JP6336002B2 - 封止材 - Google Patents
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Description
その他、例えば、金型を用いて成形する場合には、硬化時に適度に収縮することが離型性に優れる点で好ましい。そのため、用途に応じて硬化収縮率を調整することが求められていた。
しかし、得られる硬化物の屈折率を高く維持しつつ、用途に応じて粘度や硬化収縮率をコントロールすることは非常に困難であった。
本発明の他の目的は、前記樹脂組成物の硬化物によって素子が封止された構成を有する電子デバイスを提供することにある。
また、本発明の樹脂組成物や硬化性樹脂フィルムの硬化物は高屈折率を有するため、上記電子デバイスを製造する工程で本発明の樹脂組成物を封止材として使用すると、封止材と高屈折率部材との界面における光の反射を抑制することができ、光の取り出し効率を向上することができ、高効率、高輝度、長寿命を有する電子デバイスが得られる。また、本発明の樹脂組成物や硬化性樹脂フィルムにより形成されたレンズは高屈折率を有するため、薄膜化、軽量化が可能であり、該レンズを含む電子機器のデザイン性を向上することができる。
本発明の樹脂組成物を構成する化合物(A)は、上記式(a)で表される重合性化合物である。上記式(a)中の2つのRaは、同一又は異なって、反応性官能基(重合性官能基)を示し、例えば、ビニル基、アリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、エポキシ基、グリシジル基、オキセタニル基等を挙げることができる。本発明においては、なかでもビニル基、アリル基、アクリロイル基、及びメタクリロイル基から選択される基が好ましい。
本発明の樹脂組成物を構成する線状重合体(B)は、カルバゾール骨格を含有するモノマー単位(繰り返し単位)を含む線状重合体である。前記モノマー単位は1種であってもよく2種以上であってもよい。
本発明の樹脂組成物を構成する重合開始剤(C)としては、特に限定されず、周知慣用の重合開始剤を使用することができる。具体的には、重合開始剤(C)として、光カチオン重合開始剤若しくは熱カチオン重合開始剤、又は光ラジカル重合開始剤若しくは熱ラジカル重合開始剤を好ましく使用できる。尚、重合開始剤(C)は1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
光カチオン重合開始剤は、光の照射によってカチオン種を発生してカチオン硬化性化合物の硬化反応を開始させる光カチオン重合開始剤である。光カチオン重合開始剤は、光を吸収するカチオン部と酸の発生源となるアニオン部からなる。
熱カチオン重合開始剤は加熱によってカチオン種を発生して、カチオン重合性化合物の硬化反応を開始させる化合物であり、例えば、商品名「サンエイドSI−45」、「サンエイドSI−47」、「サンエイドSI−60」、「サンエイドSI−60L」、「サンエイドSI−80」、「サンエイドSI−80L」、「サンエイドSI−100」、「サンエイドSI−100L」、「サンエイドSI−110L」、「サンエイドSI−145」、「サンエイドSI−150」、「サンエイドSI−160」、「サンエイドSI−180L」(以上、三新化学工業(株)製品)、「CI−2921」、「CI−2920」、「CI−2946」、「CI−3128」、「CI−2624」、「CI−2639」、「CI−2064」(以上、日本曹達(株)社製)、「PP−33」、「CP−66」、「CP−77」(以上、(株)ADEKA製)、「FC−509」、「FC−520」(以上、3M社製)等に代表されるジアゾニウム塩、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、オキソニウム塩、アンモニウム塩等を使用できる。さらに、アルミニウムやチタン等の金属とアセト酢酸若しくはジケトン類とのキレート化合物とトリフェニルシラノール等のシラノールとの化合物、又は、アルミニウムやチタン等の金属とアセト酢酸若しくはジケトン類とのキレート化合物とビスフェノールS等のフェノール類との化合物であってもよい。
本発明の樹脂組成物は、硬化促進剤を含んでいてもよい。上記硬化促進剤とは、本発明の樹脂組成物中の重合性化合物が光若しくは熱カチオン重合開始剤により硬化する際に、硬化速度を促進する機能を有する化合物であり、例えば、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7(DBU)、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン−5(DBN)、及びその塩(例えば、フェノール塩、オクチル酸塩、p−トルエンスルホン酸塩、ギ酸塩、テトラフェニルボレート塩);ベンジルジメチルアミン、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン等の第3級アミン;2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール等のイミダゾール;リン酸エステル、トリフェニルホスフィン等のホスフィン類;テトラフェニルホスホニウムテトラ(p−トリル)ボレート等のホスホニウム化合物;オクチル酸スズ、オクチル酸亜鉛等の有機金属塩;金属キレート等を挙げることができる。これらは1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
