(57)【要約】      （修正有）【課題】水分や酸素の侵入を良好に抑制することが可能な封止体を提供する。【解決手段】第一基材１ａと、第一基材の一方の面に対向して配置され、第一基材と共に内部に封止部Ｓを構成する第二基材１ｂと、第一基材および第二基材を接着する接着部２とを有し、接着部が接着部形成組成物および粒子を含有する、半導体素子２０を封止する封止体１０。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を封止する封止体であって、
第一基材と、
前記第一基材の一方の面に対向して配置され、前記第一基材と共に内部に封止部を構成する第二基材と、
前記第一基材および前記第二基材を接着する接着部と
を有し、
前記接着部が接着部形成組成物および粒子を含有する、封止体。
【請求項２】
前記接着部は、前記封止部の外周に沿って配置される、請求項１に記載の封止体。
【請求項３】
前記接着部は、前記半導体素子を覆うように、前記封止部全面に配置される、請求項１に記載の封止体。
【請求項４】
前記第二基材は、前記第一基材と前記接着部を介して接着する面が凹形状を有する、請求項２に記載の封止体。
【請求項５】
前記第一基材は、前記第二基材と前記接着部を介して接着する面が凹形状を有し、
前記第二基材は、前記第一基材と前記接着部を介して接着する面が、前記第一基材の前記凹形状に対応する凸形状を有する、請求項２に記載の封止体。
【請求項６】
前記粒子が無機粒子である、請求項１から請求項５までのいずれかの請求項に記載の封止体。
【請求項７】
半導体素子、および前記半導体素子を封止する封止体を有する半導体装置であって、
前記封止体は、第一基材と、前記第一基材の一方の面に対向して配置され、前記第一基材と共に内部に封止部を構成する第二基材と、前記第一基材および前記第二基材を接着する接着部と、前記封止部内に配置された半導体素子と、を有し、
前記接着部が接着部形成組成物および粒子を含有する、半導体装置。
【請求項８】
前記封止部内に乾燥剤を有する、請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
有機エレクトロルミネッセンス素子、および前記有機エレクトロルミネッセンス素子を封止する封止体を有する有機エレクトロルミネッセンス装置であって、
前記封止体は、第一基材と、前記第一基材の一方の面に対向して配置され、前記第一基材と共に内部に封止部を構成する第二基材と、前記第一基材および前記第二基材を接着する接着部と、前記封止部内に配置された前記有機エレクトロルミネッセンス素子と、を有し、
前記接着部が接着部形成組成物および粒子を含有する、有機エレクトロルミネッセンス装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置を用いた、ディスプレイ。
【請求項１１】
請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置を用いた、照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施態様は、半導体素子を封止するための封止体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子を有する半導体装置としては、例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子を各画素に有する有機エレクトロルミネッセンス装置が挙げられる。このような半導体装置においては、半導体素子が水分や酸素に曝されることで劣化してしまう場合がある。そこで、半導体素子を封止する封止体について提案されている。以下、有機エレクトロルミネッセンスを有機ＥＬと略して説明する場合がある。
【０００３】
図７は、従来の半導体装置の一例を示す概略断面図である。図７に示すように、半導体装置１００’は、水分や酸素の侵入を抑制するために、半導体素子２０を封止する封止体１０’を有していてもよい。封止体１０’は、例えば、第一基材１ａ（１ｂ）と、第一基材１ａの一方の面に対向する第二基材１ｂ（１ａ）と、第一基材１ａおよび第二基材１ｂを接触する接着部２とを有する。特許文献１には、電子デバイスへの水分または酸素による影響を抑制するために用いられる水分または酸素捕捉用組成物について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５７７３１６０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、半導体装置は、水分や酸素の侵入を抑制するための封止体を有していてもよい。しかしながら、半導体装置が封止体を有する場合であっても、水分や酸素の侵入を十分に抑制することができないという問題がある。半導体装置内に水分や酸素が侵入すると、半導体素子が劣化し、結果としてダークスポットが発生するといった問題や、半導体装置の寿命が短縮するといった問題が生じる。
【０００６】
本開示は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、水分や酸素の侵入を良好に抑制することが可能な封止体を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、半導体素子を封止する封止体であって、第一基材と、上記第一基材の一方の面に対向して配置され、上記第一基材と共に内部に封止部を構成する第二基材と、上記第一基材および上記第二基材を接着する接着部とを有し、上記接着部が接着部形成組成物および粒子を含有する、封止体を提供する。
【０００８】
