(57)【要約】  膜状の母材と、平均粒径が１００ｎｍ以下の粉体状であって、最大吸湿率が１０質量％以上であり、母材中に分散されたゼオライトと、を備え、膜厚が５００ｎｍ以上であり、ゼオライトの含有量が０．１３ｇ／ｃｍ3以上である、吸湿膜。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜状の母材と、
平均粒径が１００ｎｍ以下の粉体状であって、最大吸湿率が１０質量％以上であり、前記母材中に分散されたゼオライトと、
を備え、
膜厚が５００ｎｍ以上であり、
前記ゼオライトの含有量が０．１３ｇ／ｃｍ3以上である、
吸湿膜。
【請求項２】
前記ゼオライトの最大吸湿率が、１５質量％以上である、
請求項１に記載の吸湿膜。
【請求項３】
前記ゼオライトが、ビルドアップ法又は平均粒径５００ｎｍ以上のゼオライトを粉砕して再結晶化させる方法のいずれかで形成されたものである、
請求項１又は請求項２に記載の吸湿膜。
【請求項４】
前記ゼオライトの平均粒径が、１０ｎｍ以上である、
請求項１から請求項３のいずれかに記載の吸湿膜。
【請求項５】
前記ゼオライトの粉体のうち、非晶質構造を示すものの割合が２０体積％以下である、
請求項１から請求項４のいずれかに記載の吸湿膜。
【請求項６】
前記母材が樹脂である、
請求項１から請求項５のいずれかに記載の吸湿膜。
【請求項７】
前記ゼオライトの最大吸湿率が、４０質量％以下であり、
前記膜厚が１ｍｍ以下であり、
前記ゼオライトの含有率が１００質量％以下である、
請求項１から請求項６のいずれかに記載の吸湿膜。
【請求項８】
透光性を有し、有機材料又は無機材料からなる封入膜と、
前記封入膜に封入された請求項１から請求項７のいずれかに記載の吸湿膜と、
を備える、
防水膜。
【請求項９】
前記封入膜の水蒸気透過度が１×１０-5ｇ／（ｍ2・ｄａｙ）以下である、
請求項８に記載の防水膜。
【請求項１０】
平面を有するベースと、
前記ベースの平面の上方に配置された少なくとも１つの有機ＥＬ素子と、
前記有機ＥＬ素子の上方を覆う位置に配置された請求項８又は請求項９のいずれかに記載の防水膜と、
を備える、
有機ＥＬ装置。
【請求項１１】
さらに、前記ベースと前記有機ＥＬ素子との間であって、前記有機ＥＬ素子の下方を覆う位置に配置された請求項８又は請求項９のいずれかに記載の防水膜を備え、
前記ベースが、柔軟性を有する有機膜である、
請求項１０に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項１２】
さらに、前記有機ＥＬ素子の側面を覆う位置に配置された請求項８又は請求項９のいずれかに記載の防水膜を備える、
請求項１０又は請求項１１に記載の有機ＥＬ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸湿性を有する膜、それを用いた防水膜及び有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：電界発光）装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂などの母材中にシリカゲルや生石灰（酸化カルシウム）などの粉体状の乾燥剤を分散し、膜状に成形した吸湿膜は、電子機器、建築材料、食品などの状態を良好に保つための構成材料や包装材料として広く用いられている。また、吸湿膜を水蒸気透過度（ＷＶＴＲ）の低い無機膜に封入すれば、水分の浸透を抑制する防水膜とすることができる。また、例えば、この吸湿膜や防水膜を有機ＥＬ装置の構成中に用いれば、水分の影響を受けやすい有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の劣化を防ぐことができる（例えば、特許文献１、２参照）。【０００３】
ここで、乾燥剤には、吸湿により化学反応（潮解などを含む）する化学的乾燥剤と、化学反応が発生しない物理的乾燥剤とが存在する。化学的乾燥剤は、例えば、酸化カルシウム、塩化カルシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、五酸化二リン、硫酸銅などであり、吸湿速度や最大吸湿率（乾燥状態の乾燥剤の単位質量当たりに吸湿可能な水分の質量）に優れている。物理的乾燥剤は、例えば、シリカゲル、酸化アルミニウム、ゼオライトなどであり、吸湿が可逆的・安定的で、発熱や体積変化などが生じないため扱いやすく、またコスト面などにも優れている。【０００４】
一般に、乾燥剤は有色であり、可視光を散乱・吸収するため、乾燥剤を含有する吸湿膜の光透過率は低い。したがって、ＯＬＥＤの発光、建築材料の模様、食品の状態など、吸湿膜に覆われる物質の形状や色を視認する必要がある場合には、一般的な吸湿膜を用いることができない。【０００５】
そこで、乾燥剤の粒径を可視光の波長領域より小さくすることで、乾燥剤による可視光の散乱・吸収を低減させ、吸湿膜の光透過率を向上させる方法が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−６８２６６号公報
【特許文献２】特開２０１２−５３３１５２号公報
【特許文献３】特開２００３−２１７８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、化学的乾燥剤において、粒径を小さくすると、粒子の比表面積が大きくなることで活性が高くなり過ぎ、短時間外気にさらすだけで吸湿量が飽和に達し、吸湿能力が失われる。したがって、粒径の小さい化学的乾燥剤を備えた吸湿膜では、その製造時に厳重な湿度管理、防湿梱包などが必要となるため製造コストが増加し、また吸湿膜の使用時にも防湿梱包を開封後、すぐに全量使用する必要があるなど、使い勝手が悪く実用性に欠ける。【０００８】
一方、物理的乾燥剤において、粒径を小さくすると、水分を取り込む吸湿構造が破壊されることで最大吸湿率が低下する。したがって、粒径の小さい物理的乾燥剤を備えた吸湿膜では、吸湿能力が一般的な透明樹脂などと同程度となり、吸湿膜としての実用性を有しないおそれがある。【０００９】
そこで、本発明の目的は、良好な光透過率及び実用性を有する吸湿膜並びにそれを用いた防水膜及び有機ＥＬ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様に係る吸湿膜は、膜状の母材と、平均粒径が１００ｎｍ以下の粉体状であって、最大吸湿率が１０質量％以上であり、母材中に分散されたゼオライトと、を備え、膜厚が５００ｎｍ以上であり、ゼオライトの含有量が０．１３ｇ／ｃｍ3以上である。
【発明の効果】
【００１１】
上記態様に係る吸湿膜では、含有するゼオライトの平均粒径が１００ｎｍ以下であるため、良好な光透過率を有する。また、当該吸湿膜は、膜厚が５００ｎｍ以上であるため、膜の平坦性が向上し、光透過率の低減が抑制される。さらに、当該吸湿膜は、最大吸湿率が１０質量％以上であるゼオライトを０．１３ｇ／ｃｍ3以上含有しており、安定的かつ乾燥可能である上に、一般的な透明樹脂などと比べて高い吸湿能力を有し、吸湿膜としての実用性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係る吸湿膜１００を示す模式斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における模式断面図である。
【図３】吸湿膜中のゼオライトの平均粒径に対する透過光の波長と透過率との相関を示すグラフである。
【図４】ゼオライト１０２の粒径分布を示すグラフである。
【図５】実施の形態２に係る防水膜１０の構成を示す模式断面図である。
【図６】実施の形態３に係る有機ＥＬ装置１の構成を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜本発明の態様の概要＞
本発明の一態様に係る吸湿膜は、膜状の母材と、平均粒径が１００ｎｍ以下の粉体状であって、最大吸湿率が１０質量％以上であり、母材中に分散されたゼオライトと、を備え、膜厚が５００ｎｍ以上であり、ゼオライトの含有量が０．１３ｇ／ｃｍ3以上である。
【００１４】
上記態様に係る吸湿膜では、含有するゼオライトの平均粒径が１００ｎｍ以下であるため、良好な光透過率を有する。また、当該吸湿膜は、膜厚が５００ｎｍ以上であるため、膜の平坦性が向上し、光透過率の低減が抑制される。さらに、当該吸湿膜は、最大吸湿率が１０質量％以上であるゼオライトを０．１３ｇ／ｃｍ3以上含有しており、安定的かつ乾燥可能である上に、一般的な透明樹脂などと比べて高い吸湿能力を有し、吸湿膜としての実用性を有する。
【００１５】
また、本発明の別態様に係る吸湿膜は、上記態様において、ゼオライトの最大吸湿率が、１５質量％以上である。上記態様に係る吸湿膜は、きわめて高い吸湿能力を有するため、さらに実用性が向上する。
【００１６】
また、本発明の別態様に係る吸湿膜は、上記態様において、ゼオライトが、ビルドアップ法又は平均粒径５００ｎｍ以上のゼオライトを粉砕して再結晶化させる方法のいずれかで形成されたものである。
【００１７】
また、本発明の別態様に係る吸湿膜は、上記態様において、ゼオライトの平均粒径が、１０ｎｍ以上である。
【００１８】
また、本発明の別態様に係る吸湿膜は、上記態様において、ゼオライトの粉体のうち、非晶質構造を示すものの割合が２０体積％以下である。
【００１９】
上記態様に係る吸湿膜では、吸湿構造が維持されて高い最大吸湿率を有するゼオライトを備えることで、高い吸湿能力を有するため、さらに実用性が向上する。
【００２０】
また、本発明の別態様に係る吸湿膜は、上記態様において、母材が樹脂である。上記態様に係る吸湿膜では、成形が容易であり、また成形後も一定の柔軟性を有するため、吸湿膜の使用可能な態様を拡大することができる。
【００２１】
また、本発明の別態様に係る吸湿膜は、上記態様において、ゼオライトの最大吸湿率が、４０質量％以下であり、膜厚が１ｍｍ以下であり、ゼオライトの含有率が１００質量％以下である。上記態様に係る吸湿膜では、公知の吸湿膜と比較して十分な光透過率及び実用性を有する。
【００２２】
また、本発明の別態様に係る防水膜は、透光性を有し、有機材料又は無機材料からなる封入膜と、封入膜に封入された上記のいずれかの態様の吸湿膜と、を備える。上記態様に係る防水膜は、透光性、透明性が要求される環境や、経時的な安定性が要求される環境、狭小な環境においても使用が可能である。
【００２３】
また、本発明の別態様に係る封入膜は、上記態様において、封入膜の水蒸気透過度が１×１０-5ｇ／（ｍ2・ｄａｙ）以下である。上記態様に係る防水膜は、高い実用性を有する。
【００２４】
また、本発明の別態様に係る有機ＥＬ装置は、平面を有するベースと、ベースの平面の上方に配置された少なくとも１つの有機ＥＬ素子と、有機ＥＬ素子の上方を覆う位置に配置された上記のいずれかの態様の防水膜と、を備える。上記態様に係る有機ＥＬ装置では、発光の視認性が阻害されることなく、有機ＥＬ素子の劣化が抑制される。また、経時的に安定かつ薄型化が可能である。
【００２５】
また、本発明の別態様に係る有機ＥＬ装置は、上記態様において、さらに、ベースと有機ＥＬ素子との間であって、有機ＥＬ素子の下方を覆う位置に配置された上記のいずれかの態様の防水膜を備え、ベースが、柔軟性を有する有機膜である。上記態様に係る有機ＥＬ装置では、柔軟性と良好な発光寿命とが両立する。
【００２６】
