JP6125564B2 - 有機電子デバイス及び有機電子デバイス用基板 - Google Patents

Description

本発明は、有機電子デバイス及び有機電子デバイス用基板に関する。

有機半導体を利用した有機電子デバイスは、柔軟で薄型化でき、さらに省電力であるため有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）照明や太陽電池等への応用が期待されている。有機ＥＬ照明は、少なくとも有機半導体を含む発光層が必要であり、さらに発光効率を高めるため電荷注入層や電化輸送層等を備える。また、太陽電池は、電位供与体、電子受容体等を備える。

ところで、有機半導体は電荷移動度が低いため、極薄い膜状で利用されることが多く、数十ｎｍから数μｍの厚さの層に形成されることが一般的である。そのため、有機半導体を積層する基板（下地材料）に凹凸があると素子短絡の原因になり、製造歩留まりを低下させる。

そこで、基板の異常突起を平坦化するため、ポリッシングを行ったガラス基板上に膜厚０．１μｍ〜数十μｍの樹脂塗膜を塗装する有機ＥＬ素子が提案されている（特開２０００−２１５６３号公報参照）。しかしながら、この技術では、ポリッシング処理を施した後の表面形状に関する規定はなく、十分に平坦性が得られない場合がある。

また、金属板又は金属箔を基材とし、有機系樹脂からなる膜厚１〜４０μｍ、表面粗さＲａ≦０．５μｍ、Ｒｍａｘ≦１．５μｍの絶縁層を基材表面に形成する有機ＥＬ素子用絶縁基板が提案されている（特開２００２−２５７６３号公報参照）。しかしながら、発明者らの検証によれば、表面粗さを一定値以下にしても素子が短絡する場合があり、表面粗さの規定では基板の平坦性の担保が不十分であることがわかった。

特開２０００−２１５６３号公報 特開２００２−２５７６３号公報

本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、素子短絡の発生が抑制されることで製造歩留りに優れる有機電子デバイス及び有機電子デバイス用基板の提供を目的とする。

本発明者らが鋭意検討したところ、特定の条件に基づいて基板表面の凹凸形状を規定することで、基板の平坦性を担保できることを見出した。

すなわち、上記課題を解決するためになされた発明は、基板及びこの基板の一方の面に積層される有機電子素子を備える有機電子デバイスであって、上記基板が、金属層と、この金属層の少なくとも一方の面側に積層される絶縁層とを有し、上記基板の一方の面に下記式（１）で算出されるＫ値が−０．０７以下となる凹凸のピークがないことを特徴とする。
Ｋ＝［ｆ（ｘ＋ｄｘ）−２ｆ（ｘ）＋ｆ（ｘ−ｄｘ）］／ｄｘ^２ ・・・（１）
上記式（１）中、ｘは基板の一方の面の１０μｍ四方の範囲に対し２．４５ｎｍ間隔で線粗さ分析を行った時の凹凸のピーク位置であり、ｆ（ｘ）はｘにおける表面凹凸高さ［ｎｍ］である。また、ｄｘはｘの微小変化量である。

当該有機電子デバイスは、基板の有機電子素子が積層される面（以下、有機電子素子積層面ともいう）において上記Ｋ値が一定以下のピークがないことで、基材の有機電子素子積層面に急峻な突起が存在しない。そのため、この面における平坦性が確保され、素子短絡の発生が抑制される。その結果、当該有機電子デバイスは製造歩留りに優れる。

上記絶縁層が合成樹脂を主成分とするとよい。このように絶縁層の主成分を合成樹脂とすることで、絶縁性の高い層を容易に形成できる。なお、「主成分」とは、最も多く含有される成分であり、例えば５０質量％以上含まれる成分をいう。

上記絶縁層が顔料を含有するとよい。このように絶縁層に顔料を添加することで、樹脂の収縮の抑制等により表面形状の平坦化を促進できる。

上記顔料が無機顔料であるとよく、顔料の平均粒径としては３００ｎｍ以下が好ましく、絶縁層における顔料の含有量としては５０質量％以下が好ましい。このように平均粒径が３００ｎｍ以下の無機顔料を５０質量％以下含有させることで、絶縁層表面への突起の発生を抑制して、表面形状の平坦化をより促進できる。なお、「平均粒径」とは、一般的
な粒度分布計によって粒子の粒度分布を測定し、その測定結果に基づいて算出される小粒径側からの体積積算値５０％の粒度（Ｄ５０）を意味する。かかる粒度分布は、粒子に光を当てることにより生じる回折や散乱の強度パターンによって測定することができ、この様な粒度分布計としては、例えば日機装社製の「マイクロトラック９２２０ＦＲＡ」や「マイクロトラックＨＲＡ」等が例示される。