本開示は、半導体素子、および上記半導体素子を封止する封止体を有する半導体装置であって、上記封止体は、第一基材と、上記第一基材の一方の面に対向して配置され、上記第一基材と共に内部に封止部を構成する第二基材と、上記第一基材および上記第二基材を接着する接着部と、上記封止部内に配置された半導体素子と、を有し、上記接着部が接着部形成組成物および粒子を含有する、半導体装置を提供する。
【０００９】
本開示は、有機ＥＬ素子、および上記有機ＥＬ素子を封止する封止体を有する有機ＥＬ装置であって、上記封止体は、第一基材と、上記第一基材の一方の面に対向して配置され、上記第一基材と共に内部に封止部を構成する第二基材と、上記第一基材および上記第二基材を接着する接着部と、上記封止部内に配置された前記有機ＥＬ素子と、を有し、上記接着部が接着部形成組成物および粒子を含有する、有機ＥＬ装置を提供する。
【００１０】
本開示は、上述の有機ＥＬ装置を用いた、ディスプレイを提供する。
【００１１】
本開示は、上述の有機ＥＬ装置を用いた、照明装置を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本開示は、水分や酸素の侵入を良好に抑制することが可能な封止体を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示の封止体（半導体装置）の一例を示す概略断面図である。
【図２】本開示における接着部を説明するための説明図である。
【図３】本開示の封止体（半導体装置）の他の例を示す概略断面図である。
【図４】本開示における第一基材および第二基材を説明するための説明図である。
【図５】本開示の封止体（半導体装置）の他の例を示す概略断面図である。
【図６】本開示における第一基材および第二基材を説明するための説明図である。
【図７】従来の封止体（半導体装置）の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本明細書において、ある部材又はある領域等のある構成が、他の部材又は他の領域等の他の構成の「上に（又は下に）」あるとする場合、特段の限定がない限り、これは他の構成の直上（又は直下）にある場合のみでなく、他の構成の上方（又は下方）にある場合を含み、すなわち、他の構成の上方（又は下方）において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。
【００１５】
以下、本開示の実施の態様を、図面等を参照しながら説明する。但し、本開示は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の態様の記載内容に限定して解釈されるものではない。また、図面は説明をより明確にするため、実施の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本開示の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。また、説明の便宜上、上方又は下方という語句を用いて説明する場合があるが、上下方向が逆転してもよい。
【００１６】
以下、本開示の封止体、半導体装置、有機ＥＬ装置、ディスプレイおよび照明装置について説明する。
【００１７】
Ａ．封止体
本開示の封止体は、半導体素子を封止する封止体であって、第一基材と、上記第一基材の一方の面に対向して配置され、上記第一基材と共に内部に封止部を構成する第二基材と、上記第一基材および上記第二基材を接着する接着部とを有し、上記接着部が接着部形成組成物および粒子を含有する、部材である。
【００１８】
本開示の封止体について図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）、（ｂ）は、本開示の封止体の一例を示す概略断面図である。図１（ａ）、（ｂ）に例示するように、封止体１０は、半導体素子２０を封止する部材である。また、図１（ａ）、（ｂ）に例示するように、封止体１０は、第一基材１ａと、上記第一基材１ａの一方の面に対向して配置され、上記第一基材１ａと共に内部に封止部Ｓを構成する第二基材１ｂと、上記第一基材１ａおよび上記第二基材１ｂを接着する接着部２とを有し、上記接着部２が接着部形成組成物および粒子を含有する。なお、ここでは、半導体素子２０が配置される側の基材１ａを第一基材とし、もう一方の基材１ｂを第二基材として説明しているが、半導体素子２０が配置される側の基材１ａを第二基材とし、もう一方の基材１ｂを第一基材としてもよい。
【００１９】
ここで、「封止部」とは、半導体素子が封止されている部位を指し、例えば、図１（ａ）においては、第一基材１ａおよび第二基材１ｂに挟持され、半導体素子２０が封止された部位（符号Ｓ）を指し、図１（ｂ）においては、第一基材１ａおよび第二基材１ｂに挟持され、接着部２が充填されることで半導体素子２０が封止された部位（符号Ｓ）を指す。すなわち、図１（ｂ）に示す態様では、封止部Ｓは接着部２と一体となる。
【００２０】
