JP2016066403A - フィルム状封止材、封止シートおよび電子デバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】水蒸気バリア性および接着性に優れたフィルム状封止材、封止シートおよび電子デバイスを提供する。【解決手段】被着体に対して接着性を示す第1および第2の接着性樹脂層11A,11Bと、第1の接着性樹脂層11Aと第2の接着性樹脂層11Bとの間に位置する水蒸気バリア性樹脂層12とを備えたフィルム状封止材1であって、水蒸気バリア性樹脂層12は、ゴム系樹脂を含有する。【選択図】図1
Description
本発明は、電子素子等を封止することのできるフィルム状封止材および封止シート、ならびにそれらによって電子素子が封止された電子デバイスに関するものである。
電子デバイス、例えば、液晶素子、発光ダイオード(LED素子)等を有する表示装置用モジュール、太陽電池セルを有する太陽電池モジュールなどにおいては、デバイス内部の電子素子に水分や酸素が浸入して悪影響が及ぼされることを防止するために、ガラス板や樹脂フィルムを使用して電子素子をカバーしている。
そして、ガラス板や樹脂フィルムと、電子素子とを複合する際には、電子素子を封止するフィルム状の封止材が用いられる。封止材としては、例えば特許文献1,2等に示されるように、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)や、ポリビニルブチラール(PVB)が主に使用される。
上記の樹脂以外にも、例えば、特許文献3には、エチレン−メタクリル酸共重合体(EMAA)が使用できることが開示されており、特許文献4には、アイオノマー樹脂が使用できることが開示されており、特許文献5には、脂環式構造含有重合体が使用できることが開示されている。また、特許文献6には、低密度ポリエチレン樹脂または直鎖状低密度ポリエチレン樹脂からなる中間層と、その両面に接着剤層を有する三層構造の太陽電池用充填材シートが開示されている。特許文献6に記載の三層構造の太陽電池用充填材シートは、従来の単層のシートに比べ、熱収縮を防ぎ、かつ接着性に優れるものである。
しかしながら、近年注目されている有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)素子を有する表示装置用モジュールや、電子ペーパー、有機薄膜太陽電池等の電子デバイスにおいては、より高い水蒸気バリア性および接着性を有する封止材が求められており、従来の封止材では、依然として水蒸気バリア性は不十分である。また、従来の封止材は、ガラス板や樹脂フィルムに対する接着性が不十分であるため、ガラス板や樹脂フィルムと封止材との間に水蒸気が浸入したり、ガラス板や樹脂フィルムが剥離したりすることにより、電子素子に悪影響が及んでしまうことが懸念される。
本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、水蒸気バリア性および接着性に優れたフィルム状封止材、封止シートおよび電子デバイスを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、第1に本発明は、被着体に対して接着性を示す第1および第2の接着性樹脂層と、前記第1の接着性樹脂層と前記第2の接着性樹脂層との間に位置する水蒸気バリア性樹脂層とを備えたフィルム状封止材であって、前記水蒸気バリア性樹脂層は、ゴム系樹脂を含有することを特徴とするフィルム状封止材を提供する(発明1)。
上記発明(発明1)に係るフィルム状封止材は、第1の接着性樹脂層と第2の接着性樹脂層との間にゴム系樹脂を含有する水蒸気バリア性樹脂層を備えることにより、水蒸気バリア性および接着性に優れる。
上記発明(発明1)において、前記ゴム系樹脂は、ポリイソブチレン系樹脂であることが好ましい(発明2)。
上記発明(発明1,2)において、前記第1および第2の接着性樹脂層は、酸変性ポリオレフィン系樹脂およびシラン変性ポリオレフィン系樹脂の少なくとも1種を含むことが好ましい(発明3)。
上記発明(発明1〜3)において、前記水蒸気バリア性樹脂層の厚さの割合は、前記フィルム状封止材の厚さの10〜99%であることが好ましい(発明4)。
上記発明(発明1〜4)において、前記第1および第2の接着性樹脂層は、前記水蒸気バリア性樹脂層に直接積層されており、それらの3層構造からなることが好ましい(発明5)。
第2に本発明は、前記フィルム状封止材(発明1〜5)と、前記フィルム状封止材の片面に積層されたガスバリアフィルムとを備えたことを特徴とする封止シートを提供する(発明6)。
第3に本発明は、前記フィルム状封止材(発明1〜5)によって封止されたことを特徴とする電子デバイスを提供する(発明7)。
第4に本発明は、前記封止シート(発明6)によって封止されたことを特徴とする電子デバイスを提供する(発明8)。
本発明に係るフィルム状封止材は、第1の接着性樹脂層と第2の接着性樹脂層との間にゴム系樹脂を含有する水蒸気バリア性樹脂層を備えることにより、水蒸気バリア性および接着性に優れる。
以下、本発明の実施形態について説明する。
〔フィルム状封止材〕
図1に示すように、本実施形態に係るフィルム状封止材1は、第1および第2の接着性樹脂層11A,11Bと、第1の接着性樹脂層11Aと第2の接着性樹脂層11Bとの間に位置する水蒸気バリア性樹脂層12とを備える。なお、本実施形態では、第1および第2の接着性樹脂層11A,11Bは、水蒸気バリア性樹脂層12に直接積層されており、本実施形態に係るフィルム状封止材1は、それらの3層構造からなるが、本発明はこれに限定されるものではない。
〔フィルム状封止材〕
図1に示すように、本実施形態に係るフィルム状封止材1は、第1および第2の接着性樹脂層11A,11Bと、第1の接着性樹脂層11Aと第2の接着性樹脂層11Bとの間に位置する水蒸気バリア性樹脂層12とを備える。なお、本実施形態では、第1および第2の接着性樹脂層11A,11Bは、水蒸気バリア性樹脂層12に直接積層されており、本実施形態に係るフィルム状封止材1は、それらの3層構造からなるが、本発明はこれに限定されるものではない。
(1)接着性樹脂層
第1の接着性樹脂層11Aおよび第2の接着性樹脂層11Bは、被着体に対して接着性を示す層であり、本実施形態では、フィルム状封止材1の両面の最外層に設けられている。
第1の接着性樹脂層11Aおよび第2の接着性樹脂層11Bは、被着体に対して接着性を示す層であり、本実施形態では、フィルム状封止材1の両面の最外層に設けられている。
第1および第2の接着性樹脂層11A,11Bを構成する樹脂としては、被着体に対して接着性を示すものであれば特に限定されず、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エネルギー線硬化型樹脂などが挙げられる。これらの中でも、水蒸気バリア性樹脂層12との密着性が優れるという点から、第1および第2の接着性樹脂層11A,11Bは、熱可塑性樹脂を含むことが好ましい。
熱可塑性樹脂としては、例えば、酸変性ポリオレフィン系樹脂、シラン変性ポリオレフィン系樹脂、アイオノマー、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステルウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、アミド系樹脂、スチレン系樹脂等が挙げられる。これらは、1種を単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。なお、本明細書において、(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸およびメタクリル酸の両方を意味する。他の類似用語も同様である。
