JP2003118029A

JP2003118029A - ガスバリヤ性有機基材およびそれを用いたエレクトロルミネッセンス素子

Info

Publication number: JP2003118029A
Application number: JP2001318105A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ishizeki; 健二石関; Toshihiko Higuchi; 俊彦樋口; Hirotsugu Yamamoto; 博嗣山本; Hirokazu Wakabayashi; 浩和若林
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2001-10-16
Filing date: 2001-10-16
Publication date: 2003-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】有機基材との密着性に優れ、かつ酸素または
水蒸気など種々のガスに対するバリヤ性に優れたガスバ
リヤ性被膜を有する有機基材、およびそれを用いたＥＬ
素子の提供。【解決手段】有機基材の少なくとも一方の表面に、ポ
リシラザンを含有する被覆組成物（ａ）の硬化物からな
る硬化物層（Ａ）を形成し、その表面に乾式法によって
ガスバリヤ層（Ｃ）を形成して、ガスバリア性有機基材
を得る。このガスバリア性有機基材をＥＬ素子の基板お
よび／または保護層に用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機基材との密着
性に優れ、かつ酸素または水蒸気など種々のガスに対す
るバリヤ性に優れたガスバリヤ性被膜を有する有機基
材、およびそれを用いたエレクトロルミネッセンス素子
に関する。

【０００２】

【従来の技術】エレクトロルミネッセンス素子（以下、
エレクトロルミネッセンスをＥＬという。）には、湿気
や酸化からＥＬ層を保護するため、一般にガスバリア性
に優れたガラスが用いられているが、ガラスは衝撃に弱
く、また重いため、その代替品としてガスバリア性を有
する有機基材（本発明においてはガスバリヤ性有機基材
という。）が用いられるようになっている。

【０００３】ＥＬ素子のような表示素子に用いられるガ
スバリア性有機基材としては、有機基材の表面に、真空
蒸着法またはスパッタリング法などの物理的方法、ＣＶ
Ｄなどの化学的方法などの気相法によってガスバリア性
被膜（たとえば金属酸化物の被膜）を形成したものが広
く用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
乾式法によって形成されるガスバリヤ性被膜は、被膜自
体のガスバリヤ性は高いものの、有機基材との密着性が
充分でないために、ガスバリヤ性を低下させる問題があ
った。また、有機基材を屈曲した場合、有機基材からガ
スバリヤ性被膜が剥離しやすい問題があった。

【０００５】本発明は、有機基材との密着性に優れ、か
つ酸素または水蒸気など種々のガスに対するバリヤ性に
優れたガスバリヤ性被膜を有する有機基材、およびそれ
を用いた発光特性の劣化が少ないＥＬ素子を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の一つは、有機基材の少なくとも一方の表面
に、基材側から順に、ポリシラザンを含有する被覆組成
物（ａ）の硬化物からなる硬化物層（Ａ）と、乾式法に
よって形成されたガスバリヤ層（Ｃ）とを有することを
特徴とするガスバリヤ性有機基材を提供する。

【０００７】上記ガスバリヤ性有機基材は、有機基材の
表面に、ポリシラザンを含有する被覆組成物（ａ）の硬
化物からなる硬化物層（Ａ）を介して、乾式法によって
形成されたガスバリヤ層（Ｃ）を有するので、硬化物層
（Ａ）がガスバリヤ層（Ｃ）の下地膜として機能し、有
機基材とガスバリア層（Ｃ）との密着性に優れる。ま
た、被覆組成物（ａ）は低温で硬化し、硬化収縮率が低
く、硬化物の密度も高いため、その硬化物からなる硬化
物層（Ａ）は優れたガスバリヤ性を示し、ガスバリヤ層
（Ｃ）との相乗効果により優れたガスバリヤ性を発現す
る。

【０００８】本発明のガスバリヤ性有機基材は、前記有
機基材と前記硬化物層（Ａ）との間に、活性エネルギ線
硬化性の重合性官能基を１個以上有する化合物を含有す
る被覆組成物（ｂ）の硬化物からなる下地層（Ｂ）を有
することが好ましい。この態様によれば、下地層（Ｂ）
を介して硬化物層（Ａ）を形成することになり、有機基
材と硬化物層（Ａ）との密着性をさらに高めることがで
きるので、有機基材とガスバリア層（Ｃ）との密着性を
さらに向上できる。

【０００９】また、前記被覆組成物（ａ）は、活性エネ
ルギ線硬化性の重合性官能基を１個以上有する化合物を
含有することが好ましい。この態様によれば、有機基材
およびガスバリア層（Ｃ）に対する硬化物層（Ａ）の密
着性をさらに向上できる。また、硬化物層（Ａ）の可撓
性が増すので、硬化物層（Ａ）の厚さを厚くしても有機
基材のフレキシビリティを損うことがなく、耐屈曲性を
向上できる。

【００１０】また、本発明のもう一つは、ＥＬ層と、該
ＥＬ層の両面に設けられた電極と、一方の電極を覆うよ
うに配設された基板と、他方の電極を覆うように配設さ
れた保護層とからなる積層構造体を有するＥＬ素子であ
って、前記基板および／または前記保護層が、前記ガス
バリヤ性有機基材であることを特徴とするＥＬ素子を提
供する。

