(57)【要約】【課題】  液晶素子表示体又は有機ＥＬ素子表示体に係る部材として、好適な水蒸気バリア性を有し、且つ、液晶素子表示体又は有機ＥＬ素子表示体の製造プロセスによって水蒸気バリア性の劣化が少ない透明ガスバリア基板を提供する。【解決手段】下記の透明ガスバリア基板を提供する。［１］透明樹脂基板の片面又は両面に、酸窒化ケイ素層及び窒化ケイ素層が、この順に積層されてなる透明ガスバリア基板。［２］酸窒化ケイ素層が、ラザフォード後方散乱法（ＲＢＳ法）で観測される酸素の元素比率をｘ、窒素の元素比率をｙとしたとき、０．３０≦ｘ/(ｘ＋ｙ)≦０．９０で示される条件を満たすものである、前記［１］記載の透明ガスバリア基板。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明樹脂基板の片面又は両面に、酸窒化ケイ素層及び窒化ケイ素層が、この順に積層されてなる透明ガスバリア基板。
【請求項２】
透明樹脂基板の両面に、酸窒化ケイ素層及び窒化ケイ素層が、この順に積層されてなる請求項１記載の透明ガスバリア基板。
【請求項３】
酸窒化ケイ素層が、ラザフォード後方散乱法（ＲＢＳ法）で観測される酸素の元素比率をｘ、窒素の元素比率をｙとしたとき、０．３０≦ｘ/(ｘ＋ｙ)≦０．９０で示される条件を満たす酸窒化ケイ素層である請求項１又は２に記載の透明ガスバリア基板。
【請求項４】
酸窒化ケイ素層が、触媒化学気相堆積法を用いて製造されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の透明ガスバリア基板。
【請求項５】
窒化ケイ素層が、触媒化学気相堆積法を用いて製造されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の透明ガスバリア基板。
【請求項６】
酸窒化ケイ素層の層厚が１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、且つ、窒化ケイ素層の層厚が１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の透明ガスバリア基板。
【請求項７】
透明樹脂基板を構成する樹脂が、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンナフタレート、ポリノルボルネンからなる群から選ばれる少なくとも１種の樹脂である請求項１〜６のいずれかに記載の透明ガスバリア基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水蒸気バリア性を有する透明ガスバリア基板に関する。さらに詳しくは、液晶表示体又は有機エレクトロルミネッセンス表示体の製造に係る部材として、好適な透明ガスバリア基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の表示装置において近年、液晶素子を用いた表示体や有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と略す）を用いた表示体が実用化され、従来のＣＲＴを用いた表示装置を置き換えていく状況にある。
【０００３】
液晶素子又は有機ＥＬ素子は、主としてガラス基板上に形成され、表示体として実用化されている。これらの素子は、素子自体が極度に水分に弱いため、当該素子を用いた表示体の製造には、水蒸気バリア性を備えた封止用部材が必要であり、このような水蒸気バリア性を備えた部材としては、ガラス基板あるいは金属基板が用いられていた。特に、これまで実用化されている有機ＥＬ素子を用いた表示体では、ガラス基板間あるいはガラス基板−金属基板間に素子が封止されており、さらに、水蒸気バリア性を備えた部材の中で、透明性が必要な部材は、ガラス基板のみが実用化されていた。
【０００４】
