JP2011242354A - Evaluation method of water vapor barrier property - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、バリアフィルム自体あるいはバリアフィルムによって封止された電子デバイスの水蒸気バリア性能を評価する方法に関する。 The present application relates to a method for evaluating the water vapor barrier performance of an electronic device sealed with the barrier film itself or the barrier film.
エレクトロニクス分野においては電子デバイスを封止して被覆するフィルムとして種々のバリアフィルムが使用されている。これらのバリアフィルムには、一般的な商品の包装に用いられるフィルムにくらべて、はるかに高度の水蒸気透過率あるいは酸素透過率といったガスバリア性能が求められる。特に、電子デバイスの長寿命化には、電極や半導体の劣化に水が影響することから、バリアフィルムの水蒸気バリア性能が問題とされる。液晶ディスプレイや薄膜太陽電池に用いられるバリアフィルムには水蒸気透過率１０-3g/m2/day以下、有機EL素子においては水蒸気透過率１０-5g/m2/day未満といったバリア性能が求められる。 In the electronics field, various barrier films are used as films for sealing and covering electronic devices. These barrier films are required to have a gas barrier performance such as a much higher water vapor transmission rate or oxygen transmission rate than a film used for packaging general products. In particular, the water vapor barrier performance of the barrier film is a problem for extending the life of electronic devices because water affects the deterioration of electrodes and semiconductors. Barrier films used for liquid crystal displays and thin film solar cells require a water vapor transmission rate of 10 −3 g / m 2 / day or less, and for organic EL devices, a water vapor transmission rate of less than 10 −5 g / m 2 / day is required. It is done.
フィルムのガスバリア性能を測定する従来方法には、感湿センサを用いる方法や、モコン法がある。しかしながら、これらの測定方法では１０-3g/m2/day以下といったきわめて微量な水分の透過を測定することができない。また、このような領域における測定においては、被測定物を確実にシールして保持するといった測定操作上の問題や、水分センサの感度といった測定装置上の構成が問題となる。
本出願人はバリアフィルムの水蒸気バリア性能（水蒸気透過率）を高精度に測定することを可能にする測定装置として、下部電極膜と上部電極膜により高分子膜を厚さ方向に挟む構成とした水分センサを用いる方法を提案した（特許文献１）。この検査装置では、高分子膜が吸着した水分量により下部電極膜と上部電極膜間の電気容量が変化することを測定してバリアフィルムの水蒸気透過率を測定する。
Conventional methods for measuring the gas barrier performance of a film include a method using a moisture sensor and a mocon method. However, these measurement methods cannot measure a very small amount of moisture such as 10 −3 g / m 2 / day or less. Further, in the measurement in such a region, there are problems in the measurement operation such that the object to be measured is securely sealed and held, and the configuration on the measurement apparatus such as the sensitivity of the moisture sensor.
The applicant of the present invention has a configuration in which a polymer film is sandwiched between a lower electrode film and an upper electrode film as a measuring apparatus that enables highly accurate measurement of the water vapor barrier performance (water vapor transmission rate) of the barrier film. A method using a moisture sensor was proposed (Patent Document 1). In this inspection apparatus, the water vapor permeability of the barrier film is measured by measuring that the electric capacity between the lower electrode film and the upper electrode film changes depending on the amount of water adsorbed by the polymer film.
前述したように、液晶ディスプレイや薄膜太陽電池、有機EL素子等に用いられるバリアフィルムは、きわめて微量の水蒸気の透過を問題とするから、水分センサを用いる水蒸気バリア性能を評価する際には、微量なガス（水分）を高感度に検知できることに加えて、測定レンジが広いこと、応答動作が速く安定動作することが求められる。また、電子デバイスの長寿命化、信頼性の評価には、封止した実デバイスについてバリア性能が評価できることが求められる。 As described above, since barrier films used in liquid crystal displays, thin film solar cells, organic EL elements, etc. have a problem of permeation of a very small amount of water vapor, when evaluating the water vapor barrier performance using a moisture sensor, In addition to being able to detect sensitive gases (moisture) with high sensitivity, it is required to have a wide measurement range, fast response operation, and stable operation. In addition, in order to extend the lifetime and reliability of an electronic device, it is required that the barrier performance can be evaluated for a sealed real device.
近年は、水蒸気透過率が低いとされる各種のバリアフィルムが提供されている。これらのバリアフィルムはきわめて微量な領域での水分の透過を問題とするため、個々の性能を正確に評価するためには、測定精度を向上させることに加えて、バリアフィルムのバリア性能をより的確に判断することができる評価方法が求められる。 In recent years, various barrier films having a low water vapor transmission rate have been provided. Since these barrier films have a problem of moisture permeation in a very small amount of area, in order to accurately evaluate individual performance, in addition to improving measurement accuracy, the barrier performance of the barrier film is more accurate. An evaluation method that can be judged is required.
なお、バリア性能を評価する他の方法として、Ｃａ腐食法がある。この方法は、内面にカルシウム膜を成膜したフィルムを試験片とし、カルシウム膜の成膜面を密封し反対面を恒温恒湿環境下に曝した状態で、フィルムを透過した水蒸気と反応して腐食したカルシウムの量をフィルム外から透視し、画像処理等を利用してフィルムの水蒸気透過量を測定する方法である。この方法はフィルムの末端（フィルムを透過した位置）における水の量を計測するものであるが、試験に使用するフィルムは透明でなければならないという制限がある。 As another method for evaluating the barrier performance, there is a Ca corrosion method. This method uses a film with a calcium film formed on the inner surface as a test piece, reacts with water vapor that has permeated through the film, with the film surface of the calcium film sealed and the opposite surface exposed to a constant temperature and humidity environment. In this method, the amount of corroded calcium is seen through from the outside of the film, and the water vapor transmission amount of the film is measured using image processing or the like. This method measures the amount of water at the end of the film (the position where it has passed through the film), but has the limitation that the film used for the test must be transparent.
本出願は、きわめて微量の水蒸気の透過を問題とするバリアフィルムについて、バリアフィルムの光透過性等に関わらず、その水蒸気バリア性能を高精度に測定することを可能とし、また、バリアフィルムによって封止された電子デバイスについての水蒸気バリア性能を評価することを可能にする水蒸気バリア性能の評価方法を提供することを目的とする。 The present application makes it possible to measure the water vapor barrier performance of a barrier film that has a problem of permeation of a very small amount of water vapor, regardless of the light transmittance of the barrier film. It is an object of the present invention to provide a method for evaluating water vapor barrier performance that makes it possible to evaluate the water vapor barrier performance of a stopped electronic device.