【００１１】上記ＥＬ素子は、基板および／または保護
層に上記ガスバリヤ性有機基材を用いているので、水分
または酸素などによる影響を受けにくいため、発光特性
の劣化が少ない。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明のガスバリヤ性有機基材
は、有機基材の少なくとも一方の表面に、基材側から順
に、ポリシラザンを含有する被覆組成物（ａ）の硬化物
からなる硬化物層（Ａ）と、乾式法によって形成された
ガスバリヤ層（Ｃ）とを有する。

【００１３】このガスバリヤ性有機基材は、前記有機基
材と前記硬化物層（Ａ）との間に、活性エネルギ線硬化
性の重合性官能基を１個以上有する化合物を含有する被
覆組成物（ｂ）の硬化物からなる下地層（Ｂ）を有する
ことが好ましい。

【００１４】以下、基材および各層についてさらに詳し
く説明する。本発明で用いられる有機基材は、特に限定
されないが、透明性および入手が容易であることから、
熱可塑性ノルボルネン系樹脂、芳香族ポリカーボネート
樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂またはポリエチレ
ンテレフタレート樹脂から選ばれた１種からなる基材が
好ましい。また、上記各樹脂から選ばれた１種からなる
基材を２種類以上用い、それらを積層して得られる基材
を用いることもできる。本発明においては、特に、複屈
折率が低く、吸水性が低いことから、熱可塑性ノルボル
ネン系樹脂からなる基材が好ましい。

【００１５】上記有機基材の厚さは、用途により適宜選
択できるが、たとえばＥＬ素子の基板に用いる場合は
０．１〜２ｍｍが好ましく、保護層に用いる場合は０．
０５〜１ｍｍが好ましい。

【００１６】次に、被覆組成物（ａ）について説明す
る。なお、以下の説明において、アクリロイル基および
メタクリロイル基を総称して（メタ）アクリロイル基と
いい、（メタ）アクリロイルオキシ基、（メタ）アクリ
ル酸、（メタ）アクリレートなどの表現も同様とする。

【００１７】被覆組成物（ａ）に含まれるポリシラザン
としては、特開平１１−２４０１０３号公報の段落番号
００９７〜０１０４に記載されたポリシラザンが好まし
く挙げられる。本発明においては、ペルヒドロポリシラ
ザンが好ましく、また、その分子量は、数平均分子量で
２００〜５万が好ましい。数平均分子量が２００未満で
は焼成しても均一な硬化物が得られにくく、５万超では
溶剤に溶解しにくくなり好ましくない。

【００１８】被覆組成物（ａ）は、活性エネルギ線硬化
性の重合性官能基を１個以上有する化合物（以下、活性
エネルギ線硬化性成分という。）を含有することが好ま
しい。活性エネルギ線硬化性成分のうち、活性エネルギ
線によって重合しうる重合性官能基を１個有する化合物
（以下、単に単官能性化合物という。）としては、（メ
タ）アクリロイル基を有する化合物が好ましく、特にア
クリロイル基を有する化合物が好ましい。また、その他
に水酸基、エポキシ基などの官能基を有していてもよ
い。上記単官能性化合物としては、たとえば以下のもの
が好ましく挙げられる。

【００１９】アルキル（メタ）アクリレート（アルキル
基の炭素数は１〜１３）、アリル（メタ）アクリレー
ト、ベンジル（メタ）アクリレート、ブトキシエチル
（メタ）アクリレート、ブタンジオール（メタ）アクリ
レート、ブトキシトリエチレングリコールモノ（メタ）
アクリレート、ｔ−ブチルアミノエチル（メタ）アクリ
レート、３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル（メタ）
アクリレート、２−シアノエチル（メタ）アクリレー
ト、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ジシクロペ
ンタニル（メタ）アクリレート、２，３−ジブロモプロ
ピル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メ
タ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル
（メタ）アクリレート、

【００２０】Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチル（メタ）ア
クリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）ア
クリレート、２−エトキシエチル（メタ）アクリレー
ト、２（２−エトキシエトキシ）エチル（メタ）アクリ
レート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、グ
リセロール（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）
アクリレート、ヘプタデカフルオロデシル（メタ）アク
リレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレー
ト、２−ヒドロキシ−３−（メタ）アクリロイルオキシ
プロピルトリメチルアンモニウムクロリド、２−ヒドロ
キシプロピル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メ
タ）アクリレート、３−（メタ）アクリロイルオキシプ
ロピルトリメトキシシラン、２−メトキシエチル（メ
タ）アクリレート、メトキシジエチレングリコール（メ
タ）アクリレート、メトキシトリエチレングリコール
（メタ）アクリレート、メトキシテトラエチレングリコ
ール（メタ）アクリレート、メトキシジプロピレングリ
コール（メタ）アクリレート、メトキシ化シクロデカト
リエン（メタ）アクリレート、

