JP2021181504A - 防湿シール材用組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】光硬化性に優れ、さらに防湿性、延伸性に優れる硬化物が得られる防湿シール材用組成物を提供する。【解決手段】(a)式[1]で代表される化合物群から選択される少なくとも一種のイソシアヌル酸系エポキシ化合物、(b)イソシアヌル酸骨格を有さない多官能エポキシ化合物、(c)多官能オキセタン化合物、及び(d)活性エネルギー線により酸又は塩基を発生する重合開始剤を含む、防湿シール材用組成物。(式中、R1は、水素原子又はメチル基を表し、L1は、炭素原子数2〜7のアルキレン基を表す。ここで、各R1は互いに同一であっても異なっていてもよく、各L1は互いに同一であっても異なっていてもよい。)【選択図】なし
Description
本発明は、防湿シール材用組成物、それから得られた硬化物及び該硬化物を搭載した有機ELディスプレイに関する。
近年、電気、電子業界において、種々の表示素子を利用したフラットパネルディスプレイ(FPD)の開発、製造が行われている。これらのディスプレイの多くは、ガラスやプラスチックなどのフラットパネルからなるセルに表示素子を封止したものである。その代表として、液晶ディスプレイ(LCD)、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(ELD)、電子ペーパー等が挙げられる。
これらのうち、ELディスプレイ、とりわけ有機ELディスプレイは自然発光ならではの高視野角、高コントラスト性に加え、高輝度、高効率、高速応答性等の点で優れており、次世代のフラットパネルディスプレイとして注目を集めている。また、電極及び発光層が非常に薄膜であるため、プラスチック基材上に形成させることで、フレキシブルなディスプレイや大型平面照明用途としての可能性も検討されている。
有機EL素子は、電子注入電極から直接、又は電子輸送層を介して発光層に注入された電子と、正孔注入電極から直接、又は正孔輸送層を介して発光層に注入された正孔との再結合により発光が生じる。このような発光機構に基づく有機EL素子の電極には、非常に活性で化学的に不安定な合金が用いられている。このため、外部からの水分や酸素による腐食、酸化を受け易く、ダークスポットと呼ばれる未発光部の形成とその著しい増加、及び経時での輝度の低下が見られる。また、有機EL素子の発光層や電荷輸送層には有機材料が用いられているため、水分や酸素により劣化を受け易く、同様にダークスポットの形成や輝度低下を招くという課題があった。
そのため、実用的な有機EL素子とするには、有機材料や電極材料に水分や酸素が入らないように、素子を効果的に封止(シール)する必要がある。FPDの封止方法としては、従来LCDの封止に用いられてきた熱硬化型エポキシ樹脂を用いる方法があるが、このような熱硬化型エポキシ樹脂では、150〜180℃という高温で2時間程度加熱させる必要があり、生産性が上がらないという課題があった。さらに、有機EL素子は、高輝度、高効率、高速応答性等の点で優れている一方で、耐熱性が低く、耐熱温度は通常80〜100℃程度である。このため、有機ELディスプレイのシールにおいては、熱硬化型エポキシ樹脂を用いても十分に加熱硬化できないという課題もあった。
これらの問題を解決するため、低温速硬化が可能な光硬化型シール材の開発が試みられている。光硬化型シール材としては、通常、光ラジカル硬化型シール材と光カチオン硬化型シール材がある。
光ラジカル硬化型シール材としては、主にアクリル系樹脂が用いられている。
一方、光カチオン硬化型シール材としては、主にエポキシ系樹脂が用いられている(例えば、特許文献1,2。)。
光ラジカル硬化型シール材としては、主にアクリル系樹脂が用いられている。
一方、光カチオン硬化型シール材としては、主にエポキシ系樹脂が用いられている(例えば、特許文献1,2。)。
上記アクリル樹脂は、多様なアクリレートモノマー、オリゴマーを使用できるという利点をもっている一方で、一般的に防湿性が不十分であり、また硬化収縮が大きく接着性が不十分であるといった課題もあり、未だ満足できる性能の材料はない。
また、上記エポキシ樹脂は、一般に接着性は比較的良好であるが、感光性、速硬化性等の光硬化性は乏しく、一般的に硬く脆いという点で課題がある。
さらに、近年では、ローラブルやフォルダブルといったフレキシブルディスプレイの開発も盛んに行われているため、光硬化性だけでなく、硬化後の機械物性、特に延伸性の高いシール材が求められていた。
しかしながら、上述の特許文献1に記載の技術では、光カチオン硬化性を向上させるために配合した、水酸基を有する化合物の水酸基による連鎖移動のため高分子量の重合体を得られず、機械物性の向上は期待できない。
また、上記エポキシ樹脂は、一般に接着性は比較的良好であるが、感光性、速硬化性等の光硬化性は乏しく、一般的に硬く脆いという点で課題がある。
さらに、近年では、ローラブルやフォルダブルといったフレキシブルディスプレイの開発も盛んに行われているため、光硬化性だけでなく、硬化後の機械物性、特に延伸性の高いシール材が求められていた。
しかしながら、上述の特許文献1に記載の技術では、光カチオン硬化性を向上させるために配合した、水酸基を有する化合物の水酸基による連鎖移動のため高分子量の重合体を得られず、機械物性の向上は期待できない。
したがって、本発明は、光硬化性に優れ、さらに防湿性、延伸性に優れる硬化物が得られる防湿シール材用組成物を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記の課題を解決するべく鋭意検討を行った結果、種々のエポキシ樹脂の中でも特定の構造を有するイソシアヌル酸系エポキシ化合物と、特定の多官能エポキシ化合物及び多官能オキセタン化合物とを含む組成物からなる硬化物が、防湿性、延伸性並びに基板や電極等に対する高い密着性を有し、例えば有機EL素子等の防湿シール材として優れていることを見出し本発明に至った。
すなわち、本発明は、第1観点として、(a)式[1]で表される化合物及び式[2]で表される化合物からなる群から選択される少なくとも一種のイソシアヌル酸系エポキシ化合物、(b)イソシアヌル酸骨格を有さない多官能エポキシ化合物、(c)多官能オキセタン化合物、及び(d)活性エネルギー線により酸又は塩基を発生する重合開始剤を含む、防湿シール材用組成物に関し、
(式中、R1は、水素原子又はメチル基を表し、L1は、炭素原子数2〜7のアルキレン基を表す。ここで、各R1は互いに同一であっても異なっていてもよく、各L1は互いに同一であっても異なっていてもよい。)
(式中、R2は、水素原子又はメチル基を表し、L2は、炭素原子数1〜5のアルキレン基を表し、Aは、(n+1)価のエーテル結合を含んでいてもよい脂肪族炭化水素基を表し、nは、2〜5の整数を表す。ここで、各R2は互いに同一であっても異なっていてもよく、各L2は互いに同一であっても異なっていてもよく、各Aは互いに同一であっても異なっていてもよく、各nは互いに同一であっても異なっていてもよい。)
第2観点として、前記(b)イソシアヌル酸骨格を有さない多官能エポキシ化合物が、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールF型エポキシ樹脂、及び脂環式ポリグリシジルエーテル型エポキシ樹脂からなる群から選ばれる少なくとも一種である、第1観点に記載の防湿シール材用組成物に関し、
第3観点として、前記(b)イソシアヌル酸骨格を有さない多官能エポキシ化合物が、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールFジグリシジルエーテル、及びジシクロペンタジエンジメタノールジグリシジルエーテルからなる群から選ばれる少なくとも一種である、第2観点に記載の防湿シール材用組成物に関し、
第4観点として、前記(b)イソシアヌル酸骨格を有さない多官能エポキシ化合物が、ビスフェノールFジグリシジルエーテルである、第3観点に記載の防湿シール材用組成物に関し、
第5観点として、前記(d)活性エネルギー線により酸又は塩基を発生する重合開始剤が光酸発生剤である、第1観点乃至第4観点のうち何れか一つに記載の防湿シール材用組成物に関し、
第6観点として、前記(a)イソシアヌル酸系エポキシ化合物が前記式[1]で表される化合物である、第1観点乃至第5観点のうち何れか一つに記載の防湿シール材用組成物に関し、
第7観点として、その硬化物のJIS Z 0208(1976)の防湿包装材の透湿度試験方法のカップ法の条件B(温度40℃、相対湿度90%)により測定された透湿度が、厚さ100μm換算で20g/m2・24h以下である、第1観点乃至第6観点のうち何れか一項に記載の防湿シール材用組成物に関し、
第8観点として、有機ELディスプレイ防湿シール材用組成物である、第1観点乃至第7観点のうち何れか一つに記載の防湿シール材用組成物に関し、
第9観点として、第1観点乃至第7観点のうち何れか一つに記載の防湿シール材用組成物を硬化してなる硬化物に関し、
第10観点として、第9観点に記載の硬化物を搭載する、有機ELディスプレイに関する。
すなわち、本発明は、第1観点として、(a)式[1]で表される化合物及び式[2]で表される化合物からなる群から選択される少なくとも一種のイソシアヌル酸系エポキシ化合物、(b)イソシアヌル酸骨格を有さない多官能エポキシ化合物、(c)多官能オキセタン化合物、及び(d)活性エネルギー線により酸又は塩基を発生する重合開始剤を含む、防湿シール材用組成物に関し、
