(57)【要約】【課題】  有機ＥＬディスプレイデバイスに用いられた場合に、有機ＥＬ素子としての寿命を十分に長くでき、且つ、基板のフレキシビリティ性、基板の耐久性や強度を同時に十分満足できる有機ＥＬディスプレイデバイス用の基板を提供する。特に、ＩＴＯ膜の膜質を改善して、有機ＥＬ素子としての寿命を１０万時間を越えるようにできる有機ＥＬディスプレイデバイス用の基板を提供する。【解決手段】  透明フレキシブル基材にＩＴＯ層からなる電極層を配設し、且つ、その水蒸気透過率が、１×１０-2 g/ ｍ2/day 以下であるフレキシブル透明電極基板であって、ＩＴＯ層は、Ｘ線回折法における、そのＩＴＯ層の（２２２）面に相当する２θピーク位置が３０．４０°以上、３１．４０°以下である。【選択図】  図１
2006252837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明フレキシブル基材にＩＴＯ層からなる電極層を配設し、且つ、その水蒸気透過率が、１×１０-2 g/ ｍ2/day 以下であるフレキシブル透明電極基板であって、ＩＴＯ層は、Ｘ線回折法における、そのＩＴＯ層の（２２２）面に相当する２θピーク位置が３０．４０°以上、３１．４０°以下であることを特徴とするフレキシブル透明電極基板。
【請求項２】
請求項１に記載のフレキシブル透明電極基板であって、前記ＩＴＯ層からなる電極層上に有機ＥＬ層を形成して用いられる、有機ＥＬディスプレイデバイス用のフレキシブル透明電極基板であることを特徴とするフレキシブル透明電極基板。
【請求項３】
請求項１ないし２のいずれか１項に記載のフレキシブル透明電極基板であって、前記透明フレキシブル基材が、少なくとも無機化合物層と有機化合物層とが積層されてなり、かつ、ＩＴＯ層面は無機化合物層面に接していることを特徴とするフレキシブル透明電極基板。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のフレキシブル透明電極基板であって、前記透明フィルム基材のＩＴＯ層とは反対面に、少なくとも１層の無機化合物層が形成されていることを特徴とするフレキシブル透明電極基板。
【請求項５】
請求項３ないし４のいずれか１項に記載のフレキシブル透明電極基板であって、前記無機化合物層が、酸化珪素、窒化珪素、炭化珪素、酸化アルミ、窒化アルミ、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛等の透明無機化合物、あるいは、その混合化合物からなることを特徴とするフレキシブル透明電極基板。
【請求項６】
請求項３ないし５のいずれか１項に記載のフレキシブル透明電極基板であって、前記有機化合物層がアクリレートであることを特徴とするフレキシブル透明電極基板。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のフレキシブル透明電極基板であって、ＩＴＯ層は、Ｘ線回折法における、その（２２２）面に相当する２θピークの半価幅が、０．９５度以上、１．４０度以下であることを特徴とするフレキシブル透明電極基板。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載のフレキシブル透明電極基板であって、前記ＩＴＯ層は、１６０℃、１時間の加熱を３サイクル行う加熱工程において、その膜にクラックが発生しないものであることを特徴とするフレキシブル透明電極基板。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載のフレキシブル透明電極基板であって、前記ＩＴＯ層の表面粗さが、４ｎｍ以上、１０ｎｍ以下であることを特徴とするフレキシブル透明電極基板。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載のフレキシブル透明電極基板であって、前記ＩＴＯ層が、プラズマ発生手段に圧力勾配型プラズマガンを用いた反応性イオンプレーティング法により形成されてなることを特徴とするフレキシブル透明電極基板。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のフレキシブル透明電極基板であって、前記ＩＴＯ層を成膜する際の成膜圧力が、０．３Ｐａ以上、５．０Ｐa 以下であることを特徴とするフレキシブル透明電極基板。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のフレキシブル透明電極基板を用いたことを特徴とする有機ＥＬディスプレイデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブル透明電極基板に関し、特に、透明フィルム基材に少なくとも無機化合物と有機化合物が積層されてなる基板上にＩＴＯ層が成膜された透明導電性基板に関する。
本発明のフレキシブル透明電極基板の主なる用途としては、ディスプレイ用基板、照明用基板、太陽電池用基板、サーキットボード用基板、半導体用途、電子ペーパー用途等、従来のガラスを支持基材として利用していたものに代替できる、薄くて軽くて割れない、曲げられる透明樹脂基材を用いたフレキシブル電子機器である。
しかしながら、フレキシブル性、透明導電性を必要とする用途であれば特に電子機器に限定されるものではない。
各種産業資材として、例えば、包装用資材、建材用資材、情報記録媒体用資材、出版物用資材、バイオ関係用資材等にも適用される。
【背景技術】
【０００２】
従来、透明熱線反射体、透明面状発熱体、透明電極等には、基材としての高分子フィルム表面に透明導電層を設けた透明導電性積層体が広く用いられてきている。
