導電性基板
【課題】優れた初期特性が長期間維持された発光素子、例えば有機ＥＬ発光素子、を得ることができる導電性基板を提供する。
【解決手段】基板、導電層および発光促進層をそれぞれ少なくとも１層有し、前記発光促進層と前記導電層とが隣接して配置されてなることを特徴とする導電性基板、およびこの導電性基板からなる電極基板、有機ＥＬ発光素子用導電性基板および発光素子。
【解決手段】基板、導電層および発光促進層をそれぞれ少なくとも１層有し、前記発光促進層と前記導電層とが隣接して配置されてなることを特徴とする導電性基板、およびこの導電性基板からなる電極基板、有機ＥＬ発光素子用導電性基板および発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
透明導電性基板は、各種の光学装置あるいは電子装置、例えばディスプレイ装置、発光装置、太陽電池、サーキットボード、半導体装置等において用いられている。
【０００３】
このような透明導電性を支持する基板としては、透明性や化学的安定性ならびにガスバリヤ性が特に優れていることから、ガラス基板が広く用いられている。一般にガラス基板にはフレキシブル性が乏しいこと、そして特に厚さが薄い場合には十分な機械的強度を得ることが難しい等の理由から、ガラス基板の代わりに透明樹脂基板が用いられるようになってきている。このような透明樹脂基板は軽量である点でも好ましいものである。
【０００４】
しかし、透明樹脂基板は酸素や水蒸気の透過性が大きいことから、透明樹脂基板を用いた場合には、ガラス基板を用いた場合に比べて電子機器の性能が劣化しやすく、耐久性が低下しがちであった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
酸素や水蒸気等の透過量は、透明樹脂基板に金属酸化物あるいは金属窒化物からなるガスバリヤ層を設けることによってある程度抑制することができる。しかし、そのようなガスバリヤ層によっても、用途によっては十分ば耐久性が得られない場合があってその改良が望まれている。たとえばフレキシブル有機ＥＬ発光素子においては、発光寿命の長いものが要求されているが、様々な理由により未だ６万時間を越えるものは作製されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するものであって、特定の発光促進層を所定の位置に配置することによって、電子機器の性能劣化を効果的に抑制し、耐久性を向上させることが可能な導電性基板を提供するものである。
【０００７】
本発明による電子基板は、基板、導電層および発光促進層をそれぞれ少なくとも１層有し、前記発光促進層と前記導電層とが隣接して配置されてなること、を特徴とするものである。
【０００８】
このような本発明による電子基板は、好ましい態様として、前記発光促進層が、カリウム、カルシウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、鉛、銀、インジウム、錫、タンタル、タングステン、イリジウム、白金、金、チタンからなる群から選ばれた少なくとの一種の導電性材料を含有するもの、を包含する。
【０００９】
このような本発明による電子基板は、好ましい態様として、前記発光促進層が、カリウム、カルシウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、鉛、銀、インジウム、錫、タンタル、タングステン、イリジウム、白金、金、チタンからなる群から選ばれた少なくとの一種の導電性材料と、酸化珪素、窒化珪素、炭化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、炭化アルミニウムからなる群から選ばれた少なくとの一種の無機化合物とを含有するもの、を包含する。
【００１０】
このような本発明による電子基板は、好ましい態様として、前記発光促進層の表面抵抗値が１×１０５Ω／□以上、１×１０１４Ω／□以下であるもの、を包含する。
【００１１】
このような本発明による電子基板は、好ましい態様として、エステル・ウレタン・アミド・アラミド・イミド・カーボネート・スチレン・アセタール・アクリレート・メタクリレート・エポキシ・オレフィン・イソシアネート・エチレンイミン・ブタジエン系の樹脂からなる高分子化合物層がさらに形成されたもの、を包含する。
【００１２】
このような本発明による電子基板は、好ましい態様として、光透過率が７０％以上であるもの、を包含する。
【００１３】
このような本発明による電子基板は、好ましい態様として、水蒸気透過率が１ｇ／ｍ２・ｄａｙ未満であるもの、を包含する。
【００１４】
このような本発明による電子基板は、好ましい態様として、１８０℃の温度雰囲気中に１時間曝すことからなる加熱処理を４回経た後においてもクラックの発生が認められないもの、を包含する。
【００１５】
本発明による電極基板は、前記の導電性基板からなること、を特徴とする。
【００１６】
本発明による有機ＥＬ発光素子用導電性基板は、前記の導電性基板からなること、を特徴とする。
【００１７】
本発明による発光素子は、前記の導電性基板からなること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明による導電性基板は、基板、導電層および発光促進層をそれぞれ少なくとも１層有し、前記発光促進層と前記導電層とが隣接して配置されてなることから、電圧−電圧（Ｉ−Ｖ）特性および輝度−電圧（Ｌ−Ｖ）特性、特に低電圧時でのＩ−Ｖ特性およびＬ−Ｖ特性、が優れた発光素子を得ることができ、かつこの優れた初期特性が長期間維持された、耐久性に優れた高寿命の発光素子を得ることができる。そして、本発明による導電性基板によれば、発光素子の発光むらや表示欠陥を低減することができる。
【００１９】
以上の効果は、導電性基板が透明フレキシブル材料である場合にも同様に得ることができる。よって、本発明による導電性基板は、耐久性の向上が特に求められている透明フレキシブル基板として特に適したものである。
【００２０】
従って、本発明によれば、透明性およびフレキシブル性に優れ、かつ優れた初期特性が長期間維持された発光素子、例えば有機ＥＬ発光素子、を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
＜導電性基板＞
図１は、本発明による導電性基板の好ましい具体的について示すものであって、本発明による導電性基板も最も簡単な基本構成を示すものである。この図１に示されるように、本発明による導電性基板１は、基板２、導電層３および発光促進層４をそれぞれ少なくとも１層有し、前記発光促進層４と前記導電層３とが隣接して配置されてなるものである。
【００２２】
図２は、上記基本構成を具備した本発明による導電性基板の好ましい具体的を示すものである。この図２に示される導電性基板１は、基板２、導電層３および発光促進層４をそれぞれ少なくとも１層有し、前記発光促進層４と前記導電層３とが隣接して配置されてなるものであって、基板２の両面にガスバリア層５および５’が形成され、このガスバリア層５’に接してさらに高分子層６が形成されているものである。
【００２３】
なお、図１または図２に示される本発明による導電性基板は、必要に応じて、上記導電性基板１の表面に、あるいは導電性基板１を構成する各層間（但し、発光促進層４と前記導電層３との間を除く）に、図１および２に具体的に記載された層を複数、あるいは具体的に記載されていない他の層を一層または複数形成することができる。
【００２４】
＜基材＞
本発明による導電性基板１における基材２は、特に制限なく用いることができる。従って、基板２は、具体的用途や目的等に応じ、（イ）ガラス基板や硬質樹脂基板、好ましくは、例えばウエハー、プリント基板、また様々なカードやボトル等成型された樹脂からなる非フレキシブル基板、あるいは（ロ）フレキシビリティを有する樹脂基板、好ましくは例えばポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリウレタンアクリレート、ポリエーテルサルフォン、ポリイミド、ポリシルセスキオキサン、ポリノルボルネン、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、環状ポリオレフィン等によって形成することができる。樹脂基板である場合、好ましくは１００℃以上、特に好ましくは１５０℃以上の耐熱性を有するものが適当である。