【００２１】モルホリン（メタ）アクリレート、ノニル
フェノキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレー
ト、ノニルフェノキシポリプロピレングリコール（メ
タ）アクリレート、オクタフルオロペンチル（メタ）ア
クリレート、フェノキシヒドロキシプロピル（メタ）ア
クリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、
フェノキシジエチレングリコール（メタ）アクリレー
ト、フェノキシテトラエチレングリコール（メタ）アク
リレート、フェノキシヘキサエチレングリコール（メ
タ）アクリレート、フェノキシ（メタ）アクリレート、
ポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、スル
ホン酸ソーダエトキシ（メタ）アクリレート、テトラフ
ルオロプロピル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフ
ルフリル（メタ）アクリレート、トリフルオロエチル
（メタ）アクリレート、ビニルアセテート、Ｎ−ビニル
カプロラクタム、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルホ
ルムアミド、モルホリノ（メタ）アクリレート、２−モ
ルホリノエチル（メタ）アクリレート。

【００２２】また、活性エネルギ線硬化性成分のうち、
活性エネルギ線硬化性の重合性官能基を２個以上有する
化合物（以下、単に多官能性化合物という。）として
は、たとえば特開平１１−２４０１０３号公報の段落番
号００１６〜００２０、００２３〜００４７に記載され
た化合物が挙げられる。好ましい多官能性化合物として
は、（メタ）アクリロイル基から選ばれる１種以上の重
合性官能基を２個以上（２〜５０個が好ましく、より好
ましくは３〜３０個）有する化合物が挙げられる。その
中でも（メタ）アクリロイルオキシ基を２個以上有する
化合物、すなわち多価アルコールなどの２個以上の水酸
基を有する化合物と（メタ）アクリル酸とのポリエステ
ルが好ましい。また、上記重合性官能基以外に種々の官
能基や結合を有する化合物であってもよい。特に、ウレ
タン結合を有する（メタ）アクリロイル基含有化合物
（以下、アクリルウレタンという。）と、ウレタン結合
を有しない（メタ）アクリル酸エステル化合物が好まし
い。

【００２３】上記アクリルウレタンとしては、ペンタエ
リスリトールやその多量体であるポリペンタエリスリト
ールとポリイソシアネートとヒドロキシアルキル（メ
タ）アクリレートの反応生成物であるアクリルウレタン
であり、かつ活性エネルギ線硬化性の重合性官能基を３
個以上（より好ましくは４〜２０個）有する多官能性化
合物、または、ペンタエリスリトールやポリペンタエリ
スリトールの水酸基含有ポリ（メタ）アクリレートと、
ポリイソシアネートとの反応生成物であるアクリルウレ
タンであり、かつ活性エネルギ線硬化性の重合性官能基
を３個以上（より好ましくは４〜２０個）有する多官能
性化合物が挙げられる。

【００２４】また、ウレタン結合を有しない（メタ）ア
クリル酸エステル化合物としては、ペンタエリスリトー
ル系ポリ（メタ）アクリレートまたはイソシアヌレート
系ポリ（メタ）アクリレートが挙げられる。なお、ペン
タエリスリトール系ポリ（メタ）アクリレートとは、ペ
ンタエリスリトールまたはポリペンタエリスリトールと
（メタ）アクリル酸とのポリエステル（好ましくは活性
エネルギ線硬化性の重合性官能基を４〜２０個有す
る。）をいう。また、イソシアヌレート系ポリ（メタ）
アクリレートとは、トリス（ヒドロキシアルキル）イソ
シアヌレートまたはトリス（ヒドロキシアルキル）イソ
シアヌレートの１モルに、１〜６モルのカプロラクトン
またはアルキレンオキシドを付加して得られる化合物
と、（メタ）アクリル酸とのポリエステル（好ましくは
活性エネルギ線硬化性の重合性官能基を２〜３個有す
る。）をいう。

【００２５】本発明においては、上記の好ましい多官能
性化合物と、他の活性エネルギ線硬化性の重合性官能基
を２個以上有する多官能性化合物（特に多価アルコール
のポリ（メタ）アクリレート）とを併用してもよい。

【００２６】活性エネルギ線硬化性成分における、上記
単官能性化合物または上記多官能性化合物の割合は特に
制限されない。

【００２７】被覆組成物（ａ）におけるポリシラザンの
割合（ポリシラザン／（ポリシラザン＋活性エネルギ線
硬化性成分））は、ガスバリヤ性を良好にするために、
４０質量％以上が好ましい。

【００２８】被覆組成物（ａ）は、上記基本的成分の他
に、溶剤や種々の機能性配合剤を含むことができる。

【００２９】溶剤としては、炭化水素類、ハロゲン化水
素類、エーテル類、エステル類、ケトン類などが挙げら
れるが、キシレンまたはジブチルエーテルが特に好まし
い。溶剤は、ポリシラザンの溶解度や溶剤の蒸発速度を
調節するために、複数の種類の溶剤を混合して用いても
よい。溶剤の使用量は、採用される塗工方法およびポリ
シラザンの構造や平均分子量などによって異なるが、固
形分濃度で０．５〜８０質量％となるように調製するこ
とが好ましい。

【００３０】また、機能性配合剤としては、光重合開始
剤、密着性付与剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止
剤、熱重合防止剤、レベリング剤、消泡剤、増粘剤、沈
降防止剤、分散剤および硬化触媒から選ばれる１種以上
が挙げられる。

