(57)【要約】【課題】本発明は、水蒸気透過率が１０−５〜１０−６（ｇ／ｍ2／ｄａｙ）の多層型ガスバリア層を有した表示装置及びその製法を提供する。【解決手段】本発明の表示装置Ａは、光表示する発光積層体１と、発光積層体１を支持するベース基板の一種であるフレキシブル基板２と、前記発光積層体１を保護する多層型ガスバリア層１０、２０ら少なくとも構成され、前記多層型ガスバリア層は３層以上のバリア層から構成され、主成分であるＳｉとＯとＣとＮの各原子が層状に結合して形成されるバリア層をＳ層と称し、主成分であるＳｉとＣとＮの各原子が層状に結合して形成されるバリア層をＮ層と称し、主成分であるＳｉとＣとＮとＦの各原子が層状に結合して形成されるバリア層をＦ層と称し、第１層はＳ層又はＦ層から形成され、第２層以上の各層はＳ層とＮ層とＦ層のいずれかで構成される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光表示する発光積層体と、発光積層体を支持するベース基板と、前記発光積層体を保護する多層型ガスバリア層から少なくとも構成され、前記多層型ガスバリア層は３層以上のバリア層から構成され、主成分であるＳｉとＯとＣとＮの各原子が層状に結合して形成されるバリア層をＳ層と称し、主成分であるＳｉとＣとＮの各原子が層状に結合して形成されるバリア層をＮ層と称し、主成分であるＳｉとＣとＮとＦの各原子が層状に結合して形成されるバリア層をＦ層と称し、前記多層型ガスバリア層において、第１層はＳ層又はＦ層から形成され、第２層以上の各層はＳ層とＮ層とＦ層のいずれかで構成されることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
光表示する発光積層体と、発光積層体の表面側に配置されたフレキシブル基板と、発光積層体の裏面側に配置されたフレキシブル基板と、前記表面側のフレキシブル基板の外側（大気側）又は内側（発光積層体側）に配置された表面側の多層型ガスバリア層と、前記裏面側のフレキシブル基板の外側（大気側）又は内側（発光積層体側）に配置された裏面側の多層型ガスバリア層から少なくとも構成され、前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の夫々は３層以上のバリア層から構成され、主成分であるＳｉとＯとＣとＮの各原子が層状に結合して形成されるバリア層をＳ層と称し、主成分であるＳｉとＣとＮの各原子が層状に結合して形成されるバリア層をＮ層と称し、主成分であるＳｉとＣとＮとＦの各原子が層状に結合して形成されるバリア層をＦ層と称し、前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層において、第１層はＳ層又はＦ層から形成され、第２層以上の各層はＳ層とＮ層とＦ層のいずれかで構成されることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の積層数が同一である請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の夫々の最外層はＦ層で構成される請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の夫々において、第１層と最外層を除いた中間層にＮ層を含む請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の夫々において、Ｓ層、Ｎ層及びＦ層の積層状態が前記発光積層体を対称面として面対称に構成される請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記表面側及び／又は前記裏面側の多層型ガスバリア層がフレキシブル基板の外側（大気側）に配置される場合に、当該多層型ガスバリア層の大気側に保護層が配置される請求項２〜６のいずれかに記載の表示装置。
【請求項８】
光表示する発光積層体と、発光積層体の表面側に配置されたフレキシブル基板と、発光積層体の裏面側に配置されたフレキシブル基板と、前記表面側のフレキシブル基板の外側（大気側）及び内側（発光積層体側）に配置された表面側の二つの多層型ガスバリア層と、前記裏面側のフレキシブル基板の外側（大気側）及び内側（発光積層体側）に配置された裏面側の二つの多層型ガスバリア層から少なくとも構成され、前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の夫々において、外側（大気側）に配置されるものを外側の多層型ガスバリア層と称し、内側（発光積層体側）に配置されるものを内側の多層型ガスバリア層と称し、主成分であるＳｉとＯとＣとＮの各原子が層状に結合して形成されるバリア層をＳ層と称し、主成分であるＳｉとＣとＮの各原子が層状に結合して形成されるバリア層をＮ層と称し、主成分であるＳｉとＣとＮとＦの各原子が層状に結合して形成されるバリア層をＦ層と称し、前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の夫々において、外側及び内側の多層型ガスバリア層の一方が３層以上で他方が１層以上で構成され、外側及び内側の多層型ガスバリア層の第１層はＳ層又はＦ層から構成され、第２層以上の各層は、Ｓ層とＮ層とＦ層のいずれかで構成されることを特徴とする表示装置。
【請求項９】
前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の夫々において、外側及び内側の多層型ガスバリア層の両方が３層以上で且つ積層数が同一である請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の夫々において、外側及び内側の多層型ガスバリア層の最外層はＦ層で構成される請求項９に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の夫々において、外側及び内側の多層型ガスバリア層の第１層と最外層を除いた中間層にＮ層を含む請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の夫々において、フレキシブル基板の外側及び内側の多層型ガスバリア層におけるＳ層、Ｎ層及びＦ層の積層状態が前記フレキシブル基板を対称面として面対称に構成される請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の夫々において、外側（大気側）の多層型ガスバリア層の大気側に保護層が配置される請求項８〜１２のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１４】
前記多層型ガスバリア層の各層の厚さは、５０ｎｍ〜５００ｎｍである請求項１〜１３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれかに記載の表示装置の製造方法であり、前記多層型ガスバリア層を堆積形成すべきベース基板を走行速度Ｖ（ｍ／分）で走行させ、走行中の前記ベース基板のベース基板面に開口部を対向させた成膜部を配置し、前記成膜部の開口部からバリア粒子を前記ベース基板面に放射して前記ベース基板面に所定厚のバリア層を堆積形成し、ここで、前記成膜部は、前記ベース基板が静止状態にある場合にバリア層の膜厚方向の堆積速度としてＲ（ｎｍ／分）の性能を有しており、前記成膜部により堆積されるバリア層の膜厚をＤ（ｎｍ）とすると堆積完了時間Ｔ(分)はＴ＝Ｄ/Ｒであり、前記成膜部の開口部の走行方向の開口長がＬ（ｍ）のときに、前記ベース基板の走行速度Ｖ（ｍ／分）をＬ／Ｔ＝ＬＲ/Ｄ（ｍ／分）に設定することを特徴とする表示装置の製法。
【請求項１６】
請求項１〜１４のいずれかに記載の表示装置の製法であり、前記多層型ガスバリア層がｎ≧１のｎ個のバリア層が積層されてなるとき、前記多層型ガスバリア層を堆積形成すべきベース基板を走行させ、前記ベース基板のベース基板面にｎ個の開口部が対向配置するようにｎ個の成膜部を走行方向に順次配置し、前記成膜部の開口部から特定のバリア粒子を前記ベース基板面に放射して所定厚の特定のバリア層を順次堆積形成するように構成されており、ここで、前記成膜部の夫々において、前記ベース基板が静止状態にある場合にバリア層の膜厚方向の堆積速度としてＲｉ（ｎｍ／分、ｉ＝１〜ｎ）の性能を有する場合、前記成膜部により堆積されるべきバリア層の膜厚がＤｉ（ｎｍ、ｉ＝１〜ｎ）とすると、各バリア層の堆積完了時間Ｔｉ(分)はＴｉ＝Ｄｉ/Ｒｉ（分、ｉ＝１〜ｎ）であり、前記ベース基板を前記成膜部の夫々に対し共通した走行速度Ｖ（ｍ／分）で走行させ、前記成膜部の夫々の開口部の走行方向の開口長をＬｉ（ｍ、ｉ＝１〜ｎ）とすると、前記成膜部の夫々の開口長Ｌｉ（ｍ）をＬｉ（ｍ）＝Ｖ（ｍ／分）×Ｔｉ（分）＝Ｖ（ｍ／分）×Ｄｉ/Ｒｉ（分）に設定することを特徴とする表示装置の製法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光積層体を支持するベース基板（フレキシブル基板、樹脂基板、ガラス基板など）を配置し、発光積層体をガスや水蒸気から保護するガスバリア層を少なくとも有した表示装置に関し、更に詳細には前記ガスバリア層を多層型ガスバリア層で構成した表示装置及びその製法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイ等の表示装置は、ブラウン管から液晶ディスプレイへと変化し、近年ではバックライトが不要な有機ＥＬディスプレイへと進化している。更に、軽量で可撓性のあるフレキシブルディスプレイが研究開発されるに至っている。フレキシブルディスプレイとしてはフレキシブル液晶ディスプレイが研究されているが、特に、フレキシブル有機ＥＬディスプレイが重要視されている。
【０００３】
一方、有機ＥＬは水分を過度に嫌うため、有機ＥＬ層を内部に封止し、表面側と裏面側をガスバリア層で被覆する必要があり、しかもこのガスバリア層は高度の水蒸気遮断性能を要求される。水蒸気遮断性能を表す物性量として水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）が存在する。ＷＶＴＲ（water vapor transmission rate）はｇ／ｍ２／ｄａｙを単位とし、一日当たりに１ｍ２の面積を透過する水蒸気の質量をｇで評価する物性量である。現在の有機ＥＬディスプレイでは、水蒸気透過率は１０−５〜１０−６（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）のオーダーの極超ハイバリア性が要求されている。以下に、フレキシブルディスプレイを中心とする表示装置及びガスバリア層に関する従来技術について検討する。
【０００４】
２００６年に出願された特許第４４４４９５５号公報（特許文献１）は、初期のフレキシブルエレクトロニクスデバイス基板用配向ポリエステルフィルムに関しており、フレキシブルエレクトロニクスデバイス基板にガスバリア層、導電体層、半導体層及び発光体層を形成したフレキシブルエレクトロニクスデバイスが開示されている。更には有機ＥＬディスプレイ、電子ペーパー、色素増感型太陽電池、フレキシブルプリント回路が開示されている。特に、デバイス基板にガスバリア層を設け、バリア材としてＳｉＯ２膜が開示され、０．１（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）以下の水蒸気透過率が提案されているが、数値が荒すぎる
【０００５】
２００４年に出願された特許第４５８９０３５号公報（特許文献２）は有機ＥＬ表示装置に関しており、詳細は本願の図２２に図示されている。この有機ＥＬ表示装置は、積層体ＰＬＳを第１フレキシブル基板ＦＢ１と第２フレキシブル基板ＦＢ２で狭着した構造である。積層体ＰＬＳは陰極ＣＤと発光層ＥＬと陽極ＮＤとドライブトランジスタＤＴを積層して形成されている。第１フレキシブル基板ＦＢ１は、フィルム基体ＦＳとガスバリア層ＧＢ１と保護層ＰＶＡを積層して形成されている。第２フレキシブル基板ＦＢ２は、フィルム基体ＦＳ２とガスバリア層ＧＢ２と接着剤層ＡＤＨ３と乾燥剤層ＤＳＣと金属箔ＭＦＬを積層して形成されている。そして、第１フレキシブル基板ＦＢ１のフィルム基体ＦＳを接着剤層ＡＤＨ１を介して積層体ＰＬＳのドライブトランジスタＤＴの表面に接合し、第２フレキシブル基板ＦＢ２の金属箔ＭＦＬを接着剤層ＡＤＨ２を介して積層体ＰＬＳの陰極ＣＤに接合して組み立てられている。
以上から、発光用積層体ＰＬＳの表面側にあるフィルム基体ＦＳの外側（大気側）に保護膜ＰＶＡで被覆されたガスバリア層ＧＢ１が配置され、裏面側のフィルム基体ＦＳ２の内側（積層体側）にガスバリア層ＧＢ２が配置されている。しかし、乾燥剤層ＤＳＣにより補強されているのは、ガスバリア層ＧＢ１、ＧＢ２の水蒸気遮断性能が低すぎるからである。
【０００６】
２００９年に出願された特許第４９８８７８２号公報（特許文献３）は封止された素子に関しており、詳細は本願の図２３に図示されている。素子１０１は上下からガスバリアフィルム１０２、１０２で狭着され、その両端部はバリア性部材１０３、１０３で圧着されている。ガスバリアフィルム１０２は基材フィルム１２３にバリア性積層体１２４を張り合わせたもので、バリア性積層体１２４は有機層と無機層の２層以上の多層型ガスバリア層の構成である。
【０００７】
２００７年に出願された特許第５１６１４７０号公報（特許文献４）は、ガスバリア性積層フィルムとその製造方法及び画像表示素子に関する。ここで、ガスバリア層は１層以上の有機層と１層以上の無機層を有し、前記有機層はリン酸エステル基を有するアクリレートモノマー、メタクリレートモノマー又はこれらの混合物を重合した有機層であり、前記無機層はＳｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｅ、Ｚｒ及びＴａの１種以上の金属を含む酸化物、窒化物並びに酸化窒化物の少なくとも１種を含んでいる。以上の構成で、０．０１（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）以下の水蒸気透過率が提案されている。しかし、まだまだ水蒸気遮断性能が低すぎる弱点がある。
【０００８】
２０１４年に出願された特許第５６６０２４９号公報（特許文献５）には、特定のポリイミド前駆体から得られたポリイミド樹脂膜からなるフレキシブル基板、この基板にカラーフィルタや発光素子を貼り合わせたフレキシブル表示デバイス、並びに発光素子が有機ＥＬ素子の場合が開示され、詳細は本願の図２４に図示されている。
このフレキシブル表示デバイスは、フレキシブル有機ＥＬアレイ２３０とフレキシブルＣＦ２２０を粘着層２１７で対向接着して構成されている。まず、フレキシブル有機ＥＬアレイ２３０は、裏面側から、ポリイミド樹脂膜２０８、ガスバリア層２０９、ＴＦＴ層２１０、平坦化層２１１、第１電極２１２、絶縁層２１３、白色有機ＥＬ発光層２１４Ｗ、第２電極２１５及び封止膜２１６を積層して形成されている。また、フレキシブルＣＦ２２０は、表面側から、ポリイミド膜２０２、ガスバリア層２０３、ブラックマトリクス２０４、赤色画素２０５Ｒ・緑色画素２０５Ｇ・青色画素２０５Ｂ及びオーバーコート層２０６を積層形成されている。従って、発光積層体がポリイミド膜２０２とポリイミド樹脂膜２０８に狭着された構造で、且つその内側に上下からガスバリア層２０３、２０９で狭着された構造を有している。換言すれば、表面側と裏面側のフレキシブル基板の内側にある上下のガスバリア層で発光積層体を狭着した構造である。
【０００９】
以上から、表示装置に関し、特許文献１〜特許文献５により、有機ＥＬ層を有する発光積層体をフレキシブル基板で狭着し、且つ発光積層体を上下からガスバリア層で狭着する構造は公知である。また、ガスバリア層をフレキシブル基板の内側（発光積層体側）に又は外側（大気側）に配置する構造も公知である。更に、ガスバリア層を有機層と無機層の２層以上で構成することも公知である。
【００１０】
次に、ガスバリア層自体の従来技術について説明する。
２００３年に出願された特許第４４５５０３９号公報（特許文献６）には、主成分としてＳｉ、Ｏ、Ｃの原子が化学的に結合した膜が開示されており、その浮遊結合手（ダングリングボンド）にはＨ原子が結合して、ＳｉＯＣＨからなる膜構造が公知となっている。Ｈ原子は種々の原子に置換できるから、主成分がＳｉＯＣからなるガスバリア膜が開示されたものである。このＳｉＯＣ膜を改良する過程で、以下の従来技術が次々と開発されるに到った。
【００１１】
