密封的功能元件的製作方法

2023-05-04 21:46:56 2

專利名稱：密封的功能元件的製作方法
技術領域：
本發明涉及ー種密封的功能元件，就所述密封的功能元件而言，可通過簡便的エ序將以液晶顯示元件、有機EL等元件、面狀發光體、光器件、太陽能電池等有機功能元件為首的功能元件可靠地密封、尤其是可製成薄型元件。
背景技術：
有機EL重量輕、薄型，作為外觀優異的面狀發光體被利用於行動電話、鐘錶、顯示屏等。但是，有機EL從外部吸溼導致發光量降低。因此，為了維持長期穩定的發光量，也將有機EL用氣體阻隔性膜密封。另外，已知塑料膜被用於有機EL的密封，通過熱封來將其密封(專利文獻I、專利 文獻2、專利文獻3)。並且，對這些塑料膜要求可以辨認顯示部的透明性和表面平滑性。進而，為了防止形成於EL基板上的元件部的劣化，要求膜具有對氧和水蒸汽的屏蔽性優異的氣體阻隔性並且沒有針孔。此外，近年來，要求以有機EL元件等有機元件為首的功能元件自身進ー步薄型化、小型化。因此，也希望密封的功能元件的薄型化。專利文獻I :日本特開5-36475第37欄專利文獻2 日本特開平8-167475 第19欄專利文獻3 :日本特開2001-237065 第23欄

發明內容
本發明涉及可將有機EL或太陽能電池等功能元件可靠地密封、並且可使其薄型化、小型化的通過熱封被密封的功能元件。S卩，本發明涉及ー種密封的功能元件，其是具有基材層(W)、功能元件層(X)、密封用層合膜(Z)的密封的功能元件，其特徵在於，基材層(W)與密封用層合膜(Z)的熱封性熱塑性樹脂層(E)通過熱封而密合一體化。作為本發明的優選方式，密封用層合膜(Z)具有氣體阻隔層(G)和熱封性熱塑性樹脂層(E)。在更優選的方式中，密封用層合膜具有熱封性熱塑性樹脂層(E)、吸水層(F)、氣體阻隔層(G)，它們按敘述順序層合。另外，作為基材層(W)，玻璃基板、氣體阻隔性膜層或賦予了絕緣層的金屬薄板是優選的。在本發明中，作為將基材層(W)和密封用層合膜(Z)密合一體化的方式，特別優選它們的周邊部或整個面通過熱封性熱塑性樹脂層(E)的熱封而密合一體化。作為用於本發明的氣體阻隔性膜的層，優選構成如下由透明基材膜(Wa)、存在或不存在的無機薄膜層(Wb)、包含含有不飽和羧酸和/或其衍生物的聚合物的透明樹脂層(Wc)構成，這些層按敘述順序層合。
本發明的密封的功能元件通過熱封這樣的簡便エ序被可靠地密封，特別是在密封中使用氣體阻隔性膜的情況下，由此可使功能元件的使用壽命長，並且能夠使密封的功能元件薄型化。


圖I是給出示意性表示本發明的密封的功能元件的例子的截面圖。圖2是給出示意性表示本發明的密封的功能元件的其他實施方式的例子的截面圖。 圖3是給出示意性表示本發明的密封的功能元件的其他實施方式的例子的截面圖。圖4是給出示意性表示本發明的密封的功能元件的其他實施方式的例子的截面圖。圖5是給出示意性表示本發明的密封的功能元件的其他實施方式的例子的截面圖。圖6是給出示意性表示本發明的密封的功能元件的其他實施方式的例子的截面圖。圖7是給出示意性表示本發明的密封的功能元件的其他實施方式的例子的截面圖。圖8是給出示意性表示本發明的密封的功能元件的其他實施方式的例子的截面圖。
具體實施例方式本發明的密封的功能元件是具有基材層(W)、功能元件層(X)、密封用層合膜(Z)的密封的功能元件，其特徵在於，基材層(W)與密封用層合膜(Z)的熱封性熱塑性樹脂層(E)通過熱封而密合一體化。另外，熱封性熱塑性樹脂層(E)的材料只要是通過熔粘在基材層(W)上而將功能元件密封的材料，就沒有特別限定。在此作為功能元件層(X)的功能元件是要求高度的密封性的器件，具體可以舉出液晶顯示元件、有機EL等元件、面狀發光體、光器件、太陽能電池等有機功能元件。功能元件層(X)通常設置在基材層(W)的表面，但也可以設置在密封用層合膜(Z)側的表面。另外，密封用層合膜(Z)可以預先與熱封性熱塑性樹脂層(E) —體化，但只要形成通過藉助熱封將功能元件密封從而在密封一體化後至少一部分具有熱封性熱塑性樹脂層
(E)的構成即可。因此，本發明的密封的功能元件只要熱封性熱塑性樹脂層(E)至少設置在熱封的部分即可，不必一定設置在整個面上。而且，在熱封前，作為密封用層合膜(Z)，不必一定與熱封性熱塑性樹脂層(E) —體化，也可以在製造的過程中依次層合來形成。但是，從本發明的密封的功能元件的生產效率的觀點出發，作為密封用層合膜(Z)，優選在熱封前預先與熱封性熱塑性樹脂層(E) —體化。