本開示は、水分や酸素の侵入を良好に抑制することが可能な封止体を提供できるという効果を奏する。具体的には、以下の通りである。従来、例えば図７に示すように、第一基材１ａおよび第二基材１ｂを接着部２’により接着したとき、接着部２’から水分や酸素が侵入してしまうという問題がある。このような問題に対して、第一基材１ａおよび第二基材１ｂを接着する領域（接着部２’の幅Ｗ）を広くすることで、接着部２’からの水分や酸素の侵入を抑制する方法があるが、当該方法を採用した場合には、封止部Ｓの面積が小さくなるといった問題が生じる。そこで、本開示においては、接着部が接着部形成用組成物および粒子を含有することにより、上記課題を解決することができる。すなわち、従来における接着部の場合には、図２（ａ）に示すように、水分や酸素が外部から接着部２’を介して侵入する際に、水分や酸素が直線的に侵入することで水分や酸素の経路が短くなり、封止部内に侵入しやすくなってしまう。これに対し、本開示における接着部の場合には、図２（ｂ）に示すように、接着部２に粒子が含まれていることで粒子が障害物となり、水分や酸素が外部から接着部２に侵入した場合であっても、図２（ａ）に示す従来における接着部２’に比べて、接着部２内での水分や酸素の経路を長くすることができ、接着部２内部への水分や酸素の侵入を良好に抑制することが可能となる。なお、接着部に含まれる粒子を障害物として用いて、水分や酸素が通過する経路をかせいで、水分や酸素の侵入を抑制するという技術思想は、本発明者が新たに知見した新規な思想である。
【００２１】
以下、本開示の封止体について構成ごとに説明する。
【００２２】
１．接着部
本開示における接着部は、第一基材および第二基材を接着する部材である。また、接着部は、接着部形成用組成物および粒子を含有する。
【００２３】
接着部は、第一基材および第二基材を接着することができる部材であればよいが、例えば、封止部の外周に沿って配置されることが好ましい。ここで、「封止部の外周に沿って配置される」とは、換言すると、平面視上、接着部により封止部が画定されるように配置されることを意味し、例えば、図１（ａ）に示す態様を指す。
【００２４】
本開示においては、粒子が耐水性を有することが好ましい。ここで、耐水性とは、水や湿度により粒子が膨潤したり、粒子を構成する材料が水と化学反応して変質する等の現象に対する耐性を指す。本開示においては、粒子が耐水性を有することにより、例えば水との反応性により接着部内の粒子に水や湿度が引き寄せられ、接着部から封止体の内部に水が侵入しやすくなるといった不具合を抑制することができる。また、接着部内の粒子が水や湿度を吸収して膨潤することにより、接着部の体積が変化し、第一基材および第二基材と接着部との界面に隙間が生じるといった不具合を抑制することができる。
【００２５】
耐水性を有する粒子としては、例えば、所定の水の吸収率を有する粒子が挙げられる。粒子の具体的な水の吸収率は、例えば３０％以下であり、２０％以下であってもよく、１０％以下であってもよい。なお、ここでいう水の吸水率とは、例えば吸水率１０％とは、粒子１ｇに対し０．１ｇの水を吸収するものとする。
【００２６】
上記水の吸水率は、以下の測定方法により測定される。
予め質量を測定した絶乾状態の粒子を準備し、常温の純水中に２４時間浸漬する。浸漬後の粒子を取り出し質量を測定する。測定した質量を以下の式に当てはめることにより吸収率が得られる。
［（浸漬後の粒子の質量−絶乾状態の粒子の質量）／絶乾状態粒子の質量］×１００
【００２７】
また、本開示においては、粒子が耐酸素性を有することが好ましい。ここで、耐酸素性とは、粒子を構成する材料が酸素（Ｏ２）と化学反応して変質する等の現象に対する耐性を指す。本開示においては、粒子が耐酸素性を有することにより、例えば酸素との反応性により接着部内の粒子に酸素が引き寄せられ、接着部から封止体の内部に酸素が侵入しやすくなるといった不具合を抑制することができる。
【００２８】
耐酸素性を有する粒子としては、例えば、所定の酸素透過度を有する粒子が挙げられる。粒子の具体的な酸素透過度は、例えば、３００ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ／ａｔｍ以下であり、１００ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ／ａｔｍ以下であってもよく、５０ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ／ａｔｍ以下であってもよい。
なお、酸素透過度は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２６−１９８７に準拠した方法により測定することができる。
【００２９】
粒子としては、例えば、無機材料から構成される無機粒子、および有機材料から構成される有機材料が挙げられる。本開示においては、耐水性および耐酸素性の観点から無機粒子が好ましい。無機粒子としては、例えば、ガラス粒子、金属酸化物粒子、窒化ホウ素粒子、窒化アルミ粒子等が挙げられる。金属酸化物粒子としては、例えばシリカゲル等のシリカ粒子、アルミナ粒子、ジルコニア粒子、チタニア粒子、酸化亜鉛粒子等が挙げられる。有機粒子としては、例えば、ウレタン粒子、ナイロン粒子、アクリル粒子、シリコーン粒子、スチレン粒子、メラミン粒子、ウレタンアクリル粒子、ポリエステル粒子、ポリエチレン粒子等が挙げられる。粒子は、１種類を単独で使用してもよく、２種類以上を組み合わせて使用してもよい。
【００３０】
粒子の形状は、特に限定されないが、例えば、球状、楕円体、多面体、鱗片形状等が挙げられる。粒子の形状は、均一であってもよく、不均一であってもよい。
【００３１】
接着部に含まれる粒子の含有量は、特に限定されず、接着部からの水分や酸素の侵入を良好に抑制することができる程度であることが好ましい。また、接着部は、第一基材および第二基材を十分に接着できる程度の接着性を有することが好ましい。そのため、粒子は、接着部が所定の接着性を発揮することができる程度に接着部に含まれることが好ましい。接着部に含まれる具体的な粒子の含有量は、例えば、０．１質量％以上であり、０．５質量％以上であってもよく、１．０質量％以上であってもよい。一方、接着部に含まれる粒子の含有量は、例えば、５０質量％以下であり、４０質量％以下であり、３０質量％以下であってもよい。
【００３２】
