JPH02214129A - 電子部材の封止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は水蒸気の透過によって性能が大幅に劣化する太
陽電池、電場発光灯、光磁気記録部材などの電子部材を
封止し、かかる部材の耐久性を大幅に向上せしめること
を目的とする電子部材の封止方法に関する。

［従来の技術とその問題点］ 可撓性基板上に形成した太陽電池、電場発光灯又は、光
磁気記録部材は、従来その表面は保護フィルムを用いて
封止するが、封止に際して電子部材のカールを防止し、
かつ反対面からの水分の進入を防止するため、裏面にも
同様の保護フィルムを用いて張り合わせるのが一般であ
る。

かかる保護フィルムには水蒸気や種々の腐蝕性ガスの透
過率が小さいフッ素樹脂フィルムやポリエステルフィル
ム等の防湿性フィルムを用いるが、これら防湿性フィル
ムはそれ自体での熱融着が困難なため、特開昭５３−６
９５９３号公報や特開昭６２−５１１９２号公報で開示
されたごとく、熱可塑性樹脂よりなる接着層を積層した
接着層付の保護フィルムとした後電子部材を両側から挟
んで全体を熱融着して封止する方法がとられている。

かかる保護フィルム保護フィルムを用いて電子部材を封
止するに際して、封止端面に封止する電子部材が露出し
ないように電子部材の周囲に保護フィルム同志が直接融
着された封止端部を有する構造をとる。この場合封止端
部の断面を構成する一部となる接着層の熱可塑性樹脂層
は、フッ素樹脂フィルムやポリエステルフィルムと比較
した場合、透湿度が大きいため、該封止端部の幅を可能
な限り大きくとって、ガスの拡張長を長くとっていた。

しかるに、端面の重なり部分はいわゆるデッドスペース
で、かかる構造の電子部材は実効面積が狭くなり、面積
の有効活用の点から好ましい形態ではなく、特開昭６０
−２４９２９３号公報には、かかる点を改善するものと
して保護フィルムを２つ折りにして用いる方法が提案さ
れている。しかしそこにも記載されているように従来こ
の封止端部の幅はかかる電子部材の耐久性を勘案して２
ｍｍ以上必要といわれており、従って従来の封止方法で
は電子部材の周囲に少なくとも２ｍｍ幅以上のデッドス
ペースが形成される問題があった。

［発明の目的］ 本発明は、かかる現状に鑑みなされたもので、電子部材
の封止方法として従来と同程度の優れた封止効果を有し
、かつ電子部材の実効面積を大きくできる電子部材の封
止方法を提供することを目的とするものである。

［発明の構成及び作用］ 本発明者は前述の従来の封止方法を詳細に検討した結果
、水蒸気などのガス透過がこの封止端部の断面の一部を
構成している接着層の熱可塑性樹脂層面以外に保護フィ
ルム面からのガス透過が支配的になる領域が存在するこ
とを見出し、上記目的から、実効面積が広く、かつ耐久
性の優れた電子部材の封止方法を鋭意検討した結果、保
護フィルムが相互に重なり合う封止端部の幅（Ｗ＞と、
熱可塑性接着層を積層してなる保護フィルムに特定条件
を設定することにより封止効果の高く、実効面積の広い
封止ができることを見出し本発明に到達した。

すなわち、本発明はヒートシール可能な熱可塑性接着層
を積層したプラスチックフィルムからなる保護フィルム
により電子部材をその周囲に保護フィルム同志が直接融
着される封止端部が形成されるように被覆して、ヒート
シールする電子部材の封止方法において、該保護フィル
ムの熱可塑性接着層の厚さをｄ１（ｍｍ）、透湿度を１
１とし、そのプラスチックフィルムの厚さをｄｚ　（４
ｍ）、透湿度を１２とし、前記封止端部の幅をＷ（ｌＩ
Ｉｍ）とした時、下式 ％式％ を満足するように封止することを特徴とする電子部材の
封止方法である。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明に用いる保護フィルムは、プラスチックフィルム
にヒートシール可能な熱可塑性接着層を積層した積層フ
ィルムである。かかるプラスチックフィルムとしては、
水蒸気や腐蝕性ガスの透過率が小ざく、かつ透明性の優
れたプラスチックフィルムを用いるが、なかでもポリエ
チレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタ
レートなどのポリエステルフィルム、ポリエーテルエー
テルケトン、ボリアリレート、テトラフルオロエチレン
、１塩化３弗化エチレン、弗化エチレン弗化プロピレン
共重合体等のフィルムが好適でおる。

