aluminum and ceramics. Although titanium metal or a titanium alloy is particularly preferable for the reasons described later.

対向する第1電極および第2の電極の電極間距離は、電極の一方に誘電体を設けた場合、該誘電体表面ともう一方の電極の導電性の金属質母材表面との最短距離のことを言う。双方の電極に誘電体を設けた場合、誘電体表面同士の距離の最短距離のことを言う。電極間距離は、導電性の金属質母材に設けた誘電体の厚さ、印加電界強度の大きさ、プラズマを利用する目的等を考慮して決定されるが、いずれの場合も均一な放電を行う観点から0.1〜20mmが好ましく、特に好ましくは0.2〜2mmである。   When the dielectric is provided on one of the electrodes, the distance between the opposing first electrode and second electrode is the shortest distance between the surface of the dielectric and the surface of the conductive metal base material of the other electrode. Say that. When a dielectric is provided on both electrodes, it means the shortest distance between the dielectric surfaces. The distance between the electrodes is determined in consideration of the thickness of the dielectric provided on the conductive metallic base material, the magnitude of the applied electric field strength, the purpose of using the plasma, etc. From the viewpoint of carrying out, 0.1 to 20 mm is preferable, and 0.2 to 2 mm is particularly preferable.

本発明に有用な導電性の金属質母材及び誘電体についての詳細については後述する。   Details of the conductive metallic base material and dielectric useful in the present invention will be described later.

プラズマ放電処理容器31はパイレックス(登録商標)ガラス製の処理容器等が好ましく用いられるが、電極との絶縁がとれれば金属製を用いることも可能である。例えば、アルミニウムまたは、ステンレススティールのフレームの内面にポリイミド樹脂等を張り付けても良く、該金属フレームにセラミックス溶射を行い絶縁性をとってもよい。図4において、平行した両電極の両側面(基材面近くまで)を上記のような材質の物で覆うことが好ましい。   The plasma discharge treatment vessel 31 is preferably a treatment vessel made of Pyrex (registered trademark) glass or the like, but can be made of metal as long as it can be insulated from the electrodes. For example, polyimide resin or the like may be attached to the inner surface of an aluminum or stainless steel frame, and the metal frame may be thermally sprayed to obtain insulation. In FIG. 4, it is preferable to cover both side surfaces (up to the vicinity of the base material surface) of both parallel electrodes with an object made of the above material.

本発明の大気圧プラズマ放電処理装置に設置する第1電源(高周波電源)としては、
印加電源記号 メーカー 周波数 製品名
A1 神鋼電機 3kHz SPG3−4500
A2 神鋼電機 5kHz SPG5−4500
A3 春日電機 15kHz AGI−023
A4 神鋼電機 50kHz SPG50−4500
A5 ハイデン研究所 100kHz* PHF−6k
A6 パール工業 200kHz CF−2000−200k
A7 パール工業 400kHz CF−2000−400k
等の市販のものを挙げることが出来、何れも使用することが出来る。
As the first power source (high frequency power source) installed in the atmospheric pressure plasma discharge processing apparatus of the present invention,
Applied power symbol Manufacturer Frequency Product name A1 Shinko Electric 3kHz SPG3-4500
A2 Shinko Electric 5kHz SPG5-4500
A3 Kasuga Electric 15kHz AGI-023
A4 Shinko Electric 50kHz SPG50-4500
A5 HEIDEN Research Laboratories 100kHz * PHF-6k
A6 Pearl Industry 200kHz CF-2000-200k
A7 Pearl Industry 400kHz CF-2000-400k
And the like, and any of them can be used.

また、第2電源(高周波電源)としては、
印加電源記号 メーカー 周波数 製品名
B1 パール工業 800kHz CF−2000−800k
B2 パール工業 2MHz CF−2000−2M
B3 パール工業 13.56MHz CF−5000−13M
B4 パール工業 27MHz CF−2000−27M
B5 パール工業 150MHz CF−2000−150M
等の市販のものを挙げることが出来、何れも好ましく使用出来る。
As the second power source (high frequency power source),
Applied power supply symbol Manufacturer Frequency Product name B1 Pearl Industry 800kHz CF-2000-800k
B2 Pearl Industry 2MHz CF-2000-2M
B3 Pearl Industry 13.56MHz CF-5000-13M
B4 Pearl Industry 27MHz CF-2000-27M
B5 Pearl Industry 150MHz CF-2000-150M
And the like, and any of them can be preferably used.

なお、上記電源のうち、*印はハイデン研究所インパルス高周波電源(連続モードで100kHz)である。それ以外は連続サイン波のみ印加可能な高周波電源である。   Of the above power supplies, * indicates a HEIDEN Laboratory impulse high-frequency power supply (100 kHz in continuous mode). Other than that, it is a high-frequency power source that can apply only a continuous sine wave.

本発明においては、このような電界を印加して、均一で安定な放電状態を保つことが出来る電極を大気圧プラズマ放電処理装置に採用することが好ましい。   In the present invention, it is preferable to employ an electrode capable of maintaining a uniform and stable discharge state by applying such an electric field in an atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus.

本発明において、対向する電極間に印加する電力は、第2電極(第2の高周波電界)に1W/cm2以上の電力(出力密度)を供給し、放電ガスを励起してプラズマを発生させ、エネルギーを薄膜形成ガスに与え、薄膜を形成する。第2電極に供給する電力の上限値としては、好ましくは50W/cm2、より好ましくは20W/cm2である。下限値は、好ましくは1.2W/cm2である。なお、放電面積(cm2)は、電極において放電が起こる範囲の面積のことを指す。 In the present invention, the electric power applied between the electrodes facing each other supplies power (power density) of 1 W / cm 2 or more to the second electrode (second high-frequency electric field) to excite the discharge gas to generate plasma. The energy is applied to the thin film forming gas to form a thin film. The upper limit value of the power supplied to the second electrode is preferably 50 W / cm 2 , more preferably 20 W / cm 2 . The lower limit is preferably 1.2 W / cm 2 . The discharge area (cm 2 ) refers to an area in a range where discharge occurs in the electrode.

また、第1電極(第1の高周波電界)にも、1W/cm2以上の電力(出力密度)を供給することにより、第2の高周波電界の均一性を維持したまま、出力密度を向上させることが出来る。これにより、更なる均一高密度プラズマを生成出来、更なる製膜速度の向上と膜質の向上が両立出来る。好ましくは5W/cm2以上である。第1電極に供給する電力の上限値は、好ましくは50W/cm2である。 Further, by supplying power (output density) of 1 W / cm 2 or more to the first electrode (first high frequency electric field), the output density is improved while maintaining the uniformity of the second high frequency electric field. I can do it. Thereby, a further uniform high-density plasma can be generated, and a further improvement in film forming speed and an improvement in film quality can be achieved. Preferably it is 5 W / cm 2 or more. The upper limit value of the power supplied to the first electrode is preferably 50 W / cm 2 .

ここで高周波電界の波形としては、特に限定されない。連続モードと呼ばれる連続サイン波状の連続発振モードと、パルスモードと呼ばれるON/OFFを断続的に行う断続発振モード等があり、そのどちらを採用してもよいが、少なくとも第2電極側(第2の高周波電界)は連続サイン波の方がより緻密で良質な膜が得られるので好ましい。   Here, the waveform of the high-frequency electric field is not particularly limited. There are a continuous sine wave continuous oscillation mode called a continuous mode, an intermittent oscillation mode called ON / OFF intermittently called a pulse mode, and either of them may be adopted, but at least the second electrode side (second The high-frequency electric field is preferably a continuous sine wave because a denser and better quality film can be obtained.

このような大気圧プラズマによる薄膜形成法に使用する電極は、構造的にも、性能的にも過酷な条件に耐えられるものでなければならない。このような電極としては、金属質母材上に誘電体を被覆したものであることが好ましい。   An electrode used in such a method for forming a thin film by atmospheric pressure plasma must be able to withstand severe conditions in terms of structure and performance. Such an electrode is preferably a metal base material coated with a dielectric.

本発明に使用する誘電体被覆電極においては、様々な金属質母材と誘電体との間に特性が合うものが好ましく、その一つの特性として、金属質母材と誘電体との線熱膨張係数の差が10×10-6/℃以下となる組み合わせのものである。好ましくは8×10-6/℃以下、更に好ましくは5×10-6/℃以下、更に好ましくは2×10-6/℃以下である。なお、線熱膨張係数とは、周知の材料特有の物性値である。 In the dielectric-coated electrode used in the present invention, it is preferable that the characteristics match between various metallic base materials and dielectrics. One of the characteristics is linear thermal expansion between the metallic base material and the dielectric. The combination is such that the difference in coefficient is 10 × 10 −6 / ° C. or less. It is preferably 8 × 10 −6 / ° C. or less, more preferably 5 × 10 −6 / ° C. or less, and further preferably 2 × 10 −6 / ° C. or less. The linear thermal expansion coefficient is a well-known physical property value of a material.

線熱膨張係数の差が、この範囲にある導電性の金属質母材と誘電体との組み合わせとしては、
1:金属質母材が純チタンまたはチタン合金で、誘電体がセラミックス溶射被膜
2:金属質母材が純チタンまたはチタン合金で、誘電体がガラスライニング
3:金属質母材がステンレススティールで、誘電体がセラミックス溶射被膜
4:金属質母材がステンレススティールで、誘電体がガラスライニング
5:金属質母材がセラミックスおよび鉄の複合材料で、誘電体がセラミックス溶射被膜
6:金属質母材がセラミックスおよび鉄の複合材料で、誘電体がガラスライニング
7:金属質母材がセラミックスおよびアルミの複合材料で、誘電体がセラミックス溶射皮膜
8:金属質母材がセラミックスおよびアルミの複合材料で、誘電体がガラスライニング
等がある。線熱膨張係数の差という観点では、上記1項または2項および5〜8項が好ましく、特に1項が好ましい。
As a combination of a conductive metallic base material and a dielectric whose difference in linear thermal expansion coefficient is within this range,
1: Metal base material is pure titanium or titanium alloy, dielectric is ceramic spray coating 2: Metal base material is pure titanium or titanium alloy, dielectric is glass lining 3: Metal base material is stainless steel, Dielectric is ceramic spray coating 4: Metal base material is stainless steel, Dielectric is glass lining 5: Metal base material is a composite material of ceramics and iron, Dielectric is ceramic spray coating 6: Metal base material Ceramic and iron composite material, dielectric is glass lining 7: Metal base material is ceramic and aluminum composite material, dielectric is ceramic sprayed coating 8: Metal base material is ceramic and aluminum composite material, dielectric The body has glass lining. From the viewpoint of the difference in linear thermal expansion coefficient, the above 1 or 2 and 5 to 8 are preferable, and 1 is particularly preferable.

本発明において、金属質母材は、上記の特性からはチタンまたはチタン合金が特に有用である。金属質母材をチタンまたはチタン合金とすることにより、誘電体を上記とすることにより、使用中の電極の劣化、特にひび割れ、剥がれ、脱落等がなく、過酷な条件での長時間の使用に耐えることが出来る。   In the present invention, titanium or a titanium alloy is particularly useful as the metallic base material from the above characteristics. By using titanium or a titanium alloy as the metal base material, the dielectric is used as described above, so that there is no deterioration of the electrode in use, especially cracking, peeling, dropping off, etc., and it can be used for a long time under harsh conditions. Can withstand.

本発明に適用できる大気圧プラズマ放電処理装置としては、上記説明した以外に、例えば、特開2004−68143号公報、同2003−49272号公報、国際特許第02/48428号パンフレット等に記載されている大気圧プラズマ放電処理装置を挙げることができる。   The atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus applicable to the present invention is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-68143, 2003-49272, International Patent No. 02/48428, etc. in addition to the above description. And an atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus.