第2観点として、前記(b)イソシアヌル酸骨格を有さない多官能エポキシ化合物が、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールF型エポキシ樹脂、及び脂環式ポリグリシジルエーテル型エポキシ樹脂からなる群から選ばれる少なくとも一種である、第1観点に記載の防湿シール材用組成物に関し、
第3観点として、前記(b)イソシアヌル酸骨格を有さない多官能エポキシ化合物が、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールFジグリシジルエーテル、及びジシクロペンタジエンジメタノールジグリシジルエーテルからなる群から選ばれる少なくとも一種である、第2観点に記載の防湿シール材用組成物に関し、
第4観点として、前記(b)イソシアヌル酸骨格を有さない多官能エポキシ化合物が、ビスフェノールFジグリシジルエーテルである、第3観点に記載の防湿シール材用組成物に関し、
第5観点として、前記(d)活性エネルギー線により酸又は塩基を発生する重合開始剤が光酸発生剤である、第1観点乃至第4観点のうち何れか一つに記載の防湿シール材用組成物に関し、
第6観点として、前記(a)イソシアヌル酸系エポキシ化合物が前記式[1]で表される化合物である、第1観点乃至第5観点のうち何れか一つに記載の防湿シール材用組成物に関し、
第7観点として、その硬化物のJIS Z 0208(1976)の防湿包装材の透湿度試験方法のカップ法の条件B(温度40℃、相対湿度90%)により測定された透湿度が、厚さ100μm換算で20g/m2・24h以下である、第1観点乃至第6観点のうち何れか一項に記載の防湿シール材用組成物に関し、
第8観点として、有機ELディスプレイ防湿シール材用組成物である、第1観点乃至第7観点のうち何れか一つに記載の防湿シール材用組成物に関し、
第9観点として、第1観点乃至第7観点のうち何れか一つに記載の防湿シール材用組成物を硬化してなる硬化物に関し、
第10観点として、第9観点に記載の硬化物を搭載する、有機ELディスプレイに関する。
エポキシ樹脂は、耐熱性、耐絶縁性及び密着性に優れる。この中でも、本発明の特徴であるイソシアヌル酸系エポキシ化合物は、極性元素を多く含むその構造から、各種基材等に対する密着性に優れるものであり、またイソシアヌル酸骨格とエポキシ環との間に有するアルキレン基或いはアルキレン基及びエステル結合を含むその構造から、延伸性に優れ
るものであるので、シアヌル酸骨格を含まない多官能のエポキシ化合物及び多官能オキセタン化合物と硬化させることにより、密着性、防湿性及び延伸性に優れるシール材となり得る。
また、エポキシ環及びオキセタン環は酸又は塩基の存在下での反応性が高いので、活性エネルギー線により酸又は塩基を発生する重合開始剤を使用することで、加熱することなく光等の活性エネルギー線の照射により反応が進行する。
したがって、本発明によれば、光硬化性に優れ、さらに防湿性、延伸性に優れる硬化物が得られる防湿シール材用組成物を提供できる。
また、本発明によれば、活性エネルギー線により硬化し、防湿性及び延伸性に優れる硬化物が得られるので、有機ELディスプレイのように耐熱性が低く、水分や酸素により劣化を受けやすい機器の防湿シール材として有用な硬化物(防湿シール材)を提供できる。
るものであるので、シアヌル酸骨格を含まない多官能のエポキシ化合物及び多官能オキセタン化合物と硬化させることにより、密着性、防湿性及び延伸性に優れるシール材となり得る。
また、エポキシ環及びオキセタン環は酸又は塩基の存在下での反応性が高いので、活性エネルギー線により酸又は塩基を発生する重合開始剤を使用することで、加熱することなく光等の活性エネルギー線の照射により反応が進行する。
したがって、本発明によれば、光硬化性に優れ、さらに防湿性、延伸性に優れる硬化物が得られる防湿シール材用組成物を提供できる。
また、本発明によれば、活性エネルギー線により硬化し、防湿性及び延伸性に優れる硬化物が得られるので、有機ELディスプレイのように耐熱性が低く、水分や酸素により劣化を受けやすい機器の防湿シール材として有用な硬化物(防湿シール材)を提供できる。
<防湿シール材用組成物>
本発明の防湿シール材用組成物は、例えば有機ELディスプレイにおいて、有機EL素子を効果的に封止するための防湿シール材を形成するために用いられる防湿シール材用組成物であって、上記(a)式[1]で表される化合物及び式[2]で表される化合物から選択されるイソシアヌル酸系エポキシ化合物、(b)イソシアヌル酸骨格を有さない多官能エポキシ化合物、(c)多官能オキセタン化合物、及び(d)活性エネルギー線により酸又は塩基を発生する重合開始剤を含む、防湿シール材用組成物である。
本発明の防湿シール材用組成物は、例えば有機ELディスプレイにおいて、有機EL素子を効果的に封止するための防湿シール材を形成するために用いられる防湿シール材用組成物であって、上記(a)式[1]で表される化合物及び式[2]で表される化合物から選択されるイソシアヌル酸系エポキシ化合物、(b)イソシアヌル酸骨格を有さない多官能エポキシ化合物、(c)多官能オキセタン化合物、及び(d)活性エネルギー線により酸又は塩基を発生する重合開始剤を含む、防湿シール材用組成物である。
[(a)成分]
<式[1]で表されるエポキシ化合物>
上記式[1]中、R1は、水素原子又はメチル基を表し、L1は、炭素原子数2〜7のアルキレン基を表す。ここで、各R1は互いに同一であっても異なっていてもよく、各L1は互いに同一であっても異なっていてもよい。
L1が表す炭素原子数2〜7のアルキレン基としては、例えば、エチレン基、トリメチレン基、1−メチルエチレン基、テトラメチレン基、1−メチルトリメチレン基、1,1−ジメチルエチレン基、ペンタメチレン基、1−メチルテトラメチレン基、2−メチルテトラメチレン基、1,1−ジメチルトリメチレン基、1,2−ジメチルトリメチレン基、2,2−ジメチルトリメチレン基、1−エチルトリメチレン基、ヘキサメチレン基、1−メチルペンタメチレン基、2−メチルペンタメチレン基、3−メチルペンタメチレン基、1,1−ジメチルテトラメチレン基、1,2−ジメチルテトラメチレン基、2,2−ジメチルテトラメチレン基、1−エチルテトラメチレン基、1,1,2−トリメチルトリメチレン基、1,2,2−トリメチルトリメチレン基、1−エチル−1−メチルトリメチレン基、1−エチル−2−メチルトリメチレン基、シクロヘキサン−1,4−ジイル基、ヘプタメチレン基等が挙げられる。中でも、トリメチレン基、ヘキサメチレン基が好ましい。
<式[1]で表されるエポキシ化合物>
上記式[1]中、R1は、水素原子又はメチル基を表し、L1は、炭素原子数2〜7のアルキレン基を表す。ここで、各R1は互いに同一であっても異なっていてもよく、各L1は互いに同一であっても異なっていてもよい。
L1が表す炭素原子数2〜7のアルキレン基としては、例えば、エチレン基、トリメチレン基、1−メチルエチレン基、テトラメチレン基、1−メチルトリメチレン基、1,1−ジメチルエチレン基、ペンタメチレン基、1−メチルテトラメチレン基、2−メチルテトラメチレン基、1,1−ジメチルトリメチレン基、1,2−ジメチルトリメチレン基、2,2−ジメチルトリメチレン基、1−エチルトリメチレン基、ヘキサメチレン基、1−メチルペンタメチレン基、2−メチルペンタメチレン基、3−メチルペンタメチレン基、1,1−ジメチルテトラメチレン基、1,2−ジメチルテトラメチレン基、2,2−ジメチルテトラメチレン基、1−エチルテトラメチレン基、1,1,2−トリメチルトリメチレン基、1,2,2−トリメチルトリメチレン基、1−エチル−1−メチルトリメチレン基、1−エチル−2−メチルトリメチレン基、シクロヘキサン−1,4−ジイル基、ヘプタメチレン基等が挙げられる。中でも、トリメチレン基、ヘキサメチレン基が好ましい。
上記式[1]で表される化合物は、例えば、イソシアヌル酸及び脱離基Xを有するオレフィン化合物を出発原料として、従来公知(例えば、国際公開第2010/092947号パンフレット、特開2012−25688号公報等に記載)のエポキシドの合成方法によって製造可能である。
具体的には、イソシアヌル酸と、CH2=CR1−L1−Xで表されるオレフィン化合物とを反応させて不飽和結合を有するオレフィン置換イソシアヌレート(中間体)を製造した後、該化合物(中間体)と過酸化物を反応させて、上記式[1]で表されるエポキシ化合物を製造することができる。一例として、合成スキームを以下に示す。
なお、脱離基Xは、イソシアヌル酸のN−H基と反応する基であれば特に限定されないが、例えば、ヒドロキシ基、メタンスルホニルオキシ基、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基、トルエンスルホニルオキシ基、ニトロベンゼンスルホニルオキシ基、アセトキシ基、トリフルオロアセトキシ基、ハロゲン原子等が挙げられる。
上記式中、R1及びL1は前記と同じ意味を表す。
具体的には、イソシアヌル酸と、CH2=CR1−L1−Xで表されるオレフィン化合物とを反応させて不飽和結合を有するオレフィン置換イソシアヌレート(中間体)を製造した後、該化合物(中間体)と過酸化物を反応させて、上記式[1]で表されるエポキシ化合物を製造することができる。一例として、合成スキームを以下に示す。
