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透明封止材
-光デバイス分野における開発動向-

　本調査レポートで取り上げる「透明封止材」は、封止材の中でもLED、有機EL、光センサなどの光学デバイスおよび太陽電池モジュール用封止など、透明性が要求される素子・基板の封止に用いられる材料に特化した封止材です。こうした分野での技術展開のスピードは加速度的であり、これらの進展を支える基幹要素技術としての透明封止材の改良・開発には大きな期待が寄せられています。透明封止材の性能には、透明性や集光性・光伝送効率・波長変換機能などの光学特性を維持しつつ、かつ耐久性などの本来の封止性能を満足することが求められます。そのバランスレベルはますます高度化しており、透明封止材の技術開発の重要性は増大し活発な開発活動が展開されています。
　本調査レポートは、こうした背景にある透明封止材(樹脂材料、他)および関連する封止・デバイス技術における技術課題と開発動向を最近の報告資料や特許などを基に纏めたものです。

★ 透明封止材の要求性能・用途・種類・市場動向を概説
★ 透明封止材に関連する最近の特許を俯瞰し技術課題と開発動向の解析
★ 透明封止材用途分野のプロセス技術を紹介
★ 透明封止材の周辺技術 ☆半導体用封止材・副資材(改質用添加剤、接着剤など) 　　
  　　 ☆封止成形技術の開発動向を紹介


　　　　□体裁　A4判　306ページ
　　　　□定価　71,400円(本体68,000円、消費税3,400円)
　　　　□送料　弊社負担
　　　　□発行　2011年2月

章 目 次

第1章　透明封止材概説
第2章　特許からみた透明封止材の技術開発動向
第3章　光学デバイス分野における透明封止材の開発動向
第4章　太陽電池分野における透明封止材の開発動向
第5章　透明封止材用途分野におけるデバイスのプロセス技術の開発動向
第6章　透明封止材の周辺技術の開発動向
第7章　透明封止材の主要技術課題と開発動向(まとめ)
＜巻末＞　透明封止材に関連する公開特許例

 

詳　細　目　次

  頁
第1章　透明封止材概説 1
　1.1　序論 1
　　1.1.1　透明封止材 1
　　1.1.2　透明封止材に要求される性能 1
　　1.1.3　透明封止材の主用途 2
　　　(1)　LED、有機EL分野 3
　　　(2)　太陽電池分野 4
　1.2　代表的な透明封止材の種類とその改良 5
　　1.2.1　エポキシ樹脂系透明封止材 5
　　　(1)　エポキシ樹脂系透明封止材の特徴 5
　　　(2)　エポキシ樹脂の種類とその改良 6
　　　(3)　エポキシ樹脂系組成物の改良 7
　　1.2.2　シリコーン樹脂系透明封止材 7
　　　(1)　シリコーン樹脂系透明封止材の特徴 7
　　　(2)　シリコーン樹脂系封止材の種類と技術課題 8
　　1.2.3　エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂(EVA)系透明封止材 9
　　　(1)　エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂(EVA) 9
　　　(2)　EVA系透明封止材の現状とその改良方向(太陽電池分野) 9
　1.3　透明封止材の市場動向 10
　　1.3.1　LED用封止材の市場動向 10
　　1.3.2　有機EL用シール材の市場動向 11
　　1.3.3　太陽電池用封止材およびバックシートの市場動向 12
　1.4　透明封止材の用途分野の動向 13
　　1.4.1　LED(発光ダイオード) 14
　　1.4.2　有機EL 18
　　1.4.3　光センサ 22
　　1.4.4　太陽電池 24
　　　(1)　シリコンモジュール太陽電池 24
　　　(2)　色素増感太陽電池 26
第2章　特許からみた透明封止材の技術開発動向 28
