JP5082652B2 - Transparent laminate, method for producing the same, and electronic device - Google Patents

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Description

本発明は、透明積層体に関し、詳しくは、化学反応によって酸素及び水蒸気を吸収する金属窒化物膜が形成されてなる透明積層体及びその製造方法、並びにその透明積層体が用いられてなる電子デバイスに関する。
The present invention relates to a transparent laminate, and more specifically, a transparent laminate in which a metal nitride film that absorbs oxygen and water vapor is formed by a chemical reaction, a method for manufacturing the transparent laminate, and an electronic device using the transparent laminate. About.

従来、例えば液晶表示装置(LCD)に代表されるディスプレイ装置においては、表示用導電体の基板としてガラスが用いられている。また、近年、ディスプレイの大型化あるいは携帯小型化が進んだことから、ガラスに代わり、軽量性、耐衝撃性及び可撓性に優れるとともに、大型化するのに好適なプラスチックフィルムを基板に用いることが提案されている。
しかしながら、表示用導電体の基板にプラスチックフィルムを用いた場合、このフィルムを透過する酸素や水蒸気により、表示素子が劣化するという問題がある。
Conventionally, for example, in a display device represented by a liquid crystal display device (LCD), glass is used as a substrate for a display conductor. In recent years, as displays have become larger or more portable, instead of glass, a plastic film that is excellent in lightness, impact resistance, and flexibility and suitable for increasing the size is used for the substrate. Has been proposed.
However, when a plastic film is used for the substrate of the display conductor, there is a problem that the display element is deteriorated by oxygen or water vapor that permeates the film.

これまでにも、酸素や水蒸気の透過防止を目的として、ガスバリア膜に関する多くの研究がなされてきた。例えば、食品等の包装材においては、酸素及び/又は水蒸気透過性の低いプラスチックフィルムの使用や、プラスチックフィルム上への酸素及び/又は水蒸気透過性の低いポリマー材料の塗工、あるいはプラスチックフィルム上にSiOxやAlOx等の無機酸化物を真空蒸着法で積層すること等が提案されている。
また、必要に応じて、プラスチックフィルム上に有機層、無機層を積層することにより、さらに高いバリア性能を実現する方法が提案されている。
Many studies on gas barrier films have been made so far for the purpose of preventing permeation of oxygen and water vapor. For example, in packaging materials such as food, use of a plastic film having low oxygen and / or water vapor permeability, coating of a polymer material having low oxygen and / or water vapor permeability on the plastic film, or on a plastic film It has been proposed to stack inorganic oxides such as SiOx and AlOx by vacuum deposition.
In addition, a method for realizing higher barrier performance by laminating an organic layer and an inorganic layer on a plastic film as necessary has been proposed.

また、上述のような表示素子劣化の問題を解決するため、特に酸素や水蒸気を嫌う有機ELのデバイスにおいては、封止缶の内部に酸素や水蒸気の吸収剤を配置することにより、封止缶内に混入した酸素や水蒸気を吸収するように構成することが提案されている。   In order to solve the above-described problem of deterioration of the display element, in particular, in an organic EL device that dislikes oxygen and water vapor, an oxygen or water vapor absorbent is disposed inside the sealing can, thereby sealing the can. It has been proposed to configure to absorb oxygen and water vapor mixed therein.

また、上述のようなディスプレイ装置に用いられる表示用基板には、導電膜を形成することが必須となる。ここで、プラスチックフィルム上にガスバリア膜及び導電膜が形成された積層体としては、基板上にプラズマCVD法によって酸化珪素からなる膜を形成し、さらに透明導電膜を製膜したもの(例えば、特許文献1を参照)や、基板上に酸化珪素あるいは窒化珪素からなる膜を形成し、さらにインジウム酸化物系の透明導電膜を製膜したもの(例えば、特許文献2を参照)等が提案されている。
特許第3118339号公報 特許第3489844号公報
In addition, it is essential to form a conductive film on the display substrate used in the display device as described above. Here, as a laminate in which a gas barrier film and a conductive film are formed on a plastic film, a film made of silicon oxide is formed on a substrate by a plasma CVD method, and a transparent conductive film is further formed (for example, a patent Document 1), or a film in which a film made of silicon oxide or silicon nitride is formed on a substrate and an indium oxide-based transparent conductive film is formed (for example, see Patent Document 2) has been proposed. Yes.
Japanese Patent No. 3118339 Japanese Patent No. 3499844

特許文献1、2に記載されたような、プラスチックフィルムを基板に用いた電子デバイスは、軽量で薄く構成できるという利点があるが、このような電子デバイスに封止缶を設け、内部に吸収剤を備えた構成とすることは、上記利点が得られなくなるので非現実的である。しかしながら、ガラス材料と異なり、それ自体が水蒸気を含有するプラスチックフィルムを基板に用いた場合、たとえバリア膜等を設けた構成としても、徐々にバリア膜を透過した酸素や水蒸気が表示素子に到達し、表示素子が劣化してしまうという問題があった。   An electronic device using a plastic film as a substrate as described in Patent Documents 1 and 2 has an advantage that it can be configured to be lightweight and thin, but such an electronic device is provided with a sealing can, and an absorbent is provided inside. It is unrealistic to have a configuration including the above because the above advantages cannot be obtained. However, unlike a glass material, when a plastic film that itself contains water vapor is used for the substrate, oxygen or water vapor that has permeated the barrier film gradually reaches the display element, even if a barrier film is provided. There is a problem that the display element deteriorates.

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、酸素や水蒸気による表示素子の劣化を防止することが可能な透明積層体及びその製造方法、並びに電子デバイスを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a transparent laminate capable of preventing deterioration of a display element due to oxygen or water vapor, a manufacturing method thereof, and an electronic device.

上記問題を解決するため、本発明では以下のような手段を提供する。   In order to solve the above problem, the present invention provides the following means.

請求項1に記載の発明では、透明基板上に少なくとも属窒化物膜及びセラミック薄膜層が形成されてなる透明積層体であって、前記金属窒化物膜がSiN膜であり、前記セラミック薄膜層がSiO膜であるとともに、前記透明基板上に、順次、SiO膜、SiN膜及びSiO膜が積層されており、前記SiN膜が、少なくとも酸素分子及び/又は水分子が存在する雰囲気中において、酸素や水蒸気を吸収して酸化される化学的に不安定なものであり、且つ、前記SiO膜が、酸素分子及び/又は水分子が存在する雰囲気中で温度が100℃以下とされた条件において、酸素や水蒸気に対して化学的に安定なバリア膜であることを特徴とする透明積層体を提供する。
係る発明によれば、少なくとも酸素分子及び/又は水分子が存在する雰囲気中において、酸素や水蒸気を吸収して酸化される化学的に不安定なSiN膜を透明積層体中に形成することにより、透明基板や他の薄膜を透過した酸素や水蒸気を吸収することができ、さらには酸素や水蒸気が透明積層体を透過するのを防止することができる。
また、金属窒化物膜の材料としてSiN膜を用いることにより、上述のような、透明基板や他の薄膜を透過した酸素や水蒸気をSiN膜で吸収し、また、透過するのを防止することが可能となる。なお、金属窒化物膜の材料として、例えばSi を用いた場合には、それ自体にバリア性があることから、この金属窒化物膜を通常のバリア基板として用いることも可能である。
また、透明基板上において、化学的に安定したバリア膜として機能するセラミック薄膜層であるSiO膜を積層することにより、SiN膜に到達する酸素や水蒸気の量を低減するようにコントロールすることができ、SiN膜が有するバリア膜機能を補完することが可能となる。また、SiN膜と透明基板の間にSiO膜を積層することで、透明積層体の大気側から浸入する酸素や水蒸気をSiN膜で吸収させるようにできる一方、SiN膜の大気側にSiO膜を積層した場合には、透明基板から漏洩する酸素や水蒸気をSiN膜で吸収させるようにできる等、SiN膜に吸収させる酸素や水蒸気の方向性を制御することが可能となる。
The invention according to claim 1, a transparent laminate in which at least metallic nitride film and a ceramic thin film layer formed on a transparent substrate, said metal nitride film is a SiN film, the ceramic thin film layer with but a SiO film, on said transparent substrate, sequentially, SiO film, SiN film and the SiO film are laminated, the SiN film in an atmosphere that there are at least oxygen molecules and / or water molecules, oxygen and steam Ri chemically unstable Monodea absorption to Ru is oxidized, and the SiO film, under conditions where the temperature was set to 100 ° C. or less in an atmosphere that exists oxygen molecules and / or water molecules provides a transparent laminate, characterized in chemically stable barrier film der Rukoto to oxygen and water vapor.
According to this invention, at least oxygen molecules and / or in an atmosphere of water molecules is present, by absorbing oxygen and water vapor to form a by Ru-chemical unstable SiN film oxide in the transparent laminate Further, oxygen and water vapor that have passed through the transparent substrate and other thin films can be absorbed, and further, oxygen and water vapor can be prevented from passing through the transparent laminate.
In addition, by using a SiN film as a material for the metal nitride film, it is possible to absorb and prevent oxygen and water vapor transmitted through the transparent substrate and other thin films as described above from being transmitted through the SiN film. It becomes possible. If, for example, Si 3 N 4 is used as the material for the metal nitride film, the metal nitride film itself has a barrier property, so that this metal nitride film can be used as a normal barrier substrate.
In addition, by stacking a SiO film, which is a ceramic thin film layer that functions as a chemically stable barrier film, on a transparent substrate, it is possible to control the amount of oxygen and water vapor reaching the SiN film to be reduced. It becomes possible to supplement the barrier film function of the SiN film. Also, by laminating the SiO film between the SiN film and the transparent substrate, oxygen and water vapor entering from the atmosphere side of the transparent laminate can be absorbed by the SiN film, while the SiO film is formed on the atmosphere side of the SiN film. When laminated, oxygen and water vapor leaking from the transparent substrate can be absorbed by the SiN film, and the directionality of oxygen and water vapor absorbed by the SiN film can be controlled.

請求項2に記載の発明では、温度40℃、湿度90%Rhの雰囲気中で100時間曝露させた後の前記SiN膜が、曝露側の面から50〜100nmの深さの範囲において、SiNがSiOIn the invention according to claim 2, the SiN film after being exposed for 100 hours in an atmosphere of a temperature of 40 ° C. and a humidity of 90% Rh is in a range of 50 to 100 nm deep from the surface on the exposed side. SiO 2 に変化するものであることを特徴とする請求項1に記載の透明積層体を提供する。The transparent laminate according to claim 1, wherein the transparent laminate is changed into the following.
係る発明によれば、上記雰囲気とされた雰囲気中に100時間曝露された後、曝露側の面から50〜100nmの深さの範囲でSiN膜が酸化されるものなので、上述のような、透明基板や他の薄膜を透過した酸素や水蒸気を確実に吸収することが可能となる。  According to the invention, since the SiN film is oxidized in a range of a depth of 50 to 100 nm from the exposed side surface after being exposed to the above atmosphere for 100 hours, it is transparent as described above. It becomes possible to reliably absorb oxygen and water vapor that have passed through the substrate and other thin films.

