(57)【要約】【課題】有機発光ダイオードなどに必要な光取出し機能と吸湿機能とを兼ね備えた封止膜を提供する。【解決手段】封止膜３０は、光散乱のための第１の粒子３２と吸湿のための第２の粒子３３とが分散された有機樹脂膜３１からなる。第１の粒子３２は、有機樹脂膜３１よりも大きい屈折率を有し、かつ可視光を透過し得る物質（例えばＺｒＯ２、ＢａＴｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＯｘ、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３）からなり、第２の粒子３３は、水と化合する性質を有し、かつ可視光を透過し得る物質（例えばアルカリ土類金属酸化物、アルカリ金属酸化物、金属ハロゲン化物、金属硫酸塩、金属過塩素酸塩）からなる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機膜中に第１および第２の粒子を分散させた封止膜であって、
前記第１の粒子は、前記有機膜よりも大きい屈折率を有し、かつ可視光を透過し得る物質からなり、
前記第２の粒子は、水と化合する性質を有し、かつ可視光を透過し得る物質からなることを特徴とする封止膜。
【請求項２】
前記有機膜は、熱または光によって硬化する樹脂からなることを特徴とする請求項１記載の封止膜。
【請求項３】
前記有機膜は、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ビニル系樹脂、ウレタン系樹脂、セルロース系樹脂からなる群より選択された一種類以上の物質からなることを特徴とする請求項１記載の封止膜。
【請求項４】
前記第１の粒子の平均粒径は、２００ｎｍ〜１０μｍであることを特徴とする請求項１記載の封止膜。
【請求項５】
前記第１の粒子の平均粒径は、４００ｎｍ〜２μｍであることを特徴とする請求項４記載の封止膜。
【請求項６】
前記有機膜中における前記第１の粒子の濃度は、２〜５０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１記載の封止膜。
【請求項７】
前記有機膜中における前記第１の粒子の濃度は、１０〜２５ｗｔ％であることを特徴とする請求項６記載の封止膜。
【請求項８】
前記第１の粒子の屈折率は、１．８〜２．８であることを特徴とする請求項１記載の封止膜。
【請求項９】
前記第１の粒子は、ＺｒＯ２、ＢａＴｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＯｘ、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３からなる群より選択された一種類以上の物質からなることを特徴とする請求項１記載の封止膜。
【請求項１０】
前記第２の粒子は、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ金属酸化物、金属ハロゲン化物、金属硫酸塩、金属過塩素酸塩からなる群より選択された一種類以上の物質からなることを特徴とする請求項１記載の封止膜。
【請求項１１】
前記第２の粒子の平均粒径は、２００ｎｍ〜２００μｍであることを特徴とする請求項１記載の封止膜。
【請求項１２】
前記有機膜と、可視光を透過し得る無機膜とが積層されたことを特徴とする請求項１記載の封止膜。
【請求項１３】
前記無機膜の屈折率は、１．５〜２．２であることを特徴とする請求項１２記載の封止膜。
【請求項１４】
前記無機膜の密度は、２．２〜３．３ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする請求項１２記載の封止膜。
【請求項１５】
前記無機膜は、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＳｉＯＮからなる群より選択された一種類以上の物質からなることを特徴とする請求項１２記載の封止膜。
【請求項１６】
基板と、
前記基板上に形成された反射電極と、
前記反射電極上に形成され、少なくとも有機発光層を含む有機分子層と、
前記有機分子層上に形成された透明電極と、
前記透明電極上に形成された封止膜と、
を有する有機発光ダイオードであって、
前記封止膜は、
第１および第２の粒子を分散させた単層の有機膜を含み、
前記第１の粒子は、前記有機膜よりも大きい屈折率を有し、かつ可視光を透過し得る物質からなり、
前記第２の粒子は、水と化合する性質を有し、かつ可視光を透過し得る物質からなることを特徴とする有機発光ダイオード。