本出願に係る水蒸気バリア性能の測定方法は、基材上に、感湿膜を厚さ方向に挟む配置に第１の電極層と第２の電極層とが設けられた電気容量型の水分センサを形成する工程と、前記基材の前記水分センサが形成された側の、前記水分センサの外面を、バリアフィルムにより被覆する工程と、前記バリアフィルムを乾燥させた状態を初期状態とし、前記バリアフィルムの外面を外気に曝した時点からの前記水分センサの電気容量値の時間変化を測定する工程とを備え、前記電気容量値の時間変化から得られる、前記バリアフィルムの前記水分センサとの界面近傍における相対水分濃度βの時間変化に基いてバリアフィルムのバリア特性を評価することを特徴とする。 The method for measuring water vapor barrier performance according to the present application is a capacitance-type moisture sensor in which a first electrode layer and a second electrode layer are provided on a base material so as to sandwich a moisture sensitive film in the thickness direction. A step of coating the outer surface of the moisture sensor on the side of the substrate on which the moisture sensor is formed with a barrier film, and a state in which the barrier film is dried as an initial state, Measuring the time variation of the capacitance value of the moisture sensor from the time when the outer surface of the film was exposed to the outside air, and the interface of the barrier film with the moisture sensor obtained from the time variation of the capacitance value It is characterized in that the barrier properties of the barrier film are evaluated based on the time change of the relative water concentration β in the vicinity.
また、本出願に係る水蒸気バリア性能の測定方法は、電子デバイスの製造工程に、基材上に、感湿膜を厚さ方向に挟む配置に第１の電極層と第２の電極層とが設けられた電気容量型の水分センサを形成する工程と、前記基材の前記水分センサが形成された側の、前記水分センサの外面を、バリアフィルムにより被覆する工程とを組み込み、前記バリアフィルムを乾燥させた状態を初期状態とし、前記バリアフィルムの外面を外気に曝した時点からの前記水分センサの電気容量値の時間変化を測定し、前記電気容量値の時間変化から得られる、前記バリアフィルムの前記水分センサとの界面近傍における相対水分濃度βの時間変化に基いて電子デバイスのバリア特性を評価することを特徴とする。
前記水分センサの外面を、バリアフィルムにより被覆する工程においては、水分を遮断する接着剤を使用して、前記水分センサの感湿膜の側面を前記接着剤により遮蔽して前記バリアフィルムを貼着する方法が有効に利用できる。
Further, in the method for measuring the water vapor barrier performance according to the present application, the first electrode layer and the second electrode layer are arranged on the base material so as to sandwich the moisture sensitive film in the thickness direction in the manufacturing process of the electronic device. A step of forming a capacitance type moisture sensor provided; and a step of covering the outer surface of the moisture sensor on the side of the substrate on which the moisture sensor is formed with a barrier film; The barrier film is obtained from the time change of the capacitance value by measuring the time change of the capacitance value of the moisture sensor from the time when the outer surface of the barrier film is exposed to the outside air with the dried state as an initial state. The barrier property of the electronic device is evaluated based on the time change of the relative moisture concentration β in the vicinity of the interface with the moisture sensor.
In the step of covering the outer surface of the moisture sensor with a barrier film, an adhesive that blocks moisture is used, and the side of the moisture sensitive film of the moisture sensor is shielded with the adhesive, and the barrier film is attached. Can be used effectively.
また、本出願に係る水蒸気バリア性能の測定方法は、電子デバイスの製造工程に、基材上に、感湿膜を厚さ方向に挟む配置に第１の電極層と第２の電極層とが設けられた電気容量型の水分センサを形成する工程と、前記基材の前記水分センサが形成された側の、前記水分センサの外面を樹脂により封止する工程とを組み込み、前記樹脂を乾燥させた状態を初期状態とし、前記樹脂の外面を外気に曝した時点からの前記水分センサの電気容量値の時間変化を測定し、前記電気容量値の時間変化から得られる、前記樹脂の前記水分センサとの界面近傍における相対水分濃度βの時間変化に基いて電子デバイスのバリア特性を評価することを特徴とする。
また、バリア特性を評価する際には、前記相対水分濃度βの時間変化率が略一定となる領域から外挿して得られる水分到達時間ｔRを指標として評価する方法、また、前記相対水分濃度βの時間変化率についての測定値にカーブフィッティングさせる方法によって得られる水の拡散係数を指標として評価する方法が好適に利用できる。
また、前記電子デバイスの製造工程においては、電子デバイスの導体パターンを形成する工程を利用して、前記第１の電極層及び前記第２の電極層と、前記水分センサと検知部とを電気的に接続する配線を形成することが有効である。
Further, in the method for measuring the water vapor barrier performance according to the present application, the first electrode layer and the second electrode layer are arranged on the base material so as to sandwich the moisture sensitive film in the thickness direction in the manufacturing process of the electronic device. A step of forming a capacitance-type moisture sensor provided; and a step of sealing the outer surface of the moisture sensor on the side of the substrate on which the moisture sensor is formed with a resin; and drying the resin The moisture sensor of the resin is obtained from the time variation of the electric capacity value by measuring the time change of the electric capacity value of the moisture sensor from the time when the outer surface of the resin is exposed to the outside air. The barrier property of the electronic device is evaluated based on the time change of the relative water concentration β in the vicinity of the interface.
Further, when evaluating the barrier characteristics, a method of evaluating using the moisture arrival time t R obtained by extrapolation from a region where the time change rate of the relative water concentration β is substantially constant, and the relative water concentration A method of evaluating as an index the diffusion coefficient of water obtained by the method of curve fitting to the measured value of the time change rate of β can be suitably used.
In the manufacturing process of the electronic device, the first electrode layer, the second electrode layer, the moisture sensor, and the detection unit are electrically connected using a process of forming a conductor pattern of the electronic device. It is effective to form a wiring connected to.
本発明に係る水蒸気バリア性能の評価方法によれば、バリアフィルムあるいは封止用の樹脂等によって封止された電子デバイスについて、的確にバリア性能を評価することができ、バリアフィルムあるいは電子デバイスの開発に有効に利用することができる。 According to the method for evaluating water vapor barrier performance according to the present invention, barrier performance can be accurately evaluated for an electronic device sealed with a barrier film or a resin for sealing, and development of the barrier film or electronic device is possible. Can be used effectively.
（水分センサの構成）
本発明に係る水蒸気バリア性能の評価方法においては、水分センサとして電気容量型の高分子薄膜センサを使用する。まず、この水分センサの構成について説明する。
図１は、基板５上に水分センサ１０を形成した状態を示す。水分センサ１０は、感湿膜１１と第１の電極層１２ａと第２の電極層１２ｂからなる。感湿膜１１は基板５の表面に形成された第１の電極層１２ａを被覆するように設けられ、第２の電極層１２ｂは第１の電極層１２ａに対向して感湿膜１１を厚さ方向に挟む位置に設けられる。
(Configuration of moisture sensor)
In the method for evaluating water vapor barrier performance according to the present invention, a capacitive polymer thin film sensor is used as a moisture sensor. First, the configuration of this moisture sensor will be described.
