(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂材料で形成されてなる基板に、無機材料からなる第１層および樹脂材料からなる第２層が少なくとも順次積層された積層基板において、
該第１層は、該基板を露出させる露出部が形成され、
該第２層は、一部が該露出部に充填されて該基板と密着するとともに、他の一部が該第１層の一部を覆い、該第１層を該基板との間に挟持するように形成され、
該第２層に、無機材料からなる第３層が積層され、
該第３層は、該第２層を覆うとともに該第1層の少なくとも一部と密着するように形成されてなり、
該無機材料は、ＳｉＯ２又はＳｉＯＮであることを特徴とする積層基板。
【請求項２】
一部が、先に形成された層の一部を覆うとともに、他の一部が、該先に形成された層よりさらに先に形成された層と密着するように形成された層をさらに順次積層して多層化されてなることを特徴とする請求項１記載の積層基板。
【請求項３】
偶数番目の層は、蛇行しながら積層されてなることを特徴とする請求項２記載の積層基板。
【請求項４】
奇数番目の層は、無機材料からなることを特徴とする請求項２または３に記載の積層基板。
【請求項５】
偶数番目の層は、樹脂材料からなることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の積層基板。
【請求項６】
前記無機材料の原子の結合構造が、水分子の大きさよりも小さな原子間距離を有してなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の積層基板。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の積層基板を発光層と接してまたは他の層を介して設けてなることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層基板および有機ＥＬ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリカーボネート（以下、ＰＣという。）等のある種の樹脂は、無機物との相性が悪い。このため、物理蒸着法等の乾式成膜法により樹脂からなる膜の上に直接無機物を成膜等すると、密着性を評価するためのテープテストを行うとき、あるいは、超音波洗浄を行うとき、容易に無機物の膜が剥離してしまう。
【０００３】
無機物の膜が剥離することを防止する方法として、イオンプレーティング法で成膜粒子のエネルギを高めて基板に打ち込んだり、あるいは、プラズマでクリーニングすること等が行われている。
【０００４】
また、樹脂と無機物との双方との密着性がよい有機物を用いた中間膜を樹脂の膜と無機物の膜との間に、塗布法により形成することも行われている。
【０００５】
ところで、フラットパネルディスプレイ（以下、ＦＰＤという。）の分野では、装置の軽量化や耐衝撃性向上を図るために、基板材料がガラスから樹脂に置き換わる傾向にある。特に、有機ＥＬを利用したＦＰＤでは、樹脂基板のみでなく、さらに樹脂シート基板あるいは樹脂フィルム基板への置き換えも検討されている。
【０００６】
ところが、樹脂は本質的に保湿性、透湿性を持つため、水分を極度に嫌う有機ＥＬでは発光層への水分の浸入の有無が、パネルの寿命を決定する。
【０００７】
このため、樹脂基板や樹脂フィルムの上や、あるいは樹脂基板や樹脂フィルムの背面に封止缶や単層の封止膜を設ける等することで、水分の浸入を防止することが行われている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した樹脂の膜と無機物の膜との間の密着性を改善する各技術は、材料の組み合わせによっては必ずしも充分な密着性改善効果を与えるものではない。
【０００９】
また、上記したフラットパネルディスプレイにおいて封止缶や単層の封止膜を設ける技術は、前者の封止缶に関しては、装置の軽量化を実現するために膜による封止への移行が求められており、また、後者の単層の封止膜を設けたものについては、封止膜自身の防湿性能の不足や膜の基板への密着性が強固でないため、水分の浸入を完全には防止できない。