【請求項１７】
前記第１の粒子は、ＺｒＯ２、ＢａＴｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＯｘ、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３からなる群より選択された一種以上の物質からなり、
前記第２の粒子は、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ金属酸化物、金属ハロゲン化物、金属硫酸塩、金属過塩素酸塩からなる群より選択された一種以上の物質からなることを特徴とする請求項１６記載の有機発光ダイオード。
【請求項１８】
前記封止膜は、前記有機膜と、可視光を透過し得る無機膜との積層構造を有することを特徴とする請求項１６記載の有機発光ダイオード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、封止膜に関し、特に、有機発光ダイオードなどに必要な光取出し機能と封止機能とを備えた封止膜に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機発光ダイオード(Organic Light-Emitting Diode：以下、ＯＬＥＤと略称する)は、薄膜の有機分子層に電荷キャリア（電子および正孔）を注入し、有機分子層内で電荷キャリアを再結合させることによって電気を光に変換する素子である。
【０００３】
薄膜の有機分子層には半導体、若しくは絶縁体が用いられ、分子の種類やそのエネルギーギャップに応じて発光エネルギーが変化する。そこで、分子を適宜選定することにより発光色を制御できるため、光の三原色を構成する赤・緑・青の発光を示す分子を用いればカラーの発光素子を構成できる。このような理由から、ＯＬＥＤは、表示装置、照明装置を中心に応用を目指した研究・開発が世界中で活発に行われている。
【０００４】
ＯＬＥＤの場合、有機分子層への電荷キャリアの注入は、陰極から電子が、陽極から正孔がそれぞれ注入されるが、注入効率を上げるために、陰極（カソード）と陽極（アノード）とで異なる材料が用いられる。典型的には、陽極材料として、例えば酸化インジウムスズ(Indium Tin Oxide：ＩＴＯ)、酸化インジウム亜鉛(Indium Zinc Oxide：ＩＺＯ)のような５ｅＶ程度の大きな仕事関数を持つ透明金属酸化物導電体や、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ(poly（3,4-ethylenedioxythiophene）：poly（styrenesulfonate))のような有機物導電体が用いられる。また、陰極材料としては、仕事関数の小さなアルカリ金属、アルカリ土類金属およびそれらの化合物からなる導電体が用いられる。
【０００５】
ＯＬＥＤの有機分子層は発光を担う層であるが、通常は単層で用いられることは少なく、発光層以外にもキャリアの種類に応じたキャリア輸送層、キャリアブロッキング層、キャリア発生層などが適宜用いられる。これらの層は、基本的には発光効率を向上させることが目的であり、多くの場合、有機物が用いられる。
【０００６】
このように、ＯＬＥＤは、発光に直接関わる部分の多くが有機物から構成される。一般に、これらの有機物は酸素や水分に対して不安定であることが知られている。同様に、陰極に用いられるアルカリ金属やアルカリ土類金属およびそれらの化合物も水分や酸素に対して不安定であることがよく知られている。水分や酸素と反応することにより、ＯＬＥＤを構成する有機分子はその機能を失活し、発光機能が失われる。また、陰極も水分や酸素と反応することにより異なる化合物に変化し、電荷キャリア注入電極としての機能を失う。
【０００７】
例えば、非特許文献１にはＯＬＥＤを大気中に放置した場合に発生する陰極の劣化に起因する発光の失活化についての記載がある。そこで、こうした影響を避けるため、通常、ＯＬＥＤ素子は水分や酸素の透過率が極めて低い材料で封止される。例えば非特許文献２には、有機物／無機物の積層構造で、透湿度が１０−７ｇ／ｍ２・ｄａｙという値の封止膜を実現し、この封止膜をＯＬＥＤに適用した記載がある。
【０００８】
ＯＬＥＤから発せられる光は、発光層の有機分子内で電子と正孔とが再結合し、有機分子の周囲全方向に放出される。ＯＬＥＤは、キャリア輸送層などの有機層、電極、封止層などからなる多層構造であり、各層の各々が固有の屈折率を有するため、放出された光は各層の界面への入射角に応じて反射・屈折される。
