JP7363996B2 - 自発光型表示体用の封止材シート及びそれを用いた自発光型表示体 - Google Patents
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Description
先ず、本明細書における「自発光型表示体」とは、上記において例示したマイクロLEDテレビに代表される表示装置であり、文字・画像・動画等の視覚情報の表示装置である。この表示装置は、微少且つ多数の発光素子を配線基板上にマトリクス状に実装し、各発光素子をこれに接続された発光制御手段により選択的に発光させることにより、上記の視覚情報を、各発光素子の点滅により直接的に表示画面上に表示することができる表示装置である。
図1は、本発明の自発光型表示体の一実施形態であるマイクロLED表示装置100の正面図、及び、その部分拡大図(100A)である。又、図2は、図1のA-A部分の断面を表した断面図であり、図1に示したマイクロLED表示装置100の層構成の説明に供する図面である。このマイクロLED表示装置100は、発光素子として多数の微少サイズのLED素子10が、配線基板20に実装されてなる自発光型表示体用の発光モジュールであるLEDモジュール30を備える自発光型表示装置であり、各々のLED素子10は、別途接合されるICチップ基板等の発光制御手段(図示せず)により、それぞれ個別にその発光が制御される。
マイクロLED表示装置100は、配線基板20に、LED素子10を実装してなる自発光型表示体用のLEDモジュール30、封止材シート1、表示面パネル2、及び、必要に応じて配置されるその他の光学部材を積層してなる積層体とし、この積層体を熱プレス加工により一体化することにより製造することができる。尚、必要に応じて一部の積層部材は上記の熱プレス加工前に予め接着剤によって接合しておくことが好ましい。本発明の封止材シート1は、この最終製品としての一体化のための熱プレス加工時において十分なモールディング性を発揮し、又、この熱プレス加工後における膜厚の均一性に極めて優れる点を特徴とする。
本発明に係る自発光型表示体用の発光モジュールであるLEDモジュール30は、図2に示す通り、支持基板21に配線部22が形成されてなる配線基板20に、LED素子10を実装することによって構成される。
配線基板20に実装されて自発光型表示体用のLEDモジュール30を構成するLED素子10は、P型半導体とN型半導体が接合されたPN接合部での発光を利用した発光素子である。P型電極、N型電極を素子上面、下面に設けた構造と、素子片面にP型、N型電極の双方が設けられた構造が提案されている。いずれの構造のLED素子10も、本発明のLED表示装置100に用いることができるが、特開2006-339551号公報に「チップ状電子部品」として開示されているLED素子のような微少サイズのLED素子を特に好ましく用いることができる。同文献に開示されているLED素子は、幅×奥行き×高さのサイズが、概ね25μm×15μm×2.5μmであるとされている。
本発明の封止材シートは、「自発光型表示体」において、微少且つ多数の発光素子を被覆して配線基板上に積層する樹脂シートとして、特に好ましく用いることができる樹脂シートである。又、この自発光型表示体用の封止材シートは、オレフィン系樹脂をベース樹脂とする封止材組成物を成膜して、シート状の部材としたものである。尚、本発明の封止材シートは、単層フィルムであってもよいが、コア層と、コア層の両面に配置されるスキン層によって構成される多層フィルムであってもよい。尚、本明細書における多層フィルムとは、少なくともいずれかの最外層、好ましくは両最外層に成形されるスキン層と、スキン層以外の層であるコア層とを有する構造からなるフィルム又はシートのことを言う。
各実施例、比較例毎に調合した、下記の封止材組成物を、φ30mm押出し機、200mm幅のTダイを有するフィルム成形機を用いて、押出し温度210℃、引き取り速度1.1m/min、膜厚400μmでシート化し、各実施例及び比較例の封止材シートを製造した。尚、Tダイ直下の冷却ロール、及び、ゴムロールについて、冷却ロールは表面粗さRz1.5μmのクロムメッキ仕上げの冷却ロールを使用し、ゴムロールは硬度70度のシリコーンゴムロールを使用した。