將本發明的密封的功能元件的實施方式連同附圖一起進行說明。圖I是給出示意性表示本發明的優選的密封的功能元件的例子的截面圖。圖示的優選的密封功能元件由基材層(W)、功能元件層(X)、包含熱封性熱塑性樹脂層(E)和吸水層(F)的密封用層合膜(Z)組成。熱封性熱塑性樹脂層(E)以填充功能元件層⑴與吸水層(F)之間的方式形成，設置至作為密封的功能元件的熱封部的端部。如此，熱封性熱塑性樹脂層(E)通過以填充基材層(W)和功能元件層(X)、與吸水層(F)之間的方式形成，從而即使在因與功能元件(X)接觸而毀壞功能元件的那樣的吸水層(F)的情況下，也可以防止其與功能元件層(X)的接觸。另外，在將密封的功能元件大型化的情況下，如果在吸水層(F)與功能元件層(X)之間、或在熱封性熱塑性樹脂層(E)與氣體阻隔層(G)之間存在縫隙(間隙)，則該間隙導致在氣體阻隔層(G)的應カ平衡方面產生不均，有時隨時間推移在填埋其間隙的那樣的方 向上氣體阻隔層(G)發生變形。這樣的氣體阻隔層(G)的變形有可能導致功能元件無法充分發揮功能，因而，功能元件的大型化等有時變難。例如，在將有機EL作為功能元件進行密封的情況下，氣體阻隔層(G)的變形有可能導致發光變得不均勻。因此，在本發明中，需要進行密封使得不產生這樣的間隙，根據本發明的構成，可以容易地進行該密封。另外，構成本發明的密封功能元件的密封用層合膜(Z)，如上所述，並不一定需要事先製作，也可以在基材層(W)上依次載置有功能元件層(X)、熱封性熱塑性樹脂層(E)、氣體阻隔層(G)的狀態下通過熱封形成密封用層合膜(Z)。在本發明的密封的功能元件的製造吋，由於需要以形成氣體阻隔層(G)與基材層(X)之間無間隙的結構的方式來製造，所以優選在熱封前進行真空處理。以下說明本發明的密封的功能元件的製造方法的具體例。在圖I至圖8中給出了示意性表示本發明的密封的功能元件的例子的截面圖。圖I的密封的功能元件中，在平坦的基材層(W)上密接地設置功能元件層(X)，以覆蓋其上的方式層合密封用層合膜(Z)，基材層(W)與熱封性熱塑性樹脂層(E)通過熱封而密合一體化。密封用層合膜(Z)包含氣體阻隔層(G)和熱封性熱塑性樹脂層(E)，根據更優選的方式，包含熱封性熱塑性樹脂層(E)、吸水層(F)、氣體阻隔層(G)。對於密封用層合膜(Z)，可以在其整個面設置熱封性熱塑性樹脂層(E)，另外，也可以僅在將設置於基材層(W)上的功能元件包圍的周邊部設置熱封性熱塑性樹脂層(E)。在將基材層(W)側的面與密封用層合膜(Z)的熱封性熱塑性樹脂層(E)側的面貼合併進行真空處理後，在基材層(W)的周邊部或整個面上壓上加熱棒、加熱輥等進行熱封。使基材層(W)與密封用層合膜(Z)的熱封性熱塑性樹脂層(E)側對上，從單側或兩側將加熱棒、加熱輥等加熱機構壓在其周圍或整個面上，由此，可將熱封性熱塑性樹脂層(E)加熱熔融，使基材層(玻璃基板、玻璃薄膜、氣體阻隔性膜層等)(W)與密封用層合膜(Z)牢固地密合為一體。當通過熱封將基材層(W)和密封用層合膜(Z) —體化時，需要以不毀壞功能元件的方式進行，雖然也由功能元件的種類決定，但是通常優選例如以功能元件的表面的溫度不超過120°C的方式進行。
另外，熱封時熱封性熱塑性樹脂層(E)被加熱，其熱塑性樹脂從密封用層合膜(Z)的端部露出，形成露出部，由此露出的熱封性熱塑性樹脂層(E)可將氣體阻隔層(G)和基材層(W)的截面部分的一部分或全部覆蓋，因而是特別優選的。需要說明的是，該露出部的形成即使是在熱封的緊壓時暫時形成，也能夠被覆截面部分。認為原因在幹，當在熱封的擠壓時暫時形成的露出部恢復原樣而變平坦吋，構成熱封性熱塑性樹脂層(E)的一部分樹脂殘存在截面部分，將截面部分覆蓋。進而，對於進行熱封的方式而言，除利用加熱棒、加熱輥等進行熱封的方法外，可例示使用微波的介質加熱、超聲波加熱、使用雷射束的方法等。另外，當使基材層(W)的功能元件層(X)側的面和密封用層合膜(Z)的熱封性熱塑性樹脂層(E)側的面重合，從單側或兩側壓上加熱棒時，從生產效率的觀點出發，為了將功能元件層(X)的周圍四邊同時熱封，優選使用利用片假名「ロ」字形狀的加熱棒等進行加熱的方法。 