【００１０】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、基板と、この基板の直上に形成される、基板との密着性が不良な材料からなる層との間の良好な密着性を得ることができる積層基板およびこの積層基板を用いた有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る積層基板は、基板に、該基板との密着性が不良な材料からなる第１層および該基板との密着性の良好な材料からなる第２層が少なくとも順次積層された積層基板において、該第１層は、該基板を露出させる露出部が形成され、該第２層は、一部が該露出部に充填されて該基板と密着するとともに、他の一部が該第１層の一部を覆い、該第１層を該基板との間に挟持するように形成されてなることを特徴とする。
【００１２】
これにより、樹脂材料との密着性が不良な材料からなる第１層は、第２層と基板との間に挟持されているため、基板から剥離することが防止され、良好な密着性を得ることができる。
【００１３】
この場合、前記第２層に、前記第１の層の材料との密着性の良好な材料からなる第３層が積層され、該第３層は、該第２層を覆うとともに該第1層の少なくとも一部と密着するように形成されてなると、第２層を第１層および第３層で完全に覆うことができ、例えば、第２層がガスや水分等を透過しやすい材料であるとき、第１層および第３層にガスや水分等を透過しにくい材料を用いることで、ガスや水分等の透過を防止することができる。すなわち、ガスや水分等が各層を介して基板に侵入することを防止することができ、あるいは基板を透過したガスや水分等が各層を介して抜けることを防止することができて好適である。
【００１４】
また、本発明に係る積層基板は、一部が、先に形成された層の一部を覆うとともに、他の一部が、該先に形成された層よりさらに先に形成された層と密着するように形成された層をさらに順次積層して多層化されてなることを特徴とする。
【００１５】
これにより、上記の発明の効果を得ることができるとともに、特に、必要に応じて任意の層数に多層化された積層基板を得ることができる。
【００１６】
この場合、偶数番目の層は、蛇行しながら積層されてなると、例えばガスや水分等が基板を介して偶数番目の層を透過しやすい状態にあるとき、透過通路となる偶数番目の層の通路長が大きいため、ガスや水分等の透過を阻害するように作用して好適である。
【００１７】
また、この場合、奇数番目の層の材料が無機材料であると、好適に本発明の効果を得ることができる。
【００１８】
また、この場合、奇数番目の層の原子の結合構造が、水分子の大きさよりも小さな原子間距離を有してなると、好適に本発明の効果を得ることができる。
【００１９】
ここで、基板に接して形成された層およびその層から１層おきに形成された層を奇数番目の層といい、また、基板に接して形成された層に接して形成された層およびその層から１層おきに形成された層を偶数番目の層という。
【００２０】
また、この場合、前記基板が、樹脂材料で形成されてなると、軽量で取り扱い性に優れ、またフレキシブルな積層基板を得ることができて好適である。
【００２１】
また、本発明に係る有機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）素子は、上記の積層基板を発光層と接してまたは他の層を介して設けてなることを特徴とする。
【００２２】
これにより、良好な密着性を有する積層基板を備え、また、積層基板の各層の材料を選択することで、水分の浸入によって寿命が著しく低下する発光層に水分が浸入することを防止することができ、長寿命の有機ＥＬ素子を得ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明に係る積層基板およびこの積層基板を用いた有機ＥＬ素子の好適な実施の形態（以下、本実施の形態例という。）について、図を参照して、以下に説明する。
【００２４】
本実施の形態の第１の例に係る積層基板について、図１を参照して説明する。
【００２５】
本実施の形態の第１の例に係る積層基板１０は、図１（ｃ）に示すように、基板１２上に、無機材料からなる層（第１層）１４、樹脂材料からなる層（第２層）１６および無機材料からなる層（第３層）１８が順次積層された構造を有する。
【００２６】