上記合成樹脂が熱硬化性樹脂であるとよい。このように絶縁層の主成分を熱硬化性樹脂とすることで、絶縁層をより容易に形成できる。

上記合成樹脂がポリエステルであり、上記絶縁層が熱硬化剤を含有するとよい。このように絶縁層の主成分をポリエステルとし、熱硬化剤を併用することで、絶縁層をより低コストで形成できる。

上記金属層が鉄、チタン、又はこれらの合金を主成分とするとよい。このように金属層の主成分をこれらの金属とすることで、強度や耐性に優れる基材を容易かつ確実に形成できる。

当該有機電子デバイスは、上述のように製造歩留りに優れるため、有機ＥＬ照明又は有機太陽電池に好適に用いることができる。

上記課題を解決するためになされた別の発明は、基板及びこの基板の一方の面に積層される有機電子素子を備える有機電子デバイス用の基板であって、金属層と、この金属層の少なくとも一方の面側に積層される絶縁層とを有し、一方の面に上記式（１）で算出されるＫ値が−０．０７以下となる凹凸のピークがないことを特徴とする。

当該有機電子デバイス用基板は、上述のように製造歩留りに優れる。

以上説明したように、本発明の有機電子デバイス及び有機電子デバイス用基板は、素子短絡の発生が抑制されることで製造歩留りに優れる。

本発明の一実施形態の有機電子デバイスを示す模式的断面図である。 実施例で形成した有機電子デバイスを示す模式的平面図である。

以下、適宜図面を参照しつつ本発明の有機電子デバイス及び有機電子デバイス用基板の実施形態を詳説する。

図１（ａ）〜（ｃ）に示す当該有機電子デバイスは、基板１及びこの基板１の一方の面に積層される有機電子素子２を備える。

＜基板＞
基板１は、本発明の一実施形態である有機電子デバイス用基板であって、金属層１ａと、この金属層１ａの少なくとも一方の面（有機電子素子積層面）側に積層される絶縁層１ｂとを有する。

（金属層）
金属層１ａは、金属を主成分とする層であり、この金属としては、鉄、チタン、又はこれらの合金が用いられる。具体的には、金属層１ａとしては、冷延鋼板、溶融純亜鉛めっき鋼板（ＧＩ）、合金化溶融Ｚｎ−Ｆｅめっき鋼板（ＧＡ）、合金化溶融Ｚｎ−５％Ａｌめっき鋼板（ＧＦ）、電気純亜鉛めっき鋼板（ＥＧ）、電気Ｚｎ−Ｎｉめっき鋼板、チタン板、ガルバリウム鋼板等の金属板を使用できる。

上記金属板としては、ノンクロメート処理をしたものが好ましいが、クロメート処理をしたもの又は無処理のものも使用可能である。また、金属板には、リン酸系化成処理を施してもよく、特に亜鉛めっき系の金属板の場合、コロイダルシリカとリン酸アルミニウム塩化合物とを含む酸性水溶液によって化成処理を施したものが好ましい。コロイダルシリカとリン酸アルミニウム塩化合物とを含む酸性水性液を化成処理液として使用すると、酸性水性液によって亜鉛系めっき層の表面がエッチングされる。これと同時に、亜鉛系めっき層の表面にリン酸アルミニウムの中でも難溶性の（水又はアルカリ性水溶液に溶け難い）ＡｌＰＯ_４やＡｌ_２（ＨＰＯ_４）_３主体の反応層１ｃが図１（ｂ）に示すように形成される。つまり、金属層１ａの有機電子素子積層面側に反応層１ｃが積層される。この反応層１ｃにシリカ微粒子が沈着して取り込まれることでリン酸アルミニウムとシリカ微粒子とが複合一体化する。また、エッチングにより粗面化された亜鉛系めっき層との間で緻密な反応層１ｃが形成され、この反応層１ｃの上に形成される絶縁層１ｂとの結合も緻密で強固なものとなる。また、上記酸性水溶液にポリアクリル酸等の水溶性樹脂を含有させておくと、得られる反応層１ｃ中のシリカ微粒子の沈着状態を一層強固なものとすることができる。