【００３１】光重合開始剤としては、アリールケトン系
光重合開始剤（たとえばアセトフェノン類、ベンゾフェ
ノン類、アルキルアミノベンゾフェノン類、ベンジル
類、ベンゾイン類、ベンゾインエーテル類、ベンジルジ
メチルケタール類、ベンゾイルベンゾエート類、α−ア
シロキシムエステル類など）、含硫黄系光重合開始剤
（たとえばスルフィド類、チオキサントン類など）、ア
シルホスフィンオキシド系光重合開始剤、ジアシルホス
フィンオキシド系光重合開始剤、その他の光重合開始剤
が挙げられる。具体的には、特開平１１−２４０１０３
号公報の段落番号００８１〜００８５に記載された化合
物が挙げられる。本発明においては、アシルホスフィン
オキシド系光重合開始剤が特に好ましい。光重合開始剤
は、複数の種類を併用してもよく、アミン類などの光増
感剤と組み合わせて使用してもよい。

【００３２】光重合開始剤の使用量は、ポリシラザンと
活性エネルギ線硬化性成分の合計１００質量部に対して
０．０１〜２０質量部が好ましく、特に０．１〜１０質
量部が好ましい。

【００３３】密着性付与剤としては、シランカップリン
グ剤などが挙げられる。紫外線吸収剤としては、合成樹
脂用紫外線吸収剤として使用されているベンゾトリアゾ
ール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、
サリチル酸系紫外線吸収剤、フェニルトリアジン系紫外
線吸収剤などが好ましい。具体的には、特開平１１−２
４０１０３号公報の段落番号００９３に記載された化合
物が挙げられる。本発明においては、２−｛２−ヒドロ
キシ−５−（２−アクリロイルオキシエチル）フェニ
ル｝ベンゾトリアゾール、２−ヒドロキシ−３−メタク
リロイルオキシプロピル−３−｛３−（ベンゾトリアゾ
ール−２−イル）−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフ
ェニル｝プロピオネートなどの、分子内に重合性官能基
を有するものが特に好ましい。

【００３４】光安定剤としては、合成樹脂用光安定剤と
して使用されているヒンダードアミン系光安定剤が好ま
しい。具体的には、特開平１１−２４０１０３号公報の
段落番号００９４に記載された化合物が挙げられる。本
発明においては、１，２，２，６，６−ペンタメチル−
４−ピペリジルメタクリレートなどの、分子内に重合性
官能基を有する化合物が特に好ましい。

【００３５】酸化防止剤としては、２，６−ジ−ｔ−ブ
チル−ｐ−クレゾールなどのヒンダードフェノール系酸
化防止剤、トリフェニルホスファイトなどのリン系酸化
防止剤などが挙げられる。レベリング剤としては、シリ
コーン樹脂系レベリング剤、アクリル樹脂系レベリング
剤などが挙げられる。

【００３６】消泡剤としては、ポリジメチルシロキサン
などのシリコーン樹脂系消泡剤などが挙げられる。増粘
剤としては、ポリメチルメタクリレート系ポリマー、水
添ひまし油系化合物、脂肪酸アミド系化合物などが挙げ
られる。

【００３７】被覆組成物（ａ）の硬化物からなる硬化物
層（Ａ）の厚さは０．００５〜２μｍが好ましく、特に
０．５〜１μｍが好ましい。該硬化物層（Ａ）の厚さが
０．００５μｍ未満であると充分なガスバリヤ性が得ら
れず、２μｍを超えるとクラックのない良好な外観の塗
膜が得られないため好ましくない。

【００３８】次に、被覆組成物（ｂ）について説明す
る。被覆組成物（ｂ）に含まれる活性エネルギ線硬化性
成分は、被覆組成物（ａ）で説明したものと同様の化合
物が好ましく用いられる。

【００３９】また、被覆組成物（ｂ）は、上記基本的成
分の他に、被覆組成物（ａ）で説明したものと同様の溶
剤や種々の機能性配合剤を含むことができる。

【００４０】本発明においては、活性エネルギ線硬化性
成分を効率よく硬化させるために、光重合開始剤を含む
ことが好ましい。

【００４１】被覆組成物（ｂ）の硬化物からなる下地層
（Ｂ）の厚さは０．５〜２０μｍが好ましく、特に２〜
１０μｍが好ましい。該下地層（Ｂ）の厚さが０．５μ
ｍ未満であると有機基材および硬化物層（Ａ）との充分
な密着性が得られず、２０μｍを超えると屈曲性が低下
するため好ましくない。

【００４２】被覆組成物（ａ）および（ｂ）を、有機基
材の表面に塗工する方法としては、特に制限されず公知
の方法を採用できる。たとえば、ディップ法、フロート
コート法、スプレー法、バーコート法、グラビアコート
法、ロールコート法、ブレードコート法、エアーナイフ
コート法、スピンコート法、ダイコート法、スリットコ
ート法、マイクログラビアコート法などの種々の方法を
採用できる。本発明においては、枚様式の場合は生産性
や表面外観の点からスピンコート法またはスプレー法が
好ましく、連続式で塗布する場合はダイコート法または
グラビアコート法が好ましく採用される。