FIG. 1 shows a state in which a
水分センサ１０は、感湿膜１１に水分が吸着される度合いによって感湿膜１１の誘電率が変化することから、感湿膜１１に吸着された水分量を第１の電極層１２ａと第２の電極層１２ｂとの間の電気容量の変化として検知するものである。第１の電極層１２ａと第２の電極層１２ｂは電気容量の検知部１３に電気的に接続され、検知部１３によって電気容量が測定される。
The
感湿膜１１にはポリイミド膜に代表される高分子膜が使用される。なお、水分センサには、イオン性の材料を組み込んだセンサや酸化膜なども使用されている。イオン性の材料を組み込んだセンサは潮解性を示すという難点があり、酸化膜は吸着水分量に対して非線形応答しやすいという難点がある。これに対して、高分子膜を使用する水分センサは、電気容量が吸着水分量あるいは水分濃度に対して直線的に変化するものが多く、透過水分量の評価に有効に利用できるという利点がある。
As the moisture
本実施形態においては、感湿膜１１としてポリイミド膜、具体的には水の吸脱湿性に優れるように改良を加えた含フッ素ポリイミド膜を使用している。ポリイミド膜は、耐熱性、耐薬品性に優れ、線形応答性にも優れるという利点があり、デバイスの作製工程との相性にも優れ、実デバイスに組み込んで使用する水分センサとして好適に用いられる。
In the present embodiment, a polyimide film, specifically a fluorine-containing polyimide film that has been improved so as to be excellent in water absorption and desorption, is used as the moisture
ポリイミド膜等の高分子膜は、１μｍ以下、工夫によっては１００ｎｍ程度の厚さに形成することが可能であり、薄膜トランジスタや薄膜太陽電池、有機ＥＬ素子と同程度、もしくはそれ以下の厚さに形成することができる。したがって、水分センサをこれらのデバイス内に組み込むことが可能であり、バリアフィルムによって外面を被覆して封止されている実デバイスの封止性（水蒸気バリア性能）を直接的にモニターすることが可能となる。電気容量値は、面積に比例し膜厚に反比例して大きくなるから、水分センサを薄膜化することによって単位面積あたりの電気容量が大きくなり、薄型化と併せて高感度化を図ることができる。 A polymer film such as a polyimide film can be formed to a thickness of 1 μm or less and, depending on the device, to a thickness of about 100 nm, and is formed to a thickness similar to or less than that of a thin film transistor, a thin film solar cell, or an organic EL element. can do. Therefore, it is possible to incorporate a moisture sensor in these devices, and directly monitor the sealing performance (water vapor barrier performance) of an actual device that is covered and sealed with a barrier film. It becomes. Since the capacitance value increases in proportion to the area and inversely proportional to the film thickness, reducing the thickness of the moisture sensor increases the capacitance per unit area, which can be combined with a reduction in thickness to increase sensitivity. .
（水分センサの形成方法）
図１に示す水分センサ１０は、基板５上に第１の電極層１２ａ、感湿膜１１、第２の電極層１２ｂを形成して構成されている。
基板５は水分センサ１０支持体であり、ガラス板やシリコン基板等の水分を通さない材料が用いられる。第１の電極層１２ａは、基板５上に導体層を形成し、第１の電極層１２ａの平面パターンに合わせて導体層をエッチングすることによって形成する。導体層は、銅箔等の金属膜や透明電極等の導体薄膜を基板５の表面にラミネートし、あるいは基板５の表面にめっきあるいはスパッタリング、真空蒸着等を施すことによって形成することができる。
(Method for forming moisture sensor)
The
The
第１の電極層を形成した後、第１の電極層１２ａを覆うように感湿膜１１を形成する。ポリイミド膜によって感湿膜１１を形成する場合は、ポリイミド膜の前駆体であるポリアミド酸を溶剤に溶かしたポリアミド酸溶液を基板５の上に塗布し、３００〜３５０℃で数時間加熱して感湿膜１１とする。後述するポリエチレンナフタレート（PEN）、ポリエチレン（PET）からなるフィルムの水蒸気バリア性能の測定に使用した水分センサ１０は、感湿膜１１として厚さ１μｍのポリイミド膜を使用している。
After forming the first electrode layer, the moisture
第２の電極層１２ｂは、感湿膜１１の側面と表面を含む基板５の表面に導体層を形成し、導体層を所定パターンにエッチングする方法、あるいはマスクを用いて蒸着する方法等によって形成する。第２の電極層１２ｂは被測定対象であるバリアフィルムに吸着された水分が水分センサ内に浸透することを阻害しないように設ける。このため、第２の電極層１２ｂは水分が浸透しやすいように十分に薄く（数十nm程度）形成する、あるいは感湿膜１１の表面に、微細パターン化した電極を形成し電極開口部を通して水分の出入りを容易にする。
なお、第１の電極層１２ａと第２の電極層１２ｂを形成する方法は上述した方法に限るものではなく、電子デバイスに配線を形成する方法として一般に利用されているフォトリソグラフィー法等を利用することができる。電極層の腐食防止のために、電極層の表面を金によって被覆するといったことももちろん可能である。
The
Note that the method of forming the
図１において、第２の電極層１２ｂの一端を感湿膜１１の一方の側面を介して基板５上に延出させているのは、基板５の表面に第２の電極層１２ｂに接続する配線を引き出し、検知部１３と第２の電極層１２ｂとを電気的に接続するためである。第１の電極層１２ａについても検知部１３と電気的に接続する配線を形成する。配線を配置するパターンは任意に設定可能である。
In FIG. 1, one end of the
図２は、上述した水分センサ１０を用いてバリアフィルムの水蒸気バリア性能を測定する際に用いるサンプル４０の構成を示す。被測定対象であるバリアフィルム２０の水蒸気バリア性能を測定する場合は、基板５上に、水分センサ１０を覆うようにバリアフィルム２０を貼着し、水分センサ１０と検知部１３とを電気的に接続すればよい。バリアフィルム２０の水蒸気バリア性能を測定する際に、水分センサ１０の側面（厚さ部分）から侵入する水分によって測定精度が阻害される場合は、水分の侵入を遮断する樹脂材を使用し、水分センサ１０の側面を樹脂材よって覆うようにしてバリアフィルム２０を貼着すればよい。この樹脂材は十分に緻密で、かつ水分透過率が低く、断面積が十分に小さくなるように工夫して使用する。
FIG. 2 shows a configuration of a
上述したように、水分センサ１０は感湿膜１１を第１の電極層１２ａと第２の電極層１２ｂとにより厚さ方向に挟む配置として形成されるから、感湿膜１１の厚さを薄くすることによって、薄膜太陽電池あるいは有機ＥＬ等の電子デバイスの内部に水分センサ１０を容易に組み込むことができる。これによって、バリアフィルムによって封止された薄膜太陽電池あるいは有機EL素子等の実際のデバイスについて、その水蒸気バリア性能を直接的に測定することが可能である。
As described above, since the
実デバイスに水分センサ１０を組み込む方法としては、前述した基板５上に水分センサ１０を形成して形成した水分センサユニットを製品の支障にならない位置に組み込む方法、あるいはデバイスの製造工程を利用してデバイス中に水分センサを作り込む方法が可能である。電子デバイスの製造工程においては、所定のパターンにしたがって配線を形成する工程や、層間に絶縁層を形成する工程がある。したがって、これらの工程を利用することによってデバイス内に第１の電極層１２ａや第２の電極層１２ｂを形成することが可能であり、感湿膜を層間に作り込むことも可能である。
実デバイスでは、素子を被覆するようにバリアフィルムを被覆して封止する場合と、樹脂封止型の半導体装置のように、基板に搭載された素子を樹脂によって直接的に封止する場合がある。封止樹脂を用いて直接的に封止する場合は、素子とともに水分センサ１０を樹脂封止すればよい。