上記光ラジカル重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、アセトフェノンベンジル、ベンジルジメチルケトン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ジメトキシアセトフェノン、ジメトキシフェニルアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、ジフェニルジサルファイト、オルトベンゾイル安息香酸メチル、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル(日本化薬(株)製、商品名「カヤキュアEPA」等)、2,4−ジエチルチオキサンソン(日本化薬(株)製、商品名「カヤキュアDETX」等)、2−メチル−1−[4−(メチル)フェニル]−2−モルホリノプロパノン−1(チバガイギ−(株)製、商品名「イルガキュア907」等)、2−ジメチルアミノ−2−(4−モルホリノ)ベンゾイル−1−フェニルプロパン等の2−アミノ−2−ベンゾイル−1−フェニルアルカン化合物、テトラ(t−ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン、ベンジル、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、4,4−ビスジエチルアミノベンゾフェノン等のアミノベンゼン誘導体、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,5,4’,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾ−ル(保土谷化学(株)製、商品名「B−CIM」等)等のイミダゾール化合物、2,6−ビス(トリクロロメチル)−4−(4−メトキシナフタレン−1−イル)−1,3,5−トリアジン等のハロメチル化トリアジン化合物、2−トリクロロメチル−5−(2−ベンゾフラン2−イル−エテニル)−1,3,4−オキサジアゾール等のハロメチルオキサジアゾール化合物等を挙げることができる。これらは1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。上記光ラジカル重合開始剤としては、感度及び耐薬品性等の観点から、イミダゾール化合物とアミノベンゼン誘導体の組合せ、2−アミノ−2−ベンゾイル−1−フェニルアルカン化合物、ハロメチル化トリアジン化合物、ハロメチルオキサジアゾール化合物等が好ましい。また、本発明の樹脂組成物には、必要に応じて、光増感剤を加えることができる。
上記熱ラジカル重合開始剤としては、例えば、有機過酸化物類を挙げることができる。上記有機過酸化物類としては、例えば、ジアルキルパーオキサイド、アシルパーオキサイド、ハイドロパーオキサイド、ケトンパーオキサイド、パーオキシエステル等を使用することができる。有機過酸化物の具体例としては、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(2−エチルヘキサノイル)パーオキシヘキサン、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジブチルパーオキシヘキサン、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキシジ−イソプロピルベンゼン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、メチルエチルケトンパーオキシド、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート等を挙げることができる。
本発明の樹脂組成物は、さらに、無機フィラーを含んでいてもよい。無機フィラーとしては、可視光線を遮断しないフィラーを使用することが好ましく、例えば、シリカ(ナノシリカ等)、アルミナ、マイカ、合成マイカ、タルク、酸化カルシウム、炭酸カルシウム、酸化ジルコニウム(ナノジルコニア等)、酸化チタン(ナノチタニア等)、チタン酸バリウム、カオリン、ベントナイト、珪藻土、窒化ホウ素、窒化アルミ、炭化ケイ素、酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化セシウム、酸化マグネシウム、ガラスビーズ、ガラス繊維、グラファイト、カーボンナノチューブ、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、セルロース等を挙げることができる。これらは1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
本発明の樹脂組成物は、基板等の被接着体に対する接着性を向上させるために、さらにシランカップリング剤を含んでいてもよい。シランカップリング剤としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリス(メトキシエトキシシラン)、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等の、水溶液中で比較的安定なものの中から適宜選択して使用することができる。
