JP2017183277A - Substrate for flexible device and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: a substrate for a flexible device, which is superior in moisture-barrier property and glass layer adhesion and excellent in surface smoothness, and which is arranged so that the occurrence of particles on a glass layer surface and the occurrence of repellence is suppressed effectively; and a method for manufacturing the substrate.SOLUTION: A substrate for a flexible device comprises: a nickel-plated metal base material arranged by forming a nickel-plated layer on at least one surface of a metal base material, or a nickel-based base material; an electrically insulative glass layer on a surface of the nickel-plated layer or nickel-based base material, which is formed from bismuth-based glass like a layer; and an oxide film formed on the surface of the nickel-plated layer or the surface of the nickel-based base material, and having asperities on its surface. The bismuth-based glass includes 70-84 wt% of BiO, 10-12 wt% of ZnO, and 6-12 wt% of BO.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、フレキシブルデバイス用基板及びその製造方法に関するものであり、より詳細には、水分バリア性及び絶縁層の密着性に優れていると共に表面欠陥がなく、有機EL関連の用途にも好適に使用可能なフレキシブルデバイス用基板及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a substrate for a flexible device and a method for producing the same, and more specifically, is excellent in moisture barrier properties and adhesion of an insulating layer, has no surface defects, and is suitable for organic EL-related applications. The present invention relates to a usable flexible device substrate and a method of manufacturing the same.

有機EL照明や有機ELディスプレイ、有機太陽電池などに用いられるフレキシブルデバイス用基板は、水分バリア性及び蒸気バリア性等のバリア性の他、平滑性及び絶縁性が要求されている。
下記特許文献1には、プラスチックフィルム基材上に、透明導電層、有機発光媒体層、陰極層を順次積層し、接着層を介して金属箔が積層された有機EL素子の構造が提案されているが、かかるプラスチックフィルム基材は水分バリア性の点で満足するものではない。
また下記特許文献2には、ステンレス基材上にポリイミド樹脂から成る平坦化層を設けたフレキシブルデバイス用基板が提案されているが、ポリイミド樹脂の吸水性が高いことから、やはり水分バリア性の点で満足するものではない。
更に下記特許文献3には、ステンレス基材上にシリカ系ガラスを製膜したフレキシブル太陽電池基板が提案されているが、シリカ系ガラスは一般にステンレスに比べて熱膨張係数が小さく、ステンレス基材に対する密着性に欠けると共に、シリカ系ガラスは曲げ加工や衝撃に弱いという問題を有している。
また薄膜電気回路やフレキシブルディスプレイの基板として利用可能なガラス基板も種々提案されているが(特許文献4等)、ガラス基板はひねりなどの曲げに弱いという特徴があり、フレキシブルデバイス用基板としてより強度の高いものが望まれている。
Flexible device substrates used in organic EL lighting, organic EL displays, organic solar cells, and the like are required to have smoothness and insulating properties in addition to barrier properties such as moisture barrier properties and vapor barrier properties.
Patent Document 1 below proposes a structure of an organic EL element in which a transparent conductive layer, an organic light emitting medium layer, and a cathode layer are sequentially laminated on a plastic film substrate, and a metal foil is laminated via an adhesive layer. However, such a plastic film substrate is not satisfactory in terms of moisture barrier properties.
Patent Document 2 below proposes a substrate for a flexible device in which a flattening layer made of a polyimide resin is provided on a stainless steel base material. However, since the polyimide resin has a high water absorption property, it also has a moisture barrier property. Not satisfied with.
Further, Patent Document 3 below proposes a flexible solar cell substrate in which a silica-based glass is formed on a stainless steel base material. However, silica-based glass generally has a smaller thermal expansion coefficient than stainless steel, and is compatible with the stainless steel base material. In addition to lack of adhesion, silica-based glass has problems that it is vulnerable to bending and impact.
Various glass substrates that can be used as thin film electric circuits and flexible display substrates have also been proposed (Patent Document 4, etc.). However, glass substrates have a characteristic that they are vulnerable to bending such as twisting, and are more robust as flexible device substrates. Higher ones are desired.

このような問題を解決するために、本発明者等は、金属基材の表面にニッケルめっき層を形成し、そのニッケルめっき層の表面に、電気絶縁性を有するビスマス系ガラスを積層して成るフレキシブルデバイス用金属基板を提案した(特許文献5)。   In order to solve such a problem, the present inventors formed a nickel plating layer on the surface of a metal base material, and laminated the surface of the nickel plating layer with a bismuth glass having electrical insulation. The metal substrate for flexible devices was proposed (patent document 5).

特開2004−171806号公報JP 2004-171806 A 特開2011−97007号公報JP 2011-97007 A 特開2006−80370号公報JP 2006-80370 A 特開2012−197185号公報JP 2012-197185 A 特開2014−107053号公報JP 2014-107053 A

上記フレキシブルデバイス用金属基板は、機械的強度に優れた金属基材上に、水分バリア性及び金属基材との密着性に優れたビスマス系ガラスを積層していることから、曲げ耐性に優れていると共に、絶縁性及び平坦性にも優れ、軽量でフレキシブル性を有しているが、焼成後のガラス層表面に、微小凸部であるブツや微小凹部であるはじきが発生する場合があり、このような微小欠陥によりガラス層の平滑性が損なわれる場合があった。
本発明者等は、ガラス層表面に形成されるこれらの微小欠陥についてその発生原因を研究した結果、ガラス層表面に形成されるこれらの微小欠陥は、ガラスからの結晶の発生や、気泡の破裂痕等を原因として形成され、特にはじきは気泡の破裂痕やガラスの結晶化などによるガラス層の乱れを基点とした表面張力の影響により発生することが分かった。
The metal substrate for flexible devices is excellent in bending resistance because a bismuth-based glass excellent in moisture barrier property and adhesion to a metal substrate is laminated on a metal substrate excellent in mechanical strength. As well as being excellent in insulation and flatness, it is lightweight and flexible, but on the surface of the glass layer after firing, there are cases where fluff that is a minute convex part or repellency that is a minute concave part occurs. The smoothness of the glass layer may be impaired due to such minute defects.
As a result of studying the cause of these micro defects formed on the surface of the glass layer, the present inventors have found that these micro defects formed on the surface of the glass layer are caused by generation of crystals from the glass or burst of bubbles. It was found that the formation was caused by the marks, and in particular, the repelling occurred due to the influence of the surface tension based on the turbulence of the glass layer due to the bursting marks of the bubbles and the crystallization of the glass.

従って本発明の目的は、水分バリア性及びガラス層の密着性に優れていると共に、ガラス層表面のブツやはじきの発生が有効に抑制された、表面平滑性に優れたフレキシブルデバイス用金属基板及びその製造方法を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a metal substrate for a flexible device excellent in surface smoothness, which is excellent in moisture barrier properties and adhesion of the glass layer, and in which occurrence of fluff and repellency on the surface of the glass layer is effectively suppressed, and The manufacturing method is provided.

本発明によれば、金属基材の少なくとも一方の表面にニッケルめっき層が形成されて成るニッケルめっき金属基材又はニッケル系基材と、前記ニッケルめっき層又はニッケル系基材の上に電気絶縁性を有するビスマス系ガラスが層状に形成されたガラス層とを有するフレキシブルデバイス用基板であって、前記ニッケルめっき層表面又はニッケル系基材表面には、表面に凹凸を有する酸化物膜が形成されており、前記ビスマス系ガラスが、Biを70〜84重量%、ZnOを10〜12重量%、Bを6〜12重量%の量で含有することを特徴とするフレキシブルデバイス用基板が提供される。 According to the present invention, a nickel-plated metal substrate or nickel-based substrate having a nickel-plated layer formed on at least one surface of a metal substrate, and an electrically insulating material on the nickel-plated layer or nickel-based substrate. A substrate for a flexible device having a glass layer in which a bismuth-based glass having a layer is formed, and an oxide film having irregularities on the surface is formed on the surface of the nickel plating layer or the surface of the nickel-based substrate. The bismuth-based glass contains Bi 2 O 3 in an amount of 70 to 84% by weight, ZnO in an amount of 10 to 12% by weight, and B 2 O 3 in an amount of 6 to 12% by weight. A substrate is provided.

本発明のフレキシルブルデバイス用基板においては、
1.前記ビスマス系ガラスが、SiO及び/又はAlを含有し、SiOの含有量が0〜2重量%、Alの含有量が0〜1重量%の量(SiO及びAlの両方がゼロの場合を含まない)であること、
2.前記ビスマス系ガラスが、CuO及び/又はNiOを含有し、CuOの含有量が0〜2重量%、NiOの含有量が0〜2重量%の量(CuO及びNiOの両方がゼロの場合を含まない)であること、
3.前記ビスマス系ガラスが、Y、ZrO、La、CeO、TiO、CoO、Feの何れかを1.5重量%以下(ゼロを含まない)の量で含有すること、
4.前記酸化物膜の表面の算術平均粗さ(Ra)が、30〜100nmの範囲にあること、
5.前記酸化物膜の表面の最大高さ粗さ(Rz)が、420〜900nmの範囲にあること、
6.前記酸化物膜の厚みが、40〜1200nmの範囲にあること、
7.前記ガラス層の厚みが、2〜45μmであること、
8.前記ニッケルめっき層表層又はニッケル系基材表層に、鉄が存在すること、
9.前記ニッケルめっき層表層又はニッケル系基材表層に存在する鉄のうち、金属鉄が3atomic%以下であること、
10.前記ニッケルめっき層表層又はニッケル系基材表層における酸素の割合が30atomic%以上であること、
11.前記ニッケルめっき層表層又はニッケル系基材表層に存在するニッケルのうち、金属ニッケルの割合が20atomic%以下であること、
12.前記ガラス層の厚み方向の任意の面における酸素量を100%とした場合に、前記ガラス層とニッケルめっき層又はニッケル系基材との界面における酸素量が80%以上であること、
13.前記ガラス層の表面に、電極層形成のための下地となる層が形成されており、該下地層が、ニッケル又は酸化インジウム錫から成ること、
が好適である。
In the flexible device substrate of the present invention,
1. The bismuth-based glass contains SiO 2 and / or Al 2 O 3 , the amount of SiO 2 is 0 to 2 wt%, and the content of Al 2 O 3 is 0 to 1 wt% (SiO 2 and Not including the case where both Al 2 O 3 are zero),
2. The bismuth-based glass contains CuO and / or NiO, the CuO content is 0 to 2% by weight, the NiO content is 0 to 2% by weight (including the case where both CuO and NiO are zero) Not)
3. The bismuth-based glass is any one of Y 2 O 3 , ZrO 2 , La 2 O 3 , CeO 2 , TiO 2 , CoO, and Fe 2 O 3 in an amount of 1.5% by weight or less (excluding zero). Containing,
4). The arithmetic average roughness (Ra) of the surface of the oxide film is in the range of 30 to 100 nm,
5. The maximum height roughness (Rz) of the surface of the oxide film is in the range of 420 to 900 nm;
6). The thickness of the oxide film is in the range of 40 to 1200 nm;
7). The glass layer has a thickness of 2 to 45 μm;
8). The presence of iron in the surface of the nickel plating layer or the surface of the nickel-based substrate;
9. Of the iron present in the nickel plating layer surface layer or nickel-based substrate surface layer, metallic iron is 3 atomic% or less,
10. The oxygen ratio in the nickel plating layer surface layer or the nickel-based substrate surface layer is 30 atomic% or more,
11. Of the nickel present in the nickel plating layer surface layer or nickel-based substrate surface layer, the proportion of metallic nickel is 20 atomic% or less,
12 When the amount of oxygen in any surface in the thickness direction of the glass layer is 100%, the amount of oxygen at the interface between the glass layer and the nickel plating layer or the nickel-based substrate is 80% or more,
13. A layer serving as a base for forming an electrode layer is formed on the surface of the glass layer, and the base layer is made of nickel or indium tin oxide.
Is preferred.