【００４３】被覆組成物（ａ）に含まれるポリシラザン
を硬化させる方法としては、塗工後、活性エネルギ線を
照射する、加熱する、室温に放置する、またはポリシラ
ザンの硬化触媒溶液の蒸気に曝す方法などが採用でき
る。本発明においては、基材の耐熱性の点から１２０℃
以下で焼成してポリシラザンを硬化させることが好まし
い。低温でポリシラザンを硬化させるためには、被覆組
成物（ａ）に触媒を添加するのが好ましく、より低温で
硬化できる触媒を用いることが好ましい。触媒の種類や
量によって、より低温で焼成でき、場合によっては室温
でも硬化できる。そのような触媒としては、たとえば特
開平７−１９６９８６号公報に記載されている金、銀、
パラジウム、白金、ニッケルなどの金属の微粒子、特開
平５−９３２７５号公報に記載されている上記金属のカ
ルボン酸錯体、特開平９−３１３３３号公報に記載され
ているアミン類や酸類が挙げられる。

【００４４】上記金属の微粒子の粒径は０．１μｍより
小さいことが好ましく、さらに硬化物の透明性を確保す
るためには０．０５μｍより小さいことが好ましい。ま
た、粒径が小さいほど比表面積が増大して触媒能も増大
するので、触媒性能向上の点からもより小さい粒径の触
媒を使用することが好ましい。

【００４５】上記アミン類としては、たとえばモノアル
キルアミン、ジアルキルアミン、トリアルキルアミン、
モノアリールアミン、ジアリールアミン、環状アミンな
どが挙げられる。上記酸類としては、たとえば酢酸など
の有機酸や塩酸などの無機酸が挙げられる。

【００４６】被覆組成物（ａ）にあらかじめ触媒として
上記金属の微粒子を添加する場合、その添加量は、ポリ
シラザン１００質量部に対して０．０１〜１０質量部が
好ましく、特に０．０５〜５質量部が好ましい。添加量
が０．０１質量部未満では充分な触媒効果が期待でき
ず、１０質量部超では触媒どうしの凝集が起こりやすく
なり、透明性を損なうおそれがある。

【００４７】また、上記アミン類や酸類は、被覆組成物
（ａ）に予め添加して用いてもよく、被覆組成物（ａ）
を塗工した後に、アミン類や酸類の溶液（水溶液を含
む。）、またはそれらの蒸気（水溶液からの蒸気を含
む。）に接触させてもよい。

【００４８】硬化を行う雰囲気としては空気中などの酸
素の存在する雰囲気が好ましい。焼成により、ポリシラ
ザンの窒素原子が酸素原子に置換してシリカが生成する
ので、充分な酸素の存在する雰囲気中で焼成することに
より緻密なシリカの層を形成できる。

【００４９】なお、特開平１１−１８１２９０号公報に
は、ポリシラザンは光ラジカル発生剤の存在下、活性エ
ネルギ線の照射により硬化が促進されることが記載され
ており、光ラジカル発生剤や活性エネルギ線の照射条件
を最適化することにより、上記触媒を含まない場合で
も、活性エネルギ線により硬化できる。

【００５０】また、被覆組成物（ａ）および（ｂ）に含
まれる活性エネルギ線硬化性成分を硬化させる活性エネ
ルギ線としては、特に限定されず、紫外線、電子線やそ
の他の活性エネルギ線を使用できる。本発明において
は、紫外線が好ましい。紫外線源としては、キセノンラ
ンプ、パルスキセノンランプ、低圧水銀灯、高圧水銀
灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、カーボンア
ーク灯、タングステンランプなどを使用できる。

【００５１】次に、ガスバリヤ層（Ｃ）について説明す
る。本発明において、乾式法で形成されるガスバリヤ層
（Ｃ）の種類は特に限定されないが、透明性およびガス
バリヤ性の点から酸窒化珪素膜、シリカ膜、アルミナ
膜、シリカアルミナ複合膜またはダイヤモンドライクカ
ーボン膜から選ばれた一層以上の被膜を含むことが好ま
しい。これらの被膜は、硬化物層（Ａ）との密着性に優
れている。

【００５２】たとえば、酸窒化珪素膜は、透明性の点か
らは酸素リッチであるほうが好ましいが、ガスバリヤ性
の点からは窒素リッチの方が好ましい。そのため、酸素
の割合（酸素原子／（酸素原子＋窒素原子））は原子比
で１００／０〜４０／６０が好ましく、特に５０／５０
〜８０／２０が好ましい。酸窒化珪素膜の膜厚はガスバ
リヤ性とクラックの点から４００ｎｍ以下が好ましく、
特に１００〜２５０ｎｍが好ましい。

【００５３】シリカ膜は、酸化珪素膜であり、好ましい
膜厚は上記の酸窒化珪素膜の場合と同様である。

【００５４】アルミナ膜は、緻密でありガスバリヤ性は
高いが、クラックが入りやすいため、その膜厚は２０〜
１００ｎｍが好ましく、特に２０〜５０ｎｍが好まし
い。

【００５５】アルミナの緻密さとシリカの可撓性とを併
せたシリカアルミナ複合膜は、高い透明性、ガスバリヤ
性、可撓性を併せ持つため、より好ましい。アルミナの
割合（シリカ／アルミナ）は質量比で７０／３０〜９０
／１０が好ましい。また、膜厚は５０〜３００ｎｍが好
ましく、特に１００〜２００ｎｍが好ましい。

【００５６】ダイヤモンドライクカーボン膜は、優れた
ガスバリヤ性を有するが、色の吸収が強いため、膜厚は
２０〜２００ｎｍが好ましく、特に２０〜１００ｎｍが
好ましい。