As a method of incorporating the
In actual devices, there are cases where the barrier film is covered and sealed so as to cover the elements, and the elements mounted on the substrate are directly sealed with resin, such as resin-sealed semiconductor devices. is there. When sealing directly using a sealing resin, the
(測定装置、測定方法）
図３は、バリアフィルムの水蒸気バリア性能の測定に使用した測定装置の全体構成を示す。この測定装置は、４０℃、９０％RH（相対湿度）に保持された恒温槽３０内にチェンバー３２を設置し、チェンバー３２を真空ポンプ３３と乾燥空気供給部３４に接続して構成されている。チェンバー３２には開閉蓋３２ａが設けられ、開閉蓋３２ａは操作部３５によって恒温槽３０の外部から開閉操作される。なお、恒温槽３０を４０℃、９０％RHとしたのは一例であり、外気の温度及び相対湿度は測定条件として適宜設定可能である。
(Measuring device, measuring method)
FIG. 3 shows the overall configuration of the measuring apparatus used for measuring the water vapor barrier performance of the barrier film. This measuring apparatus is configured by installing a
サンプル４０は図２に示した構成のものであり、チェンバー３２内に設けられたホルダ３６にセットすることにより、恒温槽３０の外部に設置されている容量計３７に電気的に接続される。容量計３７は電圧変換機３８を介してコンピュータ３９に接続され、コンピュータ３９によりサンプル４０の水分センサ１０の電気容量の変化が検知され、解析される。本装置においては、容量計３７、電圧変換機３８、コンピュータ３９がバリアフィルムの水蒸気バリア性能を検知する検知部に相当する。検知部は適宜構成とすることができる。
The
バリアフィルムの水蒸気バリア性能を測定する方法は以下のようにして行う。
まず、水分センサ１０を覆うように被測定対象であるバリアフィルム２０を貼着してサンプル４０を形成し、開閉蓋３２ａを開けて、サンプル４０をチェンバー３２のホルダ３６にセットする。次いで、開閉蓋３２ａを閉め、チェンバー３２を密封した状態で真空ポンプ３３を作動させチェンバー３２内を減圧して乾燥させるとともに、乾燥空気供給部３４からチェンバー３２内に乾燥空気を供給し、チェンバー３２内を乾燥空気によって置換して、サンプル４０のバリアフィルム２０が乾燥した状態とする。
次いで、操作部３５を介して開閉蓋３２ａを開き、チェンバー３２内、すなわちバリアフィルム２０を４０℃、９０％RHの外気の環境に曝し、水分センサ１０の電気容量が時間とともにどのように変化するかを測定する。
The method for measuring the water vapor barrier performance of the barrier film is performed as follows.
First, the
Next, the opening /
（測定例）
図４は、厚さ１００μｍのPENフィルムと、厚さ１２５μｍのPETフィルムについて、相対水分濃度βの時間変化を測定した結果を示すグラフである。横軸に経過時間、縦軸に相対水分濃度βを示す。
なお、相対水分濃度βは、被測定対象であるバリアフィルムの吸水率をγfilmとするとき、γfilmに対するバリアフィルムの末端（水分センサに接触する側の位置）におけるフィルムの含水率の割合と定義する。図４は、時間経過とともに変動する水分センサ１０の電気容量値を相対水分濃度βに換算して示したものである。
(Measurement example)
FIG. 4 is a graph showing the results of measuring the time variation of the relative water concentration β for a PEN film having a thickness of 100 μm and a PET film having a thickness of 125 μm. The horizontal axis represents elapsed time, and the vertical axis represents relative water concentration β.
The relative moisture concentration β is the ratio of the moisture content of the film at the end of the barrier film (position on the side in contact with the moisture sensor) with respect to γ film when the water absorption rate of the barrier film to be measured is γ film. Define. FIG. 4 shows the capacitance value of the
十分に薄膜化された水分センサであれば、被検査対象であるバリアフィルムの水分センサとの界面近傍における相対水分濃度βは、水分センサの相対水分濃度に一致すると考えられる。したがって、バリアフィルムの末端（水分センサとの界面）における相対水分濃度βは、水分センサの電気容量の増分から評価することができる。
すなわち、水分センサ内の水分濃度をｃwsensor、センサの吸水率をγsensor、水分センサの乾燥時の電気容量をＣ０、時刻ｔにおける水分センサの電気容量の増加分をΔＣ、１００％ＲＨ（相対湿度）に対する水分センサの電気容量の最大増加分をΔＣmaxとすると、次の、（１）、（２）式が得られる。
β＝ｃwsensor／(γsensor×ρsensor)＝(ΔＣ／Ｃ０)／(ΔＣmax／Ｃ０)・・・（１）
ｃwsensor＝(ΔＣ／ΔＣmax)×(γsensor×ρsensor)・・・（２）
ｃwsensorは水分センサの水分濃度の増加分、ρsensorはセンサの感湿層の単位体積（１立方メートル）当たりの質量をg換算した値である。
If the moisture sensor is sufficiently thin, the relative moisture concentration β in the vicinity of the interface of the barrier film to be inspected with the moisture sensor is considered to coincide with the relative moisture concentration of the moisture sensor. Therefore, the relative moisture concentration β at the end of the barrier film (interface with the moisture sensor) can be evaluated from the increase in the capacitance of the moisture sensor.
That is, the moisture concentration in the moisture sensor is c wsensor , the water absorption rate of the sensor is γ sensor , the capacitance of the moisture sensor is C 0 , the increase in capacitance of the moisture sensor at time t is ΔC, 100% RH ( When the maximum increase in the capacitance of the moisture sensor relative to (relative humidity) is ΔC max , the following equations (1) and (2) are obtained.
β = c wsensor / (γ sensor × ρ sensor ) = (ΔC / C 0 ) / (ΔC max / C 0 ) (1)
c wsensor = (ΔC / ΔC max ) × (γ sensor × ρ sensor ) (2)
c Wsensor the increment of water concentration moisture sensor, the [rho: sensor a value weight was g Conversion unit volume (one cubic meter) per moisture-sensitive layer of the sensor.