請求項に記載の発明では、前記SiN膜のエネルギーバンドギャップが3.1eV以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の透明積層体を提供する。
係る発明によれば、SiN膜のエネルギーバンドギャップを上記範囲とすることにより、可視光域で光吸収が生じず、優れた光透過性が得られる。また、金属窒化物膜の材料としてSiNを用いることにより、上記エネルギーバンドギャップ特性を実現することができる。なお、アルミニウムやシリコンの酸化物も、エネルギーバンドギャップはそれぞれ4eV、8eVであるので、金属窒化物膜が酸化物となった場合であっても透明性を維持することが可能である。
In the invention described in claim 3, the energy band gap of the SiN film provides a transparent laminate according to claim 1 or 2, characterized in that at least 3.1 eV.
According to the invention, by setting the energy band gap of the SiN film within the above range, light absorption does not occur in the visible light region, and excellent light transmittance can be obtained. Moreover, the energy band gap characteristic can be realized by using SiN as the material of the metal nitride film. In addition, since the energy band gaps of aluminum and silicon oxides are 4 eV and 8 eV, respectively, transparency can be maintained even when the metal nitride film becomes an oxide.

請求項に記載の発明では、前記透明基板を含めた光線透過率が、波長400nm〜800nmの範囲において60%以上であることを特徴とする請求項1〜の何れか1項に記載の透明積層体を提供する。
係る発明によれば、可視光域である波長400〜800nmの範囲で、透明基板を含めた光線透過率を60%以上とすることにより、透過光を利用するようなアプリケーションの前面板に適用することが可能となる。基本的に、SiN膜が、エネルギーバンドギャップが3.1eV以上の材料からなるものであれば、理論的に、可視光域において励起による吸収が現れることはない。
In invention of Claim 4 , light transmittance including the said transparent substrate is 60% or more in the wavelength range of 400 nm-800 nm, It is any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. A transparent laminate is provided.
According to this invention, the light transmittance including the transparent substrate is set to 60% or more in the wavelength range of 400 to 800 nm which is a visible light region, so that it can be applied to a front plate of an application using transmitted light. It becomes possible. Basically, if the SiN film is made of a material having an energy band gap of 3.1 eV or more, theoretically, absorption due to excitation does not appear in the visible light region.

請求項5に記載の発明では、前記透明基板がプラスチックフィルムであることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の透明積層体を提供する。In invention of Claim 5, the said transparent substrate is a plastic film, The transparent laminated body in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned is provided.
係る発明によれば、透明基板をプラスチックのようなフレキシブルな材料から構成することにより、衝撃によって破損するのを抑制でき、耐衝撃性に優れる透明積層体が得られる。また、透明基板をプラスチックフィルムで構成することにより、この透明基板上に薄膜を形成する際、ロールトゥロール方式によって連続的に大量生産することが可能となるので、生産コストを低減することが可能となる。According to the invention, by forming the transparent substrate from a flexible material such as plastic, it is possible to suppress damage due to impact and to obtain a transparent laminate excellent in impact resistance. In addition, by forming the transparent substrate with a plastic film, when forming a thin film on this transparent substrate, it becomes possible to mass-produce continuously by the roll-to-roll method, so the production cost can be reduced. It becomes.

請求項6に記載の発明では、温度40℃、湿度90%Rhの環境下において、水蒸気透過率が0.5g/mIn the invention according to claim 6, in an environment of a temperature of 40 ° C. and a humidity of 90% Rh, the water vapor transmission rate is 0.5 g / m. 2 ・day以下であり、酸素透過率が0.5cc/m・ Day or less, oxygen permeability is 0.5cc / m 2 ・day・atm以下であることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の透明積層体を提供する。-The day-atm or less is provided, The transparent laminated body of any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned.
係る発明によれば、上記環境下における水蒸気透過率及び酸素透過率を上記規定範囲内とすることにより、透明積層体が用いられる電子デバイスの材料劣化を抑制することができる。透明基板をプラスチックフィルムで構成した場合、通常、プラスチック材料は水蒸気等のガスバリア性に乏しいため、特に、電子デバイスの材料劣化を引き起こすという問題がある。本発明では、セラミック薄膜層として上述のようなバリア性のSiO膜を用い、温度40℃、湿度90%Rhの環境下における透明積層体の水蒸気透過率を0.5g/mAccording to such an invention, by setting the water vapor transmission rate and the oxygen transmission rate in the environment to be within the specified ranges, material deterioration of an electronic device in which the transparent laminate is used can be suppressed. When the transparent substrate is made of a plastic film, the plastic material usually has poor gas barrier properties such as water vapor, so that there is a problem that the material of the electronic device is particularly deteriorated. In the present invention, the above-described barrier SiO film is used as the ceramic thin film layer, and the water vapor transmission rate of the transparent laminate in an environment of a temperature of 40 ° C. and a humidity of 90% Rh is 0.5 g / m. 2 /day以下、酸素透過率を0.5cc/m/ Day or less, oxygen permeability is 0.5 cc / m 2 ・day・atm以下とすることにより、透明基板にプラスチック材料を用いた場合であっても、SiO膜によって酸素や水蒸気の透過が抑制されるので、電子デバイスの材料の劣化を抑制することができ、ひいては、電子デバイスの高寿命化を図ることが可能となる。・ By setting the value to day · atm or less, even when a plastic material is used for the transparent substrate, the permeation of oxygen and water vapor is suppressed by the SiO film, so that deterioration of the material of the electronic device can be suppressed. As a result, the lifetime of the electronic device can be increased.

請求項7に記載の発明では、さらに、少なくとも1層の透明導電性薄膜が形成されていることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の透明積層体を提供する。The invention according to claim 7 further provides at least one transparent conductive thin film, wherein the transparent laminate according to any one of claims 1 to 6 is provided.
係る発明によれば、さらに、透明導電性薄膜を積層することにより、電子デバイスの基板として適用することが可能である。According to this invention, it is possible to apply as a substrate of an electronic device by further laminating a transparent conductive thin film.

請求項8に記載の発明では、請求項1〜7の何れか1項に記載の透明積層体を製造する方法であって、前記金属窒化物膜を、化学気相成長(CVD)法により、前記透明基板の温度を40℃以下としてSiNから形成し、前記セラミック薄膜層を、真空蒸着法、物理的気相析出法、又は化学気相成長(CVD)法により、前記透明基板の温度を前記金属窒化物膜の形成温度よりも高い温度としてSiOから形成することにより、前記透明基板上に、順次、SiO膜、SiN膜及びSiO膜を積層することを特徴とする透明積層体の製造方法を提供する。In invention of Claim 8, It is a method of manufacturing the transparent laminated body of any one of Claims 1-7, Comprising: The said metal nitride film is chemical vapor deposition (CVD) method, The transparent substrate is formed from SiN at a temperature of 40 ° C. or less, and the ceramic thin film layer is formed by vacuum deposition, physical vapor deposition, or chemical vapor deposition (CVD), and the temperature of the transparent substrate is A method for producing a transparent laminate, comprising: sequentially forming a SiO film, a SiN film, and a SiO film on the transparent substrate by forming from SiO at a temperature higher than a formation temperature of a metal nitride film. provide.
係る発明によれば、透明積層体中に形成されるSiN膜を、確実に、酸素分子及び/又は水分子が存在する雰囲気中において、酸素や水蒸気を吸収して酸化される化学的に不安定な膜とすることができる。これにより、透明基板や他の薄膜を透過した酸素や水蒸気をSiN膜で吸収することができ、さらには酸素や水蒸気が透明積層体を透過するのを防止することが可能となる。According to the invention, the SiN film formed in the transparent laminate is chemically unstable, which is surely oxidized by absorbing oxygen and water vapor in an atmosphere where oxygen molecules and / or water molecules are present. It can be made into a film. Thereby, oxygen and water vapor that have passed through the transparent substrate and other thin films can be absorbed by the SiN film, and further, oxygen and water vapor can be prevented from permeating through the transparent laminate.

請求項に記載の発明では、請求項1〜の何れか1項に記載の透明積層体が用いられてなる電子デバイスを提供する。
係る発明によれば、上記本発明に係る透明積層体が用いられてなるものなので、透明積層体を透過した酸素や水蒸気、あるいは透明基板に含まれる酸素や水蒸気が、表示素子に到達するのを抑制できるので、表示素子が劣化するのを防止でき、表示特性に優れるとともに高寿命の電子デバイスを実現できる。
In the invention described in claim 9 provides an electronic device comprising the transparent laminate is used according to any one of claims 1-7.
According to the invention, since the transparent laminate according to the invention is used, oxygen and water vapor that permeate the transparent laminate or oxygen and water vapor contained in the transparent substrate reach the display element. Since it can suppress, it can prevent that a display element deteriorates, and it can implement | achieve a long life electronic device while being excellent in a display characteristic.

本発明の透明積層体によれば、酸化による化学反応で酸素及び水蒸気を吸収できるSiN膜が形成されてなるものなので、酸素や水蒸気が透過するのを抑制することができる。このような透明積層体を、表示装置のような電子デバイスの前面板として適用した場合には、表示素子が酸素や水蒸気によって劣化するのを防止でき、電子デバイスの表示特性が向上するとともに、高寿命化を図ることが可能になるという効果を奏するものである。
According to the transparent laminate of the present invention, since a SiN film capable of absorbing oxygen and water vapor is formed by a chemical reaction by oxidation, it is possible to suppress permeation of oxygen and water vapor. When such a transparent laminate is applied as a front plate of an electronic device such as a display device, the display element can be prevented from being deteriorated by oxygen or water vapor, and the display characteristics of the electronic device are improved. There is an effect that it is possible to extend the life.

以下、本発明に係る透明積層体及びその製造方法、並びに電子デバイスの実施形態について、図1〜6を適宜参照しながら説明する。なお、以下の説明において参照する図は、透明積層体及び電子デバイスの構成を分かり易く説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さ等の寸法は、実際の透明積層体及び電子デバイスの寸法関係と異なる場合がある。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a transparent laminate, a method for producing the same, and an electronic device according to the present invention will be described with reference to FIGS. The drawings referred to in the following description are for easy understanding of the configuration of the transparent laminate and the electronic device, and the dimensions and thicknesses of the illustrated parts are the actual transparent laminate and It may be different from the dimensional relationship of the electronic device.

本発明に係る透明積層体は、透明基板上に少なくとも1層の金属窒化物膜が形成されてなり、金属窒化物膜が、少なくとも酸素分子及び/又は水分子が存在する雰囲気中において酸化されうるものとして概略構成される。   In the transparent laminate according to the present invention, at least one metal nitride film is formed on a transparent substrate, and the metal nitride film can be oxidized in an atmosphere containing at least oxygen molecules and / or water molecules. Schematically configured as a

[第1の実施形態]
図1は、本発明に係る透明積層体の第1の実施形態を説明する概略図である。図1に示す例の透明積層体1は、透明基板2の一方の面2aの上に、酸素分子や水分子が存在する雰囲気中において酸化されうる金属窒化物膜3が1層形成されてなる。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a first embodiment of a transparent laminate according to the present invention. The transparent laminate 1 in the example shown in FIG. 1 is formed by forming a single layer of a metal nitride film 3 that can be oxidized in an atmosphere in which oxygen molecules and water molecules exist on one surface 2 a of a transparent substrate 2. .