另外，本發明的密封的功能元件也可以在功能元件的側面和/或表面設置填充層⑴。填充層(Y)優選設置在功能元件的側面和/或表面，根據其位置的不同，可以保護功能元件不受水分的影響，防止密封的功能元件的變形，防止吸水層(F)等與功能元件的表面接觸。在為了保護功能元件不受水分的影響而設置填充層(Y)吋，優選設置在功能元件的側面周邊部。另外，在以防止密封的功能元件變形為目的而設置填充層(Y)吋，優選設置成將基材層(W)或功能元件的表面與密封用層合膜(Z)之間接合起來的形式。另外，在以防止吸水層(F)等與功能元件表面接觸為目的而設置填充層(Y)吋，優選在功能元件與吸水層(F)之間設置填充層(Y)。圖2是示意性表示本發明的實施方式的一例的截面圖。圖2中，在功能元件的側面和表面設置填充層(Y)，設置於功能元件的表面的填充層(Y)以填充與吸水層(F)之間的空間的方式設置。由於密封的功能元件本身的形狀穩定性優異、防止吸水層(F)與功能元件表面接觸、保護功能元件不受水分的影響，因而特別優選該方式。需要說明的是，在本發明中，作為基材層(W)，不僅有使用玻璃基板的情況，而且可以使用氣體阻隔性膜層、金屬箔層合膜等。圖3至圖8是示意性表示本發明的其他方式的例子的截面圖。圖3中，吸水層(F)與功能元件層⑴彼此相鄰地設置。而且，以覆蓋吸水層(F)和功能元件層(X)的周圍的方式設置有熱封性熱塑性樹脂層(E)。本實施方式的密封的功能元件中，由於功能元件層(X)與吸水層(F)相鄰，所以可以有效防止易於成為功能元件毀壞的原因的水分所造成的對功能元件的毀壞，因而是優選的。圖4中，熱封性熱塑性樹脂層(E)僅設置在功能元件的側面周邊部，功能元件層(X)與吸水層(F)相鄰設置。本實施方式的密封的功能元件中，由於功能元件層(X)與吸水層(F)相鄰，所以除了可以有效防止易於成為功能元件毀壞的原因的水分所造成的對功能元件的毀壞以外，還可容易地得到平板的密封功能元件，是優選的。圖5中，熱封性熱塑性樹脂層(E)僅設置在功能元件的周邊部，而且吸水層(F)也設置在功能元件的側面的周圍。本實施方式的密封的功能元件中，由於吸水層(F)在從水分有可能易於侵入的熱封性熱塑性樹脂層(E)侵入的水分到達功能元件層(X)之前將其捕獲，所以可以有效防止水分所造成的對功能元件的毀壞，是優選的。圖6中，沿功能元件的包含表面的整個面設置熱封性熱塑性樹脂層(E)，吸水層
(F)僅設置在功能元件側面的周圍。本實施方式的密封的功能元件中，由於吸水層(F)在從熱封性熱塑性樹脂層(E)侵入的水分到達功能元件層⑴之前將其捕獲，所以可以有效防止水分所造成的對功能元件的毀壞，而且由於沿整個面設置熱封性熱塑性樹脂層(E)，所以被密封的功能元件被更加牢固地穩定地固定，因而是優選的。進而，由於本實施方式的密封的功能元件的製造時不需要進行將用作熱封性熱塑性樹脂層(E)的膜切開等前處理，因而製造效率也好，是優選的。圖7中，不僅利用氣體阻隔層(G)從功能元件(X)側將基材層(W)被覆，而且在基材層(W)側也設置氣體阻隔層(G)，吸水層(F)也在兩處設置，設置在雙方的氣體阻隔層 (G)上，ー邊在基材層(W)和功能元件與氣體阻隔層(G)、吸水層(F)之間填埋ー邊沿整個面設置熱封性熱塑性樹脂層(E)。本實施方式的密封的功能元件中，由於在功能元件的兩側具有吸水層(F)，所以可以有效防止水分所造成的對功能元件的毀壞，因而是優選的。另夕卜，由於基材層(W)設置在氣體阻隔層(G)上，所以能夠使密封的功能元件具備撓曲性，在這方面是優選的。圖8是圖2的方式中在吸水層(F)的部分沒有設置熱封性熱塑性樹脂層(E)的方式。由於在水分有可能侵入的熱封性熱塑性樹脂層(E)上設置吸水層(F)，而且用填充層(Y)覆蓋功能元件，因而不僅對水分的屏蔽效果好，而且對氣體的屏蔽效果也極好，可以有效保護功能元件不受來自外部的水分和氣體的毀壞。予以說明的是，根據發光功能元件或受光功能元件等功能元件的種類，在需要具有與所密封的功能元件的外部的透光性時，用於該構成的吸水層(F)優選其一方或兩方透光。密封用層合膜(Z)密封用層合膜(Z)是具有氣體阻隔性和熱封性的層合膜。因此，密封用層合膜(Z)一般優選具有氣體阻隔層(G)和熱封性熱塑性樹脂層(E)。進而，本發明的優選方式是ー種密封的功能元件，其特徵在於，密封用層合膜(Z)是熱封性熱塑性樹脂層(E)、吸水層(F)、氣體阻隔層(G)按敘述順序層合而成的。通過設定為該構成，可以使吸水層(F)的吸水劑與功能元件(X)隔離而不發生接觸。由此，例如在有機EL的情況下，有機EL的元件與吸水層不直接接觸，可以將有機EL的暗點的發生防患於未然。構成密封用層合膜(Z)的氣體阻隔層(G)，可以利用各種氣體阻隔性膜、金屬薄膜