２００５年に出願された特許第４８４５３９０号公報（特許文献７）には、主成分としてＳｉ、Ｏ、Ｃ、Ｎの原子が化学的骨格構造を構成した膜が開示されている。この膜は「光波長変換膜」として開示されているが、後日、ガスバリア性を発揮することが発見され、ガスバリア膜の研究が開始されている。以後、この膜をＳｉＯＣＮ膜と呼び、またＳｉＯＣＮ層とも称し、単にＳ層とも云う。
【００１２】
また、２００６年に出願された特許第５０７８３４４号公報（特許文献８）には、主成分としてＳｉ、Ｃ、Ｎの原子が化学的骨格構造を構成した膜が記載されており、Ｈ原子を加えてＳｉＣＮＨ膜が開示されている。そして同時に、樹脂フィルムの片面にＳｉＣＮＨ膜を３層積層したガスバリアフィルムが図1に開示され、樹脂フィルムの両面にＳｉＣＮＨ膜を夫々３層積層したガスバリアフィルムが図３に開示されている。Ｈ原子は浮遊結合手（ダングリングボンド）に結合しているから、Ｈ原子を除いて、以後、この膜をＳｉＣＮ膜と呼び、またＳｉＣＮ層とも称し、単にＮ層とも云う。
【００１３】
更に、２００９年に出願された特許第５４７０９６９号公報（特許文献９）には、ガスバリア層としてＳｉＣＮＦＨ層が開示されている。Ｈ原子は浮遊結合手（ダングリングボンド）に結合しているだけであるから、Ｈ原子を除いて、以後、この膜をＳｉＣＮＦ膜と呼び、またＳｉＣＮＦ層とも称し、単にＦ層とも云う。この公報は、単にＳｉＣＮＦＨ層を開示するだけでなく、ガスバリア層として、樹脂フィルムの表面と裏面である両主面に第1層として、ＳｉＣＮＦＨ層（Ｆ層）、ＳｉＯＣＮＨ層（Ｓ層）又はＳｉＣＮＨ層（Ｎ層）を形成することを開示している。しかも、この第１層の上に、Ｆ層、Ｓ層又はＮ層から選ばれた第２層を付加的ガスバリア層として積層し、この第２層は第１層とは異なる種類であることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特許第４４４４９５５号公報
【特許文献２】特許第４５８９０３５号公報
【特許文献３】特許第４９８８７８２号公報
【特許文献４】特許第５１６１４７０号公報
【特許文献５】特許第５６６０２４９号公報
【特許文献６】特許第４４５５０３９号公報
【特許文献７】特許第４８４５３９０号公報
【特許文献８】特許第５０７８３４４号公報
【特許文献９】特許第５４７０９６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
前述したように、表示装置に関し、特許文献１〜特許文献５が存在し、下記事項を開示している。有機ＥＬ層を有する発光積層体をフレキシブル基板で狭着し、且つ発光積層体を上下からガスバリア層で狭着する構造は公知である。また、ガスバリア層をフレキシブル基板の内側（発光積層体側）に配置する構造、及び外側（大気側）に配置する構造も公知である。更に、ガスバリア層を２層以上で構成し、その２層を有機層と無機層で構成することも公知である。また、リン酸エステル基を有するアクリレートモノマー、メタクリレートモノマー又はこれらの混合物を重合した有機層は公知であり、Ｓｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｅ、Ｚｒ及びＴａの１種以上の金属を含む酸化物、窒化物並びに酸化窒化物の少なくとも１種を含んだ無機層は公知である。また、０．０１（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）以下の水蒸気透過率も公知である。
【００１６】
しかし、現在の知見では、有機ＥＬ層を発光積層体とする表示装置では、水蒸気透過率は１０−５〜１０−６（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）のオーダーが要請されており、０．０１（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）程度の水蒸気透過率の従来技術ではフレキシブル有機ＥＬ表示装置の実用化はとても困難である。特許文献１〜特許文献５に開示された層構成の表示装置又はディスプレイが公知であるとしても、それに用いられる有効なガスバリア層は今だに未開発である。水蒸気を高度に遮断できる新たな多層型ガスバリア層が開発される必要性がある。従って、下記にガスバリア層の現在の問題点を説明しておく。
【００１７】
特許文献６は、ＳｉＯＣ層をＳｉ系有機・無機ハイブリッド膜として初めて提案したものであり、その浮遊結合手（ダングリングボンド）にはＨ原子が結合して終端している、と述べている。Ｈ原子を加えると、ＳｉＯＣＨ層と云ってもよい。ＳｉＯＣ層をバリア層と呼んでいるが、ＳｉＯＣ層による水蒸気透過率の測定は全く行われていない。この特許文献６は、ＳｉとＣを基本構成原子とするバリア膜の先導的特許であり、これから特許文献７〜９に到るガスバリアフィルムの特許系列が展開されるに到った。
【００１８】
特許文献７で初めてバリア層としてＳ層（即ち、ＳｉＯＣＮ層）が提供された。しかし、そのバリア特性の詳細は記載されておらず、樹脂フィルムの主面に第１層としてＳ層を成膜しているものの、その水蒸気透過率については、前述したＳｉＯＣ層と同様に全く記載されていない。本願発明者は、このバリアフィルムは１〜１０−１（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）の飲料や食品を包装するレベルのガスバリアフィルムであると考えている。従って、特許文献１だけでは、さらに高度の水蒸気遮断性を有したハイバリアフィルムから超ハイバリアフィルムに至る道筋は全く見えてこない。
【００１９】
上述したように、特許文献８では、樹脂フィルムの片面にＮ層を３層形成したガスバリアフィルムがその図１に開示され、また樹脂フィルムの両面の夫々にＮ層を３層積層したガスバリアフィルムが図３に開示されている。樹脂フィルムの片面又は両面の積層状態を［第１層、第２層、第３層］と表示すると、［Ｎ、Ｎ、Ｎ］が開示されていることになる。しかし、その段落［００２６］には、「０．７（g/m2/day）未満の水蒸気透過率及び０．１（cc/m2/day）未満の酸素透過率を容易に得ることができ・・例えば食品用の保護膜として利用することができる・・」と記載されている。従って、特許文献３による、［Ｎ、Ｎ、Ｎ］の両面３層構造では食品のバリアフィルムとはなり得ても、１０−１〜１０−３（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）の範囲にあるハイバリアフィルムや、１０−３〜１０−４（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）の範囲の超ハイバリアフィルム、更には本願発明の対象となる１０−５〜１０−６（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）の範囲の極超ハイバリアフィルムは到底達成できるものではない。
【００２０】
上述したように、特許文献９には、樹脂フィルムの表面と裏面の両面に第1層として、Ｓ層、Ｎ層、Ｆ層のいずれかを形成した場合が開示されている。その段落［００６３］には、「例えば、ＰＥＮフィルムの一主面上にＳｉＣＮＦＨ層を形成しかつ他方主面上にＳｉＯＣＮＨ層を形成したガスバリアフィルムのサンプルの一例についてＷＶＴＲ測定をしたところ、６日経過後においても検出限界である０．００１（ｇ／ｍ2／ｄａｙ）のデータが得られず、そのＷＶＴＲは０．００１（ｇ／ｍ2／ｄａｙ）未満であることが明らかであった。」と記載されている。即ち、表面にＦ層且つ裏面にＳ層を一層だけ成膜したガスバリアフィルムの水蒸気透過率は０．００１（ｇ／ｍ2／ｄａｙ）未満であることが記載されているにすぎない。即ち、水蒸気透過率が１０−３（ｇ／ｍ2／ｄａｙ）より小さいと言っており、技術的にやっと超ハイバリアフィルムの領域に到達したことを物語っている。
【００２１】
また、特許文献９の段落［００６４］には、「フレキシブル有機ＥＬ素子に利用されるガスバリアフィルムの場合には、１μｇ／ｍ2／ｄａｙ程度の極めて高い水蒸気バリア性が求められる。その場合には、プラスティックフィルムの両面の各々上において、ＳｉＣＮＦＨ層、ＳｉＯＣＮＨ層、およびＳｉＣＮＨ層のうちで互いに異なる種類の２層以上をＣａｔ−ＣＶＤで形成することによって、その有機ＥＬ素子の寿命と信頼性を顕著に高めることができる。」と記載されている。「異なる種類の２層以上」とは、ＳｉＣＮＦＨ層はＦ層、ＳｉＯＣＮＨ層はＳ層、そしてＳｉＣＮＨ層はＮ層であるから、異なる種類の２層を［第１層、第２層］で表示すると、［Ｓ、Ｎ］、［Ｓ、Ｆ］、［Ｎ、Ｓ］、［Ｎ、Ｆ］、［Ｆ、Ｓ］、［Ｆ、Ｎ］の６形態であると考えられる。しかし、３層や４層については、どのように積層すればよいのかについては、具体的に何ら記載されていない。しかも、特許文献９の請求項１及び明細書では２層を積層した場合に限られている。即ち、特許文献９は３層や４層の具体的構成については全く言及しておらず、今後の研究に依存することを暗示しているに過ぎない。また、「１μｇ／ｍ2／ｄａｙ程度」とは「１０−６μｇ／ｍ2／ｄａｙ」のことで極超ハイバリア特性を意味するが、２層以上の形態について水蒸気透過率は全く測定されていない。即ち、両面３層以上の具体的構成が無く、水蒸気透過率も測定されていない状況下では、３層以上のバリア構成の技術的な作用効果は不明としか言いようが無い。この程度のガスバリア層に関する技術では、フレキシブル有機ＥＬディスプレイの実現は未だ遠しと言わざるを得ない。
【００２２】
従って、本発明は、フレキシブル液晶表示装置を含め、特に水蒸気透過率が１０−５〜１０−６（ｇ／ｍ2／ｄａｙ）の有機ＥＬ表示装置を実現するために、具体的な多層形態を明白にした多層型ガスバリア層を開発し且つその水蒸気透過率を明確にして、この多層型ガスバリア層を有した表示装置を提供することを目的とし、同時に該表示装置に上記多層型ガスバリア層を形成する表示装置の製法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は、上記課題を解決するために完成されたものであり、本発明の第１の形態は、光表示する発光積層体と、発光積層体を支持するベース基板と、前記発光積層体を保護する多層型ガスバリア層から少なくとも構成され、前記多層型ガスバリア層は３層以上のバリア層から構成され、主成分であるＳｉとＯとＣとＮの各原子が層状に結合して形成されるバリア層をＳ層と称し、主成分であるＳｉとＣとＮの各原子が層状に結合して形成されるバリア層をＮ層と称し、主成分であるＳｉとＣとＮとＦの各原子が層状に結合して形成されるバリア層をＦ層と称し、前記多層型ガスバリア層において、第１層はＳ層又はＦ層から形成され、第２層以上の各層はＳ層とＮ層とＦ層のいずれかで構成される表示装置である。
【００２４】
本発明の第２の形態は、光表示する発光積層体と、発光積層体の表面側に配置されたフレキシブル基板と、発光積層体の裏面側に配置されたフレキシブル基板と、前記表面側のフレキシブル基板の外側（大気側）又は内側（発光積層体側）に配置された表面側の多層型ガスバリア層と、前記裏面側のフレキシブル基板の外側（大気側）又は内側（発光積層体側）に配置された裏面側の多層型ガスバリア層から少なくとも構成され、前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の夫々は３層以上のバリア層から構成され、主成分であるＳｉとＯとＣとＮの各原子が層状に結合して形成されるバリア層をＳ層と称し、主成分であるＳｉとＣとＮの各原子が層状に結合して形成されるバリア層をＮ層と称し、主成分であるＳｉとＣとＮとＦの各原子が層状に結合して形成されるバリア層をＦ層と称し、前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層において、第１層はＳ層又はＦ層から形成され、第２層以上の各層はＳ層とＮ層とＦ層のいずれかで構成される表示装置である。
【００２５】
本発明の第３の形態は、前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の積層数が同一である表示装置である。
【００２６】
本発明の第４の形態は、前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の夫々の最外層はＦ層で構成される表示装置である。
【００２７】
本発明の第５の形態は、前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の夫々において、第１層と最外層を除いた中間層にＮ層を含む表示装置である。
【００２８】
本発明の第６の形態は、前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の夫々において、Ｓ層、Ｎ層及びＦ層の積層状態が前記発光積層体を対称面として面対称に構成される表示装置である。
【００２９】
本発明の第７の形態は、前記表面側及び／又は前記裏面側の多層型ガスバリア層がフレキシブル基板の外側（大気側）に配置される場合に、当該多層型ガスバリア層の大気側に保護層が配置される表示装置である。
【００３０】
本発明の第８の形態は、光表示する発光積層体と、発光積層体の表面側に配置されたフレキシブル基板と、発光積層体の裏面側に配置されたフレキシブル基板と、前記表面側のフレキシブル基板の外側（大気側）及び内側（発光積層体側）に配置された表面側の二つの多層型ガスバリア層と、前記裏面側のフレキシブル基板の外側（大気側）及び内側（発光積層体側）に配置された裏面側の二つの多層型ガスバリア層から少なくとも構成され、前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の夫々において、外側（大気側）に配置されるものを外側の多層型ガスバリア層と称し、内側（発光積層体側）に配置されるものを内側の多層型ガスバリア層と称し、主成分であるＳｉとＯとＣとＮの各原子が層状に結合して形成されるバリア層をＳ層と称し、主成分であるＳｉとＣとＮの各原子が層状に結合して形成されるバリア層をＮ層と称し、主成分であるＳｉとＣとＮとＦの各原子が層状に結合して形成されるバリア層をＦ層と称し、前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の夫々において、外側及び内側の多層型ガスバリア層の一方が３層以上で他方が１層以上で構成され、外側及び内側の多層型ガスバリア層の第１層はＳ層又はＦ層から構成され、第２層以上の各層は、Ｓ層とＮ層とＦ層のいずれかで構成される表示装置である。
【００３１】
本発明の第９の形態は、前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の夫々において、外側及び内側の多層型ガスバリア層の両方が３層以上で且つ積層数が同一である表示装置である。
【００３２】
本発明の第１０の形態は、前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の夫々において、外側及び内側の多層型ガスバリア層の最外層はＦ層で構成される表示装置である。
【００３３】
本発明の第１１の形態は、前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の夫々において、外側及び内側の多層型ガスバリア層の第１層と最外層を除いた中間層にＮ層を含む表示装置である。
【００３４】
本発明の第１２の形態は、前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の夫々において、フレキシブル基板の外側及び内側の多層型ガスバリア層におけるＳ層、Ｎ層及びＦ層の積層状態が前記フレキシブル基板を対称面として面対称に構成される表示装置である。
【００３５】
本発明の第１３の形態は、前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の夫々において、外側（大気側）の多層型ガスバリア層の大気側に保護層が配置される表示装置である。
【００３６】
本発明の第１４の形態は、前記多層型ガスバリア層の各層の厚さは、５０ｎｍ〜５００ｎｍである表示装置である。
【００３７】