透明基板2は、その上に各薄膜が積層される、透明積層体の基材である。
透明基板2に用いられる材料としては、如何なる材料でも用いることができるが、特に高い透明性を要求される場合には、ガラス材料やプラスチックフィルム等を用いることが好ましく、この内、軽量であり、且つ耐衝撃性及び可撓性の点で優れるプラスチックフィルムを用いることが好ましい。
プラスチックフィルムとしては、成膜工程及び後工程において耐え得るだけの充分な強度を有し、表面の平滑性が良好な材料であれば、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリスルホンフィルム、ポリアリレートフィルム、環状ポリオレフィンフィルム、ポリイミド等が挙げられる。特に、透明積層体を表示装置の前面板に適用する場合には、透明性と耐熱性に優れたポリカーボネートやポリエーテルサルホンが好適に用いられる。
透明基板2に用いるプラスチックフィルムの厚さは、部材の薄型化や基材の可撓性を考慮し、10〜200μm程度とすることが好ましい。
また、透明基板2の表面には、周知である種々の添加剤や安定剤、例えば、帯電防止剤、紫外線防止剤、可塑剤、滑剤、易接着剤等による処理が施されていても良い。また、透明基板2上に成膜される薄膜との密着性を改善するため、前処理としてコロナ処理、低温プラズマ処理、イオンボンバード処理、薬品処理等を施してもよい。
The transparent substrate 2 is a base material of a transparent laminate on which each thin film is laminated.
As a material used for the transparent substrate 2, any material can be used. However, when particularly high transparency is required, it is preferable to use a glass material, a plastic film, etc. In addition, it is preferable to use a plastic film that is excellent in impact resistance and flexibility.
The plastic film is not particularly limited as long as it is a material that has sufficient strength to withstand the film-forming process and the post-process and has a good surface smoothness. For example, a polyethylene terephthalate film, a polybutylene terephthalate film, and the like. Polyethylene naphthalate film, polycarbonate film, polyethersulfone film, polysulfone film, polyarylate film, cyclic polyolefin film, polyimide and the like. In particular, when the transparent laminate is applied to the front plate of a display device, polycarbonate and polyethersulfone having excellent transparency and heat resistance are preferably used.
The thickness of the plastic film used for the transparent substrate 2 is preferably about 10 to 200 μm in consideration of thinning of the member and flexibility of the base material.
Further, the surface of the transparent substrate 2 may be subjected to treatment with various well-known additives and stabilizers such as an antistatic agent, an anti-ultraviolet agent, a plasticizer, a lubricant, and an easy adhesive. Moreover, in order to improve the adhesiveness with the thin film formed on the transparent substrate 2, corona treatment, low temperature plasma treatment, ion bombardment treatment, chemical treatment, etc. may be performed as pretreatment.

金属窒化物膜3は、上述したように、少なくとも酸素分子や水分子が存在する雰囲気中において酸化されうるものであり、金属窒化物からなる薄膜である。
金属窒化物膜3は、AlN及び/又はSiNを主成分とする材料からなることが好ましい。金属窒化物膜3の材料として、アルミニウムやシリコンの窒化物を用いることにより、例えば、透明基板や他の薄膜を透過した酸素や水蒸気、あるいは、プラスチックフィルムからなる透明基板2に含有される酸素や水蒸気を効果的に吸収することができる。
As described above, the metal nitride film 3 can be oxidized in an atmosphere in which at least oxygen molecules and water molecules exist, and is a thin film made of metal nitride.
The metal nitride film 3 is preferably made of a material mainly composed of AlN and / or SiN. By using a nitride of aluminum or silicon as the material of the metal nitride film 3, for example, oxygen or water vapor that has passed through a transparent substrate or other thin film, or oxygen contained in the transparent substrate 2 made of a plastic film, Water vapor can be absorbed effectively.

透明基板2の一方の面2a上に金属窒化物膜3を形成する方法としては、如何なる方法でも用いることができるが、酸素分子や水分子が存在する雰囲気中において酸化されうる化学的に不安定な膜として金属窒化物膜3を形成するには、化学気相成長(CVD)法、なかでもプラズマCVD法を用いることが好ましい。また、金属窒化物膜3を形成する際の、透明基板2の温度は40℃以下とすることが好ましい。
プラズマCVD法を用いるとともに、炉内に設置される透明基板2の温度を40℃以下の低温に保持した状態で真空成膜を行なうことにより、金属窒化物膜3を、酸素分子や水分子が存在する雰囲気中において酸化されうる化学的に不安定な特性の膜とすることができ、また、再現性が良好で均一な薄膜が得られる。
透明基板2の温度を40℃超として金属窒化物膜を形成すると、上述のような化学的に不安定な特性が得られ難く、透明積層体を表示装置等の前面板に適用した場合に、大気中から浸入する酸素や水蒸気を効果的に吸収することができず、表示素子が劣化する虞がある。
As a method for forming the metal nitride film 3 on the one surface 2a of the transparent substrate 2, any method can be used, but it is chemically unstable that can be oxidized in an atmosphere in which oxygen molecules and water molecules exist. In order to form the metal nitride film 3 as a thick film, it is preferable to use a chemical vapor deposition (CVD) method, especially a plasma CVD method. The temperature of the transparent substrate 2 when forming the metal nitride film 3 is preferably 40 ° C. or lower.
By using the plasma CVD method and performing vacuum film formation while keeping the temperature of the transparent substrate 2 installed in the furnace at a low temperature of 40 ° C. or lower, the metal nitride film 3 is made of oxygen molecules and water molecules. A film having chemically unstable characteristics that can be oxidized in an existing atmosphere can be obtained, and a uniform thin film with good reproducibility can be obtained.
When the metal nitride film is formed with the temperature of the transparent substrate 2 exceeding 40 ° C., it is difficult to obtain the above chemically unstable characteristics, and when the transparent laminate is applied to a front plate of a display device or the like, Oxygen and water vapor entering from the atmosphere cannot be effectively absorbed, and the display element may be deteriorated.

本実施形態では、透明積層体1を、温度40℃、湿度90%Rhの雰囲気中で100時間曝露させた後の金属窒化物膜3が、曝露側の面(図1に示す金属窒化物膜3の一面3a)から50〜100nmの深さの範囲において金属窒化物膜3の酸化が進行し、曝露前の金属窒化物膜3がSiNである場合には、これがSiOに変化し、曝露前の金属窒化物膜3がAlNである場合には、これが、Alに変化するものに規定している。
金属窒化物膜3は、上述したように、酸素分子や水分子が存在する雰囲気中において酸化されるという、化学的に不安定な特性とされるものであるが、上記条件下での100時間の曝露による金属窒化物膜3の酸化進行の深さを上記規定範囲とすれば、大気中から浸入した酸素や水蒸気、あるいは、プラスチックフィルムからなる透明基板2に含有される酸素や水蒸気を効果的に吸収することが可能となる。
上記条件下における、金属窒化物膜の曝露側の面からの酸化進行の深さが50nm未満だと、上述のような化学的に不安定な特性とならず、透明積層体を表示装置等の前面板に適用した場合に、大気中から浸入する酸素や水蒸気を効果的に吸収することができず、表示素子が劣化する虞がある。
In the present embodiment, the metal nitride film 3 after the transparent laminate 1 is exposed for 100 hours in an atmosphere of a temperature of 40 ° C. and a humidity of 90% Rh is an exposed side surface (the metal nitride film shown in FIG. 1). When the metal nitride film 3 is oxidized in a depth range of 50 to 100 nm from one surface 3a) of 3 and the pre-exposure metal nitride film 3 is SiN, this changes to SiO 2 and exposure In the case where the previous metal nitride film 3 is AlN, this is defined as changing to Al 2 O 3 .
As described above, the metal nitride film 3 has a chemically unstable property of being oxidized in an atmosphere in which oxygen molecules and water molecules are present. If the depth of oxidation of the metal nitride film 3 due to exposure is within the specified range, oxygen and water vapor that has entered from the atmosphere, or oxygen and water vapor contained in the transparent substrate 2 made of a plastic film are effective. Can be absorbed.
Under the above conditions, if the depth of the oxidation progress from the exposed surface of the metal nitride film is less than 50 nm, the above-mentioned chemically unstable characteristics are not obtained, and the transparent laminate is used as a display device or the like. When applied to the front plate, oxygen and water vapor entering from the atmosphere cannot be effectively absorbed, and the display element may be deteriorated.

金属窒化物膜3は、そのエネルギーバンドギャップが3.1eV以上であることが好ましい。金属窒化物膜3をなす材料のネルギーバンドギャップが3.1eV以上であれば、理論的に可視光域において吸収のない薄膜とすることができ、優れた光透過性が得られる。
また、金属窒化物膜の材料として、上述のようなアルミニウムやシリコンの窒化物を用いることにより、上記エネルギーバンドギャップ特性を実現することができる。ここで、金属窒化物としては、例えば、BN(バンドギャップ:4〜7eV)、GaN(同:3.4eV)、AlN(同:6.2eV)、Si(同:5.1eV)等、様々な材料を選択して用いることができるが、材料の取り扱いの容易性や、大面積での成膜を行う場合等を考慮すると、AlNやSiを用いることが好ましい。
また、金属窒化物膜の材料としてSiを用いた場合には、それ自体が高いバリア性を有する膜となるので、この金属窒化物膜を通常のバリア基板として用いることも可能であり、この場合には、酸素や水蒸気の透過を効果的に防止することが可能となる。
なお、アルミニウムやシリコンの酸化物も、エネルギーバンドギャップはそれぞれ4eV、8eVであるので、金属窒化物膜が酸化物となった場合であっても透明性を維持することが可能である。
The metal nitride film 3 preferably has an energy band gap of 3.1 eV or more. If the energy band gap of the material forming the metal nitride film 3 is 3.1 eV or more, it can theoretically be a thin film that does not absorb in the visible light region, and excellent light transmittance can be obtained.
The energy band gap characteristics can be realized by using the above-mentioned nitride of aluminum or silicon as the material of the metal nitride film. Here, as a metal nitride, for example, BN (band gap: 4 to 7 eV), GaN (same: 3.4 eV), AlN (same: 6.2 eV), Si 3 N 4 (same: 5.1 eV) Although various materials can be selected and used, it is preferable to use AlN or Si 3 N 4 in consideration of the ease of handling the material and the case of forming a film with a large area.
In addition, when Si 3 N 4 is used as the material of the metal nitride film, the metal nitride film itself has a high barrier property. Therefore, the metal nitride film can be used as a normal barrier substrate. In this case, it is possible to effectively prevent permeation of oxygen and water vapor.
In addition, since the energy band gaps of aluminum and silicon oxides are 4 eV and 8 eV, respectively, transparency can be maintained even when the metal nitride film becomes an oxide.

本実施形態では、透明基板2を含めた透明積層体1全体での光線透過率が、波長400nm〜800nmの範囲において60%以上であることが好ましい。可視光域波長における光線透過率を60%以上とすることにより、例えば液晶表示装置等、透過光を利用するようなアプリケーションの前面板に適用することが可能となる。
また、金属窒化物膜3を、上述したような、エネルギーバンドギャップが3.1eV以上の材料で構成すれば、理論的に、可視光域において励起による吸収が現れることはないので、透明積層体1全体での光線透過率をより向上させることが可能となる。
In this embodiment, it is preferable that the light transmittance in the transparent laminated body 1 whole including the transparent substrate 2 is 60% or more in the wavelength range of 400 nm-800 nm. By setting the light transmittance in the visible light region wavelength to 60% or more, it can be applied to a front plate of an application using transmitted light, such as a liquid crystal display device.
Further, if the metal nitride film 3 is made of a material having an energy band gap of 3.1 eV or more as described above, theoretically, absorption due to excitation does not appear in the visible light region. It becomes possible to further improve the light transmittance of the entire unit 1.