坐寸o氣體阻隔性膜可例示利用了溶膠凝膠的膜、利用了丙烯酸類単體的膜等，可以使用從以下記載的用作基材層(W)的氣體阻隔性膜中選擇的材料。在氣體阻隔層(G)使用金屬箔膜的情況下，對其金屬的種類沒有特別限定，例如有銅、黃銅、銅合金、鋁、不鏽鋼、錫、鎳等。其中，特別優選鋁箔、不鏽鋼箔。金屬箔的厚度通常為5 200微米(Pm)，其中優選為6 100微米。這些金屬箔可以是利用化學蒸鍍法、物理蒸鍍法或濺射等形成的。另外，構成密封用層合膜(Z)的熱封性熱塑性樹脂層(E)所用的熱塑性樹脂，只要在與基材層(W)熱封時不因排氣等毀壞功能元件等而損害本發明的目的，就沒有特別限定，其中，作為優選例，可舉出低密度聚こ烯、こ烯與碳原子數為4至8的a-烯烴的無規共聚物即LLDPE、こ烯 丙烯共聚物、こ烯 I-丁烯共聚物、こ烯-I-己烯共聚物、I-辛烯共聚物等こ烯 a -烯烴共聚物弾性體、丙烯 こ烯共聚物、丙烯 こ烯 I-丁烯共聚物等丙烯類弾性體、丁烯 こ烯共聚物等丁烯類弾性體、こ烯 こ酸こ烯酯共聚物、こ烯 丙烯酸共聚物等こ烯與極性単體的共聚物。這些物質也可以進一歩用丙烯酸、馬來酸、馬來酸酐或含有環氧基的単體等含有極性基團的單體改性。熱封性熱塑性樹脂層(E)的厚度通常為0. 5 300微米，其中優選為I 100微 米。層合這些熱封性熱塑性樹脂層(E)的方法有通過層疊來層合的方法、通過塗布而作為塗層進行層合的方法。這樣的層之中，作為塗布劑，可以例示こ烯-こ酸こ烯酯共聚物、こ烯-丙烯酸共聚物、こ烯-甲基丙烯酸鈉鹽共聚物等離子交聯聚合物。如此，對於熱封性熱塑性樹脂層(E)而言，只要是通過加熱熔融而熔融固著在其他材料上的物質，就可以沒有特別限定地利用。應避免利用在加熱熔融時產生氣體而對功能元件層(X)產生不良影響的物質。作為這樣的材料，上述之中優選接枝有丙烯酸、馬來酸酐、它們的衍生物的聚こ烯、聚丙烯等聚烯烴。填充層(Y)構成本發明的密封的功能元件，作為構成填充層(Y)的原材料，只要不毀壞功能元件等而損害本發明的目的，就沒有特別限定，既可以為例如熱塑性樹脂、環氧丙烯酸酷、聚氨酯丙烯酸酯等紫外線固化樹脂、電離射線固化樹脂、熱固性樹脂等樹脂，也可以為氧化鈣等無機物質、弾性體等具有粘合性的原材料。進而，填充層(Y)也可以在上述樹脂的基礎上具有吸水性能。對於填充層(Y)，通過使用例如吸水層(F)的原材料，可以賦予吸水性，也能夠將構成上述密封用層合膜(Z)的熱封性熱塑性樹脂層(E)作為填充層(Y)進行設置。用於吸水層(F)的吸水劑只要不損害本發明的目的，就沒有特別限制，有公知的吸溼剤、與水反應的化合物(例如有機金屬化合物)、平均粒徑為90微米(ym)以下的粉末狀無機氧化物(例如氧化鋇、氧化鈣、氧化鍶)等。在本發明中，對於密封用層合膜(Z)而言，可以預先將熱封性熱塑性樹脂層(E)、吸水層(F)、氣體阻隔層(G)按敘述順序層合，作為製成一體的層合膜提前準備，與後述的基材層(W)、功能元件層(X) —起製造功能元件。另外，也可以在後述的基材層(W)、功能元件層(X)上首先層合熱封性熱塑性樹脂層(E)，接著設置吸水層(F)，從其上設置氣體阻隔層(G)，然後實施熱封進行密封。功能元件層(X)對於功能元件層(X)而言，由於功能元件為要求高度的密封性的器件，所以可以例示液晶顯示元件、有機EL等元件、面狀發光體、光器件、太陽能電池等有機功能元件、無機EL等無機功能元件。基材層(W)基材層(W)使用玻璃基板、玻璃薄膜、氣體阻隔性膜、金屬箔層合膜、和其他的具有氣體阻隔性的材料。其中，基材層(W)使用氣體阻隔性膜時，加工變容易，是優選的。氣體阻隔性膜作為形成氣體阻隔層(G)或進而形成基材層(W)的氣體阻隔性膜，可以使用現有公知的各種氣體阻隔性膜。其中，氣體阻隔性膜優選為包含透明基材膜(Wa)、無機薄膜層(Wb)、透明樹脂層(Wc)且這些層按敘述順序層合而成的層合膜。另外，氣體阻隔性膜的其他優選方式有不具有無機薄膜層(Wb)的層合膜、即包含透明基材膜(Wa)和透明樹脂層(Wc)的層合膜。