透明導電膜の場合大気圧近傍の圧力下で形成された後、熱を加え、透明導電膜の特性を調整することも可能である。この熱処理によっても膜中の水素の量を変える事ができる。熱処理の温度としては50〜300℃の範囲が好ましい。好ましくは100から200℃の範囲である。加熱の雰囲気も特に制限はない。空気雰囲気、水素などの還元性ガスを含む還元雰囲気、酸素などの酸化性ガスを含有するような酸化雰囲気、あるいは真空、不活性ガス雰囲気下のうちから適宜選択することが可能である。還元、酸化雰囲気をとる場合、還元性ガス、酸化性ガスを希ガスや窒素などの不活性ガスで希釈して用いることが好ましい。このような場合、還元性ガス、酸化性ガスの濃度は0.01から5%が好ましく、より好ましくは0.1から3%である。   In the case of a transparent conductive film, it is possible to adjust the characteristics of the transparent conductive film by applying heat after being formed under a pressure near atmospheric pressure. This heat treatment can also change the amount of hydrogen in the film. The heat treatment temperature is preferably in the range of 50 to 300 ° C. Preferably it is the range of 100-200 degreeC. The atmosphere for heating is not particularly limited. It can be appropriately selected from an air atmosphere, a reducing atmosphere containing a reducing gas such as hydrogen, an oxidizing atmosphere containing an oxidizing gas such as oxygen, or a vacuum or an inert gas atmosphere. When taking a reducing or oxidizing atmosphere, it is preferable to use a reducing gas or oxidizing gas diluted with an inert gas such as a rare gas or nitrogen. In such a case, the concentration of the reducing gas and the oxidizing gas is preferably 0.01 to 5%, more preferably 0.1 to 3%.

また、本発明の透明導電膜の形成方法によって得られる透明導電膜は、反応性ガスとして有機金属化合物を用いるため、微量の炭素を含有する場合がある。その場合の炭素含有量は、0〜5.0原子数濃度であることが好ましい。特に好ましくは0.01〜3原子数濃度の範囲内にあることが好ましい。   Moreover, since the transparent conductive film obtained by the method for forming a transparent conductive film of the present invention uses an organometallic compound as a reactive gas, it may contain a trace amount of carbon. In that case, the carbon content is preferably 0 to 5.0 atom concentration. Particularly preferably, it is within the range of 0.01 to 3 atomic number concentration.

本発明においては、大気圧近傍の圧力下で前記セラミック膜、また透明導電膜を形成するが、その際の基材の温度は特に制限はない。基材としてガラスを用いる場合は300℃以下、後に記す、高分子を用いる場合は200℃以下が好ましい。   In the present invention, the ceramic film and the transparent conductive film are formed under a pressure in the vicinity of atmospheric pressure, but the temperature of the substrate at that time is not particularly limited. When glass is used as the substrate, it is preferably 300 ° C. or lower, and when polymer is used, 200 ° C. or lower is preferable.

次いでこれらガスバリア性フィルム、またこれに透明導電膜が形成された有機エレクトロルミネッセンス素子用樹脂基材を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子について説明する。   Next, an organic electroluminescence device using the gas barrier film and a resin substrate for an organic electroluminescence device having a transparent conductive film formed thereon will be described.

本発明に係わる有機EL素子は、前記セラミック膜を有するガスバリアフィルムを基板として用いることが特徴の一つである。   One feature of the organic EL device according to the present invention is that a gas barrier film having the ceramic film is used as a substrate.

前記セラミック膜を有するガスバリア性フィルムにおいてセラミック膜上に、更に透明導電性薄膜を形成し、これを陽極としてこの上に、有機EL素子を構成する有機エレクトロルミネッセンス(EL)材料膜、陰極となる金属層と積層し、この上に更にもう一つのガスバリアフィルムを封止フィルムとして、重ね接着することで封止する。   In the gas barrier film having the ceramic film, a transparent conductive thin film is further formed on the ceramic film, and an organic electroluminescence (EL) material film constituting the organic EL element is formed thereon, and a metal serving as a cathode. It laminates | stacks with a layer, and also seals it on another by using another gas barrier film as a sealing film, and carrying out an overlap adhesion.

用いられるもう一つの封止材料(封止フィルム)としては、本発明に係わる前記緻密な構造を有するガスバリア膜を有するガスバリア性フィルムを用いることができる。また、ゾル−ゲル法によって形成されたものに限定されない。例えば、徐着や、プラズマCVD等により形成されたものでもガスバリア性を有する緻密な構造を有するものであればよい。また、包装材等に使用される公知のガスバリア性フィルム、例えばプラスチックフィルム上に酸化珪素や、酸化アルミニウムを蒸着したもの、緻密なセラミック層と、柔軟性を有する衝撃緩和ポリマー層を交互に積層した構成のガスバリア性フィルム等を封止フィルムとして用いることが出来る。また特に、樹脂ラミネート(ポリマー膜)された金属箔は、光取りだし側のガスバリアフィルムとして用いることはできないが、低コストで更に透湿性の低い封止材料であり光取り出しを意図しない(透明性を要求されない)場合封止フィルムとして好ましい。   As another sealing material (sealing film) used, a gas barrier film having a gas barrier film having the dense structure according to the present invention can be used. Moreover, it is not limited to what was formed by the sol-gel method. For example, it may be formed by slow deposition, plasma CVD, or the like as long as it has a dense structure having gas barrier properties. Also, known gas barrier films used for packaging materials, such as plastic films deposited with silicon oxide or aluminum oxide, dense ceramic layers and flexible impact relaxation polymer layers are alternately laminated. A gas barrier film or the like having a configuration can be used as the sealing film. In particular, a resin-laminated (polymer film) metal foil cannot be used as a gas barrier film on the light extraction side, but it is a low-cost and further low moisture-permeable sealing material and does not intend to extract light (with transparency). When not required), it is preferable as a sealing film.

本発明において金属箔とはスパッタや蒸着等で形成された金属薄膜や、導電性ペースト等の流動性電極材料から形成された導電膜と異なり、圧延等で形成された金属の箔またはフィルムを指す。   In the present invention, the metal foil refers to a metal foil or film formed by rolling or the like, unlike a metal thin film formed by sputtering or vapor deposition, or a conductive film formed from a fluid electrode material such as a conductive paste. .

金属箔としては、金属の種類に特に限定はなく、例えば銅(Cu)箔、アルミニウム(Al)箔、金(Au)箔、黄銅箔、ニッケル(Ni)箔、チタン(Ti)箔、銅合金箔、ステンレス箔、スズ(Sn)箔、高ニッケル合金箔等が挙げられる。これらの各種の金属箔の中で特に好ましい金属箔としてはAl箔が挙げられる。   As metal foil, there is no limitation in particular in the kind of metal, for example, copper (Cu) foil, aluminum (Al) foil, gold (Au) foil, brass foil, nickel (Ni) foil, titanium (Ti) foil, copper alloy Examples thereof include foil, stainless steel foil, tin (Sn) foil, and high nickel alloy foil. Among these various metal foils, a particularly preferred metal foil is an Al foil.

金属箔の厚さは6〜50μmが好ましい。6μm未満の場合は、金属箔に用いる材料によっては使用時にピンホールが空き、必要とするバリアー性(透湿度、酸素透過率)が得られなくなる場合がある。50μmを越えた場合は、金属箔に用いる材料によってはコストが高くなったり、有機EL素子が厚くなりフィルムのメリットが少なくなる場合がある。   The thickness of the metal foil is preferably 6 to 50 μm. If it is less than 6 μm, depending on the material used for the metal foil, pinholes may be vacant during use, and required barrier properties (moisture permeability, oxygen permeability) may not be obtained. If it exceeds 50 μm, the cost may increase depending on the material used for the metal foil, and the merit of the film may be reduced because the organic EL element becomes thick.

樹脂フィルム(ポリマー膜)がラミネートされた金属箔において樹脂フィルムとしては、機能性包装材料の新展開(株式会社 東レリサーチセンター)に記載の各種材料を使用することが可能であり、例えばポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリアミド系樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体系樹脂、セロハン系樹脂、ビニロン系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂等が挙げられる。ポリプロピレン系樹脂、ナイロン系樹脂等の樹脂は、延伸されていてもよく、さらに塩化ビニリデン系樹脂をコートされていてもよい。また、ポリエチレン系樹脂は、低密度あるいは高密度のものも用いることができる。   As a resin film in a metal foil laminated with a resin film (polymer film), various materials described in the new development of functional packaging materials (Toray Research Center, Inc.) can be used. For example, polyethylene resin , Polypropylene resin, polyethylene terephthalate resin, polyamide resin, ethylene-vinyl alcohol copolymer resin, ethylene-vinyl acetate copolymer resin, acrylonitrile-butadiene copolymer resin, cellophane resin, vinylon resin, vinylidene chloride Based resins and the like. Resins such as polypropylene resins and nylon resins may be stretched and further coated with a vinylidene chloride resin. In addition, a polyethylene resin having a low density or a high density can be used.

上記の高分子材料の中で、ナイロン(Ny)、塩化ビニリデン(PVDC)をコートしたナイロン(KNy)、無延伸ポリプロピレン(CPP)、延伸ポリプロピレン(OPP)、PVDCをコートしたポリプロピレン(KOP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、PVDCをコートしたセロハン(KPT)、ポリエチレン−ビニルアルコール共重合体(エバール)、低密度ポリエチレン(LDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、線状低密度ポリエチレン(LLDPE)を用いることが好ましい。また、これら熱可塑性フィルムは、必要に応じて異種フィルムと共押し出しで作った多層フィルム、延伸角度を変えて張り合わせ積層した多層フィルム等も当然使用できる。さらに必要とする包装材料の物性を得るために使用するフィルムの密度、分子量分布を組み合わせて作ることも当然可能である。   Among the above polymer materials, nylon (Ny), nylon (KNy) coated with vinylidene chloride (PVDC), unstretched polypropylene (CPP), stretched polypropylene (OPP), polypropylene coated with PVDC (KOP), polyethylene Use terephthalate (PET), cellophane coated with PVDC (KPT), polyethylene-vinyl alcohol copolymer (Eval), low density polyethylene (LDPE), high density polyethylene (HDPE), linear low density polyethylene (LLDPE) Is preferred. As these thermoplastic films, a multilayer film formed by coextrusion with a different film, a multilayer film laminated by changing the stretching angle, and the like can be used as needed. Furthermore, it is naturally possible to combine the density and molecular weight distribution of the film used to obtain the required physical properties of the packaging material.

ポリマー膜の厚さは一概には規定できないが3〜400μmが好ましく、10〜200μmがより好ましく、10〜50μmがさらに好ましい。   The thickness of the polymer film cannot be generally defined, but is preferably 3 to 400 μm, more preferably 10 to 200 μm, and further preferably 10 to 50 μm.

金属箔の片面にポリマー膜をコーティング(ラミネート)する方法としては、一般に使用されているラミネート機を使用することができる。接着剤としてはポリウレタン系、ポリエステル系、エポキシ系、アクリル系等の接着剤を用いることができる。必要に応じて硬化剤を併用してもよい。ドライラミネート方式、ホットメルトラミネーション法やエクストルージョンラミネート法も使用できるがドライラミネート方式が好ましい。   As a method of coating (laminating) a polymer film on one side of a metal foil, a generally used laminating machine can be used. As the adhesive, polyurethane-based, polyester-based, epoxy-based, acrylic-based adhesives and the like can be used. You may use a hardening | curing agent together as needed. A dry lamination method, a hot melt lamination method and an extrusion lamination method can also be used, but the dry lamination method is preferred.

金属箔の片面がポリマー膜でコーティングされたフィルムは、包装材用に市販されている。例えば、接着剤層/アルミフィルム9μm/ポリエチレンテレフタレート(PET)38μmの構成のドライラミネートフィルム(接着剤層としては2液反応型のウレタン系接着剤、厚みは1.5μm)が入手でき、これを用いて有機EL素子の陰極側の封止を行うことができる。   Films in which one side of a metal foil is coated with a polymer film are commercially available for packaging materials. For example, a dry laminate film having a configuration of adhesive layer / aluminum film 9 μm / polyethylene terephthalate (PET) 38 μm (a two-component reaction type urethane adhesive with an adhesive layer thickness of 1.5 μm) is available. It is possible to seal the cathode side of the organic EL element.

また、封止用のフィルムとしては、金属箔の片面がポリマー膜でコーティングされたフィルムにおいて、ポリマー膜と反対側の金属箔上に、セラミック膜を形成し用いることが好ましい。セラミック膜としては本発明に係わるセラミック膜、また、前記のように蒸着や、プラズマCVD等によって形成してもよくその製造法は問わない。膜厚としては、1〜2000nmの範囲である。   Moreover, as a film for sealing, it is preferable to use a ceramic film formed on a metal foil opposite to the polymer film in a film in which one side of the metal foil is coated with a polymer film. As the ceramic film, the ceramic film according to the present invention may be formed by vapor deposition, plasma CVD, or the like as described above, and the manufacturing method is not limited. The film thickness is in the range of 1 to 2000 nm.

