CN102771184A - 密封的功能元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种功能元件，如液晶显示元件、有机EL等元件、面状发光体、光器件、太阳能电池等功能元件，其通过热封这样的简便的工序被可靠地密封，可使使用寿命长，并且可薄型化。本发明涉及一种密封的功能元件，其是具有基材层(W)、功能元件层(X)、密封用层合膜(Z)的密封的功能元件，其特征在于，基材层(W)与密封用层合膜(Z)的热封性热塑性树脂层(E)通过热封而密合一体化。密封用层合膜的特征在于，按叙述顺序层合有热封性热塑性树脂层(E)、吸水层(F)、气体阻隔层(G)。

Description

密封的功能元件
技术领域
本发明涉及一种密封的功能元件，就所述密封的功能元件而言，可通过简便的工序将以液晶显示元件、有机EL等元件、面状发光体、光器件、太阳能电池等有机功能元件为首的功能元件可靠地密封、尤其是可制成薄型元件。
背景技术
有机EL重量轻、薄型，作为外观优异的面状发光体被利用于移动电话、钟表、显示屏等。但是，有机EL从外部吸湿导致发光量降低。因此，为了维持长期稳定的发光量，也将有机EL用气体阻隔性膜密封。
另外，已知塑料膜被用于有机EL的密封，通过热封来将其密封(专利文献1、专利文献2、专利文献3)。
并且，对这些塑料膜要求可以辨认显示部的透明性和表面平滑性。进而，为了防止形成于EL基板上的元件部的劣化，要求膜具有对氧和水蒸汽的屏蔽性优异的气体阻隔性并且没有针孔。
此外，近年来，要求以有机EL元件等有机元件为首的功能元件自身进一步薄型化、小型化。因此，也希望密封的功能元件的薄型化。
专利文献1：日本特开5-36475       第37栏
专利文献2：日本特开平8-167475    第19栏
专利文献3：日本特开2001-237065   第23栏
发明内容
本发明涉及可将有机EL或太阳能电池等功能元件可靠地密封、并且可使其薄型化、小型化的通过热封被密封的功能元件。
即，本发明涉及一种密封的功能元件，其是具有基材层(W)、功能元件层(X)、密封用层合膜(Z)的密封的功能元件，其特征在于，基材层(W)与密封用层合膜(Z)的热封性热塑性树脂层(E)通过热封而密合一体化。
作为本发明的优选方式，密封用层合膜(Z)具有气体阻隔层(G)和热封性热塑性树脂层(E)。在更优选的方式中，密封用层合膜具有热封性热塑性树脂层(E)、吸水层(F)、气体阻隔层(G)，它们按叙述顺序层合。
另外，作为基材层(W)，玻璃基板、气体阻隔性膜层或赋予了绝缘层的金属薄板是优选的。
在本发明中，作为将基材层(W)和密封用层合膜(Z)密合一体化的方式，特别优选它们的周边部或整个面通过热封性热塑性树脂层(E)的热封而密合一体化。
作为用于本发明的气体阻隔性膜的层，优选构成如下：由透明基材膜(Wa)、存在或不存在的无机薄膜层(Wb)、包含含有不饱和羧酸和/或其衍生物的聚合物的透明树脂层(Wc)构成，这些层按叙述顺序层合。
本发明的密封的功能元件通过热封这样的简便工序被可靠地密封，特别是在密封中使用气体阻隔性膜的情况下，由此可使功能元件的使用寿命长，并且能够使密封的功能元件薄型化。
附图说明
图1是给出示意性表示本发明的密封的功能元件的例子的截面图。
图2是给出示意性表示本发明的密封的功能元件的其他实施方式的例子的截面图。
图3是给出示意性表示本发明的密封的功能元件的其他实施方式的例子的截面图。
图4是给出示意性表示本发明的密封的功能元件的其他实施方式的例子的截面图。
图5是给出示意性表示本发明的密封的功能元件的其他实施方式的例子的截面图。
图6是给出示意性表示本发明的密封的功能元件的其他实施方式的例子的截面图。
图7是给出示意性表示本发明的密封的功能元件的其他实施方式的例子的截面图。
图8是给出示意性表示本发明的密封的功能元件的其他实施方式的例子的截面图。
具体实施方式
本发明的密封的功能元件是具有基材层(W)、功能元件层(X)、密封用层合膜(Z)的密封的功能元件，其特征在于，基材层(W)与密封用层合膜(Z)的热封性热塑性树脂层(E)通过热封而密合一体化。
另外，热封性热塑性树脂层(E)的材料只要是通过熔粘在基材层(W)上而将功能元件密封的材料，就没有特别限定。
在此作为功能元件层(X)的功能元件是要求高度的密封性的器件，具体可以举出液晶显示元件、有机EL等元件、面状发光体、光器件、太阳能电池等有机功能元件。
功能元件层(X)通常设置在基材层(W)的表面，但也可以设置在密封用层合膜(Z)侧的表面。