　2.1　透明封止材の関連特許の検索 28
　2.2　用途別技術課題 30
　　2.2.1　材料設計出願での用途別技術課題 31
　　2.2.2　デバイス封止技術(構成・製法)出願での用途別技術課題 32
　2.3　種類別技術課題と解決策(出願例) 33
　　2.3.1　光学デバイス分野における種類別技術課題と解決策 33
　　　(1)　LED用封止材の種類別出願件数 33
　　　(2)　LED用樹脂系封止材の種類別技術課題 34
　　　(3)　LED用エポキシ樹脂系封止材の出願例 35
　　　(4)　LED用シリコーン樹脂系封止材の出願例 37
　　　(5)　LED用エポキシ・シリコーン複合系樹脂封止材の出願例 39
　　　(6)　その他のLED用樹脂系封止材の出願例 40
　　　(7)　LED用セラミック系封止材の出願例 42
　　　(8)　有機EL用封止材の出願例 42
　　　(9)　光センサ用封止材の出願例 43
　　2.3.2　太陽電池分野における種類別技術課題と解決策 44
　　　(1)　太陽電池用封止材の種類別出願件数 44
　　　(2)　太陽電池用封止材の種類別技術課題 44
　　　(3)　太陽電池用EVA樹脂系封止材の出願例 45
　　　(4)　太陽電池用エチレン系共重合樹脂封止材(EVA除く)の出願例 46
　　　(5)　その他の太陽電池用樹脂系封止材の出願例 47
　　　(6)　太陽電池裏面封止用樹脂組成物の出願例 48
　　　(7)　色素増感型太陽電池用封止材の出願例 49
　　2.3.3　主用途限定のない種類別技術課題と解決策の出願例 50
　2.4　透明封止材関連の出願人別出願件数 53
第3章　光学デバイス分野における透明封止材の開発動向 62
　3.1　LED用透明封止材の開発動向 62
　　3.1.1　LED用封止材の現状と今後の課題 62
　　3.1.2　高発熱LED用複合材料の設計 65
　　3.1.3　LED用エポキシ樹脂系封止材の開発動向(開発事例) 67
　　　(1)　光半導体封止用エポキシ樹脂の現状と今後(日東電工) 67
　　　(2)　耐リフロー性を向上した透明封止材料(パナソニック電工) 70
　　　(3)　LED封止用エポキシ樹脂の熱衝撃性改良(ファインポリマーズ) 74
　　3.1.4　LED用シリコーン樹脂系封止材の開発動向(開発事例) 76
　　　(1)　LED用シリコーン封止材(信越化学工業) 76
　　　(2)　シリコーン系LED用封止材(ダイボンド材・バッファー材)
　　　　　(信越化学工業) 79
　　　(3)　シリコーンの特性とLED封止材への適用(東レ・ダウコーニング) 82
　　　(4)　高輝度LEDシリコーン封止材(東レ・ダウコーニング) 85
　　　(5)　LED用シリコーン樹脂(モメンティブ　パフォーマンスマテリアルズ) 87
　　　(6)　LED用シリコーン系封止材(ペルノックス) 89
　　3.1.5　LED用新規樹脂系封止材の開発動向(開発事例) 91
　　　(1)　有機無機ハイブリッド材料のLED封止材への応用(東亞合成) 91
　　　(2)　シルセスキオキサン骨格エポキシ樹脂を用いたLED用封止材の開発
　　　　　(ナガセケムテックス) 94
　　　(3)　ゾルゲルガラスで封止した白色LED用赤色蛍光体の信頼性向上
　　　　　(埼玉大学・三菱化学科学技術研究センター) 97
　　　(4)　ゾルゲルガラスで封止したEu錯体含有蛍光薄膜の信頼性向上
　　　　　(埼玉大学・三菱化学科学技術研究センター) 98
　　　(5)　ゾルゲルガラスで封止したナノ粒子Eu錯体の劣化特性(埼玉大学) 99
　　3.1.6　LED用無機系封止材の開発動向(開発事例) 99
　　　(1)　セラミックパッケージからみた高出力LEDの放熱設計
　　　　　(住友金属エレクトロデバイス) 99
　　　(2)　結晶化ガラス蛍光板による青色LEDの白色化
　　　　　(京都大学・日本電気硝子) 102