なお、脱離基Xは、イソシアヌル酸のN−H基と反応する基であれば特に限定されないが、例えば、ヒドロキシ基、メタンスルホニルオキシ基、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基、トルエンスルホニルオキシ基、ニトロベンゼンスルホニルオキシ基、アセトキシ基、トリフルオロアセトキシ基、ハロゲン原子等が挙げられる。
上記エポキシ化合物としては、例えば、トリス(3,4−エポキシブチル)イソシアヌレート、トリス(4,5−エポキシペンチル)イソシアヌレート、トリス(5,6−エポキシヘキシル)イソシアヌレート、トリス(6,7−エポキシヘプチル)イソシアヌレート、トリス(7,8−エポキシオクチル)イソシアヌレート、トリス(8,9−エポキシノニル)イソシアヌレート等が挙げられる。
また上記エポキシ化合物は、市販品を好適に使用することができ、例えば、TEPIC(登録商標)−VL、同FL[何れも日産化学(株)製]等が挙げられる。これらのエポキシ化合物は、単独で又は二種以上の混合物として使用することができる。
また上記エポキシ化合物は、市販品を好適に使用することができ、例えば、TEPIC(登録商標)−VL、同FL[何れも日産化学(株)製]等が挙げられる。これらのエポキシ化合物は、単独で又は二種以上の混合物として使用することができる。
<式[2]で表される化合物>
上記式[2]中、R2は、水素原子又はメチル基を表し、L2は、炭素原子数1〜5のアルキレン基を表し、Aは、(n+1)価のエーテル結合を含んでいてもよい脂肪族炭化水素基を表し、nは、2〜5の整数を表す。ここで、各R2は互いに同一であっても異なっていてもよく、各L2は互いに同一であっても異なっていてもよく、各Aは互いに同一であっても異なっていてもよく、各nは互いに同一であっても異なっていてもよい。
L2が表す炭素原子数1〜5のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、メチルエチレン基、テトラメチレン基、1−メチルトリメチレン基、2−メチルトリメチレン基、1,1−ジメチルエチレン基、ペンタメチレン基、1−メチルテトラメチレン基、2−メチルテトラメチレン基、1,1−ジメチルトリメチレン基、1,2−ジメチルトリメチレン基、2,2−ジメチルトリメチレン基、1−エチルトリメチレン基等が挙げられる。中でも、エチレン基が好ましい。
上記式[2]中、R2は、水素原子又はメチル基を表し、L2は、炭素原子数1〜5のアルキレン基を表し、Aは、(n+1)価のエーテル結合を含んでいてもよい脂肪族炭化水素基を表し、nは、2〜5の整数を表す。ここで、各R2は互いに同一であっても異なっていてもよく、各L2は互いに同一であっても異なっていてもよく、各Aは互いに同一であっても異なっていてもよく、各nは互いに同一であっても異なっていてもよい。
L2が表す炭素原子数1〜5のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、メチルエチレン基、テトラメチレン基、1−メチルトリメチレン基、2−メチルトリメチレン基、1,1−ジメチルエチレン基、ペンタメチレン基、1−メチルテトラメチレン基、2−メチルテトラメチレン基、1,1−ジメチルトリメチレン基、1,2−ジメチルトリメチレン基、2,2−ジメチルトリメチレン基、1−エチルトリメチレン基等が挙げられる。中でも、エチレン基が好ましい。
Aが表す(n+1)価のエーテル結合を含んでいてもよい脂肪族炭化水素基としては、例えば、炭素原子数1〜10の脂肪族炭化水素から(n+1)個の水素原子を除いて誘導される、(n+1)価の基が挙げられる。またこれらの基は、任意の炭素−炭素結合間にエーテル結合(−O−)を含んでいてもよい。上記炭素原子数1〜10の脂肪族炭化水素としては、例えば、メタン、エタン、プロパン、シクロプロパン、ブタン、イソブタン、シクロブタン、ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、ネオヘキサン、ビイソプロピル、シクロヘキサン、へブタン、オクタン、2
−エチルヘキサン、ノナン、デカン、アダマンタン等が挙げられる。
具体的には、例えば、グリセリン、ジグリセリン、トリグリセリン、2−ヒドロキシ−1,4−ブタンジオール、トリメチロールメタン、1,1,1−トリメチロールエタン、1,1,1−トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、及びジペンタエリスリトールからなる群から選ばれるポリオールからヒドロキシ基を除いて誘導される(n+1)価の基が挙げられる。中でも、1,1,1−トリメチロールプロパンからヒドロキシ基を除いて誘導される3価の基が好ましい。
−エチルヘキサン、ノナン、デカン、アダマンタン等が挙げられる。
具体的には、例えば、グリセリン、ジグリセリン、トリグリセリン、2−ヒドロキシ−1,4−ブタンジオール、トリメチロールメタン、1,1,1−トリメチロールエタン、1,1,1−トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、及びジペンタエリスリトールからなる群から選ばれるポリオールからヒドロキシ基を除いて誘導される(n+1)価の基が挙げられる。中でも、1,1,1−トリメチロールプロパンからヒドロキシ基を除いて誘導される3価の基が好ましい。
上記式[2]で表される化合物は、例えば、イソシアヌル酸トリス(カルボキシアルキル)及びカルボキシル基と反応する基Y及びエーテル結合を有するオレフィン化合物を出発原料として、従来公知(例えば、国際公開第2012/128325号パンフレット等に記載)のエポキシドの合成方法によって製造可能である。
具体的には、イソシアヌル酸トリス(カルボキシアルキル)と、(CH2=CR2−CH2−O)n−A−Yで表されるオレフィン化合物とを反応させて不飽和結合を有するオレフィン置換イソシアヌレート(中間体)を製造した後、該化合物(中間体)と過酸化物を反応させて、上記式[2]で表されるエポキシ化合物を製造することができる。一例として、合成スキームを以下に示す。
なお、基Yは、イソシアヌル酸のカルボキシル基と反応する基であれば特に限定されないが、例えば、ヒドロキシ基及びハロゲン原子等が挙げられる。
上記式中、R2、L2及びAは前記と同じ意味を表す。
なお、基Yは、イソシアヌル酸のカルボキシル基と反応する基であれば特に限定されないが、例えば、ヒドロキシ基及びハロゲン原子等が挙げられる。
上記エポキシ化合物としては、例えば、1,3,5−トリス(2−(2,2−ビス(グリシジルオキシメチル)ブトキシカルボニル)エチル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス(2−(2,2−ビス(グリシジルオキシメチル)−3−(グリシジルオキシ)プロポキシカルボニル)エチル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス(2−(1−(グ
リシジルオキシメチル)−2−(グリシジルオキシ)エトキシカルボニル)エチル)イソシアヌレート等が挙げられる。中でも、1,3,5−トリス(2−(2,2−ビス(グリシジルオキシメチル)ブトキシカルボニル)エチル)イソシアヌレートが好ましい。
また上記エポキシ化合物は、市販品を好適に使用することができ、例えば、TEPIC(登録商標)−UC[日産化学(株)製]等が挙げられる。これらのエポキシ化合物は、単独で又は二種以上の混合物として使用することができる。
リシジルオキシメチル)−2−(グリシジルオキシ)エトキシカルボニル)エチル)イソシアヌレート等が挙げられる。中でも、1,3,5−トリス(2−(2,2−ビス(グリシジルオキシメチル)ブトキシカルボニル)エチル)イソシアヌレートが好ましい。
また上記エポキシ化合物は、市販品を好適に使用することができ、例えば、TEPIC(登録商標)−UC[日産化学(株)製]等が挙げられる。これらのエポキシ化合物は、単独で又は二種以上の混合物として使用することができる。
本発明の防湿シール材用組成物はイソシアヌル酸系エポキシ化合物を用いることにより、金属やセラミック等の半導体基板、半導体素子及び半導体素子と接合するリード電極等、並びに封止樹脂硬化物と優れた密着性を有する防湿シール材を形成することができる。
また、本発明のイソシアヌル酸系エポキシ化合物は、式[1]中のL1が炭素原子数2乃至7のアルキレン基を表するものであり、また式[2]中のL2が炭素原子数1〜5のアルキレン基を表し且つAが(n+1)価のエーテル結合を含んでいてもよい脂肪族炭化水素基を表すものであるので、本発明の防湿シール材用組成物は、例えば、式[1]中のL1がメチレン基を表すものを含む組成物と比して延伸性に優れる硬化物を形成することができる。
また、本発明のイソシアヌル酸系エポキシ化合物は、式[1]中のL1が炭素原子数2乃至7のアルキレン基を表するものであり、また式[2]中のL2が炭素原子数1〜5のアルキレン基を表し且つAが(n+1)価のエーテル結合を含んでいてもよい脂肪族炭化水素基を表すものであるので、本発明の防湿シール材用組成物は、例えば、式[1]中のL1がメチレン基を表すものを含む組成物と比して延伸性に優れる硬化物を形成することができる。
[(b)イソシアヌル酸骨格を有さない多官能エポキシ化合物]