上記（２）式は、水分センサの電気容量をモニターすることにより、水分センサとの界面におけるバリアフィルムの相対水分濃度βを検知することができることを意味する。
水分センサは感湿膜の厚さが薄いほど電気容量の変化が大きくあらわれ、信号強度が高くなると同時に、センサが受け取る水分量の絶対量が小さくなり、より信頼性の高い計測が可能となる。市販の電気容量型の湿度センサの電気容量は高々１００pF程度であるのに対して、本実施形態において使用している水分センサの電気容量は１nF以上となる。これにより、本実施形態の水分センサによれば、βに換算して０．１％以下の変化まで確実に測定することが可能となる。
電子デバイスにおいて性能の劣化を生じさせるβの値はその用途や構成材料によって異なると考えられるが、β値が０％に近い領域での性能を正確に検知できることは、電子デバイスに用いる材料の開発等に有効な知見を与えることになる。
The above equation (2) means that the relative moisture concentration β of the barrier film at the interface with the moisture sensor can be detected by monitoring the capacitance of the moisture sensor.
In the moisture sensor, the smaller the thickness of the moisture sensitive film, the greater the change in capacitance, the higher the signal strength, and the smaller the absolute amount of moisture received by the sensor, the more reliable measurement becomes possible. The electric capacity of the commercially available electric capacity type humidity sensor is about 100 pF at most, whereas the electric capacity of the moisture sensor used in this embodiment is 1 nF or more. Thereby, according to the moisture sensor of this embodiment, it becomes possible to measure reliably up to a change of 0.1% or less in terms of β.
The value of β that causes performance degradation in electronic devices is thought to vary depending on the application and constituent materials, but the ability to accurately detect the performance in the region where the β value is close to 0% is the development of materials used in electronic devices. This will give effective knowledge to
図４に示すグラフは、測定装置の開閉蓋３２ａをあけた直後においては、水分センサの電気容量の変化、すなわち被測定対象であるバリアフィルムの相対水分濃度βはほぼゼロであり、時間経過とともに徐々にβが増加していき、やがて一定の傾きとなることを示す。グラフの一定の傾きで変化しているとみなせる領域について接線を引き、接線と横軸とが交わる時刻を水分到達時間ｔRと定義する。時刻ｔR以前においてβがほぼゼロとなるのは、この時刻までは水分子がまだフィルムの途中までしか浸透していないために水分センサにまで到達せず、時刻ｔR後にバリアフィルムを通過した水分センサに水分子が到達したと考えられる。
The graph shown in FIG. 4 shows that immediately after opening the open /
前述したように、水分センサは被測定対象であるバリアフィルムとの界面近傍におけるバリアフィルムの相対水分濃度βを検知する。図５（ａ）は、水分到達時間ｔR以前のフィルムの状態、図５（ｂ）は、ｔR以後のフィルムの状態を説明的に示す。図のように、水分到達時間ｔR以前においては、水分子はバリアフィルムの中途で止まっており、ｔR以後に水分子が水分センサ内にまで侵入すると考えられる。
この水分到達時間ｔRは、バリアフィルムの封止性能を評価する上で、きわめて重要なパラメータである。電子デバイスの特性劣化は、デバイス内に水分が侵入し、デバイス内部の電極あるいは素子が劣化することに起因することが多い。このような特性の劣化を評価する指標としては、デバイスの内部にまで水分が到達するまでの時間が重要な目安となる。
As described above, the moisture sensor detects the relative moisture concentration β of the barrier film in the vicinity of the interface with the barrier film to be measured. 5 (a) is a state of the water reaching time t R previous film, FIG. 5 (b), described to indicate the status of t R after the film. As shown in the figure, before the moisture arrival time t R , the water molecules are stopped in the middle of the barrier film, and it is considered that the water molecules enter the moisture sensor after t R.
The moisture arrival time t R is a very important parameter in evaluating the sealing performance of the barrier film. The deterioration of characteristics of an electronic device is often caused by the penetration of moisture into the device and the deterioration of electrodes or elements inside the device. As an index for evaluating such deterioration of characteristics, the time until moisture reaches the inside of the device is an important criterion.
図４のグラフの範囲からは外れるが、βがさらに大きくなると外気との濃度差が小さくなるためにβの傾きは徐々に緩やかになり、十分に時間が経過した時点においてはβは一定値に落ち着く。これは、バリアフィルムの全体に水分が浸透し、バリアフィルムの相対水分濃度が外気（恒温槽）と同じ値となるためである。バリアフィルムについての吸水率や樹脂封止型の半導体装置の耐湿性の評価においては、従来は、このような十分な時間が経過した飽和領域での重量を計測して、水蒸気バリア性能を評価している。 Although it deviates from the range of the graph of FIG. 4, when β further increases, the difference in concentration from the outside air decreases, so the slope of β gradually decreases, and β becomes a constant value when sufficient time has elapsed. Calm down. This is because moisture penetrates the entire barrier film, and the relative moisture concentration of the barrier film is the same value as that of the outside air (a constant temperature bath). In the evaluation of the water absorption rate of the barrier film and the moisture resistance of the resin-encapsulated semiconductor device, conventionally, the water vapor barrier performance is evaluated by measuring the weight in a saturated region where sufficient time has passed. ing.
これに対して、本実施形態における水蒸気バリア性能の評価方法は、従来のような飽和領域における評価ではなく、バリアフィルムの外気から最も離れた位置、すなわちデバイス内部における相対水分濃度の立ち上がりの変化を検知するものであり、このような検知方法によって、電子デバイスの特性劣化、バリアフィルムの水蒸気バリア性能を的確に評価することが可能となる。また、この方法によれば、バリアフィルムが飽和するまでの時間にわたって測定する必要がなく、より短時間でバリアフィルムの特性を評価することができる。 On the other hand, the evaluation method of the water vapor barrier performance in the present embodiment is not the evaluation in the saturation region as in the prior art, but the change in the rising of the relative moisture concentration in the position farthest from the outside air of the barrier film, that is, in the device. Such detection method makes it possible to accurately evaluate the characteristic deterioration of the electronic device and the water vapor barrier performance of the barrier film. Moreover, according to this method, it is not necessary to measure over the time until the barrier film is saturated, and the characteristics of the barrier film can be evaluated in a shorter time.
バリアフィルムの性能を評価する場合に、水蒸気透過率WVTRが用いられることが多い。上述した測定結果から水蒸気透過率WVTRを求めることも可能である。
水分センサが受ける単位面積あたりの透過水蒸気量Ｑwsensorは、相対水分濃度βに水分センサの厚さと吸水率、及びセンサの感湿層の単位体積当たりの質量をg換算した値を乗じた値となる。この透過水蒸気量Ｑwsensorの時間変化（ただし、時間の単位は[day]とする）が、水分センサが感じるみかけの水蒸気透過率となる。フィルムに浸透していく単位面積あたりの水分量は、この値にフィルムと水分センサの膜厚及び吸水率の比の積から得られる変換係数を乗じることで求められる。
When evaluating the performance of a barrier film, the water vapor transmission rate WVTR is often used. It is also possible to determine the water vapor transmission rate WVTR from the measurement results described above.