本実施形態の透明積層体1を、表示装置の前面板に適用した形態の一例について、図2を参照して説明する。
図2に示す表示装置(電子デバイス)20は、表示素子21の前面板として上記透明積層体1が備えられ、該透明積層体1は、金属窒化物膜3が表示素子21側に、透明基板2が大気側に配されている。本実施形態の表示装置20は、上記構成とすることにより、大気中に存在する酸素や水蒸気が透明基板2を透過し、表示素子21に向けて浸入した場合であっても、浸入した酸素や水蒸気が金属窒化物膜3によって吸収されるため、表示素子21が劣化するのを抑制できる。また、透明基板2をプラスチックフィルムから構成した際に、このプラスチックフィルムに含まれる酸素や水蒸気が漏れ出した場合であっても、これら酸素や水蒸気が金属窒化物膜3によって吸収されるため、表示素子21の劣化を抑制できる。
An example of a form in which the transparent laminate 1 of this embodiment is applied to a front plate of a display device will be described with reference to FIG.
A display device (electronic device) 20 shown in FIG. 2 includes the transparent laminate 1 as a front plate of a display element 21, and the transparent laminate 1 has a transparent substrate with the metal nitride film 3 on the display element 21 side. 2 is arranged on the atmosphere side. The display device 20 according to the present embodiment has the above-described configuration, so that oxygen or water vapor existing in the atmosphere passes through the transparent substrate 2 and enters the display element 21. Since the water vapor is absorbed by the metal nitride film 3, the display element 21 can be prevented from deteriorating. Further, when the transparent substrate 2 is made of a plastic film, even if oxygen or water vapor contained in the plastic film leaks out, the oxygen and water vapor are absorbed by the metal nitride film 3. Deterioration of the element 21 can be suppressed.

以上説明したような、本発明の第1の実施形態の透明積層体1によれば、透明基板2上に、酸素分子や水分子が存在する雰囲気中において酸化され、化学的に不安定な金属窒化物膜3が形成されてなるものなので、酸素や水蒸気を吸収し、透過を抑制することができる。このような透明積層体1を、表示装置20のような電子デバイスの前面板として適用した場合には、表示素子21が酸素や水蒸気によって劣化するのを防止でき、表示装置20の表示特性が向上するとともに、高寿命化を図ることが可能となる。   As described above, according to the transparent laminate 1 of the first embodiment of the present invention, a chemically unstable metal that is oxidized on the transparent substrate 2 in an atmosphere containing oxygen molecules and water molecules. Since the nitride film 3 is formed, oxygen and water vapor can be absorbed and permeation can be suppressed. When such a transparent laminate 1 is applied as a front plate of an electronic device such as the display device 20, the display element 21 can be prevented from being deteriorated by oxygen or water vapor, and the display characteristics of the display device 20 are improved. In addition, it is possible to extend the life.

[第2の実施形態]
図3〜5は、本発明に係る透明積層体の第2の実施形態を説明する概略図である。なお、図3〜5に示す本実施形態の透明積層体10〜12において、第1の実施形態の透明積層体1と共通する構成については、同じ符号を付すとともに、その詳細な説明を省略する。
本発明の第2の実施形態の透明積層体は、上記した第1の実施形態の透明積層体1に対して、さらに、透明基板2上に、セラミック薄膜層が少なくとも1層形成され、このセラミック薄膜層が、酸素分子及び/又は水分子が存在する雰囲気中で温度が100℃以下とされた条件において化学的に安定なものとして構成される。また、図3に示す例の透明積層体10は、透明基板2の一方の面2aの上に金属窒化物膜3が1層形成され、さらにその上に、セラミック薄膜層4が1層形成されている。
[Second Embodiment]
3-5 is the schematic explaining the 2nd Embodiment of the transparent laminated body based on this invention. In addition, in the transparent laminated bodies 10-12 of this embodiment shown to FIGS. 3-5, about the structure which is common in the transparent laminated body 1 of 1st Embodiment, while attaching | subjecting the same code | symbol, the detailed description is abbreviate | omitted. .
In the transparent laminate of the second embodiment of the present invention, at least one ceramic thin film layer is formed on the transparent substrate 2 with respect to the transparent laminate 1 of the first embodiment. The thin film layer is configured to be chemically stable under a condition where the temperature is 100 ° C. or less in an atmosphere where oxygen molecules and / or water molecules are present. Further, in the transparent laminate 10 of the example shown in FIG. 3, one metal nitride film 3 is formed on one surface 2a of the transparent substrate 2, and one ceramic thin film layer 4 is further formed thereon. ing.

セラミック薄膜層4は、上述したように、酸素分子や水分子が存在する雰囲気中で温度が100℃以下とされた条件において化学的に安定なものからなり、透明積層体10においてバリア膜として機能する薄膜である。
セラミック薄膜層4を構成する材料としては、特に限定されないが、アルミニウム(Al)及び/又はシリコン(Si)からなる酸化物、窒化物、酸窒化物、硫化物、あるいはフッ化物の何れかを用いることが可能である。これらの中でも、酸化物、窒化物、あるいは酸窒化物を用いることが、セラミック薄膜層のバリア機能をさらに向上させることができる点から好ましい。
As described above, the ceramic thin film layer 4 is made of a chemically stable material in an atmosphere where oxygen molecules and water molecules are present under a temperature of 100 ° C. or less, and functions as a barrier film in the transparent laminate 10. It is a thin film.
The material constituting the ceramic thin film layer 4 is not particularly limited, and any of oxides, nitrides, oxynitrides, sulfides, and fluorides made of aluminum (Al) and / or silicon (Si) is used. It is possible. Among these, it is preferable to use an oxide, nitride, or oxynitride because the barrier function of the ceramic thin film layer can be further improved.

また、特に化学的に安定なセラミック薄膜層を得るためには、化学両論である酸化物を用いることや、製品使用温度以上の基板温度で薄膜を形成すること、あるいは成膜後に製品使用温度以上で薄膜をアニールすること等が挙げられるが、セラミック薄膜層の化学的安定性を高める方法はこれらに限定されず、適宜採用することができる。   In addition, in order to obtain a chemically stable ceramic thin film layer, it is necessary to use an oxide that is stoichiometric, to form a thin film at a substrate temperature higher than the product use temperature, or after the film formation to a temperature higher than the product use temperature. The method of increasing the chemical stability of the ceramic thin film layer is not limited to these, and can be appropriately employed.

セラミック薄膜層4を形成する方法としては、膜厚を制御することが可能な方法であれば、如何なる成膜方法を採用しても良く、特に、薄膜の成膜効率や膜質に優れる乾式法を用いることが好ましい。また、このような乾式法を用いた成膜方法において、真空蒸着法やスパッタリング等の物理的気相析出法、プラズマCVD法のような化学的気相析出法等を適宜採用することができる。   As a method of forming the ceramic thin film layer 4, any film forming method may be adopted as long as the film thickness can be controlled, and in particular, a dry method having excellent thin film forming efficiency and film quality is used. It is preferable to use it. Further, in such a film forming method using a dry method, a physical vapor deposition method such as a vacuum deposition method or sputtering, a chemical vapor deposition method such as a plasma CVD method, or the like can be appropriately employed.

本実施形態の透明積層体10によれば、透明基板2上において、化学的に安定したバリア膜として機能するセラミック薄膜層4を金属窒化物膜3上に積層することにより、金属窒化物膜3に到達する酸素や水蒸気の量を低減するようにコントロールすることができ、金属窒化物膜3が有するバリア膜機能を補完することが可能となる。   According to the transparent laminate 10 of the present embodiment, the metal nitride film 3 is formed by laminating the ceramic thin film layer 4 functioning as a chemically stable barrier film on the metal nitride film 3 on the transparent substrate 2. Therefore, it is possible to control the amount of oxygen and water vapor reaching the temperature to be reduced, and to supplement the barrier film function of the metal nitride film 3.

なお、図3に示す例の透明積層体10では、透明基板2の一方の面2aの上に、金属窒化物膜3が1層形成され、さらにその上に、セラミック薄膜層4が1層形成された構成としているが、本実施形態ではこれには限定されない。例えば、図4に示すように、金属窒化物膜3と透明基板2の間に1層のセラミック薄膜層4が積層された透明積層体11として構成しても良い。また、図5に示すように、2層のセラミック薄膜層41、42が金属窒化物薄膜3の上下面に配された透明積層体12として構成としても良い。
このように、透明基板2上におけるセラミック薄膜層の形成数や位置を適宜選択することにより、透明積層体において、金属窒化物膜3に吸収させる酸素や水蒸気の方向性を制御することが可能となる。
In the transparent laminate 10 of the example shown in FIG. 3, one metal nitride film 3 is formed on one surface 2a of the transparent substrate 2, and one ceramic thin film layer 4 is formed thereon. However, the present embodiment is not limited to this. For example, as shown in FIG. 4, a transparent laminated body 11 in which one ceramic thin film layer 4 is laminated between the metal nitride film 3 and the transparent substrate 2 may be used. Further, as shown in FIG. 5, a transparent laminate 12 in which two ceramic thin film layers 41 and 42 are arranged on the upper and lower surfaces of the metal nitride thin film 3 may be used.
As described above, by appropriately selecting the number and position of the ceramic thin film layers formed on the transparent substrate 2, the directionality of oxygen and water vapor absorbed by the metal nitride film 3 can be controlled in the transparent laminate. Become.

図4に示すように、金属窒化物膜3と透明基板2の間にセラミック薄膜層4を積層した場合には、透明積層体11の大気側(図4において透明基板2の下側)から浸入する酸素や水蒸気が表示素子側(図4において金属窒化物膜3の上側)に流入するのを、セラミック薄膜層4によって抑制できる。そして、このセラミック薄膜層4から僅かに流出した酸素や水蒸気を、金属窒化物膜3で吸収させることができる。これにより、表示装置に用いられる表示素子の劣化を防止することが可能となる。   As shown in FIG. 4, when the ceramic thin film layer 4 is laminated between the metal nitride film 3 and the transparent substrate 2, it enters from the atmosphere side of the transparent laminate 11 (below the transparent substrate 2 in FIG. 4). The ceramic thin film layer 4 can suppress oxygen and water vapor flowing into the display element side (upper side of the metal nitride film 3 in FIG. 4). Then, oxygen or water vapor slightly flowing out from the ceramic thin film layer 4 can be absorbed by the metal nitride film 3. Thereby, it becomes possible to prevent the deterioration of the display element used in the display device.