後述するが、本発明に係わるガスバリア性フィルムを基板として形成した有機EL素子を、さらにもう一つのガスバリア性フィルムを用いて封止する方法としては、例えば、一般に使用されるインパルスシーラー熱融着性の樹脂層をラミネートして、インパルスシーラーで融着させ、封止する方法が好ましく、この場合、ガスバリア性フィルム同士の封止は、フィルム膜厚が300μmを超えると封止作業時のフィルムの取り扱い性が悪化するのとインパルスシーラー等による熱融着が困難となるため膜厚としては300μm以下が望ましい。   As will be described later, as a method for sealing an organic EL element formed with the gas barrier film according to the present invention as a substrate, using another gas barrier film, for example, a commonly used impulse sealer heat fusion property The method of laminating the resin layer, fusing with an impulse sealer, and sealing is preferable. In this case, the gas barrier films are sealed with each other when the film thickness exceeds 300 μm. The film thickness is desirably 300 μm or less because the heat resistance by an impulse sealer or the like becomes difficult due to the deterioration of the properties.

〔有機EL素子の封止〕
本発明では、本発明に係わる前記ガスバリア膜を有する樹脂フィルム(ガスバリア性フィルム)上に透明導電膜を形成し、作製した有機エレクトロルミネッセンス用樹脂基材上に、有機EL素子材料各層を形成した後、上記封止フィルムを用いて、不活性ガスによりパージされた環境下で、上記封止フィルムで陰極面を覆うようにして、有機エレクトロルミネッセンス素子を封止することができる。
[Encapsulation of organic EL elements]
In this invention, after forming a transparent conductive film on the resin film (gas barrier film) which has the said gas barrier film concerning this invention, and forming each layer of organic EL element material on the produced resin base material for organic electroluminescence The organic electroluminescence device can be sealed using the sealing film so as to cover the cathode surface with the sealing film in an environment purged with an inert gas.

不活性ガスとしては、N2の他、He、Ar等の希ガスが好ましく用いられるが、HeとArを混合した希ガスも好ましく、気体中に占める不活性ガスの割合は、90〜99.9体積%であることが好ましい。不活性ガスによりパージされた環境下で封止することにより、保存性が改良される。 As the inert gas, a rare gas such as He or Ar is preferably used in addition to N 2 , but a rare gas in which He and Ar are mixed is also preferable, and the ratio of the inert gas in the gas is 90 to 99.99. It is preferably 9% by volume. Preservability is improved by sealing in an environment purged with an inert gas.

また、前記の樹脂フィルム(ポリマー膜)がラミネートされた金属箔を用いて、有機EL素子を封止するにあたっては、ラミネートされた樹脂フィルム面を有機EL素子の陰極面と対向させ封止することができる。   Moreover, when sealing an organic EL element using the metal foil on which the resin film (polymer film) is laminated, the laminated resin film surface is opposed to the cathode surface of the organic EL element and sealed. Can do.

封止フィルムを有機EL素子の陰極に貼り合わせる封止方法としては、前記のように一般に使用されるインパルスシーラーで融着可能な樹脂フィルム、例えばエチレン酢酸ビニルコポリマー(EVA)やポリプロピレン(PP)フィルム、ポリエチレン(PE)フィルム等の熱融着性フィルムを積層して、インパルスシーラーで融着させ封止する方法がある。   As a sealing method for bonding the sealing film to the cathode of the organic EL element, as described above, a resin film that can be fused with an impulse sealer that is generally used, for example, ethylene vinyl acetate copolymer (EVA) or polypropylene (PP) film There is a method in which a heat-fusible film such as a polyethylene (PE) film is laminated, and is fused and sealed with an impulse sealer.

接着方法としてはドライラミネート方式が作業性の面で優れている。この方法は一般には1.0〜2.5μm程度の硬化性の接着剤層を使用する。ただし接着剤の塗設量が多すぎる場合には、トンネル、浸み出し、縮緬皺等が発生することがあるため、好ましくは接着剤量を乾燥膜厚で3〜5μmになるように調節することが好ましい。   As an adhesion method, the dry laminating method is excellent in terms of workability. This method generally uses a curable adhesive layer of about 1.0 to 2.5 μm. However, when the coating amount of the adhesive is too large, tunneling, oozing, crimping, etc. may occur, so the amount of the adhesive is preferably adjusted to 3 to 5 μm in dry film thickness. It is preferable.

ホットメルトラミネーションとはホットメルト接着剤を溶融し基材に接着層を塗設する方法であるが、接着剤層の厚さは一般に1〜50μmと広い範囲で設定可能な方法である。一般に使用されるホットメルト接着剤のベースレジンとしては、EVA、EEA、ポリエチレン、ブチルラバー等が使用され、ロジン、キシレン樹脂、テルペン系樹脂、スチレン系樹脂等が粘着付与剤として、ワックス等が可塑剤として添加される。   Hot melt lamination is a method in which a hot melt adhesive is melted and an adhesive layer is applied to a substrate, and the thickness of the adhesive layer is generally set within a wide range of 1 to 50 μm. Commonly used base resins for hot melt adhesives include EVA, EEA, polyethylene, butyl rubber, etc., rosin, xylene resin, terpene resin, styrene resin, etc. as tackifiers, wax etc. It is added as an agent.

エクストルージョンラミネート法とは高温で溶融した樹脂をダイスにより基材上に塗設する方法であり、樹脂層の厚さは一般に10〜50μmと広い範囲で設定可能である。   The extrusion laminating method is a method in which a resin melted at a high temperature is coated on a substrate with a die, and the thickness of the resin layer can be generally set in a wide range of 10 to 50 μm.

エクストルージョンラミネートに使用される樹脂としては一般に、LDPE、EVA、PP等が使用される。   In general, LDPE, EVA, PP or the like is used as the resin used for the extrusion laminate.

しかしながら、ラミネートされた樹脂フィルム面を有機EL素子の陰極面と対向させ封止するのではなく、前記の封止フィルムの金属箔上に酸化珪素膜等のセラミック膜を形成した封止フィルムを用いて、このセラミック膜面を有機EL素子の陰極に対向させ貼り合わせることが好ましい。封止フィルムのポリマー膜面を有機EL素子の陰極に貼り合わせると、部分的に導通が発生したり、それに伴う電飾が発生し、これによってダークスポットが発生することがある。   However, instead of sealing the laminated resin film surface facing the cathode surface of the organic EL element, a sealing film in which a ceramic film such as a silicon oxide film is formed on the metal foil of the sealing film is used. The ceramic film surface is preferably bonded to the cathode of the organic EL element. When the polymer film surface of the sealing film is bonded to the cathode of the organic EL element, conduction may be partially generated, or electrical decoration associated therewith may be generated, thereby generating a dark spot.

図8に本発明のガスバリアフィルム上に有機EL素子各層が形成されたのち、更に酸化珪素膜付き樹脂ラミネートアルミ箔と前記ガスバリアフィルムが接着されることで封止された有機EL素子の断面概略図を示す。   FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of an organic EL element sealed by bonding the resin barrier aluminum foil with a silicon oxide film and the gas barrier film after each layer of the organic EL element is formed on the gas barrier film of the present invention. Indicates.

図8において、樹脂フィルム基材Y上に形成された本発明に係わるセラミック膜3を有するガスバリアフィルム上には、この上に陽極(ITO)4、発光層を含む有機EL各層5、陰極(例えばアルミニウム)6がそれぞれ形成され有機EL素子を形成している。更に陰極上には別の封止フィルムSが重ねられ、基材フィルム周囲を接着することで有機EL材料層を含む有機EL素子は封止された構造となっている。封止フィルムSは、本発明に係わるセラミック膜3が金属(アルミ)箔7の上に形成されており、又金属箔の反対側には、樹脂層8がラミネートされており、セラミック膜3側を陰極に接するように接着されている。尚、矢印は光の取り出し方向を示す。図において、9は接着剤である。   In FIG. 8, on a gas barrier film having a ceramic film 3 according to the present invention formed on a resin film substrate Y, an anode (ITO) 4, an organic EL layer 5 including a light emitting layer, a cathode (for example, Aluminum) 6 is formed to form an organic EL element. Furthermore, another sealing film S is stacked on the cathode, and the organic EL element including the organic EL material layer is sealed by adhering the periphery of the base film. In the sealing film S, the ceramic film 3 according to the present invention is formed on a metal (aluminum) foil 7, and a resin layer 8 is laminated on the opposite side of the metal foil, and the ceramic film 3 side. Is bonded to the cathode. The arrow indicates the light extraction direction. In the figure, 9 is an adhesive.

また、この様な封止構造を形成するにあたっては、封止構造中、封止空間に吸水性の物質を配置したり、また、構造中に吸水層等の水蒸気を吸収する層を設けてもよい。   In forming such a sealing structure, a water-absorbing substance may be disposed in the sealing space in the sealing structure, or a layer that absorbs water vapor such as a water absorption layer may be provided in the structure. Good.

次いで、有機EL素子を構成する有機EL材料層(構成層)について説明する。   Next, the organic EL material layer (constituent layer) constituting the organic EL element will be described.

また、有機EL材料層の詳細については後述するが、本発明において、有機EL素子としては発光層にリン光性ドーパントを含有するリン光発光タイプの発光層を有する素子が発光効率が高く好ましい。   In addition, although details of the organic EL material layer will be described later, in the present invention, an element having a phosphorescent type light emitting layer containing a phosphorescent dopant in the light emitting layer is preferable because of high luminous efficiency.

〔有機EL素子〕
次に、本発明に係わる有機EL素子の構成層について詳細に説明する。本発明において、有機EL素子の層構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。
[Organic EL device]
Next, the constituent layers of the organic EL element according to the present invention will be described in detail. In this invention, although the preferable specific example of the layer structure of an organic EL element is shown below, this invention is not limited to these.

(1)陽極/発光層/電子輸送層/陰極
(2)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(3)陽極/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極
(4)陽極/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
(5)陽極/陽極バッファー層/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
(陽極)
有機EL素子における陽極としては、仕事関数の大きい(4eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としてはAu等の金属、CuI、インジウムチンオキシド(ITO)、SnO2、ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。また、IDIXO(In23−ZnO)等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は(100μm以上程度)、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよるが、通常10〜1000nm、好ましくは10〜200nmの範囲で選ばれる。
(1) Anode / light emitting layer / electron transport layer / cathode (2) Anode / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode (3) Anode / hole transport layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron Transport layer / cathode (4) Anode / hole transport layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode buffer layer / cathode (5) Anode / anode buffer layer / hole transport layer / light emitting layer / hole Blocking layer / electron transport layer / cathode buffer layer / cathode (anode)
As the anode in the organic EL element, an electrode material made of a metal, an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof having a high work function (4 eV or more) is preferably used. Specific examples of such electrode materials include metals such as Au, and conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2 and ZnO. Alternatively, an amorphous material such as IDIXO (In 2 O 3 —ZnO) capable of forming a transparent conductive film may be used. For the anode, these electrode materials may be formed into a thin film by a method such as vapor deposition or sputtering, and a pattern having a desired shape may be formed by a photolithography method, or when the pattern accuracy is not required (about 100 μm or more) ), A pattern may be formed through a mask having a desired shape when the electrode material is deposited or sputtered. When light emission is extracted from the anode, it is desirable that the transmittance be greater than 10%, and the sheet resistance as the anode is preferably several hundred Ω / □ or less. Further, although the film thickness depends on the material, it is usually selected in the range of 10 to 1000 nm, preferably 10 to 200 nm.

(陰極)
一方、陰極としては、仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al23)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al23)混合物、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10nm〜5μm、好ましくは50〜200nmの範囲で選ばれる。なお、発光した光を透過させるため、有機EL素子の陽極または陰極のいずれか一方が、透明または半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
(cathode)
On the other hand, as the cathode, a material having a low work function (4 eV or less) metal (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof as an electrode material is used. Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, rare earth metals and the like. Among these, from the point of durability against electron injection and oxidation, etc., a mixture of an electron injecting metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function than this, for example, a magnesium / silver mixture, Suitable are a magnesium / aluminum mixture, a magnesium / indium mixture, an aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixture, a lithium / aluminum mixture, aluminum and the like. The cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering. The sheet resistance as the cathode is preferably several hundred Ω / □ or less, and the film thickness is usually selected in the range of 10 nm to 5 μm, preferably 50 to 200 nm. In order to transmit the emitted light, if either one of the anode or the cathode of the organic EL element is transparent or translucent, the emission luminance is advantageously improved.