基板１２は、例えば後述するフラットパネルディスプレイ用の基板として用い、光を透過させる観点から、透明性を有する樹脂材料で形成される。このような樹脂としては、例えばＰＥＮ、ＰＥＴ等を用いることができるが、好適には、ＰＣ（ポリカーボネート）を用いる。ＰＣで形成した基板は、安価で、加工性に優れ、また光学特性に優れる。但し、基板１２の材料として他の樹脂を用いることを排除するものではない。基板１２は、例えば０．５〜１ｍｍ程度の厚みに形成される。このような基板１２は、軽量であるため、フラットパネルディスプレイ用の基板として用いたときに取り扱いが容易である。但し、これに限らず、基板１２は、上記の厚みよりも更に厚いシート状であってもよく、また、逆に、上記の厚みよりも薄いフィルム状であってもよい。これらのシート状あるいフィルム状の基板は、フレキシビリティに優れるため、フラットパネルディスプレイを変形した態様で使用する場合等に好適である。
【００２７】
基板１２上に積層された無機材料からなる層１４は、例えば５０ｎｍの厚みに形成され、基板１２を露出する例えば１０μｍ程度の大きさの隙間（露出部）２０が形成される。この無機材料からなる層１４は、通常そうであるように、単に積層しただけでは樹脂材料からなる基板１２との密着性がよくない。無機材料からなる層１４は、例えば後述するフラットパネルディスプレイ用の基板として用い、光を透過させる観点からは、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ等の透明性を有する材料を用いることができる。これらの無機材料で形成された層１４は、原子の結合構造が、水分子の大きさよりも小さな原子間距離を有しており、水蒸気バリヤ層として機能する。なお、無機材料からなる層１４に用いる無機材料は、上記のものに限定されない。
【００２８】
樹脂材料からなる層１６は、無機材料からなる層１４の隙間２０に充填されるとともに、無機材料からなる層１４の表面の一部、例えば周縁を覆うように形成される。この無機材料からなる層１４の表面の周縁を覆う部位（図１（Ｃ）中、矢印Ａで示す。）の厚みは例えば１μｍ程度であり、長さが例えば１０μｍ程度である。この樹脂材料からなる層１６は、基板１２と同じ樹脂材料で形成すると簡便でありかつ基板１２との良好な密着性を当然に得ることができるが、これに限らず、基板１２の樹脂材料との密着性のよいものである限り種々の材料で形成することができる。これにより、無機材料からなる層１４は、下部を基板１２に密着される樹脂材料からなる層１６と、基板１２との間に挟持された形態となるため、基板１２から無機材料からなる層１４が剥離することを防止することができる。
【００２９】
無機材料からなる層１８は、無機材料からなる層１４から露出した樹脂材料からなる層１６の部位を覆うように形成される。この場合、無機材料からなる層１８は、図１（ｃ）のような凹凸状でなく、平坦な表面を有するように形成してもよい。無機材料からなる層１８は、無機材料からなる層１４と同じ無機材料で形成すると簡便でありかつ無機材料からなる層１４との良好な密着性を当然に得ることができるが、これに限らず、無機材料からなる層１４との密着性のよいものである限り種々の材料で形成することができる。
【００３０】
上記の構造を有する本実施の形態の第１の例に係る積層基板１０の製造方法について、以下説明する。
【００３１】
例えば、適宜の成膜法を用い、図示しないマスクを介して、準備した基板１２の上に無機材料を成膜する。これにより、隙間２０を有する無機材料から層１４がパターニング形成される（図１（ａ））。
【００３２】
ついで、例えばウエット塗布法を用い、図示しないマスクを介して、無機材料からなる層１４の上に樹脂材料を塗布する。このとき、樹脂材料が無機材料からなる層１４の隙間２０に充填されるとともに、無機材料からなる層１４の表面の周縁部を覆うように、樹脂材料からなる層１６がパターニング形成される（図１（ｂ））。
【００３３】
最後に、適宜の成膜法を用い、図示しないマスクを介して、樹脂材料からなる層１６の上に無機材料を成膜する。このとき、樹脂材料からなる層１６が無機材料からなる層１４から露出した部位の全面を覆うように無機材料からなる層１８をパターニング形成する。これにより、最表層の全面が無機材料からなる層１４または無機材料からなる層１８で覆われ、実質的に基板１２の上に無機材料からなる層１４、有機材料からなる層１６および無機材料からなる層１８の３層が積層された積層基板１０が完成する（図１（ｃ））。
【００３４】
本実施の形態の第１の例に係る積層基板１０は、いわばアンカーとしての樹脂材料からなる層１６によって無機材料からなる層１４の周囲が押え付けられるため、無機材料からなる層１４は、基板１２との密着性が良好である。
【００３５】
また、積層基板１０は、最表層が、無機材料からなる層１８および無機材料からなる層１４によって覆われているため、基板１２に水分が浸入しても最表層の上に水分が浮き上がること、言い換えれば、最表層を水分が浸透することがない。また、当然に、最表層側から基板１２の方向に水分が浸入することもない。