イソシアヌル酸骨格を有さない多官能エポキシ化合物としては、エポキシ基を1分子中2個以上含むものであれば、特に限定されず、市販品として入手可能なものを使用できる。例えば、1,2,7,8−ジエポキシオクタン、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6−へキサンジオールジグリシジルエーテル、1,6−ジメチロールパーフルオロヘキサンジグリシジルエーテル、(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテル、(ポリ)プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールエタントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールジグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、1,4−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、ジシクロペンタジエンジメタノールジグリシジルエーテル、ジブロモフェニル=グリシジル=エーテル、2,6−ジグリシジルフェニル=グリシジル=エーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、ビス(2,7−ジグリシジルオキシナフタレン−1−イル)メタン、1,1,2,2−テトラキス(4−グリシジルオキシフェニル)エタン、1,1,3−トリス(4−グリシジルオキシフェニル)プロパン、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールSジグリシジルエーテル、テトラブロモビスフェノールAジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールヘキサフルオロアセトンジグリシジルエーテル、ビス(2,3−エポキシシクロペンチル)エーテル、1,2−ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメトキシ)エタン、エチレングリコールビス(3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート)、3,4−エポキシシクロヘキサンカルボン酸(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチル、4,5−エポキシ−2−メチルシクロヘキサンカルボン酸4,5−エポキシ−2−メチルシクロヘキシルメチル、アジピン酸ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)、1,2−エポキシ−4−(エポキシエチル)シクロヘキサン、4−(スピロ[3,4−エポキシシクロヘキサン−1,5’−[1,3]ジオキサン]−2’−イル)−1,2−エポキシシクロヘキサン、アジピン酸ジグリシジル、フタル酸ジグリシジル、テトラヒドロフタル酸ジグリシジル、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸ジグリシジル、N,N−ジグリシジル−4−グリシジルオキシアニリン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシリレンジアミン、1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、4,4’−メチレンビス(N,N−ジグリシジルアニリン)、2−(4,4−ジメチルペンタ
ン−2−イル)−5,7,7−トリメチルオクタン酸2,2−ビス(グリシジルオキシメチル)ブチル、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂、テトラフェノールエタン型エポキシ樹脂、脂環式ポリグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレンノボラック型エポキシ樹脂、アントラセンノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニレンノボラック型エポキシ樹脂、キシリレンノボラック型エポキシ樹脂、トリフェノールメタンノボラック型エポキシ樹脂、テトラキスフェノールノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエンノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
イソシアヌル酸骨格を有さない多官能エポキシ化合物としては、エポキシ基を1分子中2個以上含むものであれば、特に限定されず、市販品として入手可能なものを使用できる。例えば、1,2,7,8−ジエポキシオクタン、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6−へキサンジオールジグリシジルエーテル、1,6−ジメチロールパーフルオロヘキサンジグリシジルエーテル、(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテル、(ポリ)プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールエタントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールジグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、1,4−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、ジシクロペンタジエンジメタノールジグリシジルエーテル、ジブロモフェニル=グリシジル=エーテル、2,6−ジグリシジルフェニル=グリシジル=エーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、ビス(2,7−ジグリシジルオキシナフタレン−1−イル)メタン、1,1,2,2−テトラキス(4−グリシジルオキシフェニル)エタン、1,1,3−トリス(4−グリシジルオキシフェニル)プロパン、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールSジグリシジルエーテル、テトラブロモビスフェノールAジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールヘキサフルオロアセトンジグリシジルエーテル、ビス(2,3−エポキシシクロペンチル)エーテル、1,2−ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメトキシ)エタン、エチレングリコールビス(3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート)、3,4−エポキシシクロヘキサンカルボン酸(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチル、4,5−エポキシ−2−メチルシクロヘキサンカルボン酸4,5−エポキシ−2−メチルシクロヘキシルメチル、アジピン酸ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)、1,2−エポキシ−4−(エポキシエチル)シクロヘキサン、4−(スピロ[3,4−エポキシシクロヘキサン−1,5’−[1,3]ジオキサン]−2’−イル)−1,2−エポキシシクロヘキサン、アジピン酸ジグリシジル、フタル酸ジグリシジル、テトラヒドロフタル酸ジグリシジル、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸ジグリシジル、N,N−ジグリシジル−4−グリシジルオキシアニリン、N,N,N’,N’−テトラグリシジル−m−キシリレンジアミン、1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサン、4,4’−メチレンビス(N,N−ジグリシジルアニリン)、2−(4,4−ジメチルペンタ
ン−2−イル)−5,7,7−トリメチルオクタン酸2,2−ビス(グリシジルオキシメチル)ブチル、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂、テトラフェノールエタン型エポキシ樹脂、脂環式ポリグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレンノボラック型エポキシ樹脂、アントラセンノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニレンノボラック型エポキシ樹脂、キシリレンノボラック型エポキシ樹脂、トリフェノールメタンノボラック型エポキシ樹脂、テトラキスフェノールノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエンノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
なかでも、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールFジグリシジルエーテル、及びジシクロペンタジエンジメタノールジグリシジルエーテルからなる群から選ばれる少なくとも一種の多官能エポキシ化合物が好ましく、ビスフェノールFジグリシジルエーテルが特に好ましい。