另外，密封用层合膜(Z)可以预先与热封性热塑性树脂层(E)一体化，但只要形成通过借助热封将功能元件密封从而在密封一体化后至少一部分具有热封性热塑性树脂层(E)的构成即可。
因此，本发明的密封的功能元件只要热封性热塑性树脂层(E)至少设置在热封的部分即可，不必一定设置在整个面上。而且，在热封前，作为密封用层合膜(Z)，不必一定与热封性热塑性树脂层(E)一体化，也可以在制造的过程中依次层合来形成。
但是，从本发明的密封的功能元件的生产效率的观点出发，作为密封用层合膜(Z)，优选在热封前预先与热封性热塑性树脂层(E)一体化。
将本发明的密封的功能元件的实施方式连同附图一起进行说明。
图1是给出示意性表示本发明的优选的密封的功能元件的例子的截面图。
图示的优选的密封功能元件由基材层(W)、功能元件层(X)、包含热封性热塑性树脂层(E)和吸水层(F)的密封用层合膜(Z)组成。
热封性热塑性树脂层(E)以填充功能元件层(X)与吸水层(F)之间的方式形成，设置至作为密封的功能元件的热封部的端部。如此，热封性热塑性树脂层(E)通过以填充基材层(W)和功能元件层(X)、与吸水层(F)之间的方式形成，从而即使在因与功能元件(X)接触而毁坏功能元件的那样的吸水层(F)的情况下，也可以防止其与功能元件层(X)的接触。
另外，在将密封的功能元件大型化的情况下，如果在吸水层(F)与功能元件层(X)之间、或在热封性热塑性树脂层(E)与气体阻隔层(G)之间存在缝隙(间隙)，则该间隙导致在气体阻隔层(G)的应力平衡方面产生不均，有时随时间推移在填埋其间隙的那样的方向上气体阻隔层(G)发生变形。这样的气体阻隔层(G)的变形有可能导致功能元件无法充分发挥功能，因而，功能元件的大型化等有时变难。例如，在将有机EL作为功能元件进行密封的情况下，气体阻隔层(G)的变形有可能导致发光变得不均匀。因此，在本发明中，需要进行密封使得不产生这样的间隙，根据本发明的构成，可以容易地进行该密封。
另外，构成本发明的密封功能元件的密封用层合膜(Z)，如上所述，并不一定需要事先制作，也可以在基材层(W)上依次载置有功能元件层(X)、热封性热塑性树脂层(E)、气体阻隔层(G)的状态下通过热封形成密封用层合膜(Z)。
在本发明的密封的功能元件的制造时，由于需要以形成气体阻隔层(G)与基材层(X)之间无间隙的结构的方式来制造，所以优选在热封前进行真空处理。
以下说明本发明的密封的功能元件的制造方法的具体例。
在图1至图8中给出了示意性表示本发明的密封的功能元件的例子的截面图。
图1的密封的功能元件中，在平坦的基材层(W)上密接地设置功能元件层(X)，以覆盖其上的方式层合密封用层合膜(Z)，基材层(W)与热封性热塑性树脂层(E)通过热封而密合一体化。
密封用层合膜(Z)包含气体阻隔层(G)和热封性热塑性树脂层(E)，根据更优选的方式，包含热封性热塑性树脂层(E)、吸水层(F)、气体阻隔层(G)。
对于密封用层合膜(Z)，可以在其整个面设置热封性热塑性树脂层(E)，另外，也可以仅在将设置于基材层(W)上的功能元件包围的周边部设置热封性热塑性树脂层(E)。
在将基材层(W)侧的面与密封用层合膜(Z)的热封性热塑性树脂层(E)侧的面贴合并进行真空处理后，在基材层(W)的周边部或整个面上压上加热棒、加热辊等进行热封。使基材层(W)与密封用层合膜(Z)的热封性热塑性树脂层(E)侧对上，从单侧或两侧将加热棒、加热辊等加热机构压在其周围或整个面上，由此，可将热封性热塑性树脂层(E)加热熔融，使基材层(玻璃基板、玻璃薄膜、气体阻隔性膜层等)(W)与密封用层合膜(Z)牢固地密合为一体。
当通过热封将基材层(W)和密封用层合膜(Z)一体化时，需要以不毁坏功能元件的方式进行，虽然也由功能元件的种类决定，但是通常优选例如以功能元件的表面的温度不超过120℃的方式进行。
另外，热封时热封性热塑性树脂层(E)被加热，其热塑性树脂从密封用层合膜(Z)的端部露出，形成露出部，由此露出的热封性热塑性树脂层(E)可将气体阻隔层(G)和基材层(W)的截面部分的一部分或全部覆盖，因而是特别优选的。需要说明的是，该露出部的形成即使是在热封的紧压时暂时形成，也能够被覆截面部分。认为原因在于，当在热封的挤压时暂时形成的露出部恢复原样而变平坦时，构成热封性热塑性树脂层(E)的一部分树脂残存在截面部分，将截面部分覆盖。
进而，对于进行热封的方式而言，除利用加热棒、加热辊等进行热封的方法外，可例示使用微波的介质加热、超声波加热、使用激光束的方法等。