この透明導電性積層体に形成する透明導電層については、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）などの金属薄膜タイプ、インジウム酸化物（Ｉｎ2 Ｏ3 ）、スズ酸化物（ＳｎＯ2 ）、これらの混合物であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、亜鉛酸化物（ＺｎＯ）などの金属酸化物薄膜タイプ、さらにＴｉＯ2 ／Ａｇ／ＴｉＯ2 などの金属／金属酸化物の多層薄膜タイプ等の各種のものが知られている。
これらの中でもＩＴＯ等の金属酸化物薄膜は、透光性、導電性がともに非常に良好で、その上エッチング特性にも優れており、電極としてのパターン化が容易であるという特長を有しているものである。
このため、精細なパターンを必要とするディスプレイの透明電極などに好適に用いられている。
このような金属酸化物薄膜は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、あるいはＣＶＤ法などの各種の成膜方法により作成されている。
透明電極をフレキシブルな基板上に形成することにより、フレキシブル電極が作製される。
そのようなフレキシブルな基板を用いた、ディスプレイ、照明、太陽電池、サーキットボード、半導体、電子ペーパー等、薄くて軽くて割れない、曲げられるフレキシブル電子機器が種々開発されている。
【０００３】
近年では、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイデバイス用に、特に携帯用の小型、薄型、軽量の有機ＥＬディスプレイデバイス用のフレキシブル透明電極基板として、基材である高分子フィルム表面に透明導電層を設けた透明導電性積層体が用いられるようになってきた。
そして、有機ＥＬディスプレイデバイスにおける、ＥＬ素子は、水分に非常に弱く、特に、発光層は水分を含むと劣化は加速されるため、有機ＥＬ層への水蒸気の侵入を阻止する構造が種々提案されている。
例えば、特開２００４−１４２８７号公報（特許文献１）には、結晶性の高い構造と結晶性の低い構造の層とを含む、水蒸気透過防止性を向上させたＩＴＯ膜と、該ＩＴＯ膜を用いた有機ＥＬ素子の記載があるが、ここには、水分がＥＬ素子本体に侵入することを防止する防止膜（水蒸気透過防止膜、防湿バリア膜）を用いた構造の有機ＥＬディスプレイデバイス用の基板も記載されている。
【特許文献１】特開２００４−１４２８７号公報
【０００４】
尚、有機ＥＬ素子は、基本的には、陽極電極と陰極電極の一対の電極間に有機化合物を含む有機ＥＬ層を挟持した構造となっており、陽極電極（アノード電極）/ 有機ＥＬ層/ 陰極電極（カソード電極）の積層構造が基本になっている。
ここでは、このー対の電極間に設けられる全ての層を、総称して、有機ＥＬ層（有機発光層とも言う）と呼び、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層等をがこれに含まれる。
画素電極と対向電極が、それぞれ、陽極電極、陰極電極のいずれかに相当し、ー対の電極を構成する。
【０００５】
尚、有機ＥＬ素子を構成する各層を構成する素材としては、それ自体は公知で、次のようなものを用いることができる。
陰極電極は、通常の有機ＥＬ素子に用いられる素材であれば、いかなるもので構成してもよく、特に電子が注入し易いように仕事関数の小さい導電性材料であることが好ましく、具体的には、例えば、マグネシウム合金（ＭｇＡｇ）、アルミニウム、銀等である。
有機ＥＬ素子においては、基板上、もしくは陽極上に部分的に、絶縁層を少なくとも一層形成することができる。
絶縁層は、好ましくは紫外線硬化樹脂などの光硬化樹脂または熱硬化性樹脂を含む樹脂材料から構成され、表示の際に、絶縁層のある部分が非発光部となるようパターン状に形成することができる。
またこの樹脂材料にカーボンブラック等を混合することにより、絶縁層をブラックマトリックスとして形成することもできる。
陽極電極と陰極電極との間に、正孔輸送層および発光層、もしくは、正孔輸送層、発光層、および電子輸送層が積層した積層構造であるが、陽極電極と陰極電極との間には、エレクトロルミネッセンスを起こす有機発光材料からなる発光層を必須の層として、任意の層として発光層に正孔を輸送する正孔輸送層、正孔輸送層に正孔を注入する正孔注入層、電子輸送層、および電子注入層等を設けることができる。
陽極電極と陰極電極との間に積層し得るこれらの各層をまとめて、有機ＥＬ層と呼ぶこととする。
発光層を構成する有機発光材料としては、大別して、色素系材料、金属錯体系材料、もしくは高分子系材料等の各タイプのものが挙げられる。
色素系材料としては、例えば、シクロペンタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリレーン誘導体、シロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、トリフマニルアミン誘導体、オキサジアゾールダイマー、もしくはピラゾリンダイマー等を挙げることができる。
金属錯体系材料としては、例えば、アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポリフィリン亜鉛錯体、もしくはユーロピウム錯体等の、中心金属にＡｌ、Ｚｎ、もしくはＢｅ等、またはＴｂ、Ｅｕ、もしくはＤｙ等の希土類金属を有し、配位子にオキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造等を有する金属錯体を挙げることができる。
高分子系材料としては、例えば、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体等、ポリフルオレン誘導体、もしくはポリビニルカルバゾール誘導体等、または上記色素系しくは金属錯体系発光材料を高分子化したものを挙げることができる。
