JP2002018994A - Gas barrier material and organic electroluminescence element - Google Patents

Gas barrier material and organic electroluminescence element

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JP2002018994A
JP2002018994A JP2000211877A JP2000211877A JP2002018994A JP 2002018994 A JP2002018994 A JP 2002018994A JP 2000211877 A JP2000211877 A JP 2000211877A JP 2000211877 A JP2000211877 A JP 2000211877A JP 2002018994 A JP2002018994 A JP 2002018994A
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gas barrier
film
polymer
substrate
organic
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Hiroyuki Okita
裕之 沖田
Toshitaka Kawashima
利孝 河嶋
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Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas barrier material having excellent gas barrier properties. SOLUTION: A pair of gas barrier auxiliary films having an almost equal size and almost equal tensile stress are formed on both main surfaces of a substrate comprising a polymer.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高分子のガスバリ
ア性を向上させたガスバリア材及びこれを適用したエレ
クトロルミネッセンス素子に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas barrier material having improved polymer gas barrier properties, and an electroluminescent device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】食品や薬品等の分野においては、外気か
らの酸素や水蒸気等の侵入があると内容物が変質してし
まい長期保存ができないことから、包装を施すことによ
り外気の侵入を防ぐことが行われており、このような外
気の侵入の防止が可能なガスバリア性を有するフィルム
の開発が行われている。
2. Description of the Related Art In the field of foods and medicines, if there is intrusion of oxygen or water vapor from the outside air, the contents are deteriorated and cannot be stored for a long period of time. Therefore, a film having a gas barrier property capable of preventing such intrusion of outside air has been developed.

【0003】例えば、ポリマ エンジニアリング アン
ド サイエンス、20巻、22号、1543〜1546
頁(1986年、12月)には、従来開発されたガスバ
リア性フィルムとして、ポリ塩化ビニリデン、ポリアク
リロニトリル、ポリビニルアルコール等が挙げられてい
る。
[0003] For example, Polymer Engineering and Science, Vol. 20, No. 22, 1543-1546.
The page (December, 1986) describes polyvinylidene chloride, polyacrylonitrile, polyvinyl alcohol, and the like as gas barrier films developed conventionally.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ポリ塩
化ビニリデンは、塩素原子を、ポリアクリロニトリル
は、−CN基を含有しているため、廃棄の際の対環境的
な問題がある。また、ポリビニルアルコールは、−OH
基を含有しているため、ガスバリア性の湿度依存性が大
きく、高湿度ではガスバリア性が著しく低下してしまう
という問題がある。ポリビニルアルコールの湿度依存性
を改良したエチレン−ビニルアルコール共重合体におい
ても、高湿度でのガスバリア性は、十分とは言えない。
また、これらの高分子材料においては、温度依存性もあ
り、高温下では、ガスバリア性が著しく低下してしまう
という問題がある。
However, since polyvinylidene chloride contains a chlorine atom and polyacrylonitrile contains a -CN group, there is an environmental problem at the time of disposal. Further, polyvinyl alcohol is -OH
Since it contains a group, there is a problem that the humidity dependence of the gas barrier property is large, and the gas barrier property is significantly reduced at high humidity. Even an ethylene-vinyl alcohol copolymer having improved humidity dependency of polyvinyl alcohol does not have sufficient gas barrier properties at high humidity.
In addition, these polymer materials also have a temperature dependency, and there is a problem that gas barrier properties are significantly reduced at high temperatures.

【0005】また、電子デバイスの分野においては、電
子デバイス用基板として従来、Siウエハやガラスなど
の無機材料が広く用いられてきた。ところが、近年、製
品の軽量化、基板のフレキシブル化、低コスト化、ハン
ドリング特性などの様々な理由から高分子基板が望まれ
るようになっている。しかしながら、高分子材料は、ガ
ラスなどの無機材料と比較した場合、ガスの透過性が著
しく大きい。そして、高分子材料のガスバリア性は、上
述したように湿度依存性や温度依存性という問題を有し
ている。
In the field of electronic devices, inorganic materials such as Si wafers and glass have been widely used as substrates for electronic devices. However, in recent years, polymer substrates have been desired for various reasons, such as reduction in weight of products, flexibility of substrates, cost reduction, and handling characteristics. However, polymer materials have significantly higher gas permeability when compared to inorganic materials such as glass. The gas barrier property of the polymer material has a problem of humidity dependency and temperature dependency as described above.

【0006】このため、電子デバイス用基板として高分
子基板を用いた場合には、高分子基板を透過して電子デ
バイス内に侵入・拡散した酸素によりデバイスが酸化し
て劣化してしまう、電子デバイス内の必要な真空度を維
持できない、等の問題がある。例えば、特開平2−25
1429号公報や特開平6−124785号公報では、
有機エレクトロルミネッセンス素子の基板として高分子
フィルムが用いられている。しかしながら、これらの有
機EL素子の場合は、基板である高分子フィルムを透過
して有機EL素子内に侵入する酸素や水蒸気により有機
膜が劣化してしまうため、発光特性が不十分となり、ま
た、耐久性に不安がある、等の問題が考えられる。
For this reason, when a polymer substrate is used as a substrate for an electronic device, the device is oxidized and deteriorated by oxygen penetrating and diffusing into the electronic device through the polymer substrate. The required degree of vacuum cannot be maintained. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-25
No. 1429 and JP-A-6-124785,
A polymer film is used as a substrate for an organic electroluminescence device. However, in the case of these organic EL devices, the organic film is deteriorated by oxygen or water vapor penetrating into the organic EL device through the polymer film serving as the substrate, so that the light emission characteristics become insufficient, Problems such as concerns about durability may be considered.

【0007】すなわち、上述したように、種々の分野に
おいて十分なガスバリア性を有し、そのガスバリア性に
よりガスバリア対象物の良好な品質を確保することが可
能な、優れたガスバリア性能を備えた高分子フィルムは
未だ確立されていないのが実情である。
That is, as described above, a polymer having excellent gas barrier properties, which has sufficient gas barrier properties in various fields and can ensure good quality of a gas barrier object by the gas barrier properties. The fact is that the film has not been established yet.

【0008】したがって、本発明は、上述した従来の実
情に鑑みて創案されたものであり、優れたガスバリア性
を有するガスバリア材を提供することを目的とする
Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional circumstances, and has as its object to provide a gas barrier material having excellent gas barrier properties.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明に係るガスバリア
材は、高分子からなる基板の両主面上に、互いに略等し
い大きさの引っ張り応力を有する一対のガスバリア補助
膜が形成されてなることを特徴とするものである。
A gas barrier material according to the present invention comprises a pair of gas barrier auxiliary films having substantially equal tensile stresses formed on both main surfaces of a polymer substrate. It is characterized by the following.

【0010】本発明に係るガスバリア材は、高分子から
なる基板上に引っ張り応力を有するガスバリア補助膜が
形成されてなる。これにより、高分子からなる基板に
は、ガスバリア補助膜が有する所定の大きさの引っ張り
応力により所定の大きさの圧縮応力が加えられる。これ
により、このガスバリア材は、高分子からなる基板の凝
集エネルギー密度δが大きくなり、また、自由体積分率
fvが小さくなる。その結果、高分子からなる基板のガ
ス透過係数Pが小さくなる。すなわち、このガスバリア
材は、高分子からなる基板の両主面にガスバリア補助膜
を形成することにより高分子からなる基板のガス透過性
が低くなる。したがって、このガスバリア材は、高分子
からなる基板のガスバリア性が向上し、優れたガスバリ
ア性を有するものとされる。
The gas barrier material according to the present invention is obtained by forming a gas barrier auxiliary film having tensile stress on a polymer substrate. As a result, a predetermined amount of compressive stress is applied to the polymer substrate by a predetermined amount of tensile stress of the gas barrier auxiliary film. Thus, in the gas barrier material, the cohesive energy density δ of the polymer substrate increases, and the free volume fraction fv decreases. As a result, the gas permeability coefficient P of the polymer substrate decreases. That is, in the gas barrier material, the gas permeability of the polymer substrate is reduced by forming the gas barrier auxiliary films on both main surfaces of the polymer substrate. Therefore, the gas barrier material has an improved gas barrier property of a substrate made of a polymer, and has an excellent gas barrier property.