また上記エポキシ化合物は、市販品を好適に使用することができ、例えば、jER(登録商標)825、同827、同828、同828EL、同828US、同828XA、同834、同819、同806、同806H、同807、同4004P、同152、同157S70、同630、同630LSD、同871、同1750、同YX8000、同YX8034、同YL980、同YL983U、同YX7105、同YX7110B80、同YX7400[何れも三菱ケミカル(株)製]、アデカレジン(登録商標)、同EP−4100HF、同EP−4901HF、同EP−4000S、同EP−4000L、同EP−4003S、同EP−4010S、同EP−4010L、同EP−4088S、同EP−4088L、同EP−3300E、同EP−3300S、同EP−3950S、同EP−3950L、同EP−3980S、同EPR−4030、同EP−49−23[何れも(株)ADEKA製]、EPICLON(登録商標)EXA−850CRP、同EXA−830CRP、同EXA−830LVP、同EXA−835LV、同HP−4032D、同HP−7200L、同HP−7200、同HP−7200H、同HP−7200HH、同HP−7200HHH、同HP−4700、同HP−4770、同HP−5000、同HP−6000、同EXA−4850−150、同EXA−4850−1000、同EXA−4816[何れもDIC(株)製]等が挙げられる。
これらのエポキシ化合物は、単独で又は二種以上の混合物として使用することができる。
これらイソシアヌル酸骨格を有さない多官能エポキシ化合物をイソシアヌル酸系エポキシ化合物と組み合せることにより、水分に対して十分なバリアとなる骨格が得られるので、耐透湿性の高い防湿シール材を形成することができるエポキシ樹脂組成物が得られる。
また上記エポキシ化合物は、市販品を好適に使用することができ、例えば、jER(登録商標)825、同827、同828、同828EL、同828US、同828XA、同834、同819、同806、同806H、同807、同4004P、同152、同157S70、同630、同630LSD、同871、同1750、同YX8000、同YX8034、同YL980、同YL983U、同YX7105、同YX7110B80、同YX7400[何れも三菱ケミカル(株)製]、アデカレジン(登録商標)、同EP−4100HF、同EP−4901HF、同EP−4000S、同EP−4000L、同EP−4003S、同EP−4010S、同EP−4010L、同EP−4088S、同EP−4088L、同EP−3300E、同EP−3300S、同EP−3950S、同EP−3950L、同EP−3980S、同EPR−4030、同EP−49−23[何れも(株)ADEKA製]、EPICLON(登録商標)EXA−850CRP、同EXA−830CRP、同EXA−830LVP、同EXA−835LV、同HP−4032D、同HP−7200L、同HP−7200、同HP−7200H、同HP−7200HH、同HP−7200HHH、同HP−4700、同HP−4770、同HP−5000、同HP−6000、同EXA−4850−150、同EXA−4850−1000、同EXA−4816[何れもDIC(株)製]等が挙げられる。
これらのエポキシ化合物は、単独で又は二種以上の混合物として使用することができる。
これらイソシアヌル酸骨格を有さない多官能エポキシ化合物をイソシアヌル酸系エポキシ化合物と組み合せることにより、水分に対して十分なバリアとなる骨格が得られるので、耐透湿性の高い防湿シール材を形成することができるエポキシ樹脂組成物が得られる。
本発明において、(b)イソシアヌル酸骨格を有さない多官能エポキシ化合物の使用量は、前記(a)イソシアヌル酸系エポキシ化合物100質量部に対して、例えば100〜1,000質量部、好ましくは200〜900質量部、さらに好ましくは250〜500質量部の量で使用することが好ましい。
[(c)多官能オキセタン化合物]
多官能オキセタン化合物としては、オキセタニル基を1分子中に2個以上含むものであれば特に限定されず、市販品として入手可能なものを使用できる。
多官能オキセタン化合物としては、例えば、ビス((オキセタン−3−イル)メチル)エーテル、ビス((3−メチルオキセタン−3−イル)メチル)エーテル、ビス((3−エチルオキセタン−3−イル)メチル)エーテル(DOX)、1,2−ビス((3−エチ
ルオキセタン−3−イル)メトキシ)エタン、1,2−ビス((3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ)プロパン、1,3−ビス((3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ)プロパン、1,4−ビス((3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ)ブタン、1,6−ビス((3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ)ヘキサン、1,1,1−トリス((3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシメチル)プロパン、1,2−ビス((3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ)ベンゼン、1,3−ビス((3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ)ベンゼン、1,4−ビス((3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ)ベンゼン、1,4−ビス((3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシメチル)ベンゼン(XDO)、2,2′−ビス((3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ)ビフェニル、4,4′−ビス((3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ)ビフェニル、4,4′−ビス((3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシメチル)ビフェニル、ビス((3−エチルオキセタン−3−イル)メチル)イソフタレート等が挙げられ、特にビス((3−エチルオキセタン−3−イル)メチル)エーテルが好ましい。
また上記多官能オキセタン化合物は、市販品を好適に使用することができ、例えば、アロンオキセタン(登録商標)OXT−121、同221[何れも東亞合成(株)製]、Eternacoll(登録商標)OXBP、同OXIPA[何れも宇部興産(株)製]等が挙げられる。
これらの多官能オキセタン化合物は、単独で又は二種以上を組み合わせて使用することができる。
多官能オキセタン化合物を用いることにより、短時間での硬化性に優れた防湿シール材用組成物が得られる。
多官能オキセタン化合物としては、オキセタニル基を1分子中に2個以上含むものであれば特に限定されず、市販品として入手可能なものを使用できる。
多官能オキセタン化合物としては、例えば、ビス((オキセタン−3−イル)メチル)エーテル、ビス((3−メチルオキセタン−3−イル)メチル)エーテル、ビス((3−エチルオキセタン−3−イル)メチル)エーテル(DOX)、1,2−ビス((3−エチ
ルオキセタン−3−イル)メトキシ)エタン、1,2−ビス((3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ)プロパン、1,3−ビス((3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ)プロパン、1,4−ビス((3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ)ブタン、1,6−ビス((3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ)ヘキサン、1,1,1−トリス((3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシメチル)プロパン、1,2−ビス((3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ)ベンゼン、1,3−ビス((3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ)ベンゼン、1,4−ビス((3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ)ベンゼン、1,4−ビス((3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシメチル)ベンゼン(XDO)、2,2′−ビス((3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ)ビフェニル、4,4′−ビス((3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ)ビフェニル、4,4′−ビス((3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシメチル)ビフェニル、ビス((3−エチルオキセタン−3−イル)メチル)イソフタレート等が挙げられ、特にビス((3−エチルオキセタン−3−イル)メチル)エーテルが好ましい。