また、陰極に上記金属を1〜20nmの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げた導電性透明材料をその上に作製することで、透明または半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。   Moreover, after producing the said metal with a film thickness of 1-20 nm on a cathode, a transparent or semi-transparent cathode can be produced by producing the electroconductive transparent material quoted by description of the anode on it, By applying this, an element in which both the anode and the cathode are transmissive can be manufactured.

次に、本発明の有機EL素子の構成層として用いられる、注入層、阻止層、電子輸送層等について説明する。   Next, an injection layer, a blocking layer, an electron transport layer, and the like used as a constituent layer of the organic EL element of the present invention will be described.

(注入層:電子注入層、正孔注入層)
注入層は必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記の如く陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
(Injection layer: electron injection layer, hole injection layer)
The injection layer is provided as necessary, and there are an electron injection layer and a hole injection layer, and as described above, it exists between the anode and the light emitting layer or the hole transport layer and between the cathode and the light emitting layer or the electron transport layer. May be.

注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123〜166頁)に詳細に記載されており、正孔注入層(陽極バッファー層)と電子注入層(陰極バッファー層)とがある。   An injection layer is a layer provided between an electrode and an organic layer in order to reduce drive voltage and improve light emission luminance. “Organic EL element and its forefront of industrialization (issued by NTT Corporation on November 30, 1998) 2), Chapter 2, “Electrode Materials” (pages 123 to 166) in detail, and includes a hole injection layer (anode buffer layer) and an electron injection layer (cathode buffer layer).

陽極バッファー層(正孔注入層)は、特開平9−45479号公報、同9−260062号公報、同8−288069号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン(エメラルディン)やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。   The details of the anode buffer layer (hole injection layer) are described in JP-A-9-45479, JP-A-9-260062, JP-A-8-288069 and the like. As a specific example, copper phthalocyanine is used. Examples thereof include a phthalocyanine buffer layer represented by an oxide, an oxide buffer layer represented by vanadium oxide, an amorphous carbon buffer layer, and a polymer buffer layer using a conductive polymer such as polyaniline (emeraldine) or polythiophene.

陰極バッファー層(電子注入層)は、特開平6−325871号公報、同9−17574号公報、同10−74586号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。上記バッファー層(注入層)はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるがその膜厚は0.1nm〜5μmの範囲が好ましい。   The details of the cathode buffer layer (electron injection layer) are described in JP-A-6-325871, JP-A-9-17574, JP-A-10-74586, and the like. Specifically, strontium, aluminum, etc. Metal buffer layer typified by lithium, alkali metal compound buffer layer typified by lithium fluoride, alkaline earth metal compound buffer layer typified by magnesium fluoride, oxide buffer layer typified by aluminum oxide, etc. . The buffer layer (injection layer) is preferably a very thin film, and the film thickness is preferably in the range of 0.1 nm to 5 μm although it depends on the material.

(阻止層:正孔阻止層、電子阻止層)
阻止層は、上記の如く、有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設けられるものである。例えば、特開平11−204258号公報、同11−204359号公報、及び「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の237頁等に記載されている正孔阻止(ホールブロック)層がある。
(Blocking layer: hole blocking layer, electron blocking layer)
As described above, the blocking layer is provided as necessary in addition to the basic constituent layer of the organic compound thin film. For example, it is described in JP-A Nos. 11-204258, 11-204359, and “Organic EL elements and their forefront of industrialization” (issued by NTT, Inc. on November 30, 1998). There is a hole blocking (hole blocking) layer.

正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有し、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、後述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係わる正孔阻止層として用いることができる。   The hole blocking layer has a function of an electron transport layer in a broad sense, and is made of a hole blocking material that has a function of transporting electrons and has a remarkably small ability to transport holes. The probability of recombination of electrons and holes can be improved by blocking. Moreover, the structure of the electron carrying layer mentioned later can be used as a hole-blocking layer concerning this invention as needed.

一方、電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層の機能を有し、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、後述する正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いることができる。   On the other hand, the electron blocking layer has a function of a hole transport layer in a broad sense, and is made of a material that has a function of transporting holes and has an extremely small ability to transport electrons, and transports electrons while transporting holes. By blocking, the recombination probability of electrons and holes can be improved. Moreover, the structure of the positive hole transport layer mentioned later can be used as an electron blocking layer as needed.

(発光層)
本発明に係る発光層は、電極または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
(Light emitting layer)
The light emitting layer according to the present invention is a layer that emits light by recombination of electrons and holes injected from the electrode, the electron transport layer, or the hole transport layer, and the light emitting portion is in the layer of the light emitting layer. May be the interface between the light emitting layer and the adjacent layer.

本発明の有機EL素子の発光層には、以下に示すホスト化合物とドーパント化合物が含有されることが好ましい。これにより、より一層発光効率を高くすることができる。   The light emitting layer of the organic EL device of the present invention preferably contains the following host compound and dopant compound. Thereby, the luminous efficiency can be further increased.

発光ドーパントは、大きく分けて、蛍光を発光する蛍光性ドーパントとリン光を発光するリン光性ドーパントの2種類がある。   The light-emitting dopant is roughly classified into two types: a fluorescent dopant that emits fluorescence and a phosphorescent dopant that emits phosphorescence.

前者(蛍光性ドーパント)の代表例としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素、または希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。   Representative examples of the former (fluorescent dopant) include coumarin dyes, pyran dyes, cyanine dyes, croconium dyes, squalium dyes, oxobenzanthracene dyes, fluorescein dyes, rhodamine dyes, pyrylium dyes, Examples include perylene dyes, stilbene dyes, polythiophene dyes, and rare earth complex phosphors.

後者(リン光性ドーパント)の代表例としては、好ましくは元素の周期表で8属、9属、10属の金属を含有する錯体系化合物であり、さらに好ましくは、イリジウム化合物、オスミウム化合物であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。具体的には以下の特許公報に記載されている化合物である。   Typical examples of the latter (phosphorescent dopant) are preferably complex compounds containing metals of Group 8, Group 9, and Group 10 in the periodic table of elements, and more preferably iridium compounds and osmium compounds. Of these, iridium compounds are most preferred. Specifically, it is a compound described in the following patent publications.

国際公開第00/70655号パンフレット、特開2002−280178号公報、同2001−181616号公報、同2002−280179号公報、同2001−181617号公報、同2002−280180号公報、同2001−247859号公報、同2002−299060号公報、同2001−313178号公報、同2002−302671号公報、同2001−345183号公報、同2002−324679号公報、国際公開第02/15645号パンフレット、特開2002−332291号公報、同2002−50484号公報、同2002−332292号公報、同2002−83684号公報、特表2002−540572号公報、特開2002−117978号公報、同2002−338588号公報、同2002−170684号公報、同2002−352960号公報、国際公開第01/93642号パンフレット、特開2002−50483号公報、同2002−100476号公報、同2002−173674号公報、同2002−359082号公報、同2002−175884号公報、同2002−363552号公報、同2002−184582号公報、同2003−7469号公報、特表2002−525808号公報、特開2003−7471号公報、特表2002−525833号公報、特開2003−31366号公報、同2002−226495号公報、同2002−234894号公報、同2002−235076号公報、同2002−241751号公報、同2001−319779号公報、同2001−319780号公報、同2002−62824号公報、同2002−100474号公報、同2002−203679号公報、同2002−343572号公報、同2002−203678号公報等。   International Publication No. 00/70655 pamphlet, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-280178, 2001-181616, 2002-280179, 2001-181617, 2002-280180, 2001-247859. Gazette, 2002-299060, 2001-313178, 2002-302671, 2001-345183, 2002-324679, WO 02/15645, JP-A-2002 No. 332291, No. 2002-50484, No. 2002-332292, No. 2002-83684, No. 2002-540572, No. 2002-117978, No. 2002-338588, 002-170684, 2002-352960, WO 01/93642 pamphlet, JP 2002-50483, 2002-100476, 2002-173684, 2002-359082 No. 2002-175844, No. 2002-363552, No. 2002-184582, No. 2003-7469, No. 2002-525808, No. 2003-7471, No. 2002-525833. Publication No. 2003-31366 Publication No. 2002-226495 Publication No. 2002-234894 Publication No. 2002-2335076 Publication No. 2002-241751 Publication No. 2001-319779 Publication No. 2001-3197 0, JP same 2002-62824, JP same 2002-100474, JP same 2002-203679, JP same 2002-343572, JP same 2002-203678 Patent Publication.

その具体例の一部を下記に示す。   Some examples are shown below.

Figure 2006299145
Figure 2006299145

Figure 2006299145
Figure 2006299145

Figure 2006299145
Figure 2006299145

発光ドーパントは複数種の化合物を混合して用いてもよい。   The light emitting dopant may be used by mixing a plurality of kinds of compounds.

〈発光ホスト〉
発光ホスト(単にホストともいう)とは、2種以上の化合物で構成される発光層中にて混合比(質量)の最も多い化合物のことを意味し、それ以外の化合物については「ドーパント化合物(単に、ドーパントともいう)」という。例えば、発光層を化合物A、化合物Bという2種で構成し、その混合比がA:B=10:90であれば化合物Aがドーパント化合物であり、化合物Bがホスト化合物である。さらに、発光層を化合物A、化合物B、化合物Cの3種から構成し、その混合比がA:B:C=5:10:85であれば、化合物A、化合物Bがドーパント化合物であり、化合物Cがホスト化合物である。
<Light emitting host>
A light-emitting host (also simply referred to as a host) means a compound having the largest mixing ratio (mass) in a light-emitting layer composed of two or more compounds. For other compounds, “dopant compound ( Simply referred to as a dopant). " For example, if the light emitting layer is composed of two types of compound A and compound B and the mixing ratio is A: B = 10: 90, compound A is a dopant compound and compound B is a host compound. Furthermore, if a light emitting layer is comprised from 3 types of compound A, compound B, and compound C, and the mixing ratio is A: B: C = 5: 10: 85, compound A and compound B are dopant compounds, Compound C is a host compound.

本発明に用いられる発光ホストとしては、構造的には特に制限はないが、代表的にはカルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、芳香族ボラン誘導体、含窒素複素環化合物、チオフェン誘導体、フラン誘導体、オリゴアリーレン化合物等の基本骨格を有するもの、または、カルボリン誘導体やジアザカルバゾール誘導体(ここで、ジアザカルバゾール誘導体とは、カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の少なくとも一つの炭素原子が窒素原子で置換されているものを表す。)等が挙げられる。   The light-emitting host used in the present invention is not particularly limited in terms of structure, but is typically a carbazole derivative, a triarylamine derivative, an aromatic borane derivative, a nitrogen-containing heterocyclic compound, a thiophene derivative, a furan derivative, an oligo Those having a basic skeleton such as an arylene compound, or a carboline derivative or diazacarbazole derivative (herein, a diazacarbazole derivative is a nitrogen atom in which at least one carbon atom of the hydrocarbon ring constituting the carboline ring of the carboline derivative is a nitrogen atom) And the like.) And the like.

中でもカルボリン誘導体、ジアザカルバゾール誘導体等が好ましく用いられる。   Of these, carboline derivatives, diazacarbazole derivatives and the like are preferably used.

以下に、カルボリン誘導体、ジアザカルバゾール誘導体等の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。   Specific examples of carboline derivatives, diazacarbazole derivatives and the like are given below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2006299145
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Figure 2006299145
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また、本発明に用いられる発光ホストは低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物(蒸着重合性発光ホスト)でもいい。   The light emitting host used in the present invention may be a low molecular compound, a high molecular compound having a repeating unit, or a low molecular compound having a polymerizable group such as a vinyl group or an epoxy group (evaporation polymerizable light emitting host). .