このように、水蒸気バリア性に優れる部材として、実用化されているガラス基板は、重量が重く、衝撃によって割れやすいという欠点があるため、特に持ち運び可能な表示装置に適用するのは困難であった。そこで、ガラス基板に替わる、軽量且つ耐衝撃性の優れる透明ガスバリア基板、及び該透明ガスバリア基板を部材として用いた表示体の開発が望まれていた。
【０００５】
透明ガスバリア基板に用いられる透明素材には、ガラス基板と同等以上の、高い水蒸気バリア性、透明性、耐熱性及び軽量性等の要求性能が必要であり、特に軽量性が期待できる樹脂材料を用いた透明ガスバリア基板が望まれている。しかし、市販の樹脂材料を、そのまま使用するだけでは、前記の要求性能を全て満足することは非常に困難であり、これまで種々の検討がなされてきた。一例を挙げると、透明樹脂基板上に、ケイ素単体ターゲットの窒素含有雰囲気中スパッタリングにより窒化ケイ素膜を形成した透明ガスバリア基板（特許文献１）、樹脂基材上に酸窒化ケイ素層Ａ、さらにその上に酸窒化ケイ素層Ｂの順に、スパッタリングを用いて積層してなり、酸窒化ケイ素層Ａの元素濃度比O/(O+N)が酸窒化珪素層Ｂの元素濃度比O/(O+N)よりも小さい透明水蒸気バリアフィルム（特許文献２）などが検討されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−４２５０２号公報
【特許文献２】特開２００３−２０６３６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の、透明樹脂基板を用いた透明ガスバリア基板では、基板の製造初期における水蒸気バリア性は優れているが、液晶素子表示体製造プロセス、有機ＥＬ素子表示体製造プロセスでの電極用透明金属膜成膜工程やカラーフィルター層作成工程など、前記透明ガスバリア基板自体に、１５０℃以上の熱履歴が加わる工程を経たとき、透明樹脂基板上に積層された透明無機層（窒化ケイ素層又は酸窒化ケイ素層）にクラックが生じ、水蒸気バリア性が著しく劣化するといった問題があった。
本発明の目的は、液晶素子表示体又は有機ＥＬ素子表示体に係る部材として、好適な水蒸気バリア性を有し、且つ、液晶素子表示体又は有機ＥＬ素子表示体の製造プロセスによっても、水蒸気バリア性の劣化が少ない透明ガスバリア基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、透明樹脂基板上に、特定の積層構造を形成せしめた積層基板が、上記課題で示した、表示体製造プロセスによる水蒸気バリア性の劣化を抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、透明樹脂基板の片面又は両面に、酸窒化ケイ素層及び窒化ケイ素層が、この順に積層されてなる透明ガスバリア基板を提供するものである。このような透明ガスバリア基板は、表示体製造プロセスによる水蒸気バリア性の劣化が小さいガスバリア基板となる。
【０００９】
さらに、本発明は透明樹脂基板の両面に、酸窒化ケイ素層及び窒化ケイ素層が、この順に積層されてなる透明ガスバリア基板を提供する。こうすると、水蒸気バリア性が、さらに良好なガスバリア基板を得ることができる。
【００１０】
さらに、本発明の透明ガスバリア基板は、酸窒化ケイ素層が、ラザフォード後方散乱法（ＲＢＳ法）で観測される酸素元素比率をｘ、窒素元素比率をｙとしたとき、０．３０≦ｘ/(ｘ＋ｙ)≦０．９０で示される条件を満たすものであると好ましい。このようにすると、酸窒化ケイ素層が柔軟性に優れ、フレキシブルな透明ガスバリア基板が得られる。
【００１１】
さらに、本発明の透明ガスバリア基板において、その積層構造を構成する酸窒化ケイ素層及び／又は窒化ケイ素層が、触媒化学気相堆積法を用いて製造される透明ガスバリア基板が好ましい。触媒化学気相堆積法は、大面積の透明ガスバリア基板の製造が容易であり、生産性に優れるため好ましい。
【００１２】