接着部に含まれる粒子の含有量が上記範囲内であることにより、接着部に水分や酸素が侵入した場合であっても、接着部に含まれる粒子が水分や酸素が接着部を通過する経路の妨げとなるため、接着部を介して封止体内部へ水分や酸素が侵入することを良好に抑制することができる。
【００３３】
粒子の大きさは、粒子の種類や接着部の厚み、封止体の用途等に応じて適宜調整することができ、特に限定されない。本開示における粒子の大きさは、接着部に水分や酸素が侵入した場合に、接着部に含まれる粒子が水分や酸素が接着部を通過する経路の妨げとなる程度の大きさであることが好ましい。粒子の平均粒子径は、例えば、１ｎｍ以上であり、１０ｎｍ  以上であってもよく、５０ｎｍ以上であってもよい。一方、粒子の平均粒子径は、例えば、５００μｍ以下であり、１００μｍ以下であってもよく、１０μｍ以下であってもよい。
【００３４】
なお、上記粒子の平均粒子径は、溶液中の該粒子を動的光散乱方法で測定し、粒子径分布を累積分布で表したときの５０％粒子径（ｄ５０：メジアン径）を意味し、Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ粒度分析計（日機装株式会社製）を用いることにより測定することができる。
【００３５】
粒子は、光透過性を有していてもよく、有していなくてもよいが、例えば本開示の封止体が図１（ｂ）に示すように、第一基材１ａ上に配置された半導体素子２０が、接着部２により覆われた態様である場合であって、半導体素子２０が、接着部２を介して第二基材１ｂ側から光を取り出す態様である場合には、特に粒子が光透過性を有することが好ましい。半導体素子からの取り出される光が、接着部内の粒子により遮断されることを抑制でき、光取り出し効率の低下を抑制できるからである。粒子の透過率は、例えば６０％以上であり、７０％以上であることが好ましく、８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることが好ましい。ここで、粒子の透過率は、ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１に準ずるプラスチック−透明材料の全光透過率の試験方法により測定することができる。
【００３６】
接着部形成用組成物は、第一基材および第二基材を接着することができる組成物であればよく、接着剤であってもよく、粘着剤であってもよい。接着部形成用組成物は、耐水性および耐酸素性を有することが好ましい。接着部形成用組成物が耐水性および耐酸素性を有することにより、接着部を介して封止体内部への水分や酸素の侵入を良好に抑制することができるからである。なお、耐水性および耐酸素性については、上述した粒子の耐水性および耐酸素性の説明と同様とすることができるため、ここでの記載は省略する。接着部形成用組成物が耐水性を有するとき、接着部形成用組成物は、水蒸気透過度が、例えば９×１０１ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であり、５×１０１ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であってもよく、９×１００ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であってもよい。
【００３７】
また、接着部形成用組成物が耐酸素性を有するとき、接着部形成用組成物は、酸素透過度が、例えば１ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ／ａｔｍ以下であり、０．１ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ／ａｔｍ以下であってもよく、０．０１ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ／ａｔｍ以下であってもよい。ここで、水蒸気透過度は、測定温度４０℃、湿度９０％Ｒｈの条件下で、水蒸気透過率測定装置（ＭＯＣＯＮ社製、ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ−Ｗ  ３／３１：商品名）を用いて測定した値である。また、酸素透過度は、測定温度２３℃、湿度９０％Ｒｈの条件下で、酸素ガス透過率測定装置（ＭＯＣＯＮ社製、ＯＸ−ＴＲＡＮ  ２／２０：商品名）を用いて測定した値である。
【００３８】
接着部形成用組成物は、光透過性を有していてもよく、有していなくてもよいが、例えば本開示の封止体が図１（ｂ）に示すように、第一基材１ａ上に配置された半導体素子２０が、接着部２により覆われた態様である場合であって、半導体素子２０が、接着部２を介して第二基材１ｂ側から光を取り出す態様である場合には、特に接着部形成用組成物が光透過性を有することが好ましい。半導体素子からの取り出される光が、接着部により遮断されることを抑制でき、光取り出し効率の低下を抑制できるからである。接着部の透過率は、例えば６０％以上であり、７０％以上であることが好ましく、８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることが好ましい。ここで、接着部の透過率は、ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１に準ずるプラスチック−透明材料の全光透過率の試験方法により測定することができる。
【００３９】