また、本発明の別態様に係る有機ＥＬ装置は、上記態様において、さらに、有機ＥＬ素子の側面を覆う位置に配置された上記のいずれかの態様の防水膜を備える。上記態様に係る有機ＥＬ装置では、挟額縁化が可能である。
【００２７】
なお、本願において「上」「下」とは、絶対的な空間認識における上方向（鉛直上方）を指すものではなく、積層構造における積層順を基に、相対的な位置関係により規定されるものである。したがって、本願における「上」「下」は、製造時や使用時における「上」「下」を限定するものではない。
【００２８】
また、「膜」とは、一定の面積を持つ平面と、当該平面に対して非常に小さい厚みとを有する形状を指すものである。したがって、素材（樹脂・繊維など）、機能（柔軟性の有無）及び厚みの範囲に関して限定されるものではない。
【００２９】
＜実施の形態１＞
以下では、実施の形態１として、本発明の一態様である吸湿膜１００について、図面を用いながら説明する。
【００３０】
１．吸湿膜１００の概略構成
吸湿膜１００の概略構成を図１及び図２を用いて説明する。図１は吸湿膜１００を示す模式斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａ線における模式断面図である。
【００３１】
吸湿膜１００は、吸湿性を有する膜であり、図１に示すように、柔軟性を有している。ただし、吸湿膜１００は、必ずしも柔軟性を有する必要はなく、高い剛性を有する膜であってもよい。また、図２に示すように、吸湿膜１００は、母材１０１と、ゼオライト１０２とを備える。
【００３２】
（１）母材１０１
母材１０１は、好ましくは透光性、さらに好ましくは透明性を有する膜状であって、吸湿膜１００においては、ゼオライト１０２の結合剤（バインダ）としての役割を果たす。母材１０１は、具体的には例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂などの透明樹脂である。また、母材１０１は、例えばＹＡＧ（アルミン酸イットリウム）セラミックなどの透明焼結体であってもよい。なお、母材全体として透光性を満たせば、透明の樹脂に限らず、有色の樹脂を用いても良い。
【００３３】
（２）ゼオライト１０２
ゼオライト１０２は、粉体状であって、吸湿膜１００においては、乾燥剤として母材１０１中に分散されている。ゼオライト１０２の種類については、特に限定はなく、例えば、国際ゼオライト学会（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｚｅｏｌｉｔｅ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）が定めた、ＬＴＡ、ＦＥＲ、ＭＷＷ、ＭＦＩ、ＭＯＲ、ＬＴＬ、ＦＡＵ、ＢＥＡなどである。
【００３４】
２．吸湿膜１００の仕様
（１）ゼオライト１０２の平均粒径
吸湿膜１００では、ゼオライト１０２の平均粒径が１００ｎｍ以下である。一般的な工業用ゼオライトの粒径は０．５〜数μｍ程度であるが、例えば、シリカ、アルミナ、アンモニウム塩などを用いたゼオライトの水熱合成（ビルドアップ法）や、上記工業用ゼオライトの粉砕などにより、上記平均粒径のゼオライトを得ることができる。
【００３５】
ゼオライト１０２の粒径については、例えば粉体状であれば、動的光散乱法によって、また例えば母材１０１中に分散された状態であれば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）などによって測定することが可能である。
【００３６】
（２）ゼオライト１０２の最大吸湿率
吸湿膜１００では、ゼオライト１０２の最大吸湿率が１０質量％以上である。ここで、最大吸湿率とは、乾燥状態のゼオライト１ｇあたりに吸着可能な水分の質量（ｇ）の割合を指す。なお、最大吸湿率は、具体的には、例えば、「ＪＩＳ  Ｚ  ０７０１―１９７７  包装用シリカゲル乾燥剤」の「４．１  吸湿性試験」に準拠した方法により測定可能である。ただし、一般にゼオライトの最大吸湿率は、温度や湿度などの環境に左右されにくく、測定条件は上記に限定されず、同等の測定結果が得られる測定条件であってもよい。
【００３７】
ゼオライト１０２が上記最大吸湿率を有することは、ゼオライト中の吸湿構造が破壊されておらず、吸湿能力を失っていないことを意味する。ゼオライトでは、吸湿構造である細孔の径が、０．２〜１．０ｎｍと非常に小さい領域に分布している。したがって、シリカゲル、酸化アルミニウム、活性炭などのメソ孔（２〜５０ｎｍ）やマクロ孔（５０ｎｍ以上）を有する他の物理的乾燥剤に比べて、粒径が小さい場合でも吸湿構造への影響が小さい。
【００３８】
また、ゼオライトでは、粉砕などにより吸湿構造が破壊（非晶質化）された場合であっても、粉砕したゼオライトをシリカやアルミナなどを含む溶液中で再結晶することで、吸湿構造を再構成できる。すなわち、ゼオライト１０２の最大吸湿率は一般的なゼオライトの最大吸湿率（約３０〜４０質量％）を上限として、一定の範囲における調整が可能である。
【００３９】
以上により、ゼオライト１０２において、平均粒径を１００ｎｍ以下としても、最大吸湿率を１０％以上とすることは可能である。また吸湿構造を維持する観点からは、ゼオライト１０２は、ビルドアップ法又は一般的な工業用ゼオライト（平均粒径５００ｎｍ以上）を粉砕して再結晶化させる方法のいずれかで形成されたものであることが好ましい。
【００４０】
（３）吸湿膜１００の膜厚Ｔ
吸湿膜１００では、図２に示す膜厚Ｔが５００ｎｍ以上である。これは、成形時の成膜時間や塗布圧などのパラメータによって調整することが可能である。なお、吸湿膜１００は、あらかじめ形成した膜を切断・圧縮・エッチングなどの加工により成形してもよく、この場合は、膜厚Ｔが５００ｎｍ以上となるように加工する。
【００４１】
（４）ゼオライト１０２の含有量
吸湿膜１００では、ゼオライト１０２の含有量が０．１３ｇ／ｃｍ3以上である。これは、母材１０１とゼオライト１０２との混練時の比率によって調整することができる。なお、吸湿膜１００の状態で、上記含有量を求めるには、例えば、母材１０１とゼオライト１０２との密度の違い（一般的に密度は、透明樹脂、ゼオライト、透明焼結体の順に大きい。）を利用すればよい。具体的には、例えば、吸湿膜１００の密度となるような、母材１０１とゼオライト１０２との混合比率を算出すればよい。吸湿膜１００の密度は吸湿膜１００の質量と体積との測定により求めることが可能である。母材１０１、ゼオライト１０２の密度は、例えば、物性データ、結晶構造、含有元素などを分析して具体的な材料物質を特定すれば求めることができる。
【００４２】
（５）備考
上記では、ゼオライト１０２の最大吸湿率について、粉体における測定方法を説明したが、吸湿膜１００中のゼオライト１０２、すなわち母材１０１中に分散された状態のゼオライト１０２の最大吸湿率も算出することは可能である。これは、例えば、乾燥状態の吸湿膜の１ｇが吸着可能な水分の質量（ｇ）である吸水率を基に算出すればよい。具体的には、例えば、吸水率（ｇ／ｇ）に、吸湿膜１００の密度（ｇ／ｃｍ3）を乗じた値を、吸湿膜１００中のゼオライト１０２の含有量（ｇ／ｃｍ3）で割ればよい。
【００４３】
吸湿膜の吸水率は、具体的には、例えば、「ＪＩＳ  Ｋ  ７２０９：２０００  プラスチック−吸水率の求め方」の「６．５  Ｄ法」に準拠した方法により測定することができる。また、吸湿膜１００中のゼオライト１０２の含有量（ｇ／ｃｍ3）は、前述したとおり、例えば、吸湿膜１００、母材１０１、ゼオライト１０２の密度から算出することが可能である。
【００４４】
３．吸湿膜１００の機能
（１）光透過率
図３は、吸湿膜中のゼオライトの平均粒径に対する透過光の波長と透過率との相関を示すグラフである。図３では、吸湿膜１００の実施例としてゼオライトの平均粒径が５０ｎｍ又は１００ｎｍである吸湿膜と、比較例としてゼオライトの平均粒径が１５０ｎｍである吸湿膜とにおける、光の波長ごとの透過率の測定値を示している。なお、実施例及び比較例は、ゼオライトの平均粒径のみが異なり、その他の構成・仕様は同一である。また、吸湿膜の膜厚は５μｍとしている。
【００４５】
比較例では、赤色光（約７００ｎｍ）〜緑色光（約５５０ｎｍ）の波長帯においては、透過率が９０％以上と良好な値であるものの、青色光（約４５０ｎｍ）の波長帯においては、透過率が９０％以下に低下する。一方、実施例では、青色光（約４５０ｎｍ）の波長帯においても、透過率が９０％を超え、良好な値となっている。したがって、吸湿膜１００は、ゼオライトの平均粒径が１００ｎｍ以下であることで、良好な光透過率を有する。
【００４６】
次に、図４は、ゼオライト１０２の粒径分布を示すグラフである。図４では、複数の条件（サンプル１〜６）で作製した平均粒径１００ｎｍ以下のゼオライト１０２の粉体における、粒径分布を示している。また、以下の表１は、サンプルごとの分布データについて整理したものである。なお、表中の数字はｎｍ単位である。
【００４７】
【表１】
2015133152.tif 000003
表１において、「ｄ５０」「ｄ９５」は、粒径の小さい順に粒子を並べたときに、それぞれ総数の５０％、９５％に相当する順番に位置する粒子の粒径を意味する。表１に示すように、６つのサンプルの粒径分布において、ｄ９５の値はｄ５０の値の５倍以下となっている。すなわち、ゼオライト１０２において、大多数（９５％）の粒子は、中央値（ｄ５０）の５倍以内の粒径を有する。
【００４８】
ここで、吸湿膜１００の膜厚Ｔは５００ｎｍ以上であり、ゼオライト１０２の平均粒径（１００ｎｍ以下）の５倍以上を確保している。すなわち、吸湿膜１００では、ゼオライト１０２の粒子の大多数を膜内に収めることができ、膜の平坦性が向上する。膜の平坦性が高い吸湿膜１００では、透過光の膜表面における屈折・反射、すなわち光透過率の低減が抑制される。
【００４９】
さらに、吸湿膜１００は、膜の平坦性が高いため、例えば有機ＥＬ装置などの積層構造内に用いる際には、吸湿膜１００より上部の積層物の品質を安定させることができる。
【００５０】
なお、表１において、「平均」の欄は、サンプル１からサンプル４のそれぞれにおいて算出した粒径の算術平均値である。表１に示すように、算術平均値はほぼｄ５０の値、すなわち中央値と一致しており、ゼオライト１０２の「平均粒径」は、算術平均値又は中央値のどちらであってもよいことが分かる。実際に、ゼオライト１０２の粒径分布において、ｄ９５の値は算術平均値の５倍以下であり、大多数（９５％）の粒子は、算術平均値に対しても、その５倍以内の粒径を有する。
【００５１】
（２）吸湿の安定性・可逆性
吸湿膜１００は、物理的乾燥剤であるゼオライト１０２を備える。したがって、吸湿膜１００における吸湿は、安定的かつ可逆的である。つまり、吸湿膜１００では、経時的な吸湿による化学反応、すなわち発熱や体積変化を起こしにくいため、周囲に影響を与えることなく安定的に使用できる。一般的な樹脂は吸湿により体積が膨張することから、吸湿膜１００は、経時変化が小さいことを要求されるような使用態様において有用である。
【００５２】
また、吸湿膜１００は、吸湿した後も、周囲環境の温度・湿度・圧力を調整することにより、乾燥（脱水）することが可能である。したがって、吸湿膜１００では、厳重な湿度管理、防湿梱包が不要であり、実用性を有する。
【００５３】
（３）吸湿能力（吸湿密度）
吸湿膜１００は、最大吸湿率が１０質量％以上であるゼオライト１０２を０．１３ｇ／ｃｍ3以上含有する。したがって、吸湿膜１００の単位体積当たりに吸着可能な水分の質量（以下、「吸湿密度」という。）は、０．０１３ｇ／ｃｍ3以上となる。