また上記多官能オキセタン化合物は、市販品を好適に使用することができ、例えば、アロンオキセタン(登録商標)OXT−121、同221[何れも東亞合成(株)製]、Eternacoll(登録商標)OXBP、同OXIPA[何れも宇部興産(株)製]等が挙げられる。
これらの多官能オキセタン化合物は、単独で又は二種以上を組み合わせて使用することができる。
多官能オキセタン化合物を用いることにより、短時間での硬化性に優れた防湿シール材用組成物が得られる。
本発明において、(c)多官能オキセタン化合物の使用量は、前記(a)イソシアヌル酸系エポキシ化合物及び(b)多官能エポキシ化合物の合計100質量部に対して、例えば1〜100質量部、好ましくは2〜50質量部、さらに好ましくは5〜25質量部の量で使用することが好ましい。
[(d)活性エネルギー線により酸又は塩基を発生する重合開始剤]
重合開始剤としては、光等の活性エネルギー線により酸又は塩基を発生し、(a)イソシアヌル酸系エポキシ化合物、(b)多官能エポキシ化合物及び(c)多官能オキセタン化合物の重合を開始できればよい。これにより、本発明の防湿シール材組成物は成分(a)乃至成分(d)を混合しても直ちに硬化が生じないため、保存安定性に優れ、また十分な作業時間が得られる。
重合開始剤としては、光等の活性エネルギー線により酸又は塩基を発生し、(a)イソシアヌル酸系エポキシ化合物、(b)多官能エポキシ化合物及び(c)多官能オキセタン化合物の重合を開始できればよい。これにより、本発明の防湿シール材組成物は成分(a)乃至成分(d)を混合しても直ちに硬化が生じないため、保存安定性に優れ、また十分な作業時間が得られる。
酸を発生する重合開始剤としては、光酸発生剤を用いることができる。光酸発生剤は、光照射により直接又は間接的に酸(ルイス酸あるいはブレンステッド酸)を発生するものであれば特に限定されない。また、光酸発生剤を配合した硬化性組成物は、加熱によらず、光照射で硬化するので、耐熱性の低い有機ELディスプレイ基板用の防湿シール材として好適に使用することができる。
光酸発生剤の具体例としては、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、セレニウム塩等のオニウム塩、メタロセン錯体化合物、鉄アレーン錯体化合物、ジスルホン系化合物、スルホン酸誘導体化合物、トリアジン系化合物、アセトフェノン誘導体化合物、ジアゾメタン系化合物などを挙げることができる。
上記ヨードニウム塩としては、例えば、ジフェニルヨードニウム、4,4’−ジクロロジフェニルヨードニウム、4,4’−ジメトキシジフェニルヨードニウム、4,4’−ジ−tert−ブチルジフェニルヨードニウム、4−メチルフェニル(4−(2−メチルプロピル)フェニル)ヨードニウム、3,3’−ジニトロフェニルヨードニウム、4−(1
−エトキシカルボニルエトキシ)フェニル(2,4,6−トリメチルフェニル)ヨードニウム、4−メトキシフェニル(フェニル)ヨードニウム等のヨードニウムの、クロリド、ブロミド、メシレート、トシレート、トリフルオロメタンスルホネート、テトラフルオロボレート、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアルセネート、ヘキサフルオロアンチモネートなどのジアリールヨードニウム塩等が挙げられる。
−エトキシカルボニルエトキシ)フェニル(2,4,6−トリメチルフェニル)ヨードニウム、4−メトキシフェニル(フェニル)ヨードニウム等のヨードニウムの、クロリド、ブロミド、メシレート、トシレート、トリフルオロメタンスルホネート、テトラフルオロボレート、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアルセネート、ヘキサフルオロアンチモネートなどのジアリールヨードニウム塩等が挙げられる。
上記スルホニウム塩としては、例えば、トリフェニルスルホニウム、ジフェニル(4−tert−ブチルフェニル)スルホニウム、トリス(4−tert−ブチルフェニル)スルホニウム、ジフェニル(4−メトキシフェニル)スルホニウム、トリス(4−メチルフェニル)スルホニウム、トリス(4−メトキシフェニル)スルホニウム、トリス(4−エトキシフェニル)スルホニウム、ジフェニル(4−(フェニルチオ)フェニル)スルホニウム、トリス(4−(フェニルチオ)フェニル)スルホニウム、トリス(4−(4−アセチルフェニルチオ)フェニル)スルホニウム等のスルホニウムの、クロリド、ブロミド、トリフルオロメタンスルホネート、テトラフルオロボレート、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアルセネート、ヘキサフルオロアンチモネート、トリス(トリフルオロメチルスルホニル)メタニドなどのトリアリールスルホニウム塩等が挙げられる。
上記ホスホニウム塩としては、例えば、テトラフェニルホスホニウム、エチルトリフェニルホスホニウム、テトラ(p−メトキシフェニル)ホスホニウム、エチルトリ(p−メトキシフェニル)ホスホニウム、ベンジルトリフェニルホスホニウム等のホスホニウムの、クロリド、ブロミド、テトラフルオロボレート、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアンチモネートなどのアリールホスホニウム塩等が挙げられる。
上記セレニウム塩としては、例えば、トリフェニルセレニウムヘキサフルオロホスフェートなどのトリアリールセレニウム塩等が挙げられる。
上記鉄アレーン錯体化合物としては、例えば、ビス(η5−シクロペンタジエニル)(η6−イソプロピルベンゼン)鉄(II)ヘキサフルオロホスフェート等が挙げられる。
また、光酸発生剤は市販品として入手可能であり、例えば、CPI(登録商標)−100P、同101A、同200K、同210S、同310B、同310FG、同410S、IK−1[何れもサンアプロ(株)製]、IRGACURE(登録商標)250、同270、同290、GSID26−1[何れもBASFジャパン(株)製]、WPAG−145、同149、同170、同199、同336、同367、同370、同469、同638、同699、WPI−113、同116、同169、同170、同124[何れも富士フイルム和光純薬(株)製]等を好適に用いることができる。
これらの光酸発生剤は単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの中でも、重合開始剤として、スルホニウム塩化合物又はヨードニウム塩化合物が好ましく、例えば強酸性を示すテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアンチモネート等のアニオン種を有する化合物、特に反応時にフッ化水素を副生しない観点からテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートが好ましい。
これらの光酸発生剤は単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの中でも、重合開始剤として、スルホニウム塩化合物又はヨードニウム塩化合物が好ましく、例えば強酸性を示すテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアンチモネート等のアニオン種を有する化合物、特に反応時にフッ化水素を副生しない観点からテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートが好ましい。
本発明の防湿シール材組成物における光酸発生剤の含有量は、(a)イソシアヌル酸系エポキシ化合物、(b)多官能エポキシ化合物及び(c)多官能オキセタン化合物の合計100質量部に対して、例えば0.1〜20質量部、好ましくは0.1〜10質量部、さらに好ましくは0.5〜10質量部とすることができる。
また、塩基を発生する重合開始剤としては、光塩基発生剤を用いることができる。光塩基発生剤は、光照射により直接又は間接的に塩基(ルイス塩基あるいはブレンステッド塩基)を発生するものであれば特に限定されない。光塩基発生剤を配合した防湿シール材組成物は、加熱によらず、光照射で硬化するので、耐熱性の低い有機ELディスプレイ基板用の防湿シール材として好適に使用することができる。
光塩基発生剤としては、例えば、9−アントリルメチル=N,N−ジエチルカルバメート等のアルキルアミン系光塩基発生剤;9−アントリル=N,N−ジシクロヘキシルカルバメート、1−(9,10−アントラキノン−2−イル)エチル=N,N−ジシクロヘキシルカルバメート、ジシクロヘキシルアンモニウム=2−(3−ベンゾイルフェニル)プロピオネート、9−アントリル=N−シクロヘキシルカルバメート、1−(9,10−アントラキノン−2−イル)エチル=N−シクロヘキシルカルバメート、シクロヘキシルアンモニウム=2−(3−ベンゾイルフェニル)プロピオネート、(E)−N−シクロヘキシル−3−(2−ヒドロキシフェニル)アクリルアミド等のシクロアルキルアミン系光塩基発生剤;9−アントリルメチル=ピペリジン−1−カルボキシレート、(E)−1−ピペリジノ−3−(2−ヒドロキシフェニル)−2−プロペン−1−オン、(2−ニトロフェニル)メチル=4−ヒドロキシピペリジン−1−カルボキシレート、(2−ニトロフェニル)メチル=4−(メタクリロイルオキシ)ピペリジン−1−カルボキシレート等のピペリジン系光塩基発生剤;グアニジニウム=2−(3−ベンゾイルフェニル)プロピオネート、1,2−ジイソプロピル−3−(ビス(ジメチルアミノ)メチレン)グアニジニウム=2−(3−ベンゾイルフェニル)プロピオネート、1,2−ジシクロヘキシル−4,4,5,5−テトラメチルビグアニジウム=n−ブチルトリフェニルボラート、1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エニウム=2−(9−オキソキサンテン−2−イル)プロピオネート等のグアニジン系光塩基発生剤;1−(9,10−アントラキノン−2−イル)エチル=イミダゾール−1−カルボキシレート等のイミダゾール系光塩基発生剤等が挙げられる。