【0011】本発明に係る有機エレクトロルミネッセン
ス素子(以下、有機EL素子と呼ぶ。)は、基板上に、
透光性を有する材料からなる第1電極と有機化合物から
なる発光材料を有する有機エレクトロルミネッセンス層
と第2電極とをこの順で備え、基板が、高分子からなる
基板の両主面上に互いに略等しい大きさの引っ張り応力
を有する一対のガスバリア補助膜が形成されてなること
を特徴とするものである。
An organic electroluminescent device (hereinafter, referred to as an organic EL device) according to the present invention is provided on a substrate.
A first electrode made of a light-transmitting material, an organic electroluminescent layer having a light-emitting material made of an organic compound, and a second electrode are provided in this order, and the substrates are arranged on both main surfaces of a polymer made substrate. A pair of gas barrier auxiliary films having substantially the same magnitude of tensile stress are formed.

【0012】本発明に係る有機EL素子は、基板が、高
分子からなる基板の両主面上に互いに略等しい大きさの
引っ張り応力を有する一対のガスバリア補助膜が形成さ
れてなる。これにより、この有機EL素子の高分子から
なる基板には、ガスバリア補助膜が有する所定の大きさ
の引っ張り応力により、所定の大きさの圧縮応力が加え
られる。これにより、この有機EL素子は、高分子から
なる基板の凝集エネルギー密度δが大きくなり、また、
自由体積分率fvが小さくなる。その結果、高分子から
なる基板のガス透過係数Pが小さくなる。すなわち、こ
の有機EL素子は、高分子からなる基板の両主面にガス
バリア補助膜を形成することにより高分子からなる基板
のガス透過性が低くなる。したがって、この有機EL素
子は、高分子からなる基板のガスバリア性が向上し、優
れたガスバリア性を有するものとされる。
In the organic EL device according to the present invention, a pair of gas barrier auxiliary films having substantially equal tensile stresses are formed on both main surfaces of a polymer substrate. Accordingly, a predetermined amount of compressive stress is applied to the polymer substrate of the organic EL element by a predetermined amount of tensile stress of the gas barrier auxiliary film. Thereby, in this organic EL element, the cohesive energy density δ of the polymer substrate increases, and
The free volume fraction fv decreases. As a result, the gas permeability coefficient P of the polymer substrate decreases. That is, in this organic EL element, the gas permeability of the polymer substrate is reduced by forming the gas barrier auxiliary films on both main surfaces of the polymer substrate. Therefore, in this organic EL element, the gas barrier property of the polymer substrate is improved, and the organic EL element has an excellent gas barrier property.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した実施の形
態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本
発明は、以下の記述に限定されることはなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following description, and can be appropriately modified without departing from the gist of the present invention.

【0014】高分子材料のガスバリア性は、高分子の主
鎖の骨格セグメントと側鎖基の種類とに大きく依存する
ことが知られている。そして一般にガスバリア性の高い
高分子材料は、剛直な骨格セグメントや極性の高い、凝
集力の大きな基を有するものであると言われている。逆
に、フレキシブルな骨格セグメントや大きな側鎖をもつ
高分子材料のガスバリア性は低いものとなっている。す
なわち、高分子材料のガスバリア性は、高分子材料の凝
集エネルギー密度δと、分子の動き易さの指標である自
由体積分率(フリ―ボリューム)fvとに直接関係して
いる。
It is known that the gas barrier property of a polymer material largely depends on the skeleton segment of the main chain of the polymer and the type of the side chain group. It is generally said that a polymer material having a high gas barrier property has a rigid skeleton segment and a group having a high polarity and a large cohesive force. Conversely, a polymer material having a flexible skeleton segment or a large side chain has a low gas barrier property. That is, the gas barrier property of the polymer material is directly related to the cohesive energy density δ of the polymer material and the free volume fraction (free volume) fv which is an index of the ease of movement of molecules.

【0015】このことから、Dr. Morris Salameは、Fut
ure-Pack '85 Proceeding,p.119(Dec.3〜5,1985)におい
て、高分子の構成単位からガス透過度を推定する方法を
提案している。その基本的な考え方は、まず、骨格セグ
メントと側鎖に対して高分子材料の、凝集エネルギー密
度δと自由体積分率fvとに関係する固有のパーマコー
ル(Permachor)値を与え、この骨格セグメントと側鎖
のそれぞれのパーマコール値を足し合わせた材料全体の
パーマコール値からガス透過係数を求めるものである。
パーマコール値Πは、凝集エネルギー密度δ及び自由体
積分率fvを用いて、下記数1のように表すことができ
る。
[0015] From this, Dr. Morris Salame, Fut
ure-Pack '85 Proceeding, p. 119 (Dec. 3 to 5, 1985) proposes a method for estimating gas permeability from polymer constituent units. The basic idea is that first, a specific Permachol value relating to the cohesive energy density δ and the free volume fraction fv of the polymer material is given to the skeleton segment and the side chain. The gas permeation coefficient is determined from the permacol value of the entire material obtained by adding the permacol values of the side chain and the permacol values of the side chains.
The Permacol value Π can be expressed by the following equation 1 using the cohesive energy density δ and the free volume fraction fv.

【0016】[0016]

【数1】 (Equation 1)

【0017】そして、ガス透過係数Pは、下記数2のよ
うに表される。
The gas permeation coefficient P is represented by the following equation (2).

【0018】[0018]

【数2】 (Equation 2)

【0019】ここで、Aとsはガス固有の定数である。
また、この計算結果は実験結果と良い一致を示したと報
告されている。
Here, A and s are constants specific to the gas.
It is also reported that the calculated results showed good agreement with the experimental results.

【0020】上記数1及び数2から、高分子材料の凝集
エネルギー密度δを大きくし、自由体積分率fvを小さ
くすることで高分子材料のガス透過係数Pを小さくす
る、すなわち、高分子材料のガス透過性を低くすること
が可能であることが判る。すなわち、外部から何らかの
力で高分子材料を圧縮することにより、ガスバリア性を
向上させることが可能であるといえる。
From the above equations (1) and (2), the gas permeability coefficient P of the polymer material is reduced by increasing the cohesive energy density δ of the polymer material and decreasing the free volume fraction fv. It can be seen that it is possible to lower the gas permeability of the sample. That is, it can be said that the gas barrier property can be improved by compressing the polymer material with some force from the outside.

【0021】一方、高分子材料の体積自由分率は、分子
鎖の動き易さの指標であるから、温度が上昇すれば当然
その値も大きくなってしまう。また、水酸基を含む高分
子材料は、乾燥環境下ではガスバリア性は高いが、高湿
度環境では水分子が水酸機と水素結合を形成して高分子
が可塑化されてしまい、凝集エネルギー密度δが低下し
てしまうためにガスバリア性が低下してしまう。
On the other hand, the volume free fraction of the polymer material is an index of the easiness of the movement of the molecular chain, so that the value naturally increases as the temperature rises. Further, a polymer material containing a hydroxyl group has a high gas barrier property in a dry environment, but in a high humidity environment, water molecules form a hydrogen bond with a hydroxyl machine and the polymer is plasticized, and the cohesive energy density δ , The gas barrier property is reduced.

【0022】このように、高分子材料のガスバリア性は
外部からの熱の影響、湿度の影響に対して非常に不安定
である。そこで、このような不安定要素を取り除くため
にも、高分子材料に何らかの圧縮力を加えることによっ
て、凝集エネルギー密度δの低下及び自由体積分率fv
の増大を抑制することは有効であるといえる。
As described above, the gas barrier property of the polymer material is very unstable against the influence of heat from the outside and the influence of humidity. Therefore, in order to remove such an unstable element, by applying some compressive force to the polymer material, the cohesive energy density δ is reduced and the free volume fraction fv is reduced.
It can be said that it is effective to suppress the increase.

【0023】そこで、本発明は上述した理論に基づいた
ものであり、薄膜の内部応力を利用して高分子材料に圧
縮力を加え、高分子材料のガスバリア性を向上させるも
のである。
Therefore, the present invention is based on the above-mentioned theory, and applies a compressive force to a polymer material using the internal stress of a thin film to improve the gas barrier properties of the polymer material.

【0024】すなわち、本発明においては、高分子材料
からなる基板の両主面上に互いに略等しい大きさの引っ
張り応力を有する薄膜を形成することにより高分子材料
からなる基板に圧縮力を加えて、高分子からなる基板の
ガスバリア性を向上させる。なお、本明細書において
は、上記の引っ張り応力を有する薄膜を、ガスバリア補
助膜と呼ぶこととする。また、基板とは、厚みの薄いフ
ィルム、シート及びやや厚みの厚いプレート状のものま
で含むものである。
That is, in the present invention, a compressive force is applied to a substrate made of a polymer material by forming thin films having tensile stresses of substantially the same magnitude on both main surfaces of the substrate made of a polymer material. In addition, the gas barrier properties of a polymer substrate are improved. In this specification, the thin film having the above tensile stress is referred to as a gas barrier auxiliary film. Further, the substrate includes a thin film, a sheet, and a slightly thick plate.