また、本発明の透明ガスバリア基板は、その積層構造を構成する酸窒化ケイ素層の層厚が１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、且つ、窒化ケイ素層の層厚が１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが、特に好ましい。こうすると、水蒸気バリア性及び透明性が良好となるばかりか、より軽量の基板が得られるため好ましい。
【００１３】
また、本発明は、前記の透明樹脂基板を構成する樹脂が、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンナフタレート、ポリノルボルネンからなる群から選択された少なくとも１種の樹脂である透明ガスバリア基板を提供する。前記の透明樹脂基板は、表面平坦性に優れた樹脂基板を容易に入手でき、当該樹脂基板上に、酸窒化ケイ素層及び窒化ケイ素層を製造することが容易となるため好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、透明、且つ水蒸気バリア性が高く、さらに熱処理による水蒸気バリア性の劣化が小さい透明ガスバリア基板が得られ、当該透明ガスバリア基板は、液晶素子表示体や有機ＥＬ素子表示体の部材として、好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
【００１６】
本発明の透明ガスバリア基板は、透明樹脂基板の片面又は両面に、酸窒化ケイ素層及び窒化ケイ素層が、この順に積層された透明ガスバリア基板である。ここで、透明であるとは、可視光に対する透過度が７０％以上であることを示す。
酸窒化ケイ素層とは、ケイ素、酸素及び窒素から構成された層を示し、窒化ケイ素層とは、ケイ素及び窒素から構成された層を示すものである。ここで、酸窒化ケイ素層及び窒化ケイ素層ともに、後述の製膜方法によっては、数ppm乃至数百ppm程度の他元素を不純物として含む場合もあるが、本発明では、このように微量の不純物元素を含む酸窒化ケイ素層又は窒化ケイ素層でも適用できる。
【００１７】
特に、透明樹脂基板の両面に、酸窒化ケイ素層及び窒化ケイ素層が、この順に積層されてなる透明ガスバリア基板が好ましい。この透明ガスバリア基板は、透明樹脂基板の片面に、酸窒化ケイ素層（第１の酸窒化ケイ素層）及び窒化ケイ素層（第１の窒化ケイ素層）が、この順に積層された面に対して、裏面の透明樹脂基板上に、第２の酸窒化ケイ素層及び第２の窒化ケイ素層が、この順に積層された透明バリアガラス基板である。
【００１８】
ここで、酸窒化ケイ素層又は窒化ケイ素層の製造方法は、特に限定されないが、例えば、抵抗加熱蒸着法、電子線蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法等、当該分野で、通常工業的に用いられる製膜方法のいずれも用いることできる。なかでも、スパッタリング法又はＣＶＤ法が好ましい。
ここで、スパッタリング法による酸窒化ケイ素層の製造方法としては、前記特許文献２に記載の方法あるいは特開２００３−２６２７５０号公報に記載の方法が例示でき、ＣＶＤ法による酸窒化ケイ素層の製造方法としては、特開２００１−１５６９６号公報に記載の方法が例示できる。また、スパッタリング法による窒化ケイ素層の製造方法としては、特開２００４−４２５０２号公報に記載の方法が例示でき、ＣＶＤ法による窒化ケイ素層の製造方法としては特開２００４−６３３０４号公報に記載の方法あるいは特開２００５−１１１７２９号公報に記載の方法が例示できる。
【００１９】
