特許 7495201 有機エレクトロニクスデバイス用封止材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-27

(45)【発行日】2024-06-04

(54)【発明の名称】有機エレクトロニクスデバイス用封止材

(51)【国際特許分類】

   H05B 33/04 20060101AFI20240528BHJP

   B32B 15/08 20060101ALI20240528BHJP

   B32B 27/18 20060101ALI20240528BHJP

   B32B 27/32 20060101ALI20240528BHJP

   H01L 23/29 20060101ALI20240528BHJP

   H01L 23/31 20060101ALI20240528BHJP

   H01L 31/048 20140101ALI20240528BHJP

   H10K 50/10 20230101ALI20240528BHJP

【ＦＩ】

H05B33/04

B32B15/08 E

B32B27/18 Z

B32B27/32 Z

H01L23/30 F

H01L31/04 560

H05B33/14 A

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2018069255

(22)【出願日】2018-03-30

(65)【公開番号】P2019179705

(43)【公開日】2019-10-17

【審査請求日】2021-02-15

【審判番号】

【審判請求日】2023-03-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000003768

【氏名又は名称】東洋製罐グループホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003524

【氏名又は名称】弁理士法人愛宕綜合特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】杉浦 千歩

(72)【発明者】

【氏名】小賦 雄介

(72)【発明者】

【氏名】林 賢治

(72)【発明者】

【氏名】川久保 祐孝

【合議体】

【審判長】里村 利光

【審判官】井口 猶二

【審判官】本田 博幸

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１３／０１１７４１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

H05B 33/04

H01L 51/50-51/56

H01L 23/29

H01L 23/31

B32B 15/08

B32B 27/18

B32B 27/32

H01L 31/048

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属箔を備えたバリアシートと吸湿性フィルムとを有する積層体からなるシート状の有機エレクトロニクスデバイス用封止材であって、
前記吸湿性フィルムは、乾燥剤が分散されたオレフィン系樹脂からなる吸湿性樹脂層と、該吸湿性樹脂層の一方側の表面に形成されている粘着性下地層とから構成されており、該粘着性下地層は、オレフィン系樹脂から形成されており且つ厚みが３０μｍ以下であって４０℃、９０％ＲＨでの透湿度が４０ｇ／ｍ ^２ ／ｄａｙ以上であると共に、
前記吸湿性樹脂層の他方側の表面が、接着層を介して前記金属箔に積層されている積層構造を有しており、
前記吸湿性フィルムの前記粘着性下地層が粘着剤を介して有機エレクトロデバイスの内面側に面するように貼り付けられることを特徴とする封止材。

【請求項2】

有機エレクトロニクスデバイスの光透過が要求されない部分に貼り付けられて使用される請求項１に記載の封止材。

【請求項3】

前記乾燥剤が、水との反応により水分を化学的に捕捉するタイプの剤である請求項１または２に記載の封止材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、有機エレクトロニクスデバイス用封止材に関するものであり、より詳細には、デバイス内部の水分を吸収し、デバイス内部を乾燥状態に保持するために使用される封止材に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、乾燥剤が分散されている吸湿性樹脂層を備えた吸湿シートが、吸湿や防湿のために広く使用されている。
このような吸湿シートしては、種々の層構成を有するものが提案されており、特許文献１には、乾燥剤層と、乾燥剤の一方の面に設けられた透湿性シートと、乾燥剤層の他方の表面に設けられた粘着剤層とからなる吸湿シートが提案されており、透湿性シートとしては、セロハンシート、アセテートシート、ナイロンシートなどが使用されることが記載されている。

【0003】

ところで、近年において開発された有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）、太陽電池、タッチパネル、電子ペーパーなどの有機エレクトロデバイスは、電荷のリークを嫌うため、その回路基板などを形成するプラスチック基材或いは回路基板を封止するフィルムなどのプラスチック基材に対して高い水分バリア性が要求されると同時に、デバイス内部を乾燥状態に保持することが要求されている。