【0025】以下、高分子フィルムにガスバリア補助膜
を形成したガスバリア材を例にとって本発明を説明す
る。
Hereinafter, the present invention will be described using a gas barrier material in which a gas barrier auxiliary film is formed on a polymer film as an example.

【0026】図1に、本発明を適用したガスバリア材の
要部縦断面図を示す。ガスバリア材1は、図1に示すよ
うに、高分子フィルム2の両主面上に互いに略等しい大
きさの引っ張り応力を有するガスバリア補助膜3が形成
されてなる。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part of a gas barrier material to which the present invention is applied. As shown in FIG. 1, the gas barrier material 1 has a gas barrier auxiliary film 3 having tensile stresses of substantially equal magnitudes formed on both main surfaces of a polymer film 2.

【0027】高分子フィルム2は、ガスバリア材1の支
持体となるものである。高分子フィルム2を構成する材
料としては、表面が平滑な高分子材料であれば良く、用
途に応じて種々の高分子材料を用いることができる。こ
のような高分子材料としては、例えばポリエーテルテレ
フタレート(PET)、ポリエーテルスルホン(PE
S)等を挙げることができる。
The polymer film 2 serves as a support for the gas barrier material 1. The material constituting the polymer film 2 may be any polymer material having a smooth surface, and various polymer materials can be used depending on the application. Examples of such a polymer material include polyether terephthalate (PET) and polyether sulfone (PE).
S) and the like.

【0028】ガスバリア補助膜3は、高分子フィルムに
圧縮応力を加えるものであり、ガスバリア補助膜3自体
は、所定の大きさの引っ張り応力を有している。ここ
で、ガスバリア補助膜3は引っ張り応力を有しているた
め、高分子フィルム2の一主面のみに形成した場合に
は、高分子フィルム2がガスバリア補助膜3側に沿って
しまう。そのため、ガスバリア補助膜3は、高分子フィ
ルム2の両主面上に形成される。
The gas barrier auxiliary film 3 applies a compressive stress to the polymer film, and the gas barrier auxiliary film 3 itself has a predetermined magnitude of tensile stress. Here, since the gas barrier auxiliary film 3 has a tensile stress, if the gas barrier auxiliary film 3 is formed only on one main surface of the polymer film 2, the polymer film 2 extends along the gas barrier auxiliary film 3 side. Therefore, the gas barrier auxiliary film 3 is formed on both main surfaces of the polymer film 2.

【0029】このような、ガスバリア補助膜3に用いる
ことができる材料としては、例えばTiW、SiO2
びSiN等を挙げることができる。また、ガスバリア補
助膜3に用いることができる材料は、これらに限定され
ることはなく、応力を制御できる材料であれば何れの材
料も用いることが可能である。その中でも特に、高硬度
薄膜とされるものは大きな膜応力を有すると言われてお
り、好適に用いることができる。
As a material that can be used for such a gas barrier auxiliary film 3, for example, TiW, SiO 2, SiN and the like can be mentioned. The material that can be used for the gas barrier auxiliary film 3 is not limited to these, and any material can be used as long as the material can control stress. Among them, a thin film having high hardness is said to have a large film stress, and can be suitably used.

【0030】ここで、ガスバリア補助膜3が有する所定
の引っ張り応力は、高分子フィルム2の材質、寸法、要
求されるガスバリア性等の諸条件により適宜設定されれ
ば良い。ただし、ガスバリア補助膜3が有する引っ張り
応力が大きすぎると、ガスバリア補助膜3を高分子フィ
ルム2に形成した際に、ガスバリア補助膜3が引っ張り
応力により高分子フィルム2から剥がれてしまう虞があ
る。したがって、ガスバリア補助膜3の有する引っ張り
応力の大きさは、高分子フィルム2の材質、寸法、要求
されるガスバリア性等の諸条件に加えて、高分子フィル
ム2とガスバリア補助膜3との密着力とを勘案して設定
されることが必要である。
Here, the predetermined tensile stress of the gas barrier auxiliary film 3 may be appropriately set according to various conditions such as the material and dimensions of the polymer film 2 and required gas barrier properties. However, if the gas barrier auxiliary film 3 has an excessively large tensile stress, the gas barrier auxiliary film 3 may be peeled off from the polymer film 2 due to the tensile stress when the gas barrier auxiliary film 3 is formed on the polymer film 2. Therefore, the magnitude of the tensile stress of the gas barrier auxiliary film 3 depends not only on the material and dimensions of the polymer film 2 but also on various conditions such as required gas barrier properties, as well as on the adhesion between the polymer film 2 and the gas barrier auxiliary film 3. It must be set in consideration of the above.

【0031】また、ガスバリア補助膜3の厚みについて
も、上述したような諸条件とガスバリア補助膜3が有す
る引っ張り応力等を勘案して適宜設定されれば良い。
The thickness of the gas barrier auxiliary film 3 may be appropriately set in consideration of the above-described conditions and the tensile stress of the gas barrier auxiliary film 3.

【0032】また、ガスバリア補助膜3は、単層からな
る必要はなく、複数の膜が積層された多層膜から構成さ
れても良い。そして、ガスバリア補助膜3を多層膜によ
り構成する際には、それぞれの膜を同一の材料により構
成する必要はなく、それぞれ異なる材料により構成して
も良い。すなわち、例えば高分子フィルム2とガスバリ
ア補助膜3との密着性等を考慮し、高分子フィルム2と
当接するガスバリア補助膜3のみの材料を高分子フィル
ム2との密着性の良い材料より構成し、他のガスバリア
補助膜3は、異なる特性を有する材料により構成するよ
うにしても良い。このとき、複数のガスバリア補助膜3
の有する引っ張り応力の合計が所望の引っ張り応力とな
るように各ガスバリア補助膜3の引っ張り応力を設定す
れば良い。
The gas barrier auxiliary film 3 does not need to be formed of a single layer, but may be formed of a multilayer film in which a plurality of films are stacked. When the gas barrier auxiliary film 3 is composed of a multilayer film, it is not necessary that each film is composed of the same material, but may be composed of different materials. That is, for example, in consideration of the adhesion between the polymer film 2 and the gas barrier auxiliary film 3 and the like, the material of only the gas barrier auxiliary film 3 in contact with the polymer film 2 is made of a material having good adhesion to the polymer film 2. Alternatively, the other gas barrier auxiliary film 3 may be made of materials having different characteristics. At this time, the plurality of gas barrier auxiliary films 3
The tensile stress of each gas barrier auxiliary film 3 may be set so that the total tensile stress of the gas barrier auxiliary film 3 becomes a desired tensile stress.

【0033】以上のように構成されたガスバリア材1
は、高分子フィルムの両主面上に互いに略等しい大きさ
の引っ張り応力を有するガスバリア補助膜3が形成され
ることにより、ガスバリア補助膜3が有する所定大きさ
の引っ張り応力により、高分子フィルム2に所定の圧縮
応力が加えられる。これにより、このガスバリア材1
は、高分子フィルムの凝集エネルギー密度δが大きくな
り、また、自由体積分率fvが小さくなる。その結果、
高分子フィルムのガス透過係数Pが小さくなる。すなわ
ち、このガスバリア材1は、高分子フィルムの両主面上
にガスバリア補助膜3を形成することにより高分子フィ
ルムのガス透過性が低くなる。したがって、このガスバ
リア材1は、高分子フィルム2のガスバリア性が向上
し、湿度依存性や温度依存性を抑制された優れたガスバ
リア性を有するものとされる。
The gas barrier material 1 constructed as described above
Is formed by forming a gas barrier auxiliary film 3 having substantially equal tensile stresses on both main surfaces of the polymer film, and by a predetermined magnitude of tensile stress of the gas barrier auxiliary film 3, Is subjected to a predetermined compressive stress. Thereby, this gas barrier material 1
Increases the cohesive energy density δ of the polymer film and decreases the free volume fraction fv. as a result,
The gas permeability coefficient P of the polymer film decreases. That is, in the gas barrier material 1, the gas permeability of the polymer film is reduced by forming the gas barrier auxiliary films 3 on both main surfaces of the polymer film. Therefore, the gas barrier material 1 has an excellent gas barrier property in which the gas barrier property of the polymer film 2 is improved and the dependency on humidity and temperature is suppressed.