【００５４】
以下の表２は、一般的な透明樹脂の吸水率及び樹脂密度から算出した吸湿密度を示している。
【００５５】
【表２】
2015133152.tif 000004
表２に示すように、吸湿膜１００は、一般的な透明樹脂と比べて高い吸湿密度を有する。また、焼結体は一般的に吸水能力を持たないため、吸湿膜１００は、透明焼結体と比べても高い吸湿密度を有する。これは、吸湿膜１００が、一般的な透明樹脂や透明焼結体などと比べ、同一体積を占めた際に、より吸湿できる水分の量が多いことを意味し、実用性を有することを示す。特に有機ＥＬ装置などの膜を配置できる空間に制限のある使用態様において、吸湿膜１００は有用である。
【００５６】
以上のように、吸湿膜１００は、良好な光透過率及び実用性を有する。
【００５７】
４．備考
（１）光透過率の波長依存性
図３に示すように、吸湿膜１００の実施例及びその比較例では、可視光の波長領域において、吸湿膜の光の透過率が波長依存性を有しており、波長が小さいほど、透過率が減少していることが分かる。これは、ゼオライトの平均粒径が可視光の波長領域より小さくなることで、吸湿膜中の光の散乱において、ミー散乱よりもレイリー散乱が支配的になるためであると考えられる。
【００５８】
ここで、ミー散乱とは、光の波長と同程度以上の粒径を持つ粒子による散乱であり、散乱の強さは波長に依存しない。また、レイリー散乱とは、光の波長より小さな粒径を持つ粒子による散乱であり、散乱の強さは、波長の４乗に反比例する。したがって、散乱粒子の粒径が可視光の波長領域より小さくなると、波長の長い赤色光や緑色光に比べ、波長の短い青色光の透過率が小さくなる。
【００５９】
これはすなわち、光の透過性を向上させるために、吸湿膜中の乾燥剤の平均粒径を小さくすると、吸湿層を介して視認する下地層の色が、実際の色よりも赤味がかった色となり、透明性の質が悪化してしまうことを意味する。実際に、比較例（平均粒径１５０ｎｍ）においては、赤色光の透過率が約９４％であるのに対し、青色光の透過率は約８６％となっている。
【００６０】
一方、吸湿膜１００の実施例では、平均粒径１００ｎｍの場合、赤色光の透過率が約９５％とほぼ比較例と同等でありながら、青色光の透過率が約９０％と比較例よりも向上しており、波長依存性が小さくなっている。実施例では、平均粒径が小さくなることで、比較例よりもさらにレイリー散乱の割合が増加すると予測されるが、この結果は当該予測と一致せず、平均粒径を１００ｎｍ以下とすることで、光の透過率だけでなく、透明性の質も向上することが分かる。
【００６１】
さらに、図３において、平均粒径が５０ｎｍの実施例のグラフは、放物線状である平均粒径１００ｎｍ、１５０ｎｍのグラフに対して、ほぼ直線状となっており、波長依存性の次元が小さくなっている。したがって、ゼオライト１０２の平均粒径は５０ｎｍ以下であると特に好ましい。
【００６２】
（２）吸湿構造
吸湿膜１００では、ゼオライト１０２の平均粒径が１０ｎｍ以上であることが好ましい。
ゼオライト１０２の平均粒径が１０ｎｍ未満になると、ゼオライト１０２の吸湿構造である細孔の径に近づき、吸湿構造が破壊されて最大吸湿率が低下する可能性がある。
【００６３】
また、吸湿膜１００では、ゼオライト１０２の粉体のうち、吸湿構造（細孔）が破壊された非晶質構造を示すものの割合が、好ましくは３０体積％以下、より好ましくは２０体積％以下である。非晶質構造の割合が、上記範囲となることで、ゼオライト１０２の最大吸湿率が十分に確保される。なお、非晶質構造の割合については、例えば、Ｘ線回折（ＸＲＤ）装置を用いた粉末Ｘ線回折によって評価することができる。具体的には、同等の構造を有する公知のゼオライトのＸ線回折パターンから、ゼオライトの結晶構造に由来する入射角度とピーク面積を確認し、吸湿膜１００に用いるゼオライト１０２のＸ線回折パターンにおける上記入射角度のピーク面積と比較すればよい。
【００６４】
また、吸湿膜１００では、ゼオライト１０２が、例えばカルシウムやマグネシウムなどのアルカリ土類金属元素を含有することが好ましい。一般に、アルカリ金属元素やアルカリ土類金属元素は、ゼオライトなどの珪酸塩の網目構造を安定化させる網目修飾イオンとなることが知られている。ここで、網目修飾はイオン結合性であるため、２価のイオンとなるアルカリ土類金属元素は、１価のイオンとなるアルカリ金属元素よりもより網目構造を安定化させる。したがって、ゼオライト１０２がアルカリ土類金属元素を含有することで、より小さな粒径においても吸湿構造が形成又は維持され、十分な最大吸湿率が確保される。
【００６５】
（３）その他
吸湿膜１００では、ゼオライト１０２の最大吸湿率が、１５質量％以上であることがさらに好ましい。この場合、吸湿膜１００は、その吸湿密度が約０．０２０ｇ／ｃｍ3以上と一般的な透明樹脂の吸湿密度の２倍以上となり、きわめて高い吸湿能力を有するため、さらに実用性が向上する。
【００６６】
また、吸湿膜１００では、母材１０１が、樹脂であることが好ましい。母材１０１が樹脂である場合、吸湿膜１００の成形が容易であり、また成形後も一定の柔軟性を有するため、吸湿膜１００の使用可能な態様を拡大することができる。なお、母材１０１は、例示した透明樹脂や透明焼結体に限られず、例えば、平均粒径１００ｎｍ以下の粉体状のゼオライトであってもよい。当該ゼオライトも透明性を有し、膜状に成形可能であり、ゼオライト１０２を分散させることができるため、母材１０１の一態様となる。すなわち、吸湿膜１００において、ゼオライトの含有率は１００質量％以下であり、ゼオライトの含有率が１００質量％であるとは、母材１０１がゼオライトであることを意味する。
【００６７】
また、吸湿膜１００では、膜厚Ｔが、好ましくは１ｍｍ以下であり、特に好ましくは２００μｍ以下であり、さらに好ましくは５０μｍ以下である。上記範囲においては、吸湿膜１００の吸湿容量の高さが際立つためである。
【００６８】
また、吸湿膜１００は、単体で構造が成立する膜だけではなく、例えば、下地上に成膜され、当該下地と一体化している膜であってもよい。
【００６９】
＜実施の形態２＞
以下では、実施の形態２として、本発明の一態様に係る防水膜１０について、図５を用いて説明する。図５は防水膜１０の構成を示す模式断面図である。
【００７０】
１．防水膜１０の概略構成
防水膜１０は、水分の浸透を抑制する膜である。防水膜１０は、実施の形態１に係る吸湿膜１００と、第１封入膜１１０と、第２封入膜１２０とを備える。以下では、吸湿膜１００については説明を省略する。
【００７１】
第１封入膜１１０及び第２封入膜１２０は、透光性、好ましくは透明性を有し、有機材料又は無機材料からなる膜であって、防水膜１０において、周囲及び吸湿膜１００が含有する水分の透過を抑制する役割を果たす。第１封入膜１１０及び第２封入膜１２０は、具体的には、有機材料からなる場合、例えば、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタレート、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状もしくはノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体、ナイロンや芳香族ポリアミド、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマーなどの有機膜である。また、これらの有機材料を混合した膜であってもよい。また、無機材料からなる場合、例えば、窒化シリコン、酸化シリコン、酸窒化シリコンなどの透明絶縁性無機膜や、酸化インジウムスズや酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）などの透明導電性無機膜などである。また、これらの無機材料を混合した膜であってもよい。また、第１封入膜１１０及び第２封入膜１２０は、単層に限られず、異なる膜を積層したものであってもよい。
【００７２】
防水膜１０では、吸湿膜１００が、第１封入膜１１０上に配置されており、かつ第２封入膜１２０に上面を覆われている。また、このとき、側面も覆われていることが好ましい。側面も覆われている場合、吸湿膜１００が、第１封入膜１１０及び第２封入膜１２０に封入されている。
【００７３】
２．防水膜１０の機能
防水膜１０では、上記構成により、有機膜、無機膜や吸湿膜単体と比較して水分の浸透を抑制する効果を高めることができる。具体的には、有機膜や無機膜単体では、成膜プロセス上、欠陥の発生を抑制することが難しく、水分の浸透を完全には遮断することができないため、一定の水分を透過させてしまう。一方、防水膜１０では、第１封入膜１１０又は第２封入膜１２０を透過した水分が吸湿膜１００によって吸着されるため、吸湿膜１００の吸湿容量が飽和に達するまで、水分の浸透を遮断することが可能である。
【００７４】
また、吸湿膜１００単体では、周囲の水分を表面から直接吸着するため、すぐに吸湿容量が飽和に達する。一方、防水膜１０では、吸湿膜１００は第１封入膜１１０又は第２封入膜１２０を透過した水分のみを吸着するため、吸湿膜１００の吸湿容量が飽和に達する時間、すなわち防水膜としての機能する期間を延ばすことができる。
【００７５】
また、防水膜１０は、良好な光透過率、吸湿の安定性・可逆性、高い吸湿能力（吸湿密度）を有する吸湿膜１００を備える。したがって、防水膜１０も良好な光透過率、吸湿の安定性・可逆性、薄くても高い防水能力を有する。これにより、防水膜１０は、透光性、透明性が要求される環境や、経時的な安定性が要求される環境、狭小な環境においても使用が可能である。
【００７６】
３．備考
防水膜１０では、第１封入膜１１０及び第２封入膜１２０に、緻密な構造を有し水分や酸素などの透過性が低い材料を用いることが好ましい。具体的には、第１封入膜１１０及び第２封入膜１２０では、「ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９：２００８  プラスチック−フィルム及びシート−水蒸気透過度の求め方（機器測定法）」に定める水蒸気透過度（ＷＶＴＲ）が、１×１０-5ｇ／（ｍ2・ｄａｙ）以下であることが好ましい。このとき、防水膜１０は、後述する実験において有意な結果を残しており、高い実用性を有する。
【００７７】
また、防水膜１０においては、第１封入膜１１０と第２封入膜１２０とが異なる膜で構成されていたが、これに限られず、例えば単一の封入膜に吸湿膜１００が封入されていてもよい。この他にも、例えば吸湿膜１００の上面、下面、側面が、それぞれ異なる封入膜で覆われていてもよい。さらに吸湿膜１００の一面（上面、下面又は側面）は、単一の封入膜に覆われる必要はなく、複数の異なる封入膜で覆われていてもよい。ただし、異なる封入膜の界面は、水分が透過しやすいため、吸湿膜１００の周囲には、当該界面が少ないことが好ましい。
【００７８】
また、防水膜１０は、単体で構造が成立する膜だけではなく、例えば、下地上に成膜され、第１封入膜１１０、吸湿膜１００、第２封入膜１２０の順に並んだ膜であってもよい。
【００７９】
＜実施の形態３＞
以下では、実施の形態３として、本発明の一態様に係る有機ＥＬ装置１について、図６を用いて説明する。図６は有機ＥＬ装置１の構成を示す模式断面図である。
【００８０】
１．有機ＥＬ装置１の概略構成