另外，当使基材层(W)的功能元件层(X)侧的面和密封用层合膜(Z)的热封性热塑性树脂层(E)侧的面重合，从单侧或两侧压上加热棒时，从生产效率的观点出发，为了将功能元件层(X)的周围四边同时热封，优选使用利用片假名“口”字形状的加热棒等进行加热的方法。
另外，本发明的密封的功能元件也可以在功能元件的侧面和/或表面设置填充层(Y)。
填充层(Y)优选设置在功能元件的侧面和/或表面，根据其位置的不同，可以保护功能元件不受水分的影响，防止密封的功能元件的变形，防止吸水层(F)等与功能元件的表面接触。在为了保护功能元件不受水分的影响而设置填充层(Y)时，优选设置在功能元件的侧面周边部。另外，在以防止密封的功能元件变形为目的而设置填充层(Y)时，优选设置成将基材层(W)或功能元件的表面与密封用层合膜(Z)之间接合起来的形式。
另外，在以防止吸水层(F)等与功能元件表面接触为目的而设置填充层(Y)时，优选在功能元件与吸水层(F)之间设置填充层(Y)。
图2是示意性表示本发明的实施方式的一例的截面图。
图2中，在功能元件的侧面和表面设置填充层(Y)，设置于功能元件的表面的填充层(Y)以填充与吸水层(F)之间的空间的方式设置。由于密封的功能元件本身的形状稳定性优异、防止吸水层(F)与功能元件表面接触、保护功能元件不受水分的影响，因而特别优选该方式。
需要说明的是，在本发明中，作为基材层(W)，不仅有使用玻璃基板的情况，而且可以使用气体阻隔性膜层、金属箔层合膜等。
图3至图8是示意性表示本发明的其他方式的例子的截面图。
图3中，吸水层(F)与功能元件层(X)彼此相邻地设置。而且，以覆盖吸水层(F)和功能元件层(X)的周围的方式设置有热封性热塑性树脂层(E)。本实施方式的密封的功能元件中，由于功能元件层(X)与吸水层(F)相邻，所以可以有效防止易于成为功能元件毁坏的原因的水分所造成的对功能元件的毁坏，因而是优选的。
图4中，热封性热塑性树脂层(E)仅设置在功能元件的侧面周边部，功能元件层(X)与吸水层(F)相邻设置。本实施方式的密封的功能元件中，由于功能元件层(X)与吸水层(F)相邻，所以除了可以有效防止易于成为功能元件毁坏的原因的水分所造成的对功能元件的毁坏以外，还可容易地得到平板的密封功能元件，是优选的。
图5中，热封性热塑性树脂层(E)仅设置在功能元件的周边部，而且吸水层(F)也设置在功能元件的侧面的周围。本实施方式的密封的功能元件中，由于吸水层(F)在从水分有可能易于侵入的热封性热塑性树脂层(E)侵入的水分到达功能元件层(X)之前将其捕获，所以可以有效防止水分所造成的对功能元件的毁坏，是优选的。
图6中，沿功能元件的包含表面的整个面设置热封性热塑性树脂层(E)，吸水层(F)仅设置在功能元件侧面的周围。本实施方式的密封的功能元件中，由于吸水层(F)在从热封性热塑性树脂层(E)侵入的水分到达功能元件层(X)之前将其捕获，所以可以有效防止水分所造成的对功能元件的毁坏，而且由于沿整个面设置热封性热塑性树脂层(E)，所以被密封的功能元件被更加牢固地稳定地固定，因而是优选的。进而，由于本实施方式的密封的功能元件的制造时不需要进行将用作热封性热塑性树脂层(E)的膜切开等前处理，因而制造效率也好，是优选的。
图7中，不仅利用气体阻隔层(G)从功能元件(X)侧将基材层(W)被覆，而且在基材层(W)侧也设置气体阻隔层(G)，吸水层(F)也在两处设置，设置在双方的气体阻隔层(G)上，一边在基材层(W)和功能元件与气体阻隔层(G)、吸水层(F)之间填埋一边沿整个面设置热封性热塑性树脂层(E)。本实施方式的密封的功能元件中，由于在功能元件的两侧具有吸水层(F)，所以可以有效防止水分所造成的对功能元件的毁坏，因而是优选的。另外，由于基材层(W)设置在气体阻隔层(G)上，所以能够使密封的功能元件具备挠曲性，在这方面是优选的。
图8是图2的方式中在吸水层(F)的部分没有设置热封性热塑性树脂层(E)的方式。由于在水分有可能侵入的热封性热塑性树脂层(E)上设置吸水层(F)，而且用填充层(Y)覆盖功能元件，因而不仅对水分的屏蔽效果好，而且对气体的屏蔽效果也极好，可以有效保护功能元件不受来自外部的水分和气体的毁坏。予以说明的是，根据发光功能元件或受光功能元件等功能元件的种类，在需要具有与所密封的功能元件的外部的透光性时，用于该构成的吸水层(F)优选其一方或两方透光。
密封用层合膜(Z)
密封用层合膜(Z)是具有气体阻隔性和热封性的层合膜。因此，密封用层合膜(Z)一般优选具有气体阻隔层(G)和热封性热塑性树脂层(E)。