本発明の第１５の形態は、第１形態〜第１４形態のいずれかに記載の表示装置の製法であり、前記多層型ガスバリア層を堆積形成すべきベース基板を走行速度Ｖ（ｍ／分）で走行させ、走行中の前記ベース基板のベース基板面に開口部を対向させた成膜部を配置し、前記成膜部の開口部からバリア粒子を前記ベース基板面に放射して前記ベース基板面に所定厚のバリア層を堆積形成し、ここで、前記成膜部は、前記ベース基板が静止状態にある場合にバリア層の膜厚方向の堆積速度としてＲ（ｎｍ／分）の性能を有しており、前記成膜部により堆積されるバリア層の膜厚をＤ（ｎｍ）とすると堆積完了時間Ｔ(分)はＴ＝Ｄ/Ｒであり、前記成膜部の開口部の走行方向の開口長がＬ（ｍ）のときに、前記ベース基板の走行速度Ｖ（ｍ／分）をＬ／Ｔ＝ＬＲ/Ｄ（ｍ／分）に設定する表示装置の製法である。
【００３８】
本発明の第１６の形態は、第１形態〜第１４形態のいずれかに記載の表示装置の製法であり、前記多層型ガスバリア層がｎ≧１のｎ個のバリア層が積層されてなるとき、前記多層型ガスバリア層を堆積形成すべきベース基板を走行させ、前記ベース基板のベース基板面にｎ個の開口部が対向配置するようにｎ個の成膜部を走行方向に順次配置し、前記成膜部の開口部から特定のバリア粒子を前記ベース基板面に放射して所定厚の特定のバリア層を順次堆積形成するように構成されており、ここで、前記成膜部の夫々において、前記ベース基板が静止状態にある場合にバリア層の膜厚方向の堆積速度としてＲｉ（ｎｍ／分、ｉ＝１〜ｎ）の性能を有する場合、前記成膜部により堆積されるべきバリア層の膜厚がＤｉ（ｎｍ、ｉ＝１〜ｎ）とすると、各バリア層の堆積完了時間Ｔｉ(分)はＴｉ＝Ｄｉ/Ｒｉ（分、ｉ＝１〜ｎ）であり、前記ベース基板を前記成膜部の夫々に対し共通した走行速度Ｖ（ｍ／分）で走行させ、前記成膜部の夫々の開口部の走行方向の開口長をＬｉ（ｍ、ｉ＝１〜ｎ）とすると、前記成膜部の夫々の開口長Ｌｉ（ｍ）をＬｉ（ｍ）＝Ｖ（ｍ／分）×Ｔｉ（分）＝Ｖ（ｍ／分）×Ｄｉ/Ｒｉ（分）に設定する表示装置の製法である。
【発明の効果】
【００３９】
本発明の第１の形態によれば、光表示する発光積層体と、発光積層体を支持するベース基板と、前記発光積層体を保護する多層型ガスバリア層から少なくとも構成される表示装置が提供できる。前記表示装置には、フレキシブルで無い表示装置とフレキシブル表示装置が含まれ、表示装置としては、有機ＥＬ表示装置、液晶表示装置、プラズマ表示装置、電子ペーパーなどがある。これに対応して発光積層体には、有機ＥＬ発光積層体、液晶発光積層体、プラズマ発光積層体、電子ペーパー発光積層体などがある。有機ＥＬ発光積層体は自ら発光する有機ＥＬ層とその光のオンオフ強弱を制御する制御層を含んで構成される。液晶発光積層体は光を発光するバックライト層と液晶層と液晶の透過孔を開閉する制御層を含んで構成される。プラズマ発光積層体は、ガスプラズマ発光層又は固体プラズマ発光層とその発光をオンオフ強弱させる制御層を含んで構成される。電子ペーパー発光積層体は、例えば、黒カプセルと白カプセルを電気泳動法で泳動させてパターン形成し、外部入射光を反射させて黒白表示させるものである。
このように、有機ＥＬ発光積層体とプラズマ発光積層体は自ら光を発生させてその光を強弱制御するものであり、液晶発光積層体と電子ペーパー発光積層体は、他で発生された光を透過遮断制御したり反射遮断制御するものである。このように、本発明の表示装置は、自己発光や外部発光に限らず、光により静止画や動画を表現するすべての表示装置を意味する。
【００４０】
本発明に係る表示装置において、発光積層体を支持するベース基板とはガラス基板、樹脂基板、又はフレキシブル基板からなり、ガラス基板や厚手の樹脂基板はフレキシブルでは無く、薄手の樹脂基板などはフレキシブル基板として使用され、本発明では少なくとも１枚以上のベース基板が含まれる表示装置が提供される。
また、本発明に係る表示装置には、発光積層体を水蒸気やガスから保護する多層型ガスバリア層が使用される。発光積層体はガスや水蒸気を極度に嫌うため、前記多層型ガスバリア層は、大気から発光積層体に到達するガスや水蒸気を極限させるバリア層で、特に多層にバリア層を積層してバリア性能を向上させている。前記多層型ガスバリア層は３層以上のバリア層から構成され、バリア層の積層数が大きいほど、ガスや水蒸気の遮断性能が強化され、発光積層体を乾燥状態に保持して発光積層体の耐久性を向上させ、長寿命化を実現する。
前記ベース基板がガラス基板の場合には、ガラス基板自体がガスや水蒸気を遮断するから、ガラス基板が発光積層体を保護できる。つまり、発光積層体の表面の内、ガラス基板で保護されていない表面が前記多層型ガスバリア層で保護される。また、前記ベース基板が樹脂基板やフレキシブル基板の場合には、それ自体でガスや水蒸気を遮断する能力は低いから、発光積層体を保護するために本発明の多層型ガスバリア層を介在させる必要が生じる。
【００４１】
本発明の多層型ガスバリア層は、下記のＳ層、Ｎ層、Ｆ層の３種類から選択された層を特定の順序で多段に積層して構成される特徴を有している。ここで、主成分であるＳｉとＯとＣとＮの各原子が層状に結合して形成されるバリア層をＳ層と称し、主成分であるＳｉとＣとＮの各原子が層状に結合して形成されるバリア層をＮ層と称し、主成分であるＳｉとＣとＮとＦの各原子が層状に結合して形成されるバリア層をＦ層と称する。これらＳ層、Ｎ層、Ｆ層の詳細は次の第２形態において説明する。
上記特定の順序とは、前記多層型ガスバリア層を特定の順序に従って積層することをいう。特定の順序には、ベース基板に近い側から第１層・第２層・第３層と数える順序と、ベース基板に対し遠い側から第１層・第２層・第３層と数える順序がある。多層型ガスバリア層が接着層を介してベース基板に接合される場合には、どちらの順序も許される。他方、多層型ガスバリア層が直接にベース基板に接合される場合にはベース基板に近い側から第１層・第２層・第３層と数える順序が適用される。これら二つの順序を用いて、ガスや水蒸気の遮断効果を更に向上させることができる。以上の二つの順序において、第１層はＳ層又はＦ層から形成され、第２層・第３層以上の各層はＳ層とＮ層とＦ層のいずれかで構成されることである。また、多層型ガスバリア層の最外層をＦ層で構成するとバリア性能は向上する。更に、第１層と最外層を除いた中間層にＮ層を配置すればバリア性能を一層に向上させることが可能になる。前記ベース基板の外側（大気側）及び内側（発光積層体側）に多層型ガスバリア層を設ける場合には、外側及び内側の多層型バリア層におけるＳ層、Ｎ層及びＦ層の積層状態を前記ベース基板を対称面として面対称に構成すると、ガスや水蒸気の遮断効果を更に向上させることができる。
【００４２】
前記第１形態において、多層型ガスバリア層を二つ形成する場合には、多層型ガスバリア層の積層数を同一にすることができる。多層型ガスバリア層の最外層をＦ層で構成することもできるし、第１層と最外層を除いた中間層にＮ層を設けることもできる。発光積層体の表面側と裏面側に多層型ガスバリア層が形成される場合には、Ｓ層、Ｎ層及びＦ層の積層状態が前記発光積層体を対称面として面対称に構成されることもできる。更に、多層型ガスバリア層がベース基板の外側（大気側）に配置される場合に、当該多層型ガスバリア層の大気側に保護層が配置されてもよい。
上述のＳ層、Ｎ層及びＦ層の積層状態に関して、それらの作用効果は下記の第３形態〜第７形態に詳述されており、それらを引用して茲ではそれらの詳細を省略する。
【００４３】
本発明の第２の形態によれば、光表示する発光積層体と、発光積層体の表面側に配置されたフレキシブル基板と、発光積層体の裏面側に配置されたフレキシブル基板と、前記表面側のフレキシブル基板の外側（大気側）又は内側（発光積層体側）に配置された表面側の多層型ガスバリア層と、前記裏面側のフレキシブル基板の外側（大気側）又は内側（発光積層体側）に配置された裏面側の多層型ガスバリア層から少なくとも構成された表示装置が提供される。
この表示装置は次の４形態の表示装置を含む。形態１では、表面側のフレキシブル基板の外側（大気側）に多層型ガスバリア層を設け、裏面側のフレキシブル基板の外側（大気側）に多層型ガスバリア層を設ける。形態２では、表面側のフレキシブル基板の外側（大気側）に多層型ガスバリア層を設け、裏面側のフレキシブル基板の内側（発光積層体側）に多層型ガスバリア層を設ける。形態３では、表面側のフレキシブル基板の内側（発光積層体側）に多層型ガスバリア層を設け、裏面側のフレキシブル基板の外側（大気側）に多層型ガスバリア層を設ける。形態４では、表面側のフレキシブル基板の内側（発光積層体側）に多層型ガスバリア層を設け、裏面側のフレキシブル基板の内側（発光積層体側）に多層型ガスバリア層を設ける。以上の４形態に対し、本発明は適用される。
【００４４】
前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の夫々は３層以上のバリア層から構成されており、上下のフレキシブル基板の間に挟まれた発光積層体に対し、上方外側からくる水蒸気は表面側の多層型ガスバリア層で遮断され、上方外側からくる水蒸気は裏面側の多層型ガスバリア層で遮断され、発光積層体は乾燥状態に保持される。また、多層型ガスバリア層を構成する各バリア層の厚さを厚くするほど水蒸気遮断力は高くなり、水蒸気透過率を１０−５〜１０−６（ｇ／ｍ2／ｄａｙ）の極超ハイバリアに設定することが可能である。各バリア層の厚さについては制限は無いが、例えば５０ｎｍ〜１０００ｎｍの中から自在に選択することができる。従って、発光積層体が有機ＥＬ発光積層体の場合にも十分な極超ハイバリア状態に保持することができる。
また、主成分であるＳｉとＯとＣとＮの各原子が層状に結合して形成されるバリア層、即ちＳｉＯＣＮ層をＳ層と称し、主成分であるＳｉとＣとＮの各原子が層状に結合して形成されるバリア層、即ちＳｉＣＮ層をＮ層と称し、主成分であるＳｉとＣとＮとＦの各原子が層状に結合して形成されるバリア層、即ちＳｉＣＮＦ層をＦ層と称するときに、前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層において、第１層はＳ層又はＦ層から形成され、第２層以上の各層はＳ層とＮ層とＦ層のいずれかで構成されるから、発光積層体の環境を水蒸気透過率が１０−５〜１０−６（ｇ／ｍ2／ｄａｙ）程度の極超ハイバリア状態に保持することができる。
【００４５】
通常、Ｓ層ではＳｉ原子と結合したＯ原子が３価のＮ原子同士の結合を遮断するから、３価のＮ原子が多くの余った浮遊結合手（ダングリングボンド）を提供し、これらの浮遊結合手によりＳ層はフレキシブル基板や他の部材表面に強力に結合できる。従って、Ｓ層が第１層となることによって、その上に多くの他の層を積層することが可能になる。また、Ｆ層ではＦ原子の添加量により浮遊結合手の量を増減調整できる。Ｆ原子の添加量を少なくすると、１価のＦ原子が不足するために３価のＮ原子が多くの余った浮遊結合手を提供して上記部材表面と強力に結合し、Ｓ層と同様にこのＦ層が第１層を構成することも可能になる。しかも、Ｓ層及びＦ層は浮遊結合手により第２層とも強力に結合できるから、強固な積層構造を実現し、バリア層が剥がれることが無いから、高性能のガスバリア層を提供できる。
従って、第１層であるＳ層又はＦ層がフレキシブル基板などの部材表面と強力に化学結合しているから、フィルム状である表示装置を曲げても多層型ガスバリア層が部材表面から剥離することが無く、高度の曲げ耐性を有して長寿命である効果がある。上述において、主成分とは、他の原子を含有してもよいという意味であり、例えばＨ原子がその代表例である。
更に、本発明では第２層以上をＳ層とＮ層とＦ層のいずれかで構成するから、表面側及び裏面側の多層型ガスバリア層の全ての層がＳ層とＮ層とＦ層のいずれかで構成され、構成原子の主成分が、Ｓｉ、Ｏ、Ｃ、Ｎ、Ｆであり、極めて安全性が高く、安定した表示装置を提供できる。
また、本発明では、樹脂基板やフレキシブル基板に対し多層型ガスバリア層が形成される場合には、樹脂基板やフレキシブル基板に近い側から第１層、第２層、第３層と数えられる。これは多層型ガスバリア層の特性からも判断できる。このことは、第２形態〜第１４形態に亘って共通する事項である。
【００４６】
本発明の第３の形態によれば、前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の積層数が同一である表示装置を提供できる。
第２形態では、前記表面側バリア層と前記裏面側バリア層の積層数が同一であるであるから、多層型ガスバリア層によりフレキシブル基板に対して作用する力が表面と裏面において差が少なく相互に打ち消し合い、フィルム状の表示装置を特定方向に反り返らせるような無理な力が作用せず、表示装置を平面に載置しても、反ることなく平面性を保持できる姿勢の安定性を確保でき、表示装置の歪を強力に低減して長寿命化することができる。
【００４７】
本発明の第４の形態によれば、前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の夫々の最外層はＦ層で構成される表示装置を提供できる。
前述したように、Ｆ層はＳｉＣＮＦ層のことであり、Ｓｉ原子とＣ原子の格子の中に３価のＮ原子が入り込んだ状態になっている。Ｆ原子の添加量が多くなると、Ｎ原子の３番目の結合手に１価のＦ原子が結合して、Ｎ原子の浮遊結合手を潰してしまい、Ｆ層の他層への結合力が小さくなる。この場合、Ｆ層の上に他の原子や汚れが結合する可能性が小さくなるから、Ｆ層の表面が清浄に保持できる利点がある。従って、Ｆ層を表面側バリア層及び裏面側バリア層の最外層に配置すれば、Ｆ層の上への積層が不要になるだけでなく、Ｆ層が大気に暴露された状態でもＦ層の表面が長期に亘り清浄に保持でき、高清浄性の長期保持はそれ自体で高耐久性と長寿命の実現である。
また、第１層をＦ層で、最外層もＦ層の場合には、第１層のＦ層はＦ原子の添加率が小さく設定された層間結合力の高いＦ層であり、第３層のＦ層は、Ｆ原子の添加率が大きく設定された層間結合力の低いＦ層に調整することもある。
【００４８】
本発明の第５の形態によれば、前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の夫々において、第１層と最外層を除いた中間層にＮ層を含む表示装置を提供できる。
Ｎ層はＳｉＣＮ層であり、Ｓｉ原子とＣ原子が格子を組み、その隙間にＮ原子が入り込んだ構成になる。３価のＮ原子は３価のＮ原子と相互に結合して、その浮遊結合手を潰すために、結合する相手のいないＮ原子が浮遊結合手を提供し、Ｎ層では浮遊結合手の量が比較的少ない。従って、Ｎ層は層間の結合力がＳ層と比較して小さい弱点がある。つまり、Ｎ層はフレキシブル基板などの部材表面に直接結合する第１層としては不向きであり、それよりも下層と上層の中間に入って両者を結合させる中間層としての役割が好適である。従って、この第４形態では、第１層と最外層を除いた中間層にＮ層を含んで、多層型ガスバリアの各層が相互に強力に接合して剥がれ難く、長期に亘って安定且つ長寿命の表示装置を提供できる。
【００４９】
本発明の第６の形態によれば、前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の夫々において、Ｓ層、Ｎ層及びＦ層の積層状態が前記発光積層体を対称面として面対称に構成される表示装置を提供できる。
本形態では、前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の積層数が同一であるだけでなく、Ｓ層、Ｎ層及びＦ層の積層状態が前記発光積層体を対称面として面対称に構成されるから、発光積層体の表面側と裏面側がほぼ同一になり、表面側及び裏面側のフレキシブル基板に作用する力はほぼ同一となる。従って、フィルム状の表示装置に対して作用する表面張力が表面と裏面において差が無いから、表示装置を一方側に反らせるような無理な表面張力は全く作用せず、表示装置の平面性を最高度に保持でき、長期安定性と姿勢安定性を確保することができる。
【００５０】
本発明の第７の形態によれば、前記表面側及び／又は前記裏面側の多層型ガスバリア層がフレキシブル基板の外側（大気側）に配置される場合に、当該多層型ガスバリア層の大気側に保護層が配置される表示装置を提供できる。
第１形態で説明した４形態の中で、形態１〜形態３には一方又は両方のフレキシブル基板の外側（大気側）に多層型ガスバリア層が設けられている。即ち、形態１では、表面側のフレキシブル基板の外側（大気側）と裏面側のフレキシブル基板の外側（大気側）に多層型ガスバリア層が設けられ、形態２では、表面側のフレキシブル基板の外側（大気側）だけに多層型ガスバリア層が設けられ、形態３では、裏面側のフレキシブル基板の外側（大気側）だけに多層型ガスバリア層が設けられている。
多層型ガスバリア層がフレキシブル基板の外側（大気側）に設けられる場合には、多層型ガスバリア層に手が接触して油脂が付着したり、多層型ガスバリア層に傷が生じやすい。そこで、当該多層型ガスバリア層に保護層を設けて、油脂の付着や傷を防止することができる。