また、図１（ｃ）に示すように金属層１ａの両面に防錆層１ｄを設けてもよい。このように防錆層１ｄを設けることで、基板１の耐久性が向上し、長期間の利用が可能になる。防錆層１ｄを金属層１ａの有機電子素子積層面に設ける場合、反応層１ｃはこの防錆層１ｄの有機電子素子積層面に積層される。なお、防錆層１ｄは金属層１ａの片面、特に有機電子素子積層面のみに積層してもよい。

金属層１ａの平均厚さは特に限定されないが、０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とすることができる。

（絶縁層）
絶縁層１ｂは、絶縁性を有する層であり、合成樹脂を主成分とすることが好ましい。この合成樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、光硬化性樹脂等を用いることができるが、これらの中でも熱硬化性樹脂、又はその他の樹脂（例えば熱可塑性樹脂）と熱硬化剤とを組み合わせて用いることが好ましい。また、絶縁層１ｂは、合成樹脂の他に、顔料等を含有してもよい。

上記熱硬化性樹脂としては、特に限定されるものではなく、例えばフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂等を挙げることができるが、絶縁層１ｂの主成分としてはポリエステルが好ましい。ポリエステルを用いる場合、後述の熱硬化剤を絶縁層１ｂに添加することで、絶縁層１ｂを熱硬化性の樹脂組成物から形成できる。

ポリエステルは、二塩基酸等の多塩基酸と多価アルコール類との縮合反応によって得られるものである。ポリエステルの原料として用いられる多塩基酸としては、例えばマレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水イタコン酸等のα，β−不飽和二塩基酸；フタル酸、無水フタル酸、ハロゲン化無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、シクロペンタジエン−無水マレイン酸付加物、コハク酸、マロン酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、１，１０−デカンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、２，７−ナフタレンジカルボン酸、２，３−ナフタレンジカルボン酸、２，３−ナフタレンジカルボン酸無水物、４，４′−ビフェニルジカルボン酸、又はジアルキルエステル等のこれらの飽和二塩基酸などが挙げられるが、特に限定されるものではない。これらの多塩基酸は、一種類のみを用いてもよいし、適宜、二種類以上を混合して用いてもよい。

ポリエステルの原料として用いられる多価アルコール類としては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール等のエチレングリコール類、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール等のプロピレングリコール類、２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、ビスフェノールＡとプロピレンオキシド又はエチレンオキシドとの付加物、グリセリン、トリメチロールプロパン、１，３−プロパンジオール、１，２−シクロヘキサングリコール、１，３−シクロヘキサングリコール、１，４−シクロヘキサングリコール、パラキシレングリコール、ビシクロヘキシル−４，４′−ジオール、２，６−デカリングリコール、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートなどが挙げられるが、特に限定されるものではない。また、エタノールアミン等のアミノアルコール類を用いてもよい。これらの多価アルコール類は、一種類のみを用いてもよいし、適宜、二種類以上を混合してもよい。

また、ポリエステルは、必要によりエポキシ樹脂、ジイソシアナート、ジシクロペンタジエン等による変性を行ってもよい。

絶縁層１ｂに用いる樹脂としては、種々の市販品を好適に用いることができ、特にポリエステルの市販品としては、例えばバイロン（登録商標）２３ＣＳ、バイロン（登録商標）２９ＣＳ、バイロン（登録商標）２９ＸＳ、バイロン（登録商標）２０ＳＳ、バイロン（登録商標）２９ＳＳ（以上、東洋紡社製）等を挙げることができる。

絶縁層１ｂは有機溶媒には溶解しないものとするが、成形時に用いる溶媒が層内に浸入して膨潤等の変質が生じるおそれがある。これを抑制するため、合成樹脂として熱硬化性樹脂を使用する場合も所定量の熱硬化剤を含有させることによって、絶縁層１ｂの硬化度（架橋密度）を高めることが有効となる。

熱硬化剤としては、特に限定されるものではないが、ポリエステルや熱硬化性樹脂との相溶性がよく、ポリエステルや熱硬化性樹脂を架橋させることができ、更に液安定性のよいものが好ましい。このような熱硬化剤としては、例えばイソシアネート系では、ミリオネート（登録商標）Ｎ、コロネート（登録商標）Ｔ、コロネート（登録商標）ＨＬ、コロネート（登録商標）２０３０、スプラセック３３４０、ダルトセック１３５０、ダルトセック２１７０、ダルトセック２２８０（以上、日本ポリウレタン工業社製）等、メラミン樹脂系では、ニカラック（登録商標）ＭＳ−１１、ニカラック（登録商標）ＭＳ２１（以上、三和ケミカル社製）、スーパーベッカミン（登録商標）Ｌ−１０５−６０、スーパーベッカミン（登録商標）Ｊ−８２０−６０（以上、ＤＩＣ社製）、エポキシ系では、ハードナーＨＹ９５１、ハードナーＨＹ９５７（以上、ＢＡＳＦ社製）、スミキュアーＤＴＡ、スミキュアーＴＴＡ（以上、住友化学社製）等を挙げることができる。