本発明によればまた、金属基材の少なくとも一方の表面にニッケルめっき層が形成されて成るニッケルめっき金属基材又はニッケル系基材と、前記ニッケルめっき層又はニッケル系基材の上に電気絶縁性を有するビスマス系ガラスが層状に形成されたガラス層と、該ガラス層の表面に電極層形成のための下地となる下地層を有することを特徴とするフレキシブルデバイス用基板が提供される。
本発明の上記フレキシルブルデバイス基板においては、上記下地層が、ニッケル,酸化インジウム錫,銀,金,銅,マグネシウム−銀,金−銅,銀−銅,酸化亜鉛,コバルト,パラジウムの何れかから成ることが好適である。
According to the present invention, there is also provided a nickel-plated metal substrate or nickel-based substrate having a nickel-plated layer formed on at least one surface of the metal substrate, and electrical insulation on the nickel-plated layer or nickel-based substrate. There is provided a flexible device substrate comprising: a glass layer in which a bismuth-based glass having a property is formed in a layer; and a base layer serving as a base for forming an electrode layer on the surface of the glass layer.
In the flexible device substrate of the present invention, the underlayer is made of any of nickel, indium tin oxide, silver, gold, copper, magnesium-silver, gold-copper, silver-copper, zinc oxide, cobalt, and palladium. It is preferable to consist.

本発明によればまた、金属基材の少なくとも一方の表面にニッケルめっき層が形成されて成るニッケルめっき金属基材又はニッケル系基材を酸素含有雰囲気中で焼成(以下、「仮焼」ということがある。)することにより、ニッケルめっき層表面又はニッケル系基材表面に酸化物膜を形成する酸化物膜形成工程、前記酸化物膜上に、Bi,ZnO,Bを含有するビスマス系ガラス層を形成するガラス層形成工程、を含むことを特徴とするフレキシブルデバイス用基板の製造方法が提供される。
本発明のフレキシブルデバイス用基板の製造方法においては、
1.前記酸化物膜形成工程において、ニッケルめっき層又はニッケル系基材表面を、550〜900℃の温度で焼成すること、
2.前記ガラス層形成工程において、ニッケルめっき層上、又はニッケル系基材上に塗工されたビスマス系ガラス組成物を、550〜900℃の温度で10〜300秒間焼成すること、
が好適である。
According to the present invention, a nickel-plated metal substrate or a nickel-based substrate having a nickel plating layer formed on at least one surface of a metal substrate is fired in an oxygen-containing atmosphere (hereinafter referred to as “calcination”). In this way, an oxide film forming step for forming an oxide film on the surface of the nickel plating layer or the surface of the nickel-based substrate, Bi 2 O 3 , ZnO, B 2 O 3 is formed on the oxide film. And a glass layer forming step of forming a bismuth-based glass layer to be contained.
In the method for manufacturing a flexible device substrate of the present invention,
1. In the oxide film forming step, firing the nickel plating layer or the nickel-based substrate surface at a temperature of 550 to 900 ° C.,
2. In the glass layer forming step, the bismuth-based glass composition coated on the nickel plating layer or the nickel-based substrate is baked at a temperature of 550 to 900 ° C. for 10 to 300 seconds,
Is preferred.

本発明によればまた、前記フレキシブルデバイス用基板と、該フレキシブルデバイス用基板の前記ガラス層又は前記下地層の上に形成された電極層と、該電極層の上に形成された有機薄膜発光層と、該有機薄膜発光層の上に形成された透明電極層とを有することを特徴とする有機ELデバイス用基板が提供される。   According to the present invention, the flexible device substrate, the electrode layer formed on the glass layer or the base layer of the flexible device substrate, and the organic thin film light emitting layer formed on the electrode layer And a transparent electrode layer formed on the organic thin-film light-emitting layer.

本発明においては、ガラス層表面の結晶(ブツ)やはじきの発生が抑制され、表面平滑性及び絶縁性に優れたガラス層を有するフレキシブルデバイス用基板が提供される。また本発明のフレキシブルデバイス用基板においては、表面に凹凸を有する酸化物膜が形成されている、ニッケルめっき層を有する金属基材又はニッケル系基材を用いることで、ガラス層の密着性に優れており、ロールツーロールの工程に供した場合でも剥離などが起こらない、十分なフレキシブル性を有している。
また本発明においては、密な構造で水分の透過を完全に防ぐことが可能なガラス層を有していることから、水分バリア性にも優れており、有機EL関連用の基板として有効に使用できる。
更に、ガラス層の上に電極層形成のための下地となる下地層が形成されていることにより、電極層のフレキシブルデバイス用基板との密着性が向上し、電極層の剥離を有効に防止することができる。
更にまた本発明のフレキシブルデバイス用基板の製造方法によれば、表面欠陥のないフレキシブルデバイス用基板を連続的に製造することができ、生産性及び経済性にも優れている。
In this invention, generation | occurrence | production of the crystal | crystallization (burst) and repelling of the glass layer surface is suppressed, and the board | substrate for flexible devices which has a glass layer excellent in surface smoothness and insulation is provided. In the substrate for flexible devices of the present invention, the adhesion of the glass layer is excellent by using a metal substrate or nickel-based substrate having a nickel plating layer on which an oxide film having irregularities is formed on the surface. Therefore, even when it is subjected to a roll-to-roll process, it has sufficient flexibility so that peeling does not occur.
In addition, in the present invention, since it has a glass layer capable of completely preventing the permeation of moisture with a dense structure, it has excellent moisture barrier properties and is effectively used as a substrate for organic EL-related. it can.
Furthermore, since the base layer that is the base for forming the electrode layer is formed on the glass layer, the adhesion of the electrode layer to the flexible device substrate is improved, and peeling of the electrode layer is effectively prevented. be able to.
Furthermore, according to the method for producing a flexible device substrate of the present invention, a flexible device substrate having no surface defects can be continuously produced, which is excellent in productivity and economy.

本発明のフレキシブルデバイス用基板の一例の断面構造を示す図である。It is a figure which shows the cross-section of an example of the board | substrate for flexible devices of this invention. 本発明のフレキシブルデバイス用基板の他の一例の断面構造を示す図である。It is a figure which shows the cross-section of another example of the board | substrate for flexible devices of this invention. 図1に示す本発明のフレキシブルデバイス用基板を用いた有機ELデバイス用基板の断面構造を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional structure of the board | substrate for organic EL devices using the board | substrate for flexible devices of this invention shown in FIG. 図2に示す本発明のフレキシブルデバイス用基板を用いた有機ELデバイス用基板の断面構造を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional structure of the board | substrate for organic EL devices using the board | substrate for flexible devices of this invention shown in FIG. 表1におけるニッケルめっき鋼板の基材No.1、No.6について仮焼後のニッケルめっき層表面のSEM写真((A)及び(B))及び基材No.4のニッケルめっき層表面のSEM写真(C)である。The base material No. of the nickel-plated steel sheet in Table 1 1, no. SEM photographs ((A) and (B)) of the surface of the nickel plating layer after calcination and base No. 6 It is a SEM photograph (C) of the nickel plating layer surface of 4. 表5における実施例12及び比較例1について、ニッケルめっき層とガラス層の界面のTEM写真((A)及び(B))である。It is a TEM photograph ((A) and (B)) of the interface of a nickel plating layer and a glass layer about Example 12 and Comparative Example 1 in Table 5.

(フレキシブルデバイス用基板)
本発明のフレキシブルデバイス用基板は、金属基材の少なくとも一方の表面にニッケルめっき層が形成されて成るニッケルめっき金属基材又はニッケル系基材と、前記ニッケルめっき層又はニッケル系基材の上に電気絶縁性を有するビスマス系ガラスが層状に形成されたガラス層とを有するフレキシブルデバイス用基板であって、前記ニッケルめっき層表面又はニッケル系基材表面には、表面に凹凸を有する酸化物膜が形成されていること、及び前記ビスマス系ガラスが、Biを70〜84重量%、ZnOを10〜12重量%、Bを6〜12重量%の量で含有することを重要な特徴とする。
図1は、金属基材10の表面にニッケルめっき層11が形成されたニッケルめっき金属基材を用いた、本発明のフレキシルブルデバイス用基板の断面構造の一例を示す図であり、ニッケルめっき層11の表面にガラス層13が形成され、ニッケルめっき層11の表面に形成された酸化物膜12の表面が凹凸12aに形成されている。
(Flexible device substrate)
The substrate for a flexible device of the present invention is a nickel-plated metal substrate or nickel-based substrate in which a nickel-plated layer is formed on at least one surface of a metal substrate, and the nickel-plated layer or nickel-based substrate. A substrate for a flexible device having a glass layer in which a bismuth-based glass having electrical insulation properties is formed in a layer shape, and an oxide film having irregularities on the surface is formed on the surface of the nickel plating layer or the surface of the nickel-based substrate. It is important that the bismuth-based glass is formed and that Bi 2 O 3 is contained in an amount of 70 to 84 wt%, ZnO is 10 to 12 wt%, and B 2 O 3 is 6 to 12 wt%. Features.
FIG. 1 is a diagram showing an example of a cross-sectional structure of a substrate for a flexible device according to the present invention using a nickel-plated metal base material in which a nickel-plated layer 11 is formed on the surface of a metal base material 10. A glass layer 13 is formed on the surface of the oxide film 11, and the surface of the oxide film 12 formed on the surface of the nickel plating layer 11 is formed as irregularities 12 a.