発光ホストとしては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、かつ、発光の長波長化を防ぎ、高Tg(ガラス転移温度)である化合物が好ましい。
発光ホストの具体例としては、以下の文献に記載されている化合物が好適である。例えば、特開2001−257076号公報、同2002−308855号公報、同2001−313179号公報、同2002−319491号公報、同2001−357977号公報、同2002−334786号公報、同2002−8860号公報、同2002−334787号公報、同2002−15871号公報、同2002−334788号公報、同2002−43056号公報、同2002−334789号公報、同2002−75645号公報、同2002−338579号公報、同2002−105445号公報、同2002−343568号公報、同2002−141173号公報、同2002−352957号公報、同2002−203683号公報、同2002−363227号公報、同2002−231453号公報、同2003−3165号公報、同2002−234888号公報、同2003−27048号公報、同2002−255934号公報、同2002−260861号公報、同2002−280183号公報、同2002−299060号公報、同2002−302516号公報、同2002−305083号公報、同2002−305084号公報、同2002−308837号公報等。
As the light-emitting host, a compound having a hole transporting ability and an electron transporting ability and preventing a long wavelength of light emission and having a high Tg (glass transition temperature) is preferable.
As specific examples of the light-emitting host, compounds described in the following documents are suitable. For example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2001-257076, 2002-308855, 2001-313179, 2002-319491, 2001-357777, 2002-334786, 2002-8860 Gazette, 2002-334787 gazette, 2002-15871 gazette, 2002-334788 gazette, 2002-43056 gazette, 2002-334789 gazette, 2002-75645 gazette, 2002-338579 gazette. No. 2002-105445, No. 2002-343568, No. 2002-141173, No. 2002-352957, No. 2002-203683, No. 2002-363227, No. 2002-231453. No. 2003-3165, No. 2002-234888, No. 2003-27048, No. 2002-255934, No. 2002-286061, No. 2002-280183, No. 2002-299060. 2002-302516, 2002-305083, 2002-305084, 2002-308837, and the like.

さらに公知のホスト化合物を複数種併用して用いてもよい。また、ドーパント化合物を複数種用いることで、異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。リン光性化合物の種類、ドープ量を調整することで白色発光が可能であり、照明、バックライトへの応用もできる。   Further, a plurality of known host compounds may be used in combination. Moreover, it becomes possible to mix different light emission by using multiple types of dopant compounds, and can thereby obtain arbitrary luminescent colors. White light emission is possible by adjusting the kind of phosphorescent compound and the amount of doping, and can also be applied to illumination and backlight.

本発明の有機EL素子の発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」(日本色彩学会編、東京大学出版会、1985)の108頁の図4.16において、分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタセンシング社製)で測定した結果をCIE色度座標に当てはめたときの色で決定される。   The color emitted by the organic EL element of the present invention is shown in FIG. 4.16 on page 108 of “New Color Science Handbook” (edited by the Japan Color Society, University of Tokyo Press, 1985). It is determined by the color when the result measured by Minolta Sensing Co., Ltd. is applied to the CIE chromaticity coordinates.

発光層は上記化合物を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、LB法、インクジェット法等の公知の薄膜化法により成膜して形成することができる。発光層としての膜厚は特に制限はないが、通常は5nm〜5μm、好ましくは5〜200nmの範囲で選ばれる。この発光層はこれらのリン光性化合物やホスト化合物が1種または2種以上からなる一層構造であってもよいし、あるいは同一組成または異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。   The light emitting layer can be formed by forming the above compound by a known thinning method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, an LB method, or an ink jet method. Although the film thickness as a light emitting layer does not have a restriction | limiting in particular, Usually, 5 nm-5 micrometers, Preferably it is chosen in the range of 5-200 nm. This light emitting layer may have a single layer structure in which these phosphorescent compounds and host compounds are composed of one or more kinds, or may have a laminated structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions.

(正孔輸送層)
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。
(Hole transport layer)
The hole transport layer is made of a hole transport material having a function of transporting holes, and in a broad sense, a hole injection layer and an electron blocking layer are also included in the hole transport layer. The hole transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.

正孔輸送材料としては、正孔の注入または輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。   The hole transport material has any one of hole injection or transport and electron barrier properties, and may be either organic or inorganic. For example, triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, Examples thereof include stilbene derivatives, silazane derivatives, aniline copolymers, and conductive polymer oligomers, particularly thiophene oligomers.

正孔輸送材料としては上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第3級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第3級アミン化合物を用いることが好ましい。   The above-mentioned materials can be used as the hole transport material, but it is preferable to use a porphyrin compound, an aromatic tertiary amine compound and a styrylamine compound, particularly an aromatic tertiary amine compound.

芳香族第3級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、N,N,N′,N′−テトラフェニル−4,4′−ジアミノフェニル;N,N′−ジフェニル−N,N′−ビス(3−メチルフェニル)−〔1,1′−ビフェニル〕−4,4′−ジアミン(TPD);2,2−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)プロパン;1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)シクロヘキサン;N,N,N′,N′−テトラ−p−トリル−4,4′−ジアミノビフェニル;1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)−4−フェニルシクロヘキサン;ビス(4−ジメチルアミノ−2−メチルフェニル)フェニルメタン;ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)フェニルメタン;N,N′−ジフェニル−N,N′−ジ(4−メトキシフェニル)−4,4′−ジアミノビフェニル;N,N,N′,N′−テトラフェニル−4,4′−ジアミノジフェニルエーテル;4,4′−ビス(ジフェニルアミノ)クオードリフェニル;N,N,N−トリ(p−トリル)アミン;4−(ジ−p−トリルアミノ)−4′−〔4−(ジ−p−トリルアミノ)スチリル〕スチルベン;4−N,N−ジフェニルアミノ−(2−ジフェニルビニル)ベンゼン;3−メトキシ−4′−N,N−ジフェニルアミノスチルベンゼン;N−フェニルカルバゾール、さらには米国特許第5,061,569号明細書に記載されている2個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、4,4′−ビス〔N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ〕ビフェニル(NPD)、特開平4−308688号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが3つスターバースト型に連結された4,4′,4″−トリス〔N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン(MTDATA)等が挙げられる。   Representative examples of aromatic tertiary amine compounds and styrylamine compounds include N, N, N ', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminophenyl; N, N'-diphenyl-N, N'- Bis (3-methylphenyl)-[1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine (TPD); 2,2-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) propane; 1,1-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) cyclohexane; N, N, N ′, N′-tetra-p-tolyl-4,4′-diaminobiphenyl; 1,1-bis (4-di-p-tolyl) Aminophenyl) -4-phenylcyclohexane; bis (4-dimethylamino-2-methylphenyl) phenylmethane; bis (4-di-p-tolylaminophenyl) phenylmethane; N, N'-diphenyl-N, N ' − (4-methoxyphenyl) -4,4'-diaminobiphenyl; N, N, N ', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminodiphenyl ether; 4,4'-bis (diphenylamino) quadriphenyl; N, N, N-tri (p-tolyl) amine; 4- (di-p-tolylamino) -4 '-[4- (di-p-tolylamino) styryl] stilbene; 4-N, N-diphenylamino- (2-diphenylvinyl) benzene; 3-methoxy-4'-N, N-diphenylaminostilbenzene; N-phenylcarbazole, as well as two of those described in US Pat. No. 5,061,569 Having a condensed aromatic ring in the molecule, for example, 4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (NPD), JP-A-4-308 4,4 ', 4 "-tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine in which three triphenylamine units described in Japanese Patent No. 88 are linked in a starburst type ( MTDATA) and the like.

さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。また、p型−Si、p型−SiC等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。   Furthermore, a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used. In addition, inorganic compounds such as p-type-Si and p-type-SiC can also be used as the hole injection material and the hole transport material.

正孔輸送層は上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、LB法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は5nm〜5μm程度、好ましくは5〜200nmである。この正孔輸送層は上記材料の1種または2種以上からなる一層構造であってもよい。   The hole transport layer can be formed by thinning the hole transport material by a known method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, a printing method including an ink jet method, or an LB method. it can. Although there is no restriction | limiting in particular about the film thickness of a positive hole transport layer, Usually, 5 nm-about 5 micrometers, Preferably it is 5-200 nm. The hole transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above materials.

また、不純物をドープしたp性の高い正孔輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平4−297076号、特開2000−196140号、特開2001−102175号、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載されたものが挙げられる。   Alternatively, a hole transport layer having a high p property doped with impurities can be used. Examples thereof include JP-A-4-297076, JP-A-2000-196140, JP-A-2001-102175, J.A. Appl. Phys. 95, 5773 (2004), and the like.

(電子輸送層)
電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層または複数層設けることができる。
(Electron transport layer)
The electron transport layer is made of a material having a function of transporting electrons, and in a broad sense, an electron injection layer and a hole blocking layer are also included in the electron transport layer. The electron transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.

従来、単層の電子輸送層、及び複数層とする場合は発光層に対して陰極側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料(正孔阻止材料を兼ねる)としては、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができ、例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。   Conventionally, in the case of a single electron transport layer and a plurality of layers, an electron transport material (also serving as a hole blocking material) used for an electron transport layer adjacent to the light emitting layer on the cathode side is injected from the cathode. As long as it has a function of transferring electrons to the light-emitting layer, any material can be selected and used from among conventionally known compounds. For example, nitro-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives Thiopyrandioxide derivatives, carbodiimides, fluorenylidenemethane derivatives, anthraquinodimethane and anthrone derivatives, oxadiazole derivatives and the like. Furthermore, in the above oxadiazole derivative, a thiadiazole derivative in which the oxygen atom of the oxadiazole ring is substituted with a sulfur atom, and a quinoxaline derivative having a quinoxaline ring known as an electron withdrawing group can also be used as an electron transport material. Furthermore, a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used.

また、8−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス(8−キノリノール)アルミニウム(Alq)、トリス(5,7−ジクロロ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5,7−ジブロモ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(2−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、ビス(8−キノリノール)亜鉛(Znq)等、及びこれらの金属錯体の中心金属がIn、Mg、Cu、Ca、Sn、GaまたはPbに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。その他、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、またはそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様に、n型−Si、n型−SiC等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。   In addition, metal complexes of 8-quinolinol derivatives such as tris (8-quinolinol) aluminum (Alq), tris (5,7-dichloro-8-quinolinol) aluminum, tris (5,7-dibromo-8-quinolinol) aluminum Tris (2-methyl-8-quinolinol) aluminum, tris (5-methyl-8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (Znq), and the like, and the central metals of these metal complexes are In, Mg, Metal complexes replaced with Cu, Ca, Sn, Ga or Pb can also be used as the electron transport material. In addition, metal-free or metal phthalocyanine, or those having terminal ends substituted with an alkyl group or a sulfonic acid group can be preferably used as the electron transporting material. In addition, the distyrylpyrazine derivative exemplified as the material of the light emitting layer can also be used as an electron transport material, and similarly to the hole injection layer and the hole transport layer, inorganic such as n-type-Si and n-type-SiC can be used. A semiconductor can also be used as an electron transport material.

電子輸送層は上記電子輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、LB法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は5nm〜5μm程度、好ましくは5〜200nmである。電子輸送層は上記材料の1種または2種以上からなる一層構造であってもよい。   The electron transport layer can be formed by thinning the electron transport material by a known method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, a printing method including an ink jet method, or an LB method. Although there is no restriction | limiting in particular about the film thickness of an electron carrying layer, Usually, 5 nm-about 5 micrometers, Preferably it is 5-200 nm. The electron transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above materials.

また、不純物をドープしたn性の高い電子輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平4−297076号、特開2000−196140号、特開2001−102175号、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載されたものが挙げられる。   Further, an electron transport layer having a high n property doped with impurities can also be used. Examples thereof include JP-A-4-297076, JP-A-2000-196140, JP-A-2001-102175, J.A. Appl. Phys. 95, 5773 (2004), and the like.

本発明に係わる有機EL素子に用いることのできるガスバリアフィルムを構成する樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)、セルロースアセテートフタレート(TAC)、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類またはそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリスルホン類、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリル或いはポリアリレート類、アートン(商品名JSR社製)或いはアペル(商品名三井化学社製)といったシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。   Examples of the resin film constituting the gas barrier film that can be used in the organic EL device according to the present invention include polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene, polypropylene, cellophane, cellulose diacetate, Cellulose esters such as cellulose triacetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate (CAP), cellulose acetate phthalate (TAC), cellulose nitrate or derivatives thereof, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene vinyl alcohol, syndiotact Tick polystyrene, polycarbonate, norbornene resin, polymethylpentene, polyetherketone, polyimide Polyethersulfone (PES), polysulfones, polyetherketoneimide, polyamide, fluororesin, nylon, polymethyl methacrylate, acrylic or polyarylates, Arton (trade name, manufactured by JSR) or Appel (trade name, manufactured by Mitsui Chemicals) And the like.

本発明の有機EL素子の発光の室温における外部取り出し効率は1%以上であることが好ましく、より好ましくは5%以上である。ここに、外部取り出し量子効率(%)=有機EL素子外部に発光した光子数/有機EL素子に流した電子数×100である。   The external extraction efficiency at room temperature of light emission of the organic EL device of the present invention is preferably 1% or more, more preferably 5% or more. Here, the external extraction quantum efficiency (%) = the number of photons emitted to the outside of the organic EL element / the number of electrons sent to the organic EL element × 100.