【０００９】
図１（ａ）は、屈折率が異なる物質の界面における光の反射・屈折の様子を模式的に示した図である。屈折率がｎ１の物質とｎ２の物質との界面を光が通過する場合、一般に、光は界面で直進せず、一部は反射し、残りは屈折して界面を透過する。
【００１０】
このとき、界面の法線に対する入射角θ１と屈折角θ２の間にはｎ１ｓｉｎθ１＝ｎ２ｓｉｎθ２の関係が成り立つ。従って、ｎ１＞ｎ２の場合、ｓｉｎθＣ＝ｎ２／ｎ１＝１を満たす臨界角θＣよりも大きな入射角で入射する光は、界面で全反射される。
【００１１】
図１（ｂ）は、２つの界面を光が透過する場合を模式的に示した図である。２つの界面での光の入射角θｉ１、θｉ２が全反射の生じる臨界角θＣよりも小さいため、光は屈折率がｎ１の層からｎ３の層へ透過する。
【００１２】
図１（ｃ）は、１つの界面を通過した光が次の界面で全反射を受ける様子を模式的に示した図である。屈折率がｎ１の層とｎ２の層との界面における入射角θｉ１が臨界角θＣよりも小さいため、界面を透過した光が屈折率ｎ２の層とｎ３の層との界面で全反射されている。全反射された光は、散乱によって界面への入射角が変化しない限り、屈折率がｎ１の層およびｎ２の層の内部に閉じ込められ、層内を伝搬して減衰する。
【００１３】
ＯＬＥＤを構成する各層の屈折率の典型的な値は、有機分子各層が１．７〜１．８、透明電極が２．０程度である。屈折率が１．５程度の一般的なガラスを封止材料に用いた場合、素子外部の空気層の屈折率が１．０であるため、発光層である有機分子層から空気層まで光が出てくるまでに複数の界面で反射・屈折を繰り返す。
【００１４】
この様子を模式的に表したものが図２である。図２の発光点２１で発光した光は、発光点２１を中心に全方位に放射されるが、そのうちの半分は基板１０上の反射電極１１で反射される。また、経路２３で示される水平方向へ放出された光は、散乱されない限り、有機分子層１２内を伝搬し、その端部で反射・透過・散乱されて減衰し、最終的には消滅する。また、図２の上方向に放射された光（経路２４、２５、２６、２７で示される方向へ放出された光）および反射電極１１の表面で反射された光（経路２２で示される方向へ放出された光）は、有機分子層１２、透明電極１３、透明ガラス層（封止層）１４の各層の界面で反射・屈折し、一部は空気層１５まで到達する。さらに、残りの光は、上記各層の界面で反射と屈折を繰り返して各層内に閉じ込められ、空気層１５には出ずにＯＬＥＤ内部で減衰・消滅するか、ＯＬＥＤの端部で素子の横方向へ透過する。すなわち、ＯＬＥＤ素子は、光を外部に取出す工夫を何もしない場合、発光した光の一部しか外部へ取出せないという問題が生ずる。例えば非特許文献３によれば、図２に示す構成の場合、発光した光の２０％程度しか外部に取出せない。
【００１５】
上記した問題を解決するために、ＯＬＥＤを応用する場合は、発光した光を取出す工夫がなされる。例えば図２の透明ガラス層１４と空気層１５との界面や、透明電極１３と透明ガラス層１４との界面にマイクロレンズを密に配列し、界面での屈折方向を変えて光の取出し量を増やす方法、同じく界面にミクロな格子を作製し、回折により光の取出し量を増やす方法、フォトニック結晶を界面に形成する方法、微粒子を分散させた膜で光の散乱を利用する方法などがある。非特許文献３ではそのような工夫の例について概説を行っている。
【００１６】
このように、ＯＬＥＤを応用する場合には、水分や酸素によるデバイスの劣化を防ぐこと、および素子内部で損失し易い光を有効に外部に取出すこと、という課題が生ずる。
【００１７】
そこで、現状では、例えば特許文献１のように、上記各課題に対応した層を積層して各々の課題を解決することが行われている。また、特許文献２および特許文献３に開示されているように、バインダーやシーラントに金属酸化物粒子と吸湿物質を同時に分散させ、光散乱を利用した光取り出しと吸湿性を兼ねた膜を提供することも行われている。
【００１８】
特許文献４には、ガラス基板上に第１反射電極、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層および第２透明電極を形成し、第２透明電極上に屈折率２．６、平均粒径１５０ｎｍのチタニア粒子とシリカゾルからなる平均屈折率が１．４の光取出し層を形成することによって、発光層から発光した光を効率よく外部に取出すようにした有機発光素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特表２００８−５３８１５５号公報