絶縁層１ｂにおける合成樹脂の含有量の下限としては、２６．５質量％が好ましく、３６．０質量％がより好ましい。一方、合成樹脂の含有量の上限としては８０．０質量％が好ましく、５６．３質量％がより好ましい。このような合成樹脂の含有量とすることで、基板１に好適な絶縁層を形成できる。なお、合成樹脂の含有量は、絶縁層１ｂ中の固形分（合成樹脂、熱硬化剤、顔料等）の合計質量に対する合成樹脂の含有量の比率を指す。後述の熱硬化剤等の含有量も同様である。

絶縁層１ｂにおける熱硬化剤の含有量の下限としては、１０．０質量％が好ましく、２０．０質量％がより好ましい。一方、熱硬化剤の含有量の上限としては、５０．０質量％が好ましい。このような熱硬化剤の含有量とすることで、絶縁層１ｂを容易かつ確実に形成できる。

絶縁層１ｂにおける合成樹脂に対する熱硬化剤の質量比の下限としては、０．３が好ましく、０．４がより好ましく、０．６５がさらに好ましい。一方、上記質量比の上限としては、１．０が好ましい。

絶縁層１ｂがポリエステルや熱硬化性樹脂からなる場合、硬化時に体積収縮が生じたり溶剤揮発ガス成分の影響で表面形状が大きくうねったり、凹凸ができたりする。そこで、顔料を絶縁層１ｂに混合する事で、合成樹脂の収縮の抑制や溶剤ガス脱離を促進することができるため表面形状を平坦化する事ができる。一方で、顔料の添加により、表面粗さが大きくなって表面に突起が多く形成され得る。そのため、混合する顔料の粒径や添加量を調整する必要がある。

具体的には、顔料の平均粒径としては１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下が好ましい。また、絶縁層１ｂにおける顔料の含有量としては３０質量％以上５０質量％以下が好ましい。

顔料としては、白色顔料として、酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、硫酸バリウム、リトポン、鉛白等の無機顔料、黒色顔料として、アニリンブラック、ニグロシン等の有機顔料、カーボンブラック、鉄黒等の無機顔料等がある。このほかにも有機顔料があるが、本発明における顔料添加の目的は表面形状の制御であるため、無機顔料を用いることが好ましい。

顔料としては、上述した好ましい平均粒径を満足すれば、市販品を使用しても良く、例えばテイカ社製のＪＲ−８０６（平均粒径０．２５μｍ）、石原産業社製のタイペーク（登録商標）ＣＲ−５０（平均粒径０．２５μｍ）、Ｒ９３０（平均粒径０．２５μｍ）等が挙げられる。

なお、顔料の偏析を抑制するために、絶縁層１ｂには顔料分散剤を添加してもよい。好適な顔料分散剤は、水溶性アクリル樹脂、水溶性スチレンアクリル樹脂、ノニオン系界面活性剤、又はこれらの組合せである。

絶縁層１ｂの平均厚さの下限としては、５μｍが好ましく、１０μｍがより好ましい。一方、絶縁層１ｂの平均厚さの上限としては、３０μｍが好ましく、２０μｍがより好ましい。絶縁層１ｂの平均厚さが上記下限未満の場合、基板１の絶縁性が不十分となるおそれがある。逆に、絶縁層１ｂの平均厚さが上記上限を超えると、基板１の可撓性が不十分となるおそれがある。

絶縁層１ｂの抵抗率としては、１０^１０Ωｃｍ以上が好ましい。なお、「抵抗率」とは、ＪＩＳ−Ｋ−７１９４（１９９４年）に準拠して測定される値である。

（Ｋ値）
当該有機電子デバイスは、上記基板の一方の面に下記式（１）で算出されるＫ値が−０．０７以下となる凹凸のピークを有しない。
Ｋ＝［ｆ（ｘ＋ｄｘ）−２ｆ（ｘ）＋ｆ（ｘ−ｄｘ）］／ｄｘ^２ ・・・（１）

