(57)【要約】      （修正有）【課題】封止時及び封止後の双方において有機電気素子の劣化を抑制すると共に、封止部材の剥れを抑制して、有機電気素子が封止部材により封止された有機電気デバイスを提供すること。【解決手段】基板１０と、基板１０に配設される有機電気素子１２と、有機電気体素子を封止するための封止部材１４と、前記封止部材を固定するための封止部材用固定材１６と、を具備した有機電気デバイスにおいて、封止部材用固定材１６として、特定のシリコンラダーポリマーを適用する。【選択図】図２
2010073545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と
前記基板に配設される有機電気素子と、
前記有機電気素子を封止するための封止部材と、
下記一般式（１）で示されるシリコンラダーポリマーを含んで構成され、前記封止部材を固定するための封止部材用固定材と、
を具備する有機電気デバイス。
【化１】
2010073545.tif 000007
（一般式（１）中、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１以上３以下のアルキル基、又はフェニル基を示す。ｎは、１以上の整数を示す。
【請求項２】
前記一般式（１）で示されるシリコンラダーポリマーが、前記一般式（１）において前記Ｒ１がフェニル基を示し、且つ前記Ｒ２がプロピル基を示すシリコンラダーポリマーである請求項１に記載の有機電気デバイス。
【請求項３】
前記一般式（１）で示されるシリコンラダーポリマーの融点が、２００℃未満である請求項１に記載の有機電気デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機電気デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、有機半導体素子等の有機電気素子は、例えばガラス板、金属板又は樹脂板等の封止部材により封止され用いられている。そして、封止部材は、封止用固定材により固定され、有機半導体素子等の有機電気素子を封止している（特許文献１）。
【０００３】
この如く、封止用固定材としては、例えば、樹脂製の接着剤や、ガラスハンダなどが提案されている（例えば特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００１−３１９７７５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、封止時及び封止後の双方において有機電気素子の劣化を抑制すると共に、封止部材の剥れを抑制して、有機電気素子が封止部材により封止された有機電気デバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項１に係る発明は、
基板と
前記基板に配設される有機電気素子と、
前記有機電気素子を封止するための封止部材と、
下記一般式（１）で示されるシリコンラダーポリマーを含んで構成され、前記封止部材を固定するための封止部材用固定材と、
を具備する有機電気デバイス。
【０００６】
【化１】
2010073545.tif 000003
【０００７】
（一般式（１）中、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１以上３以下のアルキル基、又はフェニル基を示す。ｎは、１以上の整数を示す。
【０００８】
請求項２に係る発明は、
前記一般式（１）で示されるシリコンラダーポリマーが、前記一般式（１）において前記Ｒ１がフェニル基を示し、且つ前記Ｒ２がプロピル基を示すシリコンラダーポリマーである請求項１に記載の有機電気デバイス。
【０００９】
請求項３に係る発明は、
前記一般式（１）で示されるシリコンラダーポリマーの融点が、２００℃未満である請求項１に記載の有機電気デバイス。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、封止時及び封止後の双方において有機電気素子の劣化を抑制すると共に、封止部材の剥れを抑制して、有機電気素子が封止部材により封止された有機電気デバイスが提供される。
請求項２に係る発明によれば、他種のシリコンラダーポリマーを適用した場合に比べ、封止時及び封止後の双方において有機電気素子の劣化を抑制すると共に、封止部材の剥れを抑制して、有機電気素子が封止部材により封止させる。
請求項３に係る発明によれば、シリコーンラダーポリマーの融点を考慮しない場合に比べ、封止時の有機電気素子の劣化が抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、実質的に同一の機能・作用を有する部材には、全図面を通して同じ符号を付与し、重複する説明は省略する場合がある。