【特許文献２】特開２００６−２８６６２７号公報
【特許文献３】特開２００７−１８４２７９号公報
【特許文献４】特開２０１０−０６７４６４号公報
【非特許文献】
【００２０】
【非特許文献１】表面科学誌、第２５巻、第６２項（２００４年）
【非特許文献２】プロシーディングスオブインターナショナルディスプレイワークショップス  ２０１０年、第１５９３項（Ｐｒｏｃ．ＩＤＷ‘１０、１５９３（２０１０）．）
【非特許文献３】オプティカル  マテリアルス誌、第３２巻、第２２１項（２００９年）（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ３２，２２１（２００５）．）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、各課題に対応した層を積層して各々の課題を解決する特許文献１の方法は、プロセス数の増加、部材の増加など、製造コストの増加をもたらすという問題がある。また、封止膜に非特許文献２のような無機膜／有機膜の積層膜を用いた場合は、積層膜の各層における屈折率の不整合により、光取出しの面で大きな損失を生ずるという問題が生じる。
【００２２】
さらに、特許文献２、３で開示された方法では、必ずしもＯＬＥＤに関わる上記の課題全てを解決することはできない。すなわち、特許文献２、３で用いられているバインダー等に分散される金属酸化物粒子の大きさは、膜の透明性を保持するために、平均１００ｎｍ以下に限定されている。ところが、こうした粒子をバインダー等に分散させて得た分散組成物の硬化膜は、ＯＬＥＤから発せられる可視光の光に対して屈折作用しか及ぼさない。これは、可視光の波長に対して粒子の大きさが小さいため、粒子による散乱はほとんど無視できる程度しか生じず、粒子を混入したことによるバインダー等の平均屈折率が変化した効果しか光には感じられないからである。このため、光取り出し機能としては屈折率の大きな膜が付加されたことによる効果しか得られず、結果として、周辺物質との屈折率差が変化して光の閉じ込め量に変化をもたらすことが主要な効果となる。また、多くの場合、金属酸化物粒子の混合によりバインダー等の平均屈折率が上がり、周辺物質との屈折率差が大きくなるため、光取り出しの観点からは、あまり多くの効果を期待できない。
【００２３】
本発明の目的は、有機発光ダイオードなどに必要な光取出し機能と吸湿機能とを兼ね備えた封止膜を提供することにある。
【００２４】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明の封止膜は、有機膜に第１の粒子を分散させ、第１の粒子の光散乱により光取出し機能を付与すると共に、上記有機膜に吸湿物質からなる第２の粒子を分散させることにより、水分や酸素の封止機能を付与したものである。
【００２６】
本発明で用いる有機膜は、透明で、かつ下地の材料が持つ屈折率と同程度の屈折率を有するものがよい。これにより、下地を透過して封止膜との界面に到達した光を上記界面で反射・屈折させることなく有機膜内に取り込むことができる。
【００２７】
また、上記有機膜は、熱や光によって硬化する樹脂がよい。硬化時にＯＬＥＤにダメージを与えないため、熱硬化の場合は低温でできる限り短時間の硬化、具体的には８０〜１００℃程度の温度で硬化できることが望ましい。光硬化の場合もＯＬＥＤの有機分子層にダメージを与えない必要がある。樹脂の光硬化にはＵＶ光の利用が一般的であるが、短波長のＵＶ光はダメージを与え易いので、長波長ＵＶ光での硬化が望ましい。
【００２８】
光散乱を生じさせるために有機膜に混合する第１の粒子の大きさは、ＯＬＥＤから発光する光を効率的に散乱する大きさである必要がある。このため、第１の粒子の平均粒径は、光の波長の数分の１から１０倍程度であることが望ましい。具体的には、２００ｎｍ〜１０μｍであることが望ましく、４００ｎｍ〜２μｍであることがより望ましい。
【００２９】
第１の粒子の材質は、透明で、かつ屈折率が有機膜よりも大きければよい。一般的な有機樹脂の屈折率は高々１．３〜１．７程度なので、１．８以上であればよい。高屈折率の透明粒子は、金属酸化物が占めるため、１．８〜２．８程度が現実的な値である。
【００３０】
第１の粒子の形状は、球形若しくはそれに近い多面体が望ましい。但し、必ずしも立方体等のような規則正しい形状である必要はなく、全体として微粒子の特徴的な長さに大きな異方性がなければよく、表面に凹凸があっても構わない。
【００３１】