上記の有機発光材料からなる発光層中に、発光効率を向上させる、もしくは発光波長を変化させる等の目的でドーピングを行うことができる。このドーピングを行なうためのドーピング材料としては、例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポリフィリン誘導体、スチリル系色素、テトラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、デカシクレン、もしくはフェノキサゾン等を挙げることができる。
正孔注入層は、陽極電極と正孔輸送層との間、もしくは陽極電極と発光層との間に設けられるものである。
正孔注入層を構成する材料としては、例えば、フェニルアミン系、スターバースト型アミン系、もしくはフタロシアニン系、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、もしくは酸化アルミニウム等の酸化物、またはアモルファスカーボン、ポリアニリン、もしくはポリチオフェン誘導体等を挙げることができる。
電子輸送層は、発光層と陰極電極との間、もしくは発光層と電子注入層との間に設けられるものである。
電子輸送層を構成する材料としては、例えば、オキサジアゾール類もしくはアルミニウムキノリノール錯体等の、一般的に安定なラジカルアニオンを形成し、イオン化ポテンシャルの大きい物質が挙げられ、具体的には、１，３，４−オキサジアゾール誘導体、もしくは１，２，４−トリアゾール誘導体等を挙げることができる。
電子注入層は、電子輸送層と陰極電極の間、若しくは陰極電極と発光層との間に設けられるものである。
電子注入層を構成する材料としては、１Ａ族もしくは２Ａ族の金属、またはそれらの酸化物もしくはハロゲン化物を挙げることができる。１Ａ族の金属、その酸化物、およびハロゲン化物の例としては、具体的には、フッカリチウム、酸化ナトリウム、および酸化リチウム等を挙げることができる。
２Ａ族の金属、その酸化物、およびハロゲン化物の例としては具体的に、ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、カルシウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、および酸化ストロンチウム等を挙げることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、近年、基材としての高分子フィルム表面に透明導電層を設けた透明導電性積層体が、特に、有機ＥＬディスプレイデバイス用のフレキシブル透明電極基板として、用いられるようになってきて、これに伴い、有機ＥＬ素子の寿命の劣化の原因となる水蒸気のＥＬ素子本体への侵入防止を図った構造の有機ＥＬディスプレイデバイス用の基板が種々提案されている。
しかしながら、このような有機ＥＬディスプレイデバイス用の基板においては、有機ＥＬディスプレイデバイスに用いられた場合に、有機ＥＬ素子としての寿命を十分に長くできるものではなく、且つ、基板のフレキシビリティ性、基板の耐久性や強度を同時に十分満足できるものではなく、問題になっていた。
特に、従来、寿命を１０万時間を越えるものは作製されていない。
本願発明は、これらに対応するもので、有機ＥＬディスプレイデバイスに用いられた場合に、有機ＥＬ素子としての寿命を十分に長くでき、且つ、基板のフレキシビリティ性、基板の耐久性や強度を同時に十分満足できる有機ＥＬディスプレイデバイス用の基板を提供しようとするもので、特に、ＩＴＯ膜の膜質を改善して、有機ＥＬ素子としての寿命を１０万時間を越えるようにできる有機ＥＬディスプレイデバイス用の基板を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のフレキシブル透明電極基板は、透明フレキシブル基材にＩＴＯ層からなる電極層を配設し、且つ、その水蒸気透過率が、１×１０-2 g/ ｍ2/day 以下であるフレキシブル透明電極基板であって、ＩＴＯ層は、Ｘ線回折法における、そのＩＴＯ層の（２２２）面に相当する２θピーク位置が３０．４０°以上、３１．４０°以下であることを特徴とするものである。
そして、上記フレキシブル透明電極基板であって、前記ＩＴＯ層からなる電極層上に有機ＥＬ層を形成して用いられる、有機ＥＬディスプレイデバイス用の、フレキシブル透明電極基板であることを特徴とするものである。
そしてまた、上記いずれかのフレキシブル透明電極基板であって、前記透明フレキシブル基材が、少なくとも無機化合物層と有機化合物層とが積層されてなり、かつ、ＩＴＯ層面は無機化合物面に接していることを特徴とするものである。
また、上記いずれかのフレキシブル透明電極基板であって、前記透明フィルム基材のＩＴＯ層とは反対面に、少なくとも１層の無機化合物層が形成されていることを特徴とするものである。
また、請求項３ないし４のいずれか１項に記載のフレキシブル透明電極基板であって、前記無機化合物層が、酸化珪素、窒化珪素、炭化珪素、酸化アルミ、窒化アルミ、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛等の透明無機化合物、あるいは、その混合化合物からなることを特徴とするものである。
また、請求項３ないし５のいずれか１項に記載のフレキシブル透明電極基板であって、前記有機化合物層がアクリレートであることを特徴とするものである。
また、上記いずれかのフレキシブル透明電極基板であって、ＩＴＯ層は、Ｘ線回折法における、その（２２２）面に相当する２θピークの半価幅が、０．９５度以上、１．４０度以下であることを特徴とするものである。
また、上記いずれかのフレキシブル透明電極基板であって、前記ＩＴＯ層は、１６０℃、１時間の加熱を３サイクル行う加熱工程において、その膜にクラックが発生しないものであることを特徴とするものである。
また、上記いずれかのフレキシブル透明電極基板であって、前記ＩＴＯ層の表面粗さが、４ｎｍ以上、１０ｎｍ以下であることを特徴とするものである。
また、上記いずれかのフレキシブル透明電極基板であって、前記ＩＴＯ層が、プラズマ発生手段に圧力勾配型プラズマガンを用いた反応性イオンプレーティング法により形成されてなることを特徴とするものである。