进而，本发明的优选方式是一种密封的功能元件，其特征在于，密封用层合膜(Z)是热封性热塑性树脂层(E)、吸水层(F)、气体阻隔层(G)按叙述顺序层合而成的。通过设定为该构成，可以使吸水层(F)的吸水剂与功能元件(X)隔离而不发生接触。由此，例如在有机EL的情况下，有机EL的元件与吸水层不直接接触，可以将有机EL的暗点的发生防患于未然。
构成密封用层合膜(Z)的气体阻隔层(G)，可以利用各种气体阻隔性膜、金属薄膜等。
气体阻隔性膜可例示利用了溶胶凝胶的膜、利用了丙烯酸类单体的膜等，可以使用从以下记载的用作基材层(W)的气体阻隔性膜中选择的材料。
在气体阻隔层(G)使用金属箔膜的情况下，对其金属的种类没有特别限定，例如有铜、黄铜、铜合金、铝、不锈钢、锡、镍等。其中，特别优选铝箔、不锈钢箔。金属箔的厚度通常为5～200微米(μm)，其中优选为6～100微米。这些金属箔可以是利用化学蒸镀法、物理蒸镀法或溅射等形成的。
另外，构成密封用层合膜(Z)的热封性热塑性树脂层(E)所用的热塑性树脂，只要在与基材层(W)热封时不因排气等毁坏功能元件等而损害本发明的目的，就没有特别限定，其中，作为优选例，可举出低密度聚乙烯、乙烯与碳原子数为4至8的α-烯烃的无规共聚物即LLDPE、乙烯·丙烯共聚物、乙烯·1-丁烯共聚物、乙烯-1-己烯共聚物、1-辛烯共聚物等乙烯·α-烯烃共聚物弹性体、丙烯·乙烯共聚物、丙烯·乙烯·1-丁烯共聚物等丙烯类弹性体、丁烯·乙烯共聚物等丁烯类弹性体、乙烯·乙酸乙烯酯共聚物、乙烯·丙烯酸共聚物等乙烯与极性单体的共聚物。
这些物质也可以进一步用丙烯酸、马来酸、马来酸酐或含有环氧基的单体等含有极性基团的单体改性。
热封性热塑性树脂层(E)的厚度通常为0.5～300微米，其中优选为1～100微米。
层合这些热封性热塑性树脂层(E)的方法有通过层叠来层合的方法、通过涂布而作为涂层进行层合的方法。
这样的层之中，作为涂布剂，可以例示乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸钠盐共聚物等离子交联聚合物。
如此，对于热封性热塑性树脂层(E)而言，只要是通过加热熔融而熔融固着在其他材料上的物质，就可以没有特别限定地利用。应避免利用在加热熔融时产生气体而对功能元件层(X)产生不良影响的物质。作为这样的材料，上述之中优选接枝有丙烯酸、马来酸酐、它们的衍生物的聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃。
填充层(Y)构成本发明的密封的功能元件，作为构成填充层(Y)的原材料，只要不毁坏功能元件等而损害本发明的目的，就没有特别限定，既可以为例如热塑性树脂、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯等紫外线固化树脂、电离射线固化树脂、热固性树脂等树脂，也可以为氧化钙等无机物质、弹性体等具有粘合性的原材料。
进而，填充层(Y)也可以在上述树脂的基础上具有吸水性能。对于填充层(Y)，通过使用例如吸水层(F)的原材料，可以赋予吸水性，也能够将构成上述密封用层合膜(Z)的热封性热塑性树脂层(E)作为填充层(Y)进行设置。
用于吸水层(F)的吸水剂只要不损害本发明的目的，就没有特别限制，有公知的吸湿剂、与水反应的化合物(例如有机金属化合物)、平均粒径为90微米(μm)以下的粉末状无机氧化物(例如氧化钡、氧化钙、氧化锶)等。
在本发明中，对于密封用层合膜(Z)而言，可以预先将热封性热塑性树脂层(E)、吸水层(F)、气体阻隔层(G)按叙述顺序层合，作为制成一体的层合膜提前准备，与后述的基材层(W)、功能元件层(X)一起制造功能元件。另外，也可以在后述的基材层(W)、功能元件层(X)上首先层合热封性热塑性树脂层(E)，接着设置吸水层(F)，从其上设置气体阻隔层(G)，然后实施热封进行密封。
功能元件层(X)
对于功能元件层(X)而言，由于功能元件为要求高度的密封性的器件，所以可以例示液晶显示元件、有机EL等元件、面状发光体、光器件、太阳能电池等有机功能元件、无机EL等无机功能元件。
基材层(W)
基材层(W)使用玻璃基板、玻璃薄膜、气体阻隔性膜、金属箔层合膜、和其他的具有气体阻隔性的材料。其中，基材层(W)使用气体阻隔性膜时，加工变容易，是优选的。
气体阻隔性膜