中でも、第1および第2の接着性樹脂層11A,11Bは、酸変性ポリオレフィン系樹脂およびシラン変性ポリオレフィン系樹脂の少なくとも1種を含有することが好ましい。酸変性ポリオレフィン系樹脂およびシラン変性ポリオレフィン系樹脂は、ガラス板や樹脂フィルム、あるいは樹脂フィルムに有機または無機の機能性層を形成したフィルム等に対して高い接着力を示す。したがって、かかる樹脂を含有する第1および第2の接着性樹脂層11A,11Bを有するフィルム状封止材1は、ガラス板や樹脂フィルム等の被着体に対する接着性に優れるとともに、第1および第2の接着性樹脂層11A,11Bと水蒸気バリア性樹脂層12との密着性にも優れたものとなっている。
酸変性ポリオレフィン系樹脂とは、酸でグラフト変性したポリオレフィン系樹脂を意味し、例えば、ポリオレフィン系樹脂に不飽和カルボン酸を反応させ、カルボキシル基を導入(グラフト変性)したものが挙げられる。なお、本明細書において、不飽和カルボン酸とは、カルボン酸無水物の概念を含み、カルボキシル基とは、無水カルボキシル基の概念を含むものである。
上記ポリオレフィン系樹脂とは、重合体を構成するモノマー成分としてオレフィンを含む重合体(共重合体の概念を含む)をいい、モノマー成分がオレフィンのみからなる重合体であってもよいし、モノマー成分としてオレフィンおよび他のモノマーを含む重合体(共重合体)であってもよい。
上記オレフィンとしては、炭素数2〜8のα−オレフィンが好ましく、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン、1−ヘキセン、スチレン等が挙げられる。中でもエチレンおよびプロピレンが好ましく、特にエチレンが好ましい。上記他のモノマーとしては、本実施形態に係るフィルム状封止材1の目的を阻害しない限り特に限定されず、例えば、酢酸ビニル、(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。
上記ポリオレフィン系樹脂としては、具体的には、超低密度ポリエチレン(VLDPE,密度:880kg/m3以上、910kg/m3未満)、低密度ポリエチレン(LDPE,密度:910kg/m3以上、915kg/m3未満)、中密度ポリエチレン(MDPE,密度:915kg/m3以上、942kg/m3未満)、高密度ポリエチレン(HDPE,密度:942kg/m3以上)、直鎖状低密度ポリエチレン等のポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂(PP)、エチレン−プロピレン共重合体、オレフィン系エラストマー(TPO)、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体などが挙げられる。これらは、1種を単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。上記の中でも、超低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン等のポリエチレン樹脂が好ましく、特に超低密度ポリエチレンが好ましい。
上記ポリオレフィン系樹脂に反応させる不飽和カルボン酸としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、グルタコン酸、テトラヒドロフタル酸、アコニット酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水グルタコン酸、無水シトラコン酸、無水アコニット酸、ノルボルネンジカルボン酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物等が挙げられる。これらは、1種を単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。上記の中でも、特に接着力に優れる無水マレイン酸が好ましい。
上記酸変性ポリオレフィン系樹脂としては、無水マレイン酸変性ポリオレフィン系樹脂が好ましく、特に無水マレイン酸変性ポリエチレン樹脂が好ましい。
ポリオレフィン系樹脂に反応させる不飽和カルボン酸の量としては、ポリオレフィン系樹脂100質量部に対して、0.1〜5質量部であることが好ましく、特に0.2〜3質量部であることが好ましく、さらには0.2〜1.0質量部であることが好ましい。反応させる不飽和カルボン酸の量が上記の範囲にあることで、得られる酸変性ポリオレフィン系樹脂は、接着力に優れる。
酸変性ポリオレフィン系樹脂は、ビカット軟化点が90℃以下であることが好ましく、特に30〜70℃であることが好ましく、さらには30〜60℃であることが好ましい。ビカット軟化点が上記範囲であると、室温においては接着性が発現しないため、フィルム状封止材1の取扱性に優れ、また、比較的短時間での熱圧着で接着が可能となるため、有機EL素子を有する表示装置用モジュールや、電子ペーパー、有機薄膜太陽電池等の電子デバイスを効率よく製造することが出来る。なお、ビカット軟化点は、ASTM D1525に基づいて測定した値とする。
酸変性ポリオレフィン系樹脂は、190℃、荷重20.2Nにおけるメルトフローレート(MFR)が、0.5〜30g/10分であることが好ましく、特に1〜15g/10分であることが好ましく、さらには2〜10g/10分であることが好ましい。第1および第2の接着性樹脂層11A,11Bを押出成形により形成する場合、MFRが0.5g/10分未満であると、押出成形が困難となるおそれがあり、MFRが30g/10分を超えると、押出成形により製膜した際に、厚み精度が低下するおそれがある。なお、本明細書におけるMFRは、ASTMD1238に基づいて測定した値とする。
酸変性ポリオレフィン系樹脂は、市販品を用いることもできる。市販品としては、例えば、アドマー(登録商標)(三井化学社製)、BondyRam(Polyram社製)、orevac(登録商標)(ARKEMA社製)、モディック(登録商標)(三菱化学社製)等が挙げられる。
シラン変性ポリオレフィン系樹脂とは、ポリオレフィン系樹脂に不飽和シラン化合物を反応させることにより、ポリオレフィン系樹脂をグラフト変性したものである。シラン変性ポリオレフィン系樹脂は、特に被着体がガラス板の場合に強固に接着することができる。
シラン変性ポリオレフィン系樹脂のポリオレフィン系樹脂としては、前述の酸変性ポリオレフィン系樹脂で例示したポリオレフィン系樹脂が挙げられる。
シラン変性ポリオレフィン系樹脂は、シラン変性ポリエチレン樹脂およびシラン変性エチレン−酢酸ビニル共重合体が好ましく、特に、シラン変性低密度ポリエチレン、シラン変性超低密度ポリエチレン、シラン変性直鎖状低密度ポリエチレン等のシラン変性ポリエチレン樹脂が好ましい。
上記ポリオレフィン系樹脂に反応させる不飽和シラン化合物としては、ビニルシラン化合物が好ましく、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリプロポキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、ビニルトリペンチロキシシラン、ビニルトリフェノキシシラン、ビニルトリベンジルオキシシラン、ビニルトリメチレンジオキシシラン、ビニルトリエチレンジオキシシラン、ビニルプロピオニルオキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリカルボキシシラン等が挙げられる。これらは、1種を単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。
ポリオレフィン系樹脂に反応させる不飽和シラン化合物の量としては、ポリオレフィン系樹脂100質量部に対して、0.1〜10質量部であることが好ましく、特に0.3〜0.7質量部であることが好ましく、さらには0.5〜5質量部であることが好ましい。反応させる不飽和シラン化合物の量が上記の範囲にあることで、得られるシラン変性ポリオレフィン系樹脂は、接着力に優れる。
シラン変性ポリオレフィン系樹脂は、190℃、荷重20.2Nにおけるメルトフローレート(MFR)が、0.5〜30g/10分であることが好ましく、特に0.5〜15g/10分であることが好ましく、さらには0.5〜10g/10分であることが好ましい。第1および第2の接着性樹脂層11A,11Bを押出成形により形成する場合、MFRが0.5g/10分未満であると、押出成形が困難となるおそれがあり、MFRが30g/10分を超えると、押出成形により製膜した際に、厚み精度が低下するおそれがある。