　3.2　有機EL用透明封止材の開発動向(開発事例) 105
　　　(1)　有機ELディスプレイ用紫外線硬化型シール材(ナガセケムテックス) 105
　　　(2)　プラズマCVD-SiNx / プラズマ重合CNx:H積層保護膜の薄膜有機EL素子への応用
　　　　　(豊田中央研究所)		 108
第4章　太陽電池分野における透明封止材の開発動向 111
　4.1　太陽電池用封止材(封止フィルム)の開発動向 111
　　4.1.1　太陽電池用封止材(封止フィルム)の開発事例 111
　　　(1)　太陽電池封止材用のEVA樹脂(三井・デュポンポリケミカル) 111
　　　(2)　太陽電池封止材用のアイオノマー樹脂「ハイミラン」
　　　　　(三井・デュポンポリケミカル) 112
　　　(3)　太陽電池封止材の改質による発電効率の向上
　　　　　(サンビック、産業技術総合研究所) 113
　　　(4)　太陽電池封止用PVB(ポリビニルブチラール)
　　　　　フィルム(クラレ) 115
　　　(5)　太陽電池封止用イソブチレン系樹脂(カネカ) 117
　　　(6)　太陽電池封止用共押出フィルム(クレハ) 118
　　4.1.2　太陽電池封止フィルムの評価技術 119
　　　(1)　太陽電池封止システム構成材料としての
　　　　　EVAフィルムの特性と評価 119
　　　(2)　太陽電池モジュール用封止材の分光特性変化要因
　　　　　(産業技術総合研究所) 122
　4.2　太陽電池用バックシート(裏面保護フィルム)の開発動向 125
　　4.2.1　太陽電池用バックシートの開発動向 125
　　　(1)　保護フィルム(バックシート)の概要 125
　　　(2)　保護フィルム(バックシート)に要求される機能と特性 125
　　　(3)　構成材料の品質特性 126
　　4.2.2　バリアフィルム技術の最新動向(太陽電池用バックシート向け、他) 126
　　　(1)　バリアフィルム技術の展開 126
　　　(2)　バリアフィルムのメーカー動向 126
　　4.2.3　太陽電池用バックシートの開発事例 127
　　　(1)　太陽電池保護用ハイバリアフィルムの開発(三菱樹脂) 127
　　　(2)　太陽電池モジュール用バックシート(恵和) 130
　　　(3)　脱アルミタイプの太陽電池用バックシート(大日本印刷) 131
　　　(4)　耐久性を向上したフッ素樹脂使用のバックシート(大日本印刷) 131
　　　(5)　バックシート用白色フッ素フィルム(東レ) 131
　　　(6)　CIGS薄膜太陽電池の高性能化技術：ケイ酸塩薄膜層を用いたアルカリ制御
　　　　　(産業技術総合研究所) 132
　　4.2.4　太陽電池用バックシートの評価技術の開発動向 134
　　　(1)　太陽電池用バックシートの要求物性(実性能)と評価方法 134
　　　(2)　太陽電池用バックシートの特性評価(封止樹脂との適合性、他) 135
　　　(3)　バリアフィルムの水蒸気透過率の測定法
　　　　　(太陽電池用バックシート向け、他) 138
　　　(4)　太陽電池用樹脂部材の試験規格および劣化機構
　　　　　(封止樹脂、バックシート、他) 140
　　　　(a)　太陽電池に用いられる高分子材料の試験規格 140
　　　　(b)　太陽電池に用いられる高分子材料の劣化機構 141
　4.3　色素増感型太陽電池用シール材の開発動向 144
　　4.3.1　色素増感型太陽電池用シール材の開発指針 144
　　　(1)　シール・接着理論からみた色素増感型太陽電池用シール材 144
　　　(2)　色素増感型太陽電池用シール材設計の方向性 145
　　4.3.2　色素増感型太陽電池におけるシール特性評価(開発事例) 146
　4.4　有機薄膜太陽電池の開発動向 148
　　4.4.1　有機薄膜太陽電池の開発現状 148
　　4.4.2　有機薄膜太陽電池の開発事例 148
