(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１層以上のガスバリア層と基材層から成るプラスチック基板において該ガスバリア層が少なくとも珪素、酸素、窒素、マグネシウム、フッ素を含み、該ガスバリア層の原子比率が珪素３３〜３８ａｔｏｍ％、酸素３３〜５３ａｔｏｍ％  、窒素４〜２３ａｔｏｍ％、マグネシウム０．３〜３．３ａｔｏｍ％、フッ素０．７〜６．７ａｔｏｍ％の範囲であることを特徴とする表示用プラスチック基板。
【請求項２】
該ガスバリア層の膜厚が２００Å  以上１５００Å  未満で、５５０ｎｍの光線透過率が９０％以上であり、酸素透過度が０．１ｃｍ３／ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ未満で、且つ水蒸気透過度が０．１ｇ／ｍ２・ｄａｙ未満である請求項１に記載の表示用プラスチック基板。
【請求項３】
基材層がＴｇあるいは熱分解温度が１８０℃以上であり１５０℃から１８０℃の熱線膨張係数が９０ｐｐｍ未満のプラスチックを含む請求項１乃至２に記載の表示用プラスチック基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として液晶表示装置等に用いられる表示素子用プラスチック基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶，プラズマディスプレイ，エレクトロルミネッセンス（ＥＬ），蛍光表示管，発光ダイオ−ド等のディスプレイ基材としてはガラス板が多く用いられているが、割れ易い、曲げられない、比重が大きく軽量化に不向き等の問題から、近年、ガラス板の代わりにプラスチック素材を用いる試みが数多く行われるようになってきた。しかし、プラスチックではいかなる樹脂においてもガスを吸収・透過する性質を持ち、ガラス板に比べ、水蒸気の吸収による基板寸法変化、酸素ガスの透過による液晶の劣化が問題であった。そこで、酸化ケイ素、酸化アルミニウムを初めとする透明な金属酸化被膜をガス・水蒸気バリアとしてプラスチックに積層する事が行われているが、バリア性能は酸素で０．１ｃｍ3／ｍ2・２４ｈ・ａｔｍ 、水蒸気で０．１ｇ／ｍ2・ｄａｙを安定して維持させることが困難であった。
【０００３】
近年の表示素子の高品位化により、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置等のより高精細な回路パターンが要求されるようになると、基板に含まれるわずかな水分量による寸法変化が、画質に影響するようになり、水蒸気透過率としては、さらに高いバリア性能が要求されるようになってきている。また、酸素透過率に関しても、液晶の酸化による劣化から規定されているが、この値にしてもより高寿命な液晶基板が求められるようになっており、この値も同様に０．１ｃｍ3／ｍ2・２４ｈ・ａｔｍ以下が要求されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、高いガス・水蒸気バリア性を有し、高品位・高寿命のプラスチック表示用基板を提供するものである。
【０００５】
【問題を解決するための手段】
すなわち本発明は、
（１）少なくとも１層以上のガスバリア層と基材層から成るプラスチック基板において該ガスバリア層が少なくとも珪素、酸素、窒素、マグネシウム、フッ素を含み、該ガスバリア層の原子比率が珪素３３〜３８ａｔｏｍ％、酸素３３〜５３ａｔｏｍ％  、窒素４〜２３ａｔｏｍ％、マグネシウム０．３〜３．３ａｔｏｍ％、フッ素０．７〜６．７ａｔｏｍ％の範囲であることを特徴とする表示用プラスチック基板。
（２）該ガスバリア層の膜厚が２００Å  以上１５００Å  未満で、５５０ｎｍの光線透過率が９０％以上であり、酸素透過度が０．１ｃｍ３／ｍ２・２４ｈ・ａｔｍ未満で、且つ水蒸気透過度が０．１ｇ／ｍ２・ｄａｙ未満である（１）に記載の表示用プラスチック基板。
（３）基材層がＴｇあるいは熱分解温度が１８０℃以上であり１５０℃から１８０℃の熱線膨張係数が９０ｐｐｍ未満のプラスチックを含む（１）乃至（２）に記載の表示用プラスチック基板。
である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明のプラスチック表示用基板は、少なくとも１層以上のガスバリア層が少なくとも珪素、酸素、窒素、マグネシウム、フッ素の５つの成分を全て含むものである。各々の原子の比率としては、珪素が３３〜３８ａｔｏｍ％で、酸素が３３〜５３ａｔｏｍ％、窒素が４〜２３ａｔｏｍ％であり、マグネシウムが０．３〜３．３ａｔｏｍ％、フッ素は０．７〜６．７ａｔｏｍ％の範囲が好ましい。酸素原子の比率が高すぎるとガスバリア性能に劣り、逆に低すぎると５５０ｎｍの光線透過率が９０％以下に低下し、透明性が悪くなる。次に窒化およびマグネシウム原子の場合は逆に構成比率が高すぎると透明性が悪くなり、低すぎるとガスバリア性能が劣り、酸素透過度（ＪＩＳ  Ｋ７１２６のＢ法（等圧法））が０．１ｃｍ3／ｍ2・２４ｈ・ａｔｍ未満で、且つ水蒸気透過度（ＪＩＳ  Ｋ７１２９のＢ法（赤外センサー法））が０．１ｇ／ｍ2・ｄａｙ未満というバリア性能を満足することができなくなる。