シラン変性ポリオレフィン系樹脂は、市販品を用いることもできる。市販品としては、例えば、リンクロン(登録商標)(三菱化学社製)等が挙げられ、中でも、低密度ポリエチレン系のリンクロン、直鎖状低密度ポリエチレン系のリンクロン、超低密度ポリエチレン系のリンクロン、およびエチレン−酢酸ビニル共重合体系のリンクロンを好ましく使用することができる。
第1および第2の接着性樹脂層11A,11Bは、酸変性ポリオレフィン系樹脂および/またはシラン変性ポリオレフィン系樹脂を50質量%以上含有することが好ましく、特に70質量%以上含有することが好ましい。
なお、第1および第2の接着性樹脂層11A,11Bは、上記樹脂以外に、所望により、例えば粘着付与剤、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、帯電防止剤、顔料、難燃剤、可塑剤、滑剤、ブロッキング防止剤、シランカップリング剤等の各種添加剤等を含有してもよい。
第1および第2の接着性樹脂層11A,11Bの厚さ(1層)は、それぞれ1〜100μmであることが好ましく、特に3〜80μmであることが好ましく、さらには5〜50μmであることが好ましい。第1および第2の接着性樹脂層11A,11Bの厚さが1μm未満であると、所望の接着性が得られないおそれがある。一方、第1および第2の接着性樹脂層11A,11Bの厚さが100μmを超えると、フィルム状封止材1の厚さが厚くなり過ぎ、透過率やハンドリング性が低下するおそれがある。
なお、第1および第2の接着性樹脂層11A,11Bの材料、厚さ等は、それぞれ同じであってもよいし、異なっていてもよい。
(2)水蒸気バリア性樹脂層
水蒸気バリア性樹脂層12は、フィルム状封止材1において水蒸気が透過することを防止・抑制するための層である。水蒸気バリア性樹脂層12は、単層であってもよく、複数層であってもよい。
水蒸気バリア性樹脂層12は、フィルム状封止材1において水蒸気が透過することを防止・抑制するための層である。水蒸気バリア性樹脂層12は、単層であってもよく、複数層であってもよい。
本実施形態における水蒸気バリア性樹脂層12は、ゴム系樹脂を含有する。これにより、水蒸気バリア性樹脂層12は、第1および第2の接着性樹脂層11A,11Bよりも水蒸気バリア性に優れたものとなり、当該水蒸気バリア性樹脂層12を有するフィルム状封止材1も、水蒸気バリア性に優れたものとなる。また、本実施形態に係るフィルム状封止材1では、水蒸気バリア性樹脂層12の両面に、前述した第1および第2の接着性樹脂層11A,11Bを積層することにより、被着体に対する接着性にも優れたものとなっている。
ゴム系樹脂としては、例えば、天然ゴム、天然ゴムに(メタ)アクリル酸アルキルエステル、スチレンおよび(メタ)アクリロニトリルから選ばれる1種又は2種以上の単量体をグラフト重合させた変性天然ゴム、ポリイソブチレン系樹脂、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体(SBR)、スチレン−イソプレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエンの共重合体(ニトリルゴム)、メタクリル酸メチル−ブタジエン共重合体、ウレタンゴム、スチレン−1,3−ブタジエン−スチレンブロック共重合体(SBS)、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体(SIS)、エチレン−プロピレン−非共役ジエン三元共重合体等が挙げられる。これらのゴム系化合物は1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、ゴム系樹脂としては、ポリイソブチレン系樹脂を含むものが好ましい。
ポリイソブチレン系樹脂は、モノマー成分としてイソブチレンを含む重合体(共重合体の概念を含む)をいい、モノマー成分がイソブチレンのみからなる単独重合体であってもよいし、モノマー成分としてイソブチレンと他のモノマーを重合して得られる共重合体であってもよい。ポリイソブチレン系樹脂は、一部を臭素化又は塩素化したハロゲン化ポリイソブチレン系樹脂であってもよく、一部を水酸基、カルボキシル基等の官能基で置換したものであってもよい。
上記他のモノマーとしては、例えば、イソプレン、n−ブテン、ブタジエン、イソプレン、スチレン等が挙げられる。他のモノマーは単独で又は2種以上を併用して用いてもよい。なお、ポリイソブチレン系樹脂が共重合体である場合は、原料モノマー中、イソブチレンは主成分として最大量のモノマーである。
上記の中でも、ポリイソブチレン系樹脂は、水蒸気バリア性に優れるという点から、モノマー成分がイソブチレンのみからなる単独重合体、モノマー成分としてイソブチレンとイソプレンとを重合して得られるイソブチレン−イソプレン共重合体であることが好ましい。
水蒸気バリア性樹脂層12に用いるゴム系樹脂の数平均分子量は、通常10万〜500万、好ましくは15万〜400万、より好ましくは20万〜300万である。
ゴム系樹脂は、市販品を用いることもできる。市販品としては、例えば、ExxonButyl(日本ブチル社製)、Vistanex(Exxon Chemical Co.製)、Hycar(登録商標)(Goodrich社製)、Oppanol(登録商標)(BASF社製)、エポール(登録商標)(出光興産社製)等が挙げられる。
水蒸気バリア性樹脂層12は、ゴム系樹脂以外に、他の樹脂成分を含有してもよい。他の樹脂成分としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−αオレフィン共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体等のオレフィン系樹脂(ただし、ゴム系樹脂を除く。)、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステルウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、アミド系樹脂、スチレン系樹脂、シラン系樹脂などが挙げられる。
水蒸気バリア性樹脂層12は、ゴム系樹脂のみからなる(ゴム系樹脂を100質量%含有する)ことが好ましいが、上記の他の樹脂成分を含む場合、水蒸気バリア性樹脂層12は、ゴム系樹脂を50質量%以上含有することが好ましく、特に60質量%以上含有することが好ましい。
水蒸気バリア性樹脂層12は、上記ゴム系樹脂以外に、所望により、粘着付与剤、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、帯電防止剤、顔料、難燃剤、可塑剤、滑剤、ブロッキング防止剤、シランカップリング剤等の各種添加剤等を含有してもよい。また、ゴム系樹脂または他の樹脂を架橋させる目的で、架橋剤が添加されてもよい。
水蒸気バリア性樹脂層12の厚さは、5〜300μmであることが好ましく、特に10〜200μmであることが好ましく、さらには15〜100μmであることが好ましい。水蒸気バリア性樹脂層12の厚さが5μm未満であると、所望の水蒸気バリア性が得られないおそれがある。一方、水蒸気バリア性樹脂層12の厚さが300μmを超えると、フィルム状封止材1の厚さが厚くなり過ぎ、透過率やハンドリング性が低下するおそれがある。
また、フィルム状封止材1の厚さに対する水蒸気バリア性樹脂層12の厚さの割合は、10〜99%であることが好ましく、30〜95%であることがより好ましく、40〜90%であることが特に好ましく、50〜80%であることがさらに好ましい。なお、フィルム状封止材1の厚さについては、後述する。水蒸気バリア性樹脂層12の厚さの割合が10%未満であると、所望の水蒸気バリア性が得られないおそれがある。一方、水蒸気バリア性樹脂層12の厚さの割合が99%を超えると、第1および第2の接着性樹脂層11A,11Bが薄くなりすぎて、所望の接着性が得られないおそれがある。
(3)フィルム状封止材の物性等