接着部形成用組成物には、半導体素子を封止するための封止体に用いられる一般的な接着剤を用いることができる。接着部形成用組成物としては、例えば、熱硬化性接着剤、光硬化性接着剤等が挙げられる。熱硬化性接着剤としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリヒドロキシポリエーテル樹脂、およびこれらの混合物が挙げられる。本開示においては、耐酸素性の観点から、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂から構成される熱硬化性接着剤であることが好ましく、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、およびポリヒドロキシポリエーテルから構成される熱硬化性接着剤であることが好ましい。エポキシ樹脂としては、一分子中に２個以上、特に２個以上６６個以下のエポキシ基を有するものを好適に用いることができる。また、フェノール樹脂としては、一分子中に２個以上の水酸基を有するものを好適に用いることができる。また、ポリヒドロエポキシポリエーテルは重合平均分子量が４０，０００以上８０，０００以下のものを好適に用いることができる。
【００４０】
一方、接着部形成用組成物が粘着剤である場合、粘着剤としては、例えばポリイソブチレン樹脂および水添石油樹脂を含有する粘着剤が挙げられる。ポリイソブチレン樹脂はイソブテンの重合による長鎖状炭化水素によって構成された合成樹脂であり、耐水性および粘着性が高いことを特徴とする。ポリイソブチレン樹脂は、粘度平均分子量（Ｍｖ）が例えば１１０，０００以上５００，０００以下であり、２００，０００以上５００，０００以下であってもよく、３００，０００以上５００，０００以下であってもよい。また、耐水性を向上するためには、上記範囲内においてもより高分子量のものを用いることが好ましい。なお、粘度平均分子量（Ｍｖ）はＡＳＴＭ  Ｄ１６０１法により測定することができる。具体的なポリイソブチレン樹脂としては、オノパールＢ５０ＳＦ（ＢＡＳＦ社製）等が挙げられる。
【００４１】
水添石油樹脂としては、その蒸気圧式絶対分子量測定法（ＶＰＯ法）による数平均分子量（Ｍｎ）が、例えば６６０以上１０００以下のものが好ましい。また、水添石油樹脂としては、ＪＩＳＫ２２０７における軟化点が、例えば１００℃以上１５０℃以下のものであることが好ましい。上述した粘着剤は、ポリイソブチレン樹脂および水添石油樹脂の他に、有機粘土を添加してもよい。有機粘土としては、公知のものを用いることができる。例えば、四級アンモニウムを修飾させたモンモリロナイトや、四級アンモニウムを修飾させたスメクタイト等が挙げられるがこれらに限定されない。
【００４２】
本開示においては、例えば図１（ａ）に示すように、半導体素子２０が配置された第一基材１ａと、半導体素子２０を介して第一基材１ａに対向する第二基材１ｂとが、半導体素子２０と平面視上重ならない領域で接着する場合には、第一基材１ａ上に配置された半導体素子２０の周囲に沿って接着部２が配置される。このとき、接着部の厚みは、例えば１ｎｍ以上であり、１０ｎｍ以上であってもよく、５０ｎｍ以上であってもよい。一方、接着部の厚みは、例えば、５００μｍ以下であり、１００μｍ以下であってもよく、１０μｍ以下であってもよい。接着部の厚みが上記範囲内であることにより、第一基材および第二基材を十分に接着することができるとともに、接着部から封止体内部への水分や酸素の侵入を良好に抑制することができる。なお、ここでの接着部の厚みは、図１（ａ）における符号ｔ１で示す距離である。
【００４３】
また、本開示においては、例えば図１（ｂ）に示すように、半導体素子２０が配置された第一基材１ａと、半導体素子２０を介して第一基材１ａに対向する第二基材１ｂとが、半導体素子２０と平面視上重なる領域で接着する場合には、第一基材１ａ上に配置された半導体素子２０を覆うように接着部２が配置される。このとき、接着部の厚みは、例えば、１μｍ以上であり、５μｍ以上であってもよく、１０μｍ以上であってもよい。一方、接着部の厚みは、例えば、１０００μｍ以下であり、５００μｍ以下であってもよく、１００μｍ以下であってもよい。
接着部の厚みが上記範囲内であることにより、第一基材および第二基材を十分に接着することができるとともに、接着部から封止体内部への水分や酸素の侵入を良好に抑制することができる。なお、ここでの接着部の厚みは、図１（ｂ）における符号ｔ２で示す距離である。
【００４４】
接着部の形成方法としては、接着部形成用組成物および粒子を含有する混合物を、第一基材または第二基材上に塗布する方法が挙げられる。具体的な塗布法としては、例えば、スピンコート法、ダイコート法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法等が挙げられる。
【００４５】
２．第一基材および第二基材
本開示においては、第一基材と、上記第一基材の一方の面に対向して配置され、上記第一基材と共に内部に封止部を構成する第二基材とを有する。本開示においては、半導体素子が配置される側の基材、および半導体素子が配置された基材に対向する基材は、いずれか一方が第一基材であり、他方が第二基材であればよく、特に限定されない。以下、本開示における第一基材および第二基材について、特別な説明がない場合には、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、半導体素子２０が配置される側の基材１ａを第一基材とし、半導体素子２０が配置された第一基材１ａに対向する基材１ｂを第二基材として説明する。
【００４６】
本開示における第一基材および第二基材は、図１（ａ）に示すように、一方が平面形状であり、他方が半導体素子２０を覆うような立体形状であってもよく、また、図１（ｂ）に示すように、両方が平面形状であてもよい。
【００４７】
