説明

テープ状の密封材および有機ELデバイス

【課題】
有機ELデバイス、太陽電池、液晶表示素子等の各種のディスプレイなどの端部の封止を効率行うことができ、封止層が金属、ガラス、ガスバリア性に優れた合成樹脂等の素材であっても、ヒートシールにより効率よく、その端部の密封を行うことができる。
【解決手段】
金属箔の片面にヒートシール層が設けられたテープ状物からなることを特徴とする密封材。有機ELデバイス、太陽電池または液晶表示素子の封止層の端部の密封材に用いられる。
また、透明陽電極層、有機発光層及び陰電極層がこの順で積層されてなる有機EL素子を透明基材及び封止層で被覆してなる有機ELデバイスの端部周縁における上側の封止層と下側の封止層の端部が突き合わされ接合されており、その接合された端部に、請求項1の端部密封材のヒートシール層が熱融着され、その接合された端部を端部密封材により被覆一体化してなる有機ELデバイス。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、金属箔の片面にヒートシール層が設けられたテープ状物からなる密封材に関し、有機ELデバイス等の電子デバイスの端部周縁をヒートシールを利用した密封材により容易に密封できる有機ELデバイス等の電子デバイスの封止層の端部密封材およびそれを用いた有機ELデバイス等の電子デバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
有機EL素子は、有機発光層が陰極と陽極の間に配置された構造を有する自発光性素子である。有機ELデバイスは、この有機EL素子をなす積層体が基板上に形成されたものであり、その構造としては、透明な基板上に、透明で導電性を有する材料からなる薄膜(陽極層)、有機薄膜からなる有機発光層、および金属薄膜(陰極層)が順次積層された薄膜積層構造が例示できる。
有機EL素子は、水分や酸素に触れると、発光しない部分が生じたり、輝度が低下することから、有機EL素子が水分や酸素に触れないようする方法が種々提案されている。その一つの方法として、有機ELデバイスの周縁端部を、無機フィラーを80〜90重量%含有するエポキシ系接着剤を用いて、アルミニウムからなるガスバリア性フィルムで封止する方法が提案されている(特開2008−103254号公報:特許文献1)。しかしながら、エポキシ系接着剤は硬化に手間取り、有機ELデバイスの製造工程が短縮できない虞がある。
【特許文献1】特開2008−103254号公報、図6
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
そこで本発明は、有機ELデバイス等の電子デバイスの周縁端部を容易に密封する方法を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明は、金属箔の片面にヒートシール層が設けられたテープ状物であることを特徴とする端部密封材に関する。本発明の密封材は、有機ELデバイス、太陽電池、液晶表示素子等の電子デバイス、各種ディスプレイの封止層(ガスバリア層)の端部を効率よく密封することができる。
また本発明は、透明陽電極層、有機発光層及び陰電極層がこの順で積層されてなる有機EL素子を透明基材及び封止層で被覆してなる有機ELデバイス等の電子デバイスの端部周縁における上側の封止層と下側の封止層が接合されており、その接合された端部に、上記の端部密封材のヒートシール層を熱融着して、被覆一体化したことを特徴とする有機ELデバイス等の電子デバイスに関する。
さらに、本発明の密封材は、そのヒートシール層をオレフィン系共重合体の被膜、特に不飽和カルボン酸系化合物を共重合またはグラフト変性したオレフィン系共重合体の被膜とすることにより、押圧しながら加熱するだけで、効率よく封止層に密着し、端部の密封をすることができる。
【発明の効果】
【0005】
本発明の密封材は、金属の片面にヒートシール層が設けられたテープ状物であり、接着剤などの下塗り層を必要としないので、水蒸気バリア性を高めることができる。また、有機ELデバイス、太陽電池、液晶表示素子等の電子デバイス、各種のディスプレイなどの端部の封止を効率よく行うことができる。特に、本発明の端部の密封材として、接着性に優れるオレフィン系共重合体を用いることにより、封止層が金属、ガラス、合成樹脂等の素材であっても、ヒートシールにより効率よく、その端部の密封を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0006】