フィルム状封止材1の厚さは、7〜500μmであることが好ましく、特に15〜400μmであることが好ましく、さらには20〜200μmであることが好ましい。フィルム状封止材1の厚さが7μm未満であると、所望の水蒸気バリア性および/または接着性が得られないおそれがある。一方、フィルム状封止材1の厚さが500μmを超えると、フィルム状封止材1の厚さが不要に厚くなり、例えば電子デバイスに使用したときに、電子デバイスの厚さが厚くなり過ぎ、透過率やハンドリング性が低下するおそれがある。
フィルム状封止材1の厚さは、7〜500μmであることが好ましく、特に15〜400μmであることが好ましく、さらには20〜200μmであることが好ましい。フィルム状封止材1の厚さが7μm未満であると、所望の水蒸気バリア性および/または接着性が得られないおそれがある。一方、フィルム状封止材1の厚さが500μmを超えると、フィルム状封止材1の厚さが不要に厚くなり、例えば電子デバイスに使用したときに、電子デバイスの厚さが厚くなり過ぎ、透過率やハンドリング性が低下するおそれがある。
フィルム状封止材1は、当該フィルム状封止材1の厚みを50μmとしたときに、温度40℃、相対湿度90%RHの環境下における水蒸気透過率が、10g/m2・day以下であることが好ましく、特に7g/m2・day以下であることが好ましく、さらには4g/m2・day以下であることが好ましい。フィルム状封止材1の水蒸気透過率が10g/m2・day以下であると、外部からの水蒸気が、当該フィルム状封止材1で効果的にブロックされて、封止対象物に到達することが防止・抑制され、封止対象物が水分の悪影響を受け難くなる。本実施形態に係るフィルム状封止材1では、上記ゴム系樹脂を含有する水蒸気バリア性樹脂層12を備えることにより、上記のような水蒸気透過率を達成することができる。なお、水蒸気透過率の値は、フィルム状封止材1の厚みから換算して求めることができる。例えば、厚みがAμmで、水蒸気透過率がBg/(m2・day)のフィルム状封止材の場合、厚みが50μmのときの水蒸気透過率は、B×A/50という式に当てはめて換算して求めることができる。
フィルム状封止材1は、第1の接着性樹脂層11Aまたは第2の接着性樹脂層11Bのいずれか一方の面をガラス板に120℃で貼り合わせた際の接着力が、3N/25mm以上であることが好ましく、5N/25mm以上であることがさらに好ましく、特に10N/25mm以上であることが好ましい。接着力が3N/25mm以上であることで、封止対象物を確実に封止し、ガラス板やガスバリアフィルム等の被着体との間で、浮きや剥がれ等が発生することを防止することができる。なお、接着力の測定方法は、後述する試験例に示す通りである。本実施形態に係るフィルム状封止材1は、上記シラン変性ポリオレフィン系樹脂を含有する第1および第2の接着性樹脂層11A,11Bを備えることにより、上記のような接着力を達成することができる。
(4)フィルム状封止材の製造方法
フィルム状封止材1は、常法によって製造することができる。例えば、第1の接着性樹脂層11Aと、水蒸気バリア性樹脂層12と、第2の接着性樹脂層11Bとを、その順で積層されるように共押出成形する方法、第1の接着性樹脂層11Aとしての単層のフィルム(第1の接着性樹脂フィルム)および第2の接着性樹脂層11Bとしての単層のフィルム(第2の接着性樹脂フィルム)をそれぞれ用意し、第1の接着性樹脂フィルムに水蒸気バリア性樹脂層12を形成した後、当該水蒸気バリア性樹脂層12に第2の接着性樹脂フィルムを積層する方法、水蒸気バリア性樹脂層12としての単層のフィルム(水蒸気バリア性樹脂フィルム)を用意し、その水蒸気バリア性樹脂フィルムの両面に、第1および第2の接着性樹脂層11A,11Bを形成する方法、第1の接着性樹脂フィルムと、水蒸気バリア性樹脂フィルムと、第2の接着性樹脂フィルムとを用意し、それら3枚の樹脂フィルムをその順で重ねて積層する方法などの方法によって、フィルム状封止材1を製造することができる。また、剥離シート上に、第1および第2の接着性樹脂層11A,11Bを形成し、第1および第2の接着性樹脂層11A,11B付きの剥離シートをそれぞれ用意し、あらかじめ用意した水蒸気バリア性樹脂フィルムの両面に、第1および第2の接着性樹脂層11A,11B付きの剥離シートを積層する方法によって、フィルム状封止材1を製造することもできる。
フィルム状封止材1は、常法によって製造することができる。例えば、第1の接着性樹脂層11Aと、水蒸気バリア性樹脂層12と、第2の接着性樹脂層11Bとを、その順で積層されるように共押出成形する方法、第1の接着性樹脂層11Aとしての単層のフィルム(第1の接着性樹脂フィルム)および第2の接着性樹脂層11Bとしての単層のフィルム(第2の接着性樹脂フィルム)をそれぞれ用意し、第1の接着性樹脂フィルムに水蒸気バリア性樹脂層12を形成した後、当該水蒸気バリア性樹脂層12に第2の接着性樹脂フィルムを積層する方法、水蒸気バリア性樹脂層12としての単層のフィルム(水蒸気バリア性樹脂フィルム)を用意し、その水蒸気バリア性樹脂フィルムの両面に、第1および第2の接着性樹脂層11A,11Bを形成する方法、第1の接着性樹脂フィルムと、水蒸気バリア性樹脂フィルムと、第2の接着性樹脂フィルムとを用意し、それら3枚の樹脂フィルムをその順で重ねて積層する方法などの方法によって、フィルム状封止材1を製造することができる。また、剥離シート上に、第1および第2の接着性樹脂層11A,11Bを形成し、第1および第2の接着性樹脂層11A,11B付きの剥離シートをそれぞれ用意し、あらかじめ用意した水蒸気バリア性樹脂フィルムの両面に、第1および第2の接着性樹脂層11A,11B付きの剥離シートを積層する方法によって、フィルム状封止材1を製造することもできる。
なお、第1および第2の接着性樹脂層11A,11Bとしての単層のフィルム(第1の接着性樹脂フィルム,第2の接着性樹脂フィルム)、水蒸気バリア性樹脂層12としての単層のフィルム(水蒸気バリア性樹脂フィルム)を形成する方法としては、特に限定されず、溶融押出法、カレンダー法、乾式法、溶液法などが例示される。溶液法の場合には、上述した各層を構成する樹脂を有機溶剤に溶解した溶液を、公知の塗布方法により塗布し、得られた塗膜を適宜乾燥することで各層を形成すればよい。
第1および第2の接着性樹脂層11A,11B(第1の接着性樹脂フィルム,第2の接着性樹脂フィルム)と水蒸気バリア性樹脂層12(水蒸気バリア性樹脂フィルム)とを積層する際には、加熱しながら積層することが好ましい。加熱温度は、第1および第2の接着性樹脂層11A,11B(第1の接着性樹脂フィルム,第2の接着性樹脂フィルム)が軟化する温度以上であることが好ましい。
(5)フィルム状封止材の用途
本実施形態に係るフィルム状封止材1は、水蒸気バリア性および接着性に優れるため、種々のものの封止に使用することができ、特に電子デバイスにおける電子素子の封止に好適に使用することができる。具体的には、液晶素子、発光ダイオード(LED素子)、有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)素子等を有する表示装置用モジュール、電子ペーパー、太陽電池モジュールなどが挙げられる。中でも、有機EL素子を有する表示装置用モジュール(有機ELモジュール)や電子ペーパーにおいては、高い水蒸気バリア性および接着性が求められているため、本実施形態に係るフィルム状封止材1を好適に使用することができる。なお、本実施形態に係るフィルム状封止材1を用いて電子素子を封止する方法については、後述の電子デバイスの項で説明する。
本実施形態に係るフィルム状封止材1は、水蒸気バリア性および接着性に優れるため、種々のものの封止に使用することができ、特に電子デバイスにおける電子素子の封止に好適に使用することができる。具体的には、液晶素子、発光ダイオード(LED素子)、有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)素子等を有する表示装置用モジュール、電子ペーパー、太陽電池モジュールなどが挙げられる。中でも、有機EL素子を有する表示装置用モジュール(有機ELモジュール)や電子ペーパーにおいては、高い水蒸気バリア性および接着性が求められているため、本実施形態に係るフィルム状封止材1を好適に使用することができる。なお、本実施形態に係るフィルム状封止材1を用いて電子素子を封止する方法については、後述の電子デバイスの項で説明する。