【００５７】ガスバリヤ層（Ｃ）を形成する乾式法とし
ては、特に限定されず、蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタ法
などを採用できる。本発明においては、低温でより緻密
な被膜が得られるＣＶＤ法またはスパッタ法が好ましく
採用される。

【００５８】本発明のガスバリア性有機基材は、たとえ
ば以下のようにして製造できる。すなわち、有機基材の
少なくとも一方の表面に被覆組成物（ａ）を塗工し、被
覆組成物（ａ）を硬化させた後、その表面に乾式法によ
りガスバリヤ層（Ｃ）を形成する。また、被覆組成物
（ｂ）を塗工する場合は、有機基材の表面に被覆組成物
（ｂ）を塗工し、活性エネルギ線を照射して被覆組成物
（ｂ）を硬化または部分硬化させた後、その表面に被覆
組成物（ａ）を塗工して硬化すればよい。なお、各被覆
組成物が溶剤を含む場合は、塗工後、溶剤を除去してか
ら硬化させることが好ましい。

【００５９】本発明においては、より高いガスバリヤ性
を発現させるために、ガスバリヤ層（Ｃ）を形成した
後、その表面にさらに被覆組成物（ａ）の硬化物の層を
形成してもよい。

【００６０】本発明のガスバリヤ性有機基材は、ガスバ
リヤ性の要求される様々な用途に用いることができ、た
とえば、ＥＬ素子の基板および／または保護層などに好
適に用いられる。なお、ＥＬ素子の基板に用いる場合
は、該ガスバリヤ性有機基材は透明であることが好まし
い。

【００６１】次に、本発明のＥＬ素子について説明す
る。本発明のＥＬ素子は、ＥＬ層と、該ＥＬ層の両面に
設けられた電極と、一方の電極を覆うように配設された
基板と、他方の電極を覆うように配設された保護層とか
らなる積層構造体を有するＥＬ素子において、前記基板
および／または前記保護層に上記ガスバリヤ性有機基材
が用いられている。

【００６２】図１、２には、本発明の一実施例であるＥ
Ｌ素子の断面の模式図が示されている。図１に示すよう
に、有機ＥＬ素子１は、上記ガスバリヤ性有機基材から
なる基板２の片面に、透明電極３（陽極）、有機発光材
料層４および陰極５からなる積層構造体７が形成されて
いる。そして、該積層構造体７を被覆するように、上記
ガスバリヤ性有機基材からなる保護層６が熱圧着、熱融
着などの方法により積層されている。なお、図２に示す
ように、積層構造体７は、有機基材２ａの表面に形成さ
れた硬化物層（Ａ）２ｂおよびガスバリヤ層（Ｃ）２ｃ
からなるガスバリヤ性被膜の上に形成されている。ま
た、保護層６は、有機基材６ａの表面に形成された硬化
物層（Ａ）６ｂおよびガスバリヤ層（Ｃ）６ｃからなる
ガスバリヤ性被膜が積層構造体７に接するようにして積
層されている。

【００６３】本発明において、上記透明電極３、有機発
光材料層４および陰極５は、それぞれ公知の材料を用い
ることができ、その形成方法についても公知の方法を採
用できる。また、上記積層構造体７は、さらに正孔注入
層および電子注入層を有していてもよい。

【００６４】

【実施例】以下、本発明を例１〜７に基づき説明する
が、本発明はこれらに限定されない。なお、有機基材と
して、例１、５では熱可塑性飽和ノルボルネン系樹脂フ
ィルム（厚さ１００μｍ、商品名「ＺＥＯＮＯＲ１４２
０Ｒ」、日本ゼオン株式会社製）、例２ではキャスト法
で製造したポリカーボネートフィルム（厚さ１００μ
ｍ）、例３、６ではＰＥＴフィルム（厚さ１００μｍ、
商品名「Ａ４３００」、東洋紡績社製）を用いた。ま
た、各例で得られたサンプルについてのガス透過性など
の測定は以下に示す方法で行ない、その結果を表１に示
した。

【００６５】［酸素透過性］酸素透過量（ｃｃ／ｍ²・
２４ｈｒ・ａｔｍ）を２５℃、１００ＲＨ％雰囲気下で
酸素透過度測定装置（型式「ＯＣＯＮＯＸＴＲＡＮ１
０／４０Ａ」、モダンコントロール社製）を用いて測定
した。

【００６６】［水蒸気透過性］水蒸気透過量（ｇ／ｍ²
・２４ｈｒ）を４０℃、９０ＲＨ％雰囲気下で水蒸気透
過度測定装置（型式「ＥＲＭＡＴＲＡＮＷ６」、モダ
ンコントロール社製）を用いて測定した。

【００６７】［透過率測定］視感透過率（光波長４００
〜８００ｎｍの平均反射率）を測定した。

【００６８】［例１］無水マレイン酸変性スチレン・エ
チレン・ブタジエン・スチレン・ブロック共重合体の水
素添加物（商品名「タフテックＭ１９４３」、旭化成社
製）２質量部を、シクロヘキサン４８質量部に溶解して
塗工液１を得た。