有機ＥＬ装置１は、有機化合物の電界発光効果を利用した発光装置であって、例えば有機ＥＬ表示装置や有機ＥＬ照明装置である。有機ＥＬ装置１は、実施の形態２に係る防水膜１０に相当する防水膜１０ａ、１０ｂと、ベース１１と、有機ＥＬ層１２と、封止材１３とを備える。なお、防水膜１０ａ、１０ｂは、防水膜１０における吸湿膜１００に相当する吸湿膜１００ａ、１００ｂと、第１封入膜１１０に相当する第１封入膜１１０ａ、１１０ｂと、第２封入膜１２０に相当する第２封入膜１２０ａ、１２０ｂとをそれぞれ備える。
【００８１】
以下、各部について説明する。ただし、防水膜１０ａ、１０ｂについては説明を省略する。
【００８２】
（１）ベース１１
ベース１１は、平板状の部材であって、有機ＥＬ装置１において、各部材を積層する支持材であり、その主面上に防水膜１０ａを配置する下地である。ベース１１には、電気絶縁性を有する材料又はシリコンなどの半導体材料を用いることができる。また、電気絶縁性を有する材料をコーティングしたアルミニウムやステンレスなどの金属材料などを用いてもよい。
【００８３】
電気絶縁性を有する材料としては、例えば、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、シリコーン系樹脂などの樹脂である。また当該材料は、例えば、ソーダガラス、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスなどのガラスや、酸化アルミニウムなどの金属酸化物であってもよい。
【００８４】
なお、ベース１１は、有機ＥＬ装置１の光取出し方向に応じて、光反射性又は光透過性を有することが好ましい。
【００８５】
（２）有機ＥＬ層１２
有機ＥＬ層１２は、防水膜１０ａ上、すなわちベース１１の主面の上方に配置され、防水膜１０ｂに覆われた層であって、内部に少なくとも一つのＯＬＥＤを有する。例えば、有機ＥＬ装置１が有機ＥＬ表示装置である場合、有機ＥＬ層１２は、ベース１１の主面に沿う二次元方向に配列された複数のＯＬＥＤを有する。また、例えば、有機ＥＬ装置１が有機ＥＬ照明装置である場合、有機ＥＬ層１２は、層全体に渡って形成された１つ又は数個のＯＬＥＤを有する。したがって、有機ＥＬ装置１は、ベース１１の主面の上方に配置された少なくとも１つのＯＬＥＤを備える。
【００８６】
また、有機ＥＬ装置１がアクティブマトリクス方式の有機ＥＬ表示装置である場合は、有機ＥＬ層１２は、ＯＬＥＤの駆動素子としてＴＦＴも有する。さらに、有機ＥＬ層１２は、ＯＬＥＤを区画するバンクなどを有していてもよい。これらＯＬＥＤ、ＴＦＴ、バンクなど有機ＥＬ層１２が有する構成物には、公知の材料を用いることができる。
【００８７】
（３）封止材１３
封止材１３は、有機ＥＬ層１２及び防水膜１０ｂを物理的な衝撃などから保護する部材であって、防水膜１０ｂ上に配置される。封止材１３には、ベース１１と同じ材料を用いることができる。またベース１１と同様に、封止材１３は、柔軟性を有する有機膜であることが好ましい。また、封止材１３は、有機ＥＬ装置１の光取出し方向に応じて、光透過性又は光反射性を有することが好ましい。
【００８８】
２．有機ＥＬ装置１が備える構成による効果
有機ＥＬ装置１では、防水膜１０ａが、ベース１１と有機ＥＬ層１２との間であって、有機ＥＬ層１２の下面を覆う位置に配置され、防水膜１０ｂが、有機ＥＬ層１２の上面及び側面を覆う位置に配置されている。すなわち、有機ＥＬ装置１では、有機ＥＬ層１２が防水膜１０ａ、１０ｂによって封止された構造を有する。
【００８９】
上記構成により、有機ＥＬ装置１では、水分によって劣化しやすいＯＬＥＤが良好な光透過率を有する防水膜１０ａ、１０ｂによって封止されるため、発光の視認性が阻害されることなく、ＯＬＥＤの劣化が抑制される。また、有機ＥＬ装置１では、吸湿による発熱や体積変化が抑制された防水膜１０ａ、１０ｂを備えるため、経時的に安定である。さらに、有機ＥＬ装置１は、薄くても高い防水能力を有する防水膜１０ａ、１０ｂを備えるため、薄型化が可能である。
【００９０】
３．備考
有機ＥＬ装置１では、ベース１１上に防水膜１０ａを備えることで、ベース１１には防水性が要求されない。よって、ベース１１に柔軟性を有する膜、例えば樹脂などの有機膜を用いることができる。すなわち、有機ＥＬ装置１では、柔軟性と良好な発光寿命とが両立する。
【００９１】
また、有機ＥＬ装置１では、吸湿膜１００ａ、１００ｂを備えることで、ＯＬＥＤの発光効率を向上させることができる。一般にＯＬＥＤでは、青色光の発光効率がボトルネックとなって発光効率を規定する。ここで、吸湿膜１００ａ、１００ｂでは、含有するゼオライト１０２の平均粒径が１００ｎｍ以下であることにより、特に青色光の光透過率が向上している。したがって、有機ＥＬ装置１では、発光効率を規定する青色光の光取出し効率が向上し、全体的な発光効率を向上させることができる。なお、有機ＥＬ装置１が備えるＯＬＥＤが複数色の光を発光する場合は、吸湿膜１００ａ、１００ｂの含有するゼオライト１０２の平均粒径が５０ｎｍ以下であることが特に好ましい。この場合、図３に示すように、透過率の波長依存性がほぼ直線を示しており、ＯＬＥＤの発光色ごとの輝度調整が容易となるためである。
【００９２】
また、有機ＥＬ装置１では、有機ＥＬ層１２の上面及び側面を単一の防水膜１０ｂで覆う構成であったが、防水膜１０ｂは少なくとも有機ＥＬ層１２の上面を覆う位置にあればよい。このとき、有機ＥＬ層１２の側面は、例えば、実施の形態２に係る防水膜１０で覆ってもよいし、乾燥剤を含有させた硬化性樹脂で覆ってもよい。ただし、有機ＥＬ装置１のように、有機ＥＬ層１２の側面を、薄くても防水能力の高い防水膜１０で覆うことで、側面側の封止構造の薄型化、いわゆる挟額縁化が可能である。なお、この場合、有機ＥＬ層１２の下面、上面及び側面のすべてが単一の防水膜１０で覆われていてもよい。
【００９３】
有機ＥＬ装置１では、防水膜１０ａ、１０ｂが有機ＥＬ層１２と直接接していたが、これに限られず、防水膜１０ａ、１０ｂと、有機ＥＬ層１２との間に別の部材を挟んでいてもよい。
【００９４】
また、有機ＥＬ装置１では、封止材１３を備えたが、封止材１３は必須の構成ではなく、これを備えない構成であってもよい。
【００９５】
また、有機ＥＬ装置１では、有機ＥＬ層１２の表面すべてを防水膜１０ａ、１０ｂによって覆う構成であったが、これに限られず、例えば、ベース１１にガラスなどの水分透過度の低い材料を用い、上面及び側面のみを防水膜で覆う構成であってもよい。
【００９６】
また、有機ＥＬ装置１では、有機ＥＬ層１２の下面及び側面を良好な光透過率を有する防水膜１０ａ、１０ｂで覆う構成であったが、少なくとも光取出し側を防水膜１０ａ又は１０ｂで覆えばよく、その反対側は、光透過率の低い防水膜などで覆ってもよい。
【００９７】
なお、実施の形態３では、有機ＥＬ素子として水分によって劣化しやすいＯＬＥＤを備える有機ＥＬ装置１について説明したが、吸湿膜１００及び防水膜１０の使用用途はこれに限られない。例えば、防水膜１０が酸化物ＴＦＴ、有機ＴＦＴ、バッテリー素子、光電変換素子などの電気回路素子や、食品などを覆う構成によりこれらを保護することが考えられる。また、例えば、吸湿膜１００が壁材や建具などの側面を覆う構成や、食品などのパッケージ内に配置された構成により、建築物内やパッケージ内の湿度を調整する構成なども考えられる。
【００９８】
＜有機ＥＬ装置１の発光寿命評価＞
以下に、実施の形態３に係る有機ＥＬ装置１の実施例を作成し、発光寿命評価を行った結果について説明する。なお、本結果は、実施の形態１に係る吸湿膜１００の実施例による吸湿能力と、実施の形態２に係る防水膜１０の実施例による防水能力との評価も兼ねる。
【００９９】
１．有機ＥＬ装置の仕様
評価に用いた有機ＥＬ装置の仕様は以下の通りである。まず、図６に示す有機ＥＬ装置１の構成において、吸湿膜１００ａ、１００ｂの膜厚を５００ｎｍ、吸湿膜１００ａ、１００ｂ中のゼオライト１０２の含有量を０．１３ｇ／ｃｍ3とした。また、第１封入膜１１０ａ、１１０ｂ及び第２封入膜１２０ａ、１２０ｂは、すべて水蒸気透過度が１×１０-5ｇ／（ｍ2・ｄａｙ）の窒化シリコン膜とした。
【０１００】
ここで、実施例は２種類作成し、吸湿膜１００ａ、１００ｂが含有するゼオライト１０２の最大吸湿率が１０質量％である実施例１と、同最大吸湿率が１５質量％である実施例２とした。さらに、ゼオライトの最大吸湿率が５質量％である他は、実施例１及び実施例２と同じ構成・仕様である比較例も作成した。
【０１０１】
２．評価内容
評価では、上記有機ＥＬ装置を温度６０℃、湿度９０％の高温高湿環境に置き、ＯＬＥＤを連続的に発光させ、１０００時間経過後に、当該ＯＬＥＤの発光面内の非発光点（ダークスポット）の発生を観測した。ＯＬＥＤでは、発光面のうち、水分によって劣化した部分が非発光点となることから、非発光点の発生した箇所において、吸湿膜の吸湿能力及び防水膜の防水能力が限界に達したことが分かる。なお、上記の評価は、温度２５℃、湿度５０％環境に対する２０倍加速試験に相当し、約２年の発光寿命を評価したことに相当する。
【０１０２】
３．評価結果
評価の結果を以下の表３に示す。
【０１０３】
【表３】
2015133152.tif 000005
表３に示すように比較例では、発光面内に視認できる大きさの非発光点が観測された。一方、実施例１では、拡大観察においては非発光点が観測されたものの、視認できる大きさの非発光点は観測されず、発光品質として問題ないレベルであった。さらに、実施例２では、拡大観察においても非発光点が観測されず、まったく非発光点が発生していなかった。
【０１０４】
上記評価結果から、実使用条件下において、有機ＥＬ装置１が、約２年間の発光寿命を有することが実証された。また、この結果により、実使用条件下において、吸湿膜１００及び防水膜１０が有用であることが実証された。なお、上記評価は、水分の浸透の判定に有機ＥＬ装置の発光・非発光を用いたに過ぎず、有機ＥＬ装置以外における吸湿膜１００の吸湿能力及び防水膜１０の防水能力の評価も兼ねる。すなわち、上記評価より、吸湿膜１００及び防水膜１０は、実用性を有する膜であることが示される。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明に係る吸湿膜、防水膜は、例えば、電子機器、建築材料、食品などの構成材料や包装材料として広く利用することができる。また、本発明に係る有機ＥＬ装置は、テレビジョン機器、業務用ディスプレイ、パーソナルコンピュータ、携帯型電子機器などの装置又はその他表示機能を有する様々な電子機器などに広く利用することができる。
【符号の説明】
【０１０６】
１  有機ＥＬ装置
１０、１０ａ、１０ｂ  防水膜
１１  ベース
１２  有機ＥＬ層
１００、１００ａ、１００ｂ  吸湿膜
１０１  母材
１０２  ゼオライト
１１０、１１０ａ、１１０ｂ  第１封入膜
１２０、１２０ａ、１２０ｂ  第２封入膜
Ｔ  膜厚
【図１】
2015133152.tif 000006
【図２】
2015133152.tif 000007
【図３】
2015133152.tif 000008
【図４】
2015133152.tif 000009
【図５】
2015133152.tif 000010
【図６】