【００５１】
本発明の第８の形態によれば、光表示する発光積層体と、発光積層体の表面側に配置されたフレキシブル基板と、発光積層体の裏面側に配置されたフレキシブル基板と、前記表面側のフレキシブル基板の外側（大気側）及び内側（発光積層体側）に配置された表面側の二つの多層型ガスバリア層と、前記裏面側のフレキシブル基板の外側（大気側）及び内側（発光積層体側）に配置された裏面側の二つの多層型ガスバリア層から構成される表示装置を提供できる。
この表示装置では、表面側と裏面側のフレキシブル基板の外側（大気側）及び内側（発光積層体側）に多層型ガスバリア層を設ける点を特徴としている。従って、内部に存在する発光積層体の上面と下面が共に、二つの多層型ガスバリア層、即ち外側（大気側）及び内側（発光積層体側）の多層型ガスバリア層により強力に水蒸気遮断されているので、水蒸気透過率を１０−５〜１０−６（ｇ／ｍ2／ｄａｙ）の極超ハイバリア状態に保持することができる。また、多層型ガスバリア層を構成する各バリア層の厚さを厚くするほど水蒸気遮断力は高くなる。各バリア層の厚さについては制限は無いが、例えば５０ｎｍ〜１０００ｎｍの中から自在に選択することができる。従って、発光積層体が有機ＥＬ発光積層体の場合にも十分な極超ハイバリア状態に保持することができる。
【００５２】
また、本形態において、主成分であるＳｉとＯとＣとＮの各原子が層状に結合して形成されるバリア層をＳ層と称し、主成分であるＳｉとＣとＮの各原子が層状に結合して形成されるバリア層をＮ層と称し、主成分であるＳｉとＣとＮとＦの各原子が層状に結合して形成されるバリア層をＦ層と称する。これらのＳ層、Ｎ層及びＦ層については、構成・作用・効果を含めて第１形態と同様であるから、ここではその記載を全て引用し、それ以上の記載を省略する。
【００５３】
更に、本形態の特徴は、前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の夫々において、外側及び内側の多層型ガスバリア層の一方が３層以上で他方が１層以上で構成される点である。つまり、１枚のフレキシブル基板が外側及び内側の多層型ガスバリア層により、最低でも内外合わせて４層以上で保護されるから、水蒸気分子の透過を確実に遮断でき、水蒸気透過率を強力に低下させることができる。
このフレキシブル基板を保護する外側及び内側の多層型ガスバリア層の第１層はＳ層又はＦ層から構成され、第２層以上の各層は、Ｓ層とＮ層とＦ層のいずれかで構成されている。従って、発光積層体の表面側と裏面側の両面が全く同形態で保護されており、発光積層体領域は水蒸気透過率が１０−５〜１０−６（ｇ／ｍ2／ｄａｙ）の極超ハイバリア状態に保持されており、内部が高乾燥状態の表示装置が提供できる。従って、耐久性が高く長寿命の表示装置、特にフレキシブル有機ＥＬディスプレイを実現することができる。
【００５４】
本発明の第９の形態によれば、前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の夫々において、外側及び内側の多層型ガスバリア層の両方が３層以上で且つ積層数が同一である表示装置を提供できる。
前記外側及び前記内側の多層型ガスバリア層の両方が３層以上で且つ積層数が同一であるから、内外の多層型ガスバリア層によるフレキシブル基板に対する作用力が相互に打ち消し合い、フィルム状のフレキシブル基板を特定方向に反り返らせるような無理な力が作用しない。しかも、表面側と裏面側のフレキシブル基板の夫々に無理な力が作用しないから、表示装置を平面に載置しても、反ることなく平面性を保持できる姿勢の安定性を確保でき、表示装置の歪を強力に低減して長寿命化することができる。
また、１枚のフレキシブル基板が外側及び内側の多層型ガスバリア層により、最低でも内外合わせて６層以上で保護されるから、水蒸気分子の透過を確実に遮断でき、発光積層体領域を１０−５〜１０−６（ｇ／ｍ2／ｄａｙ）の極超ハイバリア状態に保持することができる。従って、内部が高乾燥状態で高耐久性と長寿命の表示装置を提供できる。
【００５５】
本発明の第１０の形態によれば、前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の夫々において、外側及び内側の多層型ガスバリア層の最外層はＦ層で構成される表示装置を提供できる。
前述したように、Ｆ層はＳｉＣＮＦ層のことであり、Ｆ原子の添加量が多くなると、Ｎ原子の浮遊結合手を潰してしまい、Ｆ層の他層への結合力が小さくなる。この場合、Ｆ層の表面に汚れが結合する可能性が小さくなるから、Ｆ層の表面が清浄に保持できる利点がある。従って、Ｆ層を外側及び内側の多層型ガスバリア層の最外層に配置すれば、Ｆ層の上への積層が不要になるだけでなく、Ｆ層が大気に暴露されていてもＦ層の表面が長期に亘り清浄に保持でき、高清浄性の長期保持はそれ自体で高耐久性と長寿命化の実現である。
また、第１層をＦ層で、最外層もＦ層の場合には、第１層のＦ層はＦ原子の添加率が小さく設定された層間結合力の高いＦ層であり、第３層のＦ層は、Ｆ原子の添加率が大きく設定された層間結合力の低いＦ層に調整することもある。
【００５６】
本発明の第１１の形態によれば、前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の夫々において、外側及び内側の多層型ガスバリア層の第１層と最外層を除いた中間層にＮ層を含む表示装置を提供できる。
Ｎ層はＳｉＣＮ層であり、３価のＮ原子は３価のＮ原子と相互に結合して、その浮遊結合手を潰すために、Ｎ層では浮遊結合手の量が比較的少ない。従って、Ｎ層は層間の結合力がＳ層と比較して小さい弱点がある。従って、Ｎ層はフレキシブル基板などの部材表面に直接結合する第１層としては不向きであり、それよりも下層と上層の中間に入って両者を結合させる中間層としての役割が好適である。この第１０形態では、第１層と最外層を除いた中間層にＮ層を含んで、多層型ガスバリアが相互に強力に接合して剥がれ難く、長期に亘って安定な多層型ガスバリア層を形成し、耐久性の高い表示装置を提供できる。
【００５７】
本発明の第１２の形態によれば、前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の夫々において、フレキシブル基板の外側及び内側の多層型ガスバリア層におけるＳ層、Ｎ層及びＦ層の積層状態が前記フレキシブル基板を対称面として面対称に構成される表示装置を提供できる。
本形態では、表面側及び裏面側のフレキシブル基板の夫々において、外側と内側の多層型ガスバリア層の積層数が同一であるだけでなく、Ｓ層、Ｎ層及びＦ層の積層状態がフレキシブル基板を対称面として面対称に構成されるから、フレキシブル基板の外側と内側がほぼ完全同一となり、フレキシブル基板の外側と内側に作用する表面張力はほぼ同一となる。従って、多層型ガスバリア層により樹脂フィルムに対して作用する表面張力が表面と裏面において差が無いから、フレキシブル基板を反らせるような無理な表面張力は全く作用せず、フレキシブル基板の平面性を最高度に保持でき、表示装置の長期安定性と姿勢安定性を確保することができる。
【００５８】
本発明の第１３の形態によれば、前記表面側及び前記裏面側の多層型ガスバリア層の夫々において、外側（大気側）の多層型ガスバリア層の大気側に保護層が配置される表示装置を提供できる。
多層型ガスバリア層がフレキシブル基板の外側（大気側）に設けられる場合には、多層型ガスバリア層に手が接触して油脂が付着したり、多層型ガスバリア層に傷が生じやすい。そこで、大気側に存在する多層型ガスバリア層に保護層を設けて、油脂の付着や傷を防止することができる。
【００５９】
本発明の第１４の形態によれば、前記多層型ガスバリア層の各層の厚さは、５０ｎｍ〜５００ｎｍである表示装置を提供できる。
本発明では、多層型ガスバリア層の各層の厚さは特に制限は無く、表示装置の内部に存在する発光積層体領域での水蒸気透過率を１０−５〜１０−６（ｇ／ｍ2／ｄａｙ）の極超ハイバリア状態に保持することが第１義である。つまり、その極超ハイバリア状態に保持すべき厚さに各バリア層の厚さを調整すればよい。ただ、バリア層を厚くするほど表示装置の曲げ特性や可撓性は低下するから、おのずからバリア層の厚さには限度がある。一般に、各層の厚さは、５０ｎｍ〜１０００ｎｍであるが、好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００６０】
本発明の第１５の形態によれば、前記第１〜１４形態のいずれかの表示装置の製法が提供できる。本形態の製造方法は、表示装置の一貫製法でもよく、また表示装置の半製品の製法でもよい。更に、ロールツーロールの製造ラインでもバッチ式ラインでもよいなど、種々の装置・ラインを使用できる。
本形態の製法は、多層型ガスバリア層を堆積形成すべきベース基板を走行速度Ｖ（ｍ／分）で走行させ、走行中の前記ベース基板のベース基板面に開口部を対向させた成膜部を配置し、前記成膜部の開口部からバリア粒子を前記ベース基板面に放射して前記ベース基板面に所定厚のバリア層を堆積形成する製法である。  前記ベース基板はガラス基板、樹脂基板、フレキシブル基板フィルムでもよく、またそれらに特定層を積層したガラス基板、樹脂基板、フレキシブル基板フィルムでも構わない。また、ベース基板の走行方向の長さは、ガラス基板や厚手の樹脂基板では裁断された長さでもよく、ローラに巻装できる薄手の樹脂基板やフィルムではローラに巻装した分だけ連続して送出できる連続シートでも構わない等、場合に応じて変更できる。
特に、本形態の特徴は、プラズマ装置や加熱フィラメント装置やフィラメントプラズマ装置といった成膜装置の種類によりバリア層の膜厚方向の堆積速度が異なるから、成膜装置に対応して前記ベース基板の走行速度の調整機構を有することである。つまり、成膜部は、ベース基板が静止状態にある場合にバリア層の膜厚方向の堆積速度としてＲ（ｎｍ／分）の性能を有している場合に、成膜部により堆積されるべきバリア層の膜厚をＤ（ｎｍ）とすると、堆積完了時間Ｔ(分)はＴ＝Ｄ/Ｒで与えられる。従って、前記成膜部の開口部の走行方向の開口長がＬ（ｍ）のときに、前記ベース基板の走行速度Ｖ（ｍ／分）をＬ／Ｔ＝ＬＲ/Ｄ（ｍ／分）に設定する表示装置の製法が提供できる。
【００６１】
本発明の第１６の形態によれば、前記第１〜１４形態のいずれかの表示装置の製法が提供できる。本形態の製造方法は、表示装置の一貫製法でもよく、また表示装置の半製品の製法でもよい。更に、ロールツーロールの製造ラインでもバッチ式ラインでもよいなど、種々の装置・ラインを使用できる。
また、本発明によれば、前記多層型ガスバリア層がｎ≧１のｎ個のバリア層が積層されてなるとき、前記多層型ガスバリア層を堆積形成すべきベース基板を走行させ、前記ベース基板のベース基板面にｎ個の開口部が対向配置するようにｎ個の成膜部を走行方向に順次配置し、前記成膜部の開口部から特定のバリア粒子を前記ベース基板面に放射して所定厚の特定のバリア層を順次堆積形成するように構成された表示装置の製法が提供できる。
前記ベース基板はガラス基板、樹脂基板、フレキシブル基板フィルムでもよく、またそれらに特定層を積層したガラス基板、樹脂基板、フレキシブル基板フィルムでも構わない。また、ベース基板の走行方向の長さは、ガラス基板や厚手の樹脂基板では裁断された長さでもよく、ローラに巻装できる薄手の樹脂基板やフィルムではローラに巻装した分だけ連続して送出できる連続シートでも構わない等、場合に応じて適宜変更できる。
本製法では、堆積速度が異なる１台以上の成膜部をベース基板の走行方向に沿って配置し、しかもプラズマ装置や加熱フィラメント装置やフィラメントプラズマ装置といった成膜装置の種類により、１台以上の成膜部毎にバリア層の膜厚方向の堆積速度が異なっている。また、ベース基板面に対向配置された各成膜部を通過するベース基板の走行速度は同一でなければならない。従って、バリア層の膜厚毎に成膜部の開口長を下記方式により調整する点に特徴を有する。
即ち、前記成膜部の夫々において、前記ベース基板が静止状態にある場合にバリア層の膜厚方向の堆積速度としてＲｉ（ｎｍ／分、ｉ＝１〜ｎ）の性能を有する場合、前記成膜部により堆積されるべきバリア層の膜厚がＤｉ（ｎｍ、ｉ＝１〜ｎ）とすると、各バリア層の堆積完了時間Ｔｉ(分)はＴｉ＝Ｄｉ/Ｒｉ（分、ｉ＝１〜ｎ）になる。前記ベース基板を前記成膜部の夫々に対し共通した走行速度Ｖ（ｍ／分）で走行させ、前記成膜部の夫々の開口部の走行方向の開口長をＬｉ（ｍ、ｉ＝１〜ｎ）とすると、前記成膜部の夫々の開口長Ｌｉ（ｍ）をＬｉ（ｍ）＝Ｖ（ｍ／分）×Ｔｉ（分）＝Ｖ（ｍ／分）×Ｄｉ/Ｒｉ（分）に調整される表示装置の製法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】図１は、本発明において、発光積層体の表面側と裏面側をフレキシブル基板で狭着し、夫々のフレキシブル基板の外側（大気側）又は内側（発光積層体側）に多層型ガスバリア層を配置した表示装置の構成図である。
【図２】図２は、本発明において、発光積層体の表面側と裏面側をフレキシブル基板で狭着し、夫々のフレキシブル基板の外側（大気側）及び内側（発光積層体側）に多層型ガスバリア層を配置した表示装置の構成図である。
【図３】図３は、本発明において、多層型ガスバリア層を構成するＳ層（ＳｉＯＣＮ層）及びＮ層（ＳｉＣＮ層）の平面構造の一例を、本発明外のＳｉＯＣＨ層の立体構造と対比するＳ層・Ｎ層平面構造図である。
【図４】図４は、本発明において、多層型ガスバリア層を構成するＦ層（ＳｉＣＮＦ層）の二例を示したＦ層平面構造図である。
【図５】図５は、本発明において、発光積層体の表面側及び裏面側のフレキシブル基板の内側（発光積層体側）に形成された多層型ガスバリア層で、実施例１のＳＮＦ−ＳＮＦ積層図及び実施例２のＳＳＳ−ＳＳＳ積層図である。
【図６】図６は、本発明の両面の内側配置において、実施例３のＳＳＮＦ−ＳＳＮＦ積層図及び実施例４のＳＦＳＦ−ＳＳＳＦ積層図である。
【図７】図７は、本発明の両面の内側配置において、実施例５のＳＳＮＮＦＦ−ＳＳＳＳ積層図及び実施例６のＳＳＮＮＦＦ−ＳＳＳ積層図である。
【図８】図８は、本発明の両面の内側配置において、実施例７のＦＦＦ−ＦＦＦ積層図及び実施例８のＦＮＳＦ−ＦＮＳＦ積層図である。
【図９】図９は、本発明の両面の外側配置において、実施例２１のＳＮＦ−ＳＮＦ積層図及び実施例２２のＳＳＳ−ＳＳＳ積層図である。
【図１０】図１０は、本発明の両面の外側配置において、実施例２３の外側ＳＳＮＦ−ＳＳＮＦ積層図及び実施例２４のＳＦＳＦ−ＳＳＳＦ積層図である。
【図１１】図１１は、本発明の両面の外側配置において、実施例２５のＳＳＮＮＦＦ−ＳＳＳＳ積層図及び実施例２６のＳＳＮＮＦＦ−ＳＳＳ積層図である。
【図１２】図１２は、本発明の両面の外側配置において、実施例２７のＦＦＦ−ＦＦＦ積層図及び実施例２８のＦＮＳＦ−ＦＮＳＦ積層図である。
【図１３】図１３は、本発明の両面の内外配置において、実施例５１の両面ＳＮＦ−ＳＮＦ積層図及び実施例５２の両面のＳＳＳ−ＳＳＳ積層図である。
【図１４】図１４は、本発明の両面の内外配置において、実施例５３の両面ＳＳＮＦ−ＳＳＮＦ積層図及び実施例５４の両面ＳＦＳＦＳＦ−ＳＳ積層図である。
【図１５】図１５は、本発明の両面の内外配置において、実施例５５の両面ＳＳＮＮＦＦ−ＳＳ積層図及び実施例５６の両面ＳＳＮＮＦＦ−Ｓ積層図である。
【図１６】図１６は、本発明の両面の内外配置において、実施例５７の両面ＦＦＦ−ＦＦＦ積層図及び実施例５８の両面ＦＮＳＦ−ＦＮＳＦ積層図である。
【図１７】図１７は、本発明に係る表示装置において、フレキシブル基板と多層型ガスバリア層が両面で密接している図１（１Ａ）の積層形態をとる場合の製造手順の一例図である。
【図１８】図１８は、本発明に係る表示装置において、フレキシブル基板と多層型ガスバリア層が表面で接着し裏面で密接している図１（１Ｂ）の積層形態をとる場合の製造手順の一例図である。
【図１９】図１９は、本発明に係る表示装置において、フレキシブル基板と多層型ガスバリア層が両面で接着している図１（１Ｃ）の積層形態をとる場合の製造手順の一例図である。
【図２０】図２０は、本発明に係る表示装置の製法において、多層型ガスバリア層を堆積形成すべきフィルム（ベース基板の一種）に１台の成膜部を用いて１層のバリア層を成膜する製造装置の概略図である。
【図２１】図２１は、本発明に係る表示装置の製法において、フレキシブル基板（ベース基板の一種）と多層型ガスバリア層が両面で密接している図１（１Ａ）の積層形態をとる表示装置を製造する製造装置の概略図である。