一方、図5に示すように、2層のセラミック薄膜層41、42を金属窒化物薄膜3の上下面に配し、金属窒化物膜3の大気側(図5において透明基板2の下側)にもセラミック薄膜層を積層した場合には、プラスチックフィルムからなる透明基板2から漏洩する酸素や水蒸気が表示素子側(図5においてセラミック薄膜層42の上側)に流出するのを、セラミック薄膜層41によって抑制できる。そして、このセラミック薄膜層41から僅かに流出した酸素や水蒸気を金属窒化物膜3で吸収させることができる。この際、金属窒化物膜3に積層されたセラミック薄膜層42のバリア機能により、酸素や水蒸気を漏らさず高効率で吸収させることができる。これにより、表示装置に用いられる表示素子の劣化を、より確実に防止することが可能となる。   On the other hand, as shown in FIG. 5, two ceramic thin film layers 41 and 42 are arranged on the upper and lower surfaces of the metal nitride thin film 3, and the atmosphere side of the metal nitride film 3 (the lower side of the transparent substrate 2 in FIG. 5). When the ceramic thin film layer is also laminated, oxygen and water vapor leaking from the transparent substrate 2 made of a plastic film flows out to the display element side (upper side of the ceramic thin film layer 42 in FIG. 5). Can be suppressed. Then, oxygen or water vapor slightly flowing out from the ceramic thin film layer 41 can be absorbed by the metal nitride film 3. At this time, the barrier function of the ceramic thin film layer 42 laminated on the metal nitride film 3 allows oxygen and water vapor to be absorbed with high efficiency without leaking. Thereby, it becomes possible to more reliably prevent the deterioration of the display element used in the display device.

また、上述したように、金属窒化物膜を化学的に不安定な特性とし、酸素分子や水分子が存在する雰囲気中において酸化されうる作用を持たせるためには、金属窒化物膜を成膜する際の透明基板の温度を40℃以下とする必要がある。一方、セラミック薄膜層は、金属窒化物膜よりも高い成膜温度とする必要がある。このため、透明基板上に各層を積層する工程においては、透明積層体の層構成によって制限はあるが、セラミック薄膜層を金属窒化物膜よりも先に形成することが、金属窒化物膜の酸素や水蒸気の吸収作用を確保する点から好ましい。   In addition, as described above, in order to make the metal nitride film chemically unstable and have an action that can be oxidized in an atmosphere in which oxygen molecules and water molecules exist, the metal nitride film is formed. It is necessary to set the temperature of the transparent substrate to 40 ° C. or lower. On the other hand, the ceramic thin film layer needs to have a higher deposition temperature than the metal nitride film. For this reason, in the process of laminating each layer on the transparent substrate, although there is a limitation depending on the layer structure of the transparent laminate, it is possible to form the ceramic thin film layer before the metal nitride film. And is preferable from the viewpoint of ensuring the absorption of water vapor.

[第3の実施形態]
図6は、本発明に係る透明積層体の第3の実施形態を説明する概略図である。なお、本実施形態の透明積層体10において、第1の実施形態の透明積層体1及び第2の実施形態の透明積層体10〜12と共通する構成については、同じ符号を付すとともに、その詳細な説明を省略する。
本発明の第3の実施形態の透明積層体は、上記した第1の実施形態の透明積層体1、あるいは第2の実施形態の透明積層体10〜12に対して、さらに、透明基板2上に、少なくとも1層の透明導電性薄膜が形成された構成とされている。また、図6に示す例の透明積層体15は、透明基板2の一方の面2aの上にセラミック薄膜層42が形成され、透明基板2の他方の面2bに金属窒化物膜3が1層形成され、この金属窒化物膜3の一方の面3aに積層して、セラミック薄膜層41及び透明導電性薄膜5がこの順で形成されている。
[Third Embodiment]
FIG. 6 is a schematic view illustrating a third embodiment of the transparent laminate according to the present invention. In addition, in the transparent laminated body 10 of this embodiment, about the structure which is common in the transparent laminated body 1 of 1st Embodiment and the transparent laminated bodies 10-12 of 2nd Embodiment, while attaching | subjecting the same code | symbol, the detail The detailed explanation is omitted.
The transparent laminate of the third embodiment of the present invention is further provided on the transparent substrate 2 with respect to the transparent laminate 1 of the first embodiment or the transparent laminates 10 to 12 of the second embodiment. In addition, at least one transparent conductive thin film is formed. Further, in the transparent laminate 15 of the example shown in FIG. 6, the ceramic thin film layer 42 is formed on one surface 2 a of the transparent substrate 2, and one metal nitride film 3 is formed on the other surface 2 b of the transparent substrate 2. The ceramic thin film layer 41 and the transparent conductive thin film 5 are formed in this order by being laminated on one surface 3a of the metal nitride film 3.

透明導電性薄膜5は、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズの何れか、又は、それらの内の2種類もしくは3種類の混合酸化物、さらには、その他添加物が加えられた物等を用いることができるが、目的や用途によって種々の材料を採用することができ、上記材料に限定されるものではない。   The transparent conductive thin film 5 is made of indium oxide, zinc oxide or tin oxide, or two or three kinds of mixed oxides among them, and those added with other additives. However, various materials can be employed depending on the purpose and application, and the material is not limited to the above materials.

透明導電性薄膜5として、最も一般的な材料である酸化インジウムスズ(ITO)を用いる場合、酸化インジウムにドープされる酸化スズの含有比は、透明積層体が用いられる電子デバイスに求められる仕様に応じて任意の割合を選択することができる。例えば、機械的強度を高める目的で透明導電性薄膜5を結晶化させるためには、酸化スズの含有比を10質量%未満とすることが好ましく、アモルファス化してフレキシブル性を持たせるためには、酸化スズの含有比を10質量%以上とすることが好ましい。また、透明導電性薄膜5に低抵抗が求められる場合には、酸化スズの含有比を3〜20質量%の範囲とすることが好ましい。   When indium tin oxide (ITO), which is the most common material, is used as the transparent conductive thin film 5, the content ratio of tin oxide doped in indium oxide is a specification required for an electronic device using a transparent laminate. Any ratio can be selected accordingly. For example, in order to crystallize the transparent conductive thin film 5 for the purpose of increasing the mechanical strength, it is preferable that the content ratio of tin oxide is less than 10% by mass, and in order to make it amorphous and to have flexibility, The content ratio of tin oxide is preferably 10% by mass or more. Moreover, when low resistance is calculated | required by the transparent conductive thin film 5, it is preferable to make the content rate of a tin oxide into the range of 3-20 mass%.

上述のような透明導電性薄膜5を積層することにより、透明積層体15を、表示装置等の各種電子デバイスの基板として容易に適用することができる。
また、上記本発明に係る透明積層体を各種電子デバイスに適用することにより、透明積層体を透過した酸素や水蒸気、あるいは透明基板に含まれる酸素や水蒸気が、表示素子に到達するのを抑制できるので、表示素子が劣化するのを防止でき、表示特性に優れるとともに高寿命の電子デバイスを実現できる。
By laminating the transparent conductive thin film 5 as described above, the transparent laminate 15 can be easily applied as a substrate for various electronic devices such as a display device.
In addition, by applying the transparent laminate according to the present invention to various electronic devices, it is possible to suppress oxygen and water vapor transmitted through the transparent laminate, or oxygen and water vapor contained in the transparent substrate from reaching the display element. Therefore, the display element can be prevented from deteriorating, and an electronic device having excellent display characteristics and a long life can be realized.

なお、本発明に係る透明積層体では、上述したような金属窒化物薄膜、セラミック薄膜、透明導電性薄膜以外にも、必要に応じて、さらに、有機膜等を用いたアンダーコート、あるいはオーバーコートを形成しても良い。有機膜をなす材料としては、透明性や適度な硬度、機械的強度を有するものであれば良く、アクリル系樹脂、有機シリコン系樹脂、ポリシロキサン等の樹脂材料を用いることができる。このような有機膜を塗工する際のウェットプロセスとしては、マイクログラビア、スクリーン等の各種コーティング方法を用いることができる。また、有機層を塗工する際、塗工液に樹脂フィラーや無機フィラーを混合することにより、高硬度化や易滑化を図ることも可能である。
一方、有機蒸着法によってオーバーコート層を形成する方法としては、特に限定されないが、例えば、アクリレート又はメタクリレート、もしくはそれらの混合樹脂溶液を有機物蒸着装置で蒸発させ、コーティングドラム上のフィルム上に凝縮させた後、電子線照射装置にて硬化処理を行う方法と用いることができる。また、この際、電子線硬化の代わりに紫外線硬化を用いることも可能である。
In addition, in the transparent laminate according to the present invention, in addition to the metal nitride thin film, ceramic thin film, and transparent conductive thin film as described above, an undercoat or an overcoat using an organic film or the like may be used as necessary. May be formed. The material forming the organic film may be any material having transparency, appropriate hardness, and mechanical strength, and resin materials such as acrylic resins, organic silicon resins, and polysiloxanes can be used. As a wet process for coating such an organic film, various coating methods such as microgravure and screen can be used. Moreover, when coating an organic layer, it is also possible to achieve high hardness and easy lubrication by mixing a resin filler or an inorganic filler in the coating solution.
On the other hand, the method for forming the overcoat layer by the organic vapor deposition method is not particularly limited. For example, acrylate or methacrylate or a mixed resin solution thereof is evaporated by an organic vapor deposition apparatus and condensed on a film on a coating drum. Then, it can be used with the method of performing a hardening process with an electron beam irradiation apparatus. At this time, it is also possible to use ultraviolet curing instead of electron beam curing.

次に、本発明の透明積層体及び電子デバイスを、実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。   Next, although the transparent laminated body and electronic device of this invention are demonstrated still in detail by an Example, this invention is not limited only to these Examples.

[実施例1]
本実施例では、図1に示すような透明積層体のサンプルを以下の手順で作成し、後述する試験方法によって評価した。
まず、40℃の温度に保持したポリエーテルサルホン(PES)からなる透明基板上に、原料ガスとしてSiH、NH、Hを用い、RF電源を用いたプラズマCVD法によって、約118nmの窒化シリコン(SiN)からなる金属窒化物膜を形成し、実施例1のサンプルを作製した。
[Example 1]
In this example, a sample of a transparent laminate as shown in FIG. 1 was prepared by the following procedure and evaluated by a test method described later.
First, on a transparent substrate made of polyethersulfone (PES) maintained at a temperature of 40 ° C., SiH 4 , NH 3 , and H 2 are used as source gases, and a plasma CVD method using an RF power source is used to form approximately 118 nm. A metal nitride film made of silicon nitride (SiN) was formed to produce the sample of Example 1.

次いで、X線光電子分光分析法(XPS)を用いて、実施例1のサンプルの成分組成を測定した。この際、XPS測定器として、(株)島津製作所製:ESCA3200を使用し、照射X線源出力を5kV、20mAの条件とした。また、測定の際のエッチング条件は、エッチングガスにArガスを用い、ガス圧を5×10−4Paとし、また、試料電流を14μA、エッチング面積を直径5mmφの円内とした。 Subsequently, the component composition of the sample of Example 1 was measured using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). At this time, as an XPS measuring instrument, ESCA3200 manufactured by Shimadzu Corporation was used, and the irradiation X-ray source output was set to conditions of 5 kV and 20 mA. Etching conditions at the time of measurement were Ar gas as an etching gas, a gas pressure of 5 × 10 −4 Pa, a sample current of 14 μA, and an etching area in a circle with a diameter of 5 mmφ.