2015133152.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成28年8月17日(2016.8.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸湿性を有する膜、それを用いた防水膜及び有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：電界発光）装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂などの母材中にシリカゲルや生石灰（酸化カルシウム）などの粉体状の乾燥剤を分散し、膜状に成形した吸湿膜は、電子機器、建築材料、食品などの状態を良好に保つための構成材料や包装材料として広く用いられている。また、吸湿膜を水蒸気透過度（ＷＶＴＲ）の低い無機膜に封入すれば、水分の浸透を抑制する防水膜とすることができる。また、例えば、この吸湿膜や防水膜を有機ＥＬ装置の構成中に用いれば、水分の影響を受けやすい有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の劣化を防ぐことができる（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
ここで、乾燥剤には、吸湿により化学反応（潮解などを含む）する化学的乾燥剤と、化学反応が発生しない物理的乾燥剤とが存在する。化学的乾燥剤は、例えば、酸化カルシウム、塩化カルシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、五酸化二リン、硫酸銅などであり、吸湿速度や最大吸湿率（乾燥状態の乾燥剤の単位質量当たりに吸湿可能な水分の質量）に優れている。物理的乾燥剤は、例えば、シリカゲル、酸化アルミニウム、ゼオライトなどであり、吸湿が可逆的・安定的で、発熱や体積変化などが生じないため扱いやすく、またコスト面などにも優れている。
【０００４】
一般に、乾燥剤は有色であり、可視光を散乱・吸収するため、乾燥剤を含有する吸湿膜の光透過率は低い。したがって、ＯＬＥＤの発光、建築材料の模様、食品の状態など、吸湿膜に覆われる物質の形状や色を視認する必要がある場合には、一般的な吸湿膜を用いることができない。
【０００５】
そこで、乾燥剤の粒径を可視光の波長領域より小さくすることで、乾燥剤による可視光の散乱・吸収を低減させ、吸湿膜の光透過率を向上させる方法が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−６８２６６号公報
【特許文献２】特開２０１２−５３３１５２号公報
【特許文献３】特開２００３−２１７８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、化学的乾燥剤において、粒径を小さくすると、粒子の比表面積が大きくなることで活性が高くなり過ぎ、短時間外気にさらすだけで吸湿量が飽和に達し、吸湿能力が失われる。したがって、粒径の小さい化学的乾燥剤を備えた吸湿膜では、その製造時に厳重な湿度管理、防湿梱包などが必要となるため製造コストが増加し、また吸湿膜の使用時にも防湿梱包を開封後、すぐに全量使用する必要があるなど、使い勝手が悪く実用性に欠ける。
【０００８】
一方、物理的乾燥剤において、粒径を小さくすると、水分を取り込む吸湿構造が破壊されることで最大吸湿率が低下する。したがって、粒径の小さい物理的乾燥剤を備えた吸湿膜では、吸湿能力が一般的な透明樹脂などと同程度となり、吸湿膜としての実用性を有しないおそれがある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、良好な光透過率及び実用性を有する吸湿膜並びにそれを用いた防水膜及び有機ＥＬ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様に係る吸湿膜は、膜状の母材と、平均粒径が１００ｎｍ以下の粉体状であって、最大吸湿率が１０質量％以上であり、母材中に分散されたゼオライトと、を備え、膜厚が５００ｎｍ以上であり、ゼオライトの含有量が０．１３ｇ／ｃｍ3以上である。
【発明の効果】
【００１１】
上記態様に係る吸湿膜では、含有するゼオライトの平均粒径が１００ｎｍ以下であるため、良好な光透過率を有する。また、当該吸湿膜は、膜厚が５００ｎｍ以上であるため、膜の平坦性が向上し、光透過率の低減が抑制される。さらに、当該吸湿膜は、最大吸湿率が１０質量％以上であるゼオライトを０．１３ｇ／ｃｍ3以上含有しており、安定的かつ乾燥可能である上に、一般的な透明樹脂などと比べて高い吸湿能力を有し、吸湿膜としての実用性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係る吸湿膜１００を示す模式斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における模式断面図である。
【図３】吸湿膜中のゼオライトの平均粒径に対する透過光の波長と透過率との相関を示すグラフである。
【図４】ゼオライト１０２の粒径分布を示すグラフである。
【図５】実施の形態２に係る防水膜１０の構成を示す模式断面図である。
【図６】実施の形態３に係る有機ＥＬ装置１の構成を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜本発明の態様の概要＞
本発明の一態様に係る吸湿膜は、膜状の母材と、平均粒径が１００ｎｍ以下の粉体状であって、最大吸湿率が１０質量％以上であり、母材中に分散されたゼオライトと、を備え、膜厚が５００ｎｍ以上であり、ゼオライトの含有量が０．１３ｇ／ｃｍ3以上である。
【００１４】
上記態様に係る吸湿膜では、含有するゼオライトの平均粒径が１００ｎｍ以下であるため、良好な光透過率を有する。また、当該吸湿膜は、膜厚が５００ｎｍ以上であるため、膜の平坦性が向上し、光透過率の低減が抑制される。さらに、当該吸湿膜は、最大吸湿率が１０質量％以上であるゼオライトを０．１３ｇ／ｃｍ3以上含有しており、安定的かつ乾燥可能である上に、一般的な透明樹脂などと比べて高い吸湿能力を有し、吸湿膜としての実用性を有する。
【００１５】
また、本発明の別態様に係る吸湿膜は、上記態様において、ゼオライトの最大吸湿率が、１５質量％以上である。上記態様に係る吸湿膜は、きわめて高い吸湿能力を有するため、さらに実用性が向上する。
【００１６】
また、本発明の別態様に係る吸湿膜は、上記態様において、ゼオライトが、ビルドアップ法又は平均粒径５００ｎｍ以上のゼオライトを粉砕して再結晶化させる方法のいずれかで形成されたものである。
【００１７】
また、本発明の別態様に係る吸湿膜は、上記態様において、ゼオライトの平均粒径が、１０ｎｍ以上である。
【００１８】
また、本発明の別態様に係る吸湿膜は、上記態様において、ゼオライトの粉体のうち、非晶質構造を示すものの割合が２０体積％以下である。
【００１９】
上記態様に係る吸湿膜では、吸湿構造が維持されて高い最大吸湿率を有するゼオライトを備えることで、高い吸湿能力を有するため、さらに実用性が向上する。
【００２０】
また、本発明の別態様に係る吸湿膜は、上記態様において、母材が樹脂である。上記態様に係る吸湿膜では、成形が容易であり、また成形後も一定の柔軟性を有するため、吸湿膜の使用可能な態様を拡大することができる。
【００２１】
また、本発明の別態様に係る吸湿膜は、上記態様において、ゼオライトの最大吸湿率が、４０質量％以下であり、膜厚が１ｍｍ以下であり、ゼオライトの含有率が１００質量％以下である。上記態様に係る吸湿膜では、公知の吸湿膜と比較して十分な光透過率及び実用性を有する。
【００２２】
また、本発明の別態様に係る防水膜は、透光性を有し、有機材料又は無機材料からなる封入膜と、封入膜に封入された上記のいずれかの態様の吸湿膜と、を備える。上記態様に係る防水膜は、透光性、透明性が要求される環境や、経時的な安定性が要求される環境、狭小な環境においても使用が可能である。
【００２３】
また、本発明の別態様に係る封入膜は、上記態様において、封入膜の水蒸気透過度が１×１０-5ｇ／（ｍ2・ｄａｙ）以下である。上記態様に係る防水膜は、高い実用性を有する。
【００２４】
また、本発明の別態様に係る有機ＥＬ装置は、平面を有するベースと、ベースの平面の上方に配置された少なくとも１つの有機ＥＬ素子と、有機ＥＬ素子の上方を覆う位置に配置された上記のいずれかの態様の防水膜と、を備える。上記態様に係る有機ＥＬ装置では、発光の視認性が阻害されることなく、有機ＥＬ素子の劣化が抑制される。また、経時的に安定かつ薄型化が可能である。
【００２５】
また、本発明の別態様に係る有機ＥＬ装置は、上記態様において、さらに、ベースと有機ＥＬ素子との間であって、有機ＥＬ素子の下方を覆う位置に配置された上記のいずれかの態様の防水膜を備え、ベースが、柔軟性を有する有機膜である。上記態様に係る有機ＥＬ装置では、柔軟性と良好な発光寿命とが両立する。
【００２６】
また、本発明の別態様に係る有機ＥＬ装置は、上記態様において、さらに、有機ＥＬ素子の側面を覆う位置に配置された上記のいずれかの態様の防水膜を備える。上記態様に係る有機ＥＬ装置では、挟額縁化が可能である。
【００２７】
なお、本願において「上」「下」とは、絶対的な空間認識における上方向（鉛直上方）を指すものではなく、積層構造における積層順を基に、相対的な位置関係により規定されるものである。したがって、本願における「上」「下」は、製造時や使用時における「上」「下」を限定するものではない。
【００２８】
また、「膜」とは、一定の面積を持つ平面と、当該平面に対して非常に小さい厚みとを有する形状を指すものである。したがって、素材（樹脂・繊維など）、機能（柔軟性の有無）及び厚みの範囲に関して限定されるものではない。
【００２９】
＜実施の形態１＞
以下では、実施の形態１として、本発明の一態様である吸湿膜１００について、図面を用いながら説明する。
【００３０】
１．吸湿膜１００の概略構成
吸湿膜１００の概略構成を図１及び図２を用いて説明する。図１は吸湿膜１００を示す模式斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａ線における模式断面図である。
【００３１】
吸湿膜１００は、吸湿性を有する膜であり、図１に示すように、柔軟性を有している。ただし、吸湿膜１００は、必ずしも柔軟性を有する必要はなく、高い剛性を有する膜であってもよい。また、図２に示すように、吸湿膜１００は、母材１０１と、ゼオライト１０２とを備える。
【００３２】
（１）母材１０１
母材１０１は、好ましくは透光性、さらに好ましくは透明性を有する膜状であって、吸湿膜１００においては、ゼオライト１０２の結合剤（バインダ）としての役割を果たす。母材１０１は、具体的には例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂などの透明樹脂である。また、母材１０１は、例えばＹＡＧ（アルミン酸イットリウム）セラミックなどの透明焼結体であってもよい。なお、母材全体として透光性を満たせば、透明の樹脂に限らず、有色の樹脂を用いても良い。
【００３３】
（２）ゼオライト１０２
ゼオライト１０２は、粉体状であって、吸湿膜１００においては、乾燥剤として母材１０１中に分散されている。ゼオライト１０２の種類については、特に限定はなく、例えば、国際ゼオライト学会（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｚｅｏｌｉｔｅ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）が定めた、ＬＴＡ、ＦＥＲ、ＭＷＷ、ＭＦＩ、ＭＯＲ、ＬＴＬ、ＦＡＵ、ＢＥＡなどである。
【００３４】
２．吸湿膜１００の仕様
（１）ゼオライト１０２の平均粒径