上記式（１）中、ｘは基板の一方の面の１０μｍ四方の範囲に対し２．４５ｎｍ間隔で線粗さ分析を行った時の凹凸のピーク位置であり、ｆ（ｘ）はｘにおける表面凹凸高さ［ｎｍ］である。また、ｄｘはｘの微小変化量である。

このＫ値は、いわゆる基板１の表面の突起（凹凸のピーク）の「曲率」を表し、このＫ値が大きいほど、つまり曲率が大きいほど、突起の鋭敏さが小さいことを示す。本発明者らは、基材表面の急峻な突起が電解集中を生じさせて素子を短絡させる原因である事を見出し、上記Ｋ値が−０．０７以下の凹凸のピークを無くす、つまり、基材表面におけるＫ値を−０．０７超とすることで、素子の短絡を発生させる突起を無くせることを見出した。このＫ値は、例えば後述する有機電子デバイスの製造方法で説明する研磨により調整することができる。なお、ｄｘはｘの計算間隔とすることができ、具体的には２ｎｍ以上１０ｎｍ以下程度とできる。

さらに、基板の一方の面の上記Ｋ値が−０．０５以下となる凹凸のピークの上限としては、５個が好ましく、３個がより好ましく、１個がさらに好ましいが、このようなピークを有しないことが特に好ましい。

＜有機電子素子＞
有機電子素子２としては、例えば有機ＥＬ素子、太陽電池素子、液晶表示素子、薄膜トランジスタ、タッチパネル素子、電子ペーパー素子等が挙げられる。

有機ＥＬ素子としては、例えば陽極と有機発光層と陰極とがこの順で積層されたものが挙げられる。有機ＥＬ素子は、これ以外の電子注入層、電子輸送層、ホール輸送層等が適時積層されてもよい。有機ＥＬ素子を構成する要素は、公知のものを用いることができる。陽極としては、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を用いた透明電極を用いることができる。陰極としては、例えば金属や、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）を用いた電極を用いることができる。有機発光層の主成分としては、α−ＮＰＤを用いることができる。

有機電子素子２として有機ＥＬ素子を用いることで、当該有機電子デバイスは有機ＥＬ照明に好適に用いることができる。

また、有機電子素子２として、例えば陽極、電位供与体、電子受容体、陰極がこの順に積層された太陽電池素子を用いることで、当該有機電子デバイスは有機太陽電池に好適に用いることができる。

＜製造方法＞
当該有機電子デバイスは、例えば基板１を用意する工程、及び基板１の一方の面に有機電子素子２を積層する工程を備える製造方法により得ることができる。

（基板用意工程）
本工程では、金属層１ａの有機電子素子積層面側への絶縁層形成用組成物の塗布及び加熱により、絶縁層１ｂを積層し、基板１を形成する。この絶縁層形成用組成物は液状であることが好ましい。つまり、絶縁層形成用組成物は溶媒を含むことが好ましい。

絶縁層形成用組成物に用いる溶媒は、絶縁層形成用組成物が含有すべき各成分を溶解又は分散させ得るものであれば、特に制限はない。上記溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、エチレングリコール等のアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類；トルエン、ベンゼン、キシレン、ソルベッソ（登録商標）１００（エクソンモービル社製）、ソルベッソ（登録商標）１５０（エクソンモービル社製）等の芳香族炭化水素類；ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素類；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類などが挙げられる。絶縁層形成用組成物は、こういった溶媒を用いて固形分を調整することができる。

絶縁層形成用組成物の固形分濃度の下限としては、２０質量％が好ましく、４０質量％がより好ましい。一方、絶縁層形成用組成物の固形分濃度の上限としては、８０質量％が好ましく、７０質量％がより好ましい。固形分濃度が上記下限より小さい場合、すなわち溶媒が多すぎる場合、加熱時に溶媒が大量に蒸発し、その結果、金属層１ａの表面近傍において気化した溶媒による対流が発生しやすくなり、絶縁層１ｂの表面の平滑性が損なわれるおそれがある。逆に、固形分濃度が上記上限を超える場合、絶縁層形成用組成物の塗布が困難になるおそれがある。

絶縁層形成用組成物の塗布及び加熱（乾燥並びに焼付）方法は、特に制限されず、既知の方法を適宜採用することができる。上記塗布方法としては、例えばバーコーター法、ロールコーター法、カーテンフローコーター法、スプレー法、スプレーリンガー法等を挙げることができ、これらの中でも、コスト等の観点からバーコーター法、ロールコーター法、及びスプレーリンガー法が好ましい。