【００６９】有機基材の片面に、塗工液１をスピンコー
ト法により塗工し、８０℃の熱風循環オーブン中で１０
分間保持して硬化させ、膜厚０．２μｍの被膜を形成し
た。

【００７０】次に、この表面に低温硬化性のペルヒドロ
ポリシラザンのジブチルエーテル溶液（固形分２０質量
％、商品名「Ｄ１２０」、クラリアントジャパン社製）
をスピンコート法により塗工し、８０℃の熱風循環オー
ブン中で１０分間保持して溶剤を除去した後、１２０℃
の熱風循環オーブン中で１２０分間保持して充分に硬化
させて、総膜厚０．６μｍの被膜を形成した基材Ａを得
た。

【００７１】この基材Ａの表面を、まず密着性改善のた
め、酸素スパッタリングした後、スパッタリングターゲ
ットとして窒化珪素を用い、成膜ガスとしてアルゴンと
酸素を導入して、酸窒化珪素膜を１００ｎｍ成膜し、基
材Ｂを得た。

【００７２】［例２］撹拌機および冷却管を装着した２
００ｍＬの４つ口フラスコに、イソプロピルアルコール
２０．５ｇ、酢酸ブチル２０．５ｇ、１−メトキシ−２
−プロパノールを１０．３ｇ、２，４，６−トリメチル
ベンゾイルジフェニルホスフィンオキシドを０．３３
ｇ、２−［４−（２−ヒドロキシ−３−ドデシルオキシ
プロピルオキシ）−２−ヒドロキシフェニル］−４，６
−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−１，３，５−ト
リアジンを０．６６ｇ、ＰＭＭＡ樹脂２．０ｇ、および
Ｎ−メチル−４−メタクリロイルオキシ−２，２，６，
６−テトラメチルピペリジンを０．４４ｇを加えて溶解
させた。

【００７３】続いて水酸基を有するジペンタエリスリト
ールポリアクリレートと部分ヌレート化ヘキサメチレン
ジイソシアネートの反応生成物であるウレタンアクリレ
ート（１分子あたり平均１５個のアクリロイル基を含
有）１０．０ｇと、カプロラクトン変性トリス（アクリ
ロイルオキシエチル）イソシアヌレート（商品名「アロ
ニクスＭ−３２５」、東亞合成社製）１０．０ｇを加え
て常温で１時間撹拌して塗工液２を得た。

【００７４】有機基材の片面に、塗工液２をスピンコー
ト法により塗工し、８０℃の熱風循環オーブン中で１０
分間保持して溶剤を除去した後、空気雰囲気中、高圧水
銀灯を用いて１５０ｍＪ／ｃｍ²の紫外線を照射して、
膜厚３μｍの部分硬化物層を形成した。

【００７５】次に、この表面に低温硬化性のペルヒドロ
ポリシラザンのキシレン溶液（固形分２０質量％、商品
名「Ｌ１１０」、クラリアントジャパン社製）をスピン
コート法により塗工し、８０℃の熱風循環オーブン中で
１０分間保持して溶剤を除去した後、空気雰囲気中、高
圧水銀灯を用いて１５００ｍＪ／ｃｍ²の紫外線を照射
し、続いて１００℃の熱風循環オーブン中で１２０分間
保持して充分に硬化させ、総膜厚３．６μｍの被膜を形
成した基材Ｃを得た。

【００７６】この有機基材Ｃの表面を、まず密着性改善
のため、酸素スパッタリングした後、スパッタリングタ
ーゲットとして酸化珪素を用い、成膜ガスとしてアルゴ
ンと酸素を導入して、酸窒化珪素膜を２００ｎｍ成膜
し、基材Ｄを得た。

【００７７】［例３］撹拌機および冷却管を装着した２
００ｍＬの４つ口フラスコに、キシレン１５ｇ、ジペン
タエリスリトールヘキサアクリレート、２−メチル−１
−（４−メチルチオフェニル）−２−モルホリノ−プロ
パン−１−オンを１ｇ、ジペンタエリスリトールヘキサ
アクリレートを４ｇ加えて溶解した。続いてペルヒドロ
ポリシラザンのキシレン溶液（固形分２０質量％、商品
名「Ｖ１１０」、クラリアントジャパン社製）８０ｇを
加えて窒素雰囲気下、常温で１時間撹拌して塗工液３を
得た。

【００７８】有機基材の片面に、塗工液３をスピンコー
ト法により塗工し、９０℃の熱風循環オーブン中で１０
分間保持して溶剤を除去した後、高圧水銀灯を用いて５
００ｍＪ／ｃｍ²の紫外線を照射して、充分に硬化させ
て、膜厚２μｍの被膜を形成した基材Ｅを得た。

【００７９】この基材Ｅの表面に、プラズマＣＶＤ法に
より、ダイヤモンドライクカーボン膜を３０ｎｍ成膜
し、基材Ｆを得た。なお、プラズマＣＶＤ法の条件は、
原料ガスとしてメタンガスおよびアルゴンガスを用い、
ＲＦパワーを２５０Ｗ、チャンバ内圧力を０．９Ｔｏｒ
ｒとして行なった。

【００８０】［例４］例２で得られた基材Ｄの表面に、
さらに低温硬化性のペルヒドロポリシラザンのジブチル
エーテル溶液（固形分２０質量％、クラリアントジャパ
ン社製、商品名「Ｌ１２０」）をスピンコート法により
塗工し、８０℃の熱風循環オーブン中で１０分間保持し
て溶剤を除去した後、１００℃の熱風循環オーブン中で
１２０分間保持して充分に硬化させ、総膜厚３．９μｍ
の被膜を形成した基材Ｇを得た。