以下，說明構成該優選的氣體阻隔性膜的各層。誘明某材膜(Wa)作為氣體阻隔性膜的透明基材膜(Wa)，可以例示含有聚こ烯、聚丙烯、聚-4-甲 基-1-戊烯等聚烯烴樹脂、聚苯こ烯、聚對苯ニ甲酸こニ醇酯(PET)、聚對苯ニ甲酸萘酯(PEN)、聚碸、聚醚碸、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酷、聚碳酸酷、聚芳酯、聚こ酸酷、聚醯胺類樹脂等具有透明性的樹脂的膜。這些膜可以為未拉伸膜，也可以為在單軸或雙軸方向拉伸的膜。構成氣體阻隔性膜的透明基材膜(Wa)的厚度通常為10 Pm 250 Pm左右，根據使用用途，考慮膜的自立性、處理性、耐衝擊性等來決定其厚度。無機薄膜層(Wb)無機薄膜層(Wb)含有矽、鋁、鈦、鋯、錫、鎂、銦等的氧化物、氮化物、氟化物的單體、或它們的複合物等，尤其氧化鋁是無色透明的，耐蒸煮性等特性也優異，可以用於廣範圍的用途。作為形成無機薄膜層(Wb)的方法，沒有特別限定，可以利用公知的方法。例如，有通過化學蒸鍍法、物理蒸鍍法或濺射來形成薄膜的方法。這些無機薄膜層優選形成在透明基材膜(Wa)上。另外，為了獲得表面平滑性優異的形狀的膜，優選透明基材膜(Wa)的表面與形成具有透明性的無機薄膜時的無機原子或無機分子、無機化合物的鍵合反應快速進行。從阻隔性的觀點出發，為迅速進行它們的鍵合反應，優選該無機原子或無機分子、無機化合物為具有自由基等的化學活性的分子種或原子種。因而，作為成膜法，化學蒸鍍法、物理蒸鍍法或濺射是適合的，其中優選化學氣相沉積法(CVD法)。由此，透明基材膜樹脂層(Wa)的表面與氮化矽或氧氮化矽等含有矽的化學活性的分子種可以快速反應，無機薄膜層(Wb)的表面的平滑性得到改良、提高，可以減少在表面產生的微細孔。CVD法中，優選使用利用發熱體使氣體分子分解活化而在基板上進行成膜的、所謂的催化化學氣相沉積法(CatCVD法)。據此，可以得到緻密的透明無機薄膜，可以形成具有優異的氣體阻隔性、且應カ低、即具有柔軟性的膜。從氣體阻隔性能以及可以保持氣體阻隔性能的耐撓曲性的觀點出發，本發明中的無機薄膜層(Wb)的膜厚通常為5 500nm、優選為10 200nm。誘明樹脂層(Wc)對於本發明中的透明樹脂層(Wc)，為了獲得優異的阻隔性，優選為包含含有不飽和羧酸和/或其衍生物的聚合物的層。可以將由不飽和羧酸和/或其衍生物通過聚合得到的聚合物塗布在透明基材膜(Wa)上，或者為了獲得阻隔性能的穩定性，優選塗布在無機薄膜層(Wb)上。另外，也可以首先將不飽和羧酸和/或其衍生物塗布在透明基材膜(Wa)或無機薄膜層(Wb)上後，通過過氧化物交聯、紫外線交聯等使該塗層進行自由基聚合，製成聚合物塗層。作為所用的不飽和羧酸和/或其衍生物，可例示聚合度不足20的不飽和羧酸和它們的多價金屬鹽等衍生物、環氧丙烯酸酯化合物。對於將聚合度不足20的不飽和羧酸和其多價金屬鹽等衍生物預先塗布在透明基材膜(Wa)或優選塗布在無機薄膜層(Wb)上而言，通常優選以含有這些化合物的溶液狀態塗布，其後，通過所配合的自由基引發劑、紫外線等使塗布液的不飽和羧酸和/或其衍生物聚合，形成透明樹脂層(Wb)。不飽和羧酸
對於所用的不飽和羧酸而言，丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、衣康酸等具有a，3 -こ烯性不飽和基團的羧酸是適合的，理想的是聚合度不足20，優選為単體或10以下。這些不飽和羧酸中優選單體，因為其易於形成被多價金屬化合物完全中和而得到的鹽，將該鹽聚合得到的膜的氣體阻隔性優異。多價金屬化合物對於不飽和羧酸的多價金屬鹽的製備中所用的多價金屬化合物而言，其為鎂(Mg)、鈣(Ca)、鋇(Ba)、鋅(Zn)、銅(Cu)等ニ價以上的金屬、鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)等一價金屬、這些金屬的氧化物、氫氧化物、南化物、碳酸鹽、磷酸鹽、亞磷酸鹽、次磷酸鹽、硫酸鹽或亞硫酸鹽等。這些金屬化合物中，優選ニ價金屬化合物，特別優選氧化鎂、氧化鈣、氧化鋇、氧化鋅、氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鋇、氫氧化鋅等。使用這些ニ價金屬化合物時，將與上述不飽和羧酸的鹽聚合而得到的膜在高溼度下的氣體阻隔性特別優異。