密封材のテープ状物を構成する金属箔は、通常、金属、銅、錫、アルミニウム、さらには合金等の金属箔であり、通常10μmないし1mm程度であり、さび止め等の表面処理をしたもの、酸化膜の被膜等を有するものが例示される。
本発明においては、アルミニウムが好適であり、厚さ10μm〜400μm程度が通常である。10μm未満ではガスバリア性等の密封性が不十分でない傾向があり、400μmを越えるとアルミニウム箔の可撓性が不十分となる傾向がある。
ヒートシール層
また、ヒートシール層は、オレフィン系共重合体であることが望ましく、例えば、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマー、エチレン・酢酸ビニルエステル共重合体、エチレン無水マレイン酸共重合体、無水マレイン、アクリル酸等がグラフト共重合されたポリエチレン、ポリプロピレン等のグラフト変性ポリオレフィンなどのヒートシール可能なポリマーから少なくとも1種類以上が選ばれ用いられる。
これらのポリマーは、例えば、フィルム状に成形してから加熱ロールを用いて金属箔とサーマルラミネートしたり、また溶融押出コート、ディースパージョンによるロールコート等によりヒートシール層とすることができる。
これらのポリマーの中でも、不飽和カルボン酸系化合物を共重合またはグラフト変性したオレフィン系共重合体およびエチレン・不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマーは、容易にヒートシールすることができ、封止層が金属、ガラス、ガスバリア性に優れた合成樹脂等のいずれであっても、その端部に密着することができるので好適である。
ヒートシール層は通常0.5μmないし300μm程度であり、密封性を高めて、さらにガスバリア性を上げるためには、その厚さを薄くすることが望ましく。1μmないし50μmが好ましい。
【0007】
エチレン・不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマー
本発明に用いられることがあるエチレン・不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマーのベースポリマーとなるエチレン・不飽和カルボン酸共重合体としては、ヒートシール性、接着性、耐スクラッチ性などを考慮すると、不飽和カルボン酸含有量が1〜30重量%、とくに5〜25重量%のものが好ましい。かかる共重合体は、エチレンと不飽和カルボン酸の二元共重合体のみならず、任意に他の単量体が共重合された多元共重合体であってもよい。このようなベースポリマーとなる共重合体は、高温、高圧下のラジカル共重合によって得ることができる。
上記共重合体における不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、無水マレイン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチルなどを例示することができるが、とくに好ましいのは、アクリル酸又はメタクリル酸である。また上記他の単量体としては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルのようなビニルエステル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸nブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸イソオクチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸イソブチル、マレイン酸ジエチルのような不飽和カルボン酸エステル、一酸化炭素などを例示することができる。
本発明に係わるエチレン・不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマーは、上記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体のカルボキシル基の1部あるいは全部を金属イオンあるいは有機アミンで中和することによって得られる。ヒートシール性、接着性などを考慮すると、中和度が20〜90%、とくに30〜85%のものがより好ましい。