【００２５】
基板２の厚さについても特に制限はない。フレキシビル基板である場合、基板２の厚さは、可とう性および形態保持性の観点から例えば５０〜４００μｍの範囲とすることが好ましい。
【００２６】
また、本発明による導電性基板に透明性が必要とされる場合には、この基板２は高度の透明性を有する材料によって形成することが好ましい。
【００２７】
＜導電層＞
本発明による導電性基板１の導電層３は、主として、この導電性基板１を用いて構成された各種の電子素子ないし電子機器等に電気を供給する配線層または電極として機能しうるものである。そのような導電層３は、従来公知の各種の導電性材料によって形成することが可能である。
【００２８】
本発明による導電性基板に透明性が必要とされ、この導電性３が導電性基板１の光透過領域内に形成される場合には、この導電性３は透明性材料によって形成することが好ましい。そのような透明な導電層３としては、インジウム酸化物（Ｉｎ２Ｏ３）またはこれにスズ酸化物（ＳｎＯ２）を１〜３５重量％混合した酸化インジウム−酸化スズ薄膜（ＩＴＯ薄膜）の単独層とするのが好適である。その厚さは、たとえば５００〜１００００Åが好ましく、この範囲以内であれば表面抵抗を１００Ω／ｃｍ２、さらには１０Ω／ｃｍ２以下にすることができる。この範囲よりずれると透光性が低下したり導電性等の特性が不十分となる。
【００２９】
導電層３の厚さは特に制限はないが、フレキシブル基板の耐屈曲性の観点からは、例えば０．０５〜０．８μｍ、特に０．１〜０．４μｍ、が好ましい。
【００３０】
透明導電層の形成には１回の成膜であっても複数回に分けて積層しても構わない。また、単独層とすることにより、多層構造に比べてエッチング性が向上する。そして、層間剥離の発生が防止される。エッチング性の向上により、導電性３に配線パターンを形成したり、電極への加工が容易になる。
【００３１】
なお、図１および図２には、基板２上の発光促進層４のほぼ全面にわたって実質的に同一厚さの連続した導電性３が示されているが、本発明での導電層３は、そのようなもののみに限定されない。すなわち、本発明による導電性基板１は、例えば、発光促進層４の一部領域に、電気的に接続されたあるいは接続されていない、単独または複数の導電性３が形成されたものであってもよい。また、導電性３の厚さは、部分的に異なっていてもよい。
【００３２】
ＩＴＯ層は結晶性であることが好ましい。特に、（２２２）面の強度が（４４０）面の強度に対して５倍以上あるのが好ましく、またその半価幅が０．９５以下であるものが好ましい。これらはＸ線回折装置（ＸＲＤ）により測定可能である。
【００３３】
＜発光促進層＞
本発明による導電性基板１の発光促進層４は、前記の導電層３と隣接して配置されている。導電層３と隣接して配置されていない場合には、発光促進層としての機能を十分発揮することが困難になる。なお、発光促進層４は、導電層３の全部分（全領域）が接するように、導電層３に隣接して配置することが好ましいが、本発明はそのようなもののみに限定されない。
【００３４】
本発明での発光促進層４としては、導電性材料を含有する無機化合物からなる層を例示することができる。好ましい発光促進層４としては、カリウム、カルシウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、鉛、銀、インジウム、錫、タンタル、タングステン、イリジウム、白金、金、チタンからなる群から選ばれた少なくとの一種の金属材料を含有するものを挙げることができる。本発明では、特に銅、銀、金および白金が好ましい。なお、本発明での発光促進層４における導電性材料には、例えば、（イ）上記の金属原子のいずれか一種類のみからなるもの、（ロ）上記金属原子の任意の二種類以上の金属がそれぞれ独立した状態で混在したもの、（ハ）上記金属原子の任意の二種類以上の金属の化合物からなるもの、（ニ）上記金属原子と他原子（例えば、好ましくは酸素原子、窒素原子、炭素原子、珪素原子等）との化合物からなるもの、（ホ）上記（イ）〜（ニ）が混在したもの、等が包含される。また、本発明では、上記の金属のみならず、他の導電性材料、例えば半導体、導電性セラミック、カーボンナノチューブのような導電性物質やアイオノマーや、金属錯体、導電性ペースト、帯電防止剤等のような導電性材料等を利用することができる。
【００３５】
一方、発光促進層４を形成する無機化合物の好ましい具体例としては、酸化珪素、窒化珪素、炭化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、炭化アルミニウムからなる群から選ばれた少なくとの一種の無機化合物を挙げることができる。本発明では、特に、酸化珪素、窒化珪素および酸化窒化珪素が好ましい。
【００３６】
本発明では、この発光促進層４を導電層３と隣接して配置することによって、電子素子ないし電子機器の性能劣化を効果的に抑制して、その耐久性を向上させることができる。なお、この発光促進層４を構成している無機化合物自体は、後述のガスバリヤ層を構成する無機化合物と同一のものを使用可能である。このことから、この発光促進層４は、一定のガスバリヤ性を示すが、単なるガスバリヤ層（即ち、所定の導電性材料を含有していない無機化合物層）では得ることができない発光促進作用を有する点で、従来のガスバリヤ層と明確に区別できるものである。このことは、例えば後記の各実施例および比較例に示されるように、同一の無機材料を用いかつ同一厚さ無機化合物層であっても、所定の導電性材料を含有させた無機化合物層（即ち、発光促進層）（実施例）では、導電性粒子を分散させていない従来の無機化合物層（比較例）に比べて、発光輝度の低下が効果的に抑制されていることから明らかである。
【００３７】
なお、導電性材料を含有した無機化合物層（発光促進層）によって発光輝度の低下が抑制される機構は未だ明確にはなっておらず、そして本発明はいかなる理論によって制限を受けることはないが、無機化合物層に含まれる導電性材料が、発光継続によって生じてくる電圧上昇を抑制したり、また透明導電層からの正孔注入性の向上等によって、発光輝度の向上および寿命の向上、面内の発光むらの改善に好ましい影響を与えているものと考えられる。また、この導電性材料の発光促進作用以外の副次的効果として、フレキシブル性の向上が見られる。
【００３８】
本発明による発光促進層４において、この導電性材料の含有割合は、０．０１重量％以上、５０重量％以下、好ましくは０．１重量％以上３０重量％以下、特に好ましくは０．５重量％以上、１０重量％以下、であるが、導電性材料の種類等により適宜調整することができる。また。例えば前記導電性層３のエッチング加工における酸やアルカリ処理する工程にも十分耐えられるよう、材料およびその含有量を適宜定めることが好ましい。なお、発光促進層４中の導電性材料の含有量に関してはＸ線光電子分光分析装置（ＸＰＳ）により測定できる。
【００３９】
発光促進層４の厚さは、５ｎｍ〜１０００ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ〜５００ｎｍ、特に好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍ、である。
【００４０】
発光促進層４は、導電層３と隣接してただ１層設けるだけで本発明の効果を得ることが可能であるが、同一または異なる複数の発光促進層からなるものであってもよい。
【００４１】
発光促進層の表面抵抗値は、１×１０５Ω／□以上、１×１０１４Ω／□以下、特に１×１０５Ω／□以上、１×１０１４Ω／□以下、であることが好ましい。発光促進層の表面抵抗値を上記範囲内とすることにより、耐エッチング性を付与した発光促進性が達成される。
【００４２】
発光促進層４の形成方法としては、促進材料が金属材料の場合、それら金属材料と無機化合物材料とを、それぞれの蒸気圧を確認し、適切な配合比率になるよう供給量設定をして、物理蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法等の真空成膜方式により共蒸着する方法がよい。促進材料がペーストやコーティング材料の場合、適切な配合比率になるよう無機化合物材料との混合量を設定をして、スピンコート法、ディップコート法、グラビアコート法、スプレーコート法等の塗布方式により形成する方法が良い。
【００４３】
＜ガスバリア層＞