The permeated water vapor amount Q wsensor per unit area received by the moisture sensor is a value obtained by multiplying the relative moisture concentration β by the thickness and moisture absorption rate of the moisture sensor and the mass per unit volume of the moisture sensitive layer of the sensor converted to g. Become. The time change of the permeated water vapor amount Qwsensor (however, the unit of time is [day]) is the apparent water vapor transmission rate felt by the moisture sensor. The amount of moisture per unit area penetrating into the film is determined by multiplying this value by a conversion coefficient obtained from the product of the ratio of the film thickness to the moisture sensor and the water absorption rate.
すなわち、バリアフィルムの水蒸気透過率WVTRは、次の（３）、（４）式によって与えられる。
WVTR＝(Δβ／Δｔ)(dsensorγsensorρsensor)
×(dfilmγfilmρfilm／dsensorγsensorρsensor)[g/m2/day]・・・（３）
＝(Δβ／Δｔ)×ρfilm×ｄfilm×γfilm [g/m2/day]・・・（４）
γfilmはフィルムの吸水率、ｄfilmはフィルムの膜厚、γsensorはセンサの吸水率、ｄsensorはセンサの膜厚、ρfilmは封止に用いるフィルムの単位体積当たりの質量をg換算した値である。
（３）式において、×の前の項は時間の単位をdayとしたときに、単位時間あたりに１ｍ２あたりのセンサに含まれる水分量であり、×の後の項は水蒸気透過率への変換係数で同じΔβの変化に対してフィルム側ではどれだけの水を吸水したことに相当するか換算したものである。
That is, the water vapor transmission rate WVTR of the barrier film is given by the following equations (3) and (4).
WVTR = (Δβ / Δt) (d sensor γ sensor ρ sensor )
× (d film γ film ρ film / d sensor γ sensor ρ sensor ) [g / m 2 / day] (3)
= (Δβ / Δt) × ρ film × d film × γ film [g / m 2 / day] (4)
γ film is the water absorption rate of the film , d film is the film thickness, γ sensor is the water absorption rate of the sensor , d sensor is the film thickness of the sensor, and ρ film is the mass per unit volume of the film used for sealing in g Value.
In the formula (3), the term before x is the amount of water contained in the sensor per 1 m 2 per unit time when the unit of time is day, and the term after x is the water vapor transmission rate. In terms of the conversion coefficient, it is converted in terms of how much water is absorbed on the film side with respect to the same change in Δβ.
図４で得られた測定結果から（３）式を用いてPETとPENフィルムについて水蒸気透過率WVTRを求めると、PET：水蒸気透過率7.5 [g/m2/day]、PEN：水蒸気透過率1.2
[g/m2/day]が得られる。
モコン法やLyssy法によって測定されたPETフィルムと、PENフィルムの水蒸気透過率の公称値は、それぞれ６．９[g/m2/day]、１．２[g/m2/day]である。（３）式に用いたフィルムの吸水率のデータが有効数字１桁であったことから、１０％程度の相違は誤差範囲と考えてよく、（３）式を利用してバリアフィルムの水蒸気透過率を求める方法が有効であることを示している。すなわち、上述した相対水分濃度βの時間変化を測定する方法は、バリアフィルムの水蒸気透過率を評価する方法としても有効である。
When the water vapor transmission rate WVTR is determined for the PET and PEN films using the equation (3) from the measurement results obtained in FIG. 4, PET: water vapor transmission rate 7.5 [g / m 2 / day], PEN: water vapor transmission rate 1.2
[g / m 2 / day] is obtained.
A PET film measured by the MOCON method and Lyssy method, a nominal value of water vapor permeability of the PEN film is respectively 6.9 [g / m 2 /day],1.2[g/m 2 / day] . Since the film water absorption data used in equation (3) was a single significant figure, a difference of about 10% may be considered as an error range, and using equation (3), water vapor permeation through the barrier film This shows that the method for determining the rate is effective. That is, the above-described method for measuring the relative change in the relative water concentration β is also effective as a method for evaluating the water vapor transmission rate of the barrier film.
図６は、比較的良好な水蒸気バリア性能を示したPENフィルム（厚さ125μｍ）について、フィルムを１枚、２枚、３枚、４枚と貼り合わせたサンプルを作製し、各々のサンプルの相対水分能濃度βの時間変化を測定した結果を示す。この測定結果から、水分到達時間は、おおよそ膜厚の２乗に比例して長くなることがわかる。これは、水が拡散によりフィルムを浸透していくことによる。一方、相対水分濃度の時間変化率は膜厚の２乗に反比例し、水蒸気透過率は膜厚に反比例して小さくなっていく。これらの現象は拡散モデルによって解析することができる。図６中の破線は、樹脂封止性能評価にも用いられてきた従来の拡散モデルについて、フィルム末端の位置あるいはセンサの位置より先には水分が浸透できない場合におけるフィルム末端の位置の水分濃度を（１）式により相対水分濃度に変換し、センサ性能を加味した補正を加えたものである。このモデルによって実験結果がほぼ再現できている。 Fig. 6 shows samples of PEN films (thickness 125 µm) that showed relatively good water vapor barrier performance, with one, two, three, and four films bonded together. The result of having measured the time change of water capacity concentration (beta) is shown. From this measurement result, it can be seen that the moisture arrival time becomes longer in proportion to the square of the film thickness. This is because water penetrates the film by diffusion. On the other hand, the time change rate of the relative moisture concentration is inversely proportional to the square of the film thickness, and the water vapor transmission rate decreases in inverse proportion to the film thickness. These phenomena can be analyzed by a diffusion model. The broken line in FIG. 6 indicates the moisture concentration at the film end position when moisture cannot permeate prior to the film end position or sensor position in the conventional diffusion model that has also been used for the resin sealing performance evaluation. This is converted to a relative water concentration by the equation (1) and added with corrections taking sensor performance into account. This model almost reproduces the experimental results.
このモデルによれば、実験条件である４０℃、９０％RHにおけるフィルムの拡散係数と、膜厚、及びセンサの感度係数から相対水分濃度βを数値解析できるので、拡散係数のみが未知のパラメータとなり、数値を変えて測定値にカーブフィッティングすることによって、当該バリアフィルムの水の拡散係数を得ることができる。図６の測定値から、PENフィルムの水の拡散係数を求めると、約３×１０−１３[m2/sec]となる。
なお、水分到達時間は拡散係数に反比例し、同じ厚さのフィルムに対しては相対水分濃度の時間変化率と水蒸気透過率は共に、拡散係数に比例する。
According to this model, the relative moisture concentration β can be numerically analyzed from the film diffusion coefficient, film thickness, and sensor sensitivity coefficient under the experimental conditions of 40 ° C. and 90% RH, so only the diffusion coefficient becomes an unknown parameter. The water diffusion coefficient of the barrier film can be obtained by curve fitting to the measured value by changing the numerical value. When the water diffusion coefficient of the PEN film is obtained from the measured values of FIG. 6, it is about 3 × 10 −13 [m 2 / sec].