【図２２】図２２は、特許文献２（特許第４５８９０３５号公報）に図示された従来の有機ＥＬ表示装置の断面図である。
【図２３】図２３は、特許文献３（特許第４９８８７８２号公報）に図示された従来の封止された素子の断面図である。
【図２４】図２４は、特許文献５（特許第５６６０２４９号公報）に図示された従来のフレキシブル表示デバイスの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
以下に、図面を参照しながら、本発明に係る多層型ガスバリア層を有した表示装置及びその製法の実施例を詳細に説明する。尚、同一部分又は同一機能を有する部分には、同一符号を付しており、特別な説明が必要でない限り、二重説明を省略する。
【００６４】
図１は、本発明において、発光積層体１の表面側と裏面側をフレキシブル基板２、２で狭着し、夫々のフレキシブル基板２の外側（大気側）又は内側（発光積層体側）に多層型ガスバリア層１０、２０を配置した表示装置Ａの構成図である。この図１は本発明の第２形態に対応している。
（１Ａ）〜（１Ｃ）は、フレキシブル基板２、２の夫々の内側（発光積層体側）に多層型ガスバリア層１０、２０を配置した表示装置Ａの構成図である。（１Ｄ）〜（１Ｆ）は、フレキシブル基板２、２の夫々の外側（大気側）に多層型ガスバリア層１０、２０を配置した表示装置Ａの構成図である。
また、本発明は図１に示されていない２種の構成の表示装置Ａも含んでいる。即ち、その第１種では、発光積層体１の表面側のフレキシブル基板２には、その内側に多層型ガスバリア層１０が形成されるが、裏面側のフレキシブル基板２には、その外側に多層型ガスバリア層２０が形成される。第２種では、発光積層体１の表面側のフレキシブル基板２には、その外側に多層型ガスバリア層１０が形成されるが、裏面側のフレキシブル基板２には、その内側に多層型ガスバリア層２０が形成される。換言すれば、一方のフレキシブル基板には外側に多層型ガスバリア層を形成し、他方のフレキシブル基板には内側に多層型ガスバリア層を形成した表示装置も、本発明に包含される。フレキシブル基板の外側に多層型ガスバリア層を形成する場合には、その多層型ガスバリア層の表面に汚れや傷がつくことを防止するために、多層型ガスバリア層の表面に保護層を形成することもできる。
【００６５】
（１Ａ）では、発光積層体１の表面側に多層型ガスバリア層１０を介して表面側のフレキシブル基板２を配置し、裏面側に多層型ガスバリア層２０を介して裏面側のフレキシブル基板２を配置している。以下では、表面側とは一方の面を指し、裏面側とは他方の面を指しているだけで、両者に実体的な差異はない。従って、多層型ガスバリア層１０が多層型ガスバリア層２０であってもよく、また逆も成り立つため、多層型ガスバリア層１０（２０）及び多層型ガスバリア層２０（１０）と書いているに過ぎない。
（１Ｂ）では、表面側の多層型ガスバリア層１０には接着層３を介してフレキシブル基板２が接着されているのに対して、裏面側の多層型ガスバリア層２０はフレキシブル基板２に直付けされている。また、（１Ｃ）では、表面側及び裏面側の多層型ガスバリア層１０、２０共に接着層３、３を介してフレキシブル基板２、２に接着されている。
【００６６】
（１Ｄ）では、発光積層体１の表面側にフレキシブル基板２を直付けしてその外面に多層型ガスバリア層１０を形成し、且つ発光積層体１の裏面側にフレキシブル基板２を直付けしてその外面に多層型ガスバリア層２０を形成している。
（１Ｅ）では、表面側のフレキシブル基板２には多層型ガスバリア層１０が接着層３を介してが接着されているのに対して、裏面側のフレキシブル基板２には多層型ガスバリア層２０が直付けされている。また、（１Ｆ）では、表面側及び裏面側のフレキシブル基板２、２の外側には多層型ガスバリア層１０、２０が共に接着層３、３を介して接着されている。
以上では、表面側とは一方の面を指し、裏面側とは他方の面を指しているだけで、両者に実体的な差異はない。従って、多層型ガスバリア層１０が多層型ガスバリア層２０であってもよく、また逆も成り立つため、多層型ガスバリア層１０（２０）及び多層型ガスバリア層２０（１０）と書いているだけである。
また、（１Ｄ）〜（１Ｆ）では、表面側と裏面側の両面に多層型ガスバリア層１０、２０が露出しているため、汚れやすく傷つきやすい。そこで、外部に露出した多層型ガスバリア層１０、２０の表面に保護層を形成して多層型ガスバリア層の耐久性を向上させることも随時に行うことができる。
【００６７】
図２は、本発明において、発光積層体１の表面側と裏面側をフレキシブル基板２、２で狭着し、夫々のフレキシブル基板２、２の外側（大気側）及び内側（発光積層体側）に多層型ガスバリア層３０、４０を配置した表示装置Ａの構成図である。この図２は本発明の第８形態に対応している。
（２Ａ）〜（２Ｅ）に共通しているのは、発光積層体１の表面側と裏面側の両面に配置されたフレキシブル基板２、２の夫々において、大気側には外側の多層型ガスバリア層と発光積層体側には内側の多層型ガスバリア層が形成されていることである。外側を多層型ガスバリア層３０とすれば内側は多層型ガスバリア層４０となり、逆に外側を多層型ガスバリア層４０とすれば内側は多層型ガスバリア層３０となる。従って、図２では、外側の多層型ガスバリア層３０（４０）と書き、内側の多層型ガスバリア層４０（３０）と書かれている。
【００６８】
フレキシブル基板２と多層型ガスバリア層３０、４０との接合には、蒸着などの直付けと接着層３を介した接着の２種類が存在する。（２Ａ）では表面側・裏面側ともに直付けであり、（２Ｂ）では表面側の内側だけに接着層３があって他は直付け、（２Ｃ）では表面側と裏面側の内側だけに接着層３、３があって外側は直付け、（２Ｄ）では表面側と裏面側の外側だけに接着層３、３があって内側は直付け、（２Ｅ）では表面側と裏面側の外側と内側のすべてに接着層３、３があって直付けは無い。
全てが直付けの（２Ａ）は最も単純な構成であるから詳説しておく。即ち、発光積層体１の表面側と裏面側にフレキシブル基板２、２が配置され、両方のフレキシブル基板２、２の外側（大気側）に多層型ガスバリア層３０、３０が直付けされ、且つその内側（発光積層体側）に多層型ガスバリア層４０、４０が直付けされている。（２Ｂ）〜（２Ｅ）では一部に接着層３が存在するだけで、他は（２Ａ）と同様に読み替えればよいから、その詳説を省略する。
【００６９】
図３は、本発明において、多層型ガスバリア層を構成するＳ層（ＳｉＯＣＮ層）及びＮ層（ＳｉＣＮ層）の平面構造の一例を、本発明外のＳｉＯＣＨ層の立体構造と対比するＳ層・Ｎ層平面構造図である。
（３Ａ）は、特許文献６に示された、ＳｉＯＣＨ層からなるバリア層の立体構造図である。Ｈ原子は浮遊結合手に結合しているから、Ｈ原子を除いてＳｉＯＣ層と言ってもよい。４価のＳｉ原子と４価のＣ原子と２価のＯ原子が相互に結合して立体構造を取りながらバリア層を形成している。以下に説明するバリア層も実際には（３Ａ）に類似した立体構造を取っていることを理解しておく。
（３Ｂ）は本発明に係るＳ層、即ちＳｉＯＣＮ層の立体構造を簡易に説明する平面構造の一例である。４価のＳｉ原子と４価のＣ原子が２価のＯ原子と３価のＮ原子により相互に結合して格子を構成する。しかし、３価のＮ原子の結合手がＯ原子により阻止されて結合せずに浮遊状態になり、浮遊結合手（ダングリングボンド）ｖとなっている。この浮遊結合手ｖが多いほど、フレキシブル基板や接着層や他のフィルム等のフィルム面に強固に結合し、また他の層とも結合し易い。従って、浮遊結合手ｖを大量に有するＳ層はフィルム面や接着層と強力に結合するバリア層の第１層として使用される。
（３Ｃ）は本発明に係るＮ層、即ちＳｉＣＮ層の立体構造を簡易に説明する平面構造の一例である。４価のＳｉ原子と４価のＣ原子が３価のＮ原子により相互に結合して格子を構成する。３価のＮ原子とＮ原子は相互に結合して浮遊結合手ｖを生じないが、過剰なＮ原子は結合する相手がいないため浮遊結合手ｖを生成する。従って、Ｎ層は少量の浮遊結合手ｖを有しており、上側バリア層と下側バリア層により狭着された中間バリア層、即ち中間層として特に使用される性質を有する。
【００７０】
図４は、本発明において、多層型ガスバリア層を構成するＦ層（ＳｉＣＮＦ層）の二例を示したＦ層平面構造図である。
（４Ａ）は少量のＦ原子の添加により浮遊結合手ｖを大量に生じる場合のＦ層平面構造図である。Ｆ層では、４価のＳｉ原子と４価のＣ原子と３価のＮ原子が格子を構成し、Ｎ原子の全てに１価のＦ原子が結合すると浮遊結合手が無くなる。しかし、Ｆ原子の添加が少量なら、１価のＦ原子が全てのＮ原子と結合しても、過剰なＮ原子から浮遊結合手ｖが大量に生じる。従って、浮遊結合手ｖが大量に生じたＦ層は、Ｓ層と同様に、樹脂フィルムに強固に結合しバリア層の第１層として利用される。また、Ｆ層中の浮遊結合手ｖが中程度の量であれば、Ｎ層と同様に、中間層としても利用できる。
（４Ｂ）は大量のＦ原子の添加により浮遊結合手ｖを激減させた場合のＦ層平面構造図である。上述したように、Ｆ層では、４価のＳｉ原子と４価のＣ原子と３価のＮ原子が格子を構成し、Ｎ原子の全てに１価のＦ原子が結合すると浮遊結合手が無くなる。Ｆ原子の添加が大量なら、１価のＦ原子が殆どのＮ原子と結合し、少しだけ過剰なＮ原子から少量の浮遊結合手ｖが生じる。このように少量の浮遊結合手を持ったＦ層は、下側のバリア層に結合して、バリア層の中の最外層として好適に利用される。最外層であれば、その上の層を吸引する必要も無く、しかも浮遊結合手が微量であるから、大気中からの他の物質と結合することもなく、ガスバリア層が汚れにくいという技術的効果を有する。
また、歯のフッ素コーティングにより虫歯を予防したり、フライパンのテフロン（登録商標）加工、即ちフッ素樹脂加工により焦げ付きが無くなる、ということから分かるように、Ｆ原子を添加したＦ層をバリア層の最外層に配置すれば、バリア層の表面に汚れが付着しにくいことが理解できる。
【００７１】
以上を纏めると、Ｓ層を第１層とすればフィルム面（又は接着層）と上側バリア層との結合層になり、Ｎ層を中間層とすると下側バリア層と上側バリア層との結合層になる。また、Ｆ層はＦ原子の添加量に応じて第１層、中間層又は最外層に利用し易い性質を有している。Ｆ層が最外層に使用されると、Ｆ層の表面には不純物質が結合し難いので、バリア層の表面が清浄に保持できる効果がある。
【００７２】
以下の説明に関し、その大枠の手順を説明しておく。
まず、表１〜表４及び図５〜図８は内側配置であり、表５〜表８及び図９〜図１２は外側配置であり、表９〜表１２及び図１３〜図１６は内外配置である。
内側配置を示した表１〜表４は、発光積層体１の表面側と裏面側のフレキシブル基板２、２の夫々の内側（発光積層体側）に多層型ガスバリア層１０、２０を形成した実施例１〜１８を説明しており、図５〜図８は表１の実施例１〜８を具体的に図示したものである。多層型ガスバリア層１０、２０の各層はフレキシブル基板２、２に近い側から第１層１１、２１、第２層１２、２２・・・と称する。
また、外側配置を示した表５〜表８は、発光積層体１の表面側と裏面側のフレキシブル基板２、２の外側（大気側）に多層型ガスバリア層１０、２０を形成した実施例２１〜３８を説明しており、図９〜図１２は表５の実施例２１〜２８を具体的に図示したものである。多層型ガスバリア層１０、２０の各層はフレキシブル基板２、２に近い側から第１層１１、２１、第２層１２、２２・・・と称する。
更に、内外配置を示した表９〜表１２は、発光積層体１の表面側と裏面側のフレキシブル基板２、２の夫々に、外側（大気側）の多層型ガスバリア層３０と内側（発光積層体側）の多層型ガスバリア層４０を形成した実施例５１〜６８を説明しており、図１３〜図１６は表９の実施例５１〜５８に関し、その一方のフレキシブル基板の積層構造を具体的に図示したものである。勿論、他方のフレキシブル基板の積層構造も全く同様であることは言うまでもない。多層型ガスバリア層３０、４０の各層はフレキシブル基板２に近い側から第１層３１、４１、第２層３２、４２・・・と称する。
【００７３】
［実施例１〜８：内側配置、表裏面３層以上、第１層Ｓ・Ｆ、上層Ｓ・Ｎ・Ｆ］
表１では、発光積層体の表面側と裏面側にフレキシブル基板を配置し、夫々のフレキシブル基板の内側（発光積層体側）に２００ｎｍ厚のバリア層を多段に積層する。多層型ガスバリア層はフレキシブル基板に近い側から第１層、第２層と順次に積層されており、表面側及び裏面側の第ｎ層（ｎ≧１）を表面側第ｎ層、裏面側第ｎ層と称する。表面側及び裏面側の両側で、第１層はＳ層又はＦ層で、第２層以上はＳ層、Ｎ層又はＦ層から選択され、各種の選択例が実施例１〜実施例８として示されている。
【００７４】
【表１】
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【００７５】
水蒸気が大気側から透過侵入して発光積層体に到達するガスバリア性を水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）で評価した。水蒸気透過率が１０−５〜１０−６の範囲内にあれば、有機ＥＬ表示装置に採用することが可能である。実施例１〜実施例８では、上記範囲に到達しているものも更に検討すべきものも存在する。しかし、層厚を２００ｎｍ以上に更に厚くすれば、水蒸気透過率を一層に低減できると考えられる。従って、１０−４台にある実施例でも１０−５台に乗せることは可能である。また、バリア層の積層形態を表面側第１層第２層第３層−裏面側第１層第２層第３層のように発光積層体を対称面とする面対称性が分かるように表し、実施例毎に説明する。
【００７６】
表１によれば、実施例１はＳＮＦ−ＳＮＦ、実施例２はＳＳＳ−ＳＳＳ、実施例３はＳＳＮＦ−ＳＳＮＦ、実施例４はＳＦＳＦ−ＳＳＳＦ、実施例５はＳＳＮＮＦＦ−ＳＳＳＳ、実施例６はＳＳＮＮＦＦ−ＳＳＳ、実施例７はＦＦＦ−ＦＦＦ、実施例８はＦＮＳＦ−ＦＮＳＦである。この内、水蒸気透過率が１０−４（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）台にあるのは実施例４と実施例７だけであり、他は水蒸気透過率が１０−５〜１０−６（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）にある極超ハイバリア特性を有している。勿論、実施例４、７についても層厚を更に厚くすることにより、極超ハイバリア特性にすることは可能である。いずれにしても、実施例１〜８は極めて高い水蒸気透過率を有した多層型ガスバリアを実現している。
【００７７】
実施例２のＳＳＳ−ＳＳＳは両面３層共に膜厚２００ｎｍのＳ層であるが、実際には同じ成膜装置で膜厚６００ｎｍのＳ層を形成したものである。従って、Ｓ層とＳ層との境界は実質的には存在しない。他方、実施例７のＦＦＦ−ＦＦＦは両面３層共にＦ層であるが、第１層のＦ層はＦ原子の添加量を低減して浮遊結合手ｖを増加させたＦ層で、第２層のＦ層はＦ原子の添加量を増加させて浮遊結合手ｖを中間量にし、第３層のＦ層はＦ原子の添加量を更に増加させて浮遊結合手ｖを極端に低減させたＦ層である。従って、Ｆ層とＦ層の境界が存在している。
【００７８】
次に、実施例１〜実施例８の多層型ガスバリアの積層状態を図５〜図８に具体的に示す。図５は、本発明において、発光積層体１の表面側及び裏面側のフレキシブル基板２、２の内側（発光積層体側）に形成された多層型ガスバリア層１０、２０で、実施例１のＳＮＦ−ＳＮＦ積層図及び実施例２のＳＳＳ−ＳＳＳ積層図である。
（５Ａ）は実施例１のＳＮＦ−ＳＮＦ積層図を示しており、発光積層体１を対称面として面対称性を有する。発光積層体１の表面側の多層型ガスバリア層１０はフレキシブル基板２に近い側から表面側第１層１１、表面側第２層１２及び表面側第３層１３からなり、裏面側の多層型ガスバリア層２０はフレキシブル基板２に近い側から裏面側第１層２１、裏面側第２層２２及び裏面側第３層２３から構成されている。積層物質が各層ごとに異なるため、各層の境界が存在し、実線で示されている。
（３Ｂ）は実施例２のＳＳＳ−ＳＳＳ積層図を示しており、発光積層体１を対称面として面対称性を有する。発光積層体１の表面側の多層型ガスバリア層１０と裏面側の多層型ガスバリア層２０は共に３層のＳ層が積層されたものである。同じ成膜装置で２００ｎｍを３回、合計６００ｎｍ積層しており、各Ｓ層の間には明確な境界は存在せず、点線で境界が示されている。
【００７９】
図６は、本発明の両面の内側配置において、実施例３のＳＳＮＦ−ＳＳＮＦ積層図及び実施例４のＳＦＳＦ−ＳＳＳＦ積層図である。