絶縁層形成用組成物の加熱温度の下限としては、１９０℃が好ましく、２００℃がより好ましい。一方、加熱温度の上限としては、２５０℃が好ましく、２４０℃がより好ましい。加熱温度が上記下限未満の場合、絶縁層１ｂの強度が不十分となるおそれがある。逆に、加熱温度が上記上限を超える場合、溶媒を激しく蒸発させないようにすることによって、金属板表面近傍において気化した有機溶媒による対流が蒸発し、その結果、金属層１ａの表面近傍において気化した溶媒による対流が発生しやすくなり、絶縁層１ｂの表面の平滑性が損なわれるおそれがある。なお、加熱温度とは、到達板温（Ｐｅａｋ Ｍｅｔａｌ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ：ＰＭＴ）を指す。

なお、上述のように、金属層１ａに絶縁層形成用組成物を塗付する前に、反応層１ｃを形成してもよい。また、金属層１ａの表面に防錆層１ｄを設けてもよい。

また、平坦性を高めるため、基板１の有機電子素子積層面（絶縁層１ｂの表面）に研磨処理を施しても良い。研磨法としては、化学研磨（ＣＭＰ）、電解研磨、機械研磨等が挙げられる。これらの中でも、微細な凹凸を除去する観点から、研磨剤に例えばシリカ、アルミナ、セリア、チタニア、ジルコニア、ゲルマニア等を用いた化学電解研磨法が好ましい。

（有機電子素子積層工程）
本工程では、基板１の有機電子素子積層面に有機電子素子２を積層する。この積層方法としては、従来公知の方法を使用することができる。

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

（実施例１〜４）
キシレン（沸点：１４０℃）とシクロヘキサノン（沸点：１５６℃）とを等量ずつ混合した溶媒に、ポリエステル（東洋紡社の「バイロン（登録商標）２００」（ガラス転移点Ｔｇ：５３℃、数平均分子量Ｍｎ：３０００））を固形分換算で７５質量部、メラミン樹脂（ＤＩＣ社の「スーパーベッカミン（登録商標）Ｊ−８２０−６０」）を固形分換算で２５質量部加えて、塗料Ａを得た。なお、ポリエステルとメラミン樹脂との合計固形分が５８質量％となるようにキシレンとシクロヘキサノンとの混合溶媒の量を調整した。

金属層として、板厚０．８ｍｍ、金属板両面における各面当たりの亜鉛めっき付着量が２０ｇ／ｍ^２の電気亜鉛めっき金属板（ＥＧ）を用意した。この金属板の一方の面に、上記塗料Ａをバーコーターで塗布し、到達板温（ＰＭＴ）が２２０℃となるように２分間加熱し、平均厚さが１５μｍの絶縁層を形成し、基板を得た。

次に、実施例２〜４について、上記基板に対し化学機械研磨行うことによって、絶縁層の表面を平滑にした。具体的には、研磨装置の基板取り付け用吸着パッドを貼り付けたホルダーに基板をセットし、絶縁層を下側にして研磨装置の定盤に取り付けた研磨パッドの上にセットした。研磨剤として粒状のアルミナ（平均粒径は約１００ｎｍ）を用い、圧力６５ｇ／ｃｍ^２、１周当たりの回転距離を１ｍ、基板と定盤との各回転速度を５０ｒｐｍとし、１０分間化学機械研磨を行った。

研磨深さは、研磨量換算で実施例２では３μｍ、実施例３では６μｍ、実施例４では９μｍとした。

研磨後（実施例１は絶縁層形成後）の基板に対し、ＳＩＩナノテクノロジー社の原子間力顕微鏡（型式：ＳＰＩ４０００）を用い、１０μｍ四方範囲の表面形状を評価し、算術平均粗さＲａを算出した。

また、上記表面形状を複数の１０μｍ四方範囲で評価し２．４５ｎｍ間隔で線粗さ分析を行い、凹凸の各ピークに対して上記式（１）のＫ値を求めた。このＫ値が−０．０７以下のピーク数と−０．０５以下のピーク数をそれぞれ表１に示す。