[金属基材]
本発明のフレキシブルデバイス用基板に用いられる、ニッケルめっき層を形成する金属基材としては、これに限定されないが、鉄、ステンレス、チタン、アルミニウム、銅等を使用することができ、熱膨張係数が8×10−6〜25×10−6/℃、特に10×10−6〜20×10−6/℃の範囲にあるものを使用することが好ましい。
また本発明においては、ニッケルめっき層を形成することなく、金属基材自体をニッケル系基材、すなわち、純ニッケル板又はニッケル合金板とすることもできる。ニッケル合金板において、ニッケルと合金可能な金属としては、鉄(Fe)、銅(Cu)、クロム(Cr)を用いることができる。
金属基材又はニッケル系基材の厚みは、10〜200μm、特に20〜100μmの範囲にあることが好適であり、これにより十分なフレキシブル性を得ることができる。
[Metal base material]
The metal base material for forming the nickel plating layer used in the flexible device substrate of the present invention is not limited to this, but iron, stainless steel, titanium, aluminum, copper, etc. can be used, and the thermal expansion coefficient is It is preferable to use those in the range of 8 × 10 −6 to 25 × 10 −6 / ° C., particularly 10 × 10 −6 to 20 × 10 −6 / ° C.
In the present invention, the metal substrate itself can be a nickel-based substrate, that is, a pure nickel plate or a nickel alloy plate, without forming a nickel plating layer. In the nickel alloy plate, iron (Fe), copper (Cu), or chromium (Cr) can be used as a metal that can be alloyed with nickel.
The thickness of the metal substrate or the nickel-based substrate is preferably in the range of 10 to 200 μm, particularly 20 to 100 μm, whereby sufficient flexibility can be obtained.

[ニッケルめっき層]
本発明のフレキシブルデバイス用基板において、金属基材表面に形成されるニッケルめっき層は、ニッケルめっきによって形成される層であり、後述するように電解めっき又は無電解めっきの何れであってもよい。ニッケルめっき層は、図1に示した例では、金属基材の一方の表面にのみ形成されていたが、もちろん金属基材の両面に形成されていてもよい。
ニッケルめっき層の厚みは、上記酸化物膜を含んだ値で0.1〜10μm、特に0.5〜5μmの範囲にあることが好適であり、上記範囲よりもニッケルめっき層の厚みが薄いと、上記範囲にある場合に比してガラス層の密着性が劣るようになり、一方、上記範囲よりもニッケルめっき層の厚みが厚くても更なる効果は期待できず、経済性に劣るようになる。
ニッケルめっき層は、金属基材との界面に合金層を有していてもよい。
[Nickel plating layer]
In the flexible device substrate of the present invention, the nickel plating layer formed on the surface of the metal substrate is a layer formed by nickel plating, and may be either electrolytic plating or electroless plating as described later. In the example shown in FIG. 1, the nickel plating layer is formed only on one surface of the metal base material, but may of course be formed on both surfaces of the metal base material.
The thickness of the nickel plating layer is preferably in the range of 0.1 to 10 μm, particularly 0.5 to 5 μm, including the oxide film, and the thickness of the nickel plating layer is thinner than the above range. In addition, the adhesion of the glass layer becomes inferior compared with the case where it is in the above range, but on the other hand, even if the thickness of the nickel plating layer is thicker than the above range, no further effect can be expected, so that the economic efficiency is inferior. Become.
The nickel plating layer may have an alloy layer at the interface with the metal substrate.

[酸化物膜]
前述したとおり、本発明においては、ニッケルめっき層又はニッケル系基材の表面に、表面が凹凸の酸化物膜が形成されていることが重要な特徴であり、この酸化物とガラスとが反応することにより密着層が形成され、ガラス層の密着性が向上される。従って、ニッケルめっき層表層又はニッケル系基材表層に存在する金属ニッケルは20atomic%以下、特に18atomic%以下であることが好ましい。
酸化物膜は、ニッケルめっき層又はニッケル系基材の表面が後述する酸素含有雰囲気中で仮焼されることにより形成されるニッケル酸化物から少なくとも成るが、ニッケル酸化物と金属基材から拡散した金属の酸化物から成っていてもよい。
すなわち、金属素材として鋼板を用いた場合や、ニッケル系基材としてニッケル−鉄合金板を用いた場合には、ニッケルめっき層表層又はニッケル系基材表層には鉄が存在することが望ましく、この表層に存在する鉄は酸化物として存在することにより、上記ニッケル酸化物の存在と相俟ってガラス層の密着性をさらに向上できることから、ニッケルめっき層表層又はニッケル系基材表層に存在する鉄のうち金属鉄は3atomic%以下であることが好ましい。
[Oxide film]
As described above, in the present invention, it is an important feature that an oxide film having an uneven surface is formed on the surface of a nickel plating layer or a nickel-based substrate, and this oxide and glass react. Thus, an adhesion layer is formed, and the adhesion of the glass layer is improved. Therefore, the nickel metal present in the surface of the nickel plating layer or the surface of the nickel-based substrate is preferably 20 atomic% or less, particularly preferably 18 atomic% or less.
The oxide film is composed of at least nickel oxide formed by calcining the surface of the nickel plating layer or nickel-based substrate in an oxygen-containing atmosphere described later, but diffused from the nickel oxide and the metal substrate. You may consist of a metal oxide.
That is, when a steel plate is used as the metal material or when a nickel-iron alloy plate is used as the nickel-based substrate, it is desirable that iron be present in the nickel plating layer surface layer or the nickel-based substrate surface layer. Since the iron present in the surface layer is present as an oxide, the adhesion of the glass layer can be further improved in combination with the presence of the nickel oxide, so the iron present in the surface of the nickel plating layer or the surface of the nickel-based substrate. Of these, metallic iron is preferably 3 atomic% or less.

またニッケルめっき層表層又はニッケル系基材表層における酸素の割合が、30atomic%以上、特に35〜50atomic%の範囲にあることが好適であり、これによりガラス層との密着性に優れた酸化物膜が形成される。
ニッケルめっき層又はニッケル系基材とガラス層の界面(以下、「(ニッケルめっき層/ガラス層)界面」ということがある)における酸素量は、後述するガラス層の厚み方向の任意の面(以下、「ガラス層内部」ということがある)における酸素量を100%とした場合に、80%以上、特に85〜100%であることが好ましい。すなわち、ニッケルめっき層又はニッケル系基材がガラス層の界面において、ガラス層に存在する酸素量に近い酸素量を有していることにより、ニッケルめっき層又はニッケル系基材の表面はガラス層からのアンカー効果を受けていると考えられ、後述する実施例の結果からも明らかなように、界面における層間密着性が顕著に向上する。尚、ガラス層の厚み方向の任意の面とは、ニッケルめっき層又はニッケル系基材表面との界面付近や後述する下地層を形成するような表面付近を除いた外部の影響をほとんど受けることがなく、どの任意の面においてもガラス層の組成がほぼ同じであるガラス層の厚み方向の任意の面を意味する。
In addition, it is preferable that the ratio of oxygen in the surface of the nickel plating layer or the surface of the nickel-based substrate is in the range of 30 atomic% or more, and particularly in the range of 35 to 50 atomic%, whereby the oxide film has excellent adhesion to the glass layer. Is formed.
The amount of oxygen at the nickel plating layer or the interface between the nickel-based substrate and the glass layer (hereinafter, sometimes referred to as “(nickel plating layer / glass layer) interface”) is an arbitrary surface in the thickness direction of the glass layer (to be described later) , “Sometimes referred to as“ inside the glass layer ”) is 100%, preferably 80% or more, particularly 85 to 100%. That is, when the nickel plating layer or the nickel-based substrate has an oxygen amount close to the oxygen amount existing in the glass layer at the interface of the glass layer, the surface of the nickel plating layer or the nickel-based substrate is separated from the glass layer. It is thought that the anchor effect is received, and the interlayer adhesion at the interface is remarkably improved as is apparent from the results of the examples described later. In addition, the arbitrary surface in the thickness direction of the glass layer is almost affected by the outside except for the vicinity of the interface with the nickel plating layer or the surface of the nickel-based substrate and the vicinity of the surface that forms the underlayer described later. It means an arbitrary surface in the thickness direction of the glass layer in which the composition of the glass layer is almost the same on any arbitrary surface.

本発明において酸化物膜の表面には結晶粒と思われる凸部が形成されることにより凹凸(粗面)が形成されており、これによりガラス層の形成に際してガラス組成物の引き拡がりが抑制されて、はじきの発生が有効に抑制される。
酸化物膜表面における凹凸(表面粗度)は、算術平均粗さ(Ra)が30〜100nm、特に50〜90nmの範囲にあり、最大高さ粗さ(Rz)が420〜900nm、特に600〜850nmの範囲にあるように形成されていることが望ましい。
またこの酸化物膜の厚みは、40〜1200nm、好ましくは500〜1000nm、より好ましくは500〜900nmの範囲にあることが望ましい。上記範囲よりも酸化物膜の厚みが薄い場合には、上記範囲にある場合に比してニッケルめっき層又はニッケル系基材の表面改質が不十分になるおそれがあり、一方上記範囲よりも酸化物膜の厚みが厚い場合には、上記範囲にある場合に比してニッケルめっき層表層又はニッケル系基材表層の合金化が進みニッケルめっき層表層又はニッケル系基材表層が脆弱化されるおそれがあり、ニッケルめっき層表層又はニッケル系基材表層が剥離するおそれがある。
In the present invention, unevenness (rough surface) is formed by forming convex portions that are considered to be crystal grains on the surface of the oxide film, thereby suppressing the expansion of the glass composition during the formation of the glass layer. Thus, the occurrence of repelling is effectively suppressed.
The unevenness (surface roughness) on the oxide film surface has an arithmetic average roughness (Ra) of 30 to 100 nm, particularly 50 to 90 nm, and a maximum height roughness (Rz) of 420 to 900 nm, particularly 600 to It is desirable that it be formed to be in the range of 850 nm.
The thickness of the oxide film is preferably in the range of 40 to 1200 nm, preferably 500 to 1000 nm, more preferably 500 to 900 nm. When the thickness of the oxide film is thinner than the above range, the surface modification of the nickel plating layer or the nickel-based substrate may be insufficient as compared with the case where the oxide film is in the above range. When the thickness of the oxide film is thick, alloying of the nickel plating layer surface or the nickel-based substrate surface layer proceeds and the nickel plating layer surface layer or the nickel-based substrate surface layer becomes brittle as compared with the case where it is in the above range. There is a possibility that the nickel plating layer surface layer or the nickel-based substrate surface layer may be peeled off.