（６Ａ）は実施例３のＳＳＮＦ−ＳＳＮＦ積層図を示しており、発光積層体１を対称面として面対称性を有する。発光積層体１の表面側の多層型ガスバリア層１０は表面側第１層１１〜表面側第４層１４からなり、裏面側の多層型ガスバリア層２０は裏面側第１層２１〜裏面側第４層２４から構成されている。第１層と第２層が共にＳ層であり、その境界は点線で示され、他の境界は実線で示されている。
（６Ｂ）は実施例４のＳＦＳＦ−ＳＳＳＦ積層図を示しており、発光積層体１を対称面とする面対称性は無い。発光積層体１の表面側の多層型ガスバリア層１０は表面側第１層１１〜表面側第４層１４から構成され、裏面側の多層型ガスバリア層２０は裏面側第１層２１〜裏面側第４層２４が積層されている。異物質層相互の境界は実線で示され、同物質層同士の境界は点線で示されている。
【００８０】
図７は、本発明の両面の内側配置において、実施例５のＳＳＮＮＦＦ−ＳＳＳＳ積層図及び実施例６のＳＳＮＮＦＦ−ＳＳＳ積層図である。
（７Ａ）は実施例５のＳＳＮＮＦＦ−ＳＳＳＳ積層図を示しており、発光積層体１を対称面とする面対称性は無い。発光積層体１の表面側の多層型ガスバリア層１０は表面側第１層１１〜表面側第６層１６からなり、裏面側の多層型ガスバリア層２０は裏面側第１層２１〜裏面側第４層２４から構成されている。同物質層同士の境界は点線で示され、異物質層同士の境界は実線で示されている。
（７Ｂ）は実施例６のＳＳＮＮＦＦ−ＳＳＳ積層図を示しており、発光積層体１を対称面とする面対称性は無い。発光積層体１の表面側の多層型ガスバリア層１０は表面側第１層１１〜表面側第６層１６から構成され、発光積層体１の裏面側の多層型ガスバリア層２０は裏面側第１層２１〜裏面側第３層２３から構成される。異物質層相互の境界は実線で示され、同物質層同士の境界は点線で示されている。
【００８１】
図８は、本発明の両面の内側配置において、実施例７のＦＦＦ−ＦＦＦ積層図及び実施例８のＦＮＳＦ−ＦＮＳＦ積層図である。
（８Ａ）は実施例７のＦＦＦ−ＦＦＦ積層図を示しており、発光積層体１を対称面とする面対称性を有する。発光積層体１の表面側の多層型ガスバリア層１０は表面側第１層１１〜表面側第３層１３からなり、裏面側の多層型ガスバリア層２０は裏面側第１層２１〜裏面側第３層２３から構成されている。全ての層がＦ層であるから、境界は全て点線で示される。
（８Ｂ）は実施例８のＦＮＳＦ−ＦＮＳＦ積層図を示しており、発光積層体１を対称面とする面対称性を有する。発光積層体１の表面側の多層型ガスバリア層１０は表面側第１層１１〜表面側第４層１４から構成され、裏面側の多層型ガスバリア層２０は裏面側第１層２１〜裏面側第４層２４から構成される。全ての層が異物質層であるから、境界は全て実線で示されている。
【００８２】
上記実施例の中で、表面側と裏面側の多層型ガスバリア層１０、２０の積層数が異なるのは、実施例５と実施例６の２例だけである。この２例を除いて、積層数が同一の実施例１〜４及び実施例７、８では、多層型ガスバリア層１０、２０によるフレキシブル基板２、２への応力はほぼ同様と考えられるから、表示装置Ａに作用する撓み応力はゼロに近くなっており、表示装置Ａの耐久性は高いと考えられる。特に、同積層数の中でも、実施例４を除いて、実施例１〜３及び実施例７、８は発光積層体１を対称面として面対称性が保持されており、表面側と裏面側の応力の作用が理論的に同一であり、表示装置Ａに作用する撓み応力は理論的にゼロであり、表示装置Ａの耐久性は最も高くなると考えられる。
【００８３】
［実施例１１〜１８:内側配置、表裏３層以上同数、第１層Ｓ・Ｆ、上層Ｓ・Ｎ・Ｆ］
表２は、表１の条件に更に表裏の積層数を同数に加重限定したものである。発光積層体１の表面側と裏面側にフレキシブル基板２、２を配置し、夫々のフレキシブル基板２、２の内側（発光積層体側）に２００ｎｍ厚のバリア層を３層以上多段に同数だけ積層する。第１層はＳ層又はＦ層、第２層以上はＳ層、Ｎ層又はＦ層のいずれかであり、実施例１１〜実施例１８が構成されている。それらのガスバリア性は水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）で評価された。その中で、実施例１１と実施例１、また実施例１５と実施例３は積層形態は同一であるが、別に製作されたものである。実施例１１と実施例１の水蒸気透過率はたまたま同じになったが、実施例１５と実施例３の水蒸気透過率は異なった。
【００８４】
【表２】
2018026241.tif 000004
【００８５】
表２の実施例の具体的な積層形態は、表１と図５〜図８の対応関係を考慮すると、自動的に図示できるので、茲ではその図示は省略する。また、水蒸気透過率が１０−５〜１０−６の範囲内にあれば、当然に有機ＥＬ表示装置に採用することができ、これらの実施例が他の表示装置に適用できることは云うまでもない。上記範囲内にあるのは実施例１４を除く全ての実施例であり、これら実施例は有機Ｌ表示装置に適用できる。実施例１４でも、層厚を２００ｎｍ以上に更に厚くすれば、水蒸気透過率を一層に低減できると考えられる。
【００８６】
表２によれば、実施例１１はＳＮＦ−ＳＮＦ、実施例１２はＳＮＳ−ＳＳＳ、実施例１３はＦＳＮ−ＦＮＳ、実施例１４はＦＳＦ−ＦＮＮ、実施例１５はＳＳＮＦ−ＳＳＮＦ、実施例１６はＳＮＮＦ−ＳＮＦＳ、実施例１７はＦＳＮＦ−ＳＮＦＦ、実施例１８はＦＮＳＦ−ＦＮＳＦである。上記実施例１１〜実施例１８の全例が表面側と裏面側で同積層数である。この内、発光積層体１を対称面として面対称性を有するのは、実施例１１、１５、１８の３実施例だけである。
従って、実施例１１〜１８の全例で、フレキシブル基板２、２への応力はほぼ同様と考えられるから、表示装置Ａに作用する撓み応力はゼロに近くなっている。しかも実施例１１、１５、１８の３実施例は面対称性を有しているから、表示装置Ａに作用する撓み応力は理論的にゼロであり、表示装置Ａの耐久性は最も高くなると考えられる。
【００８７】
［実施例１１、１５、１７、１８:内側配置、表裏３層以上同数、最外Ｆ層］
表３は、表２に更にＮ層を中間層としＦ層を最外層とする加重条件を加えた場合の実施例で、表２の実施例１１〜実施例１８の８実施例の中から、該当する実施例１１、１５、１７、１８の４実施例をピックアップしたものである。
【００８８】
【表３】
2018026241.tif 000005
【００８９】
前述したように、Ｎ層を中間層とすると上下層との結合力が強いから多層型ガスバリア層の相互の層剥離性を防止でき、且つ第１層であるＳ層又はＦ層は結合力が強いから、フレキシブル基板２、２や接着層に強力に結合して多層型ガスバリア層１０、２０が上記フレキシブル基板２、２から剥離するのを防止する。他方、最外層のＦ層は発光積層体１の表面や他の面と対向しており、しかもＦ層の固有の性質として他の面との結合力が極めて小さいから、Ｆ層の表面に発光積層体１から不純物を吸引することが無く、表示装置Ａの内部構造の安定化を図ることができる。
実際に、表３の４実施例の表示装置を分解して観察したところ、表面側最外層と裏面側最外層が共にＦ層で構成されている実施例１１、１５、１７、１８の積層形態が、Ｆ層表面の清浄性を保持できており、表示装置Ａの内部構造の安定化を図ることができることを示している。この性質が表３により実証された。
【００９０】
［実施例１１、１５、１８：内側配置、表３と同条件で且つ面対称性］
表４は、表３の実施例１１、１５、１７、１８の４実施例の中から、発光積層体１を対称面として表面側と裏面側の多層型ガスバリア層１０、２０の積層形態が面対称に構成される実施例を選択したものであり、実施例１１、１５、１８の３例が含まれる。
【００９１】
【表４】
2018026241.tif 000006
【００９２】
実施例１１、１５、１８では、多層型ガスバリア層１０、２０がフレキシブル基板２、２に作用する応力はほぼ完全に同一と考えられ、表示装置Ａに対する撓み応力はほぼ完全に消去されている。しかも、水蒸気透過率は全て１０−５〜１０−６（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）の極超ハイバリア特性を有し、Ｆ層表面の清浄性を保持できており、表示装置Ａの内部構造の安定化を図ることができる最高特性を示すことが分かった。
【００９３】
［実施例２１〜２８:外側配置、表裏面３層以上、第１層Ｓ・Ｆ、上層Ｓ・Ｎ・Ｆ］
以下では、表５〜表８は前述した表１〜表４に対応しており、図９〜図１２はは前述した図５〜図８に対応している。従って、以下の説明は上述した説明に準拠している。
表５では、発光積層体１の表面側と裏面側にフレキシブル基板２、２を配置し、夫々のフレキシブル基板２、２の外側（大気側）に２００ｎｍ厚のバリア層を多段に積層する。多層型ガスバリア層１０、２０はフレキシブル基板２、２に近い側から第１層、第２層と順次に積層されており、表面側及び裏面側の第ｎ層（ｎ≧１）を表面側第ｎ層、裏面側第ｎ層と称する。表５では、表面側及び裏面側の両側で、第１層はＳ層又はＦ層、第２層以上はＳ層、Ｎ層又はＦ層から選択され、各種の選択例が実施例２１〜実施例２８として示されている。
表５〜表８及び図９〜図１２に示した実施例では、多層型ガスバリア層１０、２０は大気に露出するため、多層型ガスバリア層１０、２０の表面が汚れやすく、また傷を負いやすい。そこで、多層型ガスバリア層１０、２０の表面を保護層で被覆することによって、上記汚れや傷を防止できる。しかし、以下の実施例では構成を簡単にするために保護層を記載していないが、本発明では保護層を形成することが含まれている。。
【００９４】
【表５】
2018026241.tif 000007
【００９５】
水蒸気が大気側から透過侵入して発光積層体１に到達するガスバリア性を水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）で評価した。水蒸気透過率が１０−５〜１０−６の範囲内にあれば、有機ＥＬ表示装置に採用することが可能である。実施例２１〜実施例２８では、実施例２４以外の全てで上記範囲に到達してお、実施例２４だけが範囲から外れている。しかし、層厚を２００ｎｍ以上に更に厚くすれば、水蒸気透過率を一層に低減でき、実施例２４でも上記範囲内に乗せることは可能である。また、バリア層の積層形態を表面側第１層第２層第３層−裏面側第１層第２層第３層のように発光積層体１を対称面とする面対称性が分かるように表し、以下に実施例毎に説明する。
【００９６】
表５によれば、実施例２１はＳＮＦ−ＳＮＦ、実施例２２はＳＳＳ−ＳＳＳ、実施例２３はＳＳＮＦ−ＳＳＮＦ、実施例２４はＳＦＳＦ−ＦＳＳＳ、実施例２５はＳＳＮＮＦＦ−ＳＳＳＳ、実施例２６はＳＳＮＮＦＦ−ＳＳＳ、実施例２７はＦＦＦ−ＦＦＦ、実施例２８はＦＮＳＦ−ＦＮＳＦである。この内、水蒸気透過率が１０−４（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）台にあるのは実施例２４だけであり、他は水蒸気透過率が１０−５〜１０−６（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）にある極超ハイバリア特性を有している。勿論、実施例２４についても層厚を更に厚くすることにより、極超ハイバリア特性にすることは可能である。いずれにしても、実施例２１〜２８は極めて高い水蒸気透過率を有した多層型ガスバリアを実現している。
【００９７】
実施例２２のＳＳＳ−ＳＳＳは両面３層共に膜厚２００ｎｍのＳ層であるが、実際には同じ成膜装置で膜厚６００ｎｍのＳ層を形成したものである。従って、Ｓ層とＳ層との境界は実質的には存在しない。他方、実施例２７のＦＦＦ−ＦＦＦは両面３層共にＦ層であるが、第１層のＦ層はＦ原子の添加量を低減して浮遊結合手ｖを増加させたＦ層で、第２層のＦ層はＦ原子の添加量を増加させて浮遊結合手ｖを中間量にし、第３層のＦ層はＦ原子の添加量を更に増加させて浮遊結合手ｖを極端に低減させたＦ層である。従って、Ｆ層とＦ層の境界が存在している。
【００９８】
次に、実施例２１〜実施例２８の多層型ガスバリアの積層状態を図９〜図１２に具体的に示す。図９は、本発明において、発光積層体１の表面側及び裏面側のフレキシブル基板２、２の外側（大気側）に形成された多層型ガスバリア層１０、２０で、実施例２１のＳＮＦ−ＳＮＦ積層図及び実施例２のＳＳＳ−ＳＳＳ積層図である。
（９Ａ）は実施例２１のＳＮＦ−ＳＮＦ積層図を示しており、発光積層体１を対称面として面対称性を有する。発光積層体１の表面側の多層型ガスバリア層１０はフレキシブル基板２に近い側から表面側第１層１１、表面側第２層１２及び表面側第３層１３からなり、裏面側の多層型ガスバリア層２０はフレキシブル基板２に近い側から裏面側第１層２１、裏面側第２層２２及び裏面側第３層２３から構成されている。積層物質が各層ごとに異なるため、各層の境界が存在し、実線で示されている。
（９Ｂ）は実施例２２のＳＳＳ−ＳＳＳ積層図を示しており、発光積層体１を対称面として面対称性を有する。発光積層体１の表面側の多層型ガスバリア層１０と裏面側の多層型ガスバリア層２０は共に３層のＳ層が積層されたものである。同じ成膜装置で２００ｎｍを３回、合計６００ｎｍ積層しており、各Ｓ層の間には明確な境界は存在せず、点線で境界が示されている。
【００９９】
図１０は、本発明の両面の外側配置において、実施例２３のＳＳＮＦ−ＳＳＮＦ積層図及び実施例２４のＳＦＳＦ−ＳＳＳＦ積層図である。
（１０Ａ）は実施例２３のＳＳＮＦ−ＳＳＮＦ積層図を示しており、発光積層体１を対称面として面対称性を有する。発光積層体１の表面側の多層型ガスバリア層１０は表面側第１層１１〜表面側第４層１４からなり、裏面側の多層型ガスバリア層２０は裏面側第１層２１〜裏面側第４層２４から構成されている。第１層と第２層が共にＳ層であり、その境界は点線で示され、他の境界は実線で示されている。
（１０Ｂ）は実施例２４のＳＦＳＦ−ＳＳＳＦ積層図を示しており、発光積層体１を対称面とする面対称性は無い。発光積層体１の表面側の多層型ガスバリア層１０は表面側第１層１１〜表面側第４層１４から構成され、裏面側の多層型ガスバリア層２０は裏面側第１層２１〜裏面側第４層２４が積層されている。異物質層相互の境界は実線で示され、同物質層同士の境界は点線で示されている。
【０１００】
図１１は、本発明の両面の外側配置において、実施例２５のＳＳＮＮＦＦ−ＳＳＳＳ積層図及び実施例２６のＳＳＮＮＦＦ−ＳＳＳ積層図である。
（１１Ａ）は実施例２５のＳＳＮＮＦＦ−ＳＳＳＳ積層図を示しており、発光積層体１を対称面とする面対称性は無い。発光積層体１の表面側の多層型ガスバリア層１０は表面側第１層１１〜表面側第６層１６からなり、裏面側の多層型ガスバリア層２０は裏面側第１層２１〜裏面側第４層２４から構成されている。同物質層同士の境界は点線で示され、異物質層同士の境界は実線で示されている。
（１１Ｂ）は実施例２６のＳＳＮＮＦＦ−ＳＳＳ積層図を示しており、発光積層体１を対称面とする面対称性は無い。発光積層体１の表面側の多層型ガスバリア層１０は表面側第１層１１〜表面側第６層１６から構成され、発光積層体１の裏面側の多層型ガスバリア層２０は裏面側第１層２１〜裏面側第３層２３から構成される。異物質層相互の境界は実線で示され、同物質層同士の境界は点線で示されている。
【０１０１】
図１２は、本発明の両面の外側配置において、実施例２７のＦＦＦ−ＦＦＦ積層図及び実施例２８のＦＮＳＦ−ＦＮＳＦ積層図である。
（１２Ａ）は実施例２７のＦＦＦ−ＦＦＦ積層図を示しており、発光積層体１を対称面とする面対称性を有する。発光積層体１の表面側の多層型ガスバリア層１０は表面側第１層１１〜表面側第３層１３からなり、裏面側の多層型ガスバリア層２０は裏面側第１層２１〜裏面側第３層２３から構成されている。全ての層がＦ層であるから、境界は全て点線で示される。
（１２Ｂ）は実施例２８のＦＮＳＦ−ＦＮＳＦ積層図を示しており、発光積層体１を対称面とする面対称性を有する。発光積層体１の表面側の多層型ガスバリア層１０は表面側第１層１１〜表面側第４層１４から構成され、裏面側の多層型ガスバリア層２０は裏面側第１層２１〜裏面側第４層２４から構成される。全ての層が異物質層であるから、境界は全て実線で示されている。
【０１０２】
上記実施例の中で、表面側と裏面側の多層型ガスバリア層１０、２０の積層数が異なるのは、実施例２５と実施例２６の２例だけである。この２例を除いて、積層数が同一の実施例２１〜２４及び実施例２７、２８では、多層型ガスバリア層１０、２０によるフレキシブル基板２、２への応力はほぼ同様と考えられるから、表示装置Ａに作用する撓み応力はゼロに近くなっており、表示装置Ａの耐久性は高いと考えられる。特に、同積層数の中でも、実施例２４を除いて、実施例２１〜２３及び実施例２７、２８は発光積層体１を対称面として面対称性が保持されており、表面側と裏面側の応力の作用が理論的に同一であり、表示装置Ａに作用する撓み応力は理論的にゼロであり、表示装置Ａの耐久性は最も高くなると考えられる。