また、カラーフィルター等の色相改良フィルター等を併用しても、有機EL素子からの発光色を蛍光体を用いて多色へ変換する色変換フィルターを併用してもよい。色変換フィルターを用いる場合においては、有機EL素子の発光のλmaxは480nm以下が好ましい。   In addition, a hue improvement filter such as a color filter may be used in combination, or a color conversion filter that converts the emission color from the organic EL element into multiple colors using a phosphor. In the case of using a color conversion filter, the λmax of light emission of the organic EL element is preferably 480 nm or less.

(有機EL素子の作製方法)
有機EL素子の作製方法について以下に詳しく説明する。
有機EL素子の一例として、陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極からなる有機EL素子の作製法について説明する。
(Method for producing organic EL element)
A method for manufacturing the organic EL element will be described in detail below.
As an example of the organic EL element, a method for producing an organic EL element composed of an anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer / cathode will be described.

まず基体(本発明のガスバリアフィルム)上に所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる薄膜を1μm以下、好ましくは10〜200nmの膜厚になるように、蒸着やスパッタリング、又前記プラズマCVD等の方法により形成させ、陽極を作製する。次に、この上に有機EL素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、正孔阻止層の有機化合物薄膜を形成させる。   First, a desired electrode material, for example, a thin film made of an anode material is deposited on the substrate (the gas barrier film of the present invention) so as to have a thickness of 1 μm or less, preferably 10 to 200 nm. Thus, an anode is produced. Next, an organic compound thin film of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and a hole blocking layer, which are organic EL element materials, is formed thereon.

この有機化合物薄膜の薄膜化の方法としては、前記の如く蒸着法、ウェットプロセス(スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法)等があるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法が特に好ましい。さらに層毎に異なる成膜法を適用してもよい。成膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度50〜450℃、真空度10-6〜10-2Pa、蒸着速度0.01〜50nm/秒、基板温度−50〜300℃、膜厚0.1nm〜5μm、好ましくは5〜200nmの範囲で適宜選ぶことが望ましい。 As a method for thinning the organic compound thin film, there are a vapor deposition method and a wet process (spin coating method, casting method, ink jet method, printing method) as described above, but it is easy to obtain a uniform film and a pinhole. From the point of being difficult to form, a vacuum deposition method, a spin coating method, an ink jet method, and a printing method are particularly preferable. Further, different film forming methods may be applied for each layer. When a vapor deposition method is employed for film formation, the vapor deposition conditions vary depending on the type of compound used, but generally a boat heating temperature of 50 to 450 ° C., a degree of vacuum of 10 −6 to 10 −2 Pa, a vapor deposition rate of 0.01 to It is desirable to select appropriately within the range of 50 nm / second, substrate temperature −50 to 300 ° C., film thickness 0.1 nm to 5 μm, preferably 5 to 200 nm.

これらの層を形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を、1μm以下好ましくは50〜200nmの範囲の膜厚になるように、例えば、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陰極を設けることにより所望の有機EL素子が得られる。この有機EL素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる成膜法を施しても構わない。その際、作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。   After forming these layers, a thin film made of a cathode material is formed thereon by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a film thickness of 1 μm or less, preferably in the range of 50 to 200 nm, and a cathode is provided. Thus, a desired organic EL element can be obtained. The organic EL element is preferably produced from the hole injection layer to the cathode consistently by a single evacuation, but may be taken out halfway and subjected to different film forming methods. At that time, it is necessary to consider that the work is performed in a dry inert gas atmosphere.

また作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。このようにして得られた多色の表示装置に、直流電圧を印加する場合には、陽極を+、陰極を−の極性として電圧2〜40V程度を印加すると、発光が観測できる。また交流電圧を印加してもよい。なお、印加する交流の波形は任意でよい。   In addition, it is also possible to reverse the production order and produce the cathode, the electron injection layer, the electron transport layer, the light emitting layer, the hole transport layer, the hole injection layer, and the anode in this order. When a DC voltage is applied to the multicolor display device thus obtained, light emission can be observed by applying a voltage of about 2 to 40 V with the positive polarity of the anode and the negative polarity of the cathode. An alternating voltage may be applied. The alternating current waveform to be applied may be arbitrary.

本発明の有機EL素子を用いた表示装置は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。表示デバイス、ディスプレイにおいて、青、赤、緑発光の3種の有機EL素子を用いることにより、フルカラーの表示が可能となる。   The display device using the organic EL element of the present invention can be used as a display device, a display, and various light emission sources. In a display device or display, full-color display is possible by using three types of organic EL elements of blue, red, and green light emission.

表示デバイス、ディスプレイとしてはテレビ、パソコン、モバイル機器、AV機器、文字放送表示、自動車内の情報表示等が挙げられる。特に静止画像や動画像を再生する表示装置として使用してもよく、動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリックス(パッシブマトリックス)方式でもアクティブマトリックス方式でもどちらでもよい。   Examples of the display device and the display include a television, a personal computer, a mobile device, an AV device, a character broadcast display, and an information display in a car. In particular, it may be used as a display device for reproducing still images and moving images, and the driving method when used as a display device for reproducing moving images may be either a simple matrix (passive matrix) method or an active matrix method.

本発明の有機EL素子を用いた照明装置は家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではない。   The lighting device using the organic EL element of the present invention includes home lighting, interior lighting, backlights for clocks and liquid crystals, billboard advertisements, traffic lights, light sources for optical storage media, light sources for electrophotographic copying machines, and optical communication processors. Examples include, but are not limited to, a light source and a light source of an optical sensor.

また、本発明の有機EL素子に共振器構造を持たせた有機EL素子として用いてもよい。このような共振器構造を有した有機EL素子の使用目的としては、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、これらに限定されない。また、レーザ発振をさせることにより、上記用途に使用してもよい。   Moreover, you may use as an organic EL element which gave the organic EL element of this invention the resonator structure. Examples of the purpose of use of the organic EL element having such a resonator structure include a light source of an optical storage medium, a light source of an electrophotographic copying machine, a light source of an optical communication processing machine, and a light source of an optical sensor. It is not limited. Moreover, you may use for the said use by making a laser oscillation.

本発明に係わるガスバリア性の高い樹脂フィルム上に、残留応力が所定範囲にあるセラミック膜を塗設したガスバリアフィルムは、ガスバリア層として多層のセラミック膜を積層する必要がなく、生産性に優れており、また、発光層からの光の取り出しを向上させるための光の回折又は拡散させる凹凸形状を表面に有するように容易に加工することもができる生産性の高いガスバリアフィルムである。   A gas barrier film in which a ceramic film having a residual stress in a predetermined range is coated on a resin film having a high gas barrier property according to the present invention does not require a multilayer ceramic film as a gas barrier layer, and is excellent in productivity. In addition, it is a highly productive gas barrier film that can be easily processed so as to have a concavo-convex shape for diffracting or diffusing light for improving light extraction from the light emitting layer on the surface.

〔表示装置〕
本発明の有機EL素子は、照明用や露光光源のような1種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置(ディスプレイ)として使用してもよい。動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリックス(パッシブマトリックス)方式でもアクティブマトリックス方式でもどちらでもよい。または、異なる発光色を有する本発明の有機EL素子を3種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能である。または、一色の発光色、例えば、白色発光をカラーフィルターを用いてBGRにし、フルカラー化することも可能である。さらに有機ELの発光色を色変換フィルターを用いて他色に変換しフルカラー化することも可能であるが、その場合、有機EL発光のλmaxは480nm以下であることが好ましい。
[Display device]
The organic EL element of the present invention may be used as one kind of lamp for illumination or exposure light source, a projection device for projecting an image, or a display for directly viewing a still image or a moving image. It may be used as a device (display). When used as a display device for reproducing moving images, the driving method may be either a simple matrix (passive matrix) method or an active matrix method. Alternatively, a full-color display device can be manufactured by using three or more organic EL elements of the present invention having different emission colors. Alternatively, it is possible to make a single color emission color, for example, white emission, into BGR using a color filter to achieve full color. Further, it is possible to convert the emission color of the organic EL to another color by using a color conversion filter, and in this case, λmax of the organic EL emission is preferably 480 nm or less.

本発明の有機EL素子から構成される表示装置の一例を図面に基づいて説明する。   An example of a display device composed of the organic EL element of the present invention will be described with reference to the drawings.

図9は、有機EL素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機EL素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。   FIG. 9 is a schematic view showing an example of a display device composed of organic EL elements. It is a schematic diagram of a display such as a mobile phone that displays image information by light emission of an organic EL element.

ディスプレイ101は、複数の画素を有する表示部A、画像情報に基づいて表示部Aの画像走査を行う制御部B等からなる。   The display 101 includes a display unit A having a plurality of pixels, a control unit B that performs image scanning of the display unit A based on image information, and the like.

制御部Bは、表示部Aと電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線毎の画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部Aに表示する。   The control unit B is electrically connected to the display unit A, and sends a scanning signal and an image data signal to each of the plurality of pixels based on image information from the outside. The pixels for each scanning line are converted into image data signals by the scanning signal. In response to this, light is sequentially emitted and image scanning is performed to display image information on the display unit A.

図10は、表示部Aの模式図である。   FIG. 10 is a schematic diagram of the display unit A.

表示部Aは基板上に、複数の走査線5及びデータ線106を含む配線部と、複数の画素103等とを有する。表示部Aの主要な部材の説明を以下に行う。図9においては、画素103の発光した光が、白矢印方向(下方向)へ取り出される場合を示している。   The display unit A includes a wiring unit including a plurality of scanning lines 5 and data lines 106, a plurality of pixels 103, and the like on a substrate. The main members of the display unit A will be described below. FIG. 9 shows a case where light emitted from the pixel 103 is extracted in the direction of the white arrow (downward).

配線部の走査線105及び複数のデータ線106は、各々導電材料からなり、走査線105とデータ線106は格子状に直交して、直交する位置で画素103に接続している(詳細は図示せず)。   The scanning lines 105 and the plurality of data lines 106 in the wiring portion are each made of a conductive material, and the scanning lines 105 and the data lines 106 are orthogonal to each other in a grid pattern and are connected to the pixels 103 at orthogonal positions (details are shown in FIG. Not shown).

画素103は、走査線105から走査信号が印加されると、データ線106から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を、適宜、同一基板上に並置することによって、フルカラー表示が可能となる。   When a scanning signal is applied from the scanning line 105, the pixel 103 receives an image data signal from the data line 106 and emits light according to the received image data. Full color display is possible by appropriately arranging pixels in the red region, the green region, and the blue region that emit light on the same substrate.

次に、画素の発光プロセスを説明する。   Next, the light emission process of the pixel will be described.

図11は、画素の模式図である。   FIG. 11 is a schematic diagram of a pixel.

画素は、有機EL素子110、スイッチングトランジスタ111、駆動トランジスタ112、コンデンサ113等を備えている。複数の画素に有機EL素子110として、赤色、緑色、青色発光の有機EL素子を用い、これらを同一基板上に並置することでフルカラー表示を行うことができる。   The pixel includes an organic EL element 110, a switching transistor 111, a driving transistor 112, a capacitor 113, and the like. A full color display can be performed by using red, green, and blue light emitting organic EL elements as the organic EL elements 110 for a plurality of pixels and arranging them on the same substrate.

図11において、制御部Bからデータ線106を介してスイッチングトランジスタ111のドレインに画像データ信号が印加される。そして、制御部Bから走査線105を介してスイッチングトランジスタ111のゲートに走査信号が印加されると、スイッチングトランジスタ111の駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサ113と駆動トランジスタ112のゲートに伝達される。   In FIG. 11, an image data signal is applied from the control unit B to the drain of the switching transistor 111 via the data line 106. When the scanning signal is applied from the control unit B to the gate of the switching transistor 111 via the scanning line 105, the driving of the switching transistor 111 is turned on, and the image data signal applied to the drain is supplied to the capacitor 113 and the driving transistor 112. Is transmitted to the gate.

画像データ信号の伝達により、コンデンサ113が画像データ信号の電位に応じて充電されるとともに、駆動トランジスタ12の駆動がオンする。駆動トランジスタ112は、ドレインが電源ライン107に接続され、ソースが有機EL素子110の電極に接続されており、ゲートに印加された画像データ信号の電位に応じて電源ライン107から有機EL素子110に電流が供給される。   By transmitting the image data signal, the capacitor 113 is charged according to the potential of the image data signal, and the drive transistor 12 is turned on. The drive transistor 112 has a drain connected to the power supply line 107 and a source connected to the electrode of the organic EL element 110, and the power supply line 107 connects to the organic EL element 110 according to the potential of the image data signal applied to the gate. Current is supplied.