本開示における第二基材は、第一基材と接着部を介して接着する面が凹形状を有していてもよい。例えば、図３（ａ）に示すように、半導体素子２０が配置される方の基材１ａが第一基材であり、他方の基材１ｂが第二基材である場合に、第二基材１ｂは、第一基材１ａと接着部２を介して接着する面が凹形状Ｄを有していてもよい。また、図３（ｂ）に示すように、半導体素子２０が配置される方の基材１ｂが第二基材であり、他方の基材１ａが第一基材である場合に、第二基材１ｂは、第一基材１ａと接着部２を介して接着する面が凹形状Ｄを有していてもよい。第二基材が、第一基材と接着部を介して接着する面が凹形状を有することにより、接着部に水分や酸素が侵入した場合であっても、接着部に含まれる粒子が水分や酸素が接着部を通過する経路を長くすることができるため、接着部を介して封止体内部へ水分や酸素が侵入することを良好に抑制することができる。
【００４８】
第二基材が、第一基材と接着部を介して接着する面に凹形状を有するとき、第二基材における凹形状は、第二基材の第一基材と接着部を介して接着する面が凹となる形状であればよく、特に限定されない。凹形状は、例えば、図４（ａ）に示すように、接着部２との接触面が平面であってもよく、図４（ｂ）に示すように、接着部２との接触面が曲面であってもよい。また、凹形状の大きさは、第二基材の第一基材と接着部を介して接着する面の面積や、凹形状の形成方法に応じて適宜調整することができ、特に限定されない。
【００４９】
本開示における第一基材は、第二基材と接着部を介して接着する面が凹形状を有し、第二基材は、第一基材と接着部を介して接着する面が、第一基材の凹形状に対応する凸形状を有していてもよい。例えば、図５に示すように、第一基材１ａは、第二基材１ｂと接着部２を介して接着する面が凹形状Ｄを有し、第二基材１ｂは、第一基材１ａと接着部２を介して接着する面が、第一基材１ａの凹形状Ｄに対応する凸形状Ｃを有していてもよい。
【００５０】
第二基材が、第一基材と接着部を介して接着する面に、第一基材の凹形状に対応する凸形状を有するとき、第二基材における凸形状は、第二基材の第一基材と接着部を介して接着する面が凸形状となる形状であればよく、特に限定されない。凸形状は、例えば、図６（ａ）に示すように、接着部２との接触面が平面であってもよく、図６（ｂ）に示すように、接着部２との接触面が曲面であってもよい。また、凸形状の大きさは、第一基材の凹形状の大きさに応じて適宜調整することができ、特に限定されない。
【００５１】
第一基材および第二基材は、透明性を有していてもよく、有さなくてもよいが、半導体素子の光取り出し面側に配置される基材が透明性を有することが好ましい。
【００５２】
第一基材および第二基材が所定の光透過性を有する場合、第一基材および第二基材の光透過性は、半導体素子からの発光を透過させて表示を行うことができる程度の光透過性であることが好ましく、例えば、可視光領域における透過率が８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。ここで、第一基材および第二基材の透過率は、ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１に準ずるプラスチック−透明材料の全光透過率の試験方法により測定することができる。
【００５３】
基材は、可撓性を有していてもよく有さなくてもよく、有機ＥＬ素子の用途に応じて適宜選択することができるが、中でも可撓性を有していることが好ましい。本開示の有機ＥＬ素子に、可撓性を付与することができるからである。
【００５４】
第一基材および第二基材の材料としては、例えば、石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、合成石英板等の可撓性のないリジッド材、あるいは、樹脂フィルム、光学用樹脂板、薄ガラス等の可撓性を有するフレキシブル材等が挙げられる。なお、本開示における第一基材および第二基材は、樹脂フィルムにバリア層が形成された積層体であってもよい。
【００５５】
第一基材および第二基材の厚みとしては、第一基材および第二基材に用いられる材料の種類や封止体の用途等に応じて適宜選択することができるが、例えば、０．００５ｍｍ以上とすることができ、また、５ｍｍ以下とすることができる。
【００５６】
３．その他
本開示の封止体は、上述した接着部、第一基材および第二基材を有していればよく、必要に応じてその他の部材を有していてもよい。その他の部材としては、例えば乾燥剤が挙げられる。例えば図１（ａ）、（ｂ）に示すように、封止部Ｓ内に乾燥剤３を有していてもよい。なお、図１（ａ）、（ｂ）では、第二基材１ｂに乾燥剤３が配置されている。乾燥剤については、一般的な半導体装置に用いられる乾燥剤と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。
【００５７】
Ｂ．半導体装置
本開示の半導体装置は、半導体素子、および上記半導体素子を封止する封止体を有する半導体装置であって、上記封止体は、第一基材と、上記第一基材の一方の面に対向して配置され、上記第一基材と共に内部に封止部を構成する第二基材と、上記第一基材および上記第二基材を接着する接着部と、上記封止部内に配置された半導体素子と、を有し、上記接着部が接着部形成組成物および粒子を含有する、装置である。
【００５８】
本開示の半導体装置について図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）、（ｂ）は、本開示の半導体装置の一例を示す概略断面図である。図１（ａ）、（ｂ）に例示するように、半導体装置１００は、第一基材１ａと、上記第一基材１ａの一方の面に対向して配置され、上記第一基材１ａと共に内部に封止部Ｓを構成する第二基材１ｂと、上記第一基材１ａおよび上記第二基材１ｂを接着する接着部２と、上記封止部Ｓ内に配置された半導体素子２０とを有し、上記接着部２が接着部形成組成物および粒子を含有する。