さらに、絶縁層の抵抗率をＪＩＳ−Ｋ−７１９４（１９９４年）に準拠して測定した。結果を表１に示す。

次に、有機ＥＬ素子を上記基板の表面に積層した。この有機ＬＥ素子は、ＩＴＯ層（平均厚さ：５０ｎｍ）、ＰＥＤＯＴ・ＰＳＳ層（平均厚さ：６０ｎｍ）、ＮＰＤ層（平均厚さ：８０ｎｍ）、Ａｌｑ層（平均厚さ：５０ｎｍ）、ＬｉＦ層（０．８ｎｍ）、ＡｇＭｇ層（１０ｎｍ）、ＩＺＯ層（１００ｎｍ）をこの順に積層したものである。なお、有機ＥＬ素子の平面形状は図２に示す２ｍｍ四方の形状であり、これを３０ｍｍ四方の基板上に４つ積層した。また、有機ＥＬ素子の表面には透明の封止ガラスを積層した。

有機ＥＬ素子の具体的な積層条件は以下の通りである。まず、基板及び封止ガラスをクリーンルーム（クラス１，０００）内のクリーンブース（クラス１００）で洗浄した。洗浄薬剤としては、有機溶剤（ＥＬ規格品）、有機アルカリ溶液（ＥＬ規格品）、超純水（１８ＭΩ、ＴＯＣ：１０ｐｐｂ以下）を用い、洗浄機器としては、超音波洗浄機（４０ｋＨｚ及び９５０ｋＨｚ）、ＵＶオゾン洗浄機、及び真空デシケータを用いた。洗浄の手順としては、ウェット洗浄（超純水、有機アルカリ溶液、及び有機溶剤と超音波との組み合わせ）、乾燥（真空脱気）、ドライ洗浄（ＵＶオゾン）の順に行った。

基板の洗浄後、真空度１〜２×１０^４Ｐａ、蒸着速度１〜２Å／ｓ（ドーパントは０．０１Å／ｓ、ＬｉＦは０．１Å／ｓ）で各層を蒸着し、有機ＥＬ素子を積層した。

有機ＥＬ素子の積層後、グローブボックス内（Ｈ_２Ｏ及びＯ_２濃度１０ｐｐｍ未満）で封止ガラスと張り合わせ後、グローボックスの外に取り出してＵＶ照射し、その後、熱処理として恒温槽に８０℃で３時間保管することで、封止ガラスを積層した。なお、ゲッターとして、ダイニック社製の１０ｍｍ角のものを用い、シール材として、スリーボンド社のＵＶ硬化型エポキシ樹脂を用いた。

得られた有機電子デバイスにおいて、有機ＥＬ素子を発光させ、発光した素子数を数え、発光素子が２箇所以上のものを合格とした。この結果を表１に示す。

（比較例１、２及び実施例５、６）
キシレン（沸点：１４０℃）とシクロヘキサノン（沸点：１５６℃）とを等量ずつ混合した溶媒に、ポリエステル（東洋紡社の「バイロン（登録商標）２００」（Ｔｇ：５３℃、Ｍｎ：３０００））を固形分換算で２１．７５質量部、メラミン樹脂（ＤＩＣ社の「スーパーベッカミン（登録商標）Ｊ−８２０−６０」）を固形分換算で７．２５質量部、酸化チタン粒子（石原産業社の「タイペーク（登録商標）ＣＲ−５０」（平均粒子径０．２５μｍ））を固形分換算で２９．００質量部加えて、塗料Ｂを得た。ポリエステル、メラミン樹脂、及び酸化チタン粒子の合計の固形分が５８質量％となるようにキシレンとシクロヘキサノンとの混合溶媒の量を調整した。

塗料Ａの代わりに塗料Ｂを用い、到達板温（ＰＭＴ）が２２０℃となるように２分間加熱し、平均厚さ２５μｍの絶縁層を形成した以外は、実施例１〜４と同様にして、有機電子デバイスの作成並びに各パラメータの計測及び評価を行った。この結果を表１に示す。

（比較例３及び実施例７、８、９）
キシレン（沸点：１４０℃）とシクロヘキサノン（沸点：１５６℃）とを等量ずつ混合した溶媒に、ポリエステル（東洋紡社の「バイロン（登録商標）２００」（Ｔｇ：５３℃、Ｍｎ：３０００））を固形分換算で２６．１質量部、メラミン樹脂（ＤＩＣ社の「スーパーベッカミン（登録商標）Ｊ−８２０−６０」）を固形分換算で８．７質量部、酸化チタン粒子（石原産業社の「タイペーク（登録商標）ＣＲ−５０」（平均粒子径０．２５μｍ））を固形分換算で２３．２質量部加えて、塗料Ｃを得た。ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、及び酸化チタン粒子の合計の固形分が５８質量％となるようにキシレンとシクロヘキサノンとの混合溶媒の量を調整した。