また、上記いずれかのフレキシブル透明電極基板であって、前記ＩＴＯ層を成膜する際の成膜圧力が、０．３Ｐａ以上、５．０Ｐa 以下であることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の有機ＥＬディスプレイデバイスは、請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のフレキシブル透明電極基板を用いたことを特徴とするものである。
ここでの有機ＥＬディスプレイデバイスの有機ＥＬ素子の層構成としては、先に述べた種々の層構成、材質のものが挙げられる。
【０００９】
（作用）
本発明のフレキシブル透明電極基板は、このような構成にすることにより、有機ＥＬディスプレイデバイスに用いられた場合に、有機ＥＬ素子としての寿命を十分に長くでき、且つ、基板のフレキシビリティ性、基板の耐久性や強度を同時に十分満足できる有機ＥＬディスプレイデバイス用の基板の提供を可能としている。
特に、有機ＥＬ素子としての寿命を１０万時間を越えるようにできる有機ＥＬディスプレイデバイス用の基板の提供を可能としている。
詳しくは、透明フレキシブル基材にＩＴＯ層からなる電極層を配設し、且つ、その水蒸気透過率が、１×１０-2 g/ ｍ2/day 以下であるフレキシブル透明電極基板であって、ＴＯ層は、Ｘ線回折法（ＸＲＤ法とも記す）における、そのＩＴＯ層の（２２２）面に相当する２θピーク位置が３０．４０°以上、３１．４０°以下であることによりこれを達成している。
このような、フレキシブル透明電極基板としては、具体的には、ＩＴＯ層からなる電極層上に有機ＥＬ層を形成して用いられる、有機ＥＬディスプレイデバイス用のフレキシブル透明電極基板が挙げられる。
尚、フレキシブル透明電極基板としては、水蒸気透過率が、１×１０-2 g/ ｍ2/day 以下の、ガスバリア性の良いものが好ましいが、特に、有機ＥＬディスプレイデバイスに用いる場合には、１×１０-3 g/ ｍ2/day 以下、さらには１×１０-4 g/ ｍ2/day 以下、であることが好ましい。
本願発明者は、ＩＴＯ層の（２２２）面に相当する2 θピーク位置が０．４０°以上３１．４０°以下であると、特に、有機ＥＬ素子を形成した際にその発光寿命を良好とすることができることを見い出したものである。
３１．４０°以上では有機ＥＬ素子となったときにクラックが生じてしまう。
また、３０．４０°以下ではフレキシビリティは有するものの発光寿命が短い原因となって好ましくない。
より好ましい条件として３０．５０°以上、３０．７０°以下である。
さらに好ましい条件としては３０．５５°以上、３０．６８°以下である。
ピーク位置は、Ｘ線回折法（ＸＲＤ）により求められる。
有機ＥＬ素子の発光寿命が短くなる理由は、（２２２）面に相当するピーク位置が３１．４０°未満ではＩＴＯ層の上に形成される正孔注入層により劣化されやすいためである。
またピーク位置が１．４０°以上ではＩＴＯ層内にクラックが発生しやすいためである。
尚、ピーク位置をこの範囲にする方法として、ひとつ重要なのは蒸着粒子のもつエネルギーである。
高エネルギーを保持したまま基板に注入されることにより、ＩＴＯ薄膜の結晶粒が大きくなり高密度な状態な膜が作製される。
成膜方式として好ましいのは、プラズマ発生手段に圧力勾配型プラズマガンを用いた反応性イオンプレーティング法であるが、同様の膜質を与える方法であればこれに限らない。
一方、結晶サイズが大きいと膜に応力がかかった際にクラックが生じやすくなる傾向があるが、これを防ぐ方法として、ある値以上の成膜圧力にすることが好ましい。
ある一定値を超えたところで飛躍的にクラックの発生を抑えることができる。
成膜圧力として、０．３Ｐａ以上の成膜圧力にすることにより、有ＥＬ工程における負荷に強い膜を形成することができる。
また、成膜圧力として、５．０Ｐa より大とすると成膜する膜の密着性が悪くなり、剥離するおそれが生じる。
好ましくは、０．７Ｐａ以上、５Ｐａ以下である。
【００１０】
透明フレキシブル基材が少なくとも無機化合物層と有機化合物層が積層されてなり、かつ、ＩＴＯ層面は無機化合物面に接している請求項３の発明の構成とすることにより、ＩＴＯ層を成膜する際、無機化合物層により、脱ガスが抑えられ、また基板表面で蒸着粒子のマイグレーションが比較的進行しやすいとともに、表面に耐熱性・耐プラズマ性が生じるため、（２２２）面配向が安定的に得られる。
【００１１】
透明フィルム基材のＩＴＯ層とは反対面に、少なくとも１層の無機化合物層が形成されている請求項４の発明の構成にすることにより、該無機化合物層により、脱ガスを抑える効果有するとともに、成膜時の応力による基材の変形を抑え、且つ、フレキシビリティを兼ね備えたものとすることができる。
特に、有機ＥＬ基板としては有効である。
無機化合物層としては、酸化珪素、窒化珪素、炭化珪素、酸化アルミ、窒化アルミ、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛等の透明無機化合物、あるいは、その混合化合物からなるものが挙げられる。
【００１２】
また、有機化合物層ががあることにより、応力が緩和されフレキシビリティを兼ね備えることができる。
また表面形状にも変化を与える（平坦にする）ことが可能となる。
また、フィルム基材に有機化合物層と無機化合物層とを積層させる構成とすることにより、高度なガスバリア性や良好な表面平坦性が得られる。
これらも有機ＥＬの寿命に大きく関与している。
尚、ガスバリア性が悪いと発光層を劣化させる。
有機化合物としては、アクリレートが挙げられる。
【００１３】
特に、ＩＴＯ層は、Ｘ線回折法における、その（２２２）面に相当する２θピークの半価幅が、０．９５度以上、１．４０度以下とすることにより、従来にない長寿命の有機ＥＬ素子を作製することを可能としている。