本発明による導電性基板１において必要に応じて設けられるガスバリア層５は、特に制限されることなく、例えば従来から用いられている各種のガスバリア層形成用材料によって得ることができる。そのようなガスバリア層形成用材料としては、酸化珪素、窒化珪素、炭化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、炭化アルミニウムからなる群から選ばれた少なくとの一種の無機化合物を挙げることができる。
【００４４】
ガスバリヤ層の形成方法も特に制限されることなく、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、あるいはＣＶＤ法などの各種の成膜方法を用いることにより作製することができる。
【００４５】
ガスバリア層の必要性能は用途により異なる。本発明では、水蒸気透過率が１．０ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下、特に１×１０−１ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下、であることが好ましい。また、酸素ガス透過率が１．０ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ以下、特に１×１０−１／ｍ２／ｄａｙ以下、であることが好ましい。
【００４６】
特に、本発明による導電性基板１を有機ＥＬ素子に適用する場合には、水蒸気透過率が１×１０−１ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下がよい。さらに好ましくは、１×１０−２ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下がよい。そしてガス透過率が１×１０−１ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ以下、特に１×１０−２ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ以下、であることが好ましい。
【００４７】
なお、ここでのガスバリア性は、Mocon社製のPARMATRAN3／31を用い、３７．８℃１００％Ｒｈの条件で測定したときのものである。
【００４８】
＜高分子層＞
本発明による導電性基板１において必要に応じて設けられる高分子層６は、特に制限されることなく、例えば従来から用いられている各種の高分子材料によって得ることができる。そのような高分子材料としては、エステル・ウレタン・アミド・アラミド・イミド・カーボネート・スチレン・アセタール・アクリレート・メタクリレート・エポキシ・オレフィン・イソシアネート・エチレンイミン・ブタジエン系の樹脂からなる群から選ばれた少なくとの一種の高分子化合物を挙げることができる。この中では、特にエステル、ウレタン、アクリレート、エポキシが好ましい。
【００４９】
高分子層の形成方法も特に制限されることない。例えば上記高分子材料からなるフィルムを積層したり、あるいは液状の高分子材料を塗布する方法などを挙げることができる。
【００５０】
高分子材料の種類、性状、厚さ等は、導電性基板１の具体的用途に応じた必要性能等を考慮して適宜決定することができる。例えば、本発明による導電性基板１に要求される機械的強度、耐熱性、ガスバリヤ性、フレキシブル性、耐薬品性、光学的特性等を考慮して決定することができる。
【００５１】
＜導電性基板の利用＞
本発明による導電性基板は、各用途に広く適用することができる。本発明の導電性基板の主な用途としては、例えばディスプレイ用基板、照明用基板、太陽電池用基板、サーキットボード用基板、半導体用基板、電子ペーパー等のような電子的ないし光学的な素子ないし機械の導電性基板としての用途を挙げることができる。ほかにも、例えば産業資材用途、包装用途、建材用途、情報記録媒体、セキュリティー分野、出版物、バイオ分野において用いられる導電性基板として利用することができる。
【００５２】
本発明による導電性基板の効果が特に顕著に発揮される用途としては、発光素子、特に好ましくは有機ＥＬ発光素子用の導電性基板を挙げることができる。本発明は、上記の導電性基板１からなる発光素子、特に上記の導電性基板１からなる有機ＥＬ発光素子用導電性基板にも関するものである。
【００５３】
そのような発光素子、特に有機ＥＬ発光素子用の導電性基板、に特に適した導電性基板としては、（イ）光透過率が７０％以上であるもの、（ロ）水蒸気透過率が１ｇ／ｍ２・ｄａｙ未満であるもの、（ハ）１８０℃の温度雰囲気中に１時間曝すことからなる加熱処理を４回経た後においてもクラックの発生が認められないもの、が特に好適である。
【００５４】
図３は、本発明による導電性基板１からなる有機ＥＬ発光素子の好ましい一具体例の断面を示すものである。この図３に示された有機ＥＬ発光素子２０は、基板２、導電層３（陽極）、発光促進層４、ガスバリア層５、５’および高分子層６からなる本発明による導電性基板１と、正孔輸送層７と、発光層８と、電子輸送層９と、電子注入層１０と、陰極１１と、封止材１２とからなるものである。
【００５５】
ここで、発光促進層４の表面抵抗値が１×１０５Ω／□以上、１×１０１４Ω／□以下である導電性基板１は、導電層３の陰極１１側と反対面に発光促進層４が形成されることにより、導電層３の膜厚方向の電界抵抗が低減されることにより、発光層８への導電効率が高められたものである。なお、表面抵抗値は三菱油化製ハイレスタＡＰにて測定することができる。
【実施例】
【００５６】
＜実施例１＞
乾燥機で１６０℃で１時間乾燥させた厚さ１００μｍのＰＥＮ樹脂（帝人デュポン製Ｑ６５）からなるプラスチックフィルム基材を透明フィルム基材［基材層］とし、これの両方の面に、膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜［ガスバリア層］（Ｓｉ３Ｎ４ターゲット：豊島製作所製（４Ｎ）、成膜圧力：０．３Ｐａ、パワー５ｋＷ）を、スパッタ法により形成した。その後スピンコートにてエポキシ樹脂組成物（新日鐵化学製Ｖ−２５９−ＥＨ）を塗布し、１６０℃１時間乾燥させることにより１μの有機化合物層［高分子層］を得た。
【００５７】
その後、膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜を、上記同様スパッタ法により形成する際に、銅を共スパッタリング（Ｃｕターゲット：豊島製作所製（４Ｎ）、成膜圧力：０．３Ｐａ、パワー１．５ｋＷ）し、最表面の無機化合物層に導電性物質を含有させたガスバリア性フィルム［発光促進層］を得た。ガスバリア性を測定したところ測定限界以下の値（０．０１ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下）であった。表面抵抗を測定したところ、２×１０１０Ω／□であった。
【００５８】
ガスバリア性フィルムの片面に、膜厚１５０ｎｍのＩＴＯ膜［導電層］をスパッタ法（Ａｒ：１８０ｓｃｃｍ、酸素：１．５ｓｃｃｍ、スパッタパワー：２．５ｋＷ、成膜圧力：１．７Ｐａ）により形成した。ＩＴＯ膜面をＸ線回折装置（ＸＲＤ）＊１にて測定したところ、（２２２）面配向を主とする結晶膜であった。上記透明導電性基板を用いて有機ＥＬ素子を作製した。
【００５９】
洗浄済みのＩＴＯ薄膜付きガスバリア性フィルムを透明導電性基板［導電性基板］として用い、所定のパターン状にエッチングを行なって陽極を形成した。得られた陽極基板の陽極表面を洗浄した後、陽極表面上に、下記の「ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの分散液」を、スピンコーティングによって塗布し、塗布後、温度；２００℃のホットプレート上に載せて３０分間加熱して乾燥させた。さらに、純窒素置換されたグローブボックス内に移して再度、温度；２００℃のホットプレート上に載せ１５分間加熱して乾燥させ、陽極上に、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの８０ｎｍの薄膜［正孔輸送層］を得た。
【００６０】
有機ＥＬ素子用蛍光体（シグマアルドリッチ社製、品番；ＡＤＳ２２８ＧＥ）をトルエン中に１．０％（質量比）になるよう混合した発光層形成用溶液を準備し、この溶液を、上記で得られたＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの薄膜上に、やはりグローブボックス内にてスピンコーティングによって塗布し、塗布後、温度；１３０℃のホットプレート上に載せて１時間加熱して乾燥させ、厚みが８０ｎｍの発光層を形成した。