制御部Bの順次走査により走査信号が次の走査線105に移ると、スイッチングトランジスタ111の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスタ111の駆動がオフしてもコンデンサ113は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ112の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機EL素子110の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じて駆動トランジスタ112が駆動して有機EL素子110が発光する。   When the scanning signal is moved to the next scanning line 105 by the sequential scanning of the control unit B, the driving of the switching transistor 111 is turned off. However, even if the driving of the switching transistor 111 is turned off, the capacitor 113 maintains the potential of the charged image data signal, so that the driving of the driving transistor 112 is kept on and the next scanning signal is applied. Until then, the light emission of the organic EL element 110 continues. When a scanning signal is next applied by sequential scanning, the driving transistor 112 is driven according to the potential of the next image data signal synchronized with the scanning signal, and the organic EL element 110 emits light.

すなわち、有機EL素子110の発光は、複数の画素それぞれの有機EL素子110に対して、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタ111と駆動トランジスタ112を設けて、複数の画素103それぞれの有機EL素子110の発光を行っている。このような発光方法をアクティブマトリックス方式と呼んでいる。   That is, the organic EL element 110 emits light by the switching transistor 111 and the driving transistor 112 that are active elements for the organic EL elements 110 of each of the plurality of pixels, and the light emission of the organic EL elements 110 of the plurality of pixels 103. It is carried out. Such a light emitting method is called an active matrix method.

ここで、有機EL素子110の発光は、複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でもよいし、2値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでもよい。   Here, the light emission of the organic EL element 110 may be light emission of a plurality of gradations by a multi-value image data signal having a plurality of gradation potentials, or on / off of a predetermined light emission amount by a binary image data signal. But you can.

また、コンデンサ113の電位の保持は、次の走査信号の印加まで継続して保持してもよいし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。   The potential of the capacitor 113 may be maintained until the next scanning signal is applied, or may be discharged immediately before the next scanning signal is applied.

本発明においては、上述したアクティブマトリックス方式に限らず、走査信号が走査されたときのみデータ信号に応じて有機EL素子を発光させるパッシブマトリックス方式の発光駆動でもよい。   In the present invention, not only the active matrix method described above, but also a passive matrix light emission drive in which the organic EL element emits light according to the data signal only when the scanning signal is scanned.

図12は、パッシブマトリックス方式による表示装置の模式図である。図14において、複数の走査線105と複数の画像データ線106が画素103を挟んで対向して格子状に設けられている。   FIG. 12 is a schematic diagram of a passive matrix display device. In FIG. 14, a plurality of scanning lines 105 and a plurality of image data lines 106 are provided in a lattice shape so as to face each other with the pixel 103 interposed therebetween.

順次走査により走査線105の走査信号が印加されたとき、印加された走査線105に接続している画素103が画像データ信号に応じて発光する。パッシブマトリックス方式では画素103にアクティブ素子がなく、製造コストの低減が計れる。   When the scanning signal of the scanning line 105 is applied by sequential scanning, the pixel 103 connected to the applied scanning line 105 emits light according to the image data signal. In the passive matrix method, there is no active element in the pixel 103, and the manufacturing cost can be reduced.

〔照明装置〕
本発明に係わる有機EL材料は、また、照明装置として、実質白色の発光を生じる有機EL素子に適用できる。複数の発光材料により複数の発光色を同時に発光させて混色により白色発光を得る。複数の発光色の組み合わせとしては、青色、緑色、青色の3原色の3つの発光極大波長を含有させたものでもよいし、青色と黄色、青緑と橙色等の補色の関係を利用した2つの発光極大波長を含有したものでもよい。
[Lighting device]
The organic EL material according to the present invention can also be applied to an organic EL element that emits substantially white light as a lighting device. A plurality of light emitting colors are simultaneously emitted by a plurality of light emitting materials to obtain white light emission by color mixing. The combination of a plurality of emission colors may include three emission maximum wavelengths of the three primary colors of blue, green, and blue, or two using the relationship of complementary colors such as blue and yellow, blue green and orange, etc. The thing containing the light emission maximum wavelength may be used.

また、複数の発光色を得るための発光材料の組み合わせは、複数のリン光または蛍光を発光する材料(発光ドーパント)を、複数組み合わせたもの、蛍光またはリン光を発光する発光材料と、該発光材料からの光を励起光として発光する色素材料とを組み合わせたもののいずれでもよいが、本発明に係わる白色有機EL素子においては、発光ドーパントを複数組み合わせる方式が好ましい。   In addition, a combination of light emitting materials for obtaining a plurality of emission colors includes a combination of a plurality of phosphorescent or fluorescent materials (light emitting dopants), a light emitting material that emits fluorescence or phosphorescence, and the light emission. Any combination of a dye material that emits light from the material as excitation light may be used, but in the white organic EL device according to the present invention, a method of combining a plurality of light-emitting dopants is preferable.

複数の発光色を得るための有機EL素子の層構成としては、複数の発光ドーパントを、一つの発光層中に複数存在させる方法、複数の発光層を有し、各発光層中に発光波長の異なるドーパントをそれぞれ存在させる方法、異なる波長に発光する微小画素をマトリックス状に形成する方法等が挙げられる。   As a layer structure of the organic EL element for obtaining a plurality of emission colors, a method of having a plurality of emission dopants in one emission layer, a plurality of emission layers, and an emission wavelength of each emission layer. Examples thereof include a method in which different dopants are present, and a method in which minute pixels that emit light at different wavelengths are formed in a matrix.

本発明に係わる白色有機EL素子においては、必要に応じ成膜時にメタルマスクやインクジェットプリンティング法等でパターニングを施してもよい。パターニングする場合は、電極のみをパターニングしてもいいし、電極と発光層をパターニングしてもいいし、素子全層をパターニングしてもいい。   In the white organic EL element concerning this invention, you may pattern by a metal mask, the inkjet printing method, etc. as needed at the time of film-forming. When patterning, only the electrode may be patterned, the electrode and the light emitting layer may be patterned, or the entire element layer may be patterned.

発光層に用いる発光材料としては特に制限はなく、例えば液晶表示素子におけるバックライトであれば、CF(カラーフィルター)特性に対応した波長範囲に適合するように、本発明に係わる白金錯体、また公知の発光材料の中から任意のものを選択して組み合わせて白色化すればよい。   The light emitting material used for the light emitting layer is not particularly limited. For example, in the case of a backlight in a liquid crystal display element, the platinum complex according to the present invention is known so as to be suitable for the wavelength range corresponding to the CF (color filter) characteristics. Any one of the light emitting materials may be selected and combined to be whitened.

このように、白色発光有機EL素子は、前記表示デバイス、ディスプレイに加えて、各種発光光源、照明装置として、家庭用照明、車内照明、また、露光光源のような1種のランプとして、液晶表示装置のバックライト等、表示装置にも有用に用いられる。   Thus, in addition to the display device and the display, the white light-emitting organic EL element is used as a liquid crystal display as a kind of lamp such as various light-emitting light sources and lighting devices, home lighting, interior lighting, and exposure light source. It is also useful for display devices such as device backlights.

その他、看板広告、信号機、光記憶媒体等の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等、さらには表示装置を必要とする一般の家庭用電気器具等広い範囲の用途が挙げられる。   In addition, light sources such as billboard advertisements, traffic lights, optical storage media, light sources for electrophotographic copying machines, light sources for optical communication processors, light sources for optical sensors, etc., and general household appliances that require display devices A range of uses is mentioned.

以下に実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

実施例1〜4、比較例1〜3
下記塗工液を調製した。
(1)塗工液
テトラエトキシシラン加水分解物* 27g
γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン 0.8g
アルミニウムトリスエチルアセトアセテート 0.8g
シクロヘキサノン 50ml
フッ素系界面活性剤 0.1g
(メガファックF−172 大日本インキ社製)
*テトラエトキシシラン加水分解物の調製方法
テトラエトキシシラン250gにエタノール380mlを加え、この溶液に3gの塩酸(12モル/リットル)を235gの水に溶解した塩酸水溶液を室温で、ゆっくり滴下した。滴下後、3時間室温にて攪拌して、調製した。
(2)塗膜形成方法
樹脂フィルム基材として、アクリル系クリアハードコート層(5μm)付きPENフィルム(厚み150μm)上に、前記塗工液をバーコーターで塗布し、80℃で5分間乾燥させた。次いで、高圧水銀ランプ(80W)で紫外線を0.5W/cm2の照射量で照射時間をかえて照射後、さらに40kHzの高周波電源により生成したコロナ放電を0.3W/cm2の照射量で照射時間をかえて照射した。それぞれ500nmの膜厚で酸化珪素膜が樹脂フィルム基材上に形成された。(実施例1〜4および比較例1〜3)
得られたガスバリア性フィルムについて、モコン社製酸素透過率測定装置OX−TRAN2/21・Lタイプおよび水蒸気透過率測定装置PERMATRAN−W3/33Gタイプにより、それぞれ水蒸気透過率、酸素透過率を測定した結果を表1に示した。
Examples 1-4, Comparative Examples 1-3
The following coating solution was prepared.
(1) Coating liquid tetraethoxysilane hydrolyzate * 27 g
γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane 0.8 g
Aluminum trisethyl acetoacetate 0.8g
50 ml of cyclohexanone
Fluorosurfactant 0.1g
(Megafuck F-172, manufactured by Dainippon Ink and Company)
* Preparation method of tetraethoxysilane hydrolyzate 380 ml of ethanol was added to 250 g of tetraethoxysilane, and an aqueous hydrochloric acid solution prepared by dissolving 3 g of hydrochloric acid (12 mol / liter) in 235 g of water was slowly added dropwise to this solution at room temperature. After dropping, the mixture was stirred for 3 hours at room temperature.
(2) Coating film forming method As a resin film base material, the coating liquid is applied with a bar coater on a PEN film (thickness 150 μm) with an acrylic clear hard coat layer (5 μm) and dried at 80 ° C. for 5 minutes. It was. Next, after irradiating with a high pressure mercury lamp (80 W) with ultraviolet rays at an irradiation dose of 0.5 W / cm 2 for different irradiation times, corona discharge generated by a high frequency power source of 40 kHz was further applied at an irradiation dose of 0.3 W / cm 2. Irradiation was performed after changing the irradiation time. A silicon oxide film having a thickness of 500 nm was formed on the resin film substrate. (Examples 1-4 and Comparative Examples 1-3)
As a result of measuring the water vapor transmission rate and the oxygen transmission rate of the obtained gas barrier film with an oxygen transmission rate measuring device OX-TRAN2 / 21 · L type and a water vapor transmission rate measuring device PERMATRAN-W3 / 33G type manufactured by Mocon Co., Ltd. Is shown in Table 1.

Figure 2006299145
Figure 2006299145

エネルギー処理を行ったものは行わないものに比べ、酸素透過率、水蒸気透過率が大きく改良されていた。また、エネルギー処理として、紫外線処理またはコロナ放電処理の一方しか行わなかった比較例に比べ、両者を併用したものは酸素透過率、水蒸気透過率が明らかに改善されていることが判る。   The oxygen permeability and water vapor permeability were greatly improved in the case where the energy treatment was performed, compared to the case where the energy treatment was not performed. Further, it can be seen that the oxygen permeability and water vapor permeability are clearly improved in the case of using both in combination as compared with the comparative example in which only the ultraviolet treatment or the corona discharge treatment was performed as the energy treatment.

実施例5
前記実施例4で作製したガスバリア性フィルムサンプルを用いて以下の方法により有機EL素子を作製した。
セラミック膜上に、以下の方法により透明導電膜を作製した。
Example 5
Using the gas barrier film sample produced in Example 4, an organic EL device was produced by the following method.
A transparent conductive film was produced on the ceramic film by the following method.

〈透明導電膜の形成〉
先ず、実施例4で作製したガスバリア性フィルムの、ガスバリア膜(酸化珪素膜)上に、大気圧プラズマ法によって透明導電性薄膜を形成した。
<Formation of transparent conductive film>
First, a transparent conductive thin film was formed on the gas barrier film (silicon oxide film) of the gas barrier film produced in Example 4 by an atmospheric pressure plasma method.

透明導電性薄膜の形成にあたって用いたプラズマ放電装置は、電極が平行平板型のものを用い、この電極間に上記透明フィルムを載置し、且つ、混合ガスを導入して薄膜形成を行った。   The plasma discharge apparatus used for forming the transparent conductive thin film was a parallel plate type electrode, the transparent film was placed between the electrodes, and a mixed gas was introduced to form a thin film.