【００８１】［例５］有機基材の片面に、例１と同様の
方法で酸窒化珪素膜を１００ｎｍ成膜し、基材Ｈを得
た。

【００８２】［例６］有機基材の片面に、例３と同様の
方法でダイヤモンドライクカーボン膜を３０ｎｍ成膜
し、基材Ｉを得た。

【００８３】

【表１】

【００８４】［例７］例１で得られた基材Ｂのガスバリ
ヤ性被膜が形成された面に、透光性のＩＴＯからなる陽
極を電極パターンを形成するように蒸着した。その表面
に、順次、銅フタロシアニンからなる正孔注入層、ＴＰ
Ｄ（トリフェニルアミン誘導体）からなる正孔輸送層、
Ａｌｑ₃（アルミキレート錯体）からなる発光層、Ｌｉ₂
Ｏ（酸化リチウム）からなる電子注入層を蒸着した。さ
らに、この表面に、Ａｌからなる陰極を蒸着し、陽極の
電極パターンと対向するようにパターニングした。

【００８５】こうして得られた基材Ｂ表面の積層構造体
を大気に曝すことなく、さらにもう１枚別の基材Ｂを、
そのガスバリヤ性被膜が上記積層構造体に接するように
積層し、１２０℃で熱圧着して有機ＥＬ素子を作製し
た。

【００８６】得られた有機ＥＬ素子の両極間に直流電圧
を印加して、輝度計で測定した初期の発光輝度を２００
ｃｄ／ｍ²とし、２０℃、８０ＲＨ％の雰囲気下で連続
的に発光させ、３５時間経過後、７０時間経過後におけ
る発光輝度をそれぞれ測定した。その結果、上記のよう
な高湿度雰囲気下においても安定した発光特性を維持
し、信頼性が極めて高いことが確認された。

【００８７】

【発明の効果】本発明のガスバリヤ性有機基材は、有機
基材の表面に、ポリシラザンを含有する被覆組成物
（ａ）の硬化物からなる硬化物層（Ａ）を介して、乾式
法によって形成されたガスバリヤ層（Ｃ）を有するの
で、硬化物層（Ａ）がガスバリヤ層（Ｃ）の下地膜とし
て機能し、有機基材とガスバリア層（Ｃ）との密着性に
優れる。また、被覆組成物（ａ）は低温で硬化し、硬化
収縮率が低く、硬化物の密度も高いため、その硬化物か
らなる硬化物層（Ａ）は優れたガスバリヤ性を示す。そ
のため、本発明のガスバリヤ性有機基材は、ガスバリヤ
層（Ｃ）との相乗効果により、ガラスと同等のガスバリ
ヤ性を発現する。

【００８８】また、本発明のＥＬ素子は、上記ガスバリ
ア性有機基材を用いることにより、水分または酸素など
による影響を受けず、発光特性が劣化しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるＥＬ素子の断面を表
す模式図である。

【図２】図１に示すＥＬ素子の断面を拡大した模式図
である。

【符号の説明】

１有機ＥＬ素子２基板２ａ、６ａ有機基材２ｂ、６ｂ硬化物層（Ａ）２ｃ、６ｃガスバリヤ層（Ｃ）３透明電極４有機発光材料層５陰極６保護層７積層構造体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本博嗣神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地旭硝子株式会社内 (72)発明者若林浩和神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地旭硝子株式会社内Ｆターム(参考） 4F100 AK01A AK02 AK04 AK42 AK45 AK52B AK52D AK73 AK79B AK79D AL02 AL05B AL05D AT00A BA03 BA05 BA06 BA07 BA10A BA10C BA10E EH46 EH462 EH66 EH662 EJ42 EJ422 EJ86 EJ862 GB41 JB12B JB12D JD02 JD02C JD02E

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機基材の少なくとも一方の表面に、基
材側から順に、ポリシラザンを含有する被覆組成物
（ａ）の硬化物からなる硬化物層（Ａ）と、乾式法によ
って形成されたガスバリヤ層（Ｃ）とを有することを特
徴とするガスバリヤ性有機基材。
【請求項２】前記有機基材と前記硬化物層（Ａ）との
間に、活性エネルギ線硬化性の重合性官能基を１個以上
有する化合物を含有する被覆組成物（ｂ）の硬化物から
なる下地層（Ｂ）を有する、請求項１に記載のガスバリ
ヤ性有機基材。
【請求項３】前記被覆組成物（ａ）が、活性エネルギ
線硬化性の重合性官能基を１個以上有する化合物を含有
するものである、請求項１または２に記載のガスバリヤ
性有機基材。
【請求項４】エレクトロルミネッセンス層と、該エレ
クトロルミネッセンス層の両面に設けられた電極と、一
方の電極を覆うように配設された基板と、他方の電極を
覆うように配設された保護層とからなる積層構造体を有
するエレクトロルミネッセンス素子において、前記基板
および／または前記保護層が、請求項１〜３のいずれか
一つに記載のガスバリヤ性有機基材であることを特徴と
するエレクトロルミネッセンス素子。