【0034】また、ガスバリア材1は、高分子フィルム
2とガスバリア補助膜3との間に密着層を設けた構造と
されても良い。図2に、高分子フィルム2とガスバリア
補助膜3との間に密着層を設けたガスバリア材の一構成
例を示す。
The gas barrier material 1 may have a structure in which an adhesion layer is provided between the polymer film 2 and the gas barrier auxiliary film 3. FIG. 2 shows a configuration example of a gas barrier material in which an adhesion layer is provided between the polymer film 2 and the gas barrier auxiliary film 3.

【0035】ガスバリア材4は、高分子フィルム5と、
当該高分子フィルム5の両主面上に形成された密着層6
と、当該密着層6上に形成されたガスバリア補助膜7と
を備えて構成される。ガスバリア補助膜7が、上述した
ガスバリア材1と異なる点は、高分子フィルム5とガス
バリア補助膜7との間に、密着層6が形成されているこ
とである。ガスバリア補助膜7では、高分子フィルム5
とガスバリア補助膜7との間に密着層6が形成されてい
るため、高分子フィルム5とガスバリア補助膜7との密
着性が良好なものとされている。そして、高分子フィル
ム5とガスバリア補助膜7との間の密着性が良好なもの
となるため、ガスバリア補助膜7が有する引っ張り応力
の大きさを大きくすることが可能となる。したがって、
高分子フィルム5に加える圧縮力が大きくすることが可
能となるため、ガスバリア材4のガスバリア性をさらに
良好なものとすることができる。
The gas barrier material 4 includes a polymer film 5 and
Adhesion layers 6 formed on both main surfaces of polymer film 5
And a gas barrier auxiliary film 7 formed on the adhesion layer 6. The gas barrier auxiliary film 7 differs from the above-described gas barrier material 1 in that an adhesion layer 6 is formed between the polymer film 5 and the gas barrier auxiliary film 7. In the gas barrier auxiliary film 7, the polymer film 5
Since the adhesion layer 6 is formed between the polymer film 5 and the gas barrier auxiliary film 7, the adhesion between the polymer film 5 and the gas barrier auxiliary film 7 is good. Further, since the adhesion between the polymer film 5 and the gas barrier auxiliary film 7 is good, the magnitude of the tensile stress of the gas barrier auxiliary film 7 can be increased. Therefore,
Since the compressive force applied to the polymer film 5 can be increased, the gas barrier properties of the gas barrier material 4 can be further improved.

【0036】すなわち、ガスバリア材のガスバリア性を
大きく向上させるためには、高分子フィルムに加える圧
縮力を大きくすることが必要である。そして、高分子フ
ィルムに加える圧縮力を大きくするには、ガスバリア補
助膜が有する引っ張り応力を大きくすれば良い。
That is, in order to greatly improve the gas barrier properties of the gas barrier material, it is necessary to increase the compressive force applied to the polymer film. To increase the compressive force applied to the polymer film, the tensile stress of the gas barrier auxiliary film may be increased.

【0037】しかしながら、上述したように、ガスバリ
ア補助膜の有する引っ張り応力を大きくしすぎると、す
なわち、高分子フィルムとガスバリア補助膜との密着力
よりも大きくすると、ガスバリア補助膜が高分子フィル
ムから剥がれてしまう。したがって、ガスバリア補助膜
が有する引っ張り応力の大きさは、高分子フィルムとガ
スバリア補助膜との密着力よりも小さくなければならな
いという制約がある。そこで、ガスバリア材4では、高
分子フィルム5とガスバリア補助膜7との間に密着層6
を設けることにより、高分子フィルム5とガスバリア補
助膜7との密着力を向上させている。これにより、ガス
バリア補助膜7の有する引っ張り応力をより大きくする
ことが可能となり、その結果、高分子フィルム5に加え
る圧縮力を大きくすることが可能となる。その結果、高
分子フィルム5のガス透過係数を小さくすることがで
き、ガスバリア材4のガスバリア性をより向上させるこ
とができる。
However, as described above, if the tensile stress of the gas barrier auxiliary film is excessively increased, that is, if the adhesive force between the polymer film and the gas barrier auxiliary film is increased, the gas barrier auxiliary film peels from the polymer film. Would. Therefore, there is a restriction that the magnitude of the tensile stress of the gas barrier auxiliary film must be smaller than the adhesion between the polymer film and the gas barrier auxiliary film. Therefore, in the gas barrier material 4, the adhesion layer 6 is provided between the polymer film 5 and the gas barrier auxiliary film 7.
Is provided to improve the adhesion between the polymer film 5 and the gas barrier auxiliary film 7. Thereby, the tensile stress of the gas barrier auxiliary film 7 can be further increased, and as a result, the compressive force applied to the polymer film 5 can be increased. As a result, the gas permeability coefficient of the polymer film 5 can be reduced, and the gas barrier properties of the gas barrier material 4 can be further improved.

【0038】ここで、密着層6として用いることができ
る材料としては、例えばSiを挙げることができる。ま
た、密着層6として用いることができる材料はSiに限
定されることはなく、高分子フィルム5とガスバリア補
助膜7との密着性を向上させる効果を得ることができる
材料であれば、何れの材料も用いることができる。そし
て、密着層6に用いる材料は、高分子フィルム5の材質
とガスバリア補助膜7の材質等を勘案して適宜決められ
れば良い。
Here, as a material that can be used as the adhesion layer 6, for example, Si can be mentioned. Further, the material that can be used as the adhesion layer 6 is not limited to Si, and any material can be used as long as an effect of improving the adhesion between the polymer film 5 and the gas barrier auxiliary film 7 can be obtained. Materials can also be used. The material used for the adhesion layer 6 may be appropriately determined in consideration of the material of the polymer film 5, the material of the gas barrier auxiliary film 7, and the like.

【0039】以上のように構成されたガスバリア材は、
次のようにして作製することができる。
The gas barrier material configured as described above is
It can be manufactured as follows.

【0040】まず、高分子フィルム、例えばPETから
なる高分子フィルムを準備し、当該高分子フィルムの主
面上にガスバリア補助膜となる薄膜、例えばTiWの薄
膜をDCスパッタリング法により成膜する。成膜条件
は、例えば以下に示す条件とする。
First, a polymer film, for example, a polymer film made of PET is prepared, and a thin film serving as a gas barrier auxiliary film, for example, a TiW thin film is formed on the main surface of the polymer film by DC sputtering. The film forming conditions are, for example, the following conditions.

【0041】成膜条件 投入電力:1.0〜3.0kW スパッタリングガス:Ar スパッタリングガス圧:15mTorr スパッタリングターゲット:TiWターゲット 基板温度:約70℃ 膜厚:200nm ここで、ガスバリア補助膜が有する引っ張り応力の大き
さは、ガスバリア補助膜を形成する際の成膜条件を変化
させることにより調整することができる。例えばガスバ
リア補助膜をDCスパッタリング法により形成する際に
は、スパッタリング時の投入電力やスパッタリングガス
圧等を調整することにより、所望の大きさの引っ張り応
力を有するガスバリア補助膜を得ることができる。
Film formation conditions Input power: 1.0 to 3.0 kW Sputtering gas: Ar Sputtering gas pressure: 15 mTorr Sputtering target: TiW target Substrate temperature: about 70 ° C. Film thickness: 200 nm Here, tensile stress of the gas barrier auxiliary film Can be adjusted by changing the film forming conditions when forming the gas barrier auxiliary film. For example, when the gas barrier auxiliary film is formed by a DC sputtering method, a gas barrier auxiliary film having a desired magnitude of tensile stress can be obtained by adjusting input power during sputtering, sputtering gas pressure, and the like.

【0042】例えば投入電力を変化させてTiW膜を成
膜したときの、TiW膜が有する膜応力の変化を調べた
結果を図3に示す。図3より、投入電力が小さいうち
は、TiW膜の有する膜応力は、引っ張り応力であり、
投入電力を大きくするにしたがい、その引っ張り応力は
減少してゆく。そして、投入電力が3kwを越えた付近
でTiW膜が有する膜応力は、引っ張り応力から圧縮応
力に転じる。このことより、DCスパッタリング法によ
りTiW膜を成膜する場合には、投入電力を変化させる
ことにより、成膜されたTiW膜が有する膜応力の種
類、及び大きさが調整可能であることが判る。
FIG. 3 shows the result of examining the change in the film stress of the TiW film when, for example, the TiW film is formed by changing the input power. From FIG. 3, while the input power is small, the film stress of the TiW film is a tensile stress,
As the input power increases, the tensile stress decreases. Then, near the input power exceeding 3 kW, the film stress of the TiW film changes from a tensile stress to a compressive stress. From this, it can be seen that when the TiW film is formed by the DC sputtering method, the type and magnitude of the film stress of the formed TiW film can be adjusted by changing the input power. .