金属イオンとしては、リチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属、マグネシウム、カルシウムなどのアルカリ土類金属、亜鉛、銅、コバルト、ニッケル、クロム、鉛、マンガン、アルミニウムなどの典型金属及び遷移金属などから選ばれるものであり、また上記有機アミンとしては、n−へキシルアミン、ヘキサメチレンジアミン、1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン、メタキシレンジアミンなどを例示することができるが、とくに好ましくはナトリウムまたは亜鉛である。アイオノマーとしてはまた、これら金属イオンを2種以上含むものを使用してもよい。
エチレン・不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマーは、例えば、三井・デュポンポリケミカル株式会社から、ハイミランの商品名で製造・販売されている。また、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマーのディスパージョンは、三井化学株式会社製ケミパールSとして販売されている。
これらを用いて、溶融押出コート、ロールコート、吹きつけ等の種々の方法により、金属箔にヒートシール層を設けることができる。
【0008】
本発明の密封材は、テープ状物であり通常はロール巻の状態で準備しておくことができる。
使用に際しては、有機ELデバイス、太陽電池、液晶表示素子等のディスプレイなどの封止層の端部にヒートシール層を加熱押圧して、端部の密閉が行われる。
テープ状物の密封材の幅は適用する有機ELデバイス、太陽電池、液晶表示素子等のディスプレイの大きさに応じて適宜変えることができる。従って、テープ状物の幅は、例えば5ミリメートルから10センチメートルの範囲で変えることが行われる。
すなわち、有機ELデバイス、太陽電池、液晶表示素子等のディスプレイなどは、これらの大きさより大きい封止層で両面から覆い、それら両面の封止層の周囲の端部を接合して密封して用いられている。
なお、封止層は、ガラス板の無機透明板が用いられる他、ポリマーコート層や無機蒸着膜等の封止層を用いる場合は、ポリエチレンテレフタレート等のフィルムからなる透明基材との積層フィルムが用いられることが一般的である。
この場合、両面の封止層の周縁部、特に断面の部分におけるガス透過を防止することが困難である。
本発明では、テープ状の密封材をヒートシール部を内側にして長手方向に折り曲げて、これら封止層の接合された端部を挟み込むようにして、密封材のヒートシール部を、その端部の両面に押圧すると共に加熱してヒートシールを行うことで、その端部の密封を達成することができる。
一般に封止層が長方形等の矩形の場合は、相対する平行の端部をその辺の長さ全体に、本発明の密封材を適用してヒートシールを行う。次に、残り2辺の端部を密封材(同様に長手方向に折り曲げている)により挟み込むようにして覆うと同時に、ヒートシール部を加熱する。その際、密封材の長さは対応する辺の長さより長く(例えば、テープ状物の幅程度長く)し、その長い部分はヒートシール層どうしを接合させる。これにより、テープ状物の両端は、ヒートシール層どうしがヒートシールされ、封止層の4辺の周囲全体を密封することができる。
ヒートシールの方法としては、ヒートシーラーを用いる方法、両側から金属箔側にアイロンを押当する方法などが例示される。
また、押圧の際の加熱方法としては、対流伝熱によるもの(例えばドライヤー、オーブン)、伝導伝熱によるもの(例えば加熱ロール)、輻射伝熱によるもの(例えば赤外線、遠赤外線のヒータ等の電磁波を用いるもの)等があげられる。
発明の密封材は、有機ELの封止層の端部のガスバリア性の改良を目的に使用することで、有機ELのダークスポットを防止し、使用可能時間の長期化を可能とすることができる。
すなわち、本発明に係わる有機EL素子を被覆してなる透明基材及び封止層は、有機ELデバイスに使用されている透明基材、封止層であれば特に限定はされず、種々公知のものを用いることができる。具体的には、例えば、ガラス基材、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド等の透明性を有するフィルムの片面に、Si0、SiNx膜、SiON膜等が形成されたガスバリアフィルム、さらには不飽和カルボン酸多価金属塩の重合体膜が形成されたガスバリアフィルムフィルム等を挙げることができる。
【0009】
本発明の密封材および有機ELデバイス等を収納したフレキシブルパネルの具体例を図面に基づいて説明する。
図1は、フレキシブルパネルを説明する概略斜視図である。