【０１０３】
［実施例３１〜３８:外側配置、表裏３層以上同数、第１層Ｓ・Ｆ、上層Ｓ・Ｎ・Ｆ］
表６は、表５の条件に更に表裏の積層数を同数に加重限定したものである。発光積層体１の表面側と裏面側にフレキシブル基板２、２を配置し、夫々のフレキシブル基板２、２の外側（大気側）に２００ｎｍ厚のバリア層を３層以上多段に同数だけ積層する。第１層はＳ層又はＦ層、第２層以上はＳ層、Ｎ層又はＦ層のいずれかであり、実施例３１〜実施例３８が構成されている。それらのガスバリア性は水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）で評価された。その中で、実施例３１と実施例２１、また実施例３５と実施例２３は積層形態は同一であるが、別に製作されたものである。実施例３１と実施例２１の水蒸気透過率は異なり、また実施例３５と実施例２３の水蒸気透過率も異なっている。
【０１０４】
【表６】
2018026241.tif 000008
【０１０５】
表６の実施例の具体的な積層形態は、表１と図５〜図８の対応関係を考慮すると、自動的に図示できるので、茲ではその図示は省略する。また、水蒸気透過率が１０−５〜１０−６の範囲内にあれば、当然に有機ＥＬ表示装置に採用することができ、これらの実施例が他の表示装置に適用できることは云うまでもない。上記範囲内にあるのは実施例３４を除く全ての実施例であり、これら実施例は有機Ｌ表示装置に適用できる。実施例３４でも、層厚を２００ｎｍ以上に更に厚くすれば、水蒸気透過率を一層に低減できると考えられる。
【０１０６】
表６によれば、実施例３１はＳＮＦ−ＳＮＦ、実施例３２はＳＮＳ−ＳＳＳ、実施例３３はＦＳＮ−ＦＮＳ、実施例３４はＦＳＦ−ＦＮＮ、実施例３５はＳＳＮＦ−ＳＳＮＦ、実施例３６はＳＮＮＦ−ＳＮＦＳ、実施例３７はＦＳＮＦ−ＳＮＦＦ、実施例３８はＦＮＳＦ−ＦＮＳＦである。上記実施例３１〜実施例３８の全例が表面側と裏面側で同積層数である。この内、発光積層体１を対称面として面対称性を有するのは、実施例３１、３５、３８の３実施例だけである。
従って、実施例３１〜３８の全例で、フレキシブル基板２、２への応力はほぼ同様と考えられるから、表示装置Ａに作用する撓み応力はゼロに近くなっている。しかも実施例３１、３５、３８の３実施例は面対称性を有しているから、表示装置Ａに作用する撓み応力は理論的にゼロであり、表示装置Ａの耐久性は最も高くなると考えられる。
【０１０７】
［実施例３１、３５、３７、３８:外側配置、表裏３層以上同数、最外Ｆ層］
表７は、表６に更にＮ層を中間層としＦ層を最外層とする加重条件を加えた場合の実施例で、表６の実施例３１〜実施例３８の８実施例の中から、該当する実施例３１、３５、３７、３８の４実施例をピックアップしたものである。
【０１０８】
【表７】
2018026241.tif 000009
【０１０９】
前述したように、Ｎ層を中間層とすると上下層との結合力が強いから多層型ガスバリア層の相互の層剥離性を防止でき、且つ第１層であるＳ層又はＦ層は結合力が強いから、フレキシブル基板２、２や接着層に強力に結合して多層型ガスバリア層１０、２０が上記フレキシブル基板２、２から剥離するのを防止する。他方、最外層のＦ層は大気に露出したり、保護層で被覆されており、しかもＦ層の固有の性質として他の面との結合力が極めて小さいから、Ｆ層の表面に大気や保護層から不純物を吸引することが無く、表示装置Ａを正常に保持することが可能になる。
【０１１０】
［実施例３１、３５、３８：外側配置、表７と同条件で且つ面対称性］
表８は、表７の実施例３１、３５、３７、３８の４実施例の中から、発光積層体１を対称面として表面側と裏面側の多層型ガスバリア層１０、２０の積層形態が面対称に構成される実施例を選択したものであり、実施例３１、３５、３８の３例が含まれる。
【０１１１】
【表８】
2018026241.tif 000010
【０１１２】
実施例３１、３５、３８では、多層型ガスバリア層１０、２０がフレキシブル基板２、２に作用する応力はほぼ完全に同一と考えられ、表示装置Ａに対する撓み応力はほぼ完全に相殺されている。しかも、水蒸気透過率は全て１０−５〜１０−６（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）の極超ハイバリア特性を有し、最外層であるＦ層表面の清浄性を保持できており、表示装置Ａの耐久性を最高度に保持できることが分かった。
【０１１３】
［実施例５１〜５８：内外配置、外側３層以上内側１層以上、第１層Ｓ・Ｆ］
次に、本発明の第８形態の説明を行う。本形態では、発光積層体１の表面側及び裏面側にフレキシブル基板２、２を配置し、夫々のフレキシブル基板２の外側（大気側）に多層型ガスバリア層３０を形成し、且つ内側（発光積層体側）にも多層型ガスバリア層４０を形成する。多層型ガスバリア層３０の各層は、フレキシブル基板２に近い側から第１層３１、第２層３２・・と呼ばれ、同様に多層型ガスバリア層４０の各層は、フレキシブル基板２に近い側から第１層４１、第２層４２・・と呼ばれている。
従って、表面側と裏面側の夫々は、外側及び内側の多層型ガスバリア層３０、４０により水蒸気透過が遮断され、換言すれば表面側も裏面側も共に、二重の多層型ガスバリア層３０、４０により防水されていると云え、前述した本発明の第２形態より多重防護されているといえる。つまり、第２形態と比較して、第８形態の各バリア層の層厚は薄くできる利点がある。更に、外側の多層型ガスバリア層３０は大気に露出されることになるから、その表面に保護層を形成して、多層型ガスバリア層３０を汚れ難く、且つ傷がつき難くすることもできる。
【０１１４】
表９では、表面側のフレキシブル基板２の外側に層厚１００ｎｍのバリア層を多段に積層して多層型ガスバリア層３０を形成し、且つ内側にも層厚１００ｎｍのバリア層を多段に積層して多層型ガスバリア層４０を形成している。同時に、裏面側のフレキシブル基板２の外側に層厚１００ｎｍのバリア層を多段に積層して多層型ガスバリア層３０を形成し、且つ内側にも層厚１００ｎｍのバリア層を多段に積層して多層型ガスバリア層４０を形成している。
外側及び内側の多層型ガスバリア層３０、４０の第１層はＳ層又はＦ層からなり、第２層以上はＳ層、Ｎ層又はＦ層から自在に選択されて実施例５１〜実施例５８が構成されている。これら実施例のガスバリア性は水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）で評価され、この表９にまとめられている。
【０１１５】
【表９】
2018026241.tif 000011
【０１１６】
本形態においては、表面側と裏面側では全く同じ二重の多層型ガスバリア層３０、４０に構成されているから、以下では、表面側の多層型ガスバリア層３０、４０を説明し、全く同じことが裏面側でも行われているので、裏面側の多層型ガスバリア層３０、４０の説明を省略する。
表９によれば、実施例５１は両面ＳＮＦ−ＳＮＦ、実施例５２は両面ＳＳＳ−ＳＳＳ、実施例５３は両面ＳＳＮＦ−ＳＳＮＦ、実施例５４は両面ＳＦＳＦＳＦ−ＳＳ、実施例５５は両面ＳＳＮＮＦＦ−ＳＳ、実施例５６は両面ＳＳＮＮＦＦ−Ｓ、実施例５７は両面ＦＦＦ−ＦＦＦ、並びに実施例５８は両面ＦＮＳＦ−ＦＮＳＦである。この内、水蒸気透過率が１０−３〜１０−４（g/m2/day）にある超ハイバリア特性を有しているのは実施例５７だけであり、水蒸気透過率が１０−５〜１０−６（g/m2/day）にある極超ハイバリア特性を有しているのは実施例５７を除く７実施例である。いずれにしても、実施例５１〜５８は極めて高い水蒸気透過率を有した表示装置を実現している。従って、外側３層以上で内側１層以上、第１層がＳ層又はＦ層であり、且つ第２層以上はＳ層、Ｎ層又はＦ層で構成された多層型ガスバリア層の殆どは、水蒸気透過率が１０−５〜１０−６（g/m2/day）にある極超ハイバリア特性を示すことが実証された。
【０１１７】
実施例５２のＳＳＳは内外３層で共に膜厚１００ｎｍのＳ層であるが、実際には同じ成膜装置で膜厚３００ｎｍのＳ層を形成したものである。従って、Ｓ層とＳ層との境界は存在しない。他方、実施例５７のＦＦＦは内外３層で共にＦ層であるが、第１層のＦ層はＦ原子の添加量を低減して浮遊結合手ｖを増加させたＦ層で、第２層のＦ層はＦ原子の添加量を増加させて浮遊結合手ｖを中間量にし、第３層のＦ層はＦ原子の添加量を更に増加させて浮遊結合手ｖを極端に低減させたＦ層である。従って、Ｆ層とＦ層の境界が存在している。しかし、ＦＦＦの水蒸気透過率が一番大きいことが分かる。
次に、実施例５１〜実施例５８の多層型ガスバリア層の積層状態を図１３〜図１６に具体的に示す。
【０１１８】
図１３は、本発明の両面の内外配置において、実施例５１の両面ＳＮＦ−ＳＮＦ積層図及び実施例５２の両面ＳＳＳ−ＳＳＳ積層図である。
（１３Ａ）は実施例５１の両面ＳＮＦ−ＳＮＦ積層図を示しており、フレキシブル基板２の外側の多層型ガスバリア層３０は外側第１層３１、外側第２層３２及び外側第３層３３からなり、内側の多層型ガスバリア層４０は内側第１層４１、内側第２層４２及び内側第３層４３から構成されている。積層物質が各層ごとに異なるため、各層の境界が存在し、実線で示されている。
（１３Ｂ）は実施例５２の両面ＳＳＳ−ＳＳＳ積層図を示しており、フレキシブル基板２の外側の多層型ガスバリア層３０は表面側バリア層１０と内側の多層型ガスバリア層４０は共に３層のＳ層が積層されたものである。同じ成膜装置で３００ｎｍ積層しているから、各Ｓ層の間には明確な境界は存在せず、点線で境界が示されている。
【０１１９】
図１４は、本発明の両面の内外配置において、実施例５３の両面ＳＳＮＦ−ＳＳＮＦ積層図及び実施例５４の両面ＳＦＳＦＳＦ−ＳＳ積層図である。
（１４Ａ）は実施例５３の両面ＳＳＮＦ−ＳＳＮＦ積層図を示しており、フレキシブル基板２の外側の多層型ガスバリア層３０は外側第１層３１〜外側第４層３４からなり、内側の多層型ガスバリア層４０は内側第１層４１〜内側第４層４４から構成されている。第１層と第２層が共にＳ層であり、その境界は点線で示され、他の境界は実線で示されている。
（１４Ｂ）は実施例５４の両面ＳＦＳＦＳＦ−ＳＳ積層図を示しており、フレキシブル基板２の外側の多層型ガスバリア層３０は外側第１層３１〜外側第６層３６からなり、内側の多層型ガスバリア層４０は内側第１層４１〜内側第２層４２から構成されている。異物質層相互の境界は実線で示され、同物質層同士の境界は点線で示されている。
【０１２０】
図１５は、本発明の両面の内外配置において、実施例５５の両面ＳＳＮＮＦＦ−ＳＳ積層図及び実施例５６の両面ＳＳＮＮＦＦ−Ｓ積層図である。
（１５Ａ）は実施例５５の両面ＳＳＮＮＦＦ−ＳＳ積層図を示しており、フレキシブル基板２の外側の多層型ガスバリア層３０は外側第１層３１〜外側第６層３６からなり、内側の多層型ガスバリア層４０は内側第１層４１と内側第２層４２から構成されている。同物質層同士の境界は点線で示され、異物質層同士の境界は実線で示されている。
（１５Ｂ）は実施例５６の両面ＳＳＮＮＦＦ−Ｓ積層図を示しており、フレキシブル基板２の外側の多層型ガスバリア層４０は内側第１層４１のみから構成される。異物質層相互の境界は実線で示され、同物質層同士の境界は点線で示されている。
【０１２１】
図１６は、本発明の両面の内外配置において、実施例５７の両面ＦＦＦ−ＦＦＦ積層図及び実施例５８の両面ＦＮＳＦ−ＦＮＳＦ積層図である。
（１６Ａ）は実施例５７の両面ＦＦＦ−ＦＦＦ積層図を示しており、フレキシブル基板２の外側の多層型ガスバリア層３０は外側第１層３１〜外側第３層３３からなり、フレキシブル基板２の内側の多層型ガスバリア層４０は内側第１層４１〜内側第３層４３から構成される。全ての層がＦ層であるから、境界は全て点線で示される。
（１６Ｂ）は実施例５８の両面ＦＮＳＦ−ＦＮＳＦ積層図を示しており、フレキシブル基板２の外側の多層型ガスバリア層３０は外側第１層３１〜外側第４層３４から構成され、フレキシブル基板２の内側の多層型ガスバリア層４０は内側第１層４１〜内側第４層４４から構成される。全ての層が異物質層であるから、境界は全て実線で示されている。
【０１２２】
［実施例６１〜６８:内外配置、内外３層以上同数、第１層Ｓ・Ｆ、上層Ｓ・Ｎ・Ｆ］
表１０では、フレキシブル基板２の外側及び内側に多層型ガスバリア層３０、４０を層厚１００ｎｍで３層以上積層し且つ内外共に同積層数で、第１層はＳ層又はＦ層、第２層以上の上層はＳ層、Ｎ層又はＦ層である実施例６１〜実施例６８が構成されている。それらのガスバリア性を水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）で評価した。この表１０は本発明の第８形態に属する。
【０１２３】
【表１０】
2018026241.tif 000012
【０１２４】
表１０によれば、実施例６１は両面ＳＮＦ−ＳＮＦ、実施例６２は両面ＳＮＳ−ＳＳＳ、実施例６３は両面ＦＳＮ−ＦＮＳ、実施例６４は両面ＦＳＦ−ＦＮＮ、実施例６５は両面ＳＳＮＦ−ＳＳＮＦ、実施例６６は両面ＳＮＮＦ−ＳＮＦＳ、実施例６７は両面ＦＳＮＦ−ＳＮＦＦ、並びに実施例６８は両面ＦＮＳＦ−ＦＮＳＦである。
実施例６１〜実施例６８の水蒸気透過率は実施例６４を除いて１０−５〜１０−６（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）の範囲にあり、実施例４も殆ど１０−５に近似しており、基本的に極超ハイバリア特性を有していることが実証された。
また、実施例６１〜実施例６８に対し、フレキシブル基板２が撓んだりする基板歪特性が測定されたが、全て以上は発見されなかった。フレキシブル基板２が通常１０〜２００μｍの厚さであり、多層型ガスバリア層よりも圧倒的に厚いため、影響がなかったものと理解される。
【０１２５】
［実施例６１、６５、６７、６８:内外配置、表１０条件に中間Ｎ層、最外Ｆ層］
表１１は、表１０の条件に更にＮ層を中間層としＦ層を最外層とする加重条件を加えた場合の実施例で、表１０の実施例６１〜実施例６８の８実施例の中から、該当する実施例６１、６５、６７、６８の４実施例をピックアップしたものである。
【０１２６】
【表１１】
2018026241.tif 000013
【０１２７】
前述したように、Ｎ層を中間層とすると上下層との結合力が強いから多層型ガスバリア層の相互の層剥離性を防止でき、且つ第１層であるＳ層又はＦ層は結合力が強いから、フレキシブル基板２、２や接着層に強力に結合して多層型ガスバリア層３０、４０が上記フレキシブル基板２、２から剥離するのを防止する。他方、最外層のＦ層は大気に露出したり、保護層で被覆されており、しかもＦ層の固有の性質として他の面との結合力が極めて小さいから、Ｆ層の表面に大気や保護層から不純物を吸引することが無く、表示装置Ａを清浄に保持することが可能になる。
【０１２８】
［実施例６１、６５、６８：内外配置、表１１と同条件で且つ面対称性］
表１２は、表１１の実施例６１、６５、６７、６８の４実施例の中から、フレキシブル基板２を対称面として外側と内側の多層型ガスバリア層３０、４０の積層形態が面対称に構成される実施例を選択したものであり、実施例６１、６５、６８の３実施例が含まれる。
【０１２９】
【表１２】
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【０１３０】
実施例６１、６５、６８では、多層型ガスバリア層３０、４０がフレキシブル基板２、２に作用する応力はほぼ完全に同一と考えられ、フレキシブル基板２に対する撓み応力はほぼ完全に相殺されている。つまり、表面側と裏面側のフレキシブル基板２、２には撓み応力は存在せず、これを受けて表示装置Ａに対する撓み応力は完全に消去されている。しかも、水蒸気透過率は全て１０−５〜１０−６（ｇ／ｍ２／ｄａｙ）の極超ハイバリア特性を有し、しかも最外層であるＦ層表面の清浄性を保持できており、表示装置Ａの耐久性を最高度に保有することが分かった。
【０１３１】
図１７は、本発明に係る表示装置Ａにおいて、フレキシブル基板２、２と多層型ガスバリア層１０、２０が両面で密接している図１（１Ａ）の積層形態をとる場合の製造手順の一例図である。