這些化合物至少使用ー種，可以僅使用ー種，也可以合用兩種以上。不飽和羧酸的多價金屬鹽不飽和羧酸的多價金屬鹽是上述聚合度不足20的不飽和羧酸與上述多價金屬化合物的鹽。這些不飽和羧酸多價金屬鹽可以為ー種，也可以為兩種以上的混合物。所述不飽和羧酸的多價金屬鹽中，特別優選(甲基)丙烯酸鋅，因為所得到的氣體阻隔性膜的耐熱水性優異。環氧丙烯酸酯化合物對於環氧丙烯酸酯化合物而言，有雙酚A型環氧丙烯酸酷、1，4- 丁ニ醇ニ縮水甘油基醚ニ丙烯酸酷、1，6-己ニ醇ニ縮水甘油基醚ニ丙烯酸酯、ニ甘醇ニ縮水甘油基醚ニ丙烯酸酯、ニ丙ニ醇ニ縮水甘油基醚ニ丙烯酸酯、苯酚酚醛型環氧丙烯酸酯、羧酸酐改性環氧丙烯酸酷、甲酚酚醛型環氧丙烯酸酯等。透明樹脂層(Wc)的製法對於透明樹脂層(Wc)而言，理想的是將預先塗布在透明基材膜(Wa)或優選無機薄膜層(Wb)上的不飽和羧酸和/或其衍生物聚合來製造。另外，理想的是對通過聚合而形成的膜狀的透明樹脂層(Wc)進行熱處理。作為在透明基材膜(Wa)或優選在無機薄膜層(Wb)上塗布不飽和羧酸和/或其衍生物的溶液的方法，例如，可以採用氣刀塗布機、直接槽棍塗布機(direct gravurecoater)等公知的塗布方法。需要說明的是，為了提高剝離強度或對膜賦予柔軟性等，也可以在不飽和羧酸的多價金屬鹽的溶液中配合聚こ烯醇等。透明樹脂層(Wc)的熱處理上述的通過聚合得到的透明樹脂層(Wc)優選進行熱處理以獲得優異的阻隔性的提聞。對於熱處理而言，理想的是在通常30 350°C、優選60 300°C、進ー步優選150 250°C的溫度範圍內對透明樹脂層(Wc)進行熱處理，而且理想的是設定為惰性氣體氣氛下。另外，對壓カ沒有特別限定，可以為加壓下、減壓下、常壓下的任ー種。作為基於加熱的熱處理的方法，有烘箱加熱、輥加熱、遠紅外線加熱等。基於加熱的熱處理的時間根據加熱處理方法的不同而不同，但是例如，在烘箱加熱下，通常為30秒至90分鐘左右，其中優 選I分鐘至70分鐘，特別優選5分鐘至60分鐘。而且，在熱處理方面，可以隨後對通過聚合得到的透明樹脂層(Wc)連續進行熱處理，另外，也可以在將膜暫且恢復常溫後，供於熱處理。通常，在製造效率上理想的是使通過聚合形成膜的エ序和熱處理的エ序連續。對於供於熱處理的透明樹脂層(Wc)而言，認為通過聚合決定了膜的結構。認為通過對其進ー步進行熱處理，從而形成由於發生脫水以及膜結構發生部分再配置因而更加穩定的膜，氣體阻隔性更加穩定。對於透明樹脂層(Wc)的厚度而言，根據各種用途所要求的製造成本或表面平滑性等適宜決定，沒有特別限制，然而一般為0. I 20 ym，更優選為0. I IOy m。通過設置透明樹脂層(Wc)，可以使透明基材膜(Wa)和無機薄膜層(Wc)的密合性提高，可以改善氣體阻隔性。另外，氣體阻隔性膜在不損害其目的的範圍可以包含其他的層，也可以在其上形成其他的層。例如可以舉出透明金屬薄膜層、透明金屬氧化物層等。也可對上述的透明基材膜(Wa)、透明樹脂層(Wb)進行電暈處理、等離子體處理。也可以通過將它們合適地組合來賦予防反射性能、防眩性能。需要說明的是，在本發明中，在功能元件為發光或顯像元件吋，作為基材層(W)，不僅包括使用玻璃基板的情況，而且也包括使用例如具有包括與氣體阻隔層(G)同樣的組成的層的氣體阻隔性膜、金屬箔層合膜等的方式，用於基材層(W)的氣體阻隔性膜層的可見光線透過率優選為70%以上，更優選為85%以上。可見光線透過率的上限值為100%，但實際上由於存在表面反射和由材料產生的吸收，所以大多數情況下為95%以下。另外，在功能元件為發光或顯像元件時，從發光或受光穩定性的觀點出發，本發明的氣體阻隔膜的平均粗糙度Ra例如優選在I ii m2的面積中為0 Inm,更優選為0 0. 5nm。實施例作為本發明的密封的功能元件，對於有機EL的情況如下進行例示。S卩，基材層(W)使用玻璃薄板(厚度0.7毫米(mm))，功能元件層⑴使用有機EL元件。而且，構成密封用層合膜(Z)的氣體阻隔層(G)包含通過溶膠凝膠法得到的薄膜、由不飽和羧酸金屬鹽通過UV交聯等得到的氣體阻隔層、無機蒸鍍層等。