尚、Ｘ線回折法における、ＩＴＯ層の（２２２）面に相当するピークの半価幅が、０．９５度以下では、有機ＥＬディスプレイデバイスに用いられたときに、ＩＴＯ層にクラックが生じてしまい、また、半価幅が１．４０度より大きいと、有機ＥＬディスプレイデバイスに用いられたときに、フレキシビリティは有するもの発光寿命が短い原因となって好ましくない。
ここで、発光寿命が短くなる理由は、（２２２）面に相当するピークの半価幅が１．４０度以上ではＩＴＯ層の上に形成される正孔注入層により劣化されやすいためである。
さらに好ましい条件としては０．９８度以上１．０８度以下である。
特に、上記ＩＴＯ層の半価幅と、上記ガスバリア性と、また上記積層体の構成により、従来にない長寿命の有機ＥＬ素子の作製を可能としている。
【００１４】
また、ＩＴＯ層の表面粗さが、４ｎｍ以上、１０ｎｍ以下であることが好ましい。
尚、表面平坦性の評価（表面粗さの評価）は、例えば、セイコーインスツルメント社製ナノピクスを用い、スキャン範囲４μの条件等で測定する。
【００１５】
また、ＩＴＯ層は、１６０℃、１時間の加熱を３サイクル行う加熱工程において、その膜にクラックが発生しないものであることにより、有機ＥＬディスプレイデバイスに用いる場合に、十分信頼できる。
【００１６】
本発明の有機ＥＬディスプレイデバイスは、このような構成にすることにより、有機ＥＬ素の寿命を十分に長くできる有機ＥＬディスプレイデバイスの提供を可能としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、上記のように、特に、有機ＥＬディスプレイデバイスに用いられた場合に、有機ＥＬ素としての寿命を十分に長くできる有機ＥＬディスプレイデバイス用の基板の提供の提供を可能とした。
同時に、のような有機ＥＬディスプレイデバイス用の基板を用いて、有機ＥＬ素の寿命を十分に長くした有機ＥＬディスプレイデバイスの提供を可能とした。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１（ａ）は本発明のフレキシブル透明電極基板の実施の形態例の１断面図で、図１（ｂ）は図１（ａ）に示すフレキシブル透明電極基板を用いた有機ＥＬ素子からなる表示部の断面構造を概略的に示した断面図で、図２は図１（ａ）に示す本発明のフレキシブル透明電極基板の実施の形態例の変形例の１断面図である。
図１、図２中、１００はフレキシブル透明電極基板、１１０は透明フィルム基材、１２０、１２５、１２７は無機化合物層、１３０は有機化合物層、１４０はＩＴＯ層（電極層あるいは陽極電極層とも言う）、１５０は有機ＥＬ層（有機ＥＬ発光層とも言う）、１６０は陰極電極層、２００はフレキシブル透明電極基板、２１０は透明フィルム基材、２２０、２２５、２２７は無機化合物層、２３０、２３５は有機化合物層、２４０はＩＴＯ層（電極層あるいは陽極電極とも言う）である。
【００１９】
まず、本発明のフレキシブル透明電極基板の実施の形態例を、図１に基づいて説明する。
本例のフレキシブル透明電極基板１００は、透明フィルム基材１１０の一方の面側に、ガスバリア層としての無機化合物層１２０、平坦化層としての有機化合物層１３０、ガスバリア層としての無機化合物層１２５を、この順に、積層して、最表面にＩＴＯ層１４０からなる電極層を配設しており、また、透明フィルム基材１１０の他方の面側に、直接、ガスバリア層としての無機化合物層１２７を配設している、有機ＥＬディスプレイデバイス用のフレキシブル透明電極基板である。
そして、図１（ｂ）に示すように、本例のフレキシブル透明電極基板１００のＩＴＯ層１４０からなる陽極電極層上に、順に、有機ＥＬ層１５０、陰極電極層１６０を形成して有機ＥＬ素子とする。
本例のフレキシブル透明電極基板１００は、ＩＴＯ層１４０は、Ｘ線回折法における、そのＩＴＯ層の（２２２）面に相当する２θピーク位置が３０．４０°以上、３１．４０°以下であり、また、Ｘ線回折法における、その（２２２）面に相当する２θピークの半価幅が、０．９５度以上、１．４０度以下である。
本例の場合は、有機ＥＬディスプレイデバイスに用いられるため、水蒸気透過率が１×１０-3 g/ ｍ2/day 以下の好ましいガスバリア性としてある。
ガスバリア性が悪いと発光層を劣化させる。
ガスバリア性は、ここでは、Ｍｏｃｏｎ社製、ＰＡＲＭＡＴＲＡＮ３／３１を用い、３７．８℃、１００％Ｒｈの条件で測定したものを言う。
【００２０】
本例のフレキシブル透明電極基板１００の各部の材質、機能等について、以下簡単に述べておく。
透明フィルム基材１１０としては、フレキシビリティを有する透明な高分子フィルムであれば特に制限はなく、例えば、１００℃以上において耐熱性を有するものが好適なものとして例示される。
好ましくは１５０℃以上の耐熱性である。
耐熱性高分子フィルムの厚さについても特に制限はないが、可撓性および形態保持性の観点からはたとえば５０〜４００μｍの範囲とすることが好ましい。
無機化合物層１２０、１２５、１２７としては、酸化珪素、窒化珪素、炭化珪素、酸化アルミ、窒化アルミ、酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛等の透明無機化合物あるいはその混合化合物からなるものが挙げられる。
真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、あるいはＣＶＤ法などの各種の成膜方法を用いることにより、これらを作製することができる。
用途によりガスバリア性機能の必要性程度が異なるが、例えば、有機ＥＬ素子として使用する場合には、水蒸気透過率が、１×１０-2 g/ ｍ2/day 以下のガスバリア性が必要で、好ましくは、水蒸気透過率が１×１０-3 g/ ｍ2/day 以下が好ましい。