【0004】

しかるに、特許文献１等に開示されている公知の吸湿シートは、上記のような有機エレクトロデバイスの内部を乾燥状態に保持するための封止材としては、満足し得るような性能を示さない。デバイス内部の水分を吸収したとしても、デバイスの外部から侵入する水分を吸収してしまうため、吸湿シート内に存在する乾燥剤が短期間で飽和状態に達してしまい、水分吸収性が損なわれたり或いは吸収した水分がデバイス内部に放出されてしまうという点で、さらなる改善が必要である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００６－３２６８３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従って、本発明の目的は、有機エレクトロニクスデバイス内部の水分を吸収し、デバイス内部を乾燥状態に保持するために使用される封止材を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明によれば、金属箔を備えたバリアシートと吸湿性フィルムとを有する積層体からなるシート状の有機エレクトロニクスデバイス用封止材であって、
前記吸湿性フィルムは、乾燥剤が分散されたオレフィン系樹脂からなる吸湿性樹脂層と、該吸湿性樹脂層の一方側の表面に形成されている粘着性下地層とから構成されており、該粘着性下地層は、オレフィン系樹脂から形成されており且つ厚みが３０μｍ以下であって４０℃、９０％ＲＨでの透湿度が４０ｇ／ｍ ^２ ／ｄａｙ以上であると共に、
前記吸湿性樹脂層の他方側の表面が、接着層を介して前記金属箔に積層されている積層構造を有しており、
前記吸湿性フィルムの前記粘着性下地層が粘着剤を介して有機エレクトロデバイスの内面側に面するように貼り付けられることを特徴とする封止材が提供される。

【0008】

本発明の有機エレクトロニクスデバイス用封止材においては、
（１）有機エレクトロニクスデバイスの光透過が要求されない部分に貼り付けられて使用されること、
（２）前記乾燥剤が、水との反応により水分を化学的に捕捉するタイプの剤であること、
が好適である。

【発明の効果】

【0009】

本発明の有機エレクトロニクスデバイス用封止材は、積層体を構成する吸湿性フィルム側がデバイス内部に位置するように配置されて使用されるものであり、この吸湿性フィルムによる吸湿によってデバイス内部を乾燥状態に保持することができるのであるが、この封止材の最も大きな特徴は、この吸湿性フィルムの背面（デバイスとは反対側の面）に位置するバリアシートが、金属箔を備えているということである。
即ち、本発明の封止材では、デバイスの外部からの水分の侵入がバリアシート中の金属箔によって完全に遮断される。このため、上記の吸湿性フィルムにデバイス外部から水分が侵入することがなく、この吸湿性フィルムは、デバイス内部からの水分を選択的に吸収することができる。
このように、本発明では、吸湿性フィルムが示す吸湿性を最大限に発揮させて有機エレクトロニクスデバイスの内部を乾燥状態に保持することができ、水分による電荷のリーク等の不都合を有効に回避することができる。

【0010】

本発明において、この有機エレクトロニクスデバイス用封止材は、金属箔を備えているため、基本的には、デバイスの光透過性が要求されない部位（例えば、太陽電池の非受光面或いは有機エレクトロルミネッセンス素子の光非放射面、或いはこれらのデバイスの側面など）に使用される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の有機エレクトロデバイス封止材の層構造の一例を示す概略断面図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

図１を参照して、全体として１で示す本発明の有機エレクトロデバイス封止材は、吸湿性フィルム３とバリアシート５とが接着層７を介して積層された積層構造を有しており、吸湿性フィルム３側を、粘着剤を用いて有機エレクトロデバイスの所定の部位（図示せず）に貼り付けられて使用されるものである。

【0013】

＜吸湿性フィルム３＞
吸湿性フィルム３は、吸湿性樹脂層３ａからなるものであるが、通常、その表面に粘着下地層３ｂが設けられている。

【0014】

吸湿性樹脂層３ａは、水分の吸収によりデバイス内部を乾燥状態に保持するための層であり、樹脂中に乾燥剤が分散されている層である。

【0015】

係る吸湿性樹脂層３ａにおいて、乾燥剤としては、それ自体公知の無機系或いは有機系の乾燥剤が使用される。
無機系の乾燥剤としては、ゼオライト、アルミナ、活性炭、モンモリロナイト等の粘土鉱物、シリカゲル、酸化カルシウム、酸化バリウム、塩化カルシウム、硫酸マグネシウムなどを挙げることができる。
有機系の乾燥剤としては、アニオン系ポリマー若しくはその部分中和物の架橋物を挙げることができる。このアニオン系ポリマーとしては、カルボン酸系単量体（（メタ）アクリル酸や無水マレイン酸など）、スルホン酸系単量体（ハロゲン化ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸など）、ホスホン酸系単量体（ビニルリン酸など）及びこれら単量体の塩類等に代表されるアニオン性単量体の少なくとも１種を、重合或いは他の単量体と共重合させて得られるものを挙げることができる。

【0016】

本発明においては、吸収した水分を放出せずに捕捉しておくことができるという観点から、ゼオライトやシリカゲル等の物理的吸着により水分を捕捉する乾燥剤よりも、水との反応による化学吸着性を示す乾燥剤、例えば、酸化カルシウムや塩化カルシウムが好適に使用される。