〔封止シート〕
図2に示すように、本実施形態に係る封止シート2は、前述したフィルム状封止材1と、フィルム状封止材1の片面に積層されたガスバリアフィルム21とを備える。
図2に示すように、本実施形態に係る封止シート2は、前述したフィルム状封止材1と、フィルム状封止材1の片面に積層されたガスバリアフィルム21とを備える。
ガスバリアフィルム21は、水蒸気、酸素等のガスを透過させ難い特性を有するフィルムである。また、封止シート2を、表示装置用モジュール、電子ペーパー、太陽電池モジュール、後述のトップエミッション型の電子デバイスなどの透明性が必要とされる用途に用いる場合は、ガスバリアフィルム21は透明である必要がある。ガスバリアフィルム21としては、基材フィルムとガスバリア層との積層体が好ましい。このようなガスバリアフィルム21としては、例えば、基材フィルムの片面または両面に、直接またはその他の層を介してガスバリア層を形成したもの、基材フィルムの中間にガスバリア層を設けたものなどを使用することができる。
基材フィルムとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリメタクリル酸メチル等のアクリル系樹脂、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリメチルペンテン、エチレン酢酸ビニル共重合体、ABS樹脂、アイオノマー樹脂などの樹脂からなるフィルム、またはそれらの積層フィルム等が挙げられる。それらの中でも、強度の観点から、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレートなどからなるフィルムが好ましい。基材フィルムは、延伸フィルムであってもよいし、無延伸フィルムであってもよい。また、基材フィルムは、紫外線吸収剤等の各種添加剤を含んだものであってもよい。
基材フィルムの厚さは、1〜500μmであることが好ましく、特に5〜300μmであることが好ましく、さらには10〜100μmであることが好ましい。
ガスバリア層は、基材フィルムにガスバリア性を付与することを目的として積層される。ガスバリア層の材料としては、ガスバリアフィルム21のガスバリア性を所望のレベルにすることができるものであれば、特に限定されることはない。ガスバリア層の材料としては、例えば、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化スズ等の無機酸化物、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の無機窒化物、酸化窒化ケイ素等の無機酸化窒化物等、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、スズ等の金属などが挙げられる。これらは、1種を単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。また、ガスバリア層は、ポリシラザン化合物、ポリカルボシラン化合物、ポリシラン化合物、ポリオルガノシロキサン化合物、テトラオルガノシラン化合物等のケイ素化合物を含む層にプラズマイオン注入して得られる層であってもよい。
ガスバリア層の厚さは、1nm〜10μmであることが好ましく、10〜1000nmであることがより好ましく、20〜500nmであることが特に好ましく、50〜200nmであることがさらに好ましい。
ガスバリア層は、単層であってもよく、複数層であってもよいが、より高いガスバリア性が得られるという観点から、ガスバリア層は複数層であることが好ましい。
ガスバリア層を形成する方法は、使用する材料に応じて適宜選択すればよい。例えば、上記ガスバリア層の材料を、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱CVD法、プラズマCVD法等により基材フィルム上に形成する方法、あるいは上記ガスバリア層の材料を有機溶剤に溶解した溶液を、基材フィルムに塗布する方法などが挙げられる。プラズマイオン注入にて注入されるイオンとしては、例えば、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン等の希ガス、フルオロカーボン、水素、窒素、酸素、二酸化炭素、塩素、フッ素、硫黄等のイオン;金、銀、銅、白金、ニッケル、パラジウム、クロム、チタン、モリブデン、ニオブ、タンタル、タングステン、アルミニウム等の金属のイオンなどが挙げられる。
ガスバリアフィルム21の水蒸気透過率は、40℃、90%RHにおいて、0.5g/m2・day以下であることが好ましく、特に0.1g/m2・day以下であることが好ましく、さらには0.05g/m2・day以下であることが好ましい。
封止シート2を製造するには、フィルム状封止材1とガスバリアフィルム21とを重ね合わせて積層すればよい。本実施形態に係るフィルム状封止材1は、接着力に優れた第1および第2の接着性樹脂層11A,11Bを有するため、その接着性樹脂層(図2中では第1の接着性樹脂層11A)がガスバリアフィルム21と強固に接着する。したがって、封止シート2を用いて電子デバイス等の封止をした場合に、ガスバリアフィルム21とフィルム状封止材1との間に水蒸気が浸入することを効果的に防止することができる。なお、ガスバリアフィルム21がその片面にガスバリア層を有する場合、ガスバリア層がフィルム状封止材1側となるように、ガスバリアフィルム21とフィルム状封止材1とを積層することが好ましい。
フィルム状封止材1とガスバリアフィルム21とを積層する際には、加熱しながら積層することが好ましい。加熱温度は、フィルム状封止材1の接着性樹脂層(図2中では第1の接着性樹脂層11A)が軟化する温度以上であることが好ましい。
本実施形態に係る封止シート2は、前述したフィルム状封止材1の用途と同様の用途に用いることができ、特に、高い水蒸気バリア性および接着性が求められる有機EL素子等を有する表示装置用モジュール、電子ペーパー、太陽電池モジュールなどの電子デバイスにおける電子素子の封止に好適に使用することができる。封止シート2を用いて封止を行う場合、ガスバリアフィルム21が積層された側とは反対側の接着性樹脂層(図2中では第2の接着性樹脂層11B)と被着体とを熱圧着することで、封止することができる。
〔電子デバイス〕
本発明の一実施形態に係る電子デバイスは、上述した実施形態に係るフィルム状封止材1によって封止されている。本実施形態に係る電子デバイス3Aは、具体的には、図3に示すように、基板31と、基板31上に形成された電子素子32と、電子素子32を封止するフィルム状封止材1と、フィルム状封止材1の電子素子32とは反対側に積層された封止部材33とを備える。封止部材33としては、特に制限はなく、例えばガラス板等が挙げられる。
本発明の一実施形態に係る電子デバイスは、上述した実施形態に係るフィルム状封止材1によって封止されている。本実施形態に係る電子デバイス3Aは、具体的には、図3に示すように、基板31と、基板31上に形成された電子素子32と、電子素子32を封止するフィルム状封止材1と、フィルム状封止材1の電子素子32とは反対側に積層された封止部材33とを備える。封止部材33としては、特に制限はなく、例えばガラス板等が挙げられる。
また、本発明の他の実施形態に係る電子デバイスは、上述した実施形態に係る封止シート2によって封止されている。本実施形態に係る電子デバイス3Bは、具体的には、図4に示すように、基板31と、基板31上に形成された電子素子32と、電子素子32を封止する封止シート2とを備える。なお、封止シート2は、フィルム状封止材1と当該フィルム状封止材1の片面に積層されたガスバリアフィルム21との積層体である。