厚さ30μのアルミ箔と不飽和カルボン酸をグラフト共重合したポリプロピレンのフィルム(東セロ株式会社製 アドマーフィルムQE−060C 厚み30μm)のコロナ処理面を、ロール温度120℃に設定したラミネート装置を用いてサーマルラミネートし、それを幅10mmのテープ状にカットした。このテープをヒートシール部を内側にして長手方向に折り曲げて、フレキブルパネルの側面イ(図2)を挟み込むように配置し、ヒートシーラーを用いて、温度170℃、圧力0.1MPaで2秒間ヒートシールを行った。次に側面ハ(図2)についても同様にしてヒートシールを行った。その後、フレキシブルパネルからはみ出した部分はカットし取り除いた。さらに側面ロ、ニ(図2)についても同様にヒートシールし、フレキシブルパネルの辺の長さより両サイド3mm長くなるようにカットした。密封されたフレキシブルパネルは、各断面に配置された密封テープが重なった部分も、しっかりとヒートシールされており、密封性(ガスバリア性)の性能は良好であった。
第3図および第4図は、フレキシブルパネルの端部を密封材で密封した状態を説明する要部断面図である。
第3図において、有機EL素子1は透明基材2とを無機蒸着膜等の封止層3とからなる積層フィルムによって両側から覆われ周縁部が封止用接着材4により接合され一体化されている。よって、封止層3の端部は封止用接着材を介して接合され一体化されている。
その周縁部は密着材Aのヒートシール層が密着し、アルミニム箔5で覆われているので、密封性(ガスバリア性)が優れている。
第4図においては、透明基材2と封止層3を逆にして、封止層3が外側になる態様で有機EL素子を両側から覆っている。この態様では封止材3の端部が透明基材の端部の部分で封止用接着材4を介して、接合され一体化されている。この態様では、ガスバリア性に劣る透明基材の部分がより少なくなるので、密閉性(ガスバリア性)が更に改良される。
このように、本発明においては、透明基材2と封止層3を、第3図のように封止層2を内側に向かい合わせて用いる態様、第4図のように透明基材3を内側に向かい合わせて用いる態様の他に、一方のみを逆にして、一方の透明基材2と他方の封止層3をそれぞれ内側に向かい合わせて用いる対象がある。
なお、図3、図4では、周縁部は封止用接着材4で接合され一体化されているが、必要に応じて、透明基材2の端部の断面部にエポキシ系接着剤等の接着剤を塗布することも行われる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】第1図は、密封材の断面図である。
【図2】第2図は、フレキシブルパネルを説明する概略斜視図である。
【図3】第3図は、フレキシブルパネルの端部を密封材で密封した状態を説明する要部断面図である。
【図4】第4図は、フレキシブルパネルの端部を密封材で密封した状態を説明する要部断面図である。
【符号の説明】
【0011】
A・・・密封材
B・・・金属箔
C・・・ヒートシール層
1・・・有機EL素子
2・・・透明基材
3・・・封止層
4・・・封止用接着材
5・・・アルミニウム箔

【特許請求の範囲】
【請求項1】
金属箔の片面にヒートシール層が設けられたテープ状物からなることを特徴とする密封材。
【請求項2】
金属箔の片面にヒートシール層が設けられたテープ状物からなることを特徴とする有機ELデバイス、太陽電池または液晶表示素子の封止層(ガスバリア層)の端部の密封材。
【請求項3】
透明陽電極層、有機発光層及び陰電極層がこの順で積層されてなる有機EL素子を透明基材及び封止層で被覆してなる有機ELデバイスの端部周縁における上側の封止層と下側の封止層が接合されており、その接合された端部に、請求項1の端部密封材のヒートシール層を熱融着して、被覆一体化したことを特徴とする有機ELデバイス。
【請求項4】
ヒートシール層が、オレフィン系共重合体からなることを特徴とする請求項1に記載の密封材。
【請求項5】
ヒートシール層が、不飽和カルボン酸系化合物を共重合またはグラフト変性したオレフィン系共重合体の被膜であることを特徴とする請求項4に記載の端部密封材。
【請求項6】
ヒートシール層が、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマーの被膜であることを特徴とする請求項4に記載の端部密閉材。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2010−44937(P2010−44937A)
【公開日】平成22年2月25日(2010.2.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−207721(P2008−207721)
【出願日】平成20年8月12日(2008.8.12)
【出願人】(000220099)東セロ株式会社 (177)
【Fターム(参考)】