【００１２】
図１は、実施形態に係る有機電気デバイスを示す斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【００１３】
本実施形態に係る有機電気デイバスは、図１及び図２に示すように、基板１０と、基板１０に配設される有機電気素子１２と、有機電気体素子を封止するための封止部材１４と、前記封止部材を固定するための封止部材用固定材１６と、を具備している。そして、封止部材用固定材１６が、特定のシリコンラダーポリマーからなっている（詳細は後述）。
【００１４】
本実施形態に係る有機電気デバイスでは、封止部材１４として有機電気素子１２よりも大きな主面を持つ板状体で構成し、これと基板１０とで直接有機電気素子１２を挟んで構成されている。そして、封止部材用固定材１６は、板状体からなる封止部材１４の主面縁部と基板１０との間隙を封止すると共に、封止部材１４を基板１０に固定している。
【００１５】
なお、本実施形態に係る有機電気デバイスは、上記構成に限られず、例えば、図３及び図４に示すように、有機電気素子１２の基板１０配設以外の面を覆った封止部材用固定材１６により、板状体からなる封止部材１４の主面縁部と基板１０との間隙を封止すると共に、封止部材１４を基板１０に固定する形態であってもよい。
【００１６】
また、本実施形態に係る有機電気デバイスは、図５及び図６に示しように、封止部材１４として有機電気素子１２を嵌り込む空間を持つ箱状部材で構成し、これを基板１０に配設された有機電気素子１２を当該空間に嵌め込んで配設する形態であってもよい。そして、本形態では、箱状部材からなる封止部材１４と有機電気素子１２との間を封止すると共に、封止部材１４を有機電気素子１２（基板１０）に固定する。
【００１７】
ここで、図３は、他の実施形態に係る有機電気デバイスを示す斜視図である。図４は、図３のＢ−Ｂ断面図である。図５は、他の実施形態に係る有機電気デバイスを示す斜視図である。図６は、図５のＣ−Ｃ断面図である。
【００１８】
上記如く、本実施形態に係る有機デバイスは、封止部材１４の形状に応じて、封止部材用固定材１６が、当該封止部材１４を固定し、且つ当該封止部材１４と共に有機電気素子１２を封止する形態であれば、いかなる形態であってもよい。
【００１９】
以上説明した本実施形態に係る有機電気デバイスでは、封止部材用固定材１６をいずれかの部材に塗布した後、各部材を組み立て、加熱することで、封止部材用固定材１６により封止部材１４を固定して、且つ当該封止部材１４と共に有機電気素子１２を封止する。なお、封止部材用固定材１６の塗布は、例えば、封止部材用固定材１６を加熱・液状化したものを塗布したり、封止部材用固定材を有機溶剤に溶解させたものを塗布したりすることで実施される。
【００２０】
ここで、封止部材用固定材１６には、１）揮発成分が少ない、２）湿気等のガスバリア性（封止性）が高い、３）有機電気素子の耐熱温度（熱により劣化する温度）で接着する、４）被接着部材の材質によらず接着する、５）無溶剤で塗布ができる等の特性が要求される。しかしながら、例えば、封止部材用固定材１６として、熱硬化性エポキシ系接着剤や、ウレタン系無溶剤接着剤等を適用すると、低分子量の揮発成分が発生し易く、湿気等のガスバリア性が不足する傾向にある。また、封止部材用固定材１６としてガラスハンダを適用すると、接着するための加熱により有機電気素子を劣化させてしまったり、樹脂性の基板１０や封止部材１４の接着では接着性が不足する傾向にある。
【００２１】
そこで、本実施形態に係る有機電気デバイスでは、封止部材用固定剤として、特定のシリコンラダーポリマーを適用する。この特定のシリコンラダーポリマーは、下記表１に示す如く、他種に比べ、上記各特性（即ち、接着温度、少揮発成分、ガスバリア性、接着性、無溶剤塗布性）に優れる。このため、本実施形態に係る有機電気デバイスでは、封止時及び封止後の双方において有機電気素子の劣化を抑制すると共に、封止部材の剥れを抑制して、有機電気素子が封止部材により封止される有機電気デバイスとなる。なお、下記表１中、なお、表１中、「○」が他種に比べ優れる特性であることを示し、「×」が他種に比べ劣る特性であることを意味する。
【００２２】
【表１】
2010073545.tif 000004
【００２３】
以下、各構成部材について説明する。なお、以下、各構成部材の符号は省略する。
【００２４】
まず、基板について説明する。基板は、有機電気素子を配設するためのものである。基板を構成する材料としては、ガラス、金属（例えば、アルミ、ステンレス等）、樹脂（例えば、ポリイミド樹脂基板、ポリアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＰＥＴ樹脂（ポリエチレンテレフタレート樹脂）、ＰＥＮ樹脂（ポリエチレンナフタレート樹脂）等）が挙げられる。