下記のベース樹脂1を100質量部に対して、下記の添加樹脂1(耐候剤マスターバッチ)を5質量部、添加樹脂2(シラン変性ポリエチレン樹脂)を20質量部の割合で混合し、実施例1(1-1~1-2)の封止材シートを成形するための封止材組成物とした。
ベース樹脂1
:密度0.901g/cm3、融点93℃、190℃でのMFRが2.0g/10分であるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン系樹脂(M-LLDPE)。
添加樹脂1(耐候剤マスターバッチ)
:密度0.919g/cm3、190℃でのMFRが3.5g/10分の低密度ポリエチレン系樹脂100質量部に対して、KEMISTAB62(HALS):0.6質量部。KEMISORB12(UV吸収剤):3.5質量部。KEMISORB79(UV吸収剤):0.6質量部。
添加樹脂2(シラン変性ポリエチレン系樹脂)
:密度0.900g/cm3、MFRが2.0g/10分であるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン系樹脂100質量部に対して、ビニルトリメトキシシラン2質量部と、ラジカル発生剤(反応触媒)としてのジクミルパーオキサイド0.15質量部とを混合し、200℃で溶融、混練して得たシラン変性ポリエチレン系樹脂。この添加樹脂2の密度は、0.901g/cm3、MFRは、1.0g/10分である。
下記のベース樹脂2を100質量部に対して、上記の添加樹脂1(耐候剤マスターバッチ)を5質量部、上記の添加樹脂2(シラン変性ポリエチレン樹脂)を20質量部の割合で混合し、実施例2(2-1~2-2)の封止材シートを成形するための封止材組成物とした。
ベース樹脂2:密度0.898g/cm3、190℃でのMFRが3.5g/10分であるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン系樹脂(M-LLDPE)。
下記のベース樹脂3を100質量部に対して、上記の添加樹脂1(耐候剤マスターバッチ)を5質量部、上記の添加樹脂2(シラン変性ポリエチレン樹脂)を20質量部の割合で混合し、実施例3(3-1~3-2)の封止材シートを成形するための封止材組成物とした。
ベース樹脂3:密度0.905g/cm3、190℃でのMFRが 3.5g/10分であるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン系樹脂(M-LLDPE)。
下記のベース樹脂4を100質量部に対して、上記の添加樹脂1(耐候剤マスターバッチ)を5質量部、上記の添加樹脂2(シラン変性ポリエチレン樹脂)を20質量部の割合で混合し、実施例4(4-1~4-2)の封止材シートを成形するための封止材組成物とした。
ベース樹脂4:密度0.919g/cm3、190℃でのMFRが3.5g/10分であるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン系樹脂(M-LLDPE)。
下記のベース樹脂5を97質量部に対して、上記の添加樹脂1(耐候剤マスターバッチ1-2)を5質量部、上記の添加樹脂2(シラン変性ポリエチレン樹脂)を5質量部の割合で混合し、弱架橋系の封止材シートである実施例5(5-1~5-2)の封止材シートを成形するための封止材組成物とした。
ベース樹脂5:0.880g/cm3、190℃でのMFRが3.5g/10minのM-LLDPEペレット100質量部に対して、2,5‐ジメチル‐2,5‐ジ(t‐ブチルパーオキシ)ヘキサン0.041質量部を含浸させて得たコンパウンドペレット。
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