【００６１】
発光層までの各層が形成された基板上の発光層上に、グローブボックス内にて蒸着を行ない、厚みが３ｎｍのＬｉＦの薄膜、および厚みが１０ｎｍのＣａ薄膜を順次形成して電子注入層とし、さらに電子注入層上に、厚みが１８０ｎｍのＡｌ薄膜を形成して陰極とした。
【００６２】
その後、周囲に凸部を有する封止用のガラスの凸部に紫外線硬化性接着剤（ナガセケムテック（株）製、品番；ＸＮＲ５５１６ＨＰ−Ｂ１）を塗布したものを、上記の陰極まで形成した基板上に重ね合わせ、接着剤の塗布された箇所に紫外線を照射して接着剤を硬化させ、照射後の重ね合わされた基板を、温度；８０℃のホットプレート上に載せて１時間加熱して接着剤を十分硬化させて、有機ＥＬ素子を得た。
このようにして形成した有機ＥＬ素子について、初期の輝度が１００Ｃｄになるように連続して電圧を印加し、時間の経過に伴なう輝度の変化を測定し、初期の輝度が半減する時間を有効寿命とし計測したところ、３５０００ｈｒであった。また発光開始電圧は１．８Ｖと良好であった。また６Ｖの電圧に対し、２．１ｍＡの電流が流れ、良好なＩ−Ｖ特性が得られた。また６Ｖの電圧に対し、６００ｃｄ／ｍ２の輝度が得られ、良好なＬ−Ｖ特性が得られた。
＊１：「ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ分散液」＝１／２０（バイエル社製、バイトロン P VP CH8000）
【００６３】
＜比較例１＞
実施例１において、銅を共スパッタリングして膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜を形成するかわりに、銅を共スパッタリングすることなく膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜を形成した。ガスバリア性を測定したところ測定限界以下の値（０．０１ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下）であった。表面抵抗を測定したところ、１×１０１４Ω／□以上（測定限界以上）であった。
【００６４】
このあとの工程は、実施例１に準拠した。発光輝度が初期値の半分になるまでの時間を有効寿命とし計測したところ、８０００ｈｒと比較して短いものであった。また発光開始電圧は２．２Ｖと比較して高電圧であった。また６Ｖの電圧に対し、０．５ｍＡの電流が流れ、比較的悪いＩ−Ｖ特性が得られた。また６Ｖの電圧に対し、１５０ｃｄ／ｍ２の輝度が得られ、比較的悪いＬ−Ｖ特性が得られた。
【００６５】
＜実施例２＞
実施例１において、銅を共スパッタリングして膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜を形成するかわりに、銀を共スパッタリングして膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜を形成した。ガスバリア性を測定したところ測定限界以下の値（０．０１ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下）であった。表面抵抗を測定したところ、７×１０９Ω／□であった。
【００６６】
このあとの工程は、実施例１に準拠した。発光輝度が初期値の半分になるまでの時間を有効寿命とし計測したところ、４００００ｈｒと比較して短いものであった。また発光開始電圧は１．８Ｖと良好であった。また６Ｖの電圧に対し、３．０ｍＡの電流が流れ、比較的良いＩ−Ｖ特性が得られた。また６Ｖの電圧に対し、７５０ｃｄ／ｍ２の輝度が得られ、比較的良いＬ−Ｖ特性が得られた。
【００６７】
＜実施例３＞
実施例１において、厚さ１００μｍのＰＥＮ樹脂（帝人デュポン製Ｑ６５）からなるプラスチックフィルム基材のかわりに、厚さ１００μｍの透明ポリイミド樹脂（三菱ガス化学製）を透明フィルム基材［基材層］として、ＩＴＯ付ガスバリアフィルムを作製した。作製したＩＴＯ付ガスバリアフィルムを１８０℃の温度雰囲気中に１時間曝すことからなる加熱処理を４回経た後に光学顕微鏡にて、ＩＴＯ表面を観察したところ、クラックの発生はなく、良好な表面状態を示していた。
【００６８】
＜比較例２＞
比較例１において、厚さ１００μｍのＰＥＮ樹脂（帝人デュポン製Ｑ６５）からなるプラスチックフィルム基材のかわりに、厚さ１００μｍの透明ポリイミド樹脂（三菱ガス化学製）を透明フィルム基材［基材層］として、ＩＴＯ付ガスバリアフィルムを作製した。作製したＩＴＯ付ガスバリアフィルムを、１８０℃の温度雰囲気中に１時間曝すことからなる加熱処理を４回経た後に光学顕微鏡にて、ＩＴＯ表面を観察したところ、ところどころにクラックの発生が見られた。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明による導電性基板の好ましい具体的の断面図。
【図２】本発明による導電性基板の他の好ましい具体的の断面図。
【図３】本発明による導電性基板からなる有機ＥＬ発光素子の好ましい一具体例の断面図。
【符号の説明】
【００７０】
１ 導電性基板
２ 基板
３ 導電層
４ 発光促進層
５、５’ ガスバリア層
６ 高分子層
７ 正孔輸送層
８ 発光層
９ 電子輸送層
１０ 電子注入層
１１ 陰極
１２ 封止材
２０ 有機ＥＬ発光素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
透明導電性基板は、各種の光学装置あるいは電子装置、例えばディスプレイ装置、発光装置、太陽電池、サーキットボード、半導体装置等において用いられている。
【０００３】
このような透明導電性を支持する基板としては、透明性や化学的安定性ならびにガスバリヤ性が特に優れていることから、ガラス基板が広く用いられている。一般にガラス基板にはフレキシブル性が乏しいこと、そして特に厚さが薄い場合には十分な機械的強度を得ることが難しい等の理由から、ガラス基板の代わりに透明樹脂基板が用いられるようになってきている。このような透明樹脂基板は軽量である点でも好ましいものである。
【０００４】
しかし、透明樹脂基板は酸素や水蒸気の透過性が大きいことから、透明樹脂基板を用いた場合には、ガラス基板を用いた場合に比べて電子機器の性能が劣化しやすく、耐久性が低下しがちであった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
酸素や水蒸気等の透過量は、透明樹脂基板に金属酸化物あるいは金属窒化物からなるガスバリヤ層を設けることによってある程度抑制することができる。しかし、そのようなガスバリヤ層によっても、用途によっては十分ば耐久性が得られない場合があってその改良が望まれている。たとえばフレキシブル有機ＥＬ発光素子においては、発光寿命の長いものが要求されているが、様々な理由により未だ６万時間を越えるものは作製されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するものであって、特定の発光促進層を所定の位置に配置することによって、電子機器の性能劣化を効果的に抑制し、耐久性を向上させることが可能な導電性基板を提供するものである。
【０００７】
本発明による電子基板は、基板、導電層および発光促進層をそれぞれ少なくとも１層有し、前記発光促進層と前記導電層とが隣接して配置されてなること、を特徴とするものである。
【０００８】
このような本発明による電子基板は、好ましい態様として、前記発光促進層が、カリウム、カルシウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、鉛、銀、インジウム、錫、タンタル、タングステン、イリジウム、白金、金、チタンからなる群から選ばれた少なくとの一種の導電性材料を含有するもの、を包含する。
【０００９】
このような本発明による電子基板は、好ましい態様として、前記発光促進層が、カリウム、カルシウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、鉛、銀、インジウム、錫、タンタル、タングステン、イリジウム、白金、金、チタンからなる群から選ばれた少なくとの一種の導電性材料と、酸化珪素、窒化珪素、炭化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、炭化アルミニウムからなる群から選ばれた少なくとの一種の無機化合物とを含有するもの、を包含する。