The moisture arrival time is inversely proportional to the diffusion coefficient, and for a film having the same thickness, both the time change rate of the relative moisture concentration and the water vapor transmission rate are both proportional to the diffusion coefficient.
図６によれば、500μｍ厚のPENフィルムであっても約半日で水分はセンサの位置まで到達し、125μｍ厚のフィルムでは、わずか１時間でセンサの位置に水分が到達することがわかる。
ここで、４０℃、９０％RHの条件下において、仮に、センサまでの水分到達時間が１年半、すなわち上記PENフィルムを１枚使用する場合の10000倍の封止性能を得ようとすると、上述した解析から以下の２つの方法が考えられる。
According to FIG. 6, it can be seen that even with a PEN film having a thickness of 500 μm, the water reaches the position of the sensor in about half a day, and with the film having a thickness of 125 μm, the water reaches the position of the sensor in only one hour.
Here, under conditions of 40 ° C. and 90% RH, if the moisture arrival time to the sensor is one and a half years, that is, trying to obtain a sealing performance 10,000 times that when using one PEN film, From the above analysis, the following two methods are conceivable.
一つは、厚さをPENフィルムと同一とし、実効的な水の拡散係数を10000分の１にする方法である。樹脂フィルム単独でこのような低い拡散係数を得ることは現状では困難であるので、酸化膜等の水の拡散係数の小さな膜をフィルム表面に被覆し、実効的な拡散係数を小さくする方法が有効である。 One is a method in which the thickness is the same as that of the PEN film and the effective water diffusion coefficient is reduced to 1 / 10,000. Since it is difficult to obtain such a low diffusion coefficient with a resin film alone, it is effective to cover the film surface with a film having a small water diffusion coefficient such as an oxide film to reduce the effective diffusion coefficient. It is.
他の一つは、PENフィルムの厚さを100倍とし、水の浸透に要する時間を10000（100の２乗）倍に長期化する方法である。実際のところ、125μｍの100倍の、厚さ12.5ｍｍのPENフィルムを使用することは、フレキシブル性を念頭に置く場合は無理であるが、拡散係数がPENフィルムの100分の１程度となる樹脂材料を使用すれば、バリアフィルムの厚さを１ｍｍ前後にすることが可能である。
このように、バリアフィルムについての相対水分濃度β、拡散係数についての知見は、実際の電子デバイスの信頼性を確保する上で、重要な要素となる。
The other is a method in which the thickness of the PEN film is increased by a factor of 100 and the time required for water penetration is increased by a factor of 10,000 (100 squared). In fact, it is impossible to use a PEN film with a thickness of 12.5mm, which is 100 times that of 125μm, in the case of keeping flexibility in mind, but a resin whose diffusion coefficient is about 1/100 that of a PEN film. If the material is used, it is possible to make the thickness of the barrier film around 1 mm.
Thus, the knowledge about the relative moisture concentration β and the diffusion coefficient of the barrier film is an important factor in securing the reliability of the actual electronic device.
上述したように、バリア性能が高いフィルム（樹脂材料）であるほど水分到達時間が長くなり、水分到達時間ｔR未満であれば、相対水分濃度の時間変化率は実質的にゼロかゼロに十分に近い。125μｍ厚のPENフィルムの水蒸気透過率は約１[g/m2/day]であり、その際の水分到達時間ｔRは約１時間である。
実際に電子デバイスを４０℃、９０％RHよりも過酷な状態に長時間曝す可能性があるかはともかく、仮に、その条件下において水分到達時間を15年に設定するとすると、フィルムのバリア性能は、125μｍ厚のPENフィルム単体の10万倍とする必要があり、その時の水蒸気透過率は１０−５[g/m2/day]相当となる。上記PENフィルムと同等の吸水率と厚さとを持つ均一なフィルムによってこの数値を得るには、そのフィルムの拡散係数を１０−１８[m2/sec]台にまで下げる必要がある。
このような拡散係数は、プラスチックフィルムのみでは困難であるが、ピンホールのないシリカやSiNx等の無機膜であれば、水の拡散係数が１０−２０[m2/sec]以下となり得ることから、これらの無機材料の膜を100ｎｍから１μｍの厚さに薄くコートすることにより相当する性能を実現することが可能である。
As described above, the film (resin material) with higher barrier performance has a longer moisture arrival time, and if it is less than the moisture arrival time t R , the time change rate of the relative moisture concentration is substantially zero or zero. Close to. The water vapor transmission rate of the 125 μm thick PEN film is about 1 [g / m 2 / day], and the water arrival time t R at that time is about 1 hour.
Regardless of whether or not the electronic device may actually be exposed to conditions severer than 40 ° C. and 90% RH for a long time, if the moisture arrival time is set to 15 years under these conditions, the barrier performance of the film will be The water vapor transmission rate at that time is equivalent to 10 −5 [g / m 2 / day]. In order to obtain this value with a uniform film having the same water absorption and thickness as the PEN film, it is necessary to reduce the diffusion coefficient of the film to 10 −18 [m 2 / sec].
Such a diffusion coefficient is difficult only with a plastic film, but if it is an inorganic film such as silica or SiNx without a pinhole, the diffusion coefficient of water can be 10 −20 [m 2 / sec] or less. Corresponding performance can be realized by thinly coating these inorganic material films to a thickness of 100 nm to 1 μm.
近年、無機−有機のハイブリッドフィルムを用いて、水蒸気透過率が１０−６[g/m2/day]を超えるバリアフィルムが報告されている。これらのフィルムについて水分到達時間を測定したとすると、水分到達時間の半分以下の計測時間では、いかなる測定装置を用いても水分を検出することはできず、測定結果は実質的に０[g/m2/day]となる筈である。計測時間を短縮する方法としては、環境温度を４０℃以上に設定して高速試験を行うことが考えられる。しかしながら、有機デバイスやフィルムについて測定する場合には、これらの材料の耐熱性を考慮する必要がある。これら以外の方法によって１０−５[g/m2/day]以下の数値が得られたとすると、それは横漏れやピンホールを介して侵入してきた水分、あるいはあらかじめフィルムに含まれていた水分による可能性が高い。 In recent years, a barrier film having a water vapor transmission rate exceeding 10 −6 [g / m 2 / day] using an inorganic-organic hybrid film has been reported. If the moisture arrival time is measured for these films, moisture cannot be detected with any measuring device at a measurement time less than half the moisture arrival time, and the measurement result is substantially 0 [g / m 2 / day]. As a method for shortening the measurement time, it is conceivable to perform a high-speed test by setting the environmental temperature to 40 ° C. or higher. However, when measuring organic devices and films, it is necessary to consider the heat resistance of these materials. If a value of 10 −5 [g / m 2 / day] or less is obtained by a method other than these, it may be due to moisture that has entered through a side leak or pinhole, or moisture previously contained in the film. High nature.