[ガラス層]
本発明のフレキシブルデバイス用基板は、上述したニッケルめっき層又はニッケル系基材の上に形成された凹凸表面を有する酸化物膜上に、絶縁層として、Bi,ZnO,Bを含有するビスマス系ガラスからなるガラス層が形成されている。
ビスマス系ガラスは、優れた水分バリア性、及び金属基材との優れた密着性を有することは知られているが、本発明においては、このようなビスマス系ガラスにおいて、主成分たるBiと共に、ZnO及びBを必須の成分として含有し、且つこれらの成分の配合が共晶点周辺の範囲にあることにより、結晶化しにくいガラスネットワーク構造を形成でき、上述したニッケルめっき層との組み合わせと相俟って、ガラス表面にはじきの発生が有効に抑制されたフレキシブルデバイス用基板を提供することが可能になる。
上記ビスマス系ガラスは、Biが70〜84重量%、ZnOが10〜12重量%、Bが6〜12重量%の量で含有されていることが重要であり、これらの成分が上記範囲にあることにより、ガラス層の結晶化が抑制され、はじきの発生が有効に抑制される。
[Glass layer]
The substrate for a flexible device of the present invention has Bi 2 O 3 , ZnO, and B 2 O 3 as an insulating layer on the above-described nickel plating layer or oxide film having an uneven surface formed on a nickel-based substrate. A glass layer made of bismuth-based glass containing is formed.
Bismuth-based glass is known to have excellent moisture barrier properties and excellent adhesion to metal substrates. In the present invention, Bi 2 O, which is the main component in such bismuth-based glass, is used. 3 and ZnO and B 2 O 3 as essential components, and the compounding of these components is in the range around the eutectic point, thereby forming a glass network structure that is difficult to crystallize. In combination with the above, it is possible to provide a flexible device substrate in which the occurrence of repellency is effectively suppressed on the glass surface.
It is important that the bismuth-based glass contains Bi 2 O 3 in an amount of 70 to 84% by weight, ZnO in an amount of 10 to 12% by weight, and B 2 O 3 in an amount of 6 to 12% by weight. When the component is in the above range, crystallization of the glass layer is suppressed, and generation of repellency is effectively suppressed.

本発明に用いる上記ビスマス系ガラスは、上記必須成分に加えて、更にSiO及び/又はAlが、SiOが0〜2重量%、Alが0〜1重量%の量(SiO及びAlの両方がゼロの場合を含まない)で含有されていることが好適である。これらの少なくとも一方の成分が配合されることにより、耐久性等が向上し、ガラス層を安定化することが可能になる。
また本発明に用いる上記ビスマス系ガラスは、上記必須成分に加えて、更にCuO及び/又はNiOが、CuOを0〜2重量%、NiOを0〜2重量%の量(CuO及びNiOの両方がゼロの場合を含まない)で含有されていることが好適であり、これらの少なくとも一方の成分が配合されていることにより、ニッケルめっき層との密着性が更に向上され、はじき抑制効果が更に改善される。
更に本発明に用いる上記ビスマス系ガラスは、上記必須成分に加えて、Y、ZrO、La、CeO、TiO、CoO、Feの何れかを1.5重量%以下(ゼロを含まない)の量で含有することが好適であり、これにより、ガラスの耐久性を向上させることができ、また、フレキシブルデバイス用基板の反りを有効に防止することができる。尚、これらの成分は、複数種を組み合わせで使用することも可能であるが、その場合には、合計量が1.5重量%以下であることが好ましい。
In the bismuth-based glass used in the present invention, in addition to the above essential components, SiO 2 and / or Al 2 O 3 is further contained in an amount of 0 to 2 % by weight of SiO 2 and 0 to 1% by weight of Al 2 O 3. It is preferable that it is contained (not including the case where both SiO 2 and Al 2 O 3 are zero). By blending at least one of these components, durability and the like are improved, and the glass layer can be stabilized.
Further, the bismuth-based glass used in the present invention has CuO and / or NiO in addition to the essential components described above in an amount of 0 to 2% by weight of CuO and 0 to 2% by weight of NiO (both CuO and NiO are present). (It does not include the case of zero), and by incorporating at least one of these components, the adhesion with the nickel plating layer is further improved, and the repelling suppression effect is further improved. Is done.
Furthermore, the bismuth-based glass used in the present invention contains 1.5% of any of Y 2 O 3 , ZrO 2 , La 2 O 3 , CeO 2 , TiO 2 , CoO, and Fe 2 O 3 in addition to the essential components. It is preferable to contain it in an amount of not more than% by weight (excluding zero), whereby the durability of the glass can be improved, and the warp of the flexible device substrate can be effectively prevented. . In addition, although these components can also be used in combination of multiple types, in that case, the total amount is preferably 1.5% by weight or less.

本発明において、ガラス層の厚みは2〜45μmの範囲にあることが好適である。上記範囲よりもガラス層の厚みが薄い場合には、上記範囲にある場合に比して酸化物膜による凹凸を充分に平滑化することができないおそれがあり、その一方上記範囲よりも厚いと、上記範囲にある場合に比してフレキシブル性が劣るおそれがある。   In the present invention, the thickness of the glass layer is preferably in the range of 2 to 45 μm. When the thickness of the glass layer is thinner than the above range, there is a possibility that unevenness due to the oxide film cannot be sufficiently smoothed compared with the case where it is in the above range, while when thicker than the above range, There exists a possibility that flexibility may be inferior compared with the case where it exists in the said range.

[電極層形成のための下地層]
本発明のフレキシブルデバイス用基板においては、ガラス層表面に直接アノード又はカソード等の電極層を形成することができるが、好適には図2に示すように、ガラス層13の表面に、ニッケル(Ni)、酸化インジウム錫(ITO)、銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、マグネシウム−銀(MgAg)、金−銅(AuCu)、銀−銅(AgCu)、酸化亜鉛(ZnO)、コバルト(Co)、パラジウム(Pd)等から成る下地層14を形成することが、電極層の密着性の点から好ましい。
この下地層は、有機EL基板に使用されるアルミニウム(Al)、銀(Ag)、金(Au)やこれらの合金等から成るすべての電極層に対して優れた密着性を発現できるが、特にアルミニウム(Al)、銀(Ag)から成る電極層を形成する場合には、下地層は上記金属又は酸化金属等の中でもニッケル、酸化インジウム錫から成ることが好適である。
下地層の厚みは、5〜100nmの範囲にあることが好ましい。上記範囲よりも薄い場合には、電極層の密着性を充分に向上することができないおそれがあり、一方上記範囲よりも厚くても更なる密着性の向上を期待できず、経済的に劣るだけである。
尚、この下地層は、フレキシブルデバイス用基板に用いられる電気絶縁性を有するビスマス系ガラス全般に対して優れた密着性を有していることから、前述した特定のビスマス系ガラスを用いた場合に限定されず、フレキシブルデバイス用基板において電極層を形成する場合に、この下地層を好適に使用することができる。
[Underlayer for electrode layer formation]
In the flexible device substrate of the present invention, an electrode layer such as an anode or a cathode can be directly formed on the surface of the glass layer, but preferably, nickel (Ni) is formed on the surface of the glass layer 13 as shown in FIG. ), Indium tin oxide (ITO), silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), magnesium-silver (MgAg), gold-copper (AuCu), silver-copper (AgCu), zinc oxide (ZnO) From the viewpoint of adhesion of the electrode layer, it is preferable to form the underlayer 14 made of cobalt (Co), palladium (Pd), or the like.
This underlayer can exhibit excellent adhesion to all electrode layers made of aluminum (Al), silver (Ag), gold (Au), and alloys thereof used in organic EL substrates. When forming an electrode layer made of aluminum (Al) or silver (Ag), the underlayer is preferably made of nickel or indium tin oxide among the above metals or metal oxides.
The thickness of the underlayer is preferably in the range of 5 to 100 nm. If it is thinner than the above range, the adhesion of the electrode layer may not be sufficiently improved. On the other hand, even if it is thicker than the above range, further improvement in adhesion cannot be expected, and it is only economically inferior. It is.
In addition, since this base layer has excellent adhesion to all bismuth-based glasses having electrical insulation used for flexible device substrates, when the above-described specific bismuth-based glass is used. It is not limited, When this electrode layer is formed in the board | substrate for flexible devices, this base layer can be used conveniently.

(フレキシブルデバイス用基板の製造方法)
本発明のフレキシブルデバイス用基板は、金属基材の少なくとも一方の表面にニッケルめっき層が形成されて成るニッケルめっき金属基材又はニッケル系基材を酸素含有雰囲気中で焼成することにより、ニッケルめっき層表面又はニッケル系基材表面に酸化物膜を形成する酸化物膜形成工程前記酸化物膜上に、Bi,ZnO,Bを含有するビスマス系ガラス層を形成するガラス層形成工程、を含む製造方法により製造することができる。
また上記ガラス層形成工程の後に、ガラス層の表面に、ニッケル、酸化インジウム錫等から成る電極層を形成するための下地層を形成する工程を有することもできる。
(Method for manufacturing substrate for flexible device)
The substrate for flexible devices of the present invention includes a nickel plating layer obtained by firing a nickel plating metal substrate or a nickel-based substrate in which a nickel plating layer is formed on at least one surface of a metal substrate in an oxygen-containing atmosphere. Oxide film forming step for forming oxide film on surface or nickel base substrate surface Glass layer formation for forming bismuth glass layer containing Bi 2 O 3 , ZnO, B 2 O 3 on the oxide film It can manufacture with the manufacturing method containing a process.
Moreover, after the said glass layer formation process, it can also have the process of forming the base layer for forming the electrode layer which consists of nickel, indium tin oxide, etc. on the surface of a glass layer.

[ニッケルめっき層形成工程]
本発明のフレキシブルデバイス用金属基板において、ニッケルめっき金属基材におけるニッケルめっき層の形成方法自体は従来公知の方法により行うことができる。
ニッケルめっき層形成工程においては、用いる金属基材によって処理方法が異なるが、金属基材として鋼板を使用する場合には、めっき処理に先立って、アルカリ電解等により脱脂を行い、水洗した後、硫酸浸漬等による酸洗等の従来公知の前処理を施す。
前処理が施された金属基材を、前述したとおり、電解めっき、無電解めっき等従来公知のめっき方法によってニッケルめっき層を形成することができる。連続生産性の観点から電解めっきによることが好ましい。ニッケルめっき浴は、ワット浴、スルファミン酸浴等一般に広く使用されている浴を公知の処方に従って、公知の電解条件で使用することができる。尚、ニッケルめっき層は前述したとおり、0.1〜10μm、特に0.5〜5μmの範囲の厚みとなるように形成されることが好ましい。
[Nickel plating layer forming process]
In the metal substrate for flexible devices of the present invention, the nickel plating layer forming method itself in the nickel-plated metal substrate can be performed by a conventionally known method.
In the nickel plating layer forming step, the treatment method differs depending on the metal substrate to be used. However, when using a steel plate as the metal substrate, degreasing is performed by alkaline electrolysis or the like prior to the plating treatment, washing with water, and sulfuric acid. A conventionally known pretreatment such as pickling by dipping or the like is performed.
As described above, a nickel plating layer can be formed on the pretreated metal substrate by a conventionally known plating method such as electrolytic plating or electroless plating. From the viewpoint of continuous productivity, electrolytic plating is preferred. As the nickel plating bath, a bath widely used such as a watt bath, a sulfamic acid bath or the like can be used under known electrolysis conditions according to a known formulation. In addition, as above-mentioned, it is preferable that a nickel plating layer is formed so that it may become thickness of 0.1-10 micrometers, especially 0.5-5 micrometers.