かかるプラスチックフィルムは、ヒートシール可能な熱
可塑性接着層を積層するにさきだち、金属薄膜、金属酸
化物薄膜の被覆、コロナ放電処理。

プラズマ処理、グロー放電処理、逆スパツタ処理。

粗面化処理などの表面処理や、公知のアンカーコート処
理が施されてもよく、また、印刷が施されていてもよい
。

なお、かかる処理に当り、処理１多のプラスチックフィ
ルムの白色光線での全光線透過率が６０％以上、更に好
ましくは８０％以上であることが望ましい。紫外線防止
剤など公知の添加剤はこの範囲内で添加されるのがよい
。

本発明のプラスチックフィルムの厚さは、特に制限を受
けないが、電子部材の封止材料としての適性から１０〜
４００μｍの範囲が望ましい。機械的特性や可撓性の点
では、更に好ましくは、３０〜２００μｍの範囲である
ことが望ましい。

次に、本発明でいうヒートシール可能な熱可塑性接着層
とは、加熱および加圧により接着が可能なプラスチック
層を表わし、その代表的な例としては、次のようなもの
がある。

ポリエステル、ポリアミド、アイオノマー、エチレン酢
ビ共重合体、アクリル酸エステル、メタアクリル酸エス
テルなどのアクリル樹脂、ポリビニルアセタール、フェ
ノール、変成エポキシ樹脂などおよび、これらの共重合
体や、混合物などがあげられるが、必ずしもこれらには
限定されない。

このうち、ポリエステル、ポリアミド、アイオノマー、
アクリル樹脂、エチレン酢ビ共重合体が望ましい。更に
電子部材の耐久性が高度に要求される領域ではアイオノ
マー、エチルアクリレート。

エチレン酢ビ共重合体が特に好ましい。

ヒートシール可能な熱可塑性接着層の厚さは、用途に応
じて選択されるが、接着力やガスバリア性の点で、１０
〜２００μｍの範囲が好ましく、更に好ましくは１０〜
１５０μｍ１最も好ましくは２０〜１００μｍが望まし
い。

前記前処理を施したプラスチックフィルム上にかかる熱
可塑性接着層を積層する方法としては、熱可塑性接着層
の成分を有機溶剤に溶解してコーティングする方法や、
熱可塑性接着層の成分を溶融し、押出しラミネートする
方法、あるいは、あらかじめ熱可塑性接着層のシートを
作製し、これをドライラミネートなどにより接着積層す
る方法などの公知の方法が採用できる。

熱可塑性接着層のヒートシール温度は、使用する熱可塑
性接着層の特性に合わせて適宜、選択することができる
が、８０〜１８０℃の温度でヒートシールできるもので
あることが望ましい。

また、かかる保護゛フィルムで太陽電池、電場発光灯又
は光磁気記録部材などの電子部材を熱融着して封止する
プロセスは、公知の種々のプロセスが採用できる。例え
ば高分子基板上の可撓性アモルファスシリコン太陽電池
を封止する場合、太陽電池の光電変換面、及び高分子基
板側にかかる保護フィルムの熱可塑性接着面を対向させ
て重ね、この重ね合わせたシートを熱ロールを用いて加
熱圧着し、両者を張り合わせる。この際、太陽電池から
電流取り出し電極を外部に引き出しておくと同時に、太
陽電池部分は保護フィルムの端面からＷの幅を以て内側
に収納されるように配置する。

この結果、太陽電池の上下部位は熱可塑性接着層付きの
保護フィルム、周辺部の側面部位は熱可塑性接着層同志
が直接准看された幅Ｗの封止端部により、太陽電池は周
囲環境から保護される。

しかるに、かかる太陽電池モジュールを高温・高湿環境
下で加速劣化テストを行った結果、両面がかかる保護フ
ィルムで張り合わせられているためカール等の形態上の
変化はなかったが、内部の太陽電池は周辺部に電極の腐
蝕が観察された。かかる現象は保護フィルムの前記封止
端部の幅Ｗに依存し、Ｗには腐蝕が抑制される最適範囲
があることがわかった。

すなわち、保護フィルムの熱可塑性接着層の透湿度ｔ１
は、フッ素樹脂フィルムやポリエステルフィルム等のプ
ラスチックフィルムの透湿度ｔ２より、かかる保護フィ
ルムでは大きくなるため、前述の劣化現象は封止端部の
断面の熱可塑性接着層からの水蒸気の侵入により起こる
と考えられ、従来は封止端部の幅Ｗを大きく取ることに
より腐蝕が抑制されるとし、加速劣化テストの結果をふ
まえ、前述の通りＷを一定値以上、具体的には２Ｕ以上
とれば十分とされていた。

しかしながら本発明者らは、余裕を見てＷを大きくとっ
た場合に逆に劣化が起こる坦象を見出し、この現象を詳
細に検討した結果、驚くべきことに従来無視されていた
封止端部の保護フィルム表面からの水蒸気透過が無視で
きないことを見出した。