これらは、高分子基材上に酸素や水蒸気の進入を遮断するガスバリア層として機能するとともに、応力による透明フィルム基材１１０の変形を抑え、特に、無機化合物層１２５はＩＴＯ層と接し、脱ガスを抑え、結晶化が進行し易いものとし、ＩＴＯ層１４０形成の際、その表面に耐熱性、耐プラズマ性を生じさせ、（２２２）面配向を安定的に行えるものとする。
有機化合物層１３０としては、アクリレートが汎用的なものとして挙げられるが、他には、スチレン、フェノール、エポキシ、ニトリル、アクリル、アミン、エチレンイミン、エステル、シリコーン、アルキルチタネート化合物、イオン高分子錯体等、光硬化あるいは熱硬化性のものが適宜使用される。
有機化合物層１３０は、平坦化層としての機能の他に応力緩和層としての機能を有する。
ＩＴＯ層１４０としては、インジウム酸化物（Ｉｎ2 Ｏ3 ）またはこれにスズ酸化物（ＳｎＯ2 ）を３〜１５重量％混合したＩＴＯ単独層とするのが好適である。
その厚さは、たとえば１０００〜１００００Åが好ましく、この範囲以内であれば表面抵抗を１００Ω／ｃｍ2 、さらには１０Ω／ｃｍ2 以下にすることができる。
この範囲よりずれると透光性が低下したり導電性等の特性が不十分となる。
透明導電層の形成には１回の成膜であっても複数回に分けて積層しても構わない。
また、単独層とすることにより、多層構造に比べてエッチング性が向上する。
そして、層間剥離は発生しない。
【００２１】
本例では、先に述べたように、ＩＴＯ層１４０は、Ｘ線回折法における、そのＩＴＯ層の（２２２）面に相当する２θピーク位置が、３０．４０°以上、３１．４０°以下であり、更に、Ｘ線回折法における、ＩＴＯ層の（２２２）面に相当する２θピークの半価幅を、０．９５度以上、１．４０度以下の範囲としており、有機ＥＬ素子した際に、クラックが生じなく、また、フレキシビリティを有し、且つ、発光寿命を長くできるものとしている。
前記ＩＴＯ層の（２２２）面に相当する２θピーク位置としては、より好ましいくは、３０．５０°以上、３０．７０°以下で、さらに好ましいくは、３０．５５°以上、３０．６８°以下である。
前記ＩＴＯ層の（２２２）面に相当する２θピークの半価幅としては、好ましくは、半価幅は０．９８度以上、１．０８度以下である。
前記ＩＴＯ層の（２２２）面に相当する２θピーク位置は、３１．４０°以上では有機ＥＬ素子となったときにクラックが生じてしまい、また、３０．４０°以下ではフレキシビリティは有するものの発光寿命が短い原因となって好ましくない。
前記ＩＴＯ層の（２２２）面に相当する２θピークの半価幅は、０．９５度以下ではＥＬ素子となったときにクラックが生じてしまい、また、１．４０度以上ではフレキシビリティは有するものの発光寿命が短い原因となって好ましくない。
尚、ここでいう（２２２）面に相当するピークとは、立方晶のＩＴＯ膜を測定した際にピーク角度２θ＝３０．５度付近に現れる相対強度が一番大きいピークのことを指す。
例えば、リガク製のＸ線回折装置（ＸＲＤ装置とも言う）を用い、下記の測定条件にて測定する。
・Ｘ線：５０ｋＶ、３００ｍＡ
・スキャンスピード：４．００００°／ｍｉｎ
・サンプリング幅：０．０４００°
・操作範囲：５．００００°〜１２０．００００°
・インシデントモノクロ：スリットコリメーション
・カウンタモノクロメータ：受光スリット
本例においては、ＩＴＯ層１４０は、成膜圧力、０．３Ｐａ以上、５．０Ｐa 以下で成膜されたものである。
尚、先にも述べたが、特に、０．３Ｐａ以上の成膜圧力にすることにより、好ましくは、０．７Ｐａ以上、５Ｐａ以下で、有機ＥＬ工程における負荷に強い膜を形成することができ、こうして得られた膜を加熱処理することにより、上記範囲の、（２２２）面に相当するピーク位置と、その位置におけるの半価幅を得ることができる。
ちなみに、成膜圧力、０．１Ｐａ〜０．３Ｐａ未満で作製したＩＴＯ膜を加熱処理しても、応力が強くクラックが生じるため使用できない。
また、ＩＴＯ層１４０の表面粗さとしては、４ｎｍ以上、１０ｎｍ以下であることが好ましい。
尚、表面平坦性の評価（表面粗さの評価）は、先にも述べたが、例えば、セイコーインスツルメント社製ナノピクスを用い、スキャン範囲４μの条件等で測定する。
【００２２】
本例では、有機ＥＬの作製工程を考慮して、ＩＴＯ層１４０は、１６０℃、１時間の加熱を３サイクル行う加熱工程において、その膜にクラックが発生しないものを用いる。
【００２３】
本例の有機ディスプレイデバイス用のフレキシブル透明電極基板は、無機化合物層１２０、平坦化層として有機化合物層１３０、無機化合層１２５を、この順に、配していることにより、高度なガスバリア性、また表面平坦性が得られものとし、これも有機ＥＬの寿命を長くすることに大きく寄与している。
【００２４】
次いで、本例のフレキシブル透明電極基板の変形例を挙げ、図２に基づいて説明する。  図２に示す変形例は、図１に示すフレキシブル透明電極基板１００における透明フィルム基材１１０と無機化合物層１２７間に有機化合物層を設けた構造のもので、透明フィルム基材２１０のＩＴＯ層２４０形成側でない面に、有機化合物層２３５、無機化合物層２２７が、この順に、積層され配設されている。
この変形例のフレキシブル透明電極基板の場合、各部の材質、機能は、基本的に、図１に示すフレキシブル透明電極基板と同じで、これらについての説明は省く。
図２に示す変形例のフレキシブル透明電極基板も、基本的に図１に示すものと同様の作用効果を奏するものであるが、フィルム基材の両面の無機化合物層、有機化合物層の層構成に起因する撓みの面では、図１（ａ）に示すフレキシブル透明電極基板に比べ、図２に示す変形例のフレキシブル透明電極基板の方が、透明フィルム基材の両面の対称性が良く、優れている。
しかし、図２に示す変形例の方が、図１（ａ）に示すフレキシブル透明電極基板に比べ、製造面では手間がかかり、難しい。
上記の図１、図２に示す形態は、いずれも１例で、本発明のフレキシブル透明電極基板は、これらに限定はされない。
勿論、透明フィルム基材の両面側に形成される有機化合物層、無機化合物層の層構成は、これらに限定されない。