[酸化物膜形成工程]
本発明のフレキシブルデバイス用基板の製造方法においてはニッケルめっき金属基材のニッケルめっき層表面又はニッケル系基材表面を酸素含有雰囲気中で仮焼することにより、ニッケルめっき層又はニッケル系基材の表面に凹凸を有する酸化物膜を形成することが重要である。
仮焼条件は、前述した酸化物膜が形成される限り、特に限定されないが、仮焼温度が550〜900℃、特に750〜850℃の温度であることが好ましい。仮焼時間は、酸素含有雰囲気の酸素濃度、仮焼温度によって適宜変更することができるが、大気中で上記温度範囲で仮焼する場合には、上記仮焼温度で、5〜120秒間仮焼することが好適である。酸化物膜は、前述したとおり、40〜1200nm、好ましくは500〜1000nm、より好ましくは500〜900nmの範囲となるように形成されることが好ましい。
尚、本工程の酸化物膜形成のための焼成により、仮焼条件によっては、ニッケルめっき層或いはニッケル系基材の表面に合金層が形成される場合がある。
[Oxide film forming step]
In the manufacturing method of the substrate for flexible devices of the present invention, the surface of the nickel plating layer or the nickel-based substrate is obtained by calcining the surface of the nickel-plated metal substrate or the nickel-based substrate in an oxygen-containing atmosphere. It is important to form an oxide film having irregularities.
The calcination conditions are not particularly limited as long as the above-described oxide film is formed, but the calcination temperature is preferably 550 to 900 ° C, particularly 750 to 850 ° C. The calcining time can be appropriately changed depending on the oxygen concentration and calcining temperature of the oxygen-containing atmosphere. However, when calcining in the above temperature range in the atmosphere, the calcining temperature is calcined for 5 to 120 seconds. It is preferable to do. As described above, the oxide film is preferably formed to have a range of 40 to 1200 nm, preferably 500 to 1000 nm, and more preferably 500 to 900 nm.
It should be noted that an alloy layer may be formed on the surface of the nickel plating layer or the nickel-based substrate depending on the calcination conditions by firing for forming the oxide film in this step.

[ガラス層形成工程]
次いで、酸化物膜が形成されたニッケルめっき層上に、Bi,ZnO,Bを含有するビスマス系ガラス層を形成する。
ガラス層の形成工程は、この手順に限定されないが、大まかに言って、ガラス粉体とビヒクルを混合・分散してガラスペーストを調製し、このガラスペーストをニッケルめっき層表面の酸化物膜上に塗工・乾燥した後、焼成することにより形成することができる。
[Glass layer forming step]
Next, a bismuth-based glass layer containing Bi 2 O 3 , ZnO, B 2 O 3 is formed on the nickel plating layer on which the oxide film is formed.
The glass layer formation process is not limited to this procedure, but roughly speaking, a glass paste is prepared by mixing and dispersing glass powder and a vehicle, and this glass paste is formed on the oxide film on the surface of the nickel plating layer. It can be formed by baking after coating and drying.

<ガラスペーストの調製>
ガラス層形成に用いるガラス粉体は、Bi,ZnO,Bを基本構成とし、前述したとおり、Biが70〜84重量%、ZnOが10〜12重量%、Bが6〜12重量%の量で含有されているガラスフリットを用いる。
また前述したとおり、ガラス組成物には上記必須成分以外に、ガラスの安定性の見地から、更にSiO及び/又はAlが、SiOが0〜2重量%、Alが0〜1重量%の量で含有されていること、ニッケルめっき層との密着性を向上する見地から、CuO及び/又はNiOが、CuOを0〜2重量%、NiOを0〜2重量%の量で含有されていること、また、安定性向上、焼成後の基板の反りを防止する見地から、Y、ZrO、La、CeO、TiO、CoO、Feの何れかが1.5重量%以下の量で含有されていることが好適である。
<Preparation of glass paste>
The glass powder used for forming the glass layer is basically composed of Bi 2 O 3 , ZnO, B 2 O 3. As described above, Bi 2 O 3 is 70 to 84% by weight, ZnO is 10 to 12% by weight, B A glass frit containing 2 to 3 in an amount of 6 to 12% by weight is used.
Further, as described above, in addition to the above essential components, the glass composition further includes SiO 2 and / or Al 2 O 3 , SiO 2 is 0 to 2 wt%, and Al 2 O 3 is from the viewpoint of glass stability. From the viewpoint of improving the adhesion with the nickel plating layer, CuO and / or NiO is 0 to 2% by weight of CuO and 0 to 2% by weight of NiO from the viewpoint of being contained in an amount of 0 to 1% by weight. From the viewpoint of improving the stability and preventing warping of the substrate after firing, Y 2 O 3 , ZrO 2 , La 2 O 3 , CeO 2 , TiO 2 , CoO, Fe 2 O It is preferable that any one of 3 is contained in an amount of 1.5% by weight or less.

ガラス組成物は、軟化点温度が300〜500℃の範囲にあることが好ましい。上記範囲よりも低温で軟化するビスマス系ガラスは、上記範囲にある場合に比して本焼成時に結晶化を起こしやすいと共に、脱バインダ処理を行う必要がある場合には、脱バインダ処理の温度で軟化するおそれがあり、バインダの分解ガスがガラス中に入り込み、ピンホールの原因になるおそれがある。一方上記範囲よりも軟化点温度が高い場合には、上記範囲にある場合に比して本焼成時に高い温度が必要となり、ニッケルめっきの耐熱温度付近での製膜が困難になるおそれがある。また比較的低温で本焼成すると、ガラスの溶融が不十分となり、表面平滑性が失われるおそれがある。   The glass composition preferably has a softening point temperature in the range of 300 to 500 ° C. The bismuth-based glass that softens at a temperature lower than the above range is more susceptible to crystallization during the main firing than in the above range, and when it is necessary to perform the binder removal treatment, There is a risk of softening, and the decomposition gas of the binder may enter the glass and cause pinholes. On the other hand, when the softening point temperature is higher than the above range, a higher temperature is required at the time of main firing than in the above range, and film formation near the heat resistant temperature of nickel plating may be difficult. Further, if the main firing is performed at a relatively low temperature, the glass is not sufficiently melted and the surface smoothness may be lost.

ガラス粉体は、上記ガラス組成物を混合し、800〜1200℃の温度で加熱して溶融ガラス化し、急冷してガラスフリットを得た後、JET粉砕法等によって粉砕することにより得られる。平滑なガラス面を得るためには平均粒径が20μm以下、好適には1〜10μm、より好適には1〜5μmの粒径に粉砕することが望ましい。尚、本発明においてガラス粉体の平均粒径は、レーザ回折・散乱法による測定値である。
ガラスペーストは、上記ガラス粉体とビヒクルとを、ビーズミルやペイントシェーカー、ロール等で均一に混合し、分散させることにより得られる。また分散性の観点から、分散液とすることもできる。
ビヒクルとしては、従来公知の溶剤系又は水系のビヒクルを用いることができ、これに限定されないが、以下の有機バインダ及び溶剤を例示することができる。
有機バインダとしては、これに限定されないが、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、オキシエチルセルロース、ベンジルセルロース、プロピルセルロース、ニトロセルロース等のセルロース系樹脂;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、ブチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート等のアクリル系モノマーの1種以上を重合して得られるアクリル系樹脂等の有機樹脂;ポリプロピレンカーボネート等の脂肪族ポリオレフィン系カーボネート樹脂を例示することができる。
また溶剤は用いる有機バインダによって適宜選択され、これに限定されないが、セルロース系樹脂の場合は、水、ターピネオール、ブチルカルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート等;アクリル系樹脂の場合は、メチルエチルケトン、ターピネオール、ブチルカルビトールアセテート、エチルカルビトールアセテート等;脂肪族ポリオレフィン系カーボネートの場合は、炭酸プロピレン、トリアセチン等;の溶媒を用いることができる。
また、ガラスペーストには、必要に応じて、公知の増粘剤、分散剤等を公知の処方に従って添加することもできる。
The glass powder is obtained by mixing the above glass composition, heating at a temperature of 800 to 1200 ° C. to form a molten glass, rapidly cooling to obtain a glass frit, and then pulverizing by a JET pulverization method or the like. In order to obtain a smooth glass surface, it is desirable that the average particle size is 20 μm or less, preferably 1 to 10 μm, more preferably 1 to 5 μm. In the present invention, the average particle size of the glass powder is a value measured by a laser diffraction / scattering method.
The glass paste is obtained by uniformly mixing and dispersing the glass powder and the vehicle with a bead mill, a paint shaker, a roll or the like. Moreover, it can also be set as a dispersion liquid from a dispersible viewpoint.
As the vehicle, a conventionally known solvent-based or water-based vehicle can be used, and it is not limited to this, but the following organic binders and solvents can be exemplified.
Examples of the organic binder include, but are not limited to, cellulose resins such as methyl cellulose, ethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, oxyethyl cellulose, benzyl cellulose, propyl cellulose, and nitrocellulose; methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, Examples thereof include organic resins such as acrylic resins obtained by polymerizing one or more acrylic monomers such as butyl acrylate and 2-hydroxyethyl acrylate; aliphatic polyolefin carbonate resins such as polypropylene carbonate.
The solvent is appropriately selected depending on the organic binder to be used, and is not limited to this. In the case of a cellulose resin, water, terpineol, butyl carbitol acetate, ethyl carbitol acetate, etc .; in the case of an acrylic resin, methyl ethyl ketone, terpineol, Solvents such as butyl carbitol acetate, ethyl carbitol acetate and the like; in the case of aliphatic polyolefin carbonates, propylene carbonate, triacetin and the like can be used.
Moreover, a well-known thickener, a dispersing agent, etc. can also be added to a glass paste according to a well-known prescription as needed.

<ガラスペーストの塗工・乾燥・焼成>
調製されたガラスペーストを、ガラスペーストの粘度に対応した塗工方法でニッケルめっき層上に塗工する。塗工方法としては、これに限定されないが、バーコーター、ダイコーター、ロールコーター、グラビアコーター、スクリーン印刷等によっては行うことができ、形成されるガラス層の厚みが2〜45μmとなるように、塗工することが望ましい。
塗工されたガラスペーストは、80〜180℃の温度で乾燥する。乾燥後、必要により、脱バインダ処理を行う。脱バインダ処理は、180〜450℃の温度で10分以上加熱することが好ましい。
乾燥後、必要により脱バインダ処理に賦された塗工面を、550〜900℃、好適には650〜850℃の温度で、10〜300秒間、焼成することによりガラス層が形成される。上記範囲よりも焼成温度が低い場合には、上記範囲にある場合に比して溶融が不十分になるおそれがあり、一方上記範囲よりも焼成温度が高い場合には、上記範囲にある場合に比してニッケルめっき層に影響を与えるおそれがある。
<Coating / drying / firing of glass paste>
The prepared glass paste is applied onto the nickel plating layer by a coating method corresponding to the viscosity of the glass paste. Although it is not limited to this as a coating method, it can be performed by a bar coater, a die coater, a roll coater, a gravure coater, screen printing, etc., and the thickness of the formed glass layer is 2 to 45 μm, It is desirable to apply.
The coated glass paste is dried at a temperature of 80 to 180 ° C. After drying, if necessary, binder removal processing is performed. The binder removal treatment is preferably performed at a temperature of 180 to 450 ° C. for 10 minutes or more.
After drying, the coated surface subjected to the binder removal treatment as necessary is baked at a temperature of 550 to 900 ° C., preferably 650 to 850 ° C., for 10 to 300 seconds to form a glass layer. When the firing temperature is lower than the above range, the melting may be insufficient as compared with the case where it is within the above range. On the other hand, when the firing temperature is higher than the above range, In comparison, the nickel plating layer may be affected.