そして、以下に示す各条件で、実施例1のサンプルを大気中に放置して酸素分子や水分子が存在する雰囲気中に曝露させ、所定時間経過後の成分組成をXPSによって測定した。
(1)成膜直後に測定。
(2)成膜後、温度60℃、湿度90%Rhの環境下で24時間放置した後に測定。
(3)成膜後、温度60℃、湿度90%Rhの環境下で48時間放置した後に測定。
(4)成膜後、温度60℃、湿度90%Rhの環境下で72時間放置した後に測定。
(5)成膜後、温度60℃、湿度90%Rhの環境下で96時間放置した後に測定。
And under each condition shown below, the sample of Example 1 was left in the atmosphere and exposed to an atmosphere in which oxygen molecules and water molecules existed, and the component composition after a predetermined time was measured by XPS.
(1) Measured immediately after film formation.
(2) After film formation, measurement was performed after being left for 24 hours in an environment of temperature 60 ° C. and humidity 90% Rh.
(3) After film formation, measurement was performed after being left for 48 hours in an environment of temperature 60 ° C. and humidity 90% Rh.
(4) After film formation, measurement was performed after being left for 72 hours in an environment of temperature 60 ° C. and humidity 90% Rh.
(5) After film formation, measurement was performed after being left for 96 hours in an environment of a temperature of 60 ° C. and a humidity of 90% Rh.

図7〜11に、上記(1)〜(5)に示す条件における測定結果のグラフを示す。
図7のグラフに示すように、上記(1)の条件であるSiN成膜直後の測定結果では、PESからなる透明基板上において、SiNからなる膜(金属窒化物膜)が存在していることが確認できる。
また、図8のグラフに示すように、上記(2)の条件であるSiN成膜後に24時間放置した後の測定結果では、SiN膜の両面側、つまり、透明基板側及び大気曝露側の両方から、SiOからなる膜が形成されている様子が確認できる。これは、SiN膜が、酸素分子や水分子が存在する環境下において、徐々に酸化されたためと考えられる。
また、図9のグラフに示すように、上記(3)の条件であるSiN成膜後に48時間放置した後の測定結果では、上記(2)の条件の場合と同様、SiN膜の両面側、つまり、透明基板側及び大気曝露側の両方から、SiOからなる膜が形成されている様子が確認できる。しかしながら、上記(3)の条件では、図9に示すように、上記(2)の条件と比べてSiOの量が多くなっていることが確認できる。これは、SiN膜が、酸素分子や水分子が存在する環境下において、さらに長時間放置されたため、SiNの酸化が進行したものと考えられる。
7 to 11 show graphs of measurement results under the conditions shown in the above (1) to (5).
As shown in the graph of FIG. 7, in the measurement result immediately after the formation of the SiN film which is the condition (1), a film (metal nitride film) made of SiN exists on the transparent substrate made of PES. Can be confirmed.
Further, as shown in the graph of FIG. 8, in the measurement result after being left for 24 hours after the SiN film formation, which is the above condition (2), both sides of the SiN film, that is, both the transparent substrate side and the atmospheric exposure side, Thus, it can be confirmed that a film made of SiO is formed. This is presumably because the SiN film was gradually oxidized in an environment where oxygen molecules and water molecules exist.
Further, as shown in the graph of FIG. 9, the measurement result after leaving for 48 hours after the SiN film formation under the condition (3) is the same as in the case of the condition (2). That is, it can be confirmed that a film made of SiO is formed from both the transparent substrate side and the atmospheric exposure side. However, under the condition (3), as shown in FIG. 9, it can be confirmed that the amount of SiO is larger than the condition (2). This is considered to be because the oxidation of SiN has progressed because the SiN film was left for a longer time in an environment where oxygen molecules and water molecules exist.

また、図10のグラフに示すように、上記(4)の条件であるSiN成膜後に72時間放置した後の測定結果では、SiN膜がほぼ完全に酸化されてSiO膜となっていることが確認でき、また、図11に示すように、上記(5)の条件であるSiN成膜後に96時間放置した後の測定結果においても同様の測定結果となっている。図10及び図11のグラフに示すように、上記(4)及び(5)の条件では、本実施例で形成されたSiN膜が、酸素分子や水分子が存在する環境下において完全に酸化されることが明らかである。
なお、上記(4)及び(5)の条件でのXPS測定では、図10及び図11に示すように、PESからなる透明基板の成分組成が確認されないグラフとなっている。これは、SiN膜が酸化されてSiO膜に変化したことにより、XPSにおけるエッチングレートが低下したことによるものと考えられる。
Further, as shown in the graph of FIG. 10, in the measurement result after being left for 72 hours after the SiN film formation, which is the above condition (4), the SiN film is almost completely oxidized to be a SiO film. Further, as shown in FIG. 11, the same measurement result is obtained in the measurement result after being allowed to stand for 96 hours after the SiN film formation, which is the condition (5). As shown in the graphs of FIGS. 10 and 11, under the conditions (4) and (5), the SiN film formed in this example is completely oxidized in an environment where oxygen molecules and water molecules exist. It is clear that
In the XPS measurement under the above conditions (4) and (5), as shown in FIGS. 10 and 11, the component composition of the transparent substrate made of PES is not confirmed. This is considered to be due to the fact that the etching rate in XPS was lowered due to the oxidation of the SiN film and the change to the SiO film.

[比較例1]
本比較例では、SiNからなる膜を形成する際、PESからなる透明基板を130℃と高い温度に保持して成膜処理を行なった点を除き、実施例1と同様の手順で比較例1の透明積層体サンプルを作製し、実施例1と同様の方法を用いて透明積層体の成分組成を測定した。
[Comparative Example 1]
In this comparative example, when a film made of SiN was formed, Comparative Example 1 was performed in the same procedure as in Example 1 except that the film formation process was performed while maintaining the transparent substrate made of PES at a high temperature of 130 ° C. A transparent laminate sample was prepared, and the component composition of the transparent laminate was measured using the same method as in Example 1.

図12〜16に、比較例1のサンプルを用いて、上記(1)〜(5)に示す条件で酸素分子や水分子が存在する雰囲気中に曝露させた後、成分組成をXPSによって測定した結果のグラフを示す。
図12のグラフに示すように、上記(1)の条件であるSiN成膜直後の測定結果では、PESからなる透明基板上において、SiNからなる膜(金属窒化物膜)が存在していることが確認できる。
12-16, using the sample of Comparative Example 1, after exposing in an atmosphere where oxygen molecules and water molecules exist under the conditions shown in (1) to (5) above, the component composition was measured by XPS. The graph of a result is shown.
As shown in the graph of FIG. 12, in the measurement result immediately after the SiN film formation, which is the condition (1) above, a film (metal nitride film) made of SiN exists on the transparent substrate made of PES. Can be confirmed.

また、図13のグラフに示すように、上記(2)の条件であるSiN成膜後に24時間放置した後の測定結果においても、SiN膜が存在している様子が確認され、上記(1)の条件と変化がないことが明らかである。さらに、図14〜16のグラフに示すように、上記(3)〜(5)の条件であるSiN成膜後に48〜96時間放置した後の測定結果においても、SiN膜が存在している様子が確認され、上記(1)の条件と変化がないことが明らかとなった。   Further, as shown in the graph of FIG. 13, it is confirmed that the SiN film exists in the measurement result after being left for 24 hours after the SiN film formation, which is the condition (2), and the above (1). It is clear that there are no changes and conditions. Furthermore, as shown in the graphs of FIGS. 14 to 16, the SiN film is also present in the measurement results after leaving for 48 to 96 hours after the SiN film formation under the conditions (3) to (5) above. Was confirmed, and it was clarified that there was no change in the condition (1).

上記結果より、透明基板の温度が40℃と低温に保持された状態でSiN膜(金属窒化物膜)が形成されてなる、本発明に係る実施例1の透明積層体は、SiN膜が、酸素や水蒸気が存在する雰囲気中において容易に酸化が進行することが確認できた。この結果により、本発明に係る実施例1の透明積層体は、透明基板や他の薄膜を透過した酸素や水蒸気をSiN膜によって吸収することができ、さらには酸素や水蒸気が透明積層体を透過するのを防止することができることが明らかである。   From the above results, the transparent laminate of Example 1 according to the present invention, in which the SiN film (metal nitride film) is formed in a state where the temperature of the transparent substrate is kept at a low temperature of 40 ° C., the SiN film is It was confirmed that oxidation proceeded easily in an atmosphere where oxygen and water vapor were present. As a result, the transparent laminate of Example 1 according to the present invention can absorb oxygen and water vapor that have passed through the transparent substrate and other thin films by the SiN film, and further oxygen and water vapor can pass through the transparent laminate. It is clear that this can be prevented.

これに対し、透明基板が130℃と非常に高い温度に保持された状態でSiN膜が形成された比較例1の透明積層体では、温度60℃、湿度90%Rhの高温多湿の環境下で96時間放置された場合でも、SiN膜の酸化が進行しないことが確認された。これにより、比較例1のように、酸素や水蒸気を吸収できないSiN層が形成された透明積層体を表示装置等の電子デバイスに用いた場合には、大気中に含まれる酸素や水蒸気や、透明基板に含まれる酸素や水蒸気を吸収して浸入を素子することができず、表示素子が劣化する虞があることがわかる。   On the other hand, in the transparent laminate of Comparative Example 1 in which the SiN film was formed in a state where the transparent substrate was maintained at a very high temperature of 130 ° C., in a high temperature and high humidity environment of 60 ° C. and 90% humidity. It was confirmed that the oxidation of the SiN film did not proceed even when left for 96 hours. Thereby, like the comparative example 1, when the transparent laminated body in which the SiN layer which cannot absorb oxygen and water vapor | steam was used for electronic devices, such as a display apparatus, oxygen, water vapor | steam contained in air | atmosphere, transparent It can be understood that oxygen and water vapor contained in the substrate cannot be absorbed to enter the element, and the display element may be deteriorated.

[実施例2]
本実施例では、図3に示すような透明積層体のサンプルを以下の手順で作成した。
まず、40℃の温度に保持したPESからなる透明基板上に、原料ガスとしてSiH、NH、Hを用い、RF電源を用いたプラズマCVD法によって、約50nmのSiNからなる金属窒化物膜を形成した後、さらに、透明基板の温度を120℃に昇温させ、同様の手順によって約50nmのSiNからなるセラミック薄膜層を形成し、実施例2の透明積層体のサンプルとした。
[Example 2]
In this example, a sample of a transparent laminate as shown in FIG. 3 was prepared by the following procedure.
First, on a transparent substrate made of PES kept at a temperature of 40 ° C., a metal nitride made of SiN of about 50 nm is formed by plasma CVD using an RF power source using SiH 4 , NH 3 , and H 2 as source gases. After forming the film, the temperature of the transparent substrate was further raised to 120 ° C., and a ceramic thin film layer made of SiN having a thickness of about 50 nm was formed by the same procedure as a sample of the transparent laminate of Example 2.