これらの電子デバイス3A,3Bは、例えば、電子素子32として液晶素子、LED素子、有機EL素子等を有する表示装置用モジュール、電子素子32として電気泳動型素子、電子粉粒体型素子、コレステリック液晶素子等を有する電子ペーパー、電子素子32として太陽電池セルを有する太陽電池モジュールなどであるが、これらに限定されるものではない。また、電子デバイス3A,3Bは、トップエミッション型の電子デバイスであってもよいし、ボトムエミッション型の電子デバイスであってもよい。例えば、電子デバイス3A,3Bがボトムエミッション型のデバイスである場合には、基板31は、透明基板であることが好ましい。また、電子デバイス3A,3Bがトップエミッション型の電子デバイスである場合には、封止部材33およびガスバリアフィルム21は、透明であることが好ましい。
基板31としては、電子デバイス3A,3Bの種類に応じて適宜選択されるが、例えば、ガラス板や樹脂フィルムが好ましく挙げられる。ガラス板の材料としては、例えば、無アルカリガラス、ソーダライムガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、石英等からなる無機ガラス、ハイブリッドガラス等が挙げられる。基板31として用いられる樹脂フィルムとしては、例えば、ガスバリアフィルム21で例示した基材フィルムが挙げられる。
基板31の厚さは、電子デバイス3A,3Bの種類に応じて適宜設定される。
電子デバイス3Aを製造する方法は特に限定されない。例えば、まず常法によって基板31上に電子素子32を形成する。その後、当該電子素子32を覆うようにして、フィルム状封止材1を載置し、さらにフィルム状封止材1の上にガラス板等の封止部材33を載置し、それらを貼り合わせ、電子素子32を封止することで電子デバイス3Aを製造することができる。なお、あらかじめ、フィルム状封止材1と封止部材33とを貼り合わせた積層体を得て、この積層体を電子素子32と貼り合わせて電子デバイス3Aを製造してもよい。
一方、電子デバイス3Bを製造する方法についても特に限定されない。例えば、基板31上に形成された電子素子32を覆うようにして、フィルム状封止材1が電子素子32側となるように封止シート2を載置し、それらを貼り合わせ、電子素子32を封止することで電子デバイス3Bを製造することができる。
封止は、常圧で行ってもよいし、減圧雰囲気で行ってもよく、またはこれらを組み合わせて行ってもよい。また、フィルム状封止材1と電子素子32とを貼り合わせる際には、加熱する(熱圧着する)ことが好ましく、加熱することにより、フィルム状封止材1と電子素子32、基板31、および封止部材33またはガスバリアフィルム21とが強固に接着する。
貼り合わせる時の加熱温度は、通常、第1および第2の接着性樹脂層11A,11Bおよび水蒸気バリア性樹脂層12が軟化する温度以上であることが好ましい。
本実施形態に係る電子デバイス3A,3Bにおいては、電子素子32が、本実施形態に係るフィルム状封止材1で覆われているため、外部からの水蒸気が、フィルム状封止材1の水蒸気バリア性樹脂層12によってブロックされて、電子素子32に到達することが防止・抑制されるため、電子素子32が水分の悪影響を受け難いものとなっている。また、フィルム状封止材1は接着力に優れた第1および第2の接着性樹脂層11A,11Bを備えているため、フィルム状封止材1と基板31、フィルム状封止材1と電子素子32、フィルム状封止材1と封止部材33、フィルム状封止材1とガスバリアフィルム21とは強固に接着し、それらの間で浮きや剥がれ等が発生したり、それらの間に水蒸気が浸入したりすることが防止・抑制されている。さらには、第1の接着性樹脂層11Aと水蒸気バリア性樹脂層12との間、第2の接着性樹脂層11Bと水蒸気バリア性樹脂層12との間で層間剥離することが防止・抑制されている。
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
例えば、上記フィルム状封止材1において、第1の接着性樹脂層11Aおよび/または第2の接着性樹脂層11Bは、水蒸気バリア性樹脂層12に、その他の層を介して積層されていてもよい。また、第1の接着性樹脂層11Aおよび/または第2の接着性樹脂層11B上には、剥離シートが積層されていてもよい。なお、剥離シートは、接着性樹脂層を形成する時に利用されたり、接着性樹脂層を保護する目的で設けられ、フィルム状封止材1を使用する際には剥離される。
以下、実施例等により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例等に限定されるものではない。
〔実施例1〕
<フィルム状封止材の作製>
表1に示す接着性樹脂層および水蒸気バリア性樹脂層を構成する材料を、押出機(東洋精機製作所社製)によって共押出成形し、厚さ10μmの第1の接着性樹脂層と、厚さ30μmの水蒸気バリア性樹脂層と、厚さ10μmの第2の接着性樹脂層とをその順で積層してなるフィルム状封止材を製造した。なお、第1の接着性樹脂層および第2の接着性樹脂層は、両方とも同じ接着性樹脂を構成する材料を用いた。
<フィルム状封止材の作製>
表1に示す接着性樹脂層および水蒸気バリア性樹脂層を構成する材料を、押出機(東洋精機製作所社製)によって共押出成形し、厚さ10μmの第1の接着性樹脂層と、厚さ30μmの水蒸気バリア性樹脂層と、厚さ10μmの第2の接着性樹脂層とをその順で積層してなるフィルム状封止材を製造した。なお、第1の接着性樹脂層および第2の接着性樹脂層は、両方とも同じ接着性樹脂を構成する材料を用いた。
<ガスバリアフィルムの作製>
基材としてのポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡績社製,コスモシャインA4100,厚さ50μm)上に、ポリシラザン化合物(ペルヒドロポリシラザンを主成分とするコーティング材,クラリアントジャパン社製,アクアミカNL110−20)をスピンコート法により塗布し、120℃で1分間加熱して、厚さ150nmの、ペルヒドロポリシラザンを含むポリシラザン層を形成した。次に、プラズマイオン注入装置を用いて、ポリシラザン層の表面に、下記の条件にてアルゴンをプラズマイオン注入してガスバリア層を形成し、ガスバリアフィルムAを作製した。
基材としてのポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡績社製,コスモシャインA4100,厚さ50μm)上に、ポリシラザン化合物(ペルヒドロポリシラザンを主成分とするコーティング材,クラリアントジャパン社製,アクアミカNL110−20)をスピンコート法により塗布し、120℃で1分間加熱して、厚さ150nmの、ペルヒドロポリシラザンを含むポリシラザン層を形成した。次に、プラズマイオン注入装置を用いて、ポリシラザン層の表面に、下記の条件にてアルゴンをプラズマイオン注入してガスバリア層を形成し、ガスバリアフィルムAを作製した。
上記のガスバリア層を形成するために用いたプラズマイオン注入装置及びプラズマイオン注入条件は以下の通りである。
〔プラズマイオン注入装置〕
RF電源:日本電子社製,型番号「RF」56000
高電圧パルス電源:栗田製作所社製,「PV−3−HSHV−0835」
〔プラズマイオン注入条件〕
プラズマ生成ガス:Ar
ガス流量:100sccm
Duty比:0.5%
印加電圧:−15kV
RF電源:周波数 13.56MHz,印加電力 1000W
チャンバー内圧:0.2Pa
パルス幅:5μsec
処理時間(イオン注入時間):200秒
〔プラズマイオン注入装置〕
RF電源:日本電子社製,型番号「RF」56000
高電圧パルス電源:栗田製作所社製,「PV−3−HSHV−0835」
〔プラズマイオン注入条件〕
プラズマ生成ガス:Ar
ガス流量:100sccm
Duty比:0.5%
印加電圧:−15kV
RF電源:周波数 13.56MHz,印加電力 1000W
チャンバー内圧:0.2Pa
パルス幅:5μsec
処理時間(イオン注入時間):200秒
<封止シートAの作製>
得られたフィルム状封止材とガスバリアフィルムAとを、120℃で加熱しながら貼り合わせて、封止シートAを得た。
得られたフィルム状封止材とガスバリアフィルムAとを、120℃で加熱しながら貼り合わせて、封止シートAを得た。
<封止シートBの作製>