【００１０】
このような本発明による電子基板は、好ましい態様として、前記発光促進層の表面抵抗値が１×１０５Ω／□以上、１×１０１４Ω／□以下であるもの、を包含する。
【００１１】
このような本発明による電子基板は、好ましい態様として、エステル・ウレタン・アミド・アラミド・イミド・カーボネート・スチレン・アセタール・アクリレート・メタクリレート・エポキシ・オレフィン・イソシアネート・エチレンイミン・ブタジエン系の樹脂からなる高分子化合物層がさらに形成されたもの、を包含する。
【００１２】
このような本発明による電子基板は、好ましい態様として、光透過率が７０％以上であるもの、を包含する。
【００１３】
このような本発明による電子基板は、好ましい態様として、水蒸気透過率が１ｇ／ｍ２・ｄａｙ未満であるもの、を包含する。
【００１４】
このような本発明による電子基板は、好ましい態様として、１８０℃の温度雰囲気中に１時間曝すことからなる加熱処理を４回経た後においてもクラックの発生が認められないもの、を包含する。
【００１５】
本発明による電極基板は、前記の導電性基板からなること、を特徴とする。
【００１６】
本発明による有機ＥＬ発光素子用導電性基板は、前記の導電性基板からなること、を特徴とする。
【００１７】
本発明による発光素子は、前記の導電性基板からなること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明による導電性基板は、基板、導電層および発光促進層をそれぞれ少なくとも１層有し、前記発光促進層と前記導電層とが隣接して配置されてなることから、電圧−電圧（Ｉ−Ｖ）特性および輝度−電圧（Ｌ−Ｖ）特性、特に低電圧時でのＩ−Ｖ特性およびＬ−Ｖ特性、が優れた発光素子を得ることができ、かつこの優れた初期特性が長期間維持された、耐久性に優れた高寿命の発光素子を得ることができる。そして、本発明による導電性基板によれば、発光素子の発光むらや表示欠陥を低減することができる。
【００１９】
以上の効果は、導電性基板が透明フレキシブル材料である場合にも同様に得ることができる。よって、本発明による導電性基板は、耐久性の向上が特に求められている透明フレキシブル基板として特に適したものである。
【００２０】
従って、本発明によれば、透明性およびフレキシブル性に優れ、かつ優れた初期特性が長期間維持された発光素子、例えば有機ＥＬ発光素子、を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
＜導電性基板＞
図１は、本発明による導電性基板の好ましい具体的について示すものであって、本発明による導電性基板も最も簡単な基本構成を示すものである。この図１に示されるように、本発明による導電性基板１は、基板２、導電層３および発光促進層４をそれぞれ少なくとも１層有し、前記発光促進層４と前記導電層３とが隣接して配置されてなるものである。
【００２２】
図２は、上記基本構成を具備した本発明による導電性基板の好ましい具体的を示すものである。この図２に示される導電性基板１は、基板２、導電層３および発光促進層４をそれぞれ少なくとも１層有し、前記発光促進層４と前記導電層３とが隣接して配置されてなるものであって、基板２の両面にガスバリア層５および５’が形成され、このガスバリア層５’に接してさらに高分子層６が形成されているものである。
【００２３】
なお、図１または図２に示される本発明による導電性基板は、必要に応じて、上記導電性基板１の表面に、あるいは導電性基板１を構成する各層間（但し、発光促進層４と前記導電層３との間を除く）に、図１および２に具体的に記載された層を複数、あるいは具体的に記載されていない他の層を一層または複数形成することができる。
【００２４】
＜基材＞
本発明による導電性基板１における基材２は、特に制限なく用いることができる。従って、基板２は、具体的用途や目的等に応じ、（イ）ガラス基板や硬質樹脂基板、好ましくは、例えばウエハー、プリント基板、また様々なカードやボトル等成型された樹脂からなる非フレキシブル基板、あるいは（ロ）フレキシビリティを有する樹脂基板、好ましくは例えばポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリウレタンアクリレート、ポリエーテルサルフォン、ポリイミド、ポリシルセスキオキサン、ポリノルボルネン、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、環状ポリオレフィン等によって形成することができる。樹脂基板である場合、好ましくは１００℃以上、特に好ましくは１５０℃以上の耐熱性を有するものが適当である。
【００２５】
基板２の厚さについても特に制限はない。フレキシビル基板である場合、基板２の厚さは、可とう性および形態保持性の観点から例えば５０〜４００μｍの範囲とすることが好ましい。
【００２６】
また、本発明による導電性基板に透明性が必要とされる場合には、この基板２は高度の透明性を有する材料によって形成することが好ましい。
【００２７】
＜導電層＞
本発明による導電性基板１の導電層３は、主として、この導電性基板１を用いて構成された各種の電子素子ないし電子機器等に電気を供給する配線層または電極として機能しうるものである。そのような導電層３は、従来公知の各種の導電性材料によって形成することが可能である。
【００２８】
本発明による導電性基板に透明性が必要とされ、この導電性３が導電性基板１の光透過領域内に形成される場合には、この導電性３は透明性材料によって形成することが好ましい。そのような透明な導電層３としては、インジウム酸化物（Ｉｎ２Ｏ３）またはこれにスズ酸化物（ＳｎＯ２）を１〜３５重量％混合した酸化インジウム−酸化スズ薄膜（ＩＴＯ薄膜）の単独層とするのが好適である。その厚さは、たとえば５００〜１００００Åが好ましく、この範囲以内であれば表面抵抗を１００Ω／ｃｍ２、さらには１０Ω／ｃｍ２以下にすることができる。この範囲よりずれると透光性が低下したり導電性等の特性が不十分となる。
【００２９】
導電層３の厚さは特に制限はないが、フレキシブル基板の耐屈曲性の観点からは、例えば０．０５〜０．８μｍ、特に０．１〜０．４μｍ、が好ましい。
【００３０】
透明導電層の形成には１回の成膜であっても複数回に分けて積層しても構わない。また、単独層とすることにより、多層構造に比べてエッチング性が向上する。そして、層間剥離の発生が防止される。エッチング性の向上により、導電性３に配線パターンを形成したり、電極への加工が容易になる。
【００３１】
なお、図１および図２には、基板２上の発光促進層４のほぼ全面にわたって実質的に同一厚さの連続した導電性３が示されているが、本発明での導電層３は、そのようなもののみに限定されない。すなわち、本発明による導電性基板１は、例えば、発光促進層４の一部領域に、電気的に接続されたあるいは接続されていない、単独または複数の導電性３が形成されたものであってもよい。また、導電性３の厚さは、部分的に異なっていてもよい。
【００３２】
ＩＴＯ層は結晶性であることが好ましい。特に、（２２２）面の強度が（４４０）面の強度に対して５倍以上あるのが好ましく、またその半価幅が０．９５以下であるものが好ましい。これらはＸ線回折装置（ＸＲＤ）により測定可能である。
【００３３】
＜発光促進層＞
本発明による導電性基板１の発光促進層４は、前記の導電層３と隣接して配置されている。導電層３と隣接して配置されていない場合には、発光促進層としての機能を十分発揮することが困難になる。なお、発光促進層４は、導電層３の全部分（全領域）が接するように、導電層３に隣接して配置することが好ましいが、本発明はそのようなもののみに限定されない。
【００３４】