すなわち封止端部の側面から、具体的にはその一部を構
成する熱可塑性接着層からの水蒸気の透湿量はその幅Ｗ
に反比例して減少するが、一方封止端部の保護フィルム
の表面からの透湿量はその幅Ｗに比例して増加する。こ
れより、側面及び表面からの透湿量が最小になる幅Ｗの
値Ｗｏが存在することがわかった。

この値Ｗｏは保護フィルムの熱可塑性接着層の厚さｄｌ
ｓ透湿透湿度及１プラスチックフィルムの厚さｄｌ、透
湿度ｔ２により依存し、概略次式％式％ 従って、適当な接着層とプラスチックフィルムの保護フ
ィルムを用いることにより、従来の常識に反し幅２ｍｍ
以下の封止端部で従来量等の封止効果が得られることが
わかった。

そして種々見当の結果、封止端部からの透湿量を最小又
はその１０％程度増の実用上支障にない範囲にするには
、保護フィルムと封止端部の幅ＷがＷｏ＞Ｆ７の時、２
＞Ｗ≧Ｗｏ／Ｖ２ Ｆ７≧Ｗｏの時、Ｊ　２’Ｗｏ　＞Ｗ≧Ｗｏ　／　Ｊ　
２を満足するように封止すれば良いことがわかった。

なお、この際保護フィルムはその透湿度ｔ２がｔ＋／１
０＞ｔ２を満足する防湿性のよいプラスチックを用いる
ことが好ましく、更には接着層の厚ざｄｌは４ｄｚ　＞
ｄｌ　＞０．０５ｄ２が好ましい。

透湿量を更に最小範囲にし、有効面積を増加するという
面からは、プラスチックフィルムにその透湿度ｔ２が通
常ｔ＋／２０＞ｔ２を満足するフッ素樹脂フィルム等を
用い、封止端部の幅Ｗは下式を満足するようにすること
が好ましい。

Ｗｏ＞Ｊ２の時、２＞Ｗ≧Ｗｏ／Ｖ２ Ｊ７≧Ｗｏの時、 ３ｆ予−Ｗｏ／４＞Ｗ≧Ｗｏ　／　Ｊ　２−本発明にお
いて肝要な点は、保護フィルムの構成及び封止端部の幅
を上述した各条件を満足するようにし封止する点におる
。

このようにすることにより２ｍｍ未満の狭い封止端部で
十分な封止効果が得られ、有効面積を大きくできる効果
がある。

なお、本発明が適用できる電子部材は特に限定されない
が、上述の点より太陽電池、電場発光素子、光記録媒体
等の受・発光部を有する電子部材、中でもその受・発光
部が広い面となるシート状又は板状の電子部材に特に有
効である。

［発明の効果］ 以上のように本発明になる電子部材の対土方法は、保護
フィルム同志が直接融着される封止端部の幅（Ｗ）と熱
可塑性接着層をプラスチックフィルムに積層してなる保
護フィルムに特定条件を設定することにより、封止効果
の高い特定範囲を見出すことによりなされたものである
。

その結果、太陽電池、電場発光灯、更には光記録部材な
ど広い面積の作用面を有する電子部材のデッドスペース
を小さくでき、その結果これらの電子部材の有効面積が
大きくとれる。また、封止窓部位と端面断面部位からの
水蒸気等の浸入のバランスする幅Ｗを選定できた結果、
耐久性も向上した。このように本発明は、多方面の電子
部材、待に可撓性基板等を用いたシート状又は板状の電
子部材に非常に有用な封止方法となる。

以下に本発明を太陽電池、電場発光素子の封止に適用し
た実施例に基いて説明する。

［実施例１］ 厚さ２００μｍのポリエチレンナフタレートフィルムの
一方の面に防湿性向上と接着性向上のアンダーコート層
として、酸化インジウム薄膜を厚さ１００人になるよう
にスパッタリング法で形成した。

この酸化インジウム薄膜被覆面にヒートシール可能な接
着層として厚さ１００μｍのエチレン−酢酸ビニル共重
合体樹脂シートをエクストルージョンラミネート法によ
り積層した保護フィルムを得た。

なお、用いた酸化インジウム被覆のポリエチレンナフタ
レートフィルムとエチレン−酢酸ビニル共重合体シート
の透湿度（ｇｒ　−ｍｍ／　ｒｄ−ｄａｄ）はＪＩＳ−
Ｚ−０２８０に準じた方法で測定したところ、０．０３
と６．８であった。

次に、厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレトフイ
ルムを基板として、特開昭６１−２６０６８１号公報で
開示した本発明者らの提案した方法に基き１０ｃｍｘ　
１０Ｃｎ角の大きざで出力０．６Ｗの集積構造のシート
状のアモルファスシリコン太陽電池を得た。