吸湿膜１００では、ゼオライト１０２の平均粒径が１００ｎｍ以下である。一般的な工業用ゼオライトの粒径は０．５〜数μｍ程度であるが、例えば、シリカ、アルミナ、アンモニウム塩などを用いたゼオライトの水熱合成（ビルドアップ法）や、上記工業用ゼオライトの粉砕などにより、上記平均粒径のゼオライトを得ることができる。
【００３５】
ゼオライト１０２の粒径については、例えば粉体状であれば、動的光散乱法によって、また例えば母材１０１中に分散された状態であれば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）などによって測定することが可能である。
【００３６】
（２）ゼオライト１０２の最大吸湿率
吸湿膜１００では、ゼオライト１０２の最大吸湿率が１０質量％以上である。ここで、最大吸湿率とは、乾燥状態のゼオライト１ｇあたりに吸着可能な水分の質量（ｇ）の割合を指す。なお、最大吸湿率は、具体的には、例えば、「ＪＩＳ  Ｚ  ０７０１―１９７７  包装用シリカゲル乾燥剤」の「４．１  吸湿性試験」に準拠した方法により測定可能である。ただし、一般にゼオライトの最大吸湿率は、温度や湿度などの環境に左右されにくく、測定条件は上記に限定されず、同等の測定結果が得られる測定条件であってもよい。
【００３７】
ゼオライト１０２が上記最大吸湿率を有することは、ゼオライト中の吸湿構造が破壊されておらず、吸湿能力を失っていないことを意味する。ゼオライトでは、吸湿構造である細孔の径が、０．２〜１．０ｎｍと非常に小さい領域に分布している。したがって、シリカゲル、酸化アルミニウム、活性炭などのメソ孔（２〜５０ｎｍ）やマクロ孔（５０ｎｍ以上）を有する他の物理的乾燥剤に比べて、粒径が小さい場合でも吸湿構造への影響が小さい。
【００３８】
また、ゼオライトでは、粉砕などにより吸湿構造が破壊（非晶質化）された場合であっても、粉砕したゼオライトをシリカやアルミナなどを含む溶液中で再結晶することで、吸湿構造を再構成できる。すなわち、ゼオライト１０２の最大吸湿率は一般的なゼオライトの最大吸湿率（約３０〜４０質量％）を上限として、一定の範囲における調整が可能である。
【００３９】
以上により、ゼオライト１０２において、平均粒径を１００ｎｍ以下としても、最大吸湿率を１０％以上とすることは可能である。また吸湿構造を維持する観点からは、ゼオライト１０２は、ビルドアップ法又は一般的な工業用ゼオライト（平均粒径５００ｎｍ以上）を粉砕して再結晶化させる方法のいずれかで形成されたものであることが好ましい。
【００４０】
（３）吸湿膜１００の膜厚Ｔ
吸湿膜１００では、図２に示す膜厚Ｔが５００ｎｍ以上である。これは、成形時の成膜時間や塗布圧などのパラメータによって調整することが可能である。なお、吸湿膜１００は、あらかじめ形成した膜を切断・圧縮・エッチングなどの加工により成形してもよく、この場合は、膜厚Ｔが５００ｎｍ以上となるように加工する。
【００４１】
（４）ゼオライト１０２の含有量
吸湿膜１００では、ゼオライト１０２の含有量が０．１３ｇ／ｃｍ3以上である。これは、母材１０１とゼオライト１０２との混練時の比率によって調整することができる。なお、吸湿膜１００の状態で、上記含有量を求めるには、例えば、母材１０１とゼオライト１０２との密度の違い（一般的に密度は、透明樹脂、ゼオライト、透明焼結体の順に大きい。）を利用すればよい。具体的には、例えば、吸湿膜１００の密度となるような、母材１０１とゼオライト１０２との混合比率を算出すればよい。吸湿膜１００の密度は吸湿膜１００の質量と体積との測定により求めることが可能である。母材１０１、ゼオライト１０２の密度は、例えば、物性データ、結晶構造、含有元素などを分析して具体的な材料物質を特定すれば求めることができる。
【００４２】
（５）備考
上記では、ゼオライト１０２の最大吸湿率について、粉体における測定方法を説明したが、吸湿膜１００中のゼオライト１０２、すなわち母材１０１中に分散された状態のゼオライト１０２の最大吸湿率も算出することは可能である。これは、例えば、乾燥状態の吸湿膜の１ｇが吸着可能な水分の質量（ｇ）である吸水率を基に算出すればよい。具体的には、例えば、吸水率（ｇ／ｇ）に、吸湿膜１００の密度（ｇ／ｃｍ3）を乗じた値を、吸湿膜１００中のゼオライト１０２の含有量（ｇ／ｃｍ3）で割ればよい。
【００４３】
吸湿膜の吸水率は、具体的には、例えば、「ＪＩＳ  Ｋ  ７２０９：２０００  プラスチック−吸水率の求め方」の「６．５  Ｄ法」に準拠した方法により測定することができる。また、吸湿膜１００中のゼオライト１０２の含有量（ｇ／ｃｍ3）は、前述したとおり、例えば、吸湿膜１００、母材１０１、ゼオライト１０２の密度から算出することが可能である。
【００４４】
３．吸湿膜１００の機能
（１）光透過率
図３は、吸湿膜中のゼオライトの平均粒径に対する透過光の波長と透過率との相関を示すグラフである。図３では、吸湿膜１００の実施例としてゼオライトの平均粒径が５０ｎｍ又は１００ｎｍである吸湿膜と、比較例としてゼオライトの平均粒径が１５０ｎｍである吸湿膜とにおける、光の波長ごとの透過率の測定値を示している。なお、実施例及び比較例は、ゼオライトの平均粒径のみが異なり、その他の構成・仕様は同一である。また、吸湿膜の膜厚は５μｍとしている。
【００４５】
比較例では、赤色光（約７００ｎｍ）〜緑色光（約５５０ｎｍ）の波長帯においては、透過率が９０％以上と良好な値であるものの、青色光（約４５０ｎｍ）の波長帯においては、透過率が９０％以下に低下する。一方、実施例では、青色光（約４５０ｎｍ）の波長帯においても、透過率が９０％を超え、良好な値となっている。したがって、吸湿膜１００は、ゼオライトの平均粒径が１００ｎｍ以下であることで、良好な光透過率を有する。
【００４６】
次に、図４は、ゼオライト１０２の粒径分布を示すグラフである。図４では、複数の条件（サンプル１〜６）で作製した平均粒径１００ｎｍ以下のゼオライト１０２の粉体における、粒径分布を示している。また、以下の表１は、サンプルごとの分布データについて整理したものである。なお、表中の数字はｎｍ単位である。
【００４７】
【表１】
2015133152.tif 000012
表１において、「ｄ５０」「ｄ９５」は、粒径の小さい順に粒子を並べたときに、それぞれ総数の５０％、９５％に相当する順番に位置する粒子の粒径を意味する。表１に示すように、６つのサンプルの粒径分布において、ｄ９５の値はｄ５０の値の５倍以下となっている。すなわち、ゼオライト１０２において、大多数（９５％）の粒子は、中央値（ｄ５０）の５倍以内の粒径を有する。
【００４８】
ここで、吸湿膜１００の膜厚Ｔは５００ｎｍ以上であり、ゼオライト１０２の平均粒径（１００ｎｍ以下）の５倍以上を確保している。すなわち、吸湿膜１００では、ゼオライト１０２の粒子の大多数を膜内に収めることができ、膜の平坦性が向上する。膜の平坦性が高い吸湿膜１００では、透過光の膜表面における屈折・反射、すなわち光透過率の低減が抑制される。
【００４９】
さらに、吸湿膜１００は、膜の平坦性が高いため、例えば有機ＥＬ装置などの積層構造内に用いる際には、吸湿膜１００より上部の積層物の品質を安定させることができる。
【００５０】
なお、表１において、「平均」の欄は、サンプル１からサンプル４のそれぞれにおいて算出した粒径の算術平均値である。表１に示すように、算術平均値はほぼｄ５０の値、すなわち中央値と一致しており、ゼオライト１０２の「平均粒径」は、算術平均値又は中央値のどちらであってもよいことが分かる。実際に、ゼオライト１０２の粒径分布において、ｄ９５の値は算術平均値の５倍以下であり、大多数（９５％）の粒子は、算術平均値に対しても、その５倍以内の粒径を有する。
【００５１】
（２）吸湿の安定性・可逆性
吸湿膜１００は、物理的乾燥剤であるゼオライト１０２を備える。したがって、吸湿膜１００における吸湿は、安定的かつ可逆的である。つまり、吸湿膜１００では、経時的な吸湿による化学反応、すなわち発熱や体積変化を起こしにくいため、周囲に影響を与えることなく安定的に使用できる。一般的な樹脂は吸湿により体積が膨張することから、吸湿膜１００は、経時変化が小さいことを要求されるような使用態様において有用である。
【００５２】
また、吸湿膜１００は、吸湿した後も、周囲環境の温度・湿度・圧力を調整することにより、乾燥（脱水）することが可能である。したがって、吸湿膜１００では、厳重な湿度管理、防湿梱包が不要であり、実用性を有する。
【００５３】
（３）吸湿能力（吸湿密度）
吸湿膜１００は、最大吸湿率が１０質量％以上であるゼオライト１０２を０．１３ｇ／ｃｍ3以上含有する。したがって、吸湿膜１００の単位体積当たりに吸着可能な水分の質量（以下、「吸湿密度」という。）は、０．０１３ｇ／ｃｍ3以上となる。
【００５４】
以下の表２は、一般的な透明樹脂の吸水率及び樹脂密度から算出した吸湿密度を示している。
【００５５】
【表２】
2015133152.tif 000013
表２に示すように、吸湿膜１００は、一般的な透明樹脂と比べて高い吸湿密度を有する。また、焼結体は一般的に吸水能力を持たないため、吸湿膜１００は、透明焼結体と比べても高い吸湿密度を有する。これは、吸湿膜１００が、一般的な透明樹脂や透明焼結体などと比べ、同一体積を占めた際に、より吸湿できる水分の量が多いことを意味し、実用性を有することを示す。特に有機ＥＬ装置などの膜を配置できる空間に制限のある使用態様において、吸湿膜１００は有用である。
【００５６】
以上のように、吸湿膜１００は、良好な光透過率及び実用性を有する。
【００５７】
４．備考
（１）光透過率の波長依存性
図３に示すように、吸湿膜１００の実施例及びその比較例では、可視光の波長領域において、吸湿膜の光の透過率が波長依存性を有しており、波長が小さいほど、透過率が減少していることが分かる。これは、ゼオライトの平均粒径が可視光の波長領域より小さくなることで、吸湿膜中の光の散乱において、ミー散乱よりもレイリー散乱が支配的になるためであると考えられる。
【００５８】
ここで、ミー散乱とは、光の波長と同程度以上の粒径を持つ粒子による散乱であり、散乱の強さは波長に依存しない。また、レイリー散乱とは、光の波長より小さな粒径を持つ粒子による散乱であり、散乱の強さは、波長の４乗に反比例する。したがって、散乱粒子の粒径が可視光の波長領域より小さくなると、波長の長い赤色光や緑色光に比べ、波長の短い青色光の透過率が小さくなる。
【００５９】
これはすなわち、光の透過性を向上させるために、吸湿膜中の乾燥剤の平均粒径を小さくすると、吸湿層を介して視認する下地層の色が、実際の色よりも赤味がかった色となり、透明性の質が悪化してしまうことを意味する。実際に、比較例（平均粒径１５０ｎｍ）においては、赤色光の透過率が約９４％であるのに対し、青色光の透過率は約８６％となっている。
【００６０】
一方、吸湿膜１００の実施例では、平均粒径１００ｎｍの場合、赤色光の透過率が約９５％とほぼ比較例と同等でありながら、青色光の透過率が約９０％と比較例よりも向上しており、波長依存性が小さくなっている。実施例では、平均粒径が小さくなることで、比較例よりもさらにレイリー散乱の割合が増加すると予測されるが、この結果は当該予測と一致せず、平均粒径を１００ｎｍ以下とすることで、光の透過率だけでなく、透明性の質も向上することが分かる。
【００６１】
さらに、図３において、平均粒径が５０ｎｍの実施例のグラフは、放物線状である平均粒径１００ｎｍ、１５０ｎｍのグラフに対して、ほぼ直線状となっており、波長依存性の次元が小さくなっている。したがって、ゼオライト１０２の平均粒径は５０ｎｍ以下であると特に好ましい。