[下地層形成工程]
本発明のフレキシブルデバイス用基板においては、ガラス層に直接電極層を形成することもできるが、前述したとおり、下地層を形成し、この下地層上に電極層を形成することが好適である。
下地層は、ニッケル、酸化インジウム錫等の下地層を構成する金属又は金属酸化物等をスパッタリング法、蒸着法、CVD法等従来公知の方法によって形成することができるが、特にスパッタで成膜することが好適である。
スパッタの条件は特に限定されず、5〜100nmの範囲の厚みの下地層を形成し得る限り、従来公知の条件で行うことができる。また下地層の形成に先立って、従来公知の洗浄・乾燥方法によりガラス層表面を清浄化することが好ましい。
[Underlayer forming process]
In the flexible device substrate of the present invention, the electrode layer can be directly formed on the glass layer. However, as described above, it is preferable to form the base layer and form the electrode layer on the base layer.
The underlayer can be formed by a conventionally known method such as sputtering, vapor deposition, or CVD, using a metal or metal oxide that forms the underlayer such as nickel or indium tin oxide. Is preferred.
The sputtering conditions are not particularly limited, and can be performed under conventionally known conditions as long as an underlayer having a thickness in the range of 5 to 100 nm can be formed. Further, prior to the formation of the underlayer, it is preferable to clean the surface of the glass layer by a conventionally known cleaning / drying method.

(有機ELデバイス用基板)
図3は、図1に示した本発明のフレキシブルデバイス用基板を用いた、有機ELデバイス用基板の一例の断面構造を示す図である。
全体を1で示すフレキシブルデバイス用基板は、両面にニッケルめっき層11a,11bが形成された金属基材10の一方のニッケルめっき層11aの表面に、表面に凹凸を有する酸化物膜12が形成され、この酸化物膜12上にガラス層13が形成されている。
全体を2で示す本発明の有機ELデバイス用基板は、上記フレキシブルデバイス用基板のガラス13層上に形成された電極層(Ag、Al)20、電極層20の上に形成された有機薄膜発光層21、有機薄膜発光層21の上に形成された透明電極層22、を少なくとも有しているが、図3に示す具体例では、透明電極層22の上に透明封止層23、透明封止材24が更に積層されていると共に、ニッケルめっき層11bの上に耐食性層25が積層されている。
また図4は、図2に示したガラス13層の上に下地層14を形成したフレキシブルデバイス用基板1’を用いて形成された有機ELデバイス用基板の断面構造を示す図である。
(Organic EL device substrate)
FIG. 3 is a diagram showing a cross-sectional structure of an example of an organic EL device substrate using the flexible device substrate of the present invention shown in FIG.
The substrate for a flexible device indicated as 1 as a whole has an oxide film 12 having irregularities on the surface formed on the surface of one nickel plating layer 11a of the metal substrate 10 having nickel plating layers 11a and 11b formed on both sides. A glass layer 13 is formed on the oxide film 12.
The organic EL device substrate of the present invention indicated as a whole by 2 is an electrode layer (Ag, Al) 20 formed on the glass 13 layer of the flexible device substrate, an organic thin film light emitting formed on the electrode layer 20. 3 and at least the transparent electrode layer 22 formed on the organic thin-film light emitting layer 21, but in the specific example shown in FIG. 3, the transparent sealing layer 23 and the transparent sealing layer are formed on the transparent electrode layer 22. A stopper 24 is further laminated, and a corrosion-resistant layer 25 is laminated on the nickel plating layer 11b.
FIG. 4 is a view showing a cross-sectional structure of an organic EL device substrate formed by using a flexible device substrate 1 ′ in which a base layer 14 is formed on the glass 13 layer shown in FIG. 2.

(基材No.1〜11,15)
1.ニッケルめっき鋼板
[金属基材]
金属基材として、下記に示す化学組成を有する普通鋼の冷間圧延板(厚さ50μm)を焼鈍脱脂して得られた鋼板を準備した。
組成:C;0.03重量%、Si;0.01重量%、Mn;0.25重量%、P;0.008重量%、S;0.005重量%、Al;0.051重量%、残部;Feおよび不可避的に含有する成分を含む。
[ニッケルめっき層の形成]
次いで、準備した鋼板(サイズ:縦12cm、横10cm、厚み50μm)について、アルカリ電解脱脂、硫酸浸漬の酸洗を行った後、下記条件にてニッケルめっきを行い、厚さ1μm、表面粗度(Ra)30.1nmのニッケルめっき層を両面に形成した。
浴組成:硫酸ニッケル300g/L、塩化ニッケル40g/L、ほう酸35g/L、ピット抑制剤(ラウリル硫酸ナトリウム)0.4mL/L
pH:4〜4.6
浴温:55℃〜60℃
電流密度:25A/dm
(Substrate Nos. 1-11, 15)
1. Nickel-plated steel sheet [metal substrate]
As a metal base material, a steel sheet obtained by annealing and degreasing a cold rolled sheet (thickness 50 μm) of ordinary steel having the chemical composition shown below was prepared.
Composition: C; 0.03% by weight; Si; 0.01% by weight; Mn; 0.25% by weight; P; 0.008% by weight; S; 0.005% by weight; Al; 0.051% by weight; The balance; Fe and unavoidably contained components.
[Formation of nickel plating layer]
Next, the prepared steel sheet (size: length 12 cm, width 10 cm, thickness 50 μm) was subjected to alkaline electrolytic degreasing and sulfuric acid immersion pickling, and then subjected to nickel plating under the following conditions to obtain a thickness of 1 μm, surface roughness ( Ra) A nickel plating layer of 30.1 nm was formed on both sides.
Bath composition: nickel sulfate 300 g / L, nickel chloride 40 g / L, boric acid 35 g / L, pit inhibitor (sodium lauryl sulfate) 0.4 mL / L
pH: 4 to 4.6
Bath temperature: 55 ° C-60 ° C
Current density: 25 A / dm 2

(基材No.12〜14)
2.純ニッケル板
ニッケル系基材として、厚さ100μmの純ニッケル板を準備した。
(Substrate Nos. 12 to 14)
2. Pure Nickel Plate A pure nickel plate having a thickness of 100 μm was prepared as a nickel-based substrate.

3.酸化物膜の形成
上記ニッケルめっき鋼板及び純ニッケル板を用いて、表1に示す条件で、基材No.1〜3,5〜7,15のニッケルめっき鋼板、及び基材No.13,14の純ニッケル板を薄鋼板熱処理シュミレーター(真空理工株式会社製、品番;CCT−AV)を用いて仮焼した。基材No.4,12は比較のため仮焼を行わなかった。また基材No.8〜11についてはNH雰囲気下で仮焼した。
仮焼されたニッケルめっき鋼板、基材No.4のニッケルめっき鋼板、仮焼された純ニッケル板及び基材No.12の純ニッケル板について、表面粗度として算術平均粗さ(Ra)及び最大高さ粗さ(Rz)、表面酸化物の厚みについて調べた。結果を表1にあわせて示す。
また、基材No.1及び6について仮焼後のニッケルめっき層表面のSEM写真、及び基材No.4のニッケルめっき層表面のSEM写真を図5に示す。
尚、表1の酸化物膜の厚み、表面粗度(Ra,Rz)については、以下の方法により測定した。
算術平均粗さ(Ra)及び最大高さ粗さ(Rz):JIS B 0601に準拠して、顕微鏡(オリンパス社製、ナノサーチ顕微鏡、品番;OLS3500)のSPM測定モードで測定した。
酸化物膜厚み:フィールドエミッションオージェマイクロプローブ(AES:日本電子社製 品番JAMP−9500F)を用いて測定した。
3. Formation of Oxide Film Using the above nickel-plated steel plate and pure nickel plate, the base material No. 1-3, 5-7, and 15 nickel-plated steel plates and substrate Nos. 13 and 14 pure nickel plates were calcined using a thin steel plate heat treatment simulator (manufactured by Vacuum Riko Co., Ltd., product number: CCT-AV). Base No. 4 and 12 were not calcined for comparison. In addition, the base material No. About 8-11, it calcined in NH atmosphere.
The calcined nickel-plated steel sheet, substrate No. No. 4 nickel-plated steel sheet, calcined pure nickel sheet and substrate No. About 12 pure nickel plates, the arithmetic average roughness (Ra) and the maximum height roughness (Rz) as the surface roughness, and the thickness of the surface oxide were examined. The results are shown in Table 1.
In addition, the base material No. 1 and 6, the SEM photograph of the surface of the nickel plating layer after calcination, and the substrate No. A SEM photograph of the surface of the nickel plating layer 4 is shown in FIG.
In addition, about the thickness and surface roughness (Ra, Rz) of the oxide film of Table 1, it measured with the following method.
Arithmetic mean roughness (Ra) and maximum height roughness (Rz): Measured in SPM measurement mode of a microscope (Olympus, Nanosearch microscope, product number: OLS3500) according to JIS B 0601.
Oxide film thickness: Measured using a field emission Auger microprobe (AES: manufactured by JEOL Ltd., product number JAMP-9500F).

4.基材表層のXPSによる測定
上記基材No.1,4,6,10,11の表層について、炭素,酸素,鉄,ニッケルの割合(合計100atomic%)と、金属鉄,鉄酸化物の割合(合計100atomic%),及び金属ニッケル、ニッケル酸化物の割合(合計100atomic%)とを、スキャニングXPSマイクロプローブ(XPS装置 アルバックファイ社製 品番PHI5000VersaProbeII)を用いて測定した。結果を表2に示す。
4). Measurement of base material surface layer by XPS For the surface layers of 1, 4, 6, 10, and 11, the ratio of carbon, oxygen, iron, and nickel (total 100 atomic%), the ratio of metallic iron and iron oxide (total 100 atomic%), and metallic nickel and nickel oxide (Total 100 atomic%) was measured using a scanning XPS microprobe (XPS apparatus, product number PHI5000 VersaProbe II manufactured by ULVAC-PHI). The results are shown in Table 2.

5.基材表層の鉄の存在の確認
上記基材1、4,6,12〜14の表層について、上記スキャニングXPSマイクロプローブを用いて鉄の存在を確認した。結果を表3に示す。
5. Confirmation of the presence of iron on the surface of the substrate The presence of iron was confirmed on the surface layers of the substrates 1, 4, 6, 12 to 14 using the scanning XPS microprobe. The results are shown in Table 3.