並且，構成密封用層合膜的熱封性熱塑性樹脂層(E)使用包含改性聚烯烴(熔點139°C)的層(厚度30微米(ym))，所述改性聚烯烴包含丙烯酸、馬來酸、馬來酸酐、含有環氧基的単體等含有極性基團的單體。進而，在氣體阻隔層(G)與熱封性熱塑性樹脂層(E)之間夾有水分吸附片材(dynic公司制)作為吸水層。使用這些，在玻璃薄板上載置有機EL元件，從其上放置密封用層合膜，使熱封性熱塑性樹脂層的周圍搭接在玻璃薄板上，從密封用層合膜側將加熱棒(170°C )按壓在有機EL元件的周邊部上，熱封性熱塑性樹脂層的表面被熱封在玻璃薄板上。如此密封的有機EL元件即使在60°C、90% RH的高溫高溼度下經過1000小時也可以抑制劣化，可知具有優異的密封性。另外，如上所述進行操作，但作為熱封性熱塑性樹脂層(E)，使用離子鍵樹脂(乙烯甲基丙烯酸金屬鹽的聚合物、熔點80°C至100°C)，在氣體阻隔層(G)與熱封性熱塑性樹 脂層(E)之間夾有水分吸附片材，壓上加熱輥(120°C )進行密封，製成有機EL元件。這樣密封的有機EL元件與上述的情況相同，長期未見劣化，進行了有效密封。接著，為了製備構成密封功能元件的氣體阻隔層的氣體阻隔性膜，如下進行操作，進行〈塗布液的溶液⑴的製作 >〈塗布液的溶液(Y)的製作X塗布液的溶液(Z)的製作>，製作成氣體阻隔性膜。將丙烯酸鋅(丙烯酸的Zn鹽)水溶液〔淺田化學公司制、濃度30重量％ (丙烯酸成分20重量％、Zn成分10重量％ )〕、與已用甲醇稀釋成25重量％的光聚合引發劑〔1-[4-(2_羥基こ氧基)-苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙烷-I-酮(Ciba SpecialtyChemicals公司制商品名Irgacure 2959))和表面活性劑(花王公司制商品名EMULGEN120)混合，使得相對於丙烯酸的所述光聚合引發劑和表面活性劑的固體成分比例分別成為2%>0. 4%，製作成包含丙烯酸Zn鹽溶液(A)的不飽和羧酸化合物多價金屬鹽溶液。將丙烯酸(単體)(共榮社化學公司制)用水稀釋，製成25%水溶液。相對該水溶液中的丙烯酸的羧基，添加等摩爾的氫氧化鋰一水合物(關東化學公司制)，製作丙烯酸鋰(丙烯酸的Li鹽)水溶液。接著，在製作的丙烯酸鋰水溶液中混合已用甲醇稀釋成25%重量％的光聚合引發劑〔1-[4-(2_羥基こ氧基)-苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙烷-I-酮(Ciba SpecialtyChemicals公司制商品名Irgacure2959)〕和表面活性劑(花王公司制商品名EMULGEN120)，使得相對於丙烯酸的所述光聚合引發劑和表面活性劑的固體成分比例分別成為2%、
0.4%，製作成包含丙烯酸Li鹽溶液(B)的不飽和羧酸化合物多價金屬鹽溶液。將上述的不飽和羧酸化合物Zn鹽溶液(A)與不飽和羧酸化合物Li鹽溶液(B)以摩爾比為75比25的比例混合，製作成塗布液的溶液(C)。〈氣體阻隔性膜的製作〉將氨基甲酸酯丙烯酸酯類UV固化塗劑(新中村化學公司制商品名UA_100H)用こ酸こ酯稀釋,使用Meyer Bar將其以成為I. 2g/m2 (固體成分)的方式塗布在厚度100微米(Pm)的由2軸拉伸聚萘ニ甲酸こニ醇酯(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°C乾燥15秒。其後，將塗布面向上，固定在不鏽鋼板上，使用UV 照射裝置(Eye Graphics 公司制 EYEGRANDAGE 型號 ECS 301G1)，以 UV 強度250mW/cm2、累積光量117mJ/cm2的條件照射紫外線，進行塗布膜的聚合，得到塗布膜。進而，在塗布膜的塗布面上通過CatCVD法形成厚度75nm的SiN膜，得到膜。對該面實施電暈處理後，將溶液(C)使用狹縫式模頭擠出塗布機(slit die coater)進行塗布，使得以固體成分計成為