【００６２】
（２）吸湿構造
吸湿膜１００では、ゼオライト１０２の平均粒径が１０ｎｍ以上であることが好ましい。ゼオライト１０２の平均粒径が１０ｎｍ未満になると、ゼオライト１０２の吸湿構造である細孔の径に近づき、吸湿構造が破壊されて最大吸湿率が低下する可能性がある。
【００６３】
また、吸湿膜１００では、ゼオライト１０２の粉体のうち、吸湿構造（細孔）が破壊された非晶質構造を示すものの割合が、好ましくは３０体積％以下、より好ましくは２０体積％以下である。非晶質構造の割合が、上記範囲となることで、ゼオライト１０２の最大吸湿率が十分に確保される。なお、非晶質構造の割合については、例えば、Ｘ線回折（ＸＲＤ）装置を用いた粉末Ｘ線回折によって評価することができる。具体的には、同等の構造を有する公知のゼオライトのＸ線回折パターンから、ゼオライトの結晶構造に由来する入射角度とピーク面積を確認し、吸湿膜１００に用いるゼオライト１０２のＸ線回折パターンにおける上記入射角度のピーク面積と比較すればよい。
【００６４】
また、吸湿膜１００では、ゼオライト１０２が、例えばカルシウムやマグネシウムなどのアルカリ土類金属元素を含有することが好ましい。一般に、アルカリ金属元素やアルカリ土類金属元素は、ゼオライトなどの珪酸塩の網目構造を安定化させる網目修飾イオンとなることが知られている。ここで、網目修飾はイオン結合性であるため、２価のイオンとなるアルカリ土類金属元素は、１価のイオンとなるアルカリ金属元素よりもより網目構造を安定化させる。したがって、ゼオライト１０２がアルカリ土類金属元素を含有することで、より小さな粒径においても吸湿構造が形成又は維持され、十分な最大吸湿率が確保される。
【００６５】
（３）その他
吸湿膜１００では、ゼオライト１０２の最大吸湿率が、１５質量％以上であることがさらに好ましい。この場合、吸湿膜１００は、その吸湿密度が約０．０２０ｇ／ｃｍ3以上と一般的な透明樹脂の吸湿密度の２倍以上となり、きわめて高い吸湿能力を有するため、さらに実用性が向上する。
【００６６】
また、吸湿膜１００では、母材１０１が、樹脂であることが好ましい。母材１０１が樹脂である場合、吸湿膜１００の成形が容易であり、また成形後も一定の柔軟性を有するため、吸湿膜１００の使用可能な態様を拡大することができる。なお、母材１０１は、例示した透明樹脂や透明焼結体に限られず、例えば、平均粒径１００ｎｍ以下の粉体状のゼオライトであってもよい。当該ゼオライトも透明性を有し、膜状に成形可能であり、ゼオライト１０２を分散させることができるため、母材１０１の一態様となる。すなわち、吸湿膜１００において、ゼオライトの含有率は１００質量％以下であり、ゼオライトの含有率が１００質量％であるとは、母材１０１がゼオライトであることを意味する。
【００６７】
また、吸湿膜１００では、膜厚Ｔが、好ましくは１ｍｍ以下であり、特に好ましくは２００μｍ以下であり、さらに好ましくは５０μｍ以下である。上記範囲においては、吸湿膜１００の吸湿容量の高さが際立つためである。
【００６８】
また、吸湿膜１００は、単体で構造が成立する膜だけではなく、例えば、下地上に成膜され、当該下地と一体化している膜であってもよい。
【００６９】
＜実施の形態２＞
以下では、実施の形態２として、本発明の一態様に係る防水膜１０について、図５を用いて説明する。図５は防水膜１０の構成を示す模式断面図である。
【００７０】
１．防水膜１０の概略構成
防水膜１０は、水分の浸透を抑制する膜である。防水膜１０は、実施の形態１に係る吸湿膜１００と、第１封入膜１１０と、第２封入膜１２０とを備える。以下では、吸湿膜１００については説明を省略する。
【００７１】
第１封入膜１１０及び第２封入膜１２０は、透光性、好ましくは透明性を有し、有機材料又は無機材料からなる膜であって、防水膜１０において、周囲及び吸湿膜１００が含有する水分の透過を抑制する役割を果たす。第１封入膜１１０及び第２封入膜１２０は、具体的には、有機材料からなる場合、例えば、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタレート、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）等、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状もしくはノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン・プロピレン共重合体、ナイロンや芳香族ポリアミド、イミド系ポリマー、スルホン系ポリマー、ポリエーテルスルホン系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド系ポリマー、ビニルアルコール系ポリマー、塩化ビニリデン系ポリマー、ビニルブチラール系ポリマー、アリレート系ポリマー、ポリオキシメチレン系ポリマー、エポキシ系ポリマーなどの有機膜である。また、これらの有機材料を混合した膜であってもよい。また、無機材料からなる場合、例えば、窒化シリコン、酸化シリコン、酸窒化シリコンなどの透明絶縁性無機膜や、酸化インジウムスズや酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）などの透明導電性無機膜などである。また、これらの無機材料を混合した膜であってもよい。また、第１封入膜１１０及び第２封入膜１２０は、単層に限られず、異なる膜を積層したものであってもよい。
【００７２】
防水膜１０では、吸湿膜１００が、第１封入膜１１０上に配置されており、かつ第２封入膜１２０に上面を覆われている。また、このとき、側面も覆われていることが好ましい。側面も覆われている場合、吸湿膜１００が、第１封入膜１１０及び第２封入膜１２０に封入されている。
【００７３】
２．防水膜１０の機能
防水膜１０では、上記構成により、有機膜、無機膜や吸湿膜単体と比較して水分の浸透を抑制する効果を高めることができる。具体的には、有機膜や無機膜単体では、成膜プロセス上、欠陥の発生を抑制することが難しく、水分の浸透を完全には遮断することができないため、一定の水分を透過させてしまう。一方、防水膜１０では、第１封入膜１１０又は第２封入膜１２０を透過した水分が吸湿膜１００によって吸着されるため、吸湿膜１００の吸湿容量が飽和に達するまで、水分の浸透を遮断することが可能である。
【００７４】
また、吸湿膜１００単体では、周囲の水分を表面から直接吸着するため、すぐに吸湿容量が飽和に達する。一方、防水膜１０では、吸湿膜１００は第１封入膜１１０又は第２封入膜１２０を透過した水分のみを吸着するため、吸湿膜１００の吸湿容量が飽和に達する時間、すなわち防水膜としての機能する期間を延ばすことができる。
【００７５】
また、防水膜１０は、良好な光透過率、吸湿の安定性・可逆性、高い吸湿能力（吸湿密度）を有する吸湿膜１００を備える。したがって、防水膜１０も良好な光透過率、吸湿の安定性・可逆性、薄くても高い防水能力を有する。これにより、防水膜１０は、透光性、透明性が要求される環境や、経時的な安定性が要求される環境、狭小な環境においても使用が可能である。
【００７６】
３．備考
防水膜１０では、第１封入膜１１０及び第２封入膜１２０に、緻密な構造を有し水分や酸素などの透過性が低い材料を用いることが好ましい。具体的には、第１封入膜１１０及び第２封入膜１２０では、「ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９：２００８  プラスチック−フィルム及びシート−水蒸気透過度の求め方（機器測定法）」に定める水蒸気透過度（ＷＶＴＲ）が、１×１０-5ｇ／（ｍ2・ｄａｙ）以下であることが好ましい。このとき、防水膜１０は、後述する実験において有意な結果を残しており、高い実用性を有する。
【００７７】
また、防水膜１０においては、第１封入膜１１０と第２封入膜１２０とが異なる膜で構成されていたが、これに限られず、例えば単一の封入膜に吸湿膜１００が封入されていてもよい。この他にも、例えば吸湿膜１００の上面、下面、側面が、それぞれ異なる封入膜で覆われていてもよい。さらに吸湿膜１００の一面（上面、下面又は側面）は、単一の封入膜に覆われる必要はなく、複数の異なる封入膜で覆われていてもよい。ただし、異なる封入膜の界面は、水分が透過しやすいため、吸湿膜１００の周囲には、当該界面が少ないことが好ましい。
【００７８】
また、防水膜１０は、単体で構造が成立する膜だけではなく、例えば、下地上に成膜され、第１封入膜１１０、吸湿膜１００、第２封入膜１２０の順に並んだ膜であってもよい。
【００７９】
＜実施の形態３＞
以下では、実施の形態３として、本発明の一態様に係る有機ＥＬ装置１について、図６を用いて説明する。図６は有機ＥＬ装置１の構成を示す模式断面図である。
【００８０】
１．有機ＥＬ装置１の概略構成
有機ＥＬ装置１は、有機化合物の電界発光効果を利用した発光装置であって、例えば有機ＥＬ表示装置や有機ＥＬ照明装置である。有機ＥＬ装置１は、実施の形態２に係る防水膜１０に相当する防水膜１０ａ、１０ｂと、ベース１１と、有機ＥＬ層１２と、封止材１３とを備える。なお、防水膜１０ａ、１０ｂは、防水膜１０における吸湿膜１００に相当する吸湿膜１００ａ、１００ｂと、第１封入膜１１０に相当する第１封入膜１１０ａ、１１０ｂと、第２封入膜１２０に相当する第２封入膜１２０ａ、１２０ｂとをそれぞれ備える。
【００８１】
以下、各部について説明する。ただし、防水膜１０ａ、１０ｂについては説明を省略する。
【００８２】
（１）ベース１１
ベース１１は、平板状の部材であって、有機ＥＬ装置１において、各部材を積層する支持材であり、その主面上に防水膜１０ａを配置する下地である。ベース１１には、電気絶縁性を有する材料又はシリコンなどの半導体材料を用いることができる。また、電気絶縁性を有する材料をコーティングしたアルミニウムやステンレスなどの金属材料などを用いてもよい。
【００８３】
電気絶縁性を有する材料としては、例えば、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、シリコーン系樹脂などの樹脂である。また当該材料は、例えば、ソーダガラス、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスなどのガラスや、酸化アルミニウムなどの金属酸化物であってもよい。
【００８４】
なお、ベース１１は、有機ＥＬ装置１の光取出し方向に応じて、光反射性又は光透過性を有することが好ましい。
【００８５】
（２）有機ＥＬ層１２
有機ＥＬ層１２は、防水膜１０ａ上、すなわちベース１１の主面の上方に配置され、防水膜１０ｂに覆われた層であって、内部に少なくとも一つのＯＬＥＤを有する。例えば、有機ＥＬ装置１が有機ＥＬ表示装置である場合、有機ＥＬ層１２は、ベース１１の主面に沿う二次元方向に配列された複数のＯＬＥＤを有する。また、例えば、有機ＥＬ装置１が有機ＥＬ照明装置である場合、有機ＥＬ層１２は、層全体に渡って形成された１つ又は数個のＯＬＥＤを有する。したがって、有機ＥＬ装置１は、ベース１１の主面の上方に配置された少なくとも１つのＯＬＥＤを備える。
【００８６】
また、有機ＥＬ装置１がアクティブマトリクス方式の有機ＥＬ表示装置である場合は、有機ＥＬ層１２は、ＯＬＥＤの駆動素子としてＴＦＴも有する。さらに、有機ＥＬ層１２は、ＯＬＥＤを区画するバンクなどを有していてもよい。これらＯＬＥＤ、ＴＦＴ、バンクなど有機ＥＬ層１２が有する構成物には、公知の材料を用いることができる。