6.ガラス層の形成
脱脂工程:基材No.1〜15を用い、各基材の表面をアルコールに浸したガーゼで拭き取り、脱脂した。
塗膜形成工程:有機溶剤とバインダとを混合したビヒクルを用意し、ビヒクルと、表4に記載されたガラス組成No.A〜Kのビスマス系ガラスフリットとを重量比が25:75になるように乳鉢で混合し、セラミック製ロールにて分散処理を行ない、塗膜形成用ガラスペーストを作成した。そして、基材No.1〜15の表面に塗膜形成用ガラスペーストを焼成後の膜厚が20μmになるようにバーコーターで塗布し、塗膜を形成した。
6). Formation of glass layer Degreasing process: Base No. 1-15 were used, and the surface of each base material was wiped off with gauze soaked in alcohol and degreased.
Coating film forming step: A vehicle in which an organic solvent and a binder were mixed was prepared, and the vehicle and the glass composition No. described in Table 4 were prepared. A to K bismuth glass frit was mixed in a mortar so that the weight ratio was 25:75, and dispersed with a ceramic roll to prepare a glass paste for coating film formation. And base material No. The glass paste for forming a coating film was applied to the surface of 1 to 15 with a bar coater so that the film thickness after firing was 20 μm to form a coating film.

(実施例1〜13,比較例1〜20)
7.フレキシブルデバイス用基板評価(ガラス層評価)
基材(基材No.)と塗膜形成用ガラスペースト(ガラス組成No.)を表5の様に組み合わせて、フレキシブルデバイス用基板を作製した。ガラス焼成工程は、電気炉を用いて、乾燥(温度:110℃、時間:20分)、脱バインダ(温度:330℃、時間:20分)、焼成(温度:750℃、時間:15秒)である。
得られたフレキシブルデバイス用基板について、ガラス層中の気泡の有無、はじきの有無、結晶化(ブツ)の有無について、下記のように評価した。結果を表5に示す。
はじきの主原因は気泡であるが、気泡起因以外のはじきもあるため、気泡の有無と、全はじき(気泡起因のものを含む)の有無を分けて評価した。
[気泡評価]
気泡評価は、100×100mmサイズのフレキシブルデバイス用基板につき、光学顕微鏡にて焦点を各基材表面(各基材とガラス層の界面)からガラス層表面方向に焦点移動していく際に気泡が確認できるか否かで判断した。
[はじき評価]
はじき評価は、同じ100×100mmサイズのフレキシブルデバイス用基板につき、目視確認できるはじきの個数を下記の評価基準で評価した。
◎:はじきは皆無
○:はじき個数5個未満
△:はじき個数が5個以上10個未満
×:はじき個数が10個以上
[結晶化評価]
結晶化評価は、同じ100×100mmサイズのフレキシブルデバイス用基板につき、目視確認できる結晶化の有無を評価した。
[総合評価]
上記気泡評価、はじき評価及び結晶化評価から、下記の基準で総合評価を行った。
◎:気泡、はじき共に皆無、結晶化なし
○:気泡あり、はじき評価○、結晶化なし
△:気泡あり、はじき評価△、結晶化なし
△△:気泡あり、はじき評価△、結晶化あり
×:気泡あり、はじき評価×、結晶化なし
××:気泡あり、はじき評価×、結晶化あり
(Examples 1-13, Comparative Examples 1-20)
7). Substrate evaluation for flexible devices (glass layer evaluation)
A substrate for flexible devices was prepared by combining the base material (base material No.) and the glass paste for coating film formation (glass composition No.) as shown in Table 5. The glass firing process uses an electric furnace to dry (temperature: 110 ° C., time: 20 minutes), binder removal (temperature: 330 ° C., time: 20 minutes), firing (temperature: 750 ° C., time: 15 seconds) It is.
About the obtained board | substrate for flexible devices, the presence or absence of the bubble in a glass layer, the presence or absence of a repellency, and the presence or absence of crystallization (burts) were evaluated as follows. The results are shown in Table 5.
Although the main cause of repelling is bubbles, there are also repellings other than those caused by bubbles. Therefore, the presence or absence of bubbles and the presence or absence of all repelling (including those caused by bubbles) were evaluated separately.
[Bubble evaluation]
In the bubble evaluation, for a flexible device substrate having a size of 100 × 100 mm, bubbles are generated when the focal point is moved from the surface of each base material (interface between the base material and the glass layer) toward the glass layer surface with an optical microscope. Judgment was made based on whether or not it could be confirmed.
[Repel evaluation]
For the evaluation of repelling, the number of repels that can be visually confirmed was evaluated according to the following evaluation criteria for the same flexible device substrate of 100 × 100 mm size.
◎: No repelling ○: Number of repelling less than 5 △: Number of repelling is 5 or more and less than 10 ×: Number of repelling is 10 or more [crystallization evaluation]
Crystallization evaluation evaluated the presence or absence of crystallization which can be visually confirmed about the board | substrate for flexible devices of the same 100x100 mm size.
[Comprehensive evaluation]
From the above-mentioned bubble evaluation, repellency evaluation and crystallization evaluation, comprehensive evaluation was performed according to the following criteria.
◎: No bubbles or repellency, no crystallization ○: Bubbles, repellency evaluation ◯, no crystallization △: Bubbles, repellency evaluation △, no crystallization △△: Bubbles, repellency evaluation △, crystallization ×: With bubbles, repelling evaluation ×, without crystallization XX: With bubbles, repelling evaluation ×, with crystallization

8.(ニッケルめっき層/ガラス層)界面の酸素量
実施例12、比較例1について、ガラス層内部((ニッケルめっき層/ガラス層)界面から0.4μmガラス側の箇所)の酸素量と、(ニッケルめっき層/ガラス層)界面の酸素量とを、TEM(電界放射型透過電子顕微鏡)を用いて測定した。ガラス層内部の酸素量を100%とすると、(ニッケルめっき層/ガラス層)界面における酸素量は実施例12では89.1%であるのに対し、比較例1では75.3%であった。実施例12の(ニッケルめっき層/ガラス層)界面のTEM写真を図6(A)に、比較例1の(ニッケルめっき層/ガラス層)界面のTEM写真を図6(B)にそれぞれ示した。
8). (Nickel plating layer / glass layer) interface oxygen amount For Example 12 and Comparative Example 1, the oxygen amount inside the glass layer (0.4 μm glass side from the (nickel plating layer / glass layer) interface) and (nickel The amount of oxygen at the interface of the plating layer / glass layer was measured using a TEM (field emission transmission electron microscope). Assuming that the oxygen content in the glass layer is 100%, the oxygen content at the (nickel plating layer / glass layer) interface was 89.1% in Example 12, whereas it was 75.3% in Comparative Example 1. . A TEM photograph of the (nickel plating layer / glass layer) interface of Example 12 is shown in FIG. 6 (A), and a TEM photograph of the (nickel plating layer / glass layer) interface of Comparative Example 1 is shown in FIG. 6 (B). .

(実験例1〜7)
上記実施例12のフレキシブルデバイス用基板を用い、20mm×20mmの小片にカットし、ガラス層表面を下記洗浄方法により表面を洗浄した。洗浄されたガラス層表面に、下記成膜方法に従い、ニッケル、酸化インジウム錫(酸化錫10重量%)から成る下地層を形成すると共に、該下地層上にアルミニウムから成る電極層(アノード)を形成した。電極形成後のフレキシルブルデバイス用基板について以下の評価を行った。下記表6に、下地層及び電極層の種類、厚み及び成膜レート、並びに評価結果を示した。
(Experimental Examples 1-7)
Using the flexible device substrate of Example 12 above, the substrate was cut into small pieces of 20 mm × 20 mm, and the surface of the glass layer was cleaned by the following cleaning method. A base layer made of nickel and indium tin oxide (10% by weight of tin oxide) is formed on the cleaned glass layer surface in accordance with the following film formation method, and an electrode layer (anode) made of aluminum is formed on the base layer. did. The following evaluation was performed about the substrate for flexible devices after electrode formation. Table 6 below shows the types, thicknesses, film formation rates, and evaluation results of the base layer and the electrode layer.

[洗浄方法]
洗剤、イオン交換水、アルコールの順で順次洗浄し、ドライヤーで乾燥した。
[Cleaning method]
The detergent, ion-exchanged water, and alcohol were sequentially washed in that order and dried with a dryer.

[成膜方法]
(1)洗浄済みのフレキシルデバイス用基板をRFマグネトロンスパッタ装置にセットし、1×10−5Pa台まで真空を引いた。
(2)成膜チャンバー内の圧力が0.3Paになるようにアルゴン(Ar)を導入した。
(3)表6に示した成膜レートで所定時間成膜した。
[Film formation method]
(1) The cleaned flexile device substrate was set in an RF magnetron sputtering apparatus, and a vacuum was drawn up to 1 × 10 −5 Pa level.
(2) Argon (Ar) was introduced so that the pressure in the film formation chamber was 0.3 Pa.
(3) A film was formed at a film formation rate shown in Table 6 for a predetermined time.

[評価方法]
評価はクロスカット部とクロスカット部以外の部位の両者について、テープ剥離法で行った。
クロスカット部は以下(1)〜(4)に示すクロスカット法(JIS K5600−5−6準拠)により切り込みを入れ、テープ剥離後、25マスのうち剥離しなかったマスの数をカウントした。クロスカット部以外の領域については剥離の有無を評価した。
(1)カッターナイフを用い、成膜面に2mm間隔の直角格子パターンの切り込みを作成した(2mm間隔 25マス)。
(2)粘着テープ(特殊アクリル系粘着剤3M製PPS−15)を格子パターン上に貼り付け、プラスチック消しゴムでこすり、粘着テープを付着させる。
(3)粘着テープを試験片に対して60度に近い角度で一気に剥す。
(4)粘着テープによって剥離しなかった成膜領域のマスの数をカウントした。
[Evaluation method]
Evaluation was performed by a tape peeling method for both the crosscut portion and the portion other than the crosscut portion.
The crosscut portion was cut by the crosscut method (conforming to JIS K5600-5-6) shown in (1) to (4) below, and the number of squares that were not peeled out of 25 squares after tape peeling was counted. For areas other than the cross cut portion, the presence or absence of peeling was evaluated.
(1) Using a cutter knife, cuts of a right-angle lattice pattern at intervals of 2 mm were formed on the film formation surface (25 mm at intervals of 2 mm).
(2) Adhesive tape (special acrylic adhesive 3M PPS-15) is attached on the lattice pattern, and is rubbed with a plastic eraser to adhere the adhesive tape.
(3) The adhesive tape is peeled off at an angle close to 60 degrees with respect to the test piece.
(4) The number of cells in the film formation area that was not peeled off by the adhesive tape was counted.

本発明のフレキシブルデバイス用基板においては、優れた水分バリア性、絶縁性、ガラス層の表面平滑性及び密着性を有しており、有機EL照明、有機ELディスプレイ、有機薄膜太陽電池等の基板として好適に使用することができる。   The substrate for flexible devices of the present invention has excellent moisture barrier properties, insulating properties, surface smoothness and adhesion of glass layers, and as a substrate for organic EL lighting, organic EL displays, organic thin film solar cells, etc. It can be preferably used.