　　　(1)　カルボキシル基含有ポリチオフェンと酸化チタンとのハイブリッド化反応
　　　　　(三重大学、三重県工業研究所) 148
　　　(2)　有機太陽電池の活性層(BHJ構造)の構造制御
　　　　　(愛知工業大学) 150
　　　(3)　P3OT/P3HT/POBM複合膜で作製した有機太陽電池の性能評価
　　　　　(愛知工業大学) 152
第5章　透明封止材用途分野におけるデバイスのプロセス技術の開発動向 155
　5.1　LED・有機EL・光センサデバイスのプロセス技術 155
　　5.1.1　高輝度LED製造技術の最新動向 155
　　　(1)　MOCVDの特徴とテクノロジーマップの必要性 155
　　　(2)　高出力LEDチップ作製技術の最新動向 156
　　　　(a)　高出力LED構造 156
　　　　(b)　ウエハボンディング技術 157
　　　　(c)　基板サイズの種類 157
　　　(3)　今後の課題 158
　　5.1.2　LEDデバイスのプロセス技術(開発事例) 158
　　　(1)　LEDの組立・パッケージング技術
　　　　(フィリップス・ルミレッズ・ライティング・ジャパン) 158
　　　(2)　LED印刷封止とレンズ形成工法(サンユレック) 160
　　　(3)　LEDの劣化要因と静電気・熱抵抗測定(テクノローグ) 163
　　5.1.3　有機ELデバイスのプロセス技術 166
　　　(1)　有機ELの有機材料製膜技術と封止技術の現状と課題 166
　　　(2)　有機ELの製造装置・製造技術(成膜・封止一体化)の現状と課題 168
　　　(3)　開発事例：フレキシブル有機ELのためのインクジェットプリント技術
　　　　　(富山大学) 171
　　　(4)　開発事例：固体膜封止方式による有機ELパネルの高輝度化
　　　　　(東北デバイス) 174
　　　(5)　開発事例：有機ELデバイスの封止性能評価(東レリサーチセンター) 175
　　5.1.4　光センサ関連デバイスの封止技術 177
　　　(1)　MEMSデバイスの気密パッケージ開発動向 177
　　　(2)　開発事例：「ウエハレベルMEMSパッケージ技術」と各種センサへの応用
　　　　　(フジクラ) 179
　　　(3)　開発事例：3次元MEMS構造封止のためのSTP技術と指紋センサへの応用
　　　　　(NTTマイクロシステムインテグレーション研究所、NTTアドバンステクノロジ) 181
　　　(4)　開発事例：極細貫通電極付きガラス基板と光デバイスへの応用
　　　　　(NEC SCHOTTコンポーネンツ) 184
　5.2　太陽電池モジュールのプロセス技術(開発事例) 187
　　　(1)　太陽電池製造ラインの後工程における取り組み(日清紡績) 187
　　　(2)　太陽電池封止フィルム(PVB)のラミネート技術(クラレ) 190
　　　(3)　太陽電池用スリッターと定寸カッター装置(トーコー) 191
第6章　透明封止材の周辺技術の開発動向 195
　6.1　半導体用封止材の技術動向 195
　　6.1.1　半導体用封止材の技術動向(総論) 195
　　　(1)　トランスファーモールド用半導体封止材の概説と動向 195
　　　(2)　先端半導体封止材料の技術動向 199
　　　(3)　次世代パッケージ用薄膜材料の最新動向 202
　　6.1.2　液状封止材(開発事例) 205
　　　(1)　封止・接着用高熱伝導電気絶縁液状エポキシ樹脂
　　　　　(住友大阪セメント、利昌工業) 205
　　　(2)　PDMS系ハイブリッドの絶縁封止材料への応用(三重大学) 207
　　6.1.3　シート状封止材(開発事例) 208
　　　(1)　中空封止可能なシート状エポキシ封止材料
　　　　　(ナガセケムテックス) 209
　　　(2)　電子デバイス封止用エポキシ樹脂シート(日東電工) 212
　　　(3)　部品内蔵化超小型モジュール用のシート状封止材(パナソニック電工) 214