作为形成气体阻隔层(G)或进而形成基材层(W)的气体阻隔性膜，可以使用现有公知的各种气体阻隔性膜。其中，气体阻隔性膜优选为包含透明基材膜(Wa)、无机薄膜层(Wb)、透明树脂层(Wc)且这些层按叙述顺序层合而成的层合膜。另外，气体阻隔性膜的其他优选方式有不具有无机薄膜层(Wb)的层合膜、即包含透明基材膜(Wa)和透明树脂层(Wc)的层合膜。
以下，说明构成该优选的气体阻隔性膜的各层。
透明基材膜(Wa)
作为气体阻隔性膜的透明基材膜(Wa)，可以例示含有聚乙烯、聚丙烯、聚-4-甲基-1-戊烯等聚烯烃树脂、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸萘酯(PEN)、聚砜、聚醚砜、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚芳酯、聚乙酸酯、聚酰胺类树脂等具有透明性的树脂的膜。这些膜可以为未拉伸膜，也可以为在单轴或双轴方向拉伸的膜。
构成气体阻隔性膜的透明基材膜(Wa)的厚度通常为10μm～250μm左右，根据使用用途，考虑膜的自立性、处理性、耐冲击性等来决定其厚度。
无机薄膜层(Wb)
无机薄膜层(Wb)含有硅、铝、钛、锆、锡、镁、铟等的氧化物、氮化物、氟化物的单体、或它们的复合物等，尤其氧化铝是无色透明的，耐蒸煮性等特性也优异，可以用于广范围的用途。
作为形成无机薄膜层(Wb)的方法，没有特别限定，可以利用公知的方法。例如，有通过化学蒸镀法、物理蒸镀法或溅射来形成薄膜的方法。这些无机薄膜层优选形成在透明基材膜(Wa)上。
另外，为了获得表面平滑性优异的形状的膜，优选透明基材膜(Wa)的表面与形成具有透明性的无机薄膜时的无机原子或无机分子、无机化合物的键合反应快速进行。从阻隔性的观点出发，为迅速进行它们的键合反应，优选该无机原子或无机分子、无机化合物为具有自由基等的化学活性的分子种或原子种。
因而，作为成膜法，化学蒸镀法、物理蒸镀法或溅射是适合的，其中优选化学气相沉积法(CVD法)。由此，透明基材膜树脂层(Wa)的表面与氮化硅或氧氮化硅等含有硅的化学活性的分子种可以快速反应，无机薄膜层(Wb)的表面的平滑性得到改良、提高，可以减少在表面产生的微细孔。
CVD法中，优选使用利用发热体使气体分子分解活化而在基板上进行成膜的、所谓的催化化学气相沉积法(CatCVD法)。据此，可以得到致密的透明无机薄膜，可以形成具有优异的气体阻隔性、且应力低、即具有柔软性的膜。
从气体阻隔性能以及可以保持气体阻隔性能的耐挠曲性的观点出发，本发明中的无机薄膜层(Wb)的膜厚通常为5～500nm、优选为10～200nm。
透明树脂层(Wc)
对于本发明中的透明树脂层(Wc)，为了获得优异的阻隔性，优选为包含含有不饱和羧酸和/或其衍生物的聚合物的层。可以将由不饱和羧酸和/或其衍生物通过聚合得到的聚合物涂布在透明基材膜(Wa)上，或者为了获得阻隔性能的稳定性，优选涂布在无机薄膜层(Wb)上。
另外，也可以首先将不饱和羧酸和/或其衍生物涂布在透明基材膜(Wa)或无机薄膜层(Wb)上后，通过过氧化物交联、紫外线交联等使该涂层进行自由基聚合，制成聚合物涂层。
作为所用的不饱和羧酸和/或其衍生物，可例示聚合度不足20的不饱和羧酸和它们的多价金属盐等衍生物、环氧丙烯酸酯化合物。
对于将聚合度不足20的不饱和羧酸和其多价金属盐等衍生物预先涂布在透明基材膜(Wa)或优选涂布在无机薄膜层(Wb)上而言，通常优选以含有这些化合物的溶液状态涂布，其后，通过所配合的自由基引发剂、紫外线等使涂布液的不饱和羧酸和/或其衍生物聚合，形成透明树脂层(Wb)。
不饱和羧酸
对于所用的不饱和羧酸而言，丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸等具有α，β-乙烯性不饱和基团的羧酸是适合的，理想的是聚合度不足20，优选为单体或10以下。这些不饱和羧酸中优选单体，因为其易于形成被多价金属化合物完全中和而得到的盐，将该盐聚合得到的膜的气体阻隔性优异。
多价金属化合物
对于不饱和羧酸的多价金属盐的制备中所用的多价金属化合物而言，其为镁(Mg)、钙(Ca)、钡(Ba)、锌(Zn)、铜(Cu)等二价以上的金属、锂(Li)、钠(Na)、钾(K)等一价金属、这些金属的氧化物、氢氧化物、卤化物、碳酸盐、磷酸盐、亚磷酸盐、次磷酸盐、硫酸盐或亚硫酸盐等。这些金属化合物中，优选二价金属化合物，特别优选氧化镁、氧化钙、氧化钡、氧化锌、氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化钡、氢氧化锌等。使用这些二价金属化合物时，将与上述不饱和羧酸的盐聚合而得到的膜在高湿度下的气体阻隔性特别优异。这些化合物至少使用一种，可以仅使用一种，也可以合用两种以上。