【0043】次に、上述したガスバリア材を有機エレク
トロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子と呼
ぶ。)の基板に適用した場合について説明する。
Next, a case where the above-described gas barrier material is applied to a substrate of an organic electroluminescence device (hereinafter, referred to as an organic EL device) will be described.

【0044】図4に、本発明を適用した有機EL素子の
一構成例の要部断面図を示す。
FIG. 4 is a sectional view showing a main part of an example of the structure of an organic EL device to which the present invention is applied.

【0045】有機EL素子11は、フィルム状プラスチ
ック基板12と、フィルム状プラスチック基板12の両
主面上に形成されたガスバリア補助膜13と、一方のガ
スバリア補助膜13上に形成された陽極である第1電極
14と、第1電極14である陽極上に形成された有機E
L層20と、有機EL層20上に形成された第2電極1
8である陰極と、第2電極18である陰極及び有機EL
素子11を覆うように形成された保護層19とを備えて
構成される。
The organic EL element 11 is a film-shaped plastic substrate 12, a gas barrier auxiliary film 13 formed on both main surfaces of the film-shaped plastic substrate 12, and an anode formed on one of the gas barrier auxiliary films 13. A first electrode 14 and an organic electrode E formed on an anode serving as the first electrode 14;
L layer 20 and second electrode 1 formed on organic EL layer 20
8, a cathode as the second electrode 18 and an organic EL
And a protective layer 19 formed so as to cover the element 11.

【0046】フィルム状プラスチック基板12は、有機
EL素子11の支持体となるものであり、このフィルム
状プラスチック基板12上に有機EL素子11を構成す
る各層が形成される。
The film-shaped plastic substrate 12 serves as a support for the organic EL element 11, and the layers constituting the organic EL element 11 are formed on the film-shaped plastic substrate 12.

【0047】この有機EL素子11では、基板としてフ
ィルム状プラスチック基板12を用いているため、従来
のガラス基板を用いた有機EL素子に比べて、大幅に軽
量化される。これにより、当該有機EL素子11を用い
て種々の機器を構成した場合、例えば大型ディスプレイ
等を構成した場合においても、機器を軽量化することが
可能となるため、機器設計の自由度を大きくすることが
可能となる。
Since the organic EL element 11 uses the film-shaped plastic substrate 12 as the substrate, it is significantly lighter than the organic EL element using a conventional glass substrate. Accordingly, when various devices are configured using the organic EL element 11, for example, when a large display or the like is configured, the devices can be reduced in weight, thereby increasing the degree of freedom in device design. It becomes possible.

【0048】また、この有機EL素子11では、基板と
して良好な可撓性を有するフィルム状プラスチック基板
12を用いているため、有機EL素子11自体も可撓性
を備えることとなる。すなわち、この有機EL素子11
では、基板としてフィルム状プラスチック基板12を用
いているため、従来のガラス板等を基板として用いた場
合と異なり、フィルム状プラスチック基板12自体の有
する可撓性により有機EL素子11を良好な可撓性を有
するものとすることができる。そして、基板としてフィ
ルム状プラスチック基板12を用いることにより、有機
EL素子11は、良好な可撓性を有するものとされるた
め、当該有機EL素子11を用いて種々の機器を構成し
た場合、例えばディスプレイ等を構成した場合におい
て、丸めて収納することが可能となるなど種々の使用形
態を取ることが可能となる。
Further, in this organic EL element 11, since the film-shaped plastic substrate 12 having good flexibility is used as the substrate, the organic EL element 11 itself has flexibility. That is, the organic EL element 11
In this case, since the film-shaped plastic substrate 12 is used as the substrate, unlike the conventional case where a glass plate or the like is used as the substrate, the organic EL element 11 has good flexibility by the flexibility of the film-shaped plastic substrate 12 itself. Can have a property. Since the organic EL element 11 has good flexibility by using the film-shaped plastic substrate 12 as the substrate, when various devices are configured using the organic EL element 11, for example, When a display or the like is configured, it is possible to take various forms of use such as being able to be rolled up and stored.

【0049】そして、フィルム状プラスチック基板12
は、ガラス基板のように脆性を示すことがない。したが
って、このようなフィルム状プラスチック基板12を用
いた有機EL素子11は、従来のガラス基板を用いた有
機EL素子と比較して、落下等、外部からの衝撃により
割れ易い、すなわち、壊れ易いということがなく、外部
からの衝撃に対する耐衝撃性を大幅に向上させることが
できる。フィルム状プラスチック基板12に用いる材料
としては、例えばPET、ポリエチレンナフタレート
(PEN)、PES、ポリオレフィン(PO)等を好適
に用いることができる。また、フィルム状プラスチック
基板12に用いる材料としては、これらの材料に限定さ
れることはなく、光学特性が良好な材料であれば何れの
ものも用いることができる。
Then, the film-like plastic substrate 12
Does not exhibit brittleness unlike a glass substrate. Therefore, the organic EL element 11 using such a film-shaped plastic substrate 12 is more likely to be broken by an external impact such as dropping, that is, easier to break than an organic EL element using a conventional glass substrate. Therefore, impact resistance against external impact can be greatly improved. As a material used for the film-shaped plastic substrate 12, for example, PET, polyethylene naphthalate (PEN), PES, polyolefin (PO), or the like can be preferably used. The material used for the film-shaped plastic substrate 12 is not limited to these materials, and any material having good optical characteristics can be used.

【0050】そして、フィルム状プラスチック基板12
の厚みは、50μm以上500μm以下とすることが好
ましい。これは、フィルム状プラスチック基板12の厚
みを50μm未満とした場合には、フィルム状プラスチ
ック基板12自体が十分な平坦性を保持することが難し
いため、有機EL素子11を構成した際に、有機EL素
子11の良好な平坦性を維持することが困難になる虞が
あるからである。また、フィルム状プラスチック基板1
2の厚みを500μmよりも厚くした場合には、フィル
ム状プラスチック基板12自体を自由に曲げることが困
難になる、すなわちフィルム状プラスチック基板12自
体の可撓性が乏しくなるため、有機EL素子11を構成
した際に、有機EL素子11の可撓性が悪くなるからで
ある。
Then, the film-like plastic substrate 12
Is preferably 50 μm or more and 500 μm or less. This is because, when the thickness of the film-shaped plastic substrate 12 is less than 50 μm, it is difficult for the film-shaped plastic substrate 12 itself to maintain sufficient flatness. This is because it may be difficult to maintain good flatness of the element 11. In addition, the film-shaped plastic substrate 1
When the thickness of the film-shaped plastic substrate 12 is larger than 500 μm, it is difficult to freely bend the film-shaped plastic substrate 12 itself, that is, the flexibility of the film-shaped plastic substrate 12 itself becomes poor. This is because when configured, the flexibility of the organic EL element 11 deteriorates.

【0051】ガスバリア補助膜13は、フィルム状プラ
スチック基板12に圧縮応力を加えるものであり、ガス
バリア補助膜13自体は、所定の大きさの引っ張り応力
を有している。ここで、ガスバリア補助膜は引っ張り応
力を有しているため、フィルム状プラスチック基板12
の一主面のみに形成した場合には、フィルム状プラスチ
ック基板12がガスバリア補助膜13側に沿ってしま
う。そのため、ガスバリア補助膜13は、フィルム状プ
ラスチック基板12の両主面に形成されている。
The gas barrier auxiliary film 13 applies a compressive stress to the film-like plastic substrate 12, and the gas barrier auxiliary film 13 itself has a predetermined magnitude of tensile stress. Here, since the gas barrier auxiliary film has a tensile stress, the gaseous plastic substrate 12
When formed on only one main surface, the film-shaped plastic substrate 12 extends along the gas barrier auxiliary film 13 side. Therefore, the gas barrier auxiliary film 13 is formed on both main surfaces of the film-shaped plastic substrate 12.