有機膜中における第１の粒子の濃度は、有機膜に対する粒子の分散性にも依存するが、概ね２〜５０ｗｔ％が望ましく、５〜３０ｗｔ％が好適であり、１０〜２５ｗｔ％がより好適である。
【００３２】
封止膜の厚さは、分散している粒子の大きさと濃度、有機膜を構成する組成物の粘性にもよるが、１〜２００μｍ、より好適には１〜５０μｍ、さらに好適には１〜１０μｍ程度である。
【００３３】
これらの条件下で封止膜を成膜することにより、封止膜に入射し、界面で反射若しくは全反射して封止膜内に留まる光を効率よく外部へ取出すことができるようになる。
【００３４】
吸湿のために上記有機膜に分散させる第２の粒子としては、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ金属酸化物、金属ハロゲン化物、金属硫酸塩、金属過塩素酸塩など、吸湿性を有する物質からなる粒子を用いる。この中でも取り扱い、コスト、吸湿能などの観点からアルカリ土類金属酸化物が好ましい。一般に、粉体は材料に依らず吸湿し易い性質を持つ。吸湿のために樹脂に混合する第２の粒子は、なるべく吸湿していないものが望ましい。このような点からも、ＣａＯは無水物が容易に入手できるため、より好ましい。
【００３５】
第２の粒子の径は、光の波長より小さすぎると光に対して樹脂の平均屈折率を変える効果をもたらすため、有機膜の選定時にそのことを考慮しない限り、光の波長に比べて小さすぎる粒径（具体的には粒径でおおよそ２００ｎｍ未満）の粒子は好ましくない。粒径が２００ｎｍ未満の粒子は体積に対する表面積の割合が高く、同じ重量で比較した場合に大きな粒径のものに比べて吸湿の効率が高い利点はある。しかし、粒径が小さくなると分散のために表面を有機分子で修飾するなどの処理が必要になるため、吸湿性の面でも好ましくない。一方、大きすぎる粒子（粒径で２００μｍ以上）のものも、体積に対する表面積の割合が小さくなり吸湿効率が落ちる為、好ましくない。従って、第２の粒子の平均粒径は、２００ｎｍ〜２００μｍ程度が好適である。さらに、吸湿のための第２の粒子も光散乱機能を有することを考えると、光散乱のために用いた第１の粒子と同程度の大きさを有することが光学機能を制御する上で好適である。
【００３６】
例えば光散乱用の粒子（第１の粒子）に加え、有機樹脂の重量に対して２０ｗｔ％の濃度でＣａＯの粒子（第２の粒子）を樹脂に分散させ、１０μｍの膜厚の封止膜を形成する場合を考える。樹脂の密度をおおよそρＰ〜１ｇ／ｃｍ３として、ＣａＯの密度がρＣａＯ〜３．３５ｇ／ｃｍ３であるので、ＣａＯが完全に水分を吸収した場合、単位面積あたり７４７．４ｍｇ／ｍ２（４１．５ｍｏｌ）を吸収できる。現実的に考え、分散させた粒子の１０ｗｔ％程度が吸湿に寄与したとすると、７４．７ｍｇ／ｍ２の水分を吸収する。
【００３７】
例えばプロシーディングスオブジインターナショナルソサイアティフォーオプティカルエンジニアリング、第４１０５巻、第７５項（２００１年）（Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ  ４１０５、７５（２００１）．）には、ＯＬＥＤデバイスに許される水蒸気透過率の試算がある。それによればＯＬＥＤデバイスには＜１０−５ｇ／ｍ２・ｄａｙの透湿度が要求される。この文献は、ＯＬＥＤに用いられるカソード電極が失活する為に必要な水分量を基に試算している。従って、実際にはこの試算よりも厳しい基準が要求されると予想されることを考慮し、ＯＬＥＤに要求される透湿率の基準を１０−６ｇ／ｍ２・ｄａｙとする。
【００３８】
上記第１および第２の粒子を分散させた有機膜と、例えば水蒸気透過率が１０−４ｇ／ｍ２・ｄａｙの透湿性を示し、かつ可視光を透過し得る無機膜とを積層することにより、要求仕様をおおよそ２年満たすことができる積層型の封止膜を得ることができる。また、封止膜を厚膜化したり、分散させる粒子の濃度を高めたり、無機膜の透湿度をより低下させたりすることにより、さらに吸湿性を上げることができる。このように、封止膜を有機膜と無機膜との積層構造とすることにより、封止機能の高性能化・長寿命化と、光取り出し機能の付加とを同時、かつ容易に達成することができる。
【００３９】