【００２５】
また、基板は、配線などが配設された所謂配線基板であってもよい。また、基板は、有機電界素子の構成部材（構成層）を形成するための基材を兼ねていてもよい。つまり、基板上に、別途、作製した有機電気素子を配設してもよいし、基板上に、直接有機電界素子を形成してもよい。
【００２６】
次に、有機電気素子について説明する。有機電気素子は、当該素子を構成する部材の少なくとも一部に有機材料が使用されている素子である。有機電気素子としては、有機半導体トランジスタ、有機電界発光素子、などが挙げられる。
【００２７】
次に、封止部材について説明する。封止部材は、基板上に配設された有機電気素子を封止するための部材であり、有機電気素子の物理的・化学的に保護する部材である。封止部材の形状は、特に制限はなく、上記如く、例えば、板状、箱状などいずれの形状であってもよい。封止部材を構成する材料としては、ガラス、金属（例えばアルミ、ステンレス）、樹脂（例えば、ポリイミド樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＰＥＴ樹脂、ＰＥＮ樹脂等）が挙げられる。
【００２８】
次に、封止部材用固定材について説明する。封止部材用固定剤は、封止部材を固定し、且つ当該封止部材と共に有機電気素子を封止する接着剤である。つまり、封止部材用固定剤は、封止剤及び接着剤の双方の機能持つものである。そして、封止部材用固定剤は、下記一般式（１）で示されるシリコンラダーポリマーを含んで構成される。
【００２９】
【化２】
2010073545.tif 000005
【００３０】
一般式（１）中、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１以上３以下のアルキル基、又はフェニル基を示す。ｎは、１以上の整数を示す。
【００３１】
一般式（１）中、Ｒ１及びＲ２が示すアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基が挙げられる。また、ｎは、１以上の整数を示すが、１以上３以下の整数を示すことがよい。
【００３２】
一般式（１）で示されるシリコンラダーポリマーは、一般式（１）においてＲ１がフェニル基を示し、且つＲ２が炭素数１以上３以下のアルキル基を示すシリコンラダーポリマーであることが望ましく、特に、一般式（１）においてＲ１がフェニル基を示し、且つＲ２がプロピル基（例えばｎ−プロピル基、又はｉ−プロピル基等）を示すシリコンラダーポリマーがよい。このシリコンラダーポリマーは、他種のシリコンラダーポリマーに比べ、封止部材用固定材に要求される上記特性に優れることから、封止時及び封止後の双方において有機電気素子の劣化を抑制すると共に、封止部材の剥れを抑制して、有機電気素子が封止部材により封止させる。
【００３３】
一般式（１）で示されるシリコンラダーポリマーの融点は、２００℃未満が望ましく、より望ましくは１５０℃未満である。この融点の下限は、例えば６５℃以上である。シリコーンラダーポリマーの融点を上記範囲とすることで、当該融点を考慮しない場合に比べ、封止時の有機電気素子の劣化が抑制される。
【００３４】
なお、融点の測定は、セイコーインスツルメント社製、示差走査熱量計ＤＳＣ６２００を用い、窒素雰囲気下で０℃から昇温速度１０℃／ｍｉｎで掃引して測定を行い求めた。測定に際しては、試料を密封型アルミ製容器に約４ｍｇを封入し、参照としてＡ１2０3約４ｍｇを同様に封入して用いた。一度目の掃引で３００℃まで昇温した後、試料を液体窒素中で急冷し、１度目の掃引で融点を検出する。
【００３５】
一般式（１）で示されるシリコンラダーポリマーの重量平均分子量は、１００以上１０,０００以下が好ましく、より好ましくは５００以上５０００以下である。シリコンラダーポリマーの重量平均分子量を上記範囲とすることで、当該重量平均分子量を考慮しない場合に比べ、封止時及び封止後の双方において有機電気素子の劣化を抑制すると共に、封止部材の剥れを抑制して、有機電気素子が封止部材により封止させる。
【００３６】
以上説明した本実施形態に係る有機電気デバイスは、上記構成に限定的に解釈されるものではなく、本発明の要件を満足する範囲内で実現可能であることは、言うまでもない。
【実施例】
【００３７】
以下、本発明を、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。ただし、これら各実施例は、本発明を制限するものではない。
【００３８】
（実施例１）
−有機半導体トランジスタ素子の作製−