また、光塩基発生剤は市販品として入手可能であり、例えば、WPBG−174、同018、同041、同015、同172、同166、同140、同168、同025、同167、同300、同266、同158、同165、同082、同027[何れも富士フイルム和光純薬(株)製]等を好適に用いることができる。
これら光塩基発生剤は、一種を単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
また、光塩基発生剤は市販品として入手可能であり、例えば、WPBG−174、同018、同041、同015、同172、同166、同140、同168、同025、同167、同300、同266、同158、同165、同082、同027[何れも富士フイルム和光純薬(株)製]等を好適に用いることができる。
これら光塩基発生剤は、一種を単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明の防湿シール材組成物における光塩基発生剤の含有量は、(a)イソシアヌル酸系エポキシ化合物、(b)多官能エポキシ化合物及び(c)多官能オキセタン化合物の合成100質量部に対して、例えば0.1〜30質量部、好ましくは0.1〜20質量部、さらに好ましくは0.5〜10質量部とすることができる。
[その他成分]
また、本発明の防湿シール材組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で慣用の添加剤を含んでいてもよい。このような添加剤としては、例えば、溶剤、界面活性剤、密着促進剤、増粘剤、増感剤、消泡剤、レベリング剤、塗布性改良剤、潤滑剤、安定剤(酸化防止剤、熱安定剤、耐光安定剤など)、可塑剤、溶解促進剤、充填材(シリカなど)、帯電防止剤などが挙げられる。これらの添加剤は単独で又は二種以上組み合わせてもよい。
また、本発明の防湿シール材組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で慣用の添加剤を含んでいてもよい。このような添加剤としては、例えば、溶剤、界面活性剤、密着促進剤、増粘剤、増感剤、消泡剤、レベリング剤、塗布性改良剤、潤滑剤、安定剤(酸化防止剤、熱安定剤、耐光安定剤など)、可塑剤、溶解促進剤、充填材(シリカなど)、帯電防止剤などが挙げられる。これらの添加剤は単独で又は二種以上組み合わせてもよい。
[防湿シール材用組成物の調製方法]
本発明の防湿シール材用組成物は、各成分を周知の方法で混合することにより調製することができる。混合は、均一に混合できれば特に限定されるものではなく、例えば粘度を考慮して必要に応じて加熱下で行われ、10〜100℃の温度で0.5〜1時間行う。必要であれば、さらに脱泡撹拌を行い組成物中の気泡を除去する。
本発明の防湿シール材用組成物は、各成分を周知の方法で混合することにより調製することができる。混合は、均一に混合できれば特に限定されるものではなく、例えば粘度を考慮して必要に応じて加熱下で行われ、10〜100℃の温度で0.5〜1時間行う。必要であれば、さらに脱泡撹拌を行い組成物中の気泡を除去する。
[有機ELディスプレイ]
本発明の防湿シール材用組成物は、有機ELディスプレイ等の電気機器、特に有機ELディスプレイの有機EL素子における封止(シール)材あるいはシールド材と基板若しくは電極との接着材として使用することができる。
これにより、有機EL素子を外部からの水分や酸素による腐食、酸化を防止でき、ダークスポットの形成や輝度低下を防止できる。
また、本発明の防湿シール材用組成物の硬化方法は、特に限定されないが、光等の活性エネルギー線照射等の公知の方法を利用できる。活性エネルギー線としては、紫外線、電子線、X線等が挙げられ、特に紫外線が好ましい。紫外線照射に用いる光源としては、太陽光線、ケミカルランプ、低圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、UV−LED等が使用できる。
本発明の防湿シール材用組成物は、塗布し活性エネルギー線を照射することで硬化するので、硬化させるのに高温での加熱(ベーク)工程を必要としない。したがって、耐熱性の低い有機EL素子の製造に好適に使用できる。
本発明の防湿シール材用組成物は、有機ELディスプレイ等の電気機器、特に有機ELディスプレイの有機EL素子における封止(シール)材あるいはシールド材と基板若しくは電極との接着材として使用することができる。
これにより、有機EL素子を外部からの水分や酸素による腐食、酸化を防止でき、ダークスポットの形成や輝度低下を防止できる。
また、本発明の防湿シール材用組成物の硬化方法は、特に限定されないが、光等の活性エネルギー線照射等の公知の方法を利用できる。活性エネルギー線としては、紫外線、電子線、X線等が挙げられ、特に紫外線が好ましい。紫外線照射に用いる光源としては、太陽光線、ケミカルランプ、低圧水銀灯、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、UV−LED等が使用できる。
本発明の防湿シール材用組成物は、塗布し活性エネルギー線を照射することで硬化するので、硬化させるのに高温での加熱(ベーク)工程を必要としない。したがって、耐熱性の低い有機EL素子の製造に好適に使用できる。
本発明の防湿シール材組成物は、光硬化性に優れ、防湿性に優れる硬化物を形成できるので、各種素子を適切にシールすることが可能である。さらに、本発明の防湿シール材組成物は、延伸性に優れる硬化物を形成できるので、フレキシブルディスプレイに使用する有機EL素子等の表示素子をシールするためのシール材として非常に有用である。
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。なお、実施例において、試料の調製及び物性の分析に用いた装置及び条件は、以下のとおりである。
(1)撹拌脱泡
装置:(株)シンキー製 自転・公転ミキサー あわとり練太郎(登録商標)ARE−310
(2)バーコート塗布
装置:(株)エスエムテー製 PM−9050MC
バーコーター:テスター産業(株)製 SA−203 No.65、ウエット膜厚148.6μm
塗布速度:4m/分
(3)透湿度
恒温恒湿装置:エスペック(株)製 小型環境試験器 SH−262
透湿カップ:(株)井元製作所製 透湿カップ(ねじ締付式)
(4)引張試験
装置:(株)島津製作所製 卓上形精密万能試験機オートグラフAGS−5kNX
つかみ具:空気式平面形つかみ具
つかみ歯:ラバーコートつかみ歯
引張速度:5mm/分
測定温度:室温(およそ23℃)
装置:(株)シンキー製 自転・公転ミキサー あわとり練太郎(登録商標)ARE−310
(2)バーコート塗布
装置:(株)エスエムテー製 PM−9050MC
バーコーター:テスター産業(株)製 SA−203 No.65、ウエット膜厚148.6μm
塗布速度:4m/分
(3)透湿度
恒温恒湿装置:エスペック(株)製 小型環境試験器 SH−262
透湿カップ:(株)井元製作所製 透湿カップ(ねじ締付式)
(4)引張試験
装置:(株)島津製作所製 卓上形精密万能試験機オートグラフAGS−5kNX
つかみ具:空気式平面形つかみ具
つかみ歯:ラバーコートつかみ歯
引張速度:5mm/分
測定温度:室温(およそ23℃)
また、用いた略号の意味は、以下のとおりである。
ADGIC:モノアリルジグリシジルイソシアヌレート[四国化成工業(株)製 MA−DGIC]
TEOIC:トリス(7,8−エポキシオクチル)イソシアヌレート[日産化学(株)製
TEPIC(登録商標)−FL]
TEPeIC:トリス(4,5−エポキシペンチル)イソシアヌレート[日産化学(株)製 TEPIC(登録商標)−VL]
TGIC:トリグリシジルイソシアヌレート[日産化学(株)製 TEPIC(登録商標)−L]
BPF:ビスフェノールF型エポキシ樹脂[三菱ケミカル(株)製 jER(登録商標)807]
DCP:ジシクロペンタジエンジメタノールジグリシジルエーテル[(株)ADEKA製
アデカレジン(登録商標)EP−4088L]
DOX:3,3’−(オキシビス(メチレン))ビス(3−エチルオキセタン)[東亞合成(株)製 アロンオキセタン(登録商標)OXT−221]
C100P:ジフェニル(4−(フェニルチオ)フェニル)スルホニウムヘキサフルオロホスフェート[サンアプロ(株)製 CPI(登録商標)−100P、50%プロピレンカーボネート溶液]
C101A:ジフェニル(4−(フェニルチオ)フェニル)スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート(V)[サンアプロ(株)製 CPI(登録商標)−101A、50%プロピレンカーボネート溶液]