下記のベース樹脂6を100質量部に対して、上記の添加樹脂1(耐候剤マスターバッチ)を5質量部、上記の添加樹脂2(シラン変性ポリエチレン樹脂)を20質量部の割合で混合し、比較例1(1-1~1-2)の封止材シートを成形するための封止材組成物とした。
ベース樹脂6:密度0.880g/cm3、190℃でのMFRが2.2g/10分であるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン系樹脂(M-LLDPE)。
下記のベース樹脂7を100質量部に対して、上記の添加樹脂1(耐候剤マスターバッチ)を3質量部、上記の添加樹脂2(シラン変性ポリエチレン樹脂)を10質量部の割合で混合し、比較例2の封止材シートを成形するための封止材組成物とした。
ベース樹脂7:密度0.910g/cm3、190℃でのMFRが15.0g/10分であるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン系樹脂(M-LLDPE)。
下記のベース樹脂8を100質量部に対して、上記の添加樹脂1(耐候剤マスターバッチ)を5質量部、上記の添加樹脂2(シラン変性ポリエチレン樹脂)を20質量部の割合で混合し、比較例2の封止材シートを成形するための封止材組成物とした。
ベース樹脂8:密度0.913g/cm3、190℃でのMFRが2.4g/10分であるメタロセン系直鎖状低密度ポリエチレン系樹脂(M-LLDPE)。
実施例、比較例の各封止材シートのビカット軟化点を、ASTM D1525に基づいて測定した。結果を表1に示す。
実施例、比較例の各封止材シートのMFRを、JIS K7210に準拠し、190℃、2.16kg荷重の条件で測定した。結果を表1に示す。
実施例、比較例の各封止材シートについて、耐ブロッキング性を、以下の試験方法により評価した。
[耐ブロッキング性試験]
(試験方法)
実施例、比較例の各封止材シートのブロッキング性を、ASTM D395に準じ、テスター産業株式会社製CO-201永久歪試験機(定荷重式)のブロッキングテスターを用いて測定した。大型試験片29mmφを用いて荷重5kgを掛け、製膜時の冷却ロール面側とゴムロール面側を合わせる形とし、上記各封止材シートを5×5cmのサイズにカットして、大型試験片29mmφの間に挟み、40℃90%の湿熱オーブンにて48時間投入後、23℃50%24時間後のブロッキング状態を確認した。
(評価基準)
A:剥離に力を掛けることなく剥離した。
B:剥離する際に力を掛けて剥離した。
C:剥離する際に力を掛けて、剥離した結果、剥離面に積層した一方の封止材の一部がもう一方に転位し、付着している事が観察された。
評価結果を「耐ブロッキング性」として表1に記す。
実施例、比較例の各封止材シートについて、様々な凹凸面に対するモールディング性を、以下の試験方法により評価した。
[モールディング性試験用モジュール作成]
試料1(表1のモジュール凹凸の覧において「微小」と記す)
:幅25μm×奥行き15μm×高さ2.5μmの微小サイズのLED素子が、200×300mmサイズのガラスエポキシ配線基板の表面に2mmピッチで配置されているLEDモジュールを用意し、このモジュールのLED素子配置面に、厚さ300μmの各実施例比較例のいずれかの封止材シートを積層し、更に、その封止材シートの上に、表面保護フィルムとして、片面コロナ処理された50μmのエチレンテトラフルオロエチレン(ETFE)フィルムを積層し、太陽電池モジュール製造用の真空ラミネータを用い温度150℃,真空引き時間5分、プレス保持時間10分、上部チャンバー圧力70KPaの条件にて、真空ラミネート処理を行い、モールディング性試験用モジュール(試料1)を作製した。
試料2(表1のモジュール凹凸の覧において「小」と記す)
:LED素子のサイズを、幅100μm×奥行き200μm×高さ100μmとしたこと、及び、その配置ピッチを10mmとしたことの他は、試料1と同一の材料及び方法により、モールディング性試験用モジュール(試料2)を作製した。
[モールディング性試験]
上記の各試験用モジュールについて、目視観察し、下記の評価基準により、モールディング特性を評価した。
(評価基準)