【０００７】
本発明では、以上の３成分比率が特に重要であり、珪素、フッ素は化学結合的に付随的に決定されるが、ちなみに珪素は３３〜３８ａｔｏｍ％程度に収束する。この範囲を外れると酸素、窒素の比率が結晶学的に外れ、着色などの弊害が生じる。又、フッ素については０．７〜６．７％程度の範囲に同じく収束されるが、この範囲を外れるとやはり着色などの弊害が生じる。
【０００８】
尚、 又、該ガスバリアの膜厚は２００Å  以上１５００Å  未満が好ましい。膜厚が厚すぎる場合は５５０ｎｍでの光線透過率が９０％以上を得る事は出来ない。膜厚が薄いと不連続膜となり、ガスバリア性能を満足することができなくなる。
本発明の基材層はＴｇあるいは熱分解温度が１８０℃以上であり１５０℃から１８０℃の線膨張係数係数が９０ｐｐｍ未満の樹脂を少なくとも含むのが好ましい。これは液晶基板の製造工程に耐えうる耐熱性が必要であると共に、線膨張係数が９０ｐｐｍを越える様な基板ではバリア膜にストレスが内在し、初期値は目的のバリア値を確保出来ても経時変化でバリア特性が劣化するためである。好ましい樹脂の例としては、ポリアクリレート樹脂、カルドポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができる。また、これらの樹脂の他にシリカ、アルミナ、ジルコニア等の無機フィラーを含有しても良い。
【０００９】
【実施例】
（実施例１）
Ｔｇ３２３℃、線膨張係数７０ｐｐｍ  １００μのカルドポリカーボネートフィルムを用い、ＲＦスパッタ法を用いシリコンターゲット、フッ化マグネシウムターゲットの２源同時成膜により成膜した。但しシリコンターゲット、フッ化マグネシウムターゲット上に８：２になる開口率のマスクを設置した。成膜条件は初期真空度３×１０-6 Torrまで引き、酸素分圧５×１０-4 Torr、窒素分圧７×１０-4 Torrに設定。更にＡｒを導入し全圧３×１０-3 Torrで１０００Åを成膜した。
得られた膜をＥＳＣＡにより元素分析したところ珪素原子、酸素原子、窒素原子、マグネシウム、フッ素の原子比は３４ａｔｏｍ％、４６．７ａｔｏｍ％、１４．３ａｔｏｍ％、１．７ａｔｏｍ％、３．３ａｔｏｍ％であった。また、得られた膜の特性は５５０ｎｍでの透過率は基材込みで９０．０％、酸素透過度は０．０４ｃｍ3／ｍ2・２４ｈ・ａｔｍ、水蒸気透過度は０．０６ｇ／ｍ2・ｄａｙであった。
【００１０】
（実施例２）
ＴＴｇ２２３℃、線膨張係数８８ｐｐｍ  １００μのポリエーテルサルフォンフィルムを用い、ＲＦスパッタ法を用い実施例１と同一のマスクを設置し、シリコンターゲット、フッ化マグネシウムターゲットの２源同時成膜により１０００Å成膜した。成膜条件は初期真空度３×１０-6 Torrまで引き、酸素分圧５×１０-4 Torr、窒素分圧２×１０-4 Torrに設定。更にＡｒを導入し全圧３×１０-3 Torrで１０００Åを成膜した。
得られた膜をＥＳＣＡにより元素分析したところ珪素原子、酸素原子、窒素原子、マグネシウム、フッ素の原子比は３８ａｔｏｍ％、５１．５ａｔｏｍ％、４ａｔｏｍ％、２．７ａｔｏｍ％、３．８ａｔｏｍ％であった。また、得られた膜の特性は５５０ｎｍでの透過率は基材込みで９０．２％、酸素透過度は０．０８ｃｍ3／ｍ2・２４ｈ・ａｔｍ 、水蒸気透過度は０．０９ｇ／ｍ2・ｄａｙであった。
【００１１】
（比較例１）
Ｔｇ２２３℃、線膨張係数８８ｐｐｍ  １００μのポリエーテルサルフォンフィルムを用い、ＲＦスパッタ法を用いシリコンターゲットにより成膜した。同様に成膜条件は初期真空度３×１０-6 Torrまで引き、酸素分圧５×１０-4 Torr, 窒素分圧７×１０-4 Torrに設定。更にＡｒを導入し、全圧３×１０-4 Torr で１０００Åを成膜した。
得られた膜をＥＳＣＡにより元素分析したところ珪素原子、酸素原子、窒素原子の原子比は３５．３ａｔｏｍ％、５３．３ａｔｏｍ％、１１．４ａｔｏｍ％であった。 また、得られた膜の特性は５５０ｎｍでの透過率は基材込みで９０．３％、酸素透過度は０．１８ｃｍ3／ｍ2・２４ｈ・ａｔｍ 、水蒸気透過度は０．２５ｇ／ｍ2・ｄａｙであった。
【００１２】
（比較例２）
Ｔｇ２２３℃、線膨張係数８８ｐｐｍ  １００μのポリエーテルサルフォンフィルムを用い、ＲＦスパッタ法を用いシリコンターゲットにより成膜した。同様に成膜条件は初期真空度３×１０-6 Torrまで引き、酸素分圧５×１０-4 Torrに設定。更にＡｒを導入し、全圧３×１０-4 Torr で１０００Åを成膜した。
得られた膜をＥＳＣＡにより元素分析したところ珪素原子、酸素原子の原子比は３５．７ａｔｏｍ％、６４．３ａｔｏｍ％であった。また、得られた膜の特性は５５０ｎｍでの透過率は基材込みで８９．２％、酸素透過度は１．１ｃｍ3／ｍ2・２４ｈ・ａｔｍ 、水蒸気透過度は１．９ｇ／ｍ2・ｄａｙであった。
【００１３】
【発明の効果】
以上本発明によれば酸素バリア、水蒸気バリアで０．１ｃｃ、０．１ｇを切る今までにない表示用基板として作製出来るので、本発明は、産業上極めて有用である。