【００５９】
本開示は、水分や酸素の侵入を良好に抑制することが可能な半導体装置を提供できるという効果を奏する。なお、本開示の半導体装置の具体的な効果については、上述した「Ａ．封止体」の項に記載した内容と同様とすることができるため、ここでの記載は省略する。
【００６０】
以下、本開示の半導体装置について構成ごとに説明する。
【００６１】
１．封止体
本開示における封止体は、第一基材と、上記第一基材の一方の面に対向して配置され、上記第一基材と共に内部に封止部を構成する第二基材と、上記第一基材および上記第二基材を接着する接着部と、上記封止部内に配置された半導体素子と、を有し、上記接着部が接着部形成組成物および粒子を含有する。また、本開示においては、上記封止部内に乾燥剤を有していてもよい。なお、封止体については、上述した「Ａ．封止体」の項に記載した内容と同様とすることができるため、ここでの記載は省略する。
【００６２】
２．半導体素子
本開示における半導体素子は、一般的な半導体素子であればよく特に限定されない。本開示においては、半導体素子が封止体により封止されることで、半導体素子への水分や酸素の接触を抑制することができるといった観点から、半導体素子が水分や酸素の接触により劣化するようなものであることが好ましい。半導体素子としては、例えば、発光素子、光電変換素子、ダイオード、電界効果型トランジスタ等が挙げられるが、発光素子であることが好ましい。また、発光素子としては、例えば自発光が可能な素子が挙げられ、具体的には、有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）、無機エレクトロルミネッセンス素子（無機ＥＬ素子）、ＬＥＤ、ＱＬＥＤ等が挙げられる。本開示においては、半導体素子（発光素子）として有機ＥＬ素子を用いることが好ましい。
【００６３】
本開示における半導体素子が発光素子であるとき、発光素子の発光面は、第一基材または第二基材に発光素子が接触している面であることが好ましい。したがって、図１（ａ）、（ｂ）に示す半導体装置１００の場合には、半導体素子２０の第一基材１ａ側が発光面となることが好ましい。
【００６４】
Ｃ．有機ＥＬ装置
本開示の有機ＥＬ装置は、有機ＥＬ素子、および上記有機ＥＬ素子を封止する封止体を有する有機ＥＬ装置であって、上記封止体は、第一基材と、上記第一基材の一方の面に対向して配置され、上記第一基材と共に内部に封止部を構成する第二基材と、上記第一基材および上記第二基材を接着する接着部と、上記封止部内に配置された有機ＥＬ素子と、を有し、上記接着部が接着部形成組成物および粒子を含有する、装置である、
【００６５】
本開示は、封止体内への水分や酸素の侵入を良好に抑制することが可能な有機ＥＬ装置を提供できるという効果を奏する。なお、本開示の有機ＥＬ装置の具体的な効果については、上述した「Ａ．封止体」の項に記載した内容と同様とすることができるため、ここでの記載は省略する。
【００６６】
以下、本開示の有機ＥＬ装置について構成ごとに説明する。
【００６７】
１．封止体
本開示における封止体は、第一基材と、上記第一基材の一方の面に対向して配置され、上記第一基材と共に内部に封止部を構成する第二基材と、上記第一基材および上記第二基材を接着する接着部と、上記封止部内に配置された有機ＥＬ素子と、を有し、上記接着部が接着部形成組成物および粒子を含有する。また、本開示においては、上記封止部内に乾燥剤を有していてもよい。なお、封止体については、上述した「Ａ．封止体」の項に記載した内容と同様とすることができるため、ここでの記載は省略する。
【００６８】
２．有機ＥＬ素子
有機ＥＬ素子は、通常、第１電極層、発光層を含む複数の機能層から構成される有機ＥＬ層および第２電極層が、この順に積層された構成を有する。なお、有機ＥＬ素子を構成する各部材については、一般的な有機ＥＬ素子と同様とすることができるため、ここでの記載は省略する。
【００６９】
Ｄ．ディスプレイ
本開示のディスプレイは、上述の有機ＥＬ装置を用いたものである。
【００７０】
本開示は、封止体内への水分や酸素の侵入を良好に抑制することが可能なディスプレイを提供できるという効果を奏する。なお、本開示のディスプレイの具体的な効果については、上述した「Ａ．封止体」の項に記載した内容と同様とすることができるため、ここでの記載は省略する。
【００７１】
本開示においては、上記「Ｃ．有機ＥＬ装置」の項に記載した有機ＥＬ装置を、ディスプレイとして用いることができる。なお、具体的な説明については、上記「Ｃ．有機ＥＬ装置」の項に記載した内容と同様とすることができるため、ここでの記載は省略する。
【００７２】
Ｅ．照明装置
本開示の照明装置は、上述の有機ＥＬ装置を用いたものである。
【００７３】
本開示は、封止体内への水分や酸素の侵入を良好に抑制することが可能な照明装置を提供できるという効果を奏する。なお、本開示の照明装置の具体的な効果については、上述した「Ａ．封止体」の項に記載した内容と同様とすることができるため、ここでの記載は省略する。
【００７４】
本開示においては、上記「Ｃ．有機ＥＬ装置」の項に記載した有機ＥＬ装置を、照明装置として用いることができる。なお、具体的な説明については、上記「Ｃ．有機ＥＬ装置」の項に記載した内容と同様とすることができるため、ここでの記載は省略する。
【実施例】
【００７５】
以下、本開示について実施例を用いて、具体的に説明する。
なお、特段の断りがない限り、下記に示す作業は、窒素雰囲気下のグローブボックス中（酸素濃度１ｐｐｍ以下、水分濃度１ｐｐｍ以下）で行った。