【００３６】
なお、積層基板１０の変形例として、例えば、図３に示すような構造としてもよい。変形例の積層基板１０ａは、基板１２に、無機材料からなる層１４が形成される。さらに、樹脂材料からなる層１６ａが基板１２に接する部分と無機材料からなる層１４に接する部分とに分離して形成され、さらにまた、無機材料からなる層１８ａが下駄の台状の部分を樹脂材料からなる層１６ａに接するとともに下駄の歯状の部分を樹脂材料からなる層１６ａの隙間を通して無機材料からなる層１４に接するように形成される。変形例の積層基板１０ａは、表面（上面）が無機材料からなる層１８ａの１層の厚み分の凹凸を有するに過ぎないため、表面の平滑性に優れる。
【００３７】
つぎに、本実施の形態の第２の例に係る積層基板について、図２を参照して製造工程に従って説明する。なお、本実施の形態の第２の例に係る積層基板の各構成要素について、本実施の形態の第１の例に係る積層基板１と同じものついては積層基板１と同じ参照符号を付し、説明を省略する。
【００３８】
図１（ｂ）と同様に積層形成された基板１２の樹脂材料からなる層１６の上に無機材料から層２２をパターニング形成する。このとき、図１（ｃ）とは異なり、樹脂材料からなる層１６の上面のみ覆い、樹脂材料からなる層１６の側面は露出するように無機材料を成膜する（図２（ａ））。
【００３９】
ついで、例えばウエット塗布法を用い、図示しないマスクを介して、無機材料からなる層２２の上に樹脂材料を塗布する。このとき、樹脂材料が、下層の樹脂材料からなる層１６に接続するとともに、無機材料からなる層２２の上面の一部を隙間２４として残して全面を覆うように樹脂材料からなる層２６をパターニング形成する（図２（ｂ））。
【００４０】
最後に、適宜の成膜法を用い、図示しないマスクを介して、樹脂材料からなる層２６の上に無機材料を成膜する。このとき、樹脂材料からなる層２６が無機材料からなる層１４、２２から露出した部位の全面を無機材料が覆うように無機材料からなる層２８をパターニング形成する。これにより、最表層の全面が無機材料からなる層１４または無機材料からなる層２８で覆われ、実質的に基板１２の上に無機材料からなる層１４、有機材料からなる層１６、無機材料からなる層２２、有機材料からなる層２６および無機材料からなる層２８の５層が積層された積層基板３０が完成する（図２（ｃ））。
【００４１】
本実施の形態の第2の例に係る積層基板３０は、多層の積層構造を必要とする場合に好適である。また、樹脂材料からなる層１６、２６がいわば蛇行しながら上方に向けて延出しているため、例えば基板１２を介して水分やガス等が樹脂材料からなる層１６、２６に浸入したときに、樹脂材料からなる層１６、２６内の水分やガス等の透過が抑制されて好適である。
【００４２】
ここで、本実施の形態の第2の例に係る積層基板３０を用い、さらに多層化する必要があるときは、例えば、図２（ｃ）の状態において、紙面の表裏面側、すなわち、紙面垂直方向の両側に位置する樹脂材料からなる層１６、２６の側面を無機材料からなる層で覆わないようにパターニングしておけば、さらに、この側面に接続して樹脂材料からなる層を形成することで、７層以上の奇数の数の層が基板上に積層された積層基板を得ることができる。
【００４３】
つぎに、本実施の形態例に係る有機ＥＬ素子について説明する。
【００４４】
有機ＥＬ素子は、本実施の形態例の第１の例またはその変形例あるいは第２の例に係る積層基板１０、１０ａ、３０を基板として用いる。但し、このとき、最表層の無機材料からなる層は、平坦な表面を有するように形成しておく。
【００４５】
そして、例えば、積層基板１０、１０ａ、３０の最表層の無機材料からなる層の上に透明電極を形成し、透明電極上に蛍光体を含む有機薄膜からなる発光層を形成し、発光層の上に電極を形成する。
【００４６】
上記のように形成された有機ＥＬ素子は、電極から電流を注入された発光層が発光し、積層基板１０、１０ａ、３０の側から光が取り出される。
【００４７】
本実施の形態例に係る有機ＥＬ素子は、積層基板１０、１０ａ、３０が水分の透過を阻止する機能を有するため、水分に弱い発光層が水分から保護され、長寿命の有機ＥＬ素子を得ることができる。このような有機ＥＬ素子は、照明やＦＰＤ（平面画像表示装置）等として好適に用いることができる。
【００４８】