本発明での発光促進層４としては、導電性材料を含有する無機化合物からなる層を例示することができる。好ましい発光促進層４としては、カリウム、カルシウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、鉛、銀、インジウム、錫、タンタル、タングステン、イリジウム、白金、金、チタンからなる群から選ばれた少なくとの一種の金属材料を含有するものを挙げることができる。本発明では、特に銅、銀、金および白金が好ましい。なお、本発明での発光促進層４における導電性材料には、例えば、（イ）上記の金属原子のいずれか一種類のみからなるもの、（ロ）上記金属原子の任意の二種類以上の金属がそれぞれ独立した状態で混在したもの、（ハ）上記金属原子の任意の二種類以上の金属の化合物からなるもの、（ニ）上記金属原子と他原子（例えば、好ましくは酸素原子、窒素原子、炭素原子、珪素原子等）との化合物からなるもの、（ホ）上記（イ）〜（ニ）が混在したもの、等が包含される。また、本発明では、上記の金属のみならず、他の導電性材料、例えば半導体、導電性セラミック、カーボンナノチューブのような導電性物質やアイオノマーや、金属錯体、導電性ペースト、帯電防止剤等のような導電性材料等を利用することができる。
【００３５】
一方、発光促進層４を形成する無機化合物の好ましい具体例としては、酸化珪素、窒化珪素、炭化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、炭化アルミニウムからなる群から選ばれた少なくとの一種の無機化合物を挙げることができる。本発明では、特に、酸化珪素、窒化珪素および酸化窒化珪素が好ましい。
【００３６】
本発明では、この発光促進層４を導電層３と隣接して配置することによって、電子素子ないし電子機器の性能劣化を効果的に抑制して、その耐久性を向上させることができる。なお、この発光促進層４を構成している無機化合物自体は、後述のガスバリヤ層を構成する無機化合物と同一のものを使用可能である。このことから、この発光促進層４は、一定のガスバリヤ性を示すが、単なるガスバリヤ層（即ち、所定の導電性材料を含有していない無機化合物層）では得ることができない発光促進作用を有する点で、従来のガスバリヤ層と明確に区別できるものである。このことは、例えば後記の各実施例および比較例に示されるように、同一の無機材料を用いかつ同一厚さ無機化合物層であっても、所定の導電性材料を含有させた無機化合物層（即ち、発光促進層）（実施例）では、導電性粒子を分散させていない従来の無機化合物層（比較例）に比べて、発光輝度の低下が効果的に抑制されていることから明らかである。
【００３７】
なお、導電性材料を含有した無機化合物層（発光促進層）によって発光輝度の低下が抑制される機構は未だ明確にはなっておらず、そして本発明はいかなる理論によって制限を受けることはないが、無機化合物層に含まれる導電性材料が、発光継続によって生じてくる電圧上昇を抑制したり、また透明導電層からの正孔注入性の向上等によって、発光輝度の向上および寿命の向上、面内の発光むらの改善に好ましい影響を与えているものと考えられる。また、この導電性材料の発光促進作用以外の副次的効果として、フレキシブル性の向上が見られる。
【００３８】
本発明による発光促進層４において、この導電性材料の含有割合は、０．０１重量％以上、５０重量％以下、好ましくは０．１重量％以上３０重量％以下、特に好ましくは０．５重量％以上、１０重量％以下、であるが、導電性材料の種類等により適宜調整することができる。また。例えば前記導電性層３のエッチング加工における酸やアルカリ処理する工程にも十分耐えられるよう、材料およびその含有量を適宜定めることが好ましい。なお、発光促進層４中の導電性材料の含有量に関してはＸ線光電子分光分析装置（ＸＰＳ）により測定できる。
【００３９】
発光促進層４の厚さは、５ｎｍ〜１０００ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ〜５００ｎｍ、特に好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍ、である。
【００４０】
発光促進層４は、導電層３と隣接してただ１層設けるだけで本発明の効果を得ることが可能であるが、同一または異なる複数の発光促進層からなるものであってもよい。
【００４１】
発光促進層の表面抵抗値は、１×１０５Ω／□以上、１×１０１４Ω／□以下、特に１×１０５Ω／□以上、１×１０１４Ω／□以下、であることが好ましい。発光促進層の表面抵抗値を上記範囲内とすることにより、耐エッチング性を付与した発光促進性が達成される。
【００４２】
発光促進層４の形成方法としては、促進材料が金属材料の場合、それら金属材料と無機化合物材料とを、それぞれの蒸気圧を確認し、適切な配合比率になるよう供給量設定をして、物理蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法等の真空成膜方式により共蒸着する方法がよい。促進材料がペーストやコーティング材料の場合、適切な配合比率になるよう無機化合物材料との混合量を設定をして、スピンコート法、ディップコート法、グラビアコート法、スプレーコート法等の塗布方式により形成する方法が良い。
【００４３】
＜ガスバリア層＞
本発明による導電性基板１において必要に応じて設けられるガスバリア層５は、特に制限されることなく、例えば従来から用いられている各種のガスバリア層形成用材料によって得ることができる。そのようなガスバリア層形成用材料としては、酸化珪素、窒化珪素、炭化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、炭化アルミニウムからなる群から選ばれた少なくとの一種の無機化合物を挙げることができる。
【００４４】
ガスバリヤ層の形成方法も特に制限されることなく、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、あるいはＣＶＤ法などの各種の成膜方法を用いることにより作製することができる。
【００４５】
ガスバリア層の必要性能は用途により異なる。本発明では、水蒸気透過率が１．０ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下、特に１×１０−１ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下、であることが好ましい。また、酸素ガス透過率が１．０ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ以下、特に１×１０−１／ｍ２／ｄａｙ以下、であることが好ましい。
【００４６】
特に、本発明による導電性基板１を有機ＥＬ素子に適用する場合には、水蒸気透過率が１×１０−１ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下がよい。さらに好ましくは、１×１０−２ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下がよい。そしてガス透過率が１×１０−１ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ以下、特に１×１０−２ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ以下、であることが好ましい。
【００４７】
なお、ここでのガスバリア性は、Mocon社製のPARMATRAN3／31を用い、３７．８℃１００％Ｒｈの条件で測定したときのものである。
【００４８】
＜高分子層＞
本発明による導電性基板１において必要に応じて設けられる高分子層６は、特に制限されることなく、例えば従来から用いられている各種の高分子材料によって得ることができる。そのような高分子材料としては、エステル・ウレタン・アミド・アラミド・イミド・カーボネート・スチレン・アセタール・アクリレート・メタクリレート・エポキシ・オレフィン・イソシアネート・エチレンイミン・ブタジエン系の樹脂からなる群から選ばれた少なくとの一種の高分子化合物を挙げることができる。この中では、特にエステル、ウレタン、アクリレート、エポキシが好ましい。
【００４９】
高分子層の形成方法も特に制限されることない。例えば上記高分子材料からなるフィルムを積層したり、あるいは液状の高分子材料を塗布する方法などを挙げることができる。
【００５０】
高分子材料の種類、性状、厚さ等は、導電性基板１の具体的用途に応じた必要性能等を考慮して適宜決定することができる。例えば、本発明による導電性基板１に要求される機械的強度、耐熱性、ガスバリヤ性、フレキシブル性、耐薬品性、光学的特性等を考慮して決定することができる。
【００５１】
＜導電性基板の利用＞