【0052】陽極である第1電極14に用いる陽極材料
としては、効率良くホールを注入するために電極材料の
真空準位からの仕事関数が大きく、また、陽極側から有
機電界発光を取り出すことを可能とするために、透光性
を有する材料を用いることが好ましい。このような材料
としては、例えばITO(Indium Tin Oxide)、SnO
2等の酸化物が広く用いられている。
The anode material used for the first electrode 14 serving as the anode is required to have a large work function from the vacuum level of the electrode material in order to inject holes efficiently and to take out organic electroluminescence from the anode side. In order to make it possible, it is preferable to use a light-transmitting material. Such materials include, for example, ITO (Indium Tin Oxide), SnO
Oxides such as 2 are widely used.

【0053】有機EL層20は、正孔輸送層15と、発
光層16と、電子輸送層17とを備えて構成され、これ
ら各層がこの順で陽極である第1電極14上に形成され
てなる。
The organic EL layer 20 includes a hole transport layer 15, a light-emitting layer 16, and an electron transport layer 17, and these layers are formed in this order on the first electrode 14 serving as an anode. Become.

【0054】正孔輸送層15は、陽極である第1電極1
4から注入された正孔を発光層16まで輸送する。正孔
輸送材料として使用可能な材料としては、ベンジン、ス
チリルアミン、トリフェニルメタン、ポルフィリン、ト
リアゾール、イミダゾール、オキサジアゾール、ポリア
リールアルカン、フェニレンジアミン、アリールアミ
ン、オキサゾール、アントラセン、フルオレノン、ヒド
ラゾン、スチルベン、又はこれらの誘導体、並びにポリ
シラン系化合物、ビニルカルバゾール系化合物、チオフ
ェン系化合物、アニリン系化合物等の複素環式共役系の
モノマ、オリゴマ、ポリマ等が挙げられる。
The hole transport layer 15 is formed on the first electrode 1 serving as an anode.
The holes injected from 4 are transported to the light emitting layer 16. Materials that can be used as the hole transport material include benzene, styrylamine, triphenylmethane, porphyrin, triazole, imidazole, oxadiazole, polyarylalkane, phenylenediamine, arylamine, oxazole, anthracene, fluorenone, hydrazone, stilbene Or derivatives thereof, and heterocyclic conjugated monomers, oligomers, and polymers such as polysilane compounds, vinylcarbazole compounds, thiophene compounds, and aniline compounds.

【0055】具体的には、α−ナフチルフェニルジアミ
ン、ポルフィリン、金属テトラフェニルポルフィリン、
金属ナフタロシアニン、4,4’,4”−トリメチルト
リフェニルアミン、4,4’,4”−トリス(3−メチ
ルフェニルフェニルアミノ)トリフェニルアミン)トリ
フェニルアミン、N,N,N’,N’−テトラキス(p
−トリル)p−フェニレンジアミン、N,N,N’,
N’−テトラフェニル4,4’−ジアミノビフェニル、
N−フェニルカルバゾール、4−ジ−p−トリルアミノ
スチルベン、ポリ(パラフェニレンビニレン)、ポリ
(チオフェンビニレン)、ポリ(2,2’−チエニルピ
ロール)等が挙げられるが、これらに限定されるもので
はない。
Specifically, α-naphthylphenyldiamine, porphyrin, metal tetraphenylporphyrin,
Metal naphthalocyanine, 4,4 ′, 4 ″ -trimethyltriphenylamine, 4,4 ′, 4 ″ -tris (3-methylphenylphenylamino) triphenylamine) triphenylamine, N, N, N ′, N '-Tetrakis (p
-Tolyl) p-phenylenediamine, N, N, N ',
N′-tetraphenyl 4,4′-diaminobiphenyl,
Examples include, but are not limited to, N-phenylcarbazole, 4-di-p-tolylaminostilbene, poly (paraphenylenevinylene), poly (thiophenvinylene), poly (2,2′-thienylpyrrole), and the like. is not.

【0056】発光層16では、電子と正孔が結合して、
その結合エネルギーが光として放射される。図4におい
ては、発光層16が独立して設けられているが、正孔輸
送層15と発光層16とを兼ねた正孔輸送性発光層や、
電子輸送層17と発光層16とを兼ねた電子輸送性発光
層を用いることもできる。正孔輸送性発光層を用いた場
合には、陽極から正孔輸送性発光層に注入された正孔が
電子輸送層によって閉じこめられるため、再結合効率が
向上する。また、電子輸送性発光層を用いた場合には、
陰極から電子輸送性発光層に注入された電子が電子輸送
性発光層に閉じこめられるため、正孔輸送性発光層を用
いた場合と同様に再結合効率が向上する。
In the light emitting layer 16, electrons and holes are combined,
The binding energy is emitted as light. In FIG. 4, the light emitting layer 16 is provided independently, but a hole transporting light emitting layer that also serves as the hole transporting layer 15 and the light emitting layer 16,
An electron-transporting light-emitting layer that also serves as the electron-transport layer 17 and the light-emitting layer 16 can be used. When the hole transporting light emitting layer is used, holes injected from the anode into the hole transporting light emitting layer are confined by the electron transporting layer, so that recombination efficiency is improved. When using an electron transporting light emitting layer,
Since electrons injected from the cathode into the electron-transporting light-emitting layer are confined in the electron-transporting light-emitting layer, recombination efficiency is improved as in the case of using the hole-transporting light-emitting layer.

【0057】発光層16の材料としては、電圧印加時に
陽極側から正孔を、また、陰極側から電子を注入できる
こと、注入された電荷、すなわち正孔及び電子を移動さ
せ、正孔と電子が再結合する場を提供できること、発光
効率が高いこと等の条件を満たしている例えば低分子蛍
光色素、蛍光性の高分子、金属錯体等の有機材料を使用
することができる。
The material of the light emitting layer 16 is such that holes can be injected from the anode side and electrons can be injected from the cathode side when a voltage is applied, and the injected charges, ie, holes and electrons, are moved. For example, an organic material such as a low-molecular fluorescent dye, a fluorescent polymer, or a metal complex which satisfies conditions such as providing a recombination field and high luminous efficiency can be used.

【0058】このような材料としては、例えばアントラ
セン、ナフタレン、フェナントレン、ピレン、クリセ
ン、ペリレン、ブタジエン、クマリン、アクリジン、ス
チルベン、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム錯
体、ビス(ベンゾキノリノラト)ベリリウム錯体、トリ
(ジベンゾイルメチル)フェナントロリンユーロピウム
錯体、ジトルイルビニルビフェニル等を挙げることがで
きる。
Examples of such materials include anthracene, naphthalene, phenanthrene, pyrene, chrysene, perylene, butadiene, coumarin, acridine, stilbene, tris (8-quinolinolato) aluminum complex, bis (benzoquinolinolato) beryllium complex, Tri (dibenzoylmethyl) phenanthroline europium complex, ditoluylvinylbiphenyl and the like can be mentioned.

【0059】電子輸送層17は、陰極である第2電極1
8から注入された電子を発光層16まで輸送する。電子
輸送層17の材料として使用可能な材料としては、キノ
リン、ペリレン、ビススチリル、ピラジン、又はそれら
の誘導体が挙げられる。
The electron transport layer 17 is formed on the second electrode 1 serving as a cathode.
The electrons injected from 8 are transported to the light emitting layer 16. Examples of a material that can be used as the material of the electron transport layer 17 include quinoline, perylene, bisstyryl, pyrazine, and derivatives thereof.

【0060】具体的には、8−ヒドロキシキノリンアル
ミニウム、アントラセン、ナフタリン、フェナントレ
ン、ピレン、クリセン、ペリレン、ブタジエン、クマリ
ン、アクリジン、スチルベン、又はこれらの誘導体等が
挙げられる。
Specific examples include aluminum 8-hydroxyquinoline, anthracene, naphthalene, phenanthrene, pyrene, chrysene, perylene, butadiene, coumarin, acridine, stilbene, and derivatives thereof.

【0061】陰極である第2電極18に用いる陰極材料
としては、効率良く電子を注入するために、電極材料の
真空準位からの仕事関数が小さい金属を用いるのが好ま
しい。
As a cathode material used for the second electrode 18 serving as a cathode, it is preferable to use a metal having a small work function from the vacuum level of the electrode material in order to inject electrons efficiently.

【0062】具体的には、アルミニウム、インジウム、
マグネシウム、銀、カルシウム、バリウムリチウム等の
仕事関数の低い金属を単体で用いても良く、又はこれら
の金属を他の金属との合金として安定性を高めて使用し
ても良い。
Specifically, aluminum, indium,
Metals having a low work function, such as magnesium, silver, calcium, and barium lithium, may be used alone, or these metals may be used as an alloy with another metal with increased stability.

