(57)【要約】【課題】基板１１，１２間に電解質等の封入物質１３を封入した構造の電子デバイス１の封止技術において、封入物質１３に対する耐性及び低水蒸気透過性を有するシール材を提供する。【解決手段】互いに対向配置された一対の基板１１，１２の間に封入物質１３が封入された構造の電子デバイス１に用いられて、封入物質１３の周囲を封止するシール材１４であって、水蒸気に対するバリア性を有する基材１４１と、この基材１４１の表面に一体的に設けられ、前記基板１１，１２に密接されるガスケット１４２，１４３からなる。【選択図】図１
2014022357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向配置された一対の基板の間に封入物質が封入された構造の電子デバイスに用いられて、前記封入物質の周囲を封止するシール材であって、水蒸気に対するバリア性を有する基材と、この基材の表面に一体的に設けられ、前記基板に密接されるガスケットからなることを特徴とする電子デバイス用基材一体シール材。
【請求項２】
ガスケットが、耐電解質性を有するゴム材又はゴム状弾性を有する合成樹脂材からなることを特徴とする請求項１に記載の電子デバイス用基材一体シール材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板間に電解質等の封入物質を介在させて封止した構造の電子デバイスの封止技術に係り、例えば色素増感型太陽電池の対向電極間の電解質や有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイの対向基板間の封入ガスの封止手段として適用可能な基材一体シール材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
色素増感型太陽電池は、シリコン（Si）のｐｎ接合型の太陽電池に比較して製造コストが安いという利点がある。この種の色素増感型太陽電池は、２枚の電極基板間に液状又はゲル状の電解質が封入された構造を有するため、この電解液を封止するガスケットの封止性能や電解質に対する耐性の向上が、色素増感型太陽電池の信頼性や耐久性において重要である。
【０００３】
詳しくは、色素増感型太陽電池は、図３にその基本構造の一例を示すように、シール材１０３を介して互いに対向配置された一対の透明基板１０１，１０２を有し、このうち一方の透明基板１０１における他方の透明基板１０２との対向面に透明な導電膜からなる透明電極１０４が形成されており、この透明電極１０４に光増感色素１０５ｂを吸着させた酸化チタン（TiO２）粒子１０５ａからなる多孔質半導体層１０５が設けられ、他方の透明基板１０２における一方の透明基板１０１との対向面に透明な導電膜及び触媒層からなる対向電極１０６が形成されており、前記多孔質半導体層１０５と対向電極１０６との間にシール材１０３によって画成された密閉隙間には、例えばヨウ素及びヨウ化物を含有する液状又はゲル状の電解質１０７が封入されている。
【０００４】
この種の色素増感型太陽電池は、次のような動作によって発電するものである。まず透明基板１０１に太陽光などの光が当たることによって、光増感色素１０５ｂが光を吸収することにより励起状態となって電子ｅ−を放出し、放出された電子ｅ−は酸化チタン粒子１０５ａを経て透明電極１０４へ移動し、さらに外部負荷Ｒを経由して、対向電極１０６に達する。一方、電子ｅ−を放出することにより酸化した光増感色素１０５ｂは、電解質１０７中のヨウ化物イオンＩ−から電子ｅ−を受け取ることによって元の状態に戻り、これによってヨウ化物イオンＩ−が酸化された三ヨウ化物イオンＩ３−は、対向電極１０６まで拡散してここで対向電極１０６から電子ｅ−を受け取ることによって還元され、ヨウ化物イオンＩ−となる。還元されたヨウ化物イオンＩ−は、光増感色素１０５ｂによって再び酸化されることになる。そしてこのような酸化還元の繰り返しによって外部負荷Ｒを電流が流れるのである。
【０００５】
電解質１０７を封止するシール材１０３としては、従来、ＵＶ硬化型接着剤などの接着剤を用いるのが主流となっている（下記の特許文献参照）。
【０００６】
しかしながらＵＶ硬化型接着剤によるシール材１０３は、長期にわたって電解質１０７と接触することにより、膨潤したり劣化したりして、封止性が低下するおそれがあり、その結果、電解質１０７が漏れたり、また、外部から透過した水蒸気によって電解質１０７が劣化したりすると、光電変換効率が低下するばかりか、色素増感型太陽電池の信頼性と耐久性が著しく低下するといった問題がある。
【０００７】
しかも基板１０１，１０２がＵＶ硬化型接着剤からなるシール材１０３によって互いに接着されてしまうので、分解不可能であり、メンテナンス性に乏しいという問題も指摘される。
【０００８】
また、シール材１０３として、電解質１０７により膨潤したり劣化したりすることのないゴム系材料からなるガスケットを用いることも考えられるが、ゴム系材料からなるガスケットは水蒸気の透過による電解質１０７の劣化を防止することができないといった問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−０８７６８４号公報
【特許文献２】特開２００９−２４５７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、基板間に電解質等の封入物質を封入した構造の電子デバイスの封止技術において、封入物質に対する耐性及び低水蒸気透過性を有するシール材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る電子デバイス用基材一体シール材は、互いに対向配置された一対の基板の間に封入物質が封入された構造の電子デバイスに用いられて、前記封入物質の周囲を封止するシール材であって、水蒸気に対するバリア性を有する基材と、この基材の表面に一体的に設けられ、前記基板に密接されるガスケットからなることを特徴とするものである。なお、ここでいう「基板」とは基板単体のほか、基板に例えば導電膜からなる電極や回路パターンや触媒層などが積層された積層体も含めて総称するものである。
【００１２】