本発明の透明ガスバリア基板において、透明樹脂基板に対して片面又は両面に積層された酸窒化ケイ素膜層におけるケイ素、酸素、窒素に係る各元素の存在比率については特に限定されるものではないが、ラザフォード後方散乱分析法（以下、ＲＢＳ法と呼ぶ）にて観測される酸素元素比率をｘ、窒素元素比率をｙで表し、ｘ/（ｘ＋ｙ）を、酸素含有比率を示す指標（以下、酸素含有指標と呼ぶ）とした場合、０．３０≦ｘ/（ｘ＋ｙ）≦０．９０で示される条件を満たす酸窒化ケイ素層であることが好ましい。ここで、酸素含有指標が０．３０未満の場合には、水蒸気バリア性が高いものの柔軟性に乏しくなる傾向があり、一方、酸素含有指標が０．９０を超える場合には、水蒸気バリア性自体が低下する傾向がある。前記酸素含有指標の最小値は、０．３５以上であると、さらに好ましく、一方、前記酸素含有指標の最大値は、０．８１以下であると、さらに好ましい。
ここで、ＲＢＳ法による酸窒化ケイ素層における酸素元素比率ｘ、窒素元素比率ｙを求める方法を簡単に説明する。酸窒化ケイ素層を備えた基板試料に対し、Ｈｅイオンを酸窒化ケイ素層表面に入射し、発生する散乱Ｈｅの散乱方向とエネルギーによって、酸窒化ケイ素層中の各元素の同定、及び同定された各元素の存在比率を求められるものであり、標準物質を用いたキャリブレーションを必要とせず、ある深さでの元素存在比率を求めることができる。本発明における酸素元素比率ｘ及び窒素元素比率ｙは、酸窒化ケイ素層の深さ方向で観測した酸素元素比率、窒素元素比率の平均値で表す。また、ＲＢＳ法は、酸窒化ケイ素層の上層として、窒化ケイ素層を備えた積層板の場合、上層の窒化ケイ素層表面にＨｅイオンを照射し、深さ方向の酸素元素比率を観測することで、上層の窒化ケイ素層及び下層の酸窒化ケイ素層における、酸素元素比率ｘ及び窒素元素比率ｙを、それぞれ求めることもできる。
【００２０】
前記の、酸素含有指標が０.３０以上０.９０以下の酸窒化ケイ素層を製造する方法としては、通常、スパッタリング法、ＣＶＤ法等では、導入ガス種、導入ガス流量又は圧力等の製造因子を調節することで達成され、適宜予備実験を行うことで決定できる。該予備実験としては、前記の製造因子を種々変更しながら、透明樹脂基板上に酸窒化ケイ素層の製造を行い、得られた酸窒化ケイ素層の酸素含有指標を上述のＲＢＳ法で求めることで、酸窒化ケイ素膜の製造方法を決定する方法が挙げられる。また、前記の予備実験において、透明樹脂基板に替えて、シリコンウェハーを用い、酸窒化ケイ素層の製造に係る予備実験を行い、求められた酸窒化ケイ素層の製造条件を、透明樹脂基板上に使用する方法でもよい。このように、シリコンウェハーを用いた予備実験では、酸素含有指標の制御だけでなく、後述のように、目標とする層厚の酸窒化ケイ素層が得られる製造条件を容易に求めることができるため、好ましい。
【００２１】
また、本発明の透明ガスバリア基板において、透明樹脂基板の両面に酸窒化ケイ素層が積層された基板の場合、前記第１の酸窒化ケイ素層及び前記第２の酸窒化ケイ素層の酸素含有指標は、互いに同じであっても異なっていても良く、これらのなかで、どちらかの酸窒化ケイ素層の酸素含有指標が０．３０以上０．９以下の範囲内であることが好ましく、両方の酸窒化ケイ素層の酸素含有指標が０．３０以上０．９０以内の範囲内であることが最も好ましい。
【００２２】
本発明における酸窒化ケイ素層および窒化ケイ素層の製造方法としては、上記の製膜方法の中でもＣＶＤ法が、特に好ましく、さらにＣＶＤ法の中でも、触媒化学気相堆積法がとりわけ好ましい。
触媒化学気相堆積法とは、ガス分子を加熱した触媒体表面で接触分解することにより発生する活性種を用いたＣＶＤ法であり、近年注目されている成膜方法である。触媒化学気相堆積法によれば、１００℃以下の低温で、広い面積に渡り均一な酸窒化ケイ素層あるいは窒化ケイ素層を製造することができ、特に本発明のように、樹脂基板に対し、積層する場合において、量産化が容易であり、特に好適である。さらに樹脂基板をロールのまま装置内に設置して連続的に成膜を行う「Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ方式」が適用できることから、生産性がより高くなるため、特に好ましい。