【0017】

また、上記の乾燥剤は、樹脂中に均一に分散することができ、かつ比表面積が大きいという観点から、その粒径が小さいことが好ましく、例えば、レーザ回折散乱法で測定した体積換算での平均一次粒子径（Ｄ５０）が２０μｍ以下であることが好適であり、通常、マトリックスである樹脂１００質量部当り５～８０質量部の量で吸湿性樹脂層３ａ中に分散されていることが好適である。

【0018】

さらに、乾燥剤が分散される樹脂（即ち、樹脂マトリックス）としては、特に制限されず、公知の熱可塑性樹脂を使用することができるが、一般的には、コストやバリアシート５との接着を容易に行うことができるとの観点から、オレフィン系樹脂、例えば低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ１－ブテン、ポリ４－メチル－１－ペンテンあるいはエチレン、プロピレン、１－ブテン、４－メチル－１－ペンテン等のα－オレフィン同士のランダムあるいはブロック共重合体、あるいは環状オレフィン共重合体などが好適に使用される。
本発明においては、上記のオレフィン系樹脂の中でも、吸湿性が比較的低く、使用前における乾燥剤の失活を防止するという点で、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）及びこれらのブレンド物が好適であり、中でも、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）及び直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）が好ましい。

【0019】

尚、このような吸湿性樹脂層３ａの厚みは、特に制限されず、この封止材１が適用されるデバイスの大きさ等に応じて、適宜の厚みとすればよい。

【0020】

本発明の封止材１は、吸湿性樹脂層３ａを形成している樹脂のブロッキング性を利用して、この吸湿性樹脂３ａの表面を、所定のデバイスに貼り付けて固定することができるが、一般的には、この表面に粘着性下地層３ｂを設けておくことが好適である。
この粘着下地層３ｂは、吸湿性樹脂層３ａの形成に使用されている樹脂と同種の樹脂、例えばオレフィン系樹脂により形成される。即ち、このような粘着下地層３ａを設けると、乾燥剤が分散されている表面を平滑にすることができ、また、粘着下地層３ｂにフィラーを加えることで吸湿性樹脂層３ａを直接デバイスに貼り付けるよりも強固にデバイスに粘着固定することができるし、また、感圧粘着剤との接着性にも優れているため、この粘着下地層３ｂに感圧粘着剤や接着剤を塗布してデバイスに貼り付けることにより、より強固にデバイスに固定することができる。

【0021】

尚、上記のように粘着下地層３ｂを設ける場合、この粘着下地層３ｂにより吸湿性樹脂層３ａの吸湿性が損なわれるものであってはならない。このため、かかる粘着下地層３ｂは、例えば４０℃、９０％ＲＨでの透湿度が４０ｇ／ｍ^２／ｄａｙ以上、特に６０ｇ／ｍ^２／ｄａｙ以上であることが望ましい。即ち、この粘着下地層３ｂの透湿度が低いと、デバイス内部の水分を吸湿性樹脂層３ａにより効果的に吸収できなくなるおそれがあるからである。
従って、この粘着下地層３ｂは、上記のような透湿度が確保されるように一定厚み以下（例えば、３０μｍ以下）で吸湿性樹脂層３ａの表面に設けられる。

【0022】

また、図示されていないが、上記の吸湿性樹脂層３ａの背面側（粘着下地層３ｂとは反対側）には、吸湿性フィルム３の成形過程での吸湿性樹脂層３ａの吸湿を防止するための保護樹脂層を設けることもできる。
このような保護樹脂層は、各種の熱可塑性樹脂により形成することができるが、一般的には、吸湿性樹脂層３ａの形成に使用される樹脂と同種の樹脂、例えば、オレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の熱可塑性ポリエステルが好適であり、より好ましくはオレフィン系樹脂が使用され、吸湿性樹脂層３との接着性が良好であるという観点から、エチレン系樹脂或いはプロピレン系樹脂が最適である。

【0023】

上述した吸湿性フィルム３は、その層構成に応じて、押出成形もしくは共押出成形により得られる。

【0024】

＜バリアシート５＞
本発明においては、上記の吸湿性フィルム３の背面（即ち、吸湿性樹脂層３ａのデバイス側の面とは反対側の面）には、バリアシート５が設けられる。
このバリアシート５は、後述する接着層７を介して吸湿性フィルム３（吸湿性樹脂層３ａ）に積層されているが、図１から理解されるように、アルミ箔等の金属箔５ａを備えているものでなければならない。即ち、このような金属箔５ａを有するバリアシート５が吸湿性フィルム３の背面に積層されていることにより、上記の吸湿性樹脂層３ａへの外部からの水分の侵入が完全に遮断され、吸湿性樹脂層３ａの吸湿性がデバイス内部の水分の吸収に選択的に作用し、デバイス内部を長期にわたって乾燥状態に保持することが可能となる。