　　6.1.4　環境対応半導体封止材料(開発事例) 217
　　　(1)　環境対応半導体封止材料：「GEシリーズ」(日東電工) 217
　6.2　透明封止材関連の副資材の開発動向 220
　　6.2.1　添加剤による樹脂改質技術の開発動向 220
　　　(1)　樹脂用添加剤の開発動向(全般) 220
　　　(2)　樹脂用難燃剤の開発動向 224
　　　(3)　開発事例：添加剤よりみた樹脂の変色メカニズムとその防止策(ADEKA) 228
　　　(4)　開発事例：透明樹脂用コアシェル型耐衝撃改質剤の開発(ローム・アンド・ハース) 231
　　　(5)　開発事例：アクリル系ポリマーによる樹脂の改質(東亞合成) 233
　　6.2.2　ホットメルト接着剤の開発動向 235
　　　(1)　ホットメルト接着剤の概要 235
　　　(2)　UV硬化型ホットメルト接着剤の特徴 235
　　　(3)　開発事例：ホットメルト接着剤の電気電子分野への応用(住友スリーエム) 238
　　　(4)　開発事例：低圧成形絶縁封止材料としてのホットメルト接着剤(ヘンケルジャパン) 240
　　6.2.3　その他の副資材(開発事例) 242
　　　(1)　半導体パッケージのめっきプロセス用表面処理剤(日鉱マテリアルズ) 242
　　　(2)　半導体パッケージ用クリームはんだ(荒川化学工業) 243
　6.3　封止材成形技術 245
　　6.3.1　トランスファー成形技術の進歩 245
　　　(1)　トランスファー成形による半導体パッケージの封止 245
　　　(2)　トランスファー成形技術の進歩 247
　　6.3.2　圧縮成形技術の進歩 248
　　　(1)　圧縮成形による半導体パッケージの封止 248
　　　(2)　圧縮成形における成形性 249
　　　(3)　圧縮成形における樹脂の装填形態 250
　　　(4)　圧縮成形の対象製品 251
第7章　透明封止材の主要技術課題と開発動向(まとめ) 253
　7.1　光学デバイス用透明封止材の主要技術課題と開発動向 253
　　7.1.1　LED用透明封止材 254
　　7.1.2　有機EL用透明封止材 255
　　7.1.3　光センサ用封止材 255
　7.2　太陽電池用封止材の主要技術課題と開発動向 256
　　7.2.1　太陽電池用封止材(封止フィルム) 257
　　7.2.2　太陽電池用バックシート(裏面保護フィルム) 257
　　7.2.3　色素増感型太陽電池用シール材 257
　7.3　透明封止材用途分野におけるデバイスプロセス技術の主要技術課題と開発動向 257
　　7.3.1　LEDデバイスのプロセス技術 258
　　7.3.2　有機ELデバイスのプロセス技術 259
　　7.3.3　光センサ関連デバイスの封止技術 259
　　7.3.4　太陽電池モジュールにおけるプロセス技術 259
　7.4　透明封止材の周辺技術における主要技術課題と開発動向 260
　　7.4.1　半導体用封止材 261
　　7.4.2　封止材関連の副資材 261
　　7.4.3　封止材成形技術 261
＜巻末＞　透明封止材に関連する公開特許例 263
1.　LED用エポキシ樹脂系封止材 263
2.　LED用シリコーン樹脂系封止材 272
3.　LED用エポキシ・シリコーン複合系樹脂封止材 278
4.　その他のLED用樹脂系封止材 283
5.　LED用セラミック系封止材 287
6.　有機EL用封止材 289
7.　光センサ用封止材 291
8.　太陽電池用EVA樹脂系封止材 293
9.　太陽電池用エチレン系共重合樹脂封止材(EVA除く) 295
10.　その他の太陽電池用樹脂系封止材 298
11.　太陽電池裏面封止用樹脂組成物 300
12.　色素増感型太陽電池用封止材 302
13.　主用途限定のない出願例 305
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