【００２３】
触媒化学気相堆積法の一例を挙げると、窒化ケイ素層を製造する場合には、ケイ素源としてシランガス、窒素源としてアンモニアガスを用い、積層する基板（被積層基板）を予め真空チャンバー下部にセットしておき、一旦１０-4Ｐａ程度まで減圧した後、チャンバー上部に備えたタングステン線に電流を流して抵抗加熱により表面温度を２０００℃程度まで加熱しながら、チャンバー最上部に設けたシャワーヘッドから原料ガスを導入して、該原料ガスが、タングステン表面で接触分解して生じる活性種を、被積層基板に堆積することで積層させる。
【００２４】
上記方法により成膜される窒化ケイ素層の層厚の制御は、原料ガス導入時間および流量、タングステン線と被積層基板間の距離、チャンバー内の制御圧力等により容易に行うことができる。
また、原料ガスについて上記例示には、シランガス、アンモニアガスを挙げたが代わりにジシランガス、ヒドラジンガス等を用いることもできる。さらに希釈ガスとして水素ガスを任意の割合で混合することも可能である。
【００２５】
また、酸窒化ケイ素層を製造する場合には、上記窒化ケイ素層の製造と同様の装置を用い、原料ガスに上記窒化ケイ素層の場合に用いたシランガス、アンモニアガス以外に新たにヘリウムガスで希釈された酸素ガス（ヘリウム希釈酸素ガス）を用い、当該ヘリウム希釈酸素ガスのみチャンバー上部のタングステン線近くに設置されたガスリングから導入する以外は窒化ケイ素層の製造時と同じ条件で成膜することができる。
【００２６】
ここで、触媒化学気相堆積法による酸窒化ケイ素層の製造方法において、該酸窒化ケイ素層の酸素含有指標を制御する方法は、ガスリングから導入するヘリウム希釈の酸素ガス流量で調整することができる。さらに好ましくは、通常、酸素混合比２体積％に調製したヘリウム／酸素混合ガスを用い、１０ｓｃｃｍ〜１０００ｓｃｃｍの流量範囲で、得られる酸窒化ケイ素層中の酸素含有指標を、ＲＢＳ法で求め、当該酸素含有指標が０.３０以上０.９０以下の範囲内に入るように、前記酸素／ヘリウム混合ガスの流量を調整することで透明樹脂基板上に酸窒化ケイ素層を製造することができる。
また、前記のように、酸窒化ケイ素層を製造する製膜条件を、シリコンウェハー等を用いた予備実験で求めてもよい。
【００２７】
触媒化学気相堆積法を用いて、酸窒化ケイ素層と、窒化ケイ素層とを順次積層する場合、２種類の層を逐次製造（逐次製膜法）しても、連続で製造（連続製膜法）しても良い。
前記逐次製膜法では、まず、透明樹脂基板上に、酸窒化ケイ素層の製造を行った後、チャンバー内の残存ガスを所定の減圧度まで真空排気してから、当該酸窒化ケイ素層上に、窒化ケイ素層を製造することで実施できる。
一方、前記連続製膜法では、酸窒化ケイ素層の製造終了後、タングステン線への電力供給を止めることなくチャンバー内に導入していたヘリウムガス希釈酸素ガス流量を０ｓｃｃｍにして、窒化ケイ素層の製造を行うことにより容易に実施できる。
【００２８】
本発明の透明ガスバリア基板において、酸窒化ケイ素層及び窒化ケイ素層の層厚については、特に限定されるものではないが、酸窒化ケイ素層の層厚が１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましく、５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下がとりわけ好ましい。一方、窒化ケイ素層の層厚は、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましく、２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下がとりわけ好ましい。
【００２９】