塗料Ａの代わりに塗料Ｃを用い、到達板温（ＰＭＴ）が２２０℃となるように２分間加熱し、平均厚さ１７μｍの絶縁層を形成した以外は、実施例１〜４と同様にして、有機電子デバイスの作成並びに各パラメータの計測及び評価を行った。この結果を表１に示す。

表１に示すように、実施例１〜９及び比較例１〜３の基板表面の算術平均粗さは全て２５ｎｍ以下である。しかしながら、比較例１〜３では発光を確認できる素子の数が２個未満であり、短絡が発生し易い。特に、比較例２は算術平均粗さが２．９ｎｍと小さいのにもかかわらず、発光素子の数が１である。つまり、基板表面の算術平均粗さだけの規定では短絡防止としては不十分であることがわかる。一方で、Ｋ値が−０．０７以下のピーク数が０である実施例１〜９は、発光した素子の数が２以上であり、Ｋ値が−０．０７以下のピークを無くすことで、短絡を防止できることがわかる。

さらに、実施例１〜９の中でもＫ値が−０．０５以下のピーク数が０である実施例２、５、９は、発光した素子の数が４であり短絡が生じていない。つまり、Ｋ値が−０．０５以下のピークを減らすことで、短絡をより確実に防止できることがわかる。

以上説明したように、当該有機電子デバイス及び有機電子デバイス用基板は、素子短絡の発生が抑制されることで製造歩留りに優れるため、種々の用途に好適に用いることができる。

１ 基板
１ａ 金属層
１ｂ 絶縁層
１ｃ 反応層
１ｄ 防錆層
２ 有機電子素子
２ａ ＩＴＯ層
２ｂ ＰＥＤＯＴ・ＰＳＳ層／ＮＰＤ層／Ａｌｑ層
２ｃ ＬｉＦ層／ＡｇＭｇ層

Claims (9)

1. 基板及びこの基板の一方の面に積層される有機電子素子を備える有機電子デバイスであって、
   上記基板が、金属層と、この金属層の少なくとも一方の面側に積層される絶縁層とを有し、
   上記基板の一方の面に下記式（１）で算出されるＫ値が−０．０７以下となる凹凸のピークがないことを特徴とする有機電子デバイス。
   Ｋ＝［ｆ（ｘ＋ｄｘ）−２ｆ（ｘ）＋ｆ（ｘ−ｄｘ）］／ｄｘ^２ ・・・（１）
   上記式（１）中、ｘは基板の一方の面の１０μｍ四方の範囲に対し２．４５ｎｍ間隔で線粗さ分析を行った時の凹凸のピーク位置であり、ｆ（ｘ）はｘにおける表面凹凸高さ［ｎｍ］である。また、ｄｘはｘの微小変化量である。
2. 上記絶縁層が合成樹脂を主成分とする請求項１に記載の有機電子デバイス。
3. 上記絶縁層が顔料を含有する請求項２に記載の有機電子デバイス。
4. 上記顔料が無機顔料であり、顔料の平均粒径が３００ｎｍ以下、絶縁層における顔料の含有量が５０質量％以下である請求項３に記載の有機電子デバイス。
5. 上記合成樹脂が熱硬化性樹脂である請求項２、請求項３又は請求項４に記載の有機電子デバイス。
6. 上記合成樹脂がポリエステルであり、上記絶縁層が熱硬化剤を含有する請求項２、請求項３又は請求項４に記載の有機電子デバイス。
7. 上記金属層が鉄、チタン、又はこれらの合金を主成分とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の有機電子デバイス。
8. 有機ＥＬ照明又は有機太陽電池に用いられる請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の有機電子デバイス。
9. 基板及びこの基板の一方の面に積層される有機電子素子を備える有機電子デバイス用の基板であって、
   金属層と、この金属層の少なくとも一方の面側に積層される絶縁層とを有し、
   一方の面に下記式（１）で算出されるＫ値が−０．０７以下となる凹凸のピークがないことを特徴とする有機電子デバイス用基板。
   Ｋ＝［ｆ（ｘ＋ｄｘ）−２ｆ（ｘ）＋ｆ（ｘ−ｄｘ）］／ｄｘ^２ ・・・（１）
   上記式（１）中、ｘは基板の一方の面の１０μｍ四方の範囲に対し２．４５ｎｍ間隔で線粗さ分析を行った時の凹凸のピーク位置であり、ｆ（ｘ）はｘにおける表面凹凸高さ［ｎｍ］である。また、ｄｘはｘの微小変化量である。
   
   

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