不饱和羧酸的多价金属盐
不饱和羧酸的多价金属盐是上述聚合度不足20的不饱和羧酸与上述多价金属化合物的盐。这些不饱和羧酸多价金属盐可以为一种，也可以为两种以上的混合物。所述不饱和羧酸的多价金属盐中，特别优选(甲基)丙烯酸锌，因为所得到的气体阻隔性膜的耐热水性优异。
环氧丙烯酸酯化合物
对于环氧丙烯酸酯化合物而言，有双酚A型环氧丙烯酸酯、1，4-丁二醇二缩水甘油基醚二丙烯酸酯、1，6-己二醇二缩水甘油基醚二丙烯酸酯、二甘醇二缩水甘油基醚二丙烯酸酯、二丙二醇二缩水甘油基醚二丙烯酸酯、苯酚酚醛型环氧丙烯酸酯、羧酸酐改性环氧丙烯酸酯、甲酚酚醛型环氧丙烯酸酯等。
透明树脂层(Wc)的制法
对于透明树脂层(Wc)而言，理想的是将预先涂布在透明基材膜(Wa)或优选无机薄膜层(Wb)上的不饱和羧酸和/或其衍生物聚合来制造。另外，理想的是对通过聚合而形成的膜状的透明树脂层(Wc)进行热处理。
作为在透明基材膜(Wa)或优选在无机薄膜层(Wb)上涂布不饱和羧酸和/或其衍生物的溶液的方法，例如，可以采用气刀涂布机、直接槽辊涂布机(direct gravure coater)等公知的涂布方法。
需要说明的是，为了提高剥离强度或对膜赋予柔软性等，也可以在不饱和羧酸的多价金属盐的溶液中配合聚乙烯醇等。
透明树脂层(Wc)的热处理
上述的通过聚合得到的透明树脂层(Wc)优选进行热处理以获得优异的阻隔性的提高。
对于热处理而言，理想的是在通常30～350℃、优选60～300℃、进一步优选150～250℃的温度范围内对透明树脂层(Wc)进行热处理，而且理想的是设定为惰性气体气氛下。另外，对压力没有特别限定，可以为加压下、减压下、常压下的任一种。作为基于加热的热处理的方法，有烘箱加热、辊加热、远红外线加热等。基于加热的热处理的时间根据加热处理方法的不同而不同，但是例如，在烘箱加热下，通常为30秒至90分钟左右，其中优选1分钟至70分钟，特别优选5分钟至60分钟。
而且，在热处理方面，可以随后对通过聚合得到的透明树脂层(Wc)连续进行热处理，另外，也可以在将膜暂且恢复常温后，供于热处理。通常，在制造效率上理想的是使通过聚合形成膜的工序和热处理的工序连续。
对于供于热处理的透明树脂层(Wc)而言，认为通过聚合决定了膜的结构。认为通过对其进一步进行热处理，从而形成由于发生脱水以及膜结构发生部分再配置因而更加稳定的膜，气体阻隔性更加稳定。
对于透明树脂层(Wc)的厚度而言，根据各种用途所要求的制造成本或表面平滑性等适宜决定，没有特别限制，然而一般为0.1～20μm，更优选为0.1～10μm。
通过设置透明树脂层(Wc)，可以使透明基材膜(Wa)和无机薄膜层(Wc)的密合性提高，可以改善气体阻隔性。
另外，气体阻隔性膜在不损害其目的的范围可以包含其他的层，也可以在其上形成其他的层。例如可以举出透明金属薄膜层、透明金属氧化物层等。也可对上述的透明基材膜(Wa)、透明树脂层(Wb)进行电晕处理、等离子体处理。也可以通过将它们合适地组合来赋予防反射性能、防眩性能。
需要说明的是，在本发明中，在功能元件为发光或显像元件时，作为基材层(W)，不仅包括使用玻璃基板的情况，而且也包括使用例如具有包括与气体阻隔层(G)同样的组成的层的气体阻隔性膜、金属箔层合膜等的方式，用于基材层(W)的气体阻隔性膜层的可见光线透过率优选为70％以上，更优选为85％以上。可见光线透过率的上限值为100％，但实际上由于存在表面反射和由材料产生的吸收，所以大多数情况下为95％以下。另外，在功能元件为发光或显像元件时，从发光或受光稳定性的观点出发，本发明的气体阻隔膜的平均粗糙度Ra例如优选在1μm2的面积中为0～1nm，更优选为0～0.5nm。
实施例
作为本发明的密封的功能元件，对于有机EL的情况如下进行例示。
即，基材层(W)使用玻璃薄板(厚度0.7毫米(mm))，功能元件层(X)使用有机EL元件。
而且，构成密封用层合膜(Z)的气体阻隔层(G)包含通过溶胶凝胶法得到的薄膜、由不饱和羧酸金属盐通过UV交联等得到的气体阻隔层、无机蒸镀层等。
并且，构成密封用层合膜的热封性热塑性树脂层(E)使用包含改性聚烯烃(熔点139℃)的层(厚度30微米(μm))，所述改性聚烯烃包含丙烯酸、马来酸、马来酸酐、含有环氧基的单体等含有极性基团的单体。
进而，在气体阻隔层(G)与热封性热塑性树脂层(E)之间夹有水分吸附片材(dynic公司制)作为吸水层。