基材としてのスライドガラス（２６×７２ｍｍ、厚さ０．８ｍｍ）上に、ゲート電極として膜厚０．１μｍの銀ナノ粒子による銀膜をインクジェット法により形成した。次に、絶縁層として膜厚０．５μｍのポリイミド層をスピンコート法によりスライドガラス全体に形成した。次に、ソース電極及びドレイン電極として膜厚０．１μｍの金ナノ粒子による金膜をインクジェット法により形成した。チャネルの長さは２００μｍ、幅は２ｍｍである。次に、ペンタセン前駆体（Ａｌｄｒｉｃｈ製）をアニソールに溶解し、インクジェット法によりチャネル間が覆い尽くされるように塗布し、窒素雰囲気下で１８０℃１時間加熱して半導体層とし、有機半導体トランジスタ素子を作製した。
【００３９】
−デバイスの作製−
上記作製した有機半導体トランジスタ素子を窒素雰囲気下で１１０℃に加熱しながら、次の如くして封止部材を張り合わせて固着させて封止した。
まず、ホットメルト用ディスペンサ（１２０℃）を用いて液状としたシリコンラダーポリマー［製品名「Ｔ−レジン」ゲレスト社製：一般式（１）でおけるＲ１がフェニル基（Ｃ６Ｈ５−）を示し、Ｒ２がｎ−プロピル基（ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２−）を示し、重量平均分子量１６００、融点が１１０℃であるシリコンラダーポリマー］を、封止部材としての光学顕微鏡用カバーグラス（１８ｍｍ×１８ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ、マツナミ製）の主面縁部に沿って幅１ｍｍとなるよう口型に薄膜（２００μｍ程度）で塗布した。
次に、シリコンラダーポリマーを塗布した光学顕微鏡用カバーグラスを、有機半導体トランジスタ素子に貼り合わせた後、放冷した。これにより、光学顕微鏡用カバーグラスと素子のスライドガラスとの間隙がシリコンラダーポリマーにより封止されると共に、光学顕微鏡用カバーグラスが素子のスライドガラスに接着されて固着した。
このようにして、有機半導体トランジスタ素子が封止されたデバイスを作製した（図１及び図２参照）。
【００４０】
作製したデバイスの封止当日、及び１ヵ月後経過した後の、有機半導体トランジスタ素子の電気特性を半導体アナライザ（アジレント製４１５５Ａ）により測定した結果を表２に示す。なお、モビリティー（易動度）の値は飽和領域での電流値の平方根をゲート電圧に対してプロットし、その傾きから求めた。（絶縁層の誘電率は３．６として計算した。）
【００４１】
（実施例２）
実施例１と同様にして液状としたシリコンラダーポリマー（製品名  Ｔ−レジン  ゲレスト社製）を有機半導体トランジスタ素子上に１滴載せた。
次に、シリコンラダーポリマーが載った有機半導体トランジスタ素子上に、封止部材としてのアルミ板（１８ｍｍ×１８ｍｍｍ、厚さ０．１ｍｍ、マツナミ製）を軽く押し当てて、アルミ板と有機半導体トランジスタ素子及びその基板（スライドガラス）との間隙全体に、液状のシリコンラダーポリマーを行き渡らせた。
その後、放冷して固着した。これにより、アルミ板と有機半導体トランジスタ素子及びその基板（スライドガラス）との間隙がシリコンラダーポリマーにより封止されると共に、光学顕微鏡用カバーグラスが素子のスライドガラスに接着されて固着した。
このようにして、有機半導体トランジスタ素子が封止されたデバイスを作製した（図３及び図４参照）
【００４２】
作製したデバイスの封止当日、及び１ヵ月後経過した後の、有機半導体トランジスタ素子の電気特性を半導体アナライザ（アジレント製４１５５Ａ）により測定した結果を表２に示す。
【００４３】
（実施例３）
パスツールピペットを用いて、実施例１と同じシリコンラダーポリマーのＴＨＦ溶液（３０重量％）を、光学顕微鏡用カバーグラス（１８ｍｍ×１８ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ、マツナミ製）の主面縁部に沿って幅１ｍｍとなるよう口型に薄膜（１００μｍ程度）で塗布し、１２０℃で１０分乾燥して、放令した。
次に、シリコンラダーポリマーを塗布した光学顕微鏡用カバーグラスを、有機半導体トランジスタ素子に載せて、押さえながら窒素雰囲気下で１１０℃３分間加熱した後、放冷した。これにより、光学顕微鏡用カバーグラスと素子のスライドガラスとの間隙がシリコンラダーポリマーにより封止されると共に、光学顕微鏡用カバーグラスが素子のスライドガラスに接着されて固着した。
このようにして、有機半導体トランジスタ素子が封止されたデバイスを作製した（図１及び図２参照）。
【００４４】
作製したデバイスの封止当日、及び１ヵ月後経過した後の、有機半導体トランジスタ素子の電気特性を半導体アナライザ（アジレント製４１５５Ａ）により測定した結果を表２に示す。
【００４５】
（実施例４）
シリコンラダーポリマー［一般式（１）でおけるＲ１及びＲ２がフェニル基（Ｃ６Ｈ５−）を示し、重量平均分子量２２００、融点が２００℃であるシリコンラダーポリマー］を用いて、ホットメルト用ディスペンサ（２１０℃）により液状として、有機半導体トランジスタ素子上に１滴載せた以外は、実施例１と同様にして有機半導体トランジスタ素子を封止したデバイスを作製した。