本発明による導電性基板は、各用途に広く適用することができる。本発明の導電性基板の主な用途としては、例えばディスプレイ用基板、照明用基板、太陽電池用基板、サーキットボード用基板、半導体用基板、電子ペーパー等のような電子的ないし光学的な素子ないし機械の導電性基板としての用途を挙げることができる。ほかにも、例えば産業資材用途、包装用途、建材用途、情報記録媒体、セキュリティー分野、出版物、バイオ分野において用いられる導電性基板として利用することができる。
【００５２】
本発明による導電性基板の効果が特に顕著に発揮される用途としては、発光素子、特に好ましくは有機ＥＬ発光素子用の導電性基板を挙げることができる。本発明は、上記の導電性基板１からなる発光素子、特に上記の導電性基板１からなる有機ＥＬ発光素子用導電性基板にも関するものである。
【００５３】
そのような発光素子、特に有機ＥＬ発光素子用の導電性基板、に特に適した導電性基板としては、（イ）光透過率が７０％以上であるもの、（ロ）水蒸気透過率が１ｇ／ｍ２・ｄａｙ未満であるもの、（ハ）１８０℃の温度雰囲気中に１時間曝すことからなる加熱処理を４回経た後においてもクラックの発生が認められないもの、が特に好適である。
【００５４】
図３は、本発明による導電性基板１からなる有機ＥＬ発光素子の好ましい一具体例の断面を示すものである。この図３に示された有機ＥＬ発光素子２０は、基板２、導電層３（陽極）、発光促進層４、ガスバリア層５、５’および高分子層６からなる本発明による導電性基板１と、正孔輸送層７と、発光層８と、電子輸送層９と、電子注入層１０と、陰極１１と、封止材１２とからなるものである。
【００５５】
ここで、発光促進層４の表面抵抗値が１×１０５Ω／□以上、１×１０１４Ω／□以下である導電性基板１は、導電層３の陰極１１側と反対面に発光促進層４が形成されることにより、導電層３の膜厚方向の電界抵抗が低減されることにより、発光層８への導電効率が高められたものである。なお、表面抵抗値は三菱油化製ハイレスタＡＰにて測定することができる。
【実施例】
【００５６】
＜実施例１＞
乾燥機で１６０℃で１時間乾燥させた厚さ１００μｍのＰＥＮ樹脂（帝人デュポン製Ｑ６５）からなるプラスチックフィルム基材を透明フィルム基材［基材層］とし、これの両方の面に、膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜［ガスバリア層］（Ｓｉ３Ｎ４ターゲット：豊島製作所製（４Ｎ）、成膜圧力：０．３Ｐａ、パワー５ｋＷ）を、スパッタ法により形成した。その後スピンコートにてエポキシ樹脂組成物（新日鐵化学製Ｖ−２５９−ＥＨ）を塗布し、１６０℃１時間乾燥させることにより１μの有機化合物層［高分子層］を得た。
【００５７】
その後、膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜を、上記同様スパッタ法により形成する際に、銅を共スパッタリング（Ｃｕターゲット：豊島製作所製（４Ｎ）、成膜圧力：０．３Ｐａ、パワー１．５ｋＷ）し、最表面の無機化合物層に導電性物質を含有させたガスバリア性フィルム［発光促進層］を得た。ガスバリア性を測定したところ測定限界以下の値（０．０１ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下）であった。表面抵抗を測定したところ、２×１０１０Ω／□であった。
【００５８】
ガスバリア性フィルムの片面に、膜厚１５０ｎｍのＩＴＯ膜［導電層］をスパッタ法（Ａｒ：１８０ｓｃｃｍ、酸素：１．５ｓｃｃｍ、スパッタパワー：２．５ｋＷ、成膜圧力：１．７Ｐａ）により形成した。ＩＴＯ膜面をＸ線回折装置（ＸＲＤ）＊１にて測定したところ、（２２２）面配向を主とする結晶膜であった。上記透明導電性基板を用いて有機ＥＬ素子を作製した。
【００５９】
洗浄済みのＩＴＯ薄膜付きガスバリア性フィルムを透明導電性基板［導電性基板］として用い、所定のパターン状にエッチングを行なって陽極を形成した。得られた陽極基板の陽極表面を洗浄した後、陽極表面上に、下記の「ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの分散液」を、スピンコーティングによって塗布し、塗布後、温度；２００℃のホットプレート上に載せて３０分間加熱して乾燥させた。さらに、純窒素置換されたグローブボックス内に移して再度、温度；２００℃のホットプレート上に載せ１５分間加熱して乾燥させ、陽極上に、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの８０ｎｍの薄膜［正孔輸送層］を得た。
【００６０】
有機ＥＬ素子用蛍光体（シグマアルドリッチ社製、品番；ＡＤＳ２２８ＧＥ）をトルエン中に１．０％（質量比）になるよう混合した発光層形成用溶液を準備し、この溶液を、上記で得られたＰＥＤＯＴ／ＰＳＳの薄膜上に、やはりグローブボックス内にてスピンコーティングによって塗布し、塗布後、温度；１３０℃のホットプレート上に載せて１時間加熱して乾燥させ、厚みが８０ｎｍの発光層を形成した。
【００６１】
発光層までの各層が形成された基板上の発光層上に、グローブボックス内にて蒸着を行ない、厚みが３ｎｍのＬｉＦの薄膜、および厚みが１０ｎｍのＣａ薄膜を順次形成して電子注入層とし、さらに電子注入層上に、厚みが１８０ｎｍのＡｌ薄膜を形成して陰極とした。
【００６２】
その後、周囲に凸部を有する封止用のガラスの凸部に紫外線硬化性接着剤（ナガセケムテック（株）製、品番；ＸＮＲ５５１６ＨＰ−Ｂ１）を塗布したものを、上記の陰極まで形成した基板上に重ね合わせ、接着剤の塗布された箇所に紫外線を照射して接着剤を硬化させ、照射後の重ね合わされた基板を、温度；８０℃のホットプレート上に載せて１時間加熱して接着剤を十分硬化させて、有機ＥＬ素子を得た。
このようにして形成した有機ＥＬ素子について、初期の輝度が１００Ｃｄになるように連続して電圧を印加し、時間の経過に伴なう輝度の変化を測定し、初期の輝度が半減する時間を有効寿命とし計測したところ、３５０００ｈｒであった。また発光開始電圧は１．８Ｖと良好であった。また６Ｖの電圧に対し、２．１ｍＡの電流が流れ、良好なＩ−Ｖ特性が得られた。また６Ｖの電圧に対し、６００ｃｄ／ｍ２の輝度が得られ、良好なＬ−Ｖ特性が得られた。
＊１：「ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ分散液」＝１／２０（バイエル社製、バイトロン P VP CH8000）
【００６３】
＜比較例１＞
実施例１において、銅を共スパッタリングして膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜を形成するかわりに、銅を共スパッタリングすることなく膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜を形成した。ガスバリア性を測定したところ測定限界以下の値（０．０１ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下）であった。表面抵抗を測定したところ、１×１０１４Ω／□以上（測定限界以上）であった。
【００６４】
このあとの工程は、実施例１に準拠した。発光輝度が初期値の半分になるまでの時間を有効寿命とし計測したところ、８０００ｈｒと比較して短いものであった。また発光開始電圧は２．２Ｖと比較して高電圧であった。また６Ｖの電圧に対し、０．５ｍＡの電流が流れ、比較的悪いＩ−Ｖ特性が得られた。また６Ｖの電圧に対し、１５０ｃｄ／ｍ２の輝度が得られ、比較的悪いＬ−Ｖ特性が得られた。
【００６５】
＜実施例２＞
実施例１において、銅を共スパッタリングして膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜を形成するかわりに、銀を共スパッタリングして膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜を形成した。ガスバリア性を測定したところ測定限界以下の値（０．０１ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下）であった。表面抵抗を測定したところ、７×１０９Ω／□であった。
【００６６】
このあとの工程は、実施例１に準拠した。発光輝度が初期値の半分になるまでの時間を有効寿命とし計測したところ、４００００ｈｒと比較して短いものであった。また発光開始電圧は１．８Ｖと良好であった。また６Ｖの電圧に対し、３．０ｍＡの電流が流れ、比較的良いＩ−Ｖ特性が得られた。また６Ｖの電圧に対し、７５０ｃｄ／ｍ２の輝度が得られ、比較的良いＬ−Ｖ特性が得られた。