請求項２の発明に係る電子デバイス用基材一体シール材は、請求項１に記載の構成において、ガスケットが、耐電解質性を有するゴム材又はゴム状弾性を有する合成樹脂材からなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る電子デバイス用基材一体シール材によれば、基板間を、接着剤を用いて封止した場合のような膨潤や劣化が発生せず、また、水蒸気に対するバリア性を有する基材によって水蒸気透過面積が小さくなるので、水蒸気透過量が低減され、その結果、電解質など封止対象の漏れが有効に防止され、かつ外部からの水蒸気の透過による電解質など封入物質の劣化も有効に防止される。しかも基板を接着するものではないので、メンテナンス性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る電子デバイス用基材一体シール材を、電子デバイスの一部と共に示す説明図である。
【図２】本発明に係る電子デバイス用基材一体シール材を未装着状態で示すもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図３】従来の電子デバイスとして色素増感型太陽電池の基本構造の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る電子デバイス用基材一体シール材を色素増感型太陽電池の封止手段として適用した好ましい実施の形態について、図１及び図２を参照しながら説明する。
【００１６】
図１に一部を示す電子デバイス１において、参照符号１１，１２は積層体で、互いに対向配置され、このうちの一方の積層体１１は、例えば色素増感型太陽電池における一方の透明基板と、その内側面に形成された透明電極と、光増感色素を吸着させた多孔質半導体層からなるものであり、他方の積層体１２は、例えば前記色素増感型太陽電池における他方の透明基板と、その内側面（一方の積層体１１との対向面）に形成された対向電極からなるものである。なお、積層体１１，１２は、請求項１に記載された基板に相当するものである。
【００１７】
積層体１１，１２の間には、ヨウ素及びヨウ化物を含有する液状又はゲル状の電解質などの封入物質１３が封入されており、その周囲は、本発明による基材一体シール材１４によって封止されている。
【００１８】
詳しくは、この基材一体シール材１４は、図２に未装着状態で示すように、水蒸気に対するバリア性を有し、かつ電解質に対して不活性の材料、好ましくは例えば厚さが60μｍ程度の金属箔（例えばアルミ箔）又はＬＣＰ（液晶ポリマー：例えば株式会社プライマテック製ＳＴＡＢＩＡＸなど）の薄板からなる枠状の基材１４１と、この基材１４１の表面のうち、積層体１１，１２との対向面に、耐電解質性の高いＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）又はＶＭＱ（ビニルメチルシリコーンゴム）等のゴム材や、フッ素系の合成樹脂材（ＰＴＦＥ，サランなど）によって一体的に形成されたガスケット１４２，１４３からなるものである。
【００１９】
ガスケット１４２，１４３は、積層体１１，１２に密接されるものであって、ガスケット１４２，１４３の厚さが基材１４１に比較して薄いものであり、スクリーン印刷法などによって基材１４１の両面に液状ゴムを薄膜状に塗布して架橋硬化させることによって、例えば5〜50μｍ程度の厚さに形成されている。
【００２０】
すなわち、上記構成の基材一体シール材１４は、ガスケット１４２，１４３が積層体１１，１２に密接することによって、積層体１１，１２の間に封入された液状又はゲル状の電解質などの封入物質１３が外部へ漏れるのを防止するものであるのに加え、この基材一体シール材１４は、ガスケット１４２，１４３の間に、水蒸気に対するバリア性を有し電解質に対して不活性の金属（例えばアルミ）又はＬＣＰからなる基材１４１を備えるため、水蒸気の透過面積が小さくなり、したがって外部からの水蒸気の透過による電解質等の封入物質１３の劣化が抑制される。
【００２１】
また、金属（例えばアルミ）等からなる基材１４１を一体に有することによって、取り扱い性や組み付け性が向上し、しかも基材１４１及びガスケット１４２，１４３は、電解質に対する耐性が高いため、ＵＶ硬化型接着剤などの接着剤からなるシール材のように膨潤したり劣化したりせず、長期にわたって漏れを防止することができる。
【００２２】
さらに、ガスケット１４２，１４３は、ＵＶ硬化型接着剤などの接着剤からなるシール材のように積層体１１，１２の間を接着するものではないので、積層体１１，１２を分離して、容易にメンテナンスを行うことができる。
【００２３】
なお、上述の実施の形態は、電子デバイス１が色素増感型太陽電池である場合について説明したが、本発明の基材一体シール材１４は、電子デバイス１が例えば有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイの対向基板間の封入ガスの封止手段としても適用することができる。
【００２４】
すなわち、有機ＥＬディスプレイは、互いに対向配置された一対のガラス基板を有し、このうち一方のガラス基板における他方のガラス基板との対向面に有機ＥＬ膜及び電極膜が形成されており、他方のガラス基板との間にシール材によって画成された密閉隙間に乾燥窒素が封入された構造を有する。そしてこの種の有機ＥＬディスプレイも、従来はシール材がＵＶ硬化型エポキシ樹脂をベースとしたものであるが、外部からの水蒸気の浸入は、電極膜の酸化や、有機ＥＬ膜の性能の低下を来たすため、透湿を可及的に抑制する必要がある。したがって、シール材として、上述の形態のような基材一体シール材を採用することで、水蒸気の透過を有効に抑制することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１  電子デバイス
１１，１２  積層体（基板）
１３  封入物質
１４  基材一体シール材
１４１  基材
１４２，１４３  ガスケット
【図１】
2014022357.tif 000003
【図２】
2014022357.tif 000004
【図３】
2014022357.tif 000005