上記無機膜には微粒子を分散させることができないため、無機膜の組成を決定する際は、光取り出しを考慮した屈折率を選定する必要がある。本発明で用いる無機膜の好ましい屈折率は１．５〜２．２程度であり、密度は２．２〜３．３ｇ／ｃｍ３程度である。このような無機膜としては、例えばＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＳｉＯＮなどを挙げることができる。これらの膜は、成膜方法や成膜条件によって膜密度が変化し、それに伴って屈折率が変化することが知られている。例えば特開２００３−２６２７５０号公報には、ＳｉＯＮ膜成膜時の窒素ガス供給量によって屈折率が変化することが開示されている。さらに、ＳｉＯＮ膜はＳｉＯ２からＳｉＮまで膜の組成を広く変化させることができるため、屈折率の制御範囲も広げることができる。
【発明の効果】
【００４０】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。
【００４１】
ＯＬＥＤなどに必要な光取出し機能と、水分や酸素の封止機能とを兼ね備えた封止膜を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】（ａ）は、屈折率が異なる物質の界面における光の反射・屈折の様子を模式的に示した図、（ｂ）は、２つの界面を光が透過する場合を模式的に示した図、（ｃ）は、１つの界面を通過した光が次の界面で全反射を受ける様子を模式的に示した図である。
【図２】ＯＬＥＤの発光層内で発光した光がＯＬＥＤ内をどのように伝搬していくかを模式的に示した図である。
【図３】本発明の実施の形態１である封止膜を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２である封止膜を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明の封止膜を用いたトップエミッション型ＯＬＥＤの構成を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
（実施の形態１）
図３は、本発明の一実施の形態である、光取出し機能と封止機能とを備えた封止膜を模式的に示す断面図である。
【００４４】
図３に示すように、基板１０上には、光散乱のための第１の粒子３２と吸湿のための第２の粒子３３とが分散された有機樹脂膜３１からなる封止膜３０が形成されている。なお、第１の粒子３２の粒径および第２の粒子３２の粒径は、それぞれ分布を持つため、平均的な粒径を中心に粒径にばらつきがある。
【００４５】
本実施の形態１では、有機樹脂膜３１にエポキシ樹脂を用いた。まず、エポキシモノマーを光硬化させるため、エポキシモノマー１００重量部に対して酸発生剤５重量部と光増感剤１重量部とを混合し、組成物を得た。
【００４６】
上記エポキシモノマーには、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル  ３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート(3、4-Epoxycyclohexylmethyl 3、4-epoxycyclohexanecarboxylate)、酸発生剤には、ジフェニルイオドニウムヘキサフルオロフォスフェート(Diphenyliodonium hexafluorophosphate)、光増感剤には、９，１０−ジブトキシアントラセン(9、10-dibutoxyanthracene)をそれぞれ用いた。そこに第１の粒子３２を２５ｗｔ％混合し、回転撹拌、超音波処理により粒子を分散させた。
【００４７】
第１の粒子３２にはＺｒＯ２（平均粒径０．５７μｍ、１μｍ、および２μｍ）、ＢａＴｉＯ２（平均粒径４００ｎｍ、および１μｍ）、ＴｉＯ２（平均粒径２μｍ）をそれぞれ用いた。なお、第１の粒子３２の表面処理は何も行っていない。さらに、第２の粒子３３として、無水ＣａＯ粒子（平均粒径３μｍ）をモノマー組成物の重量に対して１０ｗｔ％混合し、同様に分散させた。上記の操作は、吸湿を避けるために乾燥窒素雰囲気下で行った。
【００４８】
得られた混合物をスピンコーター（回転数５０００ｒｐｍ）によりガラス製の基板１０上に成膜後、ＵＶ−ＬＥＤランプを用いて膜を硬化させた。ＵＶ−ＬＥＤランプは、中心波長３７５ｎｍ、出力１２ｍＷ／ｃｍ２のものを用い、６０秒間照射した。これらの操作も窒素雰囲気下で行った。このようにして膜厚が約１０μｍの封止膜３０を得た。次に、この封止膜３０をガラス基板上に形成されたボトムエミッション型ＯＬＥＤ素子のガラス基板側に、屈折率調整液を介して取り付けた。ガラス基板に封止膜３０を取り付けた場合と取り付けなかった場合のＯＬＥＤから放出される光の量を、積分球を用いて評価したところ、取り付けなかった場合に対する取り付けた場合の光量の比は、表１のようになった。