【００６７】
＜実施例３＞
実施例１において、厚さ１００μｍのＰＥＮ樹脂（帝人デュポン製Ｑ６５）からなるプラスチックフィルム基材のかわりに、厚さ１００μｍの透明ポリイミド樹脂（三菱ガス化学製）を透明フィルム基材［基材層］として、ＩＴＯ付ガスバリアフィルムを作製した。作製したＩＴＯ付ガスバリアフィルムを１８０℃の温度雰囲気中に１時間曝すことからなる加熱処理を４回経た後に光学顕微鏡にて、ＩＴＯ表面を観察したところ、クラックの発生はなく、良好な表面状態を示していた。
【００６８】
＜比較例２＞
比較例１において、厚さ１００μｍのＰＥＮ樹脂（帝人デュポン製Ｑ６５）からなるプラスチックフィルム基材のかわりに、厚さ１００μｍの透明ポリイミド樹脂（三菱ガス化学製）を透明フィルム基材［基材層］として、ＩＴＯ付ガスバリアフィルムを作製した。作製したＩＴＯ付ガスバリアフィルムを、１８０℃の温度雰囲気中に１時間曝すことからなる加熱処理を４回経た後に光学顕微鏡にて、ＩＴＯ表面を観察したところ、ところどころにクラックの発生が見られた。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明による導電性基板の好ましい具体的の断面図。
【図２】本発明による導電性基板の他の好ましい具体的の断面図。
【図３】本発明による導電性基板からなる有機ＥＬ発光素子の好ましい一具体例の断面図。
【符号の説明】
【００７０】
１ 導電性基板
２ 基板
３ 導電層
４ 発光促進層
５、５’ ガスバリア層
６ 高分子層
７ 正孔輸送層
８ 発光層
９ 電子輸送層
１０ 電子注入層
１１ 陰極
１２ 封止材
２０ 有機ＥＬ発光素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板、導電層および発光促進層をそれぞれ少なくとも１層有し、前記発光促進層と前記導電層とが隣接して配置されてなることを特徴とする、導電性基板。
【請求項２】
前記発光促進層が、カリウム、カルシウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、鉛、銀、インジウム、錫、タンタル、タングステン、イリジウム、白金、金、チタンからなる群から選ばれた少なくとの一種の導電性材料を含有する、請求項１に記載の導電性基板。
【請求項３】
前記発光促進層が、カリウム、カルシウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、鉛、銀、インジウム、錫、タンタル、タングステン、イリジウム、白金、金、チタンからなる群から選ばれた少なくとの一種の導電性材料と、酸化珪素、窒化珪素、炭化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、炭化アルミニウムからなる群から選ばれた少なくとの一種の無機化合物とを含有する、請求項１または２に記載の導電性基板。
【請求項４】
前記発光促進層の表面抵抗値が、１×１０５Ω／□以上、１×１０１４Ω／□以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の導電性基板。
【請求項５】
エステル・ウレタン・アミド・アラミド・イミド・カーボネート・スチレン・アセタール・アクリレート・メタクリレート・エポキシ・オレフィン・イソシアネート・エチレンイミン・ブタジエン系の樹脂からなる高分子化合物層がさらに形成された、請求項１〜４のいずれか１項に記載の導電性基板。
【請求項６】
光透過率が７０％以上である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の導電性基板。
【請求項７】
水蒸気透過率が１ｇ／ｍ２・ｄａｙ未満である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の導電性基板。
【請求項８】
１８０℃の温度雰囲気中に１時間曝すことからなる加熱処理を４回経た後においてもクラックの発生が認められない、請求項１〜７のいずれか１項に記載の導電性基板。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の導電性基板からなることを特徴とする、電極基板。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の導電性基板からなることを特徴とする、有機ＥＬ発光素子用導電性基板。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の導電性基板からなることを特徴とする、発光素子。
【請求項１】
基板、導電層および発光促進層をそれぞれ少なくとも１層有し、前記発光促進層と前記導電層とが隣接して配置されてなることを特徴とする、導電性基板。
【請求項２】
前記発光促進層が、カリウム、カルシウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、鉛、銀、インジウム、錫、タンタル、タングステン、イリジウム、白金、金、チタンからなる群から選ばれた少なくとの一種の導電性材料を含有する、請求項１に記載の導電性基板。
【請求項３】
前記発光促進層が、カリウム、カルシウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、鉛、銀、インジウム、錫、タンタル、タングステン、イリジウム、白金、金、チタンからなる群から選ばれた少なくとの一種の導電性材料と、酸化珪素、窒化珪素、炭化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、炭化アルミニウムからなる群から選ばれた少なくとの一種の無機化合物とを含有する、請求項１または２に記載の導電性基板。
【請求項４】
前記発光促進層の表面抵抗値が、１×１０５Ω／□以上、１×１０１４Ω／□以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の導電性基板。
【請求項５】
エステル・ウレタン・アミド・アラミド・イミド・カーボネート・スチレン・アセタール・アクリレート・メタクリレート・エポキシ・オレフィン・イソシアネート・エチレンイミン・ブタジエン系の樹脂からなる高分子化合物層がさらに形成された、請求項１〜４のいずれか１項に記載の導電性基板。
【請求項６】
光透過率が７０％以上である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の導電性基板。
【請求項７】
水蒸気透過率が１ｇ／ｍ２・ｄａｙ未満である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の導電性基板。
【請求項８】
１８０℃の温度雰囲気中に１時間曝すことからなる加熱処理を４回経た後においてもクラックの発生が認められない、請求項１〜７のいずれか１項に記載の導電性基板。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の導電性基板からなることを特徴とする、電極基板。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の導電性基板からなることを特徴とする、有機ＥＬ発光素子用導電性基板。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の導電性基板からなることを特徴とする、発光素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−１３４２０３（Ｐ２００７−１３４２０３Ａ）
【公開日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３２７０６５（Ｐ２００５−３２７０６５）
【出願日】平成１７年１１月１１日（２００５．１１．１１）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月１１日（２００５．１１．１１）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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