【0063】保護層19は、有機EL素子11の駆動の
信頼性を確保するため、また、有機EL素子11の劣化
を防止するために、有機EL素子11を封止し、酸素や
水分を遮断する作用をするものである。保護層19に用
いられる材料としては、気密性を保つことが可能であ
り、また、発光層16で発生した発光が透過可能な金属
単体、若しくはその合金等を適宜選択して用いることが
できる。保護層19は、陰極上だけではなく、図3に示
すように有機EL素子11全体を覆うように形成するこ
とが好ましい。有機EL素子全体1を覆うように保護層
19を形成することにより、外部からの酸素や水分の有
機EL素子11内への侵入を防ぐことができるからであ
る。
The protective layer 19 seals the organic EL element 11 and blocks oxygen and moisture in order to ensure the driving reliability of the organic EL element 11 and to prevent the organic EL element 11 from deteriorating. It works. As a material used for the protective layer 19, airtightness can be maintained, and a single metal or an alloy thereof which can transmit light emitted from the light emitting layer 16 can be appropriately selected and used. The protective layer 19 is preferably formed so as to cover not only the cathode but also the entire organic EL element 11 as shown in FIG. By forming the protective layer 19 so as to cover the entire organic EL element 1, it is possible to prevent oxygen or moisture from entering the organic EL element 11 from the outside.

【0064】具体的には、アルミニウム、金、クロム、
ニオブ、タンタル、チタン、酸化シリコン等を挙げるこ
とができる。
Specifically, aluminum, gold, chromium,
Examples include niobium, tantalum, titanium, and silicon oxide.

【0065】また、上述した有機EL素子11を構成す
る各層は、それぞれが複数層からなる積層構造とされて
いても良い。
Each of the layers constituting the above-mentioned organic EL element 11 may have a laminated structure composed of a plurality of layers.

【0066】以上のように構成された有機EL素子11
は、フィルム状プラスチック基板12の両主面上に互い
に略等しい大きさのガスバリア補助膜13が形成されて
いるため、ガスバリア補助膜13が有する所定大きさの
引っ張り応力により、フィルム状プラスチック基板12
に所定の圧縮応力が加えられる。これにより、有機EL
素子11は、フィルム状プラスチック基板12の凝集エ
ネルギー密度δを大きくすることができ、また、自由体
積分率fvを小さくすることができる。その結果、フィ
ルム状プラスチック基板12のガス透過係数Pを小さく
することができる。すなわち、有機EL素子11は、フ
ィルム状プラスチック基板12の両主面にガスバリア補
助膜13形成することによりフィルム状プラスチック基
板12のガス透過性を低くすることができ、フィルム状
プラスチック基板12のガスバリア性を向上させること
ができる。そして、この有機EL素子11は、フィルム
状プラスチック基板12の両主面にガスバリア補助膜1
3を形成することにより、フィルム状プラスチック基板
12のガスバリア性が良好なものとされるため、基板を
介して酸素や水蒸気等が侵入することが防止され、発光
特性や耐久性に優れた有機EL素子とされる。
The organic EL device 11 constructed as described above
Since the gas barrier auxiliary films 13 having substantially the same size are formed on both main surfaces of the film-like plastic substrate 12, the film-like plastic substrate 12
Is subjected to a predetermined compressive stress. With this, organic EL
In the element 11, the cohesive energy density δ of the film-shaped plastic substrate 12 can be increased, and the free volume fraction fv can be reduced. As a result, the gas permeability coefficient P of the film-shaped plastic substrate 12 can be reduced. That is, in the organic EL device 11, the gas permeability of the film-shaped plastic substrate 12 can be reduced by forming the gas barrier auxiliary films 13 on both main surfaces of the film-shaped plastic substrate 12, and the gas barrier property of the film-shaped plastic substrate 12 can be reduced. Can be improved. The organic EL element 11 has a gas barrier auxiliary film 1 on both main surfaces of a film-shaped plastic substrate 12.
By forming 3, the film-shaped plastic substrate 12 has a good gas barrier property, so that the invasion of oxygen, water vapor and the like through the substrate is prevented, and the organic EL having excellent light-emitting characteristics and durability. Element.

【0067】以上のように構成された有機EL素子11
は、上述したように、基板としてフィルム状プラスチッ
ク基板12を用いているため、従来のガラス基板を用い
た有機EL素子と比較して大幅に軽量化することができ
る。
The organic EL device 11 constructed as described above
As described above, since the film-shaped plastic substrate 12 is used as the substrate, the weight can be significantly reduced as compared with a conventional organic EL element using a glass substrate.

【0068】また、この有機EL素子11は、基板とし
て良好な可撓性を有するフィルム状プラスチック基板1
2を用いているため、有機EL素子11自体も良好な可
撓性を有するものとされる。
The organic EL element 11 is a film-shaped plastic substrate 1 having good flexibility as a substrate.
2, the organic EL element 11 itself has good flexibility.

【0069】そして、この有機EL素子11は、基板と
して落下等の衝撃に対する耐衝撃性に優れるフィルム状
プラスチック基板12を用いているため、耐衝撃性を大
幅に向上させることができる。
Since the organic EL element 11 uses a film-shaped plastic substrate 12 having excellent impact resistance against impacts such as dropping as a substrate, the impact resistance can be greatly improved.

【0070】したがって、有機EL素子11は、基板と
してフィルム状プラスチック基板12を用いているた
め、上述したような利点を有する。しかしながら、基板
としてフィルム状プラスチック基板を用いた場合は、基
板のガスバリア性においては、不十分であり、特に温度
依存性や、湿度依存性を有するため、安定した良好なガ
スバリア性が得られない。そこで、この有機EL素子1
1では、上述したガスバリア材を基板に適用することに
より、上述した利点と、基板のガスバリア性とを両立し
た優れた有機EL素子とされている。
Therefore, since the organic EL element 11 uses the film-shaped plastic substrate 12 as the substrate, it has the advantages described above. However, when a film-shaped plastic substrate is used as a substrate, the gas barrier properties of the substrate are insufficient, and in particular, they have temperature dependency and humidity dependency, so that stable and good gas barrier properties cannot be obtained. Therefore, this organic EL element 1
In No. 1, by applying the above-described gas barrier material to a substrate, an excellent organic EL device having both the above advantages and the gas barrier properties of the substrate is obtained.

【0071】以上のように構成された有機EL素子11
は、陽極と陰極との間に直流電圧を選択的に印可するこ
とにより、陽極から注入された正孔が正孔輸送層15を
経て、また陰極から注入された電子が電子輸送層4を経
て移動し、それぞれ発光層16に到達する。その結果、
発光層16においては、電子と正孔との再結合が生じ、
ここから所定波長の発光を発生する。また、発光層16
の材料を選択することにより、R、G、Bの三色を発光
するフルカラー用、マルチカラー用の有機EL素子とす
ることができる。この有機EL素子11は、例えばディ
スプレイ用として用いることができるが、その他にも光
源等としても使用可能であり、種々の光学的用途等に用
いることが可能である。
The organic EL element 11 configured as described above
By selectively applying a DC voltage between the anode and the cathode, holes injected from the anode pass through the hole transport layer 15 and electrons injected from the cathode pass through the electron transport layer 4. It moves and reaches the light emitting layers 16 respectively. as a result,
In the light emitting layer 16, recombination of electrons and holes occurs,
From this, light of a predetermined wavelength is generated. The light emitting layer 16
By selecting the above materials, organic EL devices for full-color and multi-color emitting three colors of R, G and B can be obtained. The organic EL element 11 can be used, for example, for a display, but can also be used as a light source and the like, and can be used for various optical uses.

【0072】上述した有機EL素子11は、次にように
して作製することができる。
The above-described organic EL device 11 can be manufactured as follows.

【0073】まず、基板として例えば厚み50μmのP
ETからなるフィルム状プラスチック基板12を準備
し、このフィルム状プラスチック基板12の両主面上に
例えばITOからなる厚み10nmの陽極である第1電
極14を反応性DCスパッタリングにより成膜する。
First, as a substrate, for example, a 50 μm thick P
A film-shaped plastic substrate 12 made of ET is prepared, and a first electrode 14 made of, for example, a 10-nm-thick anode made of ITO is formed on both main surfaces of the film-shaped plastic substrate 12 by reactive DC sputtering.