1 フレキシブルデバイス用基板、2 有機ELデバイス用基板、10 金属基材、11 ニッケルめっき層、12 酸化物膜、13 ガラス層、14 下地層、20 電極層(Ag、Al)、21 有機薄膜発光層、22 透明電極層、23 透明封止層、24 透明封止材、25 耐食性層。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flexible device board | substrate, 2 Organic EL device board | substrate, 10 Metal base material, 11 Nickel plating layer, 12 Oxide film, 13 Glass layer, 14 Underlayer, 20 Electrode layer (Ag, Al), 21 Organic thin film light emitting layer , 22 Transparent electrode layer, 23 Transparent sealing layer, 24 Transparent sealing material, 25 Corrosion resistance layer.

Claims (20)

金属基材の少なくとも一方の表面にニッケルめっき層が形成されて成るニッケルめっき金属基材又はニッケル系基材と、前記ニッケルめっき層又はニッケル系基材の上に電気絶縁性を有するビスマス系ガラスが層状に形成されたガラス層とを有するフレキシブルデバイス用基板であって、
前記ニッケルめっき層表面又はニッケル系基材表面には、表面に凹凸を有する酸化物膜が形成されており、
前記ビスマス系ガラスが、Biを70〜84重量%、ZnOを10〜12重量%、Bを6〜12重量%の量で含有することを特徴とするフレキシブルデバイス用基板。
A nickel-plated metal substrate or nickel-based substrate having a nickel-plated layer formed on at least one surface of the metal substrate; and a bismuth-based glass having electrical insulation on the nickel-plated layer or nickel-based substrate. A substrate for a flexible device having a glass layer formed in a layer shape,
On the surface of the nickel plating layer or the surface of the nickel-based substrate, an oxide film having irregularities on the surface is formed,
The substrate for flexible devices, wherein the bismuth-based glass contains Bi 2 O 3 in an amount of 70 to 84% by weight, ZnO in an amount of 10 to 12% by weight, and B 2 O 3 in an amount of 6 to 12% by weight.
前記ビスマス系ガラスが、SiO及び/又はAlを含有し、SiOの含有量が0〜2重量%、Alの含有量が0〜1重量%の量(SiO及びAlの両方がゼロの場合を含まない)である請求項1記載のフレキシブルデバイス用基板。 The bismuth-based glass contains SiO 2 and / or Al 2 O 3 , the amount of SiO 2 is 0 to 2 wt%, and the content of Al 2 O 3 is 0 to 1 wt% (SiO 2 and The substrate for flexible devices according to claim 1, which does not include a case where both of Al 2 O 3 are zero. 前記ビスマス系ガラスが、CuO及び/又はNiOを含有し、CuOの含有量が0〜2重量%、NiOの含有量が0〜2重量%の量(CuO及びNiOの両方がゼロの場合を含まない)である請求項1又は2記載のフレキシブルデバイス用基板。   The bismuth-based glass contains CuO and / or NiO, the CuO content is 0 to 2% by weight, the NiO content is 0 to 2% by weight (including the case where both CuO and NiO are zero) The flexible device substrate according to claim 1 or 2, wherein: 前記ビスマス系ガラスが、Y、ZrO、La、CeO、TiO、CoO、Feの何れかを1.5重量%以下(ゼロを含まない)の量で含有する請求項1〜3の何れかに記載のフレキシブルデバイス用基板。 The bismuth-based glass is any one of Y 2 O 3 , ZrO 2 , La 2 O 3 , CeO 2 , TiO 2 , CoO, and Fe 2 O 3 in an amount of 1.5% by weight or less (excluding zero). The board | substrate for flexible devices in any one of Claims 1-3 contained. 前記酸化物膜の表面の算術平均粗さ(Ra)が、30〜100nmの範囲にある請求項1〜4の何れかに記載のフレキシブルデバイス用基板。   The substrate for flexible devices according to claim 1, wherein the surface of the oxide film has an arithmetic average roughness (Ra) in a range of 30 to 100 nm. 前記酸化物膜の表面の最大高さ粗さ(Rz)が、420〜900nmの範囲にある請求項1〜5の何れかに記載のフレキシブルデバイス用基板。   The substrate for flexible devices according to any one of claims 1 to 5, wherein a maximum height roughness (Rz) of the surface of the oxide film is in a range of 420 to 900 nm. 前記酸化物膜の厚みが、40〜1200nmの範囲にある請求項1〜6の何れかに記載のフレキシブルデバイス用基板。   The substrate for flexible devices according to claim 1, wherein the oxide film has a thickness in a range of 40 to 1200 nm. 前記ガラス層の厚みが、2〜45μmである請求項1〜7の何れかに記載のフレキシブルデバイス用基板。   The substrate for flexible devices according to claim 1, wherein the glass layer has a thickness of 2 to 45 μm. 前記ニッケルめっき層表層又はニッケル系基材表層に、鉄が存在する請求項1〜8の何れかに記載のフレキシブルデバイス用基板。   The board | substrate for flexible devices in any one of Claims 1-8 in which iron exists in the said nickel plating layer surface layer or a nickel-type base material surface layer. 前記ニッケルめっき層表層又はニッケル系基材表層に存在する鉄のうち、金属鉄が3atomic%以下である請求項9記載のフレキシルブルデバイス用基板。   The substrate for flexible devices according to claim 9, wherein metal iron is 3 atomic% or less among iron present on the surface of the nickel plating layer or the surface of the nickel-based substrate. 前記ニッケルめっき層表層又はニッケル系基材表層における酸素の割合が30atomic%以上である請求項1〜10の何れかに記載のフレキシブルデバイス用基板。   The board | substrate for flexible devices in any one of Claims 1-10 whose ratio of the oxygen in the said nickel plating layer surface layer or a nickel-type base material surface layer is 30 atomic% or more. 前記ニッケルめっき層表層又はニッケル系基材表層に存在するニッケルのうち、金属ニッケルの割合が20atomic%以下である請求項1〜11の何れかに記載のフレキシブルデバイス用基板。   The board | substrate for flexible devices in any one of Claims 1-11 whose ratio of metallic nickel is 20 atomic% or less among the nickel which exists in the said nickel plating layer surface layer or a nickel-type base material surface layer. 前記ガラス層の厚み方向の任意の面における酸素量を100%とした場合に、前記ガラス層とニッケルめっき層又はニッケル系基材の界面における酸素量が80%以上である請求項1〜12の何れかに記載のフレキシブルデバイス用基板。   The amount of oxygen at the interface between the glass layer and the nickel plating layer or the nickel-based substrate is 80% or more when the amount of oxygen on an arbitrary surface in the thickness direction of the glass layer is 100%. The board | substrate for flexible devices in any one. 前記ガラス層の表面に、電極層形成のための下地となる層が形成されており、該下地層が、ニッケル、酸化インジウム錫の何れかから成る請求項1〜13の何れかに記載のフレキシブルデバイス用基板。   The flexible layer according to any one of claims 1 to 13, wherein a layer serving as a base for forming an electrode layer is formed on a surface of the glass layer, and the base layer is made of nickel or indium tin oxide. Device substrate. 金属基材の少なくとも一方の表面にニッケルめっき層が形成されて成るニッケルめっき金属基材又はニッケル系基材と、前記ニッケルめっき層又はニッケル系基材の上に電気絶縁性を有するビスマス系ガラスが層状に形成されたガラス層と、該ガラス層の表面に電極層形成のための下地となる下地層とを有することを特徴とするフレキシブルデバイス用基板。   A nickel-plated metal substrate or nickel-based substrate having a nickel-plated layer formed on at least one surface of the metal substrate; and a bismuth-based glass having electrical insulation on the nickel-plated layer or nickel-based substrate. A flexible device substrate comprising: a glass layer formed in a layer shape; and a base layer serving as a base for forming an electrode layer on a surface of the glass layer. 前記下地層が、ニッケル,酸化インジウム錫,銀,金,銅,マグネシウム−銀,金−銅,銀−銅,酸化亜鉛,コバルト,パラジウムの何れかから成る請求項15記載のフレキシブルデバイス用基板。   The flexible device substrate according to claim 15, wherein the underlayer is made of any one of nickel, indium tin oxide, silver, gold, copper, magnesium-silver, gold-copper, silver-copper, zinc oxide, cobalt, and palladium. 金属基材の少なくとも一方の表面にニッケルめっき層が形成されて成るニッケルめっき金属基材又はニッケル系基材を酸素含有雰囲気中で焼成することにより、ニッケルめっき層表面又はニッケル系基材表面に酸化物膜を形成する酸化物膜形成工程、
前記酸化物膜上に、Bi,ZnO,Bを含有するビスマス系ガラス層を形成するガラス層形成工程、
を含むことを特徴とするフレキシブルデバイス用基板の製造方法。
By oxidizing a nickel-plated metal substrate or nickel-based substrate with a nickel-plated layer formed on at least one surface of the metal substrate in an oxygen-containing atmosphere, the surface of the nickel-plated layer or nickel-based substrate is oxidized. An oxide film forming step for forming a material film;
A glass layer forming step of forming a bismuth-based glass layer containing Bi 2 O 3 , ZnO, B 2 O 3 on the oxide film;
The manufacturing method of the board | substrate for flexible devices characterized by including.
前記酸化物膜形成工程において、ニッケルめっき層又はニッケル系基材表面を、550〜900℃の温度で焼成する請求項17記載のフレキシブルデバイス用基板の製造方法。   The manufacturing method of the board | substrate for flexible devices of Claim 17 which bakes the nickel plating layer or the nickel-type base-material surface at the temperature of 550-900 degreeC in the said oxide film formation process. 前記ガラス層形成工程において、ニッケルめっき層上又はニッケル系基材上に塗工されたビスマス系ガラス組成物を、550〜900℃の温度で10〜300秒間焼成する請求項17又は18に記載のフレキシブルデバイス用基板の製造方法。   The said glass layer formation process WHEREIN: The bismuth type | system | group glass composition coated on the nickel plating layer or the nickel-type base material is baked at the temperature of 550-900 degreeC for 10-300 seconds, The claim 17 or 18 Manufacturing method of substrate for flexible device. 請求項1〜16の何れかに記載のフレキシブルデバイス用基板と、該フレキシブルデバイス用基板の前記ガラス層又は前記下地層の上に形成された電極層と、該電極層の上に形成された有機薄膜発光層と、該有機薄膜発光層の上に形成された透明電極層とを有することを特徴とする有機ELデバイス用基板。   The flexible device substrate according to any one of claims 1 to 16, an electrode layer formed on the glass layer or the base layer of the flexible device substrate, and an organic formed on the electrode layer. An organic EL device substrate comprising a thin film light emitting layer and a transparent electrode layer formed on the organic thin film light emitting layer.
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