得られた実施例2の透明積層体のサンプルについて、波長が400〜800nmの可視光域における平均の光線透過率を測定したところ83.5%の透過率を示し、また、40℃、90%Rhにおける水蒸気透過率は0.01g/m・day以下であり、優れた透光性とバリア性を併せ持つ透明積層体であることが確認できた。
そして、ボトムエミッションタイプの有機EL素子の封止缶の代替として、実施例2の透明積層体をエポキシ樹脂接着剤によって素子に接着したところ、60℃、90%Rhの環境下において1000時間放置した後も、素子のダークスポットの拡大が見られず、良好なバリア性能を備えていることが確認できた。このような試験を行った後、透明積層体の成分組成を分析したところ、SiN膜が、透明基板に近いところから酸化が進行していることが確認された。これは、吸水率の高いPESからなる透明基板から拡散した水分子を、SiN膜が吸収、トラップしたことにより、素子への到達を防いだことを示しているものと考えられる。
The sample of the obtained transparent laminate of Example 2 was measured for the average light transmittance in the visible light region having a wavelength of 400 to 800 nm. As a result, it showed a transmittance of 83.5%, and 40 ° C. and 90%. The water vapor transmission rate in Rh was 0.01 g / m 2 · day or less, and it was confirmed that the transparent laminate had both excellent translucency and barrier properties.
As an alternative to the sealing can of the bottom emission type organic EL element, the transparent laminate of Example 2 was adhered to the element with an epoxy resin adhesive, and left for 1000 hours in an environment of 60 ° C. and 90% Rh. Later, the dark spots of the device did not expand, and it was confirmed that the device had good barrier performance. After performing such a test, the component composition of the transparent laminate was analyzed, and it was confirmed that the SiN film was oxidized from a position close to the transparent substrate. This is considered to indicate that the SiN film absorbed and trapped water molecules diffused from the transparent substrate made of PES having a high water absorption rate, thereby preventing the molecules from reaching the device.

[比較例2]
本比較例では、上記実施例2に対する比較例として、SiNからなる膜を形成する際、PESからなる透明基板を120℃と高い温度に保持し、また、形成されるSiN層(金属窒化物膜)を1層として厚さを約100nmとした点を除き、実施例2と同様の手順で比較例2の透明積層体のサンプルを作製した。
[Comparative Example 2]
In this comparative example, as a comparative example with respect to Example 2, when forming a film made of SiN, the transparent substrate made of PES is kept at a high temperature of 120 ° C., and the formed SiN layer (metal nitride film) ) As a single layer, a sample of the transparent laminate of Comparative Example 2 was prepared in the same procedure as in Example 2 except that the thickness was about 100 nm.

得られた比較例2の透明積層体のサンプルについて、波長が400〜800nmの可視光域における平均の光線透過率を測定したところ82.5%の透過率を示し、また、40℃、90%Rhにおける水蒸気透過率は0.01g/m・day以下であり、透光性とバリア性に関しては優れている透明積層体であることが確認できた。
そして、ボトムエミッションタイプの有機EL素子の封止缶の代替として、比較例2の透明積層体をエポキシ樹脂接着剤によって素子に接着したところ、60℃、90%Rhの環境下において500時間放置した後から、素子のダークスポットが次第に拡大することが確認された。このような試験を行った後、透明積層体の成分組成を分析したところ、SiN膜自体が化学的に安定な特性であり、酸化されていないことが確認された。つまり、基板から発生した水分子が次第にSiN層(金属窒化物膜)中に拡散、透過して素子に到達し、素子が劣化してしまったことを示している。
About the sample of the obtained transparent laminated body of the comparative example 2, when the average light transmittance in the visible light range whose wavelength is 400-800 nm was measured, it showed the transmittance of 82.5%, and 40 degreeC, 90% The water vapor permeability in Rh was 0.01 g / m 2 · day or less, and it was confirmed that the transparent laminate was excellent in terms of translucency and barrier properties.
Then, as an alternative to the sealing can of the bottom emission type organic EL element, the transparent laminate of Comparative Example 2 was adhered to the element with an epoxy resin adhesive and left for 500 hours in an environment of 60 ° C. and 90% Rh. Later, it was confirmed that the dark spots of the device gradually expanded. After conducting such a test, the component composition of the transparent laminate was analyzed, and it was confirmed that the SiN film itself had chemically stable characteristics and was not oxidized. That is, water molecules generated from the substrate are gradually diffused and transmitted through the SiN layer (metal nitride film) to reach the device, and the device has deteriorated.

[実施例3]
本実施例では、図6に示すような透明積層体のサンプルを以下の手順で作成した。
まず、40℃の温度に保持したPESからなる透明基板の片面(図6に示す符号2b参照)に、原料ガスとしてSiH、NH、Hを用い、RF電源を用いたプラズマCVD法によって、約50nmのSiNからなる金属窒化物膜を形成した後、さらに、透明基板の温度を120℃に昇温させ、同様の手順によって約50nmのSiNからなるセラミック薄膜層を形成した。次いで、さらに、透明基板の他面(図6に示す符号2a参照)にも、透明基板の温度を120℃とし、同様の手順によって約50nmのSiNからなるセラミック薄膜層を形成した。そして、40℃の基板温度で形成したSiNからなる金属窒化物膜(図6に示す符号41参照)に、さらに、SnO含有量が10wt%とされたITOからなる透明導電性薄膜(図6に示す符号5参照)を150nmの厚さで形成し、実施例3の透明積層体のサンプルとした。
[Example 3]
In this example, a sample of a transparent laminate as shown in FIG. 6 was prepared by the following procedure.
First, on one side of a transparent substrate made of PES maintained at a temperature of 40 ° C. (see reference numeral 2b shown in FIG. 6), SiH 4 , NH 3 , and H 2 are used as source gases, and a plasma CVD method using an RF power source is used. After forming a metal nitride film made of SiN of about 50 nm, the temperature of the transparent substrate was further raised to 120 ° C., and a ceramic thin film layer made of SiN of about 50 nm was formed by the same procedure. Next, a ceramic thin film layer made of SiN having a thickness of about 50 nm was formed on the other surface of the transparent substrate (see reference numeral 2a shown in FIG. 6) at a temperature of the transparent substrate of 120 ° C. by the same procedure. Then, a transparent conductive thin film (FIG. 6) made of ITO having a SnO 2 content of 10 wt% is further added to a metal nitride film made of SiN (see reference numeral 41 shown in FIG. 6) formed at a substrate temperature of 40 ° C. And a sample of the transparent laminate of Example 3 was formed to a thickness of 150 nm.

得られた実施例3の透明積層体のサンプルについて、波長が400〜800nmの可視光域における平均の光線透過率を測定したところ75%の透過率を示し、また、40℃、90%Rhにおける水蒸気透過率は0.01g/m・day以下であり、優れた透光性とバリア性を併せ持つ透明積層体であることが確認できた。
そして、この透明基板上に形成された透明導電性薄膜を電極パターニングした後、この透明導電性薄膜上にトップエミッションタイプの有機EL素子を形成したところ、60℃、90%Rhの環境下において1000時間放置した後も、素子のダークスポットの拡大が見られず、良好なバリア性能を備えていることが確認できた。
About the sample of the obtained transparent laminated body of Example 3, when the average light transmittance in a visible light region with a wavelength of 400-800 nm was measured, it showed a transmittance of 75%, and at 40 ° C. and 90% Rh. The water vapor transmission rate was 0.01 g / m 2 · day or less, and it was confirmed that this was a transparent laminate having both excellent translucency and barrier properties.
And after electrode-patterning the transparent conductive thin film formed on this transparent substrate, when the top emission type organic EL element was formed on this transparent conductive thin film, it was 1000 in 60 degreeC and 90% Rh environment. Even after being left for a long time, the dark spots of the device did not expand, and it was confirmed that the device had good barrier performance.

[比較例3]
本比較例では、上記実施例3に対する比較例として、SiNからなる金属窒化物膜(図6に示す符号3参照)を形成する際の、PESからなる透明基板を120℃と高い温度に保持した点を除き、上記実施例3と同様の手順で、SnO含有量が10wt%とされたITOからなる透明導電性薄膜(図6に示す符号5参照)を150nmの厚さで形成されてなる、比較例3の透明積層体のサンプルを作製した。
[Comparative Example 3]
In this comparative example, as a comparative example with respect to Example 3, the transparent substrate made of PES was held at a high temperature of 120 ° C. when forming a metal nitride film made of SiN (see reference numeral 3 shown in FIG. 6). Except for the above point, a transparent conductive thin film (see reference numeral 5 shown in FIG. 6) made of ITO having a SnO 2 content of 10 wt% is formed with a thickness of 150 nm in the same procedure as in Example 3 above. A sample of the transparent laminate of Comparative Example 3 was produced.

得られた比較例3の透明積層体のサンプルについて、波長が400〜800nmの可視光域における平均の光線透過率を測定したところ74%の透過率を示し、また、40℃、90%Rhにおける水蒸気透過率は0.01g/m・day以下であり、透光性とバリア性に関しては優れている透明積層体であることが確認できた。
そして、この透明基板上に形成された透明導電性薄膜を電極パターニングした後、この透明導電性薄膜上にトップエミッションタイプの有機EL素子を形成したところ、60℃、90%Rhの環境下において250時間放置した後から、素子のダークスポットが拡大していることが確認された。
About the sample of the obtained transparent laminated body of the comparative example 3, when the average light transmittance in the visible light region with a wavelength of 400-800 nm was measured, it showed a transmittance of 74%, and at 40 ° C. and 90% Rh. The water vapor transmission rate was 0.01 g / m 2 · day or less, and it was confirmed that the transparent laminate was excellent in terms of translucency and barrier properties.
Then, after electrode patterning of the transparent conductive thin film formed on this transparent substrate, a top emission type organic EL element was formed on this transparent conductive thin film, and it was 250 in an environment of 60 ° C. and 90% Rh. It was confirmed that the dark spot of the device was enlarged after being left for a period of time.

上記実施例の結果より、本発明に係る透明積層体が、金属窒化物膜によって酸素や水蒸気を吸収することができ、このような透明積層体を表示装置等の電子デバイスの前面板として適用することにより、素子が劣化するのを防止できることが明らかとなった。   From the results of the above examples, the transparent laminate according to the present invention can absorb oxygen and water vapor by the metal nitride film, and such a transparent laminate is applied as a front plate of an electronic device such as a display device. Thus, it has become clear that the element can be prevented from deteriorating.