【0074】そして、上述した陽極である第1電極14
上に、有機EL層20を形成する。有機EL層20は、
正孔輸送層15、発光層16、及び電子輸送層17をこ
の順に真空蒸着により成膜することにより形成する。こ
こで、正孔輸送層15は、例えばm−HTDATAを成
膜することにより形成する。また、発光層16は、例え
ばα−NPDを成膜することにより形成する。そして、
電子輸送層17は、例えばAlQ3を成膜することによ
り形成する。そして、有機EL層20の厚みは、例えば
150nmとする。
The first electrode 14 which is the above-mentioned anode is
The organic EL layer 20 is formed thereon. The organic EL layer 20
The hole transport layer 15, the light emitting layer 16, and the electron transport layer 17 are formed by forming a film by vacuum deposition in this order. Here, the hole transport layer 15 is formed by, for example, forming m-HTDATA. The light emitting layer 16 is formed by, for example, forming α-NPD. And
The electron transport layer 17 is formed by, for example, forming AlQ 3 . The thickness of the organic EL layer 20 is, for example, 150 nm.

【0075】次に、上記のように形成された有機EL層
20上に、陰極である第2電極18として例えばAlT
i膜を100nmの厚みにスパッタリングにより成膜す
る。
Next, on the organic EL layer 20 formed as described above, for example, an AlT
An i film is formed to a thickness of 100 nm by sputtering.

【0076】最後に、上記において形成した各層を覆う
ように例えばSiNからなる厚み1000nmの保護層
19をスパッタリングにより形成することにより図4に
示すような有機EL素子11を作製することができる。
Finally, an organic EL device 11 as shown in FIG. 4 can be manufactured by forming a 1000 nm thick protective layer 19 made of, for example, SiN so as to cover the layers formed above.

【0077】[0077]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
係るガスバリア材は、高分子からなる基板の両主面上
に、互いに略等しい大きさの引っ張り応力を有する一対
のガスバリア補助膜が形成されてなる。
As described in detail above, the gas barrier material according to the present invention comprises a pair of gas barrier auxiliary films having substantially equal tensile stresses on both principal surfaces of a polymer substrate. Be formed.

【0078】これにより、高分子からなる基板には、ガ
スバリア補助膜が有する所定の大きさの引っ張り応力に
より所定の大きさの圧縮応力が加えられ、高分子からな
る基板の凝集エネルギー密度δが大きくなり、また、自
由体積分率fvが小さくなる。その結果、高分子からな
る基板のガス透過係数Pを小さくすることができ、ガス
透過性を低くすることが可能となる。
As a result, a predetermined amount of compressive stress is applied to the polymer substrate by the predetermined amount of tensile stress of the gas barrier auxiliary film, and the cohesive energy density δ of the polymer substrate increases. And the free volume fraction fv decreases. As a result, the gas permeability coefficient P of the polymer substrate can be reduced, and the gas permeability can be reduced.

【0079】したがって、このガスバリア材は、高分子
からなる基板のガスバリア性が向上し、優れたガスバリ
ア性を有するものとされる。
Accordingly, the gas barrier material has improved gas barrier properties of the polymer substrate and has excellent gas barrier properties.

【0080】したがって、本発明によれば、優れたガス
バリア性を有するガスバリア材を提供することが可能と
なる。
Therefore, according to the present invention, a gas barrier material having excellent gas barrier properties can be provided.

【0081】また、本発明に係る有機エレクトロルミネ
ッセンス素子(以下、有機EL素子と呼ぶ。)は、基板
が、高分子からなる基板の両主面上に互いに略等しい大
きさの引っ張り応力を有する一対のガスバリア補助膜が
形成されてなる。
The organic electroluminescence device (hereinafter, referred to as an organic EL device) according to the present invention comprises a pair of substrates each having a tensile stress of substantially equal magnitude on both main surfaces of a polymer substrate. Is formed.

【0082】これにより、この有機EL素子の高分子か
らなる基板には、ガスバリア補助膜が有する所定の大き
さの引っ張り応力により、所定の大きさの圧縮応力が加
えられ、高分子からなる基板の凝集エネルギー密度δが
大きくなり、また、自由体積分率fvが小さくなる。そ
の結果、高分子からなる基板のガス透過係数Pを小さく
することができ、高分子からなる基板のガス透過性を低
くすることが可能となる。
As a result, a predetermined amount of compressive stress is applied to the polymer substrate of the organic EL element by a predetermined amount of tensile stress of the gas barrier auxiliary film. The cohesive energy density δ increases and the free volume fraction fv decreases. As a result, the gas permeability coefficient P of the polymer substrate can be reduced, and the gas permeability of the polymer substrate can be reduced.

【0083】したがって、この有機EL素子は、高分子
からなる基板のガスバリア性が向上し、優れたガスバリ
ア性を有するものとされる。
Therefore, this organic EL device has an improved gas barrier property of a substrate made of a polymer, and has an excellent gas barrier property.

【0084】したがって、本発明によれば、基板が優れ
たガスバリア性を有する有機EL素子を提供することが
可能となる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide an organic EL device in which the substrate has excellent gas barrier properties.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を適用したガスバリア材の一構成例を示
す要部縦断面図である。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a main part showing one configuration example of a gas barrier material to which the present invention is applied.

【図2】本発明を適用したガスバリア材の他の構成例を
示す要部縦断面図である。
FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of a main part showing another configuration example of the gas barrier material to which the present invention is applied.

【図3】投入電力を変化させてTiW膜を成膜したとき
の、TiW膜が有する膜応力の変化を示した特性図であ
る。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a change in film stress of a TiW film when a TiW film is formed by changing input power.

【図4】本発明を適用した有機EL素子の一構成例を示
す要部縦断面図である。
FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of a main part showing one configuration example of an organic EL element to which the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガスバリア材、2 高分子フィルム、3 ガスバリ
ア補助膜、4 ガスバリア材、5 高分子フィルム、6
密着層、7 ガスバリア補助膜
1 gas barrier material, 2 polymer film, 3 gas barrier auxiliary film, 4 gas barrier material, 5 polymer film, 6
Adhesion layer, 7 gas barrier auxiliary film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F100 AA02 AA12 AA20 AB11 AK01A AK42 AK55 AR00B AR00C AR00D AR00E AT00A BA03 BA04 BA05 BA06 BA10B BA10C BA13 EH66 GB41 JD02 JD02B JD02C JD02D JD02E JD03 JK02B JK02C JK02D JK02E JK06E JL11E ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page F term (reference) 4F100 AA02 AA12 AA20 AB11 AK01A AK42 AK55 AR00B AR00C AR00D AR00E AT00A BA03 BA04 BA05 BA06 BA10B BA10C BA13 EH66 GB41 JD02 JD02B JD02J JD02J J02K JK02E

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高分子からなる基板の両主面上に、互い
に略等しい大きさの引っ張り応力を有する一対のガスバ
リア補助膜が形成されてなることを特徴とするガスバリ
ア材。
1. A gas barrier material comprising a pair of gas barrier auxiliary films having substantially equal tensile stresses formed on both main surfaces of a polymer substrate.
【請求項2】 上記ガスバリア補助膜が、複数の膜が積
層された多層膜からなることを特徴とする請求項1記載
のガスバリア材。
2. The gas barrier material according to claim 1, wherein the gas barrier auxiliary film comprises a multilayer film in which a plurality of films are stacked.
【請求項3】 上記複数の膜が、各々異なる材料からな
ることを特徴とする請求項2記載のガスバリア材。
3. The gas barrier material according to claim 2, wherein said plurality of films are made of different materials.
【請求項4】 上記高分子からなる基板と上記ガスバリ
ア補助膜との間に密着層を備えることを特徴とする請求
項1記載のガスバリア材。
4. The gas barrier material according to claim 1, further comprising an adhesion layer between the substrate made of the polymer and the gas barrier auxiliary film.
【請求項5】 基板上に、透光性を有する材料からなる
第1電極と、有機化合物からなる発光材料を有する有機
エレクトロルミネッセンス層と、第2電極とをこの順で
備え、 上記基板が、高分子からなる基板の両主面上に、互いに
略等しい大きさの引っ張り応力を有する一対のガスバリ
ア補助膜が形成されてなることを特徴とする有機エレク
トロルミネッセンス素子。
5. A substrate comprising: a first electrode made of a light-transmitting material, an organic electroluminescent layer having a light-emitting material made of an organic compound, and a second electrode on a substrate in this order; An organic electroluminescence device comprising a pair of gas barrier auxiliary films having substantially equal tensile stresses formed on both main surfaces of a polymer substrate.
【請求項6】 上記基板が、フィルム状プラスチック基
板であることを特徴とする請求項5記載の有機エレクト
ロルミネッセンス素子。
6. The organic electroluminescence device according to claim 5, wherein said substrate is a film-shaped plastic substrate.
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