【0025】

また、バリアシート５は、上記の金属箔５ａを有している限り、その構造は制限されず、例えば金属箔５ａのみが吸湿性フィルム３に積層された構造であってもよいが、一般的には、金属箔５ａに接着層５ｂを介して表面保護樹脂層５ｃを形成しておくことが好適である。

【0026】

接着層５ｂは、α、β－不飽和カルボン酸（例えば無水マレイン酸など）により変性されたオレフィン樹脂やウレタン系のドライラミネート接着剤などにより形成されたものであってもよいが、一般的にはヒートシール性を有する熱可塑性樹脂、例えばオレフィン系樹脂などにより形成された層であってよい。

【0027】

表面保護樹脂層５ｃは、金属箔５ａの傷付や酸化劣化を防止するために設けられる樹脂層であり、それ自体公知の種々の樹脂を用いて形成されるが、一般的には、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂やポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、特にポリエステル樹脂により形成される。
このような表面保護樹脂層５ｃは、通常、１～３０μｍ程度の厚みを有してればよい。

【0028】

上記のようなバリアシート５は、金属箔５ａの一方の面に、接着層５ｂを形成する接着性樹脂が溶解ないし分散した塗布液を調製し、この塗布液を金属箔５ａの一方の面に塗布し乾燥した後、押出成形等により得られた表面保護樹脂層５ｃのフィルムないしシートを加熱圧着することにより得られる。
また、金属箔５ａの表面上に、接着層５ｂ及び表面保護樹脂層５ｃを形成する樹脂を、同時或いは逐次溶融押出することによっても得ることができる。

【0029】

＜接着層７＞
上述した吸湿性フィルム３とバリアシート５とを接着する接着層は、金属箔５ａと吸湿性フィルム３（吸湿性樹脂層３ａもしくは図示されていない保護樹脂層）とを強固に接着固定できる限り任意の接着性樹脂等で形成されていてよいが、一般的には、前述した接着層５ｂと同様の接着性樹脂、特にヒートシール性を有する熱可塑性樹脂を用いて形成されていることが好適である。

【0030】

＜封止材１の製造及び適用＞
上述した層構造を有する封止材１は、予め作製された吸湿性フィルム３とバリアシート５とを、接着層７を形成する接着剤を用いて接着することにより製造される。接着操作は、接着剤の種類に応じて、適宜の手段を採用することができる。例えばオレフィン系樹脂等のヒートシール性の熱可塑性樹脂を用いて接着する場合には、金属箔５ａの表面或いは金属箔５ａと吸湿性樹脂層３ａの表面との両方に、ヒートシール性の熱可塑性樹脂を塗布しておき、加熱圧着することにより、本発明の封止材１を得ることができる。

【0031】

このようにして得られる本発明の封止材１は、吸湿性フィルム３側の面を、有機エレクトロデバイスの所定の部位に貼り付けて使用され、これにより、デバイス内部の水分を吸収して乾燥状態に保持することができる。
有機エレクトロデバイスとしては、特に制限されず、水分の存在による電荷のリーク等を嫌う電子デバイス、例えば有機ＥＬ素子、太陽電池、タッチパネルなどの全てのデバイスに、本発明の封止材１を適用することができる。

【0032】

尚、封止材１の貼り付けは、特に制限されないが、一般的には、アクリル系、シリコーン系等の公知の感圧粘着剤を用いて行われる。これにより、長期にわたり、封止材１を安定に保持することができ、さらに、封止材１（吸湿性フィルム３）の吸湿能力が消失した時には、この封止材１を引き剥がして交換することができる。

【0033】

また、本発明の封止材１は、金属箔５ａを有しているため、上述したデバイスの光透過性が要求されない側の面、例えば、太陽電池の非受光面、有機エレクトロルミネッセンス素子の光非放射面、各種デバイスの側面などに貼り付けて使用される。

【0034】

本発明の封止材１は、吸湿性フィルム３（吸湿性樹脂層３ａ）の吸湿性がデバイス内部に選択的に作用するため、吸湿性が長期にわたって発揮され、デバイス内部を長期にわたって乾燥状態に保持することができる。

【符号の説明】

【0035】

１：封止材
３：吸湿性フィルム
３ａ：吸湿性樹脂層
３ｂ：粘着下地層
５：バリアシート
５ａ：金属箔
５ｂ：接着層
５ｃ：表面保護樹脂層
７：接着層

【図1】