酸窒化ケイ素層の層厚および窒化ケイ素層の層厚がともに、１０ｎｍ未満の厚さでは水蒸気バリア性が不十分となる傾向があり、酸窒化ケイ素層の層厚が５００ｎｍを超える場合あるいは窒化ケイ素層の膜厚が２００ｎｍを越える場合は、各層の製造段階において、成膜中に発生する内部応力が原因でクラックが生じたり、酸窒化ケイ素層あるいは窒化ケイ素層の光線透過率が大きく低下し、透明性が悪化する傾向があり、好ましくない。
【００３０】
ここで、前記酸窒化ケイ素層および窒化ケイ素層の、層厚を求める方法としては、ガスバリア基板を破断した断面をＳＥＭ等の顕微鏡観察を行うことで求めることができる。製造上、簡便である観点からは、前記の酸素含有指標と同様に、シリコンウェハーを用いた予備実験を行い、予め、目的とする層厚が得られる製造条件を決定しておくほうが好ましい。通常、触媒化学気相堆積法における、酸窒化ケイ素層又は窒化ケイ素層の製造においては、製造条件が同等であれば、シリコンウェハー上で得られた層厚とほぼ同等の層厚のものを、透明樹脂基板上に製造することができる。
【００３１】
本発明の透明ガスバリア基板に用いられる、透明樹脂基板を構成する樹脂としては、透明であり、且つ、表面が平坦な基板が得られれば、特に制限は無く、例えば、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリアミド、セルローストリアセテート、さらにはポリノルボルネン等の環状ポリオレフィンなどの、いずれも使用することができる。とりわけ、表面平坦性が良好な基板を得ることが容易な、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンナフタレート、ポリノルボルネンが好ましく、これらの樹脂から選ばれた２種以上の樹脂を組み合わせて使用することもできる。ここで２種以上の樹脂を組み合わせる場合、溶融混練等でアロイ化した樹脂基板でも、２種以上の樹脂基板を、熱融着法等を用いて積層させた積層樹脂基板でもよく、透明性、及び樹脂基板自体の表面平坦性を損なわない範囲で使用することができる。
さらに、これら透明樹脂基板の表面に、表面平滑性向上、積層する酸窒化ケイ素層との密着性向上を目的としてアンダーコート処理を行うこともできる。
【実施例】
【００３２】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は実施例により限定されるものでない。
【００３３】
水蒸気透過度の評価方法
透明ガスバリア基板の水蒸気バリア性は、ＪＩＳ  Ｋ７１２９Ａの感湿センサー法に準拠した水蒸気透過度測定装置（ＬＹＳＳＹ社製ＰＥＲＭＥＡＢＩＬＩＴＹ  ＴＥＳＴＥＲ  Ｌ８０−４０００）を用いて、４０℃/９０％ＲＨの条件下にて水蒸気透過度を測定し、水蒸気透過度初期値（Ａ）を求めることで評価した。
さらに、熱処理後の水蒸気バリア性は、上記透明ガスバリア基板を通風乾燥器中で１５０℃×１０分処理した後、上記の水蒸気透過度測定装置を用いて４０℃/９０％ＲＨの条件下にて水蒸気透過度を測定し、熱処理後の水蒸気透過度（Ｂ）を求めた。
【００３４】
実施例１
ポリエーテルスルホン基板（厚さ１００μｍ）をガラス板に固定し、ターボ分子ポンプ、ロードロック機構、ガス導入シャワーヘッド、ヘリウム／酸素混合ガス導入ガスリング、外部取り出し電極端子付タングステン線触媒張り掛け機構を有する真空チャンバー内に導入し、チャンバー内を１０-4Ｐａ以下まで真空引きを行った。この時、触媒タングステン線と、ポリエーテルスルホン基板を支持するガラス板との距離はおよそ２００ｍｍであった。その後、シャワーヘッドよりシランガス、アンモニアガス、水素ガスをそれぞれ１０ｓｃｃｍ、２０ｓｃｃｍ、４００ｓｃｃｍずつ、ガスリングより酸素混合比２体積％のヘリウム/酸素混合ガスを２００ｓｃｃｍ導入し、チャンバー内を２０Ｐａに制御しながら、タングステン線に１００Ｖ程度の電圧をかけ、９００秒間保持して、ポリエーテルスルホン基板上へ酸窒化ケイ素層をおよそ７０ｎｍ堆積した。ここで、酸窒化ケイ素層の層厚は同条件で堆積したシリコンウエハー上の膜厚をエリプソメトリ法にて測定することで算出した。