本発明の透明積層体の一例を説明するための模式図であり、透明基板の一方の面に金属窒化物膜が形成された状態を示す断面図である。It is a schematic diagram for demonstrating an example of the transparent laminated body of this invention, and is sectional drawing which shows the state in which the metal nitride film was formed in one surface of a transparent substrate. 本発明の透明積層体が用いられてなる電子デバイスの一例を説明するための模式図であり、表示素子の前面に透明積層体が備えられた状態を示す断面図である。It is a schematic diagram for demonstrating an example of the electronic device by which the transparent laminated body of this invention is used, and is sectional drawing which shows the state by which the transparent laminated body was provided in the front surface of the display element. 本発明の透明積層体の一例を説明するための模式図であり、透明基板の一方の面に、金属窒化物膜及びセラミック薄膜層がこの順で積層された状態を示す断面図である。It is a schematic diagram for demonstrating an example of the transparent laminated body of this invention, and is sectional drawing which shows the state by which the metal nitride film and the ceramic thin film layer were laminated | stacked in this order on one surface of the transparent substrate. 本発明の透明積層体の一例を説明するための模式図であり、透明基板の一方の面に、セラミック薄膜層及び金属窒化物膜がこの順で積層された状態を示す断面図である。It is a schematic diagram for demonstrating an example of the transparent laminated body of this invention, and is sectional drawing which shows the state by which the ceramic thin film layer and the metal nitride film were laminated | stacked in this order on one surface of the transparent substrate. 本発明の透明積層体の一例を説明するための模式図であり、透明基板の一方の面に、2層のセラミック薄膜層が金属窒化物薄膜の上下面に配された状態を示す断面図である。It is a schematic diagram for demonstrating an example of the transparent laminated body of this invention, and is sectional drawing which shows the state by which two ceramic thin film layers were distribute | arranged to the upper and lower surfaces of the metal nitride thin film on one surface of the transparent substrate. is there. 本発明の透明積層体の一例を説明するための模式図であり、透明基板の一方の面に1層のセラミック薄膜層を積層し、透明基板の他方の面に、金属窒化物膜、セラミック薄膜層及び透明導電性薄膜がこの順で積層された状態を示す断面図である。It is a schematic diagram for demonstrating an example of the transparent laminated body of this invention, laminated | stacked one ceramic thin film layer on one side of a transparent substrate, and a metal nitride film and a ceramic thin film on the other side of a transparent substrate It is sectional drawing which shows the state by which the layer and the transparent conductive thin film were laminated | stacked in this order. 本発明の透明積層体の実施例を説明するための模式図であり、透明基板上に金属窒化物膜を成膜した直後に測定した、透明積層体の成分組成を表すグラフである。It is a schematic diagram for demonstrating the Example of the transparent laminated body of this invention, and is a graph showing the component composition of the transparent laminated body measured immediately after forming the metal nitride film on the transparent substrate. 本発明の透明積層体の実施例を説明するための模式図であり、透明基板上に金属窒化物膜を成膜後、温度60℃、湿度90%Rhの環境下で24時間放置した後に測定した透明積層体の成分組成を表すグラフである。It is a schematic diagram for demonstrating the Example of the transparent laminated body of this invention, after forming a metal nitride film | membrane on a transparent substrate, and measuring after standing in the environment of temperature 60 degreeC and humidity 90% Rh for 24 hours It is a graph showing the component composition of a transparent laminated body. 本発明の透明積層体の実施例を説明するための模式図であり、透明基板上に金属窒化物膜を成膜後、温度60℃、湿度90%Rhの環境下で48時間放置した後に測定した透明積層体の成分組成を表すグラフである。It is a schematic diagram for demonstrating the Example of the transparent laminated body of this invention, after forming a metal nitride film | membrane on a transparent substrate, it measured after leaving to stand in the environment of temperature 60 degreeC and humidity 90% Rh for 48 hours. It is a graph showing the component composition of a transparent laminated body. 本発明の透明積層体の実施例を説明するための模式図であり、透明基板上に金属窒化物膜を成膜後、温度60℃、湿度90%Rhの環境下で72時間放置した後に測定した透明積層体の成分組成を表すグラフである。It is a schematic diagram for demonstrating the Example of the transparent laminated body of this invention, after forming a metal nitride film | membrane on a transparent substrate and measuring it after leaving to stand in the environment of temperature 60 degreeC and humidity 90% Rh for 72 hours It is a graph showing the component composition of a transparent laminated body. 本発明の透明積層体の実施例を説明するための模式図であり、透明基板上に金属窒化物膜を成膜後、温度60℃、湿度90%Rhの環境下で96時間放置した後に測定した透明積層体の成分組成を表すグラフである。It is a schematic diagram for demonstrating the Example of the transparent laminated body of this invention, after forming a metal nitride film | membrane on a transparent substrate and measuring it after leaving to stand in the environment of temperature 60 degreeC and humidity 90% Rh for 96 hours It is a graph showing the component composition of a transparent laminated body. 本発明の透明積層体の実施例を説明するための模式図であり、比較例の透明積層体を用いて、透明基板上への金属窒化物膜の成膜直後に測定した成分組成を表すグラフである。It is a schematic diagram for demonstrating the Example of the transparent laminated body of this invention, and is a graph showing the component composition measured immediately after film-forming of the metal nitride film on the transparent substrate using the transparent laminated body of a comparative example. It is. 本発明の透明積層体の実施例を説明するための模式図であり、比較例の透明積層体を用いて、透明基板上への金属窒化物膜の成膜後、温度60℃、湿度90%Rhの環境下で24時間放置した後に測定した成分組成を表すグラフである。It is a schematic diagram for demonstrating the Example of the transparent laminated body of this invention, and after forming a metal nitride film on a transparent substrate using the transparent laminated body of a comparative example, temperature 60 degreeC and humidity 90% It is a graph showing the component composition measured after leaving to stand for 24 hours in the environment of Rh. 本発明の透明積層体の実施例を説明するための模式図であり、比較例の透明積層体を用いて、透明基板上への金属窒化物膜の成膜後、温度60℃、湿度90%Rhの環境下で48時間放置した後に測定した成分組成を表すグラフである。It is a schematic diagram for demonstrating the Example of the transparent laminated body of this invention, and after forming a metal nitride film on a transparent substrate using the transparent laminated body of a comparative example, temperature 60 degreeC and humidity 90% It is a graph showing the component composition measured after leaving to stand in the environment of Rh for 48 hours. 本発明の透明積層体の実施例を説明するための模式図であり、比較例の透明積層体を用いて、透明基板上への金属窒化物膜の成膜後、温度60℃、湿度90%Rhの環境下で72時間放置した後に測定した成分組成を表すグラフである。It is a schematic diagram for demonstrating the Example of the transparent laminated body of this invention, and after forming a metal nitride film on a transparent substrate using the transparent laminated body of a comparative example, temperature 60 degreeC and humidity 90% It is a graph showing the component composition measured after leaving for 72 hours in the environment of Rh. 本発明の透明積層体の実施例を説明するための模式図であり、比較例の透明積層体を用いて、透明基板上への金属窒化物膜の成膜後、温度60℃、湿度90%Rhの環境下で96時間放置した後に測定した成分組成を表すグラフである。It is a schematic diagram for demonstrating the Example of the transparent laminated body of this invention, and after forming a metal nitride film on a transparent substrate using the transparent laminated body of a comparative example, temperature 60 degreeC and humidity 90% It is a graph showing the component composition measured after leaving to stand in the environment of Rh for 96 hours.

符号の説明Explanation of symbols

1、10、11、12、15…透明積層体、2…透明基板、2a…一方の面、3…金属窒化物膜、4…セラミック薄膜層、5…透明導電性薄膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 10, 11, 12, 15 ... Transparent laminated body, 2 ... Transparent substrate, 2a ... One side, 3 ... Metal nitride film, 4 ... Ceramic thin film layer, 5 ... Transparent electroconductive thin film

Claims (9)

透明基板上に少なくとも属窒化物膜及びセラミック薄膜層が形成されてなる透明積層体であって、
前記金属窒化物膜がSiN膜であり、前記セラミック薄膜層がSiO膜であるとともに、前記透明基板上に、順次、SiO膜、SiN膜及びSiO膜が積層されており、
前記SiN膜が、少なくとも酸素分子及び/又は水分子が存在する雰囲気中において、酸素や水蒸気を吸収して酸化される化学的に不安定なものであり、且つ、前記SiO膜が、酸素分子及び/又は水分子が存在する雰囲気中で温度が100℃以下とされた条件において、酸素や水蒸気に対して化学的に安定なバリア膜であることを特徴とする透明積層体。
A transparent laminate least metallic nitride film and a ceramic thin film layer formed on a transparent substrate,
The metal nitride film is a SiN film, the ceramic thin film layer is a SiO film, and a SiO film, a SiN film, and a SiO film are sequentially laminated on the transparent substrate,
The SiN film in an atmosphere that there are at least oxygen molecules and / or water molecules, Ri chemically unstable Monodea that absorbs oxygen or water vapor Ru is oxidized, and the SiO film, the oxygen molecules and / or in conditions where the temperature was set to 100 ° C. or less in an atmosphere of water molecules are present, the transparent laminate, characterized in chemically stable barrier film der Rukoto to oxygen and water vapor.
温度40℃、湿度90%Rhの雰囲気中で100時間曝露させた後の前記SiN膜が、曝露側の面から50〜100nmの深さの範囲において、SiNがSiO 変化するものであることを特徴とする請求項に記載の透明積層体。 Temperature 40 ° C., said SiN film after being exposed for 100 hours in an atmosphere of a humidity 90% Rh is, at a depth in the range of 50~100nm terms of exposure side, in which SiN is changed to SiO 2 The transparent laminate according to claim 1 . 前記SiN膜のエネルギーバンドギャップが3.1eV以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の透明積層体。 The transparent laminate according to claim 1 or 2 , wherein an energy band gap of the SiN film is 3.1 eV or more. 前記透明基板を含めた光線透過率が、波長400nm〜800nmの範囲において60%以上であることを特徴とする請求項1〜の何れか1項に記載の透明積層体。 The light transmittance including a transparent substrate, a transparent laminate according to any one of claim 1 to 3, characterized in that 60% or more in the wavelength range of 400 nm to 800 nm. 前記透明基板がプラスチックフィルムであることを特徴とする請求項1〜の何れか1項に記載の透明積層体。 The transparent laminate according to any one of claims 1 to 4 , wherein the transparent substrate is a plastic film. 温度40℃、湿度90%Rhの環境下において、水蒸気透過率が0.5g/m・day以下であり、酸素透過率が0.5cc/m・day・atm以下であることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の透明積層体。 In an environment of a temperature of 40 ° C. and a humidity of 90% Rh, the water vapor transmission rate is 0.5 g / m 2 · day or less and the oxygen transmission rate is 0.5 cc / m 2 · day · atm or less. The transparent laminate according to any one of claims 1 to 5 . さらに、少なくとも1層の透明導電性薄膜が形成されていることを特徴とする請求項1〜の何れか1項に記載の透明積層体。 Furthermore, at least 1 layer of transparent conductive thin film is formed, The transparent laminated body of any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned. 請求項1〜7の何れか1項に記載の透明積層体を製造する方法であって、
前記金属窒化物膜を、化学気相成長(CVD)法により、前記透明基板の温度を40℃以下としてSiNから形成し、前記セラミック薄膜層を、真空蒸着法、物理的気相析出法、又は化学気相成長(CVD)法により、前記透明基板の温度を前記金属窒化物膜の形成温度よりも高い温度としてSiOから形成することにより、前記透明基板上に、順次、SiO膜、SiN膜及びSiO膜を積層することを特徴とする透明積層体の製造方法
A method for producing the transparent laminate according to any one of claims 1 to 7,
The metal nitride film is formed from SiN by a chemical vapor deposition (CVD) method with the temperature of the transparent substrate being 40 ° C. or less , and the ceramic thin film layer is formed by vacuum deposition, physical vapor deposition, or By forming the transparent substrate from SiO at a temperature higher than the formation temperature of the metal nitride film by chemical vapor deposition (CVD), the SiO film, SiN film, and A method for producing a transparent laminate, comprising laminating a SiO film .
請求項1〜の何れか1項に記載の透明積層体が用いられてなる電子デバイス。 An electronic device comprising the transparent laminate according to any one of claims 1 to 7 .
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