【００８７】
（３）封止材１３
封止材１３は、有機ＥＬ層１２及び防水膜１０ｂを物理的な衝撃などから保護する部材であって、防水膜１０ｂ上に配置される。封止材１３には、ベース１１と同じ材料を用いることができる。またベース１１と同様に、封止材１３は、柔軟性を有する有機膜であることが好ましい。また、封止材１３は、有機ＥＬ装置１の光取出し方向に応じて、光透過性又は光反射性を有することが好ましい。
【００８８】
２．有機ＥＬ装置１が備える構成による効果
有機ＥＬ装置１では、防水膜１０ａが、ベース１１と有機ＥＬ層１２との間であって、有機ＥＬ層１２の下面を覆う位置に配置され、防水膜１０ｂが、有機ＥＬ層１２の上面及び側面を覆う位置に配置されている。すなわち、有機ＥＬ装置１では、有機ＥＬ層１２が防水膜１０ａ、１０ｂによって封止された構造を有する。
【００８９】
上記構成により、有機ＥＬ装置１では、水分によって劣化しやすいＯＬＥＤが良好な光透過率を有する防水膜１０ａ、１０ｂによって封止されるため、発光の視認性が阻害されることなく、ＯＬＥＤの劣化が抑制される。また、有機ＥＬ装置１では、吸湿による発熱や体積変化が抑制された防水膜１０ａ、１０ｂを備えるため、経時的に安定である。さらに、有機ＥＬ装置１は、薄くても高い防水能力を有する防水膜１０ａ、１０ｂを備えるため、薄型化が可能である。
【００９０】
３．備考
有機ＥＬ装置１では、ベース１１上に防水膜１０ａを備えることで、ベース１１には防水性が要求されない。よって、ベース１１に柔軟性を有する膜、例えば樹脂などの有機膜を用いることができる。すなわち、有機ＥＬ装置１では、柔軟性と良好な発光寿命とが両立する。
【００９１】
また、有機ＥＬ装置１では、吸湿膜１００ａ、１００ｂを備えることで、ＯＬＥＤの発光効率を向上させることができる。一般にＯＬＥＤでは、青色光の発光効率がボトルネックとなって発光効率を規定する。ここで、吸湿膜１００ａ、１００ｂでは、含有するゼオライト１０２の平均粒径が１００ｎｍ以下であることにより、特に青色光の光透過率が向上している。したがって、有機ＥＬ装置１では、発光効率を規定する青色光の光取出し効率が向上し、全体的な発光効率を向上させることができる。なお、有機ＥＬ装置１が備えるＯＬＥＤが複数色の光を発光する場合は、吸湿膜１００ａ、１００ｂの含有するゼオライト１０２の平均粒径が５０ｎｍ以下であることが特に好ましい。この場合、図３に示すように、透過率の波長依存性がほぼ直線を示しており、ＯＬＥＤの発光色ごとの輝度調整が容易となるためである。
【００９２】
また、有機ＥＬ装置１では、有機ＥＬ層１２の上面及び側面を単一の防水膜１０ｂで覆う構成であったが、防水膜１０ｂは少なくとも有機ＥＬ層１２の上面を覆う位置にあればよい。このとき、有機ＥＬ層１２の側面は、例えば、実施の形態２に係る防水膜１０で覆ってもよいし、乾燥剤を含有させた硬化性樹脂で覆ってもよい。ただし、有機ＥＬ装置１のように、有機ＥＬ層１２の側面を、薄くても防水能力の高い防水膜１０で覆うことで、側面側の封止構造の薄型化、いわゆる挟額縁化が可能である。なお、この場合、有機ＥＬ層１２の下面、上面及び側面のすべてが単一の防水膜１０で覆われていてもよい。
【００９３】
有機ＥＬ装置１では、防水膜１０ａ、１０ｂが有機ＥＬ層１２と直接接していたが、これに限られず、防水膜１０ａ、１０ｂと、有機ＥＬ層１２との間に別の部材を挟んでいてもよい。
【００９４】
また、有機ＥＬ装置１では、封止材１３を備えたが、封止材１３は必須の構成ではなく、これを備えない構成であってもよい。
【００９５】
また、有機ＥＬ装置１では、有機ＥＬ層１２の表面すべてを防水膜１０ａ、１０ｂによって覆う構成であったが、これに限られず、例えば、ベース１１にガラスなどの水分透過度の低い材料を用い、上面及び側面のみを防水膜で覆う構成であってもよい。
【００９６】
また、有機ＥＬ装置１では、有機ＥＬ層１２の下面及び側面を良好な光透過率を有する防水膜１０ａ、１０ｂで覆う構成であったが、少なくとも光取出し側を防水膜１０ａ又は１０ｂで覆えばよく、その反対側は、光透過率の低い防水膜などで覆ってもよい。
【００９７】
なお、実施の形態３では、有機ＥＬ素子として水分によって劣化しやすいＯＬＥＤを備える有機ＥＬ装置１について説明したが、吸湿膜１００及び防水膜１０の使用用途はこれに限られない。例えば、防水膜１０が酸化物ＴＦＴ、有機ＴＦＴ、バッテリー素子、光電変換素子などの電気回路素子や、食品などを覆う構成によりこれらを保護することが考えられる。また、例えば、吸湿膜１００が壁材や建具などの側面を覆う構成や、食品などのパッケージ内に配置された構成により、建築物内やパッケージ内の湿度を調整する構成なども考えられる。
【００９８】
＜有機ＥＬ装置１の発光寿命評価＞
以下に、実施の形態３に係る有機ＥＬ装置１の実施例を作成し、発光寿命評価を行った結果について説明する。なお、本結果は、実施の形態１に係る吸湿膜１００の実施例による吸湿能力と、実施の形態２に係る防水膜１０の実施例による防水能力との評価も兼ねる。
【００９９】
１．有機ＥＬ装置の仕様
評価に用いた有機ＥＬ装置の仕様は以下の通りである。まず、図６に示す有機ＥＬ装置１の構成において、吸湿膜１００ａ、１００ｂの膜厚を５００ｎｍ、吸湿膜１００ａ、１００ｂ中のゼオライト１０２の含有量を０．１３ｇ／ｃｍ3とした。また、第１封入膜１１０ａ、１１０ｂ及び第２封入膜１２０ａ、１２０ｂは、すべて水蒸気透過度が１×１０-5ｇ／（ｍ2・ｄａｙ）の窒化シリコン膜とした。
【０１００】
ここで、実施例は２種類作成し、吸湿膜１００ａ、１００ｂが含有するゼオライト１０２の最大吸湿率が１０質量％である実施例１と、同最大吸湿率が１５質量％である実施例２とした。さらに、ゼオライトの最大吸湿率が５質量％である他は、実施例１及び実施例２と同じ構成・仕様である比較例も作成した。
【０１０１】
２．評価内容
評価では、上記有機ＥＬ装置を温度６０℃、湿度９０％の高温高湿環境に置き、ＯＬＥＤを連続的に発光させ、１０００時間経過後に、当該ＯＬＥＤの発光面内の非発光点（ダークスポット）の発生を観測した。ＯＬＥＤでは、発光面のうち、水分によって劣化した部分が非発光点となることから、非発光点の発生した箇所において、吸湿膜の吸湿能力及び防水膜の防水能力が限界に達したことが分かる。なお、上記の評価は、温度２５℃、湿度５０％環境に対する２０倍加速試験に相当し、約２年の発光寿命を評価したことに相当する。
【０１０２】
３．評価結果
評価の結果を以下の表３に示す。
【０１０３】
【表３】
2015133152.tif 000014
表３に示すように比較例では、発光面内に視認できる大きさの非発光点が観測された。一方、実施例１では、拡大観察においては非発光点が観測されたものの、視認できる大きさの非発光点は観測されず、発光品質として問題ないレベルであった。さらに、実施例２では、拡大観察においても非発光点が観測されず、まったく非発光点が発生していなかった。
【０１０４】
上記評価結果から、実使用条件下において、有機ＥＬ装置１が、約２年間の発光寿命を有することが実証された。また、この結果により、実使用条件下において、吸湿膜１００及び防水膜１０が有用であることが実証された。なお、上記評価は、水分の浸透の判定に有機ＥＬ装置の発光・非発光を用いたに過ぎず、有機ＥＬ装置以外における吸湿膜１００の吸湿能力及び防水膜１０の防水能力の評価も兼ねる。すなわち、上記評価より、吸湿膜１００及び防水膜１０は、実用性を有する膜であることが示される。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明に係る吸湿膜、防水膜は、例えば、電子機器、建築材料、食品などの構成材料や包装材料として広く利用することができる。また、本発明に係る有機ＥＬ装置は、テレビジョン機器、業務用ディスプレイ、パーソナルコンピュータ、携帯型電子機器などの装置又はその他表示機能を有する様々な電子機器などに広く利用することができる。
【符号の説明】
【０１０６】
１  有機ＥＬ装置
１０、１０ａ、１０ｂ  防水膜
１１  ベース
１２  有機ＥＬ層
１００、１００ａ、１００ｂ  吸湿膜
１０１  母材
１０２  ゼオライト
１１０、１１０ａ、１１０ｂ  第１封入膜
１２０、１２０ａ、１２０ｂ  第２封入膜
Ｔ  膜厚
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜状の母材と、
平均粒径が１００ｎｍ以下の粉体状であって、最大吸湿率が１０質量％以上であり、前記母材中に分散されたゼオライトと、
を備え、
膜厚が５００ｎｍ以上であり、
前記ゼオライトの含有量が０．１３ｇ／ｃｍ3以上である、
吸湿膜。
【請求項２】
前記ゼオライトの最大吸湿率が、１５質量％以上である、
請求項１に記載の吸湿膜。
【請求項３】
前記ゼオライトが、ビルドアップ法又は平均粒径５００ｎｍ以上のゼオライトを粉砕して再結晶化させる方法のいずれかで形成されたものである、
請求項１又は請求項２に記載の吸湿膜。
【請求項４】
前記ゼオライトの平均粒径が、１０ｎｍ以上である、
請求項１から請求項３のいずれかに記載の吸湿膜。
【請求項５】
前記ゼオライトの粉体のうち、非晶質構造を示すものの割合が２０体積％以下である、
請求項１から請求項４のいずれかに記載の吸湿膜。
【請求項６】
前記母材が樹脂である、
請求項１から請求項５のいずれかに記載の吸湿膜。
【請求項７】
前記ゼオライトの最大吸湿率が、４０質量％以下であり、
前記膜厚が１ｍｍ以下であり、
前記ゼオライトの含有率が１００質量％以下である、
請求項１から請求項６のいずれかに記載の吸湿膜。
【請求項８】
透光性を有し、有機材料又は無機材料からなる封入膜と、
前記封入膜に封入された請求項１から請求項７のいずれかに記載の吸湿膜と、
を備える、
防水膜。
【請求項９】
前記封入膜の水蒸気透過度が１×１０-5ｇ／（ｍ2・ｄａｙ）以下である、
請求項８に記載の防水膜。
【請求項１０】
平面を有するベースと、
前記ベースの平面の上方に配置された少なくとも１つの有機ＥＬ素子と、
前記有機ＥＬ素子の上方を覆う位置に配置された請求項８又は請求項９のいずれかに記載の防水膜と、
を備える、
有機ＥＬ装置。
【請求項１１】
さらに、前記ベースと前記有機ＥＬ素子との間であって、前記有機ＥＬ素子の下方を覆う位置に配置された請求項８又は請求項９のいずれかに記載の防水膜を備え、
前記ベースが、柔軟性を有する有機膜である、
請求項１０に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項１２】
さらに、前記有機ＥＬ素子の側面を覆う位置に配置された請求項８又は請求項９のいずれかに記載の防水膜を備える、
請求項１０又は請求項１１に記載の有機ＥＬ装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
2015133152.tif 000017
【図４】
2015133152.tif 000018
【図５】
2015133152.tif 000019
【図６】
2015133152.tif 000020
【国際調査報告】
2015133152.tif 000021
2015133152.tif 000022
2015133152.tif 000023
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