このようにして得られた、酸窒化ケイ素層の元素組成をＲＢＳ法により定量したところ、酸素含有指標は０．４６であった。
【００３５】
引き続き、チャンバー内をターボ分子ポンプで２分間真空引きして、チャンバー内の残存原料ガスを抜き取り、再度シャワーヘッドよりシランガス、アンモニアガス、水素ガスをそれぞれ１０ｓｃｃｍ、２０ｓｃｃｍ、４００ｓｃｃｍ導入して、チャンバー内を２０Ｐａに制御しながらタングステン線に１００Ｖ程度の電圧をかけ、３００秒間保持して酸窒化ケイ素層上に、窒化ケイ素層をおよそ５０ｎｍ堆積した。ここで、窒化ケイ素層の層厚は、同条件で堆積したシリコンウエハー上の膜厚をエリプソメトリ法で測定することで算出した。
このようにして、片面に酸窒化ケイ素層と、窒化ケイ素層とを、この順で積層したポリエーテルスルホン基板の、積層された面の反対側の面にも、上記と同等の方法によって、酸窒化ケイ素層をおよそ７０ｎｍ、さらにその上に窒化ケイ素層をおよそ５０ｎｍ、積層した。このようにして得られた透明ガスバリア基板を基板Ａとする。基板Ａの可視光における光線透過率は７０％以上であった。
得られた基板Ａの水蒸気透過度（Ａ）、熱処理後の水蒸気透過度（Ｂ）を前記の評価方法により求め、Ｂ／Ａを熱処理係数として求めた。結果を表−１に示す。
【００３６】
実施例２
酸窒化ケイ素層製造時のヘリウム／酸素混合ガス流量を４００ｓｃｃｍとする以外は、実施例１と同様の処理を行い、透明ガスバリア基板を得た。このとき、酸窒化ケイ素層の酸素含有指標は０．８１であった。このようにして得られた透明ガスバリア基板を基板Ｂとする。基板Ｂの可視光における光線透過率は７０％以上であった。
実施例１と同様に、基板Ｂの水蒸気透過度、熱処理後の水蒸気透過度及び熱処理係数を求めた。結果を表−１に示す。
【００３７】
実施例３
ポリエーテルスルホン基板（厚さ１００μｍ）を用い、実施例１と同様の方法で、該ポリエーテルスルホン基板の片面のみに、酸窒化ケイ素層（層厚 ７０ｎｍ、酸窒化ケイ素層の酸素含有指標は０.４６）と、窒化ケイ素層（層厚 ５０ｎｍ）とを、この順で積層した。このようにして得られた透明ガスバリア基板を基板Ｃとする。ここで基板Ｃの可視光における光線透過率は７０％以上であった。
実施例１と同様に、基板Ｃの水蒸気透過度、熱処理後の水蒸気透過度及び熱処理係数を求めた。結果を表−１に示す。
【００３８】
比較例１
ポリエーテルスルホン基板（厚さ１００μｍ）をガラス板に固定し、実施例１と同等の真空チャンバー内に導入し、チャンバー内を１０-4Ｐａ以下まで真空引きを行った。その後、シランガス、アンモニアガス、水素ガスをそれぞれ１０ｓｃｃｍ、２０ｓｃｃｍ、４００ｓｃｃｍ導入して、チャンバー内を２０Ｐａに制御しながらタングステン線に１００Ｖ程度の電圧をかけ、３００秒間保持してポリエーテルスルホン基板上に、窒化ケイ素層をおよそ５０ｎｍ堆積した。ここで、窒化ケイ素層の層厚は、同一の製膜条件でシリコンウェハー上に堆積した窒化ケイ素層の層厚から求めた。このようにして得られた透明ガスバリア基板を基板Ｄとする。基板Ｄの可視光における光線透過率は７０％以上であった。
実施例１と同様に、基板Ｄの水蒸気透過度、熱処理後の水蒸気透過度及び熱処理係数を求めた。結果を表−１に示す。ここで、熱処理後の基板Ｄは、基板表面にクラックが生じているのが、目視で認められた。
【００３９】
【表１】
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【００４０】
基板Ａ、基板Ｂ及び基板Ｃは、可視光に対する透明性を有し、且つ、１５０℃の熱履歴による水蒸気透過度の変化が、比較例１の基板Ｄに対して著しく小さく（熱処理係数が小さく）、熱処理によって水蒸気透過度の劣化が低い透明ガスバリア基板であることが判明した。