使用这些，在玻璃薄板上载置有机EL元件，从其上放置密封用层合膜，使热封性热塑性树脂层的周围搭接在玻璃薄板上，从密封用层合膜侧将加热棒(170℃)按压在有机EL元件的周边部上，热封性热塑性树脂层的表面被热封在玻璃薄板上。
如此密封的有机EL元件即使在60℃、90％RH的高温高湿度下经过1000小时也可以抑制劣化，可知具有优异的密封性。
另外，如上所述进行操作，但作为热封性热塑性树脂层(E)，使用离子键树脂(乙烯甲基丙烯酸金属盐的聚合物、熔点80℃至100℃)，在气体阻隔层(G)与热封性热塑性树脂层(E)之间夹有水分吸附片材，压上加热辊(120℃)进行密封，制成有机EL元件。这样密封的有机EL元件与上述的情况相同，长期未见劣化，进行了有效密封。
接着，为了制备构成密封功能元件的气体阻隔层的气体阻隔性膜，如下进行操作，进行<涂布液的溶液(X)的制作><涂布液的溶液(Y)的制作><涂布液的溶液(Z)的制作>，制作成气体阻隔性膜。
<涂布液的溶液(A)的制作>
将丙烯酸锌(丙烯酸的Zn盐)水溶液〔浅田化学公司制、浓度30重量％(丙烯酸成分：20重量％、Zn成分10重量％)〕、与已用甲醇稀释成25重量％的光聚合引发剂〔1-[4-(2-羟基乙氧基)-苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮(Ciba Specialty Chemicals公司制商品名：Irgacure 2959)〕和表面活性剂(花王公司制商品名：EMULGEN 120)混合，使得相对于丙烯酸的所述光聚合引发剂和表面活性剂的固体成分比例分别成为2％、0.4％，制作成包含丙烯酸Zn盐溶液(A)的不饱和羧酸化合物多价金属盐溶液。
<涂布液的溶液(B)的制作>
将丙烯酸(单体)(共荣社化学公司制)用水稀释，制成25％水溶液。相对该水溶液中的丙烯酸的羧基，添加等摩尔的氢氧化锂一水合物(关东化学公司制)，制作丙烯酸锂(丙烯酸的Li盐)水溶液。
接着，在制作的丙烯酸锂水溶液中混合已用甲醇稀释成25％重量％的光聚合引发剂〔1-[4-(2-羟基乙氧基)-苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮(Ciba Specialty Chemicals公司制商品名：Irgacure2959)〕和表面活性剂(花王公司制商品名：EMULGEN 120)，使得相对于丙烯酸的所述光聚合引发剂和表面活性剂的固体成分比例分别成为2％、0.4％，制作成包含丙烯酸Li盐溶液(B)的不饱和羧酸化合物多价金属盐溶液。
<涂布液的溶液(C)的制作>
将上述的不饱和羧酸化合物Zn盐溶液(A)与不饱和羧酸化合物Li盐溶液(B)以摩尔比为75比25的比例混合，制作成涂布液的溶液(C)。
<气体阻隔性膜的制作>
将氨基甲酸酯丙烯酸酯类UV固化涂剂(新中村化学公司制商品名：UA-100H)用乙酸乙酯稀释，使用Meyer Bar将其以成为1.2g/m2(固体成分)的方式涂布在厚度100微米(μm)的由2轴拉伸聚萘二甲酸乙二醇酯(帝人杜邦公司制，商品名：Teonex Q-65)形成的基材的平滑面上，在100℃干燥15秒。其后，将涂布面向上，固定在不锈钢板上，使用UV照射装置(Eye Graphics公司制EYEGRANDAGE型号ECS 301G1)，以UV强度：250mW/cm2、累积光量：117mJ/cm2的条件照射紫外线，进行涂布膜的聚合，得到涂布膜。进而，在涂布膜的涂布面上通过CatCVD法形成厚度75nm的SiN膜，得到膜。对该面实施电晕处理后，将溶液(C)使用狭缝式模头挤出涂布机(slit die coater)进行涂布，使得以固体成分计成为1.5g/m2，将涂布面向上，固定在不锈钢板上，使用UV照射装置(Eye Graphics公司制EYE GRANDAGE型号ECS 301G1)以UV强度：250mW/cm2、累积光量：117mJ/cm2的条件照射紫外线，进行涂布膜的聚合，得到涂布膜。其后，在200℃的烘箱中进行1小时加热处理，得到气体阻隔性膜。
该气体阻隔性膜构成本发明的密封的功能元件的气体阻隔层。
<气体阻隔性膜的干燥>
将如上所述制作的气体阻隔性膜切成50mm×50mm，在手套箱内的加热板上于130℃进行1小时干燥。
<热封性膜的干燥>