【００４９】
【表１】
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【００５０】
本実施の形態１では、樹脂（有機樹脂膜３１）に光硬化型の脂環式エポキシ樹脂を用いたが、それに限るものではない。短時間のＵＶ光照射により、ＯＬＥＤにダメージを与えずに光硬化する樹脂や、１００℃程度の温度で熱硬化する樹脂であって、透過率が９０％以上の透明樹脂であればよい。このような樹脂としては、例えばエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられる。エポキシ系樹脂は、比較的光照射に対してダメージを受けにくく、光照射による脱ガスが少ないこと、熱硬化まで含めると硬化方法や硬化条件の選択肢が広がること、等の利点がある。アクリル系樹脂およびメタクリル系樹脂は、透過率が高く、硬化の選択肢がきわめて多いことなどの利点がある。シリコーン系樹脂は、透明性が極めて高く、かつ光照射に対して極めて安定である利点がある。この他にもビニル系樹脂、ウレタン系樹脂、セルロース系樹脂などの選択肢がある。
【００５１】
光散乱のための粒子（第１の粒子３２）も本実施の形態１で取り上げた３種類に限るものではない。透明で安定、かつ屈折率が樹脂より大きければよい。このような粒子としては、例えばＺｎＯｘ、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３などが挙げられる。粒子の大きさについても上記で挙げたものに限定されるものではない。平均粒径が２００ｎｍ〜１０μｍの大きさで、下記濃度範囲であれば、概ね光取り出し量を少なくとも１．３倍程度まで増やすことができた。４００ｎｍ〜２μｍであれば少なくとも１．５倍程度まで増やすことができた。粒子の濃度についても上記に限定されるものではない。粒子の濃度が樹脂の重量に対して２ｗｔ％〜５０ｗｔ％であれば、１．３倍以上の光取り出し量を得ることができた。さらに、５〜３０ｗｔ％であれば概ね１．４倍、１０〜２５ｗｔ％であれば概ね１．５倍以上の光取り出し量の増加が可能であった。粒子種、平均粒径共に単一のものに限られるわけではなく、複数種のものが混合されていてもよい。
【００５２】
また、吸湿のための粒子（第２の粒子３３）も上記したものに限定されるわけではない。ＣａＯ以外のアルカリ土類金属酸化物（例えばＭｇＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ）、アルカリ金属酸化物（例えばＬｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ）、金属ハロゲン化物（例えばＣａＣｌ２、ＭｇＣｌ２、ＳｒＣｌ２、ＹＣｌ２、ＣｕＣｌ、ＣｓＦ、ＴａＦ２）、金属硫化物（例えばＬｉ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４、ＣａＳＯ４、ＭｇＳＯ４）など、他の吸湿性を有する物質であってもよい。粒径に関しても、本実施の形態１では平均粒径が３μｍの物を用いたが、光の波長の数分の１から１０倍程度の大きさの粒子を使っても問題はない。粒径が少なくともこの範囲内にあるか、この範囲内に分布していればよい。さらに、こうした粒子を、粒子の種類、粒径について複数種含んでいてもよい。
【００５３】
封止膜３０の形成方法に関しても、本実施の形態１ではスピンコーターを使用したが、それに限定されるものではない。
【００５４】
（実施の形態２）
本実施の形態２の封止膜は、光取り出し機能および封止機能を付与した有機膜と無機膜との積層膜によって構成される。図４は、この構成を模式的に示す断面図である。
【００５５】
まず、ガラス製の基板１０上にスパッタリング法でＳｉＯＮからなる無機膜４１ａを成膜する。成膜時のガス流量を調節し、膜中の酸素原子（Ｏ）と窒素原子（Ｎ）との比率（Ｏ：Ｎ）が概ね７：３となるように成膜した。このときの膜密度は３ｇ／ｃｍ２、屈折率は１．８であった。膜厚はおおよそ１００ｎｍとした。
【００５６】
次に、無機膜４１ａ上に前記実施の形態１と同様にして、光散乱用の粒子（第１の粒子）と吸湿用の粒子（第２の粒子）とを分散させた有機樹脂膜３１ａを成膜した。この操作を繰り返し、無機膜４１ａ、４１ｂ、４１ｃと有機樹脂膜３１ａ、３１ｂ、３１ｃとからなる組が３層積み重なった積層膜を得る。最後に、この積層膜上に無機膜４１ｄを同様にして成膜し、有機膜と無機膜の積層構造からなる封止膜４０を得た。
【００５７】