ADGIC:モノアリルジグリシジルイソシアヌレート[四国化成工業(株)製 MA−DGIC]
TEOIC:トリス(7,8−エポキシオクチル)イソシアヌレート[日産化学(株)製
TEPIC(登録商標)−FL]
TEPeIC:トリス(4,5−エポキシペンチル)イソシアヌレート[日産化学(株)製 TEPIC(登録商標)−VL]
TGIC:トリグリシジルイソシアヌレート[日産化学(株)製 TEPIC(登録商標)−L]
BPF:ビスフェノールF型エポキシ樹脂[三菱ケミカル(株)製 jER(登録商標)807]
DCP:ジシクロペンタジエンジメタノールジグリシジルエーテル[(株)ADEKA製
アデカレジン(登録商標)EP−4088L]
DOX:3,3’−(オキシビス(メチレン))ビス(3−エチルオキセタン)[東亞合成(株)製 アロンオキセタン(登録商標)OXT−221]
C100P:ジフェニル(4−(フェニルチオ)フェニル)スルホニウムヘキサフルオロホスフェート[サンアプロ(株)製 CPI(登録商標)−100P、50%プロピレンカーボネート溶液]
C101A:ジフェニル(4−(フェニルチオ)フェニル)スルホニウムヘキサフルオロアンチモネート(V)[サンアプロ(株)製 CPI(登録商標)−101A、50%プロピレンカーボネート溶液]
[実施例1]
イソシアヌル酸系エポキシ化合物としてTEPeIC20質量部、イソシアヌル酸骨格を有さない多官能エポキシ化合物としてBPF70質量部、多官能オキセタン化合物としてDOX10質量部、及び重合開始剤としてC101A3質量部(有効成分換算)を混合した。この混合物を、撹拌脱泡(2,000rpmで4分間、続けて1,000rpmで4分間)し、組成物1を調製した。
この組成物を、PETフィルム[東レ(株)製 ルミラー(登録商標)S10]上にバーコート塗布した。この塗膜を、空気雰囲気下、高圧水銀ランプを用いUV光を20mW/cm2で50秒間照射することで、硬化させた。硬化物をPETフィルムから剥離し、およそ100μmの膜厚を有する硬化膜を得た。
イソシアヌル酸系エポキシ化合物としてTEPeIC20質量部、イソシアヌル酸骨格を有さない多官能エポキシ化合物としてBPF70質量部、多官能オキセタン化合物としてDOX10質量部、及び重合開始剤としてC101A3質量部(有効成分換算)を混合した。この混合物を、撹拌脱泡(2,000rpmで4分間、続けて1,000rpmで4分間)し、組成物1を調製した。
この組成物を、PETフィルム[東レ(株)製 ルミラー(登録商標)S10]上にバーコート塗布した。この塗膜を、空気雰囲気下、高圧水銀ランプを用いUV光を20mW/cm2で50秒間照射することで、硬化させた。硬化物をPETフィルムから剥離し、およそ100μmの膜厚を有する硬化膜を得た。
得られた硬化膜の、透湿度及び破断伸びを評価した。各評価の手順を以下に示す。結果を表1に示す。
[透湿度]
硬化膜の透湿度を、JIS Z 0208:1976防湿包装材の透湿度試験方法(カップ法)に準じて、透湿カップに塩化カルシウムを入れ、硬化膜から切り出した試験片を透湿カップ開口部に装着して試験体とした(透過面積28.3cm2)。試験体を温度40℃、相対湿度90%(条件B)に設定した恒温恒湿装置中に入れた。24時間経過後、試験体を取り出し試験体の質量を測定した。試験体を再び恒温恒湿装置中に入れ24時間間隔で試験体を取り出して秤量する操作を、質量増加が一定になるまで繰り返し、膜の透湿度(実測)を算出した。
なお、本試験では、試験片の膜厚の差異による影響を考慮し、膜厚が80〜500μmの範囲となるように作製した硬化膜の透湿度を測定し、次式により100μm厚に換算した値を評価値とした。
透湿度[g/m2・24h]=透湿度(実測)×試験片膜厚[μm]÷100[μm]
硬化膜の透湿度を、JIS Z 0208:1976防湿包装材の透湿度試験方法(カップ法)に準じて、透湿カップに塩化カルシウムを入れ、硬化膜から切り出した試験片を透湿カップ開口部に装着して試験体とした(透過面積28.3cm2)。試験体を温度40℃、相対湿度90%(条件B)に設定した恒温恒湿装置中に入れた。24時間経過後、試験体を取り出し試験体の質量を測定した。試験体を再び恒温恒湿装置中に入れ24時間間隔で試験体を取り出して秤量する操作を、質量増加が一定になるまで繰り返し、膜の透湿度(実測)を算出した。
なお、本試験では、試験片の膜厚の差異による影響を考慮し、膜厚が80〜500μmの範囲となるように作製した硬化膜の透湿度を測定し、次式により100μm厚に換算した値を評価値とした。
透湿度[g/m2・24h]=透湿度(実測)×試験片膜厚[μm]÷100[μm]
[破断伸び]
硬化膜を長さ60mm、幅15mmの矩形に切り取り、試験片を作製した。試験片の長手方向の両端から20mmずつを掴むように万能試験機のつかみ具に取り付け、引張試験を行った。試験片の両破断片の中心線が一直線上にあるように破断面を突き合わせて測定したときの標点間(つかみ具間)の長さI[mm]を測定し、次式により破断伸びを算出した。
破断伸びδ[%]=(I−I0)÷I0×100
(I0:原標点間距離=20[mm])
硬化膜を長さ60mm、幅15mmの矩形に切り取り、試験片を作製した。試験片の長手方向の両端から20mmずつを掴むように万能試験機のつかみ具に取り付け、引張試験を行った。試験片の両破断片の中心線が一直線上にあるように破断面を突き合わせて測定したときの標点間(つかみ具間)の長さI[mm]を測定し、次式により破断伸びを算出した。
破断伸びδ[%]=(I−I0)÷I0×100
(I0:原標点間距離=20[mm])
[実施例2〜4、比較例1,2]
各組成を表1の記載に変更した以外は実施例1と同様に操作し、各硬化膜を得た。なお、組成物5,6については、同様の硬化条件(露光条件)では硬化不十分となり、硬化物表面にべたつきが残っていたため、さらに100℃のホットプレートで30分間加熱(ポストキュア)した。各硬化膜の、透湿度及び破断伸びを、表1に併せて示す。
各組成を表1の記載に変更した以外は実施例1と同様に操作し、各硬化膜を得た。なお、組成物5,6については、同様の硬化条件(露光条件)では硬化不十分となり、硬化物表面にべたつきが残っていたため、さらに100℃のホットプレートで30分間加熱(ポストキュア)した。各硬化膜の、透湿度及び破断伸びを、表1に併せて示す。
表1に示すように、実施例1〜4の組成物から得られた硬化物は、比較例1,2の組成物から得られた硬化物と比較して、透湿度が低く、また破断伸びも高いことが確認された。すなわち、本発明の組成物は、防湿性、延伸性に優れる硬化物が得られることが示された。
また、実施例1〜4の組成物はUV露光のみで防湿性、延伸性に優れた硬化物が得られ、光硬化性に優れることが確認された。
また、実施例1〜4の組成物はUV露光のみで防湿性、延伸性に優れた硬化物が得られ、光硬化性に優れることが確認された。
Claims (10)
- (a)式[1]で表される化合物及び式[2]で表される化合物からなる群から選択される少なくとも一種のイソシアヌル酸系エポキシ化合物、(b)イソシアヌル酸骨格を有さない多官能エポキシ化合物、(c)多官能オキセタン化合物、及び(d)活性エネルギー線により酸又は塩基を発生する重合開始剤を含む、防湿シール材用組成物。
- 前記(b)イソシアヌル酸骨格を有さない多官能エポキシ化合物が、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールF型エポキシ樹脂、及び脂環式ポリグリシジルエーテル型エポキシ樹脂からなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項1に記載の防湿シール材用組成物。
- 前記(b)イソシアヌル酸骨格を有さない多官能エポキシ化合物が、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールFジグリシジルエーテル、及びジシクロペンタジエンジメタノールジグリシジルエーテルからなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項2に記載の防湿シール材用組成物。
- 前記(b)イソシアヌル酸骨格を有さない多官能エポキシ化合物が、ビスフェノールFジグリシジルエーテルである、請求項3に記載の防湿シール材用組成物。
- 前記(d)活性エネルギー線により酸又は塩基を発生する重合開始剤が光酸発生剤である
、請求項1乃至請求項4のうち何れか一項に記載の防湿シール材用組成物。 - 前記(a)イソシアヌル酸系エポキシ化合物が前記式[1]で表される化合物である、請求項1乃至請求項5のうち何れか一項に記載の防湿シール材用組成物。
- その硬化物のJIS Z 0208(1976)の防湿包装材の透湿度試験方法のカップ法の条件B(温度40℃、相対湿度90%)により測定された透湿度が、厚さ100μm換算で20g/m2・24h以下である、請求項1乃至請求項6のうち何れか一項に記載の防湿シール材用組成物。
- 有機ELディスプレイ防湿シール材用組成物である、請求項1乃至請求項7のうち何れか一項に記載の防湿シール材用組成物。
- 請求項1乃至請求項7のうち何れか一項に記載の防湿シール材用組成物を硬化してなる硬化物。
- 請求項9に記載の硬化物を搭載する、有機ELディスプレイ。
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