【００７６】
[実施例１]
（有機ＥＬ積層体の形成工程）
透明基材（第１基材）として無アルカリガラスを準備した。次に、透明基材上に、第１電極層（材料：酸化インジウム銀、厚み：１５０ｎｍ）をパターン状に形成した。その後、第１電極層が形成された透明基材を、中性洗剤、超純水の順で超音波洗浄し、ＵＶオゾン処理を施した。
続いて、正孔注入輸送層として、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ水分散液（ヘレウス社製  ＣＬＥＶＩＯＵＳ  Ｐ  ＡＩ４０８３）を、得られた第１電極層上に大気下でスピンコート法を用いて塗布した。その後、ホットプレートを用いて大気中で２００℃、３０分の条件下で加熱し、正孔注入輸送層を得た。加熱後の第１正孔注入輸送層の厚みは２０ｎｍであった。
【００７７】
次に、正孔輸送層として、Ｎ、Ｎ’−ジ−［(１−ナフチル)−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル]−１，１’−ビフェニル)−４、４’−ジアミン（ＮＰＤ）薄膜を蒸着形成した。ＮＰＤ薄膜は、圧力が１×１０−４Ｐａの真空中で、抵抗加熱蒸着法により膜厚が２０ｎｍになるように成膜した。
上記正孔輸送層の上に、発光層として、トリス［２−（ｐ−トリル）ピリジン］イリジウム(III)（Tris[2-(p-tolyl)pyridine]iridium(III)）（Ｉｒ（ｍｐｐｙ）３））を発光性ドーパントとして含有し、４，４’−ビス（２，２−カルバゾール−９−イル）ビフェニル（ＣＢＰ）をホストとして含有する混合薄膜を蒸着形成した。混合薄膜は、圧力が１×１０−４Ｐａの真空中で抵抗加熱蒸着法によりホストとドーパントの体積比２０：１、合計膜厚が３０ｎｍになるように共蒸着で形成した。
【００７８】
上記発光層の上に、正孔ブロック層として、ビス（２−メチル−８−キノリラト）（ｐ−フェニルフェノラート）アルミニウム錯体（ＢＡｌｑ）薄膜を蒸着形成した。ＢＡｌｑ薄膜は、圧力が１×１０−４Ｐａの真空中で抵抗加熱蒸着法により膜厚が１０ｎｍになるように形成した。
上記正孔ブロック層の上に、電子輸送層として、トリス（８−キノリラト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）薄膜を蒸着形成した。Ａｌｑ３薄膜は、圧力が１×１０−４Ｐａの真空中で、抵抗加熱蒸着法により膜厚が４０ｎｍになるように成膜した。
上記電子輸送層の上に、電子注入層として厚み０．５ｎｍのフッ化リチウム（ＬｉＦ）、陰極として厚み１００ｎｍのＡｌを順次、圧力が１×１０−４Ｐａの真空中で、抵抗加熱蒸着法により成膜し、有機ＥＬ積層体を調製した。
【００７９】
（封止工程）
次いで、グローブボックス内にて、ジルコニア粉末を添加した熱硬化型エポキシ接着剤を用い、上記有機ＥＬ積層体の封止を行い、有機ＥＬ素子を調製した。
熱硬化型エポキシ接着剤としては、３Ｍ社製  一液加熱硬化型接着剤（ＳＷ２２１４)を用いた。この熱硬化型エポキシ接着剤１００重量部に対し、上記ジルコニア粉末を１重量部添加し、乳鉢および乳棒を用いて分散させた。ジルコニア粉末の平均粒径は、５μｍであった。
【００８０】
得られた粒子含有接着部形成組成物を、上記透明基材の外周に沿って全周にわたりディスペンサーを用いていて塗布した。封止材（第２基材）としては、ザグリガラスを用いた。上記封止材を上記塗布部分に配置し、１２０℃、６０分加熱することにより、上記粒子含有接着部形成組成物を硬化させ、接着部を形成し、封止を完了した。
封止材と透明基材との間の接着部の厚みは１０μｍであり、接着部の幅方向の厚みは、４ｍｍであった。
【００８１】
［比較例１］
上記熱硬化型エポキシ樹脂に上記粒子を添加しないこと以外は、実施例1と同様にして、封止を行い、有機ＥＬ素子を調製した。
【００８２】
[実施例２]
粒子としてジルコニア粉末の替わりに、粒径５μｍのシリカゲル（SiO2・nH2O）(CAS番号7631-86-9)を添加)を用いた以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を調製した。
上記シリカゲルは、熱硬化型エポキシ接着剤１００重量部に対し、１重量部添加した。
【００８３】
［評価］
実施例1および実施例２と、比較例1とで得られたＥＬ素子を１０００ｃｄ／２で発光させ、１００日後の２ｍｍ□の発光状態を確認した。その結果、比較例1よりも実施例1の方がダークスポットを抑制できていることが分かった。接着部内にジルコニア粉末があることで水分や酸素の経路の障害物になることができ、すなわち水分や酸素の経路を長くすることができるために接着部内部への水分や酸素の侵入を良好に抑制することが可能となったと考えられる。
また、比較例１よりも実施例２でもダークスポットが抑制されていることを確認できた。上記理由に加えて、シリカゲルが吸湿材として侵入してきた水分を吸収できているためと考えられる。
【符号の説明】
【００８４】
１ａ、１ｂ  …  第一基材、第二基材
２  …  接着部
３  …  乾燥剤
１０  …  封止体
２０  …  半導体素子
１００  …  半導体装置
【図１】
2020021673.tif 000003
【図２】
2020021673.tif 000004
【図３】
2020021673.tif 000005
【図４】
2020021673.tif 000006
【図５】
2020021673.tif 000007
【図６】
2020021673.tif 000008
【図７】
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