作为构成本发明的密封的功能元件的热封性热塑性树脂层的热封性膜，使用热封性膜(三井化学东赛璐公司制的HM-407C#50)，将其切成50mm×50mm，加入卷有带式加热器的玻璃容器中，将容器一边于80℃加热一边用真空泵减压，进行1小时真空加热干燥。其后，原样保持容器为真空，放入手套箱内，返回常压。
[实施例1]
<密封用层合膜的制作>
将干燥后的气体阻隔性膜切成19mm×19mm，在中央使吸水材(dynic公司制的HD-07、尺寸10mm×10mm)的粘合面贴在阻隔面上。其后，将干燥后的热封性膜切成19mm×19mm，重叠在贴有吸水材的面上，在120℃的加热板上使用手压辊，使其与气体阻隔性膜层合，得到密封用层合膜。
<有机EL的密封>
将如上制作的密封用层合膜重叠在形成有有机EL元件的玻璃基板(基板尺寸：24mm×24mm元件部：2mm×2mm 4处、厚度0.7mm)上，在120℃加热板上使用手压辊，使其与玻璃基板层合，得到密封样品。
[实施例2]
<密封用层合膜的制作>
将干燥的气体阻隔性膜与干燥的热封性膜重叠，在120℃的加热板上使用手压辊进行层合后，切成19mm×19mm，在其中央部贴上形成吸水层的吸水材(dynic公司制的HD-07、尺寸10mm×10mm)，制作成密封用层合膜。
<在有机EL元件与吸水层之间的填充层的形成>
以覆盖形成有有机EL元件的玻璃基板(基板尺寸：24mm×24mm元件部：2mm×2mm 4处、厚度0.7mm)的元件部的方式涂布紫外线固化型环氧接合剂(长濑化成公司制的UV树脂XNR5570)，形成填充层。此时的紫外线固化条件设定为照度150mW/cm2、累积光量12000mJ/cm2。另外，填充层的厚度为约30μm。
<有机EL的密封>
将如上所述制作的密封用层合膜重叠在形成有如上所述制作的填充层的玻璃基板上，在120℃加热板上使用手压辊，使其与玻璃基板层合，得到密封的功能元件的样品。
<密封性能的评价>
将密封的有机EL元件放入设定为60℃90％RH的低温恒温恒湿器(ADVANTEC公司制：THN-052PB)中，在各个时间取出样品，以10mA/cm2的驱动条件使其发光，测定收缩宽度。
测定结果列于表1。
[表1]
Figure BPA00001596273900191
由表1可知，作为本发明的密封的功能元件的实施例1、2的构成在1680小时的收缩宽度小，仅为16μm，是不存在空间的密封结构，并且获得了良好的保存性，由此可以达成面板的薄壁化、柔性化。
产业上的可利用性
本发明的密封的液晶显示元件、有机EL等元件、面状发光体、光器件、太阳能电池等功能元件通过热封被密封，可薄型化，可以长期使用。
另外，通过使用热封性热塑性树脂层(E)、吸水层(F)、气体阻隔层(G)按叙述顺序层合的密封用层合膜(Z)，可使吸水层(F)的吸水剂与功能元件(X)不接触来将其隔离，例如在利用于有机EL的情况下，有机EL的元件与吸水层不直接接触，可以将有机EL的暗点的发生防患于未然，并可长期使用。
符号说明
W…基材层
X…功能元件层
Y…填充层
Z…密封用层合膜
E…热封性热塑性树脂层
F…吸水层
G…气体阻隔层

Claims (8)

1.一种密封的功能元件，其是具有基材层(W)、功能元件层(X)、密封用层合膜(Z)的密封的功能元件，其特征在于，基材层(W)与密封用层合膜(Z)的热封性热塑性树脂层(E)通过热封而密合一体化。
2.如权利要求1所述的密封的功能元件，其特征在于，密封用层合膜(Z)具有气体阻隔层(G)和热封性热塑性树脂层(E)。
3.如权利要求1或2所述的密封的功能元件，其特征在于，密封用层合膜(Z)包含热封性热塑性树脂层(E)、吸水层(F)、气体阻隔层(G)，它们按叙述顺序层合。
4.如权利要求1～3中任一项所述的密封的功能元件，其特征在于，在功能元件层(X)的侧面和/或表面设置有填充层(Y)。
5.如权利要求1～4中任一项所述的密封的功能元件，其特征在于，基材层(W)为玻璃基板。
6.如权利要求1～5中任一项所述的密封的功能元件，其特征在于，基材层(W)是包含气体阻隔性膜的层。
7.如权利要求1～6中任一项所述的密封的功能元件，其特征在于，基材层(W)与密封用层合膜(Z)的周边部或整个面通过热封性热塑性树脂层(E)的热封而密合一体化。
8.如权利要求1～7中任一项所述的密封的功能元件，其特征在于，气体阻隔性膜的层包含按以下顺序层合的各层：透明基材膜(Wa)、存在或不存在的无机薄膜层(Wb)、包含含有不饱和羧酸和/或其衍生物的聚合物的透明树脂层(Wc)。
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