無機膜の組成はＳｉＯＮに限るわけではない。酸素原子（Ｏ）の比率を下げることにより膜の密度が上がり、バリア性が上がる反面、着色が生じる欠点を有する。一方、酸素原子（Ｏ）の比率を上げることにより膜の屈折率が下がり、有機膜と無機膜との界面で反射によるロスが少なくなる反面、膜の密度が小さくなり、バリア性が低下する。
【００５８】
また、無機膜４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄのそれぞれの組成や膜厚は各層で異なっていてもよい。これにより、例えば空気に接する側の無機膜の透湿性を上げておくことにより、より寿命を長くすることが可能である。この場合、他の無機膜の屈折率を低くして、ＯＬＥＤの発光層側から入射する光を封止膜４０により多く取り込む工夫をしておくことにより、大気と接する高屈折率の無機膜と空気層との間に形成される大きな屈折率差による反射のロスを少なくすることができる。さらに、無機膜の層数も４層に限定されるわけではない。
【００５９】
同様に、有機樹脂膜３１ａ、３１ｂ、３１ｃの組成も全ての層で同一である必要はない。例えば、より発光層側に近い膜に光散乱のための粒子（第１の粒子）を高濃度に設定し、より空気側に近い層では吸湿のための粒子（第２の粒子）を高濃度に設定することにより、散乱機能を損ねることなく、吸湿性を高めることができる。さらに、有機樹脂膜の層数も３層に限定されるわけではない。
【００６０】
また、本実施の形態２では、基板１０上に最初に無機膜４１ａを形成したが、最初に有機樹脂膜３１ａを形成してもよい。無機膜を最初に形成した場合は、有機樹脂膜の形成に際し、無機膜が下地へのバリア膜として働くという利点がある。
【００６１】
（実施の形態３）
図５は、前記実施の形態２の封止膜４０を用いたトップエミッション型ＯＬＥＤの構成を模式的に示す断面図である。図５に示すように、トップエミッション型ＯＬＥＤは、基板１０上に反射電極１１、有機発光層を含む有機分子層１２、透明電極１３、封止膜４０をこの順に積層した構成になっている。カソードを構成する反射電極１１は、銀（Ａｇ）やＡｌ（アルミニウム）のような光を反射する金属からなり、アノードを構成する透明電極１３は、ＩＴＯやＩＺＯなどからなる。
【００６２】
上記ＯＬＥＤの形成手順は、特許文献４（特開２０１０−０６７４６４号公報）中、第２の実施形態に記載の方法に従った。また、ＯＬＥＤを構成する各層は、ダメージを防ぐために、真空装置内で成膜した。次に、透明電極１３上に封止膜４０を形成する。但し、前記実施の形態２では、ガラス基板上に封止膜４０を形成したが、本実施の形態３では、透明電極１３上に封止膜４０を形成する。この場合、透明電極１３上に最初に成膜するのは、有機膜ではなく、無機膜であることが望ましい。これは、有機膜を成膜する際の液状モノマーと硬化の際に照射するＵＶ光による下地層（ＯＬＥＤ）へのダメージを防ぐことができるためである。
【００６３】
ＯＬＥＤ上に封止膜４０を形成する場合は、透明電極１３が仮封止膜として機能するので、その後の有機膜の形成は大気下で手早く行うことも可能である。しかし、その際に大気中の水分が各膜の表面に吸着したり、各膜が吸湿したりすることを防ぐため、乾燥不活性ガス下で行うことが望ましい。また、真空層と乾燥不活性ガス環境間の搬送時にも、大気に晒さずに真空装置のロードロック室と乾燥不活性ガス環境間を移動することが望ましい。
【００６４】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００６５】
本発明の封止膜は、ＯＬＥＤの封止膜だけでなく、光取出し機能と、水分や酸素の封止機能とを兼ね備えた機能性膜として各種分野で利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、ＯＬＥＤなどに必要な光取出し機能と封止機能とを備えた封止膜に利用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１０  基板
１１  反射電極
１２  有機分子層
１３  透明電極
１４  透明ガラス層（封止層）
１５  空気層
２１  発光点
２２〜２７  経路
３０  封止膜
３１、３１ａ〜３１ｃ  有機樹脂膜
３２  第１の粒子
３３  第２の粒子
４０  封止膜
４１ａ〜４１ｄ  無機膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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