一方、得られたフィルム状封止材とガスバリアフィルムB(厚み7μmのアルミニウム箔の両面に、厚み12μmのポリエチレンテレフタレートシートをウレタン系接着剤層で接着した積層フィルム,アジヤアルミ社製)を、120℃で加熱しながら貼り合わせて、封止シートBを得た。
一方、得られたフィルム状封止材とガスバリアフィルムB(厚み7μmのアルミニウム箔の両面に、厚み12μmのポリエチレンテレフタレートシートをウレタン系接着剤層で接着した積層フィルム,アジヤアルミ社製)を、120℃で加熱しながら貼り合わせて、封止シートBを得た。
<トップエミッション型の電子デバイスの製造>
下記の方法により、ガラス基板上に陰極、発光層および陽極をこの順で積層し、電子素子(有機EL素子)を形成した。
下記の方法により、ガラス基板上に陰極、発光層および陽極をこの順で積層し、電子素子(有機EL素子)を形成した。
まず、ガラス基板を溶媒洗浄およびUV/オゾン処理で洗浄した後、アルミニウム(Al)(高純度化学研究所社製)を0.1nm/sの速度で100nm蒸着させて陰極を形成した。
得られた陰極(Al膜)上に、(8−ヒドロキシ−キノリノレート)リチウム(Luminescence Technology社製)を10nm、2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(Luminescence Technology社製)を10nm、トリス(8−ヒドロキシ−キノリネート)アルミニウム(Luminescence Technology社製)を40nm、N,N’−ビス(ナフタレン−1−イル)−N,N’−ビス(フェニル)−ベンジデン)(Luminescence Technology社製)を60nm、0.1〜0.2nm/sの速度で順次蒸着させ、発光層を形成した。
得られた発光層上に、酸化インジウムスズ(ITO)膜(厚さ:100nm、シート抵抗:50Ω/□)をスパッタリング法により形成して陽極を作製し、有機EL素子を得た。なお、蒸着時の真空度は、全て1×10−4Pa以下であった。
一方、上記封止シートAを、窒素雰囲気下で、ホットプレートを用いて120℃で30分間加熱して乾燥し、封止シートA中に含まれる水分を除去した後、そのまま放置して室温まで冷却した。そして、ガラス基板上に形成された有機EL素子を覆うように、フィルム状封止材が有機EL素子側になるように封止シートAを載置し、それらを100℃で加熱しながら貼り合わせて、有機EL素子を封止し、トップエミッション型の電子デバイスを得た。
<ボトムエミッション型の電子デバイスの製造>
下記の方法により、ガラス基板上に陽極、発光層および陰極をこの順で積層し、電子素子(有機EL素子)を形成した。
下記の方法により、ガラス基板上に陽極、発光層および陰極をこの順で積層し、電子素子(有機EL素子)を形成した。
まず、ガラス基板の表面に酸化インジウムスズ(ITO)膜(厚さ:150nm、シート抵抗:30Ω/□)をスパッタリング法により形成し、次いで、溶媒洗浄およびUV/オゾン処理を行うことで陽極を作製した。
得られた陽極(ITO膜)上に、N,N’−ビス(ナフタレン−1−イル)−N,N’−ビス(フェニル)−ベンジデン)(Luminescence Technology社製)を60nm、トリス(8−ヒドロキシ−キノリネート)アルミニウム(Luminescence Technology社製)を40nm、2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(Luminescence Technology社製)を10nm、(8−ヒドロキシ−キノリノレート)リチウム(Luminescence Technology社製)を10nm、0.1〜0.2nm/sの速度で順次蒸着させ、発光層を形成した。
得られた発光層上に、アルミニウム(Al)(高純度化学研究所社製)を0.1nm/sの速度で100nm蒸着させて陰極を形成し、有機EL素子を得た。なお、蒸着時の真空度は、全て1×10−4Pa以下であった。
一方、上記封止シートBを、窒素雰囲気下で、ホットプレートを用いて120℃で30分間加熱して、封止シートB中に含まれる水分を除去した後、そのまま放置して室温まで冷却した。そして、ガラス基板上に形成された有機EL素子を覆うように、フィルム状封止材が有機EL素子側になるように封止シートBを載置し、それらを100℃で加熱しながら貼り合わせて、有機EL素子を封止し、ボトムエミッション型の電子デバイスを得た。
〔実施例2〜12〕
接着性樹脂層および水蒸気バリア性樹脂層を構成する材料を表1に示すように変更する以外、実施例1と同様にしてフィルム状封止材を製造した。このフィルム状封止材を使用して、実施例1と同様にして封止シートA,Bを作製し、トップエミッション型およびボトムエミッション型の電子デバイスを得た。
接着性樹脂層および水蒸気バリア性樹脂層を構成する材料を表1に示すように変更する以外、実施例1と同様にしてフィルム状封止材を製造した。このフィルム状封止材を使用して、実施例1と同様にして封止シートA,Bを作製し、トップエミッション型およびボトムエミッション型の電子デバイスを得た。
〔比較例1〜3〕
接着性樹脂層および水蒸気バリア性樹脂層を構成する材料を表1に示すように変更する以外、実施例1と同様にしてフィルム状封止材を製造した。このフィルム状封止材を使用して、実施例1と同様にして封止シートA,Bを作製し、トップエミッション型およびボトムエミッション型の電子デバイスを得た。
接着性樹脂層および水蒸気バリア性樹脂層を構成する材料を表1に示すように変更する以外、実施例1と同様にしてフィルム状封止材を製造した。このフィルム状封止材を使用して、実施例1と同様にして封止シートA,Bを作製し、トップエミッション型およびボトムエミッション型の電子デバイスを得た。
〔比較例4〜5〕
表1に示す水蒸気バリア性樹脂層を構成する材料を、押出機(東洋精機製作所社製)により押出成形して、厚さ50μmの単層の水蒸気バリア性樹脂フィルムを製膜した。この水蒸気バリア性樹脂フィルムをフィルム状封止材として使用して、実施例1と同様にして封止シートA,Bを作製し、トップエミッション型およびボトムエミッション型の電子デバイスを得た。
表1に示す水蒸気バリア性樹脂層を構成する材料を、押出機(東洋精機製作所社製)により押出成形して、厚さ50μmの単層の水蒸気バリア性樹脂フィルムを製膜した。この水蒸気バリア性樹脂フィルムをフィルム状封止材として使用して、実施例1と同様にして封止シートA,Bを作製し、トップエミッション型およびボトムエミッション型の電子デバイスを得た。
〔比較例6〜7〕
表1に示す接着性樹脂層を構成する材料を、押出機(東洋精機製作所社製)により押出成形して、厚さ50μmの単層の接着性樹脂フィルムを製膜した。この接着性樹脂フィルムをフィルム状封止材として使用して、実施例1と同様にして封止シートA,Bを作製し、トップエミッション型およびボトムエミッション型の電子デバイスを得た。
表1に示す接着性樹脂層を構成する材料を、押出機(東洋精機製作所社製)により押出成形して、厚さ50μmの単層の接着性樹脂フィルムを製膜した。この接着性樹脂フィルムをフィルム状封止材として使用して、実施例1と同様にして封止シートA,Bを作製し、トップエミッション型およびボトムエミッション型の電子デバイスを得た。
なお、表1に記載の略号等の詳細は以下の通りである。
[接着性樹脂層]
・BondyRamTL4110:無水マレイン酸変性ポリエチレン系樹脂(Polyram社製,商品名「BondyRamTL4110」)
・AdmerSE800:無水マレイン酸変性ポリエチレン系樹脂(三井化学社製,商品名「AdmerSE800」)
・AdmerSF731:無水マレイン酸変性ポリエチレン系樹脂(三井化学社製,商品名「AdmerSE731」)
・リンクロンXVF600N:シラン変性エチレン−酢酸ビニル共重合体(三菱化学社製,商品名「リンクロンXVF600N」)
・リンクロンXCF710N:シラン変性低密度ポリエチレン(三菱化学社製,商品名「リンクロンXCF710N」)
・リンクロンXLE815N:シラン変性直鎖状低密度ポリエチレン(三菱化学社製,商品名「リンクロンXLE815N」)
・エクセレンVL EUL731:超低密度ポリエチレン(住友化学社製,商品名「エクセレンVL EUL731」)