A:封止材シートが対面するLED素子配置面の凹凸に完全に追従。空隙の形成は観察されなかった。
B:2mm2以内の気泡が3個以内観察された。
C:封止材シートの一部が対面するLED素子配置面の凹凸に完全に追従せず、LED
素子の近辺に一部ラミネート不良部分(空隙)が形成された。
評価結果を「モールディング性」として表1に記す。
実施例、比較例の各封止材シートについて、上記モールディング試験で行った真空ラミネート後における、膜厚の均一性について、上記の各試験用モジュールを用いて以下の試験方法により、膜厚均一性を測定して評価した。
[膜厚均一性試験]
30×30cmにカットした実施例・比較例の各封止材シートの表裏に50μmの未処理のETFEを離型フィルムとして積層し、その後更に、30×30cm厚み3mmのガラスを表裏に積層した構成の積層体とし、この積層体を、評価例2と同一の条件で真空ラミネート処理を行った。冷却後ガラス及びETFEを剥がし、封止材の厚みについて、センター部分、及び、コーナーから中央に向かって2cmの箇所、以上2点の膜厚をデジタル膜厚計にて測定して、下記の評価基準により、膜厚均一性を評価した。
(評価基準)
A:中央部とコーナーから2cmの箇所の膜厚差が12ミクロン(3%)未満。
B:中央部とコーナーから2cmの箇所の膜厚差が12ミクロン(3%)以上、32ミクロン(8%)未満。
C:中央部とコーナーから2cmの箇所の膜厚差が32ミクロン(8%)以上。
評価結果を「膜厚均一性」として表1に記す。
2 表示面パネル
10 LED素子
11 LED発光チップ
12 樹脂カバー
20 配線基板
21 支持基板
22 配線部
23 ハンダ層
30 自発光型表示体用のLEDモジュール
100、100A、100B マイクロLED表示装置(自発光型表示体)
Claims (9)
- ポリエチレン系樹脂をベース樹脂とするコア層の両面にポリエチレン系樹脂をベース樹脂とするスキン層が配置されてなる多層フィルムであって、
ビカット軟化点が、60℃を超えて90℃以下であり、
190℃におけるMFRが、0.1g/10min以上12.0g/10min未満である、
自発光型表示体用の封止材シート。 - 前記コア層及びスキン層にはシラン変性ポリエチレン系樹脂が含有されていて、
前記コア層における前記シラン変性ポリエチレン系樹脂の含有量が2質量%以上20質量%以下であり、
前記スキン層における前記シラン変性ポリエチレン系樹脂の含有量が5質量%以上40質量%以下である、
請求項1に記載の自発光型表示体用の封止材シート。 - 190℃におけるMFRが、5.0g/10min未満である、
請求項1又は2に記載の封止材シート。 - 190℃におけるMFRが、0.5g/10min未満である、
請求項3に記載の封止材シート。 - 複数の発光素子が、配線基板に実装されてなる自発光型表示体用の発光モジュールと、
前記発光素子を被覆して、前記配線基板の前記発光素子の実装面側に積層されている封止材と、
前記封止材の表面に積層されている表示面パネルと、を備え、
前記封止材は、請求項1から4のいずれかに記載の封止材シートである、
自発光型表示体。 - 前記発光素子が、LED素子である、
請求項5に記載の自発光型表示体。 - 前記LED素子が、LED発光チップと該LED発光チップを被覆する樹脂カバーとを有し、
該LED素子の幅及び奥行きが、いずれも300μm以下であり、高さが、200μm以下であって、
各々の該LED素子の配置間隔が、0.03mm以上100mm以下である、
請求項6に記載の自発光型表示体。 - 前記LED素子の幅及び奥行きが、いずれも50μm以下であり、高さが、10μm以下であって、
各々の該LED素子の配置間隔が、0.05mm以上5mm以下である、
請求項7に記載の自発光型表示体。 - 複数の前記発光モジュールが、同一平面上において接合されてなる発光面を有し、該発光面上に前記封止材シートが積層されている、
請求項5から8のいずれかに記載の自発光型表示体。
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