【００２５】
本例のフレキシブル透明電極基板を用いた有機ＥＬディスプレイデバイスとしては、例えば、図１（ａ）に示すような有機ＥＬ素子の断面構造を有するボトムエミッション型の有機ＥＬ表示部が挙げられる。
尚、有機ＥＬ素子は、電極（陽極電極１４０、陰極電極１６０）間に電場を印加し、有機ＥＬ層（発光層）１５０に電流を通じることで、発光させる。
ここでは、透明フィルム基材１１０側に発光するボトムエミッション構造としているが、透明フィルム基材１１０とは逆方向に発光するトップエミッション構造もある。
【実施例】
【００２６】
次に本発明の実施例と、比較例を挙げ、本発明を更に説明する。
実施例１〜実施例２、比較例１〜比較例３は、いずれも、図１（ａ）に示すフレキシブル透明電極基板と同じ層構成のフレキシブル透明電極基板を作製し、これを用いて、図１（ｂ）に示す断面構造を有する有機ＥＬ素子を作製して、フレキシブル透明電極基板を評価したものである。
図１に基づいて説明する。
（実施例１）
乾燥機で１６０℃で１時間乾燥させた厚さ１００μｍのＰＥＮ樹脂（帝人デュポン製Ｑ６５）からなるプラスチックフィルム基材を透明フィルム基材１１０とし、これの両方の面に、膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜を、スパッタ法により形成した。
これにより、無機化合物層１２０、１２７が形成された。
その後、スピンコートにて片面にアクリレート樹脂組成物（新日鐵化学製Ｖ−２５９−ＥＨ）を塗布し、１６０℃、１時間、乾燥させることにより１μｍのアクリレート樹脂からなる有機化合物層１３０を得た。
その後さらに、有機化合物層１３０上に、膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜からなる無機化合物層１２５をスパッタ法により形成し、ガスバリア性フィルムを得た。
ガスバリア性を測定したところ測定限界以下の値（１×１０-2 g/ ｍ2/day 以下）であった。
ここでは、ガスバリア性を、Ｍｏｃｏｎ社製、ＰＡＲＭＡＴＲＡＮ３／３１を用い、３７．８℃、１００％Ｒｈの条件で測定した。
ガスバリア性フィルムの片面に、膜厚１５０ｎｍのＩＴＯ膜を、圧力勾配型プラズマガンを用いた反応性イオンプレーティング法（パワー：３．７ｋＷ、酸素分圧：７３％、成膜圧力：０．３Ｐａ）により形成した。
その後、ＩＴＯ膜面をＸＲＤ装置にて測定したところ、（２２２）面に相当するピーク位置は３０．６８°であった。
ここでは、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ装置とも言う）として、リガク製のＸ線回折装置を用い、下記の測定条件にて測定した。
・Ｘ線：５０ｋＶ、３００ｍＡ
・スキャンスピード：４．００００°／ｍｉｎ
・サンプリング幅：０．０４００°
・操作範囲：５．００００°〜１２０．００００°
・インシデントモノクロ：スリットコリメーション
・カウンタモノクロメータ：受光スリット
また、表面粗さを測定したところＲａ＝５．８ｎｍであった。
表面平坦性の評価（表面粗さの評価）は、セイコーインスツルメント社製ナノピクスを用い、スキャン範囲４μの条件で測定した。
次いで、作製されたＩＴＯ薄膜付きガスバリア性フィルムを洗浄した後、ＩＴＯ膜を所定のパターン状にエッチングを行ない、陽極電極を形成して、フレキシブル透明電極基板１００を得た。
【００２７】
次いで、このようにして作製したフレキシブル透明電極基板１００を用いて、図１（ｂ）に示す断面構造の有機ＥＬ素子からなる表示部を作製した。
得られた陽極基板の陽極表面を洗浄した後、陽極電極表面上に、下記のＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの分散液を、スピンコーティングによって塗布し、塗布後、温度；２００℃のホットプレート上に載せて３０分間加熱して乾燥させた。
さらに、純窒素置換されたグローブボックス内に移して再度、温度；２００℃のホットプレート上に載せ１５分間加熱して乾燥させ、陽極上に、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの８０ｎｍの薄膜を得た。
ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ＝１／２０（バイエル社製、バイトロン  Ｐ  ＶＰ  ＣＨ８０００を使用。）
次いで、有機ＥＬ素子用蛍光体（シグマアルドリッチ社製、品番；ＡＤＳ２２８ＧＥ）をトルエン中に１．０％（質量比）になるよう混合した発光層形成用溶液を準備し、この溶液を、上記で得られたＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの薄膜上に、やはりグローブボックス内にてスピンコーティングによって塗布し、塗布後、温度；１３０℃のホットプレート上に載せて１時間加熱して乾燥させ、厚みが８０ｎｍの発光層を形成した。
次いで、発光層までの各層が形成された基板上の発光層上に、グローブボックス内にて蒸着を行ない、厚みが３ｎｍのＬｉＦの薄膜、および厚みが１０ｎｍのＣａ薄膜を順次形成して電子注入層とし、さらに電子注入層上に、厚みが１８０ｎｍのＡｌ薄膜を形成して陰極電極とした。
その後、周囲に凸部を有する封止用のガラスの凸部に紫外線硬化性接着剤（ナガセケムテック（株）製、品番；ＸＮＲ５５１６ＨＰ−Ｂ１）を塗布したものを、上記の陰極電極まで形成した基板上に重ね合わせ、接着剤の塗布された箇所に紫外線を照射して接着剤を硬化させ、照射後の重ね合わされた基板を、温度；８０℃のホットプレート上に載せて１時間加熱して接着剤を十分硬化させて、有機ＥＬ素子を形成した。
【００２８】
以上のようにして得られた有機ＥＬ素子からなる表示部の陽極電極（ＩＴＯ電極）と陰極電極（背面電極層とも言う）との間に、直流電圧を印可することにより、両電極が交差する所望の位置における発光層を発光させた結果、いずれの位置においても、良好な発光が得られた。