【００４６】
作製したデバイスの封止当日、及び１ヵ月後経過した後の、有機半導体トランジスタ素子の電気特性を半導体アナライザ（アジレント製４１５５Ａ）により測定した結果を表２に示す。
【００４７】
（比較例１）
実施例１と同様の有機半導体トランジスタ素子を封止せずに、封止当日、及び１ヵ月後経過した後の、有機半導体トランジスタ素子の電気特性を半導体アナライザ（アジレント製４１５５Ａ）により測定した結果を表２に示す。
【００４８】
（比較例２）
シリコンラダーポリマーの代わりに、２液性のエポキシ系接着剤（商品名アラルダイト）を混合型のディスペンサにより光学顕微鏡用カバーグラスに塗布した以外は、実施例１と同様にして有機半導体トランジスタ素子を封止したデバイスを作製した。なお、２液性のエポキシ系接着剤の接着は、室温（２５℃）で行った。
【００４９】
作製したデバイスの封止当日、及び１ヵ月後経過した後の、有機半導体トランジスタ素子の電気特性を半導体アナライザ（アジレント製４１５５Ａ）により測定した結果を表２に示す。
【００５０】
（比較例３）
シリコンラダーポリマーの代わりに、無溶剤型のシリル化ウレタン系樹脂接着剤（商品名コニシボンドウルトラ多用途Ｓ／Ｕ）をディスペンサにより光学顕微鏡用カバーグラスに塗布した以外は、実施例１と同様にして有機半導体トランジスタ素子を封止したデバイスを作製した。なお、無溶剤型のシリル化ウレタン系樹脂接着剤の接着は、室温（２５℃）で行った。
【００５１】
作製したデバイスの封止当日、及び１ヵ月後経過した後の、有機半導体トランジスタ素子の電気特性を半導体アナライザ（アジレント製４１５５Ａ）により測定した結果を表２に示す。
【００５２】
（比較例４）
シリコンラダーポリマーの代わりに、２液性のエポキシ系接着剤（商品名アラルダイト）を混合型のディスペンサにより有機半導体素子上に１滴載せた以外は、実施例２と同様にして有機半導体トランジスタ素子を封止したデバイスを作製した。なお、２液性のエポキシ系接着剤の接着は、室温（２５℃）で行った。
【００５３】
作製したデバイスは有機半導体トランジスタ素子として動作しなかった。また、翌日には素子の半導体層を構成するペンタセンの青色が消失した。
【００５４】
（比較例５）
シリコンラダーポリマーの代わりに、無溶剤型のシリル化ウレタン系樹脂接着剤（商品名コニシボンドウルトラ多用途Ｓ／Ｕ）をディスペンサにより有機半導体素子上に１滴載せた以外は、実施例２と同様にして有機半導体トランジスタ素子を封止したデバイスを作製した。なお、２液性のエポキシ系接着剤の接着は、室温（２５℃）で行った。
【００５５】
作製したデバイスは有機半導体トランジスタ素子として動作しなかった。また、３週間後には素子の半導体層を構成するペンタセンの青色が消失した。
【００５６】
（比較例６）
実施例１で用いたシリコンラダーポリマーに対して、酸触媒とエタノールで処理して末端をエトキシ化したシリコンラダーポリマー（末端基がエトキシ基である以外は実施例１と同様な構成のシリコンラダーポリマー）を用いた以外は、有機半導体トランジスタ素子を封止したデバイスを作製したところ、放冷中にカバーグラスと素子の基体が剥離して封止できなかった。
【００５７】
【表２】
2010073545.tif 000006
【００５８】
上記結果から、本実施例では、比較例に比べ、封止時及び封止後の双方において有機半導体トランジスタ素子の劣化を抑制すると共に、封止部材の剥れを抑制して、有機半導体トランジスタ素子が封止部材により封止されていることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】実施形態に係る有機電気デバイスを示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】他の実施形態に係る有機電気デバイスを示す斜視図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】他の実施形態に係る有機電気デバイスを示す斜視図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０   基板
１２   有機電気素子
１４   封止部材
１６   封止部材用固定材
【図１】
2010073545.tif 000008
【図２】
2010073545.tif 000009
【図３】
2010073545.tif 000010
【図４】
2010073545.tif 000011
【図５】
2010073545.tif 000012
【図６】
2010073545.tif 000013