なお、アース(接地)電極としては、200mm×200mm×2mmのステンレス板に高密度、高密着性のアルミナ溶射膜を被覆し、その後、テトラメトキシシランを酢酸エチルで希釈した溶液を塗布乾燥後、紫外線照射により硬化させ封孔処理を行い、このようにして被覆した誘電体表面を研磨し、平滑にして、Rmax 5μmとなるように加工した電極を用いた。また、印加電極としては、中空の角型の純チタンパイプに対し、アース電極と同様の条件にて誘電体を被覆した電極を用いた。印加電極は複数作成し、アース電極に対向して設け放電空間を形成した。   In addition, as a ground (ground) electrode, a 200 mm × 200 mm × 2 mm stainless steel plate is coated with a high-density, high-adhesion alumina sprayed film, and then a solution obtained by diluting tetramethoxysilane with ethyl acetate is applied and dried. The electrode was cured by ultraviolet irradiation and sealed, and the dielectric surface thus coated was polished, smoothed, and processed to have an Rmax of 5 μm. Further, as the application electrode, an electrode obtained by coating a dielectric on a hollow square pure titanium pipe under the same conditions as the ground electrode was used. A plurality of application electrodes were prepared and provided to face the ground electrode to form a discharge space.

また、プラズマ発生に用いる電源としては、パール工業(株)製高周波電源CF−5000−13Mを用い、周波数13.56MHzで、5W/cm2の電力を供給した。 Moreover, as a power source used for plasma generation, a high frequency power source CF-5000-13M manufactured by Pearl Industry Co., Ltd. was used, and 5 W / cm 2 of power was supplied at a frequency of 13.56 MHz.

電極間に以下の組成の混合ガスを流し、プラズマ状態とし、上記のガスバリア性フィルムを大気圧プラズマ処理し、ガスバリア層(セラミック膜)上に、錫ドープ酸化インジウム(ITO)膜を100nmの厚さで成膜した。
放電ガス:アルゴン 98.5体積%
反応性ガス1:水素 0.25体積%
反応性ガス2:インジウムアセチルアセトナート 1.2体積%
反応性ガス3:ジブチル錫ジアセテート 0.05体積%
(有機EL素子の作製)
上記のITO膜を形成したガスバリア性フィルム100mm×100mmを基板とし、これにパターニングを行った後、このITO透明電極を設けたガスバリア性フィルム基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥した。この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートにα−NPDを200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにホスト化合物としてCBPを200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにバソキュプロイン(BCP)を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにIr−1を100mg入れ、さらに別のモリブデン製抵抗加熱ボートにAlq3を200mg入れ、真空蒸着装置に取付けた。
A mixed gas having the following composition is caused to flow between the electrodes to form a plasma state, and the above gas barrier film is subjected to atmospheric pressure plasma treatment, and a tin-doped indium oxide (ITO) film having a thickness of 100 nm is formed on the gas barrier layer (ceramic film). The film was formed.
Discharge gas: Argon 98.5% by volume
Reactive gas 1: Hydrogen 0.25 volume%
Reactive gas 2: Indium acetylacetonate 1.2% by volume
Reactive gas 3: Dibutyltin diacetate 0.05% by volume
(Production of organic EL element)
The gas barrier film 100 mm × 100 mm on which the ITO film is formed is used as a substrate. After patterning, the gas barrier film substrate provided with the ITO transparent electrode is ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol and dried with dry nitrogen gas. did. This transparent support substrate is fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum deposition apparatus, while 200 mg of α-NPD is put in a molybdenum resistance heating boat, and 200 mg of CBP as a host compound is put in another resistance heating boat made of molybdenum. 200 mg of bathocuproin (BCP) was put in a molybdenum resistance heating boat, 100 mg of Ir-1 was put in another resistance heating boat made of molybdenum, and 200 mg of Alq 3 was put in another resistance heating boat made of molybdenum, and attached to a vacuum deposition apparatus. .

次いで真空槽を4×10-4Paまで減圧した後、α−NPDの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で透明支持基板に蒸着し、正孔輸送層を設けた。さらにCBPとIr−1の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度0.2nm/秒、0.012nm/秒で前記正孔輸送層上に共蒸着して発光層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。さらにBCPの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で前記発光層の上に蒸着して膜厚10nmの正孔阻止層を設けた。その上に、さらにAlq3の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で前記正孔阻止層の上に蒸着して、さらに膜厚40nmの電子輸送層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。 Next, the pressure in the vacuum chamber is reduced to 4 × 10 −4 Pa, and the heating boat containing α-NPD is energized and heated, and deposited on the transparent support substrate at a deposition rate of 0.1 nm / sec. Was provided. Further, the heating boat containing CBP and Ir-1 was energized and heated, and co-evaporated on the hole transport layer at a deposition rate of 0.2 nm / second and 0.012 nm / second, respectively, to provide a light emitting layer. . In addition, the substrate temperature at the time of vapor deposition was room temperature. Furthermore, the heating boat containing BCP was energized and heated, and deposited on the light emitting layer at a deposition rate of 0.1 nm / second to provide a 10 nm thick hole blocking layer. Further, the heating boat containing Alq 3 is further energized and heated, and deposited on the hole blocking layer at a deposition rate of 0.1 nm / second, and an electron transport layer having a thickness of 40 nm is further provided. It was. In addition, the substrate temperature at the time of vapor deposition was room temperature.

引き続き、フッ化リチウム0.5nm及びアルミニウム110nmを蒸着して陰極を形成し、有機EL素子を作製した。   Then, 0.5 nm of lithium fluoride and 110 nm of aluminum were vapor-deposited, the cathode was formed, and the organic EL element was produced.

Figure 2006299145
Figure 2006299145

(封止フィルムの作製)
膜厚30μmのアルミ箔の片方の面に、ポリプロピレンを膜厚30μmでラミネートし、さらにその反対側の面に、実施例4と同様の方法によってゾル−ゲル法によって酸化珪素からなるガスバリア膜を形成し(50nm)、封止フィルムを作製した。
(Preparation of sealing film)
Polypropylene is laminated with a film thickness of 30 μm on one side of an aluminum foil with a film thickness of 30 μm, and a gas barrier film made of silicon oxide is formed on the opposite surface by a sol-gel method in the same manner as in Example 4. (50 nm) to produce a sealing film.

窒素ガス(不活性ガス)によりパージされた環境下で、エポキシ系接着剤を用いて、この封止フィルムの酸化珪素膜を設けた面と有機EL素子の陰極面に、また基板として用いた前記ガスバリア製フィルムの有機EL素子が形成されていない周囲に貼り付けることで、素子を封止して有機ELデバイス1を作製した(図8)。   In an environment purged with nitrogen gas (inert gas), an epoxy adhesive is used, and the surface of the sealing film provided with the silicon oxide film and the cathode surface of the organic EL element are used as a substrate. The organic EL device 1 was fabricated by sealing the gas barrier film around the area where the organic EL element was not formed, thereby sealing the element (FIG. 8).

(有機EL素子の評価)
作製した有機EL素子を60℃、95%RHの高温高湿下で通電を行い、ダークスポットの発生状況を観察した。
(Evaluation of organic EL elements)
The produced organic EL element was energized at a high temperature and high humidity of 60 ° C. and 95% RH, and the occurrence of dark spots was observed.

本発明の封止方法で作製した有機ELデバイスは封止性能に優れ、ダークスポットが発生し難いことが分かった。   It turned out that the organic EL device produced by the sealing method of the present invention is excellent in sealing performance and hardly generates dark spots.

マイクロ波照射装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a microwave irradiation apparatus. フレームプラズマ処理装置一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a flame plasma processing apparatus. 本発明の透明なガスバリア性フィルムの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the transparent gas barrier film of this invention. 本発明に有用なジェット方式の大気圧プラズマ放電処理装置の一例を示した概略図である。It is the schematic which showed an example of the atmospheric pressure plasma discharge processing apparatus of the jet system useful for this invention. 本発明に有用な対向電極間で基材を処理する方式の大気圧プラズマ放電処理装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the atmospheric pressure plasma discharge processing apparatus of the system which processes a base material between counter electrodes useful for this invention. 図3に示したロール回転電極の導電性の金属質母材とその上に被覆されている誘電体の構造の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the structure of the electroconductive metal base material of the roll rotating electrode shown in FIG. 3, and the dielectric material coat | covered on it. 角筒型電極の導電性の金属質母材とその上に被覆されている誘電体の構造の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the structure of the electroconductive metal preform | base_material of a rectangular tube type electrode, and the dielectric material coat | covered on it. 本発明のガスバリア性フィルムを用いて封止された有機EL素子の断面概略図である。It is a section schematic diagram of an organic EL device sealed using a gas barrier film of the present invention. 有機EL素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed an example of the display apparatus comprised from an organic EL element. 表示部Aの模式図である。4 is a schematic diagram of a display unit A. FIG. 画素の模式図である。It is a schematic diagram of a pixel. パッシブマトリックス方式による表示装置の模式図である。It is a schematic diagram of the display apparatus by a passive matrix system.

符号の説明Explanation of symbols

1,2 ガスバリア性フィルム
3 セラミック膜
Y 樹脂フィルム基材
10、30 プラズマ放電処理装置
11 第1電極
12 第2電極
14 処理位置
21、41 第1電源
22、42 第2電源
32 放電空間(対向電極間)
35 ロール回転電極(第1電極)
35a ロール電極
35A 金属質母材
35B、36B 誘電体
36 角筒型固定電極群(第2電極)
36a 角筒型電極
36A 金属質母材
40 電界印加手段
50 ガス供給手段
52 給気口
53 排気口
F 基材
G ガス
G° プラズマ状態のガス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 Gas barrier film 3 Ceramic film Y Resin film base material 10, 30 Plasma discharge processing apparatus 11 1st electrode 12 2nd electrode 14 Processing position 21, 41 1st power supply 22, 42 2nd power supply 32 Discharge space (counter electrode) while)
35 Roll rotating electrode (first electrode)
35a Roll electrode 35A Metal base material 35B, 36B Dielectric 36 Square tube type fixed electrode group (second electrode)
36a Rectangular tube electrode 36A Metal base material 40 Electric field applying means 50 Gas supply means 52 Air supply port 53 Air exhaust port F Base material G Gas G ° Gas in plasma state

Claims (5)

樹脂フィルム上に膜密度が2g/cm3以上のガスバリア層を有するガスバリア性フィルムであって、該ガスバリア層は塗工液を塗布後乾燥させ、エネルギー処理により高密度化されることにより形成されたことを特徴とするガスバリア性フィルム。 A gas barrier film having a gas barrier layer having a film density of 2 g / cm 3 or more on a resin film, wherein the gas barrier layer is formed by applying a coating liquid and then drying and densifying by energy treatment. A gas barrier film characterized by that. 前記ガスバリア層が、金属アルコキシドの加水分解、重縮合液物を含有する塗工液を塗布乾燥させ形成されたことを特徴とする請求項1に記載のガスバリア性フィルム。 The gas barrier film according to claim 1, wherein the gas barrier layer is formed by applying and drying a coating liquid containing a metal alkoxide hydrolysis and polycondensation liquid. 前記エネルギー処理が、紫外線処理、電子線処理、マイクロ波処理のいずれかに加え、コロナ放電処理、プラズマ放電処理、フレームプラズマ処理のいずれかを組み合わせたことを特徴とする請求項1または2に記載のガスバリア性フィルム。 3. The energy treatment according to claim 1, wherein any one of a corona discharge treatment, a plasma discharge treatment, and a flame plasma treatment is combined in addition to any of ultraviolet treatment, electron beam treatment, and microwave treatment. Gas barrier film. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のガスバリア性フィルム上に透明導電性薄膜が形成されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス用樹脂基材。 A resin substrate for organic electroluminescence, wherein a transparent conductive thin film is formed on the gas barrier film according to claim 1. 請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセンス用樹脂基材上に燐光発光有機エレクトロルミネッセンス材料膜及び陰極となる金属膜をコーティングし、更に樹脂ラミネート済み金属箔を接着剤で貼り付け封止したことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 A phosphorescent light emitting organic electroluminescent material film and a metal film serving as a cathode are coated on the organic electroluminescent resin substrate according to claim 7, and a resin-laminated metal foil is further adhered and sealed with an adhesive. An organic electroluminescence element.
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