図７は、フィルムにピンホール等の欠陥や横漏れがあった場合にどのような測定結果になるかを示している。意図せぬピンホール等の欠陥や横漏れがあった場合は、ピンホール等の欠陥がない場合における水分到達時間に達する以前から水分の透過が観測され、計測の初期段階から水分の透過が観測されることになる。また、相対水分濃度の変化の傾きは欠陥の占める面積が小さなフィルムほど小さくなるので、相対水分濃度の変化の傾きからバリアフィルムの欠陥の比率を見積もることもできる。これによって、より被覆率の高いバリアフィルムの開発に利用することができる。
バリアフィルムの水蒸気バリア性能を評価する際には、フィルムに生じている意図しない漏れによる影響と、フィルム本来の水蒸気バリア性能を明確に分けて判断する必要がある。とくに、バリア性能が大きく進展してきているバリアフィルムの特性を評価する上ではこのような判断が重要となる。
FIG. 7 shows what measurement results are obtained when there are defects such as pinholes or lateral leakage in the film. If there are unintended defects such as pinholes or side leakage, moisture permeation is observed before reaching the moisture arrival time when there are no pinholes or other defects, and moisture permeation is observed from the initial stage of measurement. Will be. In addition, since the slope of the change in relative moisture concentration is smaller as the area occupied by defects is smaller, the defect ratio of the barrier film can be estimated from the slope of change in relative moisture concentration. Thereby, it can utilize for development of a barrier film with a higher coverage.
When evaluating the water vapor barrier performance of the barrier film, it is necessary to clearly determine the influence of unintentional leakage occurring in the film and the original water vapor barrier performance of the film. In particular, such judgment is important in evaluating the characteristics of a barrier film whose barrier performance has been greatly advanced.
本発明は、バリアフィルム自体、あるいはバリアフィルムを用いて封止して形成される電子デバイス、樹脂封止型の電子デバイスにおける封止樹脂の水蒸気バリア性能の評価に利用することができ、バリアフィルムの開発及び、薄膜太陽電池、有機EL素子等の電子デバイスの開発に利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for evaluation of the barrier film itself, or an electronic device formed by sealing with a barrier film, and evaluation of the water vapor barrier performance of a sealing resin in a resin-sealed electronic device. And development of electronic devices such as thin-film solar cells and organic EL elements.
５ 基板
１０ 水分センサ
１１ 感湿膜
１２ａ 第１の電極層
１２ｂ 第２の電極層
１３ 検知部
２０ バリアフィルム
３０ 恒温槽
３２ チェンバー
３２ａ 開閉蓋
３３ 真空ポンプ
３４ 乾燥空気供給部
３５ 操作部
３６ ホルダ
３７ 容量計
３８ 電圧変換機
３９ コンピュータ
４０ サンプル
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記基材の前記水分センサが形成された側の、前記水分センサの外面を、バリアフィルムにより被覆する工程と、
前記バリアフィルムを乾燥させた状態を初期状態とし、前記バリアフィルムの外面を外気に曝した時点からの前記水分センサの電気容量値の時間変化を測定する工程とを備え、
前記電気容量値の時間変化から得られる、前記バリアフィルムの前記水分センサとの界面近傍における相対水分濃度βの時間変化に基いてバリアフィルムのバリア特性を評価することを特徴とする水蒸気バリア性能の評価方法。 Forming a capacitance type moisture sensor in which a first electrode layer and a second electrode layer are provided on a substrate so as to sandwich a moisture sensitive film in a thickness direction;
Coating the outer surface of the moisture sensor on the side of the substrate on which the moisture sensor is formed with a barrier film;
A state of drying the barrier film as an initial state, and measuring the time change of the capacitance value of the moisture sensor from the time when the outer surface of the barrier film is exposed to the outside air,
Water vapor barrier performance characterized by evaluating the barrier property of the barrier film based on the time change of the relative moisture concentration β in the vicinity of the interface between the barrier film and the moisture sensor obtained from the time change of the capacitance value. Evaluation methods.
基材上に、感湿膜を厚さ方向に挟む配置に第１の電極層と第２の電極層とが設けられた電気容量型の水分センサを形成する工程と、
前記基材の前記水分センサが形成された側の、前記水分センサの外面を、バリアフィルムにより被覆する工程とを組み込み、
前記バリアフィルムを乾燥させた状態を初期状態とし、前記バリアフィルムの外面を外気に曝した時点からの前記水分センサの電気容量値の時間変化を測定し、
前記電気容量値の時間変化から得られる、前記バリアフィルムの前記水分センサとの界面近傍における相対水分濃度βの時間変化に基いて電子デバイスのバリア特性を評価することを特徴とする水蒸気バリア性能の評価方法。 In the manufacturing process of electronic devices,
Forming a capacitance type moisture sensor in which a first electrode layer and a second electrode layer are provided on a substrate so as to sandwich a moisture sensitive film in a thickness direction;
A step of coating the outer surface of the moisture sensor on the side where the moisture sensor is formed of the base material with a barrier film;
The state of drying the barrier film is an initial state, and the time change of the capacitance value of the moisture sensor from the time when the outer surface of the barrier film is exposed to the outside air is measured.
Water vapor barrier performance characterized by evaluating a barrier property of an electronic device based on a time change of a relative moisture concentration β in the vicinity of an interface between the barrier film and the moisture sensor, obtained from the time change of the capacitance value. Evaluation methods.
基材上に、感湿膜を厚さ方向に挟む配置に第１の電極層と第２の電極層とが設けられた電気容量型の水分センサを形成する工程と、
前記基材の前記水分センサが形成された側の、前記水分センサの外面を樹脂により封止する工程とを組み込み、
前記樹脂を乾燥させた状態を初期状態とし、前記樹脂の外面を外気に曝した時点からの前記水分センサの電気容量値の時間変化を測定し、
前記電気容量値の時間変化から得られる、前記樹脂の前記水分センサとの界面近傍における相対水分濃度βの時間変化に基いて電子デバイスのバリア特性を評価することを特徴とする水蒸気バリア性能の評価方法。 In the manufacturing process of electronic devices,
Forming a capacitance type moisture sensor in which a first electrode layer and a second electrode layer are provided on a substrate so as to sandwich a moisture sensitive film in a thickness direction;
A step of sealing the outer surface of the moisture sensor on the side of the substrate on which the moisture sensor is formed with a resin,
The initial state is a state where the resin is dried, and the time change of the capacitance value of the moisture sensor from the time when the outer surface of the resin is exposed to the outside air is measured.
Evaluation of water vapor barrier performance characterized by evaluating a barrier property of an electronic device based on a time change of a relative water concentration β in the vicinity of an interface between the resin and the moisture sensor obtained from a time change of the capacitance value Method.
In the manufacturing process of the electronic device, the first electrode layer, the second electrode layer, the moisture sensor, and the detection unit are electrically connected using a step of forming a conductor pattern of the electronic device. 4. The method for evaluating water vapor barrier performance according to claim 2, wherein wiring is formed.
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