I.5g/m2,將塗布面向上，固定在不鏽鋼板上，使用UV照射裝置(Eye Graphics公司制EYEGRANDAGE型號ECS 301G1)以UV強度250mW/cm2、累積光量117mJ/cm2的條件照射紫外線，進行塗布膜的聚合，得到塗布膜。其後，在200°C的烘箱中進行I小時加熱處理，得到氣體阻隔性膜。該氣體阻隔性膜構成本發明的密封的功能元件的氣體阻隔層。 將如上所述製作的氣體阻隔性膜切成50mmX50mm，在手套箱內的加熱板上於130°C進行I小時乾燥。〈熱封性膜的乾燥〉作為構成本發明的密封的功能元件的熱封性熱塑性樹脂層的熱封性膜，使用熱封性膜(三井化學東賽璐公司制的HM_407C#50)，將其切成50mmX50mm，加入卷有帶式加熱器的玻璃容器中，將容器一邊於80°C加熱ー邊用真空泵減壓，進行I小時真空加熱乾燥。其後，原樣保持容器為真空，放入手套箱內，返回常壓。[實施例I]將乾燥後的氣體阻隔性膜切成19mmX19mm，在中央使吸水材(dynic公司制的HD-07、尺寸IOmmXlOmm)的粘合面貼在阻隔面上。其後，將乾燥後的熱封性膜切成19mmX 19mm，重疊在貼有吸水材的面上，在120°C的加熱板上使用手壓輥，使其與氣體阻隔
性膜層合，得到密封用層合膜。〈有機EL的密封〉將如上製作的密封用層合膜重疊在形成有有機EL元件的玻璃基板(基板尺寸24mmX24mm元件部2mmX2mm 4處、厚度0. 7mm)上，在120°C加熱板上使用手壓輥，使其與玻璃基板層合，得到密封樣品。[實施例2]將乾燥的氣體阻隔性膜與乾燥的熱封性膜重疊，在120°C的加熱板上使用手壓棍進行層合後，切成19mmX 19mm,在其中央部貼上形成吸水層的吸水材(dynic公司制的HD-07、尺寸IOmmX IOmm),製作成密封用層合膜。以覆蓋形成有有機EL元件的玻璃基板(基板尺寸24mmX24mm元件部2mmX2mm4處、厚度0.7mm)的元件部的方式塗布紫外線固化型環氧接合劑(長瀨化成公司制的UV樹脂XNR5570)，形成填充層。此時的紫外線固化條件設定為照度150mW/cm2、累積光量12000mJ/cm2。另外，填充層的厚度為約30 y m。
〈有機EL的密封〉將如上所述製作的密封用層合膜重疊在形成有如上所述製作的填充層的玻璃基板上，在120°C加熱板上使用手壓輥，使其與玻璃基板層合，得到密封的功能元件的樣品。〈密封性能的評價〉將密封的有機EL元件放入設定為60 V 90 % RH的低溫恆溫恆溼器(ADVANTEC公司制THN-052PB)中，在各個時間取出樣品，以lOmA/cm2的驅動條件使其發光，測定收縮寬度。測定結果列於表I。[表 I]
權利要求
1.ー種密封的功能元件，其是具有基材層(W)、功能元件層(X)、密封用層合膜(Z)的密封的功能元件，其特徵在於，基材層(W)與密封用層合膜(Z)的熱封性熱塑性樹脂層(E)通過熱封而密合一體化。
2.如權利要求I所述的密封的功能元件，其特徵在於，密封用層合膜(Z)具有氣體阻隔層(G)和熱封性熱塑性樹脂層(E)。
3.如權利要求I或2所述的密封的功能元件，其特徵在於，密封用層合膜(Z)包含熱封性熱塑性樹脂層(E)、吸水層(F)、氣體阻隔層(G)，它們按敘述順序層合。
4.如權利要求I 3中任一項所述的密封的功能元件，其特徵在於，在功能元件層(X)的側面和/或表面設置有填充層(Y)。
5.如權利要求I 4中任一項所述的密封的功能兀件,其特徵在於,基材層(W)為玻璃基板。
6.如權利要求I 5中任一項所述的密封的功能元件，其特徵在於，基材層(W)是包含氣體阻隔性膜的層。
7.如權利要求I 6中任一項所述的密封的功能元件，其特徵在於，基材層(W)與密封用層合膜(Z)的周邊部或整個面通過熱封性熱塑性樹脂層(E)的熱封而密合一體化。
8.如權利要求I 7中任一項所述的密封的功能元件，其特徵在於，氣體阻隔性膜的層包含按以下順序層合的各層透明基材膜(Wa)、存在或不存在的無機薄膜層(Wb)、包含含有不飽和羧酸和/或其衍生物的聚合物的透明樹脂層(Wc)。
全文摘要
本發明提供一種功能元件，如液晶顯示元件、有機EL等元件、面狀發光體、光器件、太陽能電池等功能元件，其通過熱封這樣的簡便的工序被可靠地密封，可使使用壽命長，並且可薄型化。本發明涉及一種密封的功能元件，其是具有基材層(W)、功能元件層(X)、密封用層合膜(Z)的密封的功能元件，其特徵在於，基材層(W)與密封用層合膜(Z)的熱封性熱塑性樹脂層(E)通過熱封而密合一體化。密封用層合膜的特徵在於，按敘述順序層合有熱封性熱塑性樹脂層(E)、吸水層(F)、氣體阻隔層(G)。
文檔編號H01L31/042GK102771184SQ20118000941
公開日2012年11月7日 申請日期2011年2月18日 優先權日2010年2月18日
發明者中村修 申請人:三井化學東賽璐株式會社