そして、このようにして得られた有機ＥＬ素子からなる表示部について、有効寿命として計測したところ、有効寿命は１０００００ｈｒであった。
尚、ここでは、上記のように形成した有機ＥＬ素子について、初期の輝度が１００Ｃｄになるように連続して電圧を印加し、時間の経過に伴なう輝度の変化を測定し、初期の輝度が半減する、輝度半減時間を有機ＥＬの発光寿命と定義した。
【００２９】
（実施例２）
実施例１と同様にして、乾燥機で１６０℃で１時間乾燥させた厚さ１００μｍのＰＥＮ樹脂からなるプラスチックフィルム基材を透明フィルム基材１１０の両方の面に、それぞれ、無機化合物層１２０、１２７、アクリレートからなる有機化合物層１３０を形成し、このガスバリア性フィルムの片面に、膜厚１５０ｎｍのＩＴＯ膜を、圧力勾配型プラズマガンを用いた反応性イオンプレーティング法（パワー：３．７ｋＷ、酸素分圧：６０％、成膜圧力：０．３Ｐａ）により形成した。
その後、ＩＴＯ膜面をＸＲＤ装置にて測定したところ、（２２２）面に相当するピーク位置は３０．６３°であった。
また表面粗さを測定したところＲａ＝４．１ｎｍであった。
これ以外は、実施例１に準拠した。
そして、実施例１に準拠して有機ＥＬ素子からなる表示部を作製し、発光輝度が初期値の半分になるまでの時間を有効寿命とし計測したところ、６００００ｈｒであった。
【００３０】
（比較例１）
実施例１と同様にして、乾燥機で１６０℃で１時間乾燥させた厚さ１００μｍのＰＥＮ樹脂からなるプラスチックフィルム基材を透明フィルム基材１１０の両方の面に、それぞれ、無機化合物層１２０、１２７アクリレートからなる有機化合物層１３０を形成し、このガスバリア性フィルムの片面に、膜厚１５０ｎｍのＩＴＯ膜を、スパッタ法（Ａｒ：３６０ｓｃｃｍ、酸素：３．０ｓｃｃｍ、スパッタパワー：１．５ｋｗ、成膜圧力：２Ｐａ）により形成した。
ＩＴＯ膜の結晶性をＸＲＤにて測定したところ、（２２２）面に相当するピーク位置は３０．３２であった。
また表面粗さを測定したところＲａ＝２．３ｎｍであった。
これ以外は、実施例１に準拠した。
そして、実施例１に準拠して有機ＥＬ素子からなる表示部を作製し、発光輝度が初期値の半分になるまでの時間を有効寿命とし計測したところ、３０００ｈｒであった。
【００３１】
（比較例２）
比較例１と同様にして、乾燥機で１６０℃で１時間乾燥させた厚さ１００μｍのＰＥＮ樹脂からなるプラスチックフィルム基材を透明フィルム基材１１０の両方の面に、それぞれ、無機化合物層１２０、１２７アクリレートからなる有機化合物層１３０を形成し、このガスバリア性フィルムの片面に、膜厚１５０ｎｍのＩＴＯ膜を、スパッタ法（Ａｒ：３６０ｓｃｃｍ、酸素：３．０ｓｃｃｍ、スパッタパワー：１．５ｋｗ、成膜圧力：２Ｐａ）により形成した。
次いで、成膜したＩＴＯ膜を１６０℃１時間加熱処理し、その後ＩＴＯ膜の結晶性をＸＲＤにて測定したところ、（２２２）面に相当するピーク位置は３０．３９であった。
また表面粗さを測定したところＲａ＝３．５ｎｍであった。
そして、実施例１に準拠して有機ＥＬ素子からなる表示部を作製し、発光輝度が初期値の半分になるまでの時間を有効寿命とし計測したところ、１００００ｈｒであったが、
ＩＴＯ膜にクラックが生じ、不良となった。
【００３２】
（比較例３）
実施例１と同じ条件下でＩＴＯ膜を成膜し、更に、１６０℃１時間加熱処理し、その後ＩＴＯ膜の結晶性をＸＲＤにて測定したところ、（２２２）面に相当するピーク位置は３１．４２であった。
また表面粗さを測定したところＲａ＝６．１ｎｍであった。
発光輝度が初期値の半分になるまでの時間を有効寿命とし計測したところ、１００００ｈｒ以上であったが、ＩＴＯ膜にクラックが生じ、不良となった。
【００３３】
結局、実施例１、実施例２のフレキシブル透明電極基板（図１（ａ）の１００に相当）は、それぞれ、これらを用いた表示部の有効寿命が１０００００ｈｒ、６００００ｈｒで、実用レベルの有効寿命が１００００ｈｒをクリアするもので、且つ、フレキシブル透明電極基板のＩＴＯ膜１４０にクラック発生の無いものであり、また、有効寿命測定後に表示部を丸めようとした場合の強度の面でも問題なく、十分実用レベルであった。
これに対し、比較例１、比較例２は、有効寿命において実用レベルでなく、また、比較例３は、有効寿命は１００００ｈｒ以上であったが、ＩＴＯ層にクラック損傷が発生しており、比較例１〜比較例３は、いずれも、実用レベルではなかった。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１（ａ）は本発明のフレキシブル透明電極基板の実施の形態例の１断面図で、図１（ｂ）は図１（ａ）に示すフレキシブル透明電極基板を用いた有機ＥＬ素子からなる表示部の断面構造を概略的に示した断面図である。
【図２】図１（ａ）に示す本発明のフレキシブル透明電極基板の実施の形態例の変形例の１断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１００            フレキシブル透明電極基板
１１０            透明フィルム基材
１２０、１２５、１２７  無機化合物層
１３０            有機化合物層
１４０            ＩＴＯ層（電極層あるいは陽極電極層とも言う）
１５０            有機ＥＬ層（有機ＥＬ発光層とも言う）
１６０            陰極電極層
２００            フレキシブル透明電極基板
２１０            透明フィルム基材
２２０、２２５、２２７  無機化合物層
２３０、２３５    有機化合物層
２４０            ＩＴＯ層（電極層あるいは陽極電極とも言う）
【図１】
2006252837.tif 000003
【図２】
2006252837.tif 000004