このシート状のアモルファスシリコン太陽電池の光電変
換面及び基板面の両面に、前記保護フィルムをその接着
層面が対面するように重ね合わせて１５０℃に加熱した
ロール間を通し加圧接着した。

この際、太陽電池の周囲に形成する保護フィルム同志が
直接接着される封止端部の幅Ｗを表１に示す種々の値で
設けて封止し、表１のサンプルの太陽電池モジュールを
得た。

この太陽電池モジュールを８０℃Ｘ９０％ＲＨの雰囲気
下に３００時間放置した後、太陽電池モジュールの電極
の腐蝕状態を観察した。その結果を表１に示した。

表１に示すごとく、封止端部の幅が本発明範囲に入る１
、５〜２．０ｍｍの場合、面積効率は９０％以上で大き
く、しかもモジュールの単位部位の劣化もなく、本発明
方法が有効な封止構造であることがわかる。

［実施例２］ 厚さ２００μｍの一塩化三フッ化エチレンフィルムの一
方の面にアンダーコート層としてチタン金属薄膜を厚さ
３０人になるようにスパッタリング法で形成した。この
チタン金属薄膜の被覆面に接着層として厚さ５０μｍの
エチレンーエチルアクリレト共重合体樹脂シートをドラ
イラミネート法により積層して保護フィルムを得た。な
お、チタン膜付−塩化圧フッ化エチレンフィルム及びエ
チレン−エチルアクリレート共重合体シートの透湿量（
ｃａｒ　−ｍｍ／　ｒｒｔ　−ｄａｙ）は、実施例１と
同様に測定したところ、それぞれ０．０２と６．８であ
った。

次にｏ、　１ｍｍのＭ金属箔上にシアノエチルセルロー
ス樹脂とチタン酸バリウム粉末からなる誘電体層を２０
μｍの厚さにスクリーン印刷法で形成した。

一方、厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートフ
ィルム上にスパッタリング法で６００人のＩＴＯ（イン
ジウム・錫酸化物）透明電極膜を形成した電極膜上にシ
アノエチルセルロース樹脂とＺｎ５（）Ｉｎ＞粉末から
なる発光層を４０μｍ厚さにスクリーン印刷法で形成し
た。そして、この両者を熱ロール間を通して張り合わせ
３ｘ５ｃｍ角の大きさの電場発光素子を得た。

この電場発光素子の両面に前記保護フィルムをその接着
層面が対面するように重ねて１５０℃に加熱したロール
間を通し加圧接着した。この際電場発光素子の周囲に保
護フィルム同志が直接接着された封止端部を表２に示す
各種の幅Ｗに設けて封止し、表２のサンプルの電場発光
モジュールを得た。

このＥＬ素子を８０’ＣＸ　９０％　ＲＨ（７）雰囲気
下１３００時間放置、加速的な劣化テストを行い、表２
の結果を得た。

表　　２ 表２は封止端部の封止幅Ｗが狭いサンプルＮｏ。

６の場合、封止端部の側面を構成する熱可塑性接着剤層
であるエチレン−エチルアクリレート樹脂からの透湿度
が大きく、電輪発光素子と外部取出し電極との電気的接
合面を破壊したと考えられる。

一方、封止幅Ｗの広いサンプルＮＯ，１０の場合は断面
部位面よりむしろ端面幅の保護フィルム部位からの水蒸
気透過が支配的になり、モジュール端面の電極部と腐蝕
したものと考えられる。

それに対して、本発明の範囲１．３〜２．０ｍｍの幅の
封止端部のものは、優れた封止効果を示し、しかも面積
効率も８０％以上と改善されていることがわかる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ヒートシール可能な熱可塑性接着層を積層したプラ
   スチックフィルムからなる保護フィルムにより電子部材
   をその周囲に保護フィルム同志が直接融着される封止端
   部が形成されるように被覆して、ヒートシールする電子
   部材の封止方法において、該保護フィルムの熱可塑性接
   着層の厚さをｄ＿１（ｍｍ）、透湿度をｔ＿１とし、そ
   のプラスチックフィルムの厚さをｄ＿２（ｍｍ）、透湿
   度をｔ＿２とし、前記封止端部の幅をＷ（ｍｍ）とした
   時、 Ｗ＿０＞√２の時、２＞Ｗ≧Ｗ＿０／√２ √２≧Ｗ＿０の時、√２Ｗ＿０＞Ｗ≧Ｗ＿０／√２［但
   し、前式においてＷ＿０＝（ｄ＿１・ｄ＿２・ｔ＿１／
   ｔ＿２）＿１＿／＿２］ を満足するように封止することを特徴とする電子部材の
   封止方法。