この場合、発光層の上方から発光層への水分の浸入を防止する観点から、発光層の上に形成する電極を水分を透過しない材料で形成してもよく、あるいは、発光層の上方に水分の透過を阻止する層を格別に設けてもよく、さらにまた、封止缶で基板上の積層膜の全体を覆ってもよい。あるいは、積層基板１０、１０ａ、３０で封止してもよい。このとき、発光層の上の電極や水分の透過を阻止する層は透明性を有する必要はない。なお、上記の発光層等の積層構造は一例であり、さらに電荷輸送層等の適宜の層を付加してもよい。
【００４９】
【発明の効果】
本発明に係る積層基板によれば、基板に、基板との密着性が不良な材料からなる第１層および基板との密着性の良好な材料からなる第２層が少なくとも順次積層された積層基板において、第１層は、基板を露出させる露出部が形成され、  第２層は、一部が露出部に充填されて基板と密着するとともに、他の一部が第１層の一部を覆い、第１層を基板との間に挟持するように形成されてなるため、樹脂材料との密着性が不良な材料からなる第１層は、基板から剥離することが防止され、良好な密着性を得ることができる。
【００５０】
また、本発明に係る積層基板によれば、第２層に、第１の層の材料との密着性の良好な材料からなる第３層が積層され、第３層は、第２層を覆うとともに第1層の少なくとも一部と密着するように形成されてなるため、第２層を第１層および第３層で完全に覆うことができ、例えば、第２層がガスや水分等を透過しやすい材料であるとき、第１層および第３層にガスや水分等を透過しにくい材料を用いることで、ガスや水分等の透過を防止することができる。
【００５１】
また、本発明に係る積層基板によれば、一部が、先に形成された層の一部を覆うとともに、他の一部が、先に形成された層よりさらに先に形成された層と密着するように形成された層をさらに順次積層して多層化されてなるため、上記の発明の効果を得ることができるとともに、特に、必要に応じて任意の層数に多層化された積層基板を得ることができる。
【００５２】
また、本発明に係る積層基板によれば、偶数番目の層は、蛇行しながら積層されてなるため、例えばガスや水分等が基板を介して偶数番目の層を透過しやすい状態にあるとき、透過通路となる偶数番目の層の通路長が大きいため、ガスや水分等の透過を阻害するように作用して好適である。
【００５３】
また、本発明に係る積層基板によれば、奇数番目の層の材料が無機材料であるため、好適に本発明の効果を得ることができる。
【００５４】
また、本発明に係る積層基板によれば、奇数番目の層の原子の結合構造が、水分子の大きさよりも小さな原子間距離を有してなるため、好適に本発明の効果を得ることができる。
【００５５】
また、本発明に係る積層基板によれば、基板が、樹脂材料で形成されてなるため、軽量で取り扱い性に優れ、またフレキシブルな積層基板を得ることができる。
【００５６】
また、本発明に係る有機ＥＬ素子によれば、上記の積層基板を発光層と接してまたは他の層を介して設けてなるため、良好な密着性を有する積層基板を備え、また、積層基板の各層の材料を選択することで、水分の浸入によって寿命が著しく低下する発光層に水分が浸入することを防止することができ、長寿命の有機ＥＬ素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施の形態の第１の例に係る積層基板の製造方法を説明するためのものであり、（ａ）は基板上に無機材料からなる第１層を積層した状態を示し、（ｂ）はさらに樹脂材料からなる第２層を積層した状態を示し、（ｃ）はさらに無機材料からなる第３層を積層して積層基板が完成した状態を示す図である。
【図２】  本実施の形態の第２の例に係る積層基板の製造方法を説明するためのものであり、（ａ）は基板上に無機材料からなる第１層、樹脂材料からなる第２層および無機材料からなる第３層を積層した状態を示し、（ｂ）はさらに樹脂材料からなる第４層を積層した状態を示し、（ｃ）はさらに無機材料からなる第５層を積層して積層基板が完成した状態を示す図である。
【図３】  本実施の形態の第１の例に係る積層基板の変形例の積層基板の構造を示す図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ、３０  積層基板
１２  基板
１４、１８、１８ａ、２２、２８  無機材料からなる層
１６、１６ａ、２６  樹脂材料からなる層
【図１】
0004074474.tif 000002
【図２】
0004074474.tif 000003
【図３】
0004074474.tif 000004