[水蒸気バリア性樹脂層]
・Exxon Butyl 268:イソブチレン−イソプレン共重合体(日本ブチル社製,商品名「Exxon Butyl 268」)
・Exxon Butyl 365:イソブチレン−イソプレン共重合体(日本ブチル社製,商品名「Exxon Butyl 365」)
・Oppanol B50:イソブチレンのみからなる単独重合体、(BASF社製,商品名「Oppanol B50」)
・Oppanol B100:イソブチレンのみからなる単独重合体、(BASF社製,商品名「Oppanol B100」)
・エクセレンVL EUL731:超低密度ポリエチレン(住友化学社製,商品名「エクセレンVL EUL731」)
[接着性樹脂層]
・BondyRamTL4110:無水マレイン酸変性ポリエチレン系樹脂(Polyram社製,商品名「BondyRamTL4110」)
・AdmerSE800:無水マレイン酸変性ポリエチレン系樹脂(三井化学社製,商品名「AdmerSE800」)
・AdmerSF731:無水マレイン酸変性ポリエチレン系樹脂(三井化学社製,商品名「AdmerSE731」)
・リンクロンXVF600N:シラン変性エチレン−酢酸ビニル共重合体(三菱化学社製,商品名「リンクロンXVF600N」)
・リンクロンXCF710N:シラン変性低密度ポリエチレン(三菱化学社製,商品名「リンクロンXCF710N」)
・リンクロンXLE815N:シラン変性直鎖状低密度ポリエチレン(三菱化学社製,商品名「リンクロンXLE815N」)
・エクセレンVL EUL731:超低密度ポリエチレン(住友化学社製,商品名「エクセレンVL EUL731」)
[水蒸気バリア性樹脂層]
・Exxon Butyl 268:イソブチレン−イソプレン共重合体(日本ブチル社製,商品名「Exxon Butyl 268」)
・Exxon Butyl 365:イソブチレン−イソプレン共重合体(日本ブチル社製,商品名「Exxon Butyl 365」)
・Oppanol B50:イソブチレンのみからなる単独重合体、(BASF社製,商品名「Oppanol B50」)
・Oppanol B100:イソブチレンのみからなる単独重合体、(BASF社製,商品名「Oppanol B100」)
・エクセレンVL EUL731:超低密度ポリエチレン(住友化学社製,商品名「エクセレンVL EUL731」)
〔試験例1〕(水蒸気透過率の測定)
実施例または比較例で得られたフィルム状封止材(厚み50μm)の水蒸気透過率を測定した。具体的には、LYSSY社製の透過率測定機「L80−5000」を用い、40℃、90%RHの条件で測定を行った。結果を表1に示す。
実施例または比較例で得られたフィルム状封止材(厚み50μm)の水蒸気透過率を測定した。具体的には、LYSSY社製の透過率測定機「L80−5000」を用い、40℃、90%RHの条件で測定を行った。結果を表1に示す。
〔試験例2〕(接着力の測定)
実施例または比較例で得られた封止シートBの接着性樹脂層を、被着体としてのガラス板(ソーダライムガラス,日本板硝子社製)と重ね合わせ、120℃で5分間加熱しながら貼り合わせて、試験片を得た。
実施例または比較例で得られた封止シートBの接着性樹脂層を、被着体としてのガラス板(ソーダライムガラス,日本板硝子社製)と重ね合わせ、120℃で5分間加熱しながら貼り合わせて、試験片を得た。
得られた試験片を、貼り合わせ後24時間、23℃、50%RHの環境下で放置した後、同環境下で、引張試験機(オリエンテック社製,テンシロン)を用いて、剥離速度300mm/分、剥離角度180°の条件で剥離試験を行い、接着力(N/25mm)を測定した。結果を表1に示す。なお、表1中、接着力が1N/25mm以下の場合は、「<1」と表記した。
〔試験例3〕(電子デバイスの評価)
実施例または比較例で得られたトップエミッション型およびボトムエミッション型の電子デバイスを、23℃、50%RHの環境下で100時間放置した後、有機EL素子を起動させ、ダークスポット(非発光箇所)の有無を観察し、以下の基準で評価した。結果を表1に示す。
A:ダークスポットが発光面積の5%未満
B:ダークスポットが発光面積の5%以上10%未満
C:ダークスポットが発光面積の10%以上90%未満
実施例または比較例で得られたトップエミッション型およびボトムエミッション型の電子デバイスを、23℃、50%RHの環境下で100時間放置した後、有機EL素子を起動させ、ダークスポット(非発光箇所)の有無を観察し、以下の基準で評価した。結果を表1に示す。
A:ダークスポットが発光面積の5%未満
B:ダークスポットが発光面積の5%以上10%未満
C:ダークスポットが発光面積の10%以上90%未満
表1から分かるように、実施例で得られたフィルム状封止材は、水蒸気バリア性および接着性に優れていた。また、実施例で得られたフィルム状封止材によって封止された有機EL素子は、ダークスポットがほとんど見られず、電子デバイスの性能が良好であった。一方、比較例1,2のフィルム状封止材は、水蒸気バリア性が劣っていたため、当該フィルム状封止材によって封止された有機EL素子は、ダークスポットが多く見られ、電子デバイスの性能が劣っていた。また、比較例3のフィルム状封止材および比較例4,5の水蒸気バリア性樹脂層のみからなるフィルム状封止材は、接着力が無く、有機EL素子を封止することができなかった。比較例6,7の接着性樹脂層のみからなるフィルム状封止材は、水蒸気バリア性が劣っていたため、当該フィルム状封止材によって封止された有機EL素子は、ダークスポットが多く見られ、電子デバイスの性能が劣っていた。
本発明に係るフィルム状封止材および封止シートは、例えば有機ELモジュールや電子ペーパーに好適に用いられる。また、本発明に係る電子デバイスは、例えば有機ELモジュールや電子ペーパーとして好適である。
1…フィルム状封止材
11A…第1の接着性樹脂層
11B…第2の接着性樹脂層
12…水蒸気バリア性樹脂層
2…封止シート
21…ガスバリアフィルム
3A,3B…電子デバイス
31…基板
32…電子素子
33…封止部材
11A…第1の接着性樹脂層
11B…第2の接着性樹脂層
12…水蒸気バリア性樹脂層
2…封止シート
21…ガスバリアフィルム
3A,3B…電子デバイス
31…基板
32…電子素子
33…封止部材
Claims (8)
- 被着体に対して接着性を示す第1および第2の接着性樹脂層と、
前記第1の接着性樹脂層と前記第2の接着性樹脂層との間に位置する水蒸気バリア性樹脂層とを備えたフィルム状封止材であって、
前記水蒸気バリア性樹脂層は、ゴム系樹脂を含有することを特徴とするフィルム状封止材。 - 前記ゴム系樹脂は、ポリイソブチレン系樹脂であることを特徴とする請求項1に記載のフィルム状封止材。
- 前記第1および第2の接着性樹脂層は、酸変性ポリオレフィン系樹脂およびシラン変性ポリオレフィン系樹脂の少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項1または2に記載のフィルム状封止材。
- 前記水蒸気バリア性樹脂層の厚さの割合は、前記フィルム状封止材の厚さの10〜99%であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のフィルム状封止材。
- 前記第1および第2の接着性樹脂層は、前記水蒸気バリア性樹脂層に直接積層されており、それらの3層構造からなることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のフィルム状封止材。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載のフィルム状封止材と、
前記フィルム状封止材の片面に積層されたガスバリアフィルムと
を備えたことを特徴とする封止シート。 - 請求項1〜5のいずれか一項に記載のフィルム状封止材によって封止されたことを特徴とする電子デバイス。
- 請求項6に記載の封止シートによって封止されたことを特徴とする電子デバイス。
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