（１７Ａ）では、ガラス基板８に剥離層９を介してフレキシブル基板２を積層したものを２個形成する。（１７Ｂ）では、その片方に多層型ガスバリア層１０を介してカラーフィルタ層６を積層し、他方には多層型ガスバリア層２０を介して画素回路層４と有機ＥＬ層５を積層して、２個の中間品を形成する。（１７Ｃ）では、２個の前記中間品を接着層３を介して接着して一体化する。（１７Ｄ）では、下側のガラス基板８を剥離層９から矢印ｂ方向に分離し、（１７Ｅ）では上側のガラス基板８を剥離層９から矢印ｃ方向に分離する。そして、（１７Ｆ）で示されるように、表示装置Ａが完成する。ここで、画素回路層４と有機ＥＬ層５と接着層３とカラーフィルタ層６からなる４層が発光積層体１と呼ばれ、（１７Ｇ）に完成された表示装置Ａが図示される。この図（１７Ｇ）は図（１Ａ）と同一である。従って、（１７Ａ）〜（１７Ｇ）は図（１Ａ）の表示装置Ａの製造手順の一例を示している。
【０１３２】
図１８は、本発明に係る表示装置Ａにおいて、フレキシブル基板２、２と多層型ガスバリア層１０、２０の夫々が表面で接着し裏面で密接している図１（１Ｂ）の積層形態をとる場合の製造手順の一例図である。
（１８Ａ）では、ガラス基板８に剥離層９を介してフレキシブル基板２を積層し、（１８Ｂ）では、その上に多層型ガスバリア層２０を介して画素回路層４と有機ＥＬ層５と平坦化層７と多層型ガスバリア層１０を積層する。（１８Ｃ）では、その上に接着層３を介してフレキシブル基板２を接着する。（１８Ｄ）では、下側のガラス基板８を剥離層９から矢印ｄ方向に剥離する。その結果、（１８Ｅ）で示される表示装置Ａが完成する。ここで、画素回路層４と有機ＥＬ層５と平坦化層７からなる３層が発光積層体１と呼ばれ、（１８Ｆ）に完成された表示装置Ａが図示される。この図（１８Ｆ）は図（１Ｂ）と同一である。従って、（１８Ａ）〜（１８Ｆ）は図（１Ｂ）の表示装置Ａの製造手順の一例を示している。
【０１３３】
図１９は、本発明に係る表示装置Ａにおいて、フレキシブル基板２、２と多層型ガスバリア層１０、２０の夫々が両面で接着している図１（１Ｃ）の積層形態をとる場合の製造手順の一例図である。
（１９Ａ）では、ガラス基板８に剥離層９を塗着したものを２個形成する。（１９Ｂ）では、その片方に多層型ガスバリア層１０を介してカラーフィルタ層６を積層し、他方には多層型ガスバリア層２０を介して画素回路層４と有機ＥＬ層５を積層して、２個の中間品を形成する。（１９Ｃ）では、２個の前記中間品を接着層３を介して接着して一体化する。（１９Ｄ）では、下側のガラス基板８を剥離層９から矢印ｅ方向に分離し、（１９Ｅ）では、多層型ガスバリア層２０に接着層を介してフレキシブル基板２を接着する。（１９Ｆ）では上側のガラス基板８を剥離層９から矢印ｆ方向に分離する。そして、（１９Ｇ）で示されるように、多層型ガスバリア層１０に接着層３を介してフレキシブル基板２を接着して、表示装置Ａが完成する。ここで、画素回路層４と有機ＥＬ層５と接着層３とカラーフィルタ層６からなる４層が発光積層体１に相当し、（１９Ｈ）に完成された表示装置Ａが図示される。この図（１９Ｈ）は図（１Ｃ）と同一である。従って、（１９Ａ）〜（１９Ｈ）は図（１Ｃ）の表示装置Ａの製造手順の一例を示している。
【０１３４】
図２０は、本発明に係る表示装置Ａの製法において、多層型ガスバリア層を堆積形成すべきフィルム（ベース基板の一種）６２に１台の成膜部５０を用いて１層のバリア層を成膜する製造装置６０の概略図である。
ガスバリア製造装置６０は、ベース基板の一種であるフィルム６２を矢印ｄ方向に走行させながら、走行中の前記フィルム６２の表面にバリア層５９を形成するために、前記フィルム６２の表面に開口部５８を対向させて配置される成膜部５０と、前記成膜部５０の開口部５８からバリア粒子ｐをフィルム６２の表面に矢印ｂ方向に放射して所定厚のバリア層５９が堆積形成された中間フィルム６４と、この中間フィルム６４を矢印ｄ方向に走行させる駆動装置（図示せず）から構成されている。
【０１３５】
前記成膜部５０は加熱フィラメント型成膜装置からなり、原料ガス導入口５２から原料ガスを矢印ａ方向に供給し、電源５５の通電制御により赤熱した加熱フィラメント５４で前記原料ガスを分解・会合させてバリア粒子ｐを大量に製造し、これらのバリア粒子ｐを開口部５８から矢印ｂ方向に放射して、フィルム６２の表面にバリア粒子ｐを堆積させてバリア層５９を形成している。開口長Ｌ（ｍ）は開口部５８のフィルム６２の走行方向の長さであり、フィルム６２が走行中に前記開口部５８に対面している間に、バリア層５９がフィルム６２の表面にドットで表されるように堆積して成膜される。フィルム６２はバリア層５９が成膜されて中間フィルム６４となって走行してゆく。
【０１３６】
このガスバリア製造装置６０において、前記成膜部５０は、フィルム６２が静止状態にある場合にバリア層５９の膜厚方向の堆積速度としてＲ（ｎｍ／分）の性能を有しているとする。前記成膜部５０により堆積されるべきバリア層の膜厚をＤ（ｎｍ）とすると、堆積完了時間Ｔ(分)はＴ＝Ｄ/Ｒで与えられる。つまり、この堆積完了時間Ｔ(分)の間、フィルム６２は前記開口部５８に連続的に対面する必要がある。そのために、前記成膜部５０の開口部５８の走行方向の開口長がＬ（ｍ）とすると、前記フィルム６２の走行速度Ｖ（ｍ／分）はＬ／Ｔ（ｍ／分）に設定される。即ち、Ｖ＝ＬＲ／Ｄで与えられる走行速度Ｖ（ｍ／分）に設定される必要がある。当該ガスバリア製造装置６０はこの走行速度設定に特徴を有している。
【０１３７】
図２１は、本発明に係る表示装置の製法において、フレキシブル基板（ベース基板の一種）２と多層型ガスバリア層１０又は２０が両面で密接している図（１Ａ）の積層形態をとる表示装置Ａを連続的に製造する製造装置の概略図である。
供給ロール６３は供給ローラ６１に裏面側のフレキシブル基板２のフィルム６２を巻回して構成されたもので、供給ロール６３が矢印ｃ方向に巻回されると、フィルム６２が矢印ｄ方向に供給されて走行してゆく。ベース基板の一種であるフィルム６２は裏面側用の多層型ガスバリア層製造部へと走行してゆく。つまり、裏面側に３層の多層型ガスバリア層２０を形成するために、走行するフィルム６２の表面に対向して、３台の成膜部５０ａ、５０ｂ、５０ｃが走行方向に配置されており、成膜部５０ａ、５０ｂ、５０ｃは、開口長Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃの長さからなる開口部５８ａ、５８ｂ、５８ｃを夫々有している。成膜部５０ａにより第１層目のバリア層５９ａが成膜され、成膜部５０ｂにより第２層目のバリア層５９ｂが成膜され、成膜部５０ｃにより第３層目のバリア層５９ｃが成膜される。例えば、第１層目のバリア層５９ａはＳ層であり、第２層目のバリア層５９ｂはＮ層であり、第３層目のバリア層５９ｃはＦ層である。４層以上のバリア層であれば、必要なだけ成膜部を連接すればよい。この結果、フィルム６２に裏面側の多層型ガスバリア層２０を形成した第１中間フィルム６４が生成される。
【０１３８】
前記成膜部５０ａ、５０ｂ、５０ｃの夫々において、フィルム６２が静止状態にある場合にバリア層５９ａ、５９ｂ、５９ｃの膜厚方向の堆積速度としてＲｉ（ｎｍ／分）の性能を有しているとする。前記成膜部５０ａ、５０ｂ、５０ｃにより堆積されるべきバリア層５９ａ、５９ｂ、５９ｃの膜厚がＤｉ（ｎｍ、ｉ＝１〜３）とすると、各バリア層５９ａ、５９ｂ、５９ｃの堆積完了時間Ｔｉ(分)はＴｉ＝Ｄｉ／Ｒｉである。
前記フィルム６２が前記成膜部５０ａ、５０ｂ、５０ｃの夫々に対し共通した走行速度Ｖ（ｍ／分）で走行する必要があるから、前記成膜部５０ａ、５０ｂ、５０ｃの夫々の開口部５８ａ、５８ｂ、５８ｃの走行方向の開口長をＬｉ（ｍ、ｉ＝１〜３）とすると、前記成膜部の夫々の開口長はＬｉ（ｍ）＝Ｖ（ｍ／分）×Ｔｉ（分）＝Ｖ（ｍ／分）×Ｄｉ/Ｒｉ（分）に設定される必要がある。ここで、Ｌ１＝Ｌａ、Ｌ２＝Ｌｂ、Ｌ３＝Ｌｃである。このガスバリア製造部はこの開口長Ｌｉ（ｍ）（ｉ＝１〜ｎ）の設定に特徴を有している。
【０１３９】
第１中間フィルム６４は小ローラ７１、７２により発光積層体製造部へと矢印ｅ方向に進行する。発光積層体製造部は画素回路層作成部８１、有機ＥＬ層作成部８２、カラーフィルタ層作成部８３からなる。これらは全て印刷装置から構成されており、第１中間フィルム６４の上に、画素回路層４、有機ＥＬ層５及びカラーフィルタ層６が順次積層されてゆき、第２中間フィルム６５が生成される。従って、この工程で裏面側の多層型ガスバリア層２０の上に、画素回路層４、有機ＥＬ層５及びカラーフィルタ層６からなる発光積層体１が連続的に生成される。
勿論、前記発光積層体製造部は画素回路層作成部８１、有機ＥＬ層作成部８２、平坦化層作成部８３から構成されてもよく、この場合には、裏面側の多層型ガスバリア層２０の上に、画素回路層４、有機ＥＬ層５及び平坦化層６からなる発光積層体１が連続的に生成されることになる。
【０１４０】
第２中間フィルム６５は小ローラ７３、７４により表側用の多層型ガスバリア層製造部へと矢印ｆ方向に進行する。つまり、表面側に３層の多層型ガスバリア層１０を形成するために、走行する第２中間フィルム６５の表面に対向して、３台の成膜部５０ｄ、５０ｅ、５０ｆが走行方向に順次配置されており、成膜部５０ｄ、５０ｅ、５０ｆは、開口長Ｌｄ、Ｌｅ、Ｌｆの長さからなる開口部５８ｄ、５８ｅ、５８ｆを夫々有している。成膜部５０ｄにより第３層目のバリア層５９ｄが成膜され、成膜部５０ｅにより第２層目のバリア層５９ｅが成膜され、成膜部５０ｆにより第１層目のバリア層５９ｆが成膜される。例えば、第３層目のバリア層５９ｄはＦ層であり、第２層目のバリア層５９ｅはＮ層であり、第１層目のバリア層５９ｆはＳ層である。４層以上のバリア層であれば、必要なだけ成膜部を連接すればよい。この結果、第２中間フィルム６５に表面側の多層型ガスバリア層１０を形成した第３中間フィルム６６が生成される。
【０１４１】
前記成膜部５０ｄ、５０ｅ、５０ｆの夫々において、第２中間フィルム６５が静止状態にある場合にバリア層５９ｄ、５９ｅ、５９ｆの膜厚方向の堆積速度としてＲｉ（ｎｍ／分）の性能を有しているとする。前記成膜部５０ｄ、５０ｅ、５０ｆにより堆積されるべきバリア層５９ｄ、５９ｅ、５９ｆの膜厚がＤｉ（ｎｍ、ｉ＝１〜３）とすると、各バリア層５９ｄ、５９ｅ、５９ｆの堆積完了時間Ｔｉ(分)はＴｉ＝Ｄｉ／Ｒｉである。
前記第２中間フィルム６５が前記成膜部５０ｄ、５０ｅ、５０ｆの夫々に対し共通した走行速度Ｖ（ｍ／分）で走行する必要があるから、前記成膜部５０ｄ、５０ｅ、５０ｆの夫々の開口部５８ｄ、５８ｅ、５８ｆの走行方向の開口長をＬｉ（ｍ、ｉ＝１〜３）とすると、前記成膜部の夫々の開口長はＬｉ（ｍ）＝Ｖ（ｍ／分）×Ｔｉ（分）＝Ｖ（ｍ／分）×Ｄｉ/Ｒｉ（分）に設定される必要がある。ここで、Ｌ１＝Ｌｄ、Ｌ２＝Ｌｅ、Ｌ３＝Ｌｆである。このガスバリア製造部はこの開口長Ｌｉ（ｍ）（ｉ＝１〜ｎ）の設定に特徴を有している。
【０１４２】
第３中間フィルム６６は小ローラ７５、７６により表面側のフレキシブル基板フィルムを積層するために矢印ｇ方向へと進行する。張付ロール８６は張付ローラ８５に表面側のフレキシブル基板フィルムである張付フィルム８４を巻回して構成されている。また、巻取ロール８９は巻取ローラ８８に完成フィルム８７を巻回して構成されており、巻取モータＭにより巻取駆動される。全体のフィルム走行はこの巻取モータＭも駆動力により実現され、図示はしないが補助モータも助成している。
第３中間フィルム６６が矢印ｇ方向に進行すると、張付ロール８６から進行する張付フィルム８４と重なり合って接着し、表面側の多層型ガスバリア層１０を被覆するように、張付フィルム８４が第３中間フィルム６６に接着重合して矢印ｈ方向に進行して完成フィルム８７が生成される。この完成フィルム８７は巻取ローラ８８に巻き取られて巻取ロール８９になる。
以上のように、フィルム６２の表面に裏面側の多層型ガスバリア層２０が生成され、その上に発光積層体１が生成され、その上に表面側の多層型ガスバリア層１０が生成され、最後に、その上に張付フィルム８４を接着して完成フィルム８７が連続的に生成回収される。フィルム６２と張付フィルム８４はフレキシブル基板フィルムであるから、完成フィルム８７は表示装置フィルムである。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
本発明によれば、表示装置に設けられる多層型ガスバリア層をＳ層、Ｎ層、Ｆ層の特別な積層形態で多層化することにより、表示装置の発光積層体における水蒸気透過率を１０−５〜１０−６（ｇ／ｍ2／ｄａｙ）の極超ハイバリア状態に設定することに成功した。同時に、この極超ハイバリア特性を満足する多層型ガスバリア層を有した表示装置の製造方法を実現したものであり、フレキシブルディスプレイの量産方法を提供したものである。
【符号の説明】
【０１４４】
Ａ        表示装置
１        発光積層体
２        フレキシブル基板（ベース基板の一種）
３        接着層
４        画素回路層
５        有機ＥＬ層
６        カラーフィルタ層
８        ガラス基板
９        剥離層
１０      表面側の多層型ガスバリア層
１１      表面側第１層
１２      表面側第２層
１３      表面側第３層
１４      表面側第４層
１５      表面側第５層
１６      表面側第６層
２０      裏面側の多層型ガスバリア層
２１      裏面側第１層
２２      裏面側第２層
２３      裏面側第３層
２４      裏面側第４層
３０      外側（大気側）の多層型ガスバリア層
３１      外側第１層
３２      外側第２層
３３      外側第３層
３４      外側第４層
３５      外側第５層
３６      外側第６層
４０      内側（発光積層体側）の多層型ガスバリア層
４１      内側第１層
４２      内側第２層
４３      内側第３層
４４      内側第４層
５０      成膜部
５０ａ    成膜部（成膜装置）
５０ｂ    成膜部（成膜装置）
５０ｃ    成膜部（成膜装置）
５０ｄ    成膜部（成膜装置）
５０ｅ    成膜部（成膜装置）
５０ｆ    成膜部（成膜装置）
５２      原料ガス導入口
５４      加熱フィラメント
５５      電源
５８      開口部
５８ａ    開口部
５８ｂ    開口部
５８ｃ    開口部
５８ｄ    開口部
５８ｅ    開口部
５８ｆ    開口部
５９      バリア層
５９ａ    バリア層
５９ｂ    バリア層
５９ｃ    バリア層
５９ｄ    バリア層
５９ｅ    バリア層
５９ｆ    バリア層
６０      ガスバリア製造装置
６１      供給ローラ
６２      フィルム（ベース基板の一種）
６３      供給ロール
６４      第１中間フィルム
６５      第２中間フィルム
６６      第３中間フィルム
７１      小ローラ
７２      小ローラ
７３      小ローラ
７４      小ローラ
７５      小ローラ
７６      小ローラ
８１      画素回路層作成部
８２      有機ＥＬ層作成部
８３      カラーフィルタ層作成部（平坦化層作成部）
８４      張付フィルム
８５      張付ローラ
８６      張付ロール
８７      完成フィルム
８８      巻取ローラ
８９      巻取ロール
ａ        原料ガスの導入方向
ｂ        バリア粒子の放射方向
ｃ        供給ロールの回転方向
ｄ        フィルムの走行方向
ｅ        第１中間フィルムの走行方向
ｆ        第２中間フィルムの走行方向
ｇ        第３中間フィルムの走行方向
ｈ        完成フィルムの走行方向
ｐ        バリア粒子
ｖ        浮遊結合手（ダングリングボンド）
Ｄ        バリア層の膜厚
Ｌ        開口部の開口長
Ｌａ      開口部の開口長
Ｌｂ      開口部の開口長
Ｌｃ      開口部の開口長
Ｌｄ      開口部の開口長
Ｌｅ      開口部の開口長
Ｌｆ      開口部の開口長
Ｒ        バリア層の堆積速度
Ｔ        堆積完了時間
Ｖ        フィルムの走行速度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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