本発明の樹脂組成物は、更に、必要に応じて、例えば、重合性化合物(化合物(A)を除く)、重合禁止剤、酸化防止剤、光安定剤、可塑剤、レベリング剤、消泡剤、顔料、有機溶剤、紫外線吸収剤、イオン吸着体、蛍光体、離型剤等の慣用の添加剤を含有していてもよい。尚、本発明の樹脂組成物は上記化合物(A)以外にも他の重合性化合物(例えば、エポキシ系化合物、アクリル系化合物、オレフィン系化合物等)を含有していても良いが、樹脂組成物に含まれる全重合性化合物に占める化合物(A)の割合は、例えば50重量%以上、好ましくは70重量%以上である。
導電性繊維被覆粒子は、粒子状物質と、該粒子状物質を被覆する繊維状の導電性物質(本明細書では「導電性繊維」と称する場合がある)とを含む。尚、導電性繊維被覆粒子において「被覆する」とは、導電性繊維が粒子状物質の表面の一部又は全部を覆った状態を意味する。導電性繊維被覆粒子においては、導電性繊維が粒子状物質の表面の少なくとも一部を被覆していればよく、例えば、被覆した部分よりも被覆していない部分の方が多く存在していてもよい。また、導電性繊維被覆粒子においては、必ずしも粒子状物質と導電性繊維とが接触している必要はないが、通常、導電性繊維の一部は粒子状物質の表面に接触している。
導電性繊維被覆粒子を構成する粒子状物質は、粒子状の構造体である。
すなわち、本発明の樹脂組成物と導電性繊維被覆粒子を構成する粒子状物質とは、下記式を満たすことが好ましい。
|粒子状物質の屈折率−樹脂組成物の硬化物の屈折率|≦0.1
導電性繊維被覆粒子を構成する導電性繊維は、導電性を有する繊維状の構造体(線状構造体)である。上記導電性繊維の形状は繊維状(ファイバー状)であればよく、特に限定されないが、その平均アスペクト比は、10以上(例えば、20〜5000)が好ましく、特に好ましくは50〜3000、最も好ましくは100〜1000である。平均アスペクト比が上記範囲を下回ると、少量の導電性繊維被覆粒子の配合によって優れた導電性を発現させることが困難となる場合がある。上記導電性繊維の平均アスペクト比は、電子顕微鏡(SEM、TEM)を用いて十分な数(例えば、100個以上、好ましくは300個以上;特に、100個、又は300個)の導電性繊維について電子顕微鏡像を撮影し、これらの導電性繊維のアスペクト比を計測し、算術平均することにより求められる。尚、上記導電性繊維における「繊維状」の概念には、「ワイヤー状」、「ロッド状」等の各種の線状構造体の形状も含まれる。また、本明細書においては、平均太さが1000nm以下の繊維を「ナノワイヤ」と称する場合がある。
長さ=投影面積/投影径
(1)上記粒子状物質を溶媒に分散させた分散液(「粒子分散液」と称する)と、上記導電性繊維を溶媒に分散させた分散液(「繊維分散液」と称する)とを混合し、必要に応じて溶媒を除去して、導電性繊維被覆粒子(又は該導電性繊維被覆粒子の分散液)を得る。
(2)上記粒子分散液に上記導電性繊維を配合し、混合した後、必要に応じて溶媒を除去して、導電性繊維被覆粒子(又は該導電性繊維被覆粒子の分散液)を得る。
(3)上記繊維分散液に上記粒子状物質を配合し、混合した後、必要に応じて溶媒を除去して、導電性繊維被覆粒子(又は該導電性繊維被覆粒子の分散液)を得る。
(4)溶媒に上記粒子状物質及び上記導電性繊維を配合し、混合した後、必要に応じて溶媒を除去して、導電性繊維被覆粒子(又は該導電性繊維被覆粒子の分散液)を得る。
本発明の樹脂組成物は、上述の化合物(A)、線状重合体(B)、重合開始剤(C)、及び必要に応じてその他の成分(無機フィラー、シランカップリング剤、導電性材料等の添加剤)を、均一に混合することにより製造することができる。本発明の樹脂組成物を得るにあたっては、各成分を自公転式撹拌脱泡装置、ホモジナイザー、プラネタリーミキサー、3本ロールミル、ビーズミル等の一般的に知られる混合用機器を使用してなるべく均一になるように、撹拌、溶解、混合、分散等を行うことが望ましい。尚、各成分は、同時に混合してもよいし、逐次混合してもよい。
硬化収縮率(%)=[(硬化物の比重−硬化前の樹脂液の比重)/硬化物の比重]×100
本発明の硬化性樹脂フィルムは、上記樹脂組成物(特に、線状重合体(B)の含有量が30〜70重量%程度の樹脂組成物)を成形工程[例えば、上記樹脂組成物を溶媒に溶解し、剥離紙等の上に塗布して乾燥(例えば、50〜150℃程度で1〜10分程度乾燥)]に付して得られる。特に、樹脂組成物が重合開始剤(C)として光カチオン重合開始剤を含有する場合は、成形工程後に、必要に応じて光照射工程を設けることができる。
本発明の樹脂組成物又は硬化性樹脂フィルムに光照射及び/又は加熱処理を施すことにより硬化物(樹脂硬化物、硬化性樹脂フィルムを硬化させた場合はフィルム状の樹脂硬化物)を得ることができる。本発明の樹脂組成物又は硬化性樹脂フィルムを光照射により硬化させる場合には、例えば、上記樹脂組成物又は硬化性樹脂フィルムに対して、水銀ランプ等で1000mJ/cm2以上の光を照射することで硬化させることができる。また、本発明の樹脂組成物又は硬化性樹脂フィルムを加熱処理により硬化させる場合には、例えば、上記樹脂組成物又は硬化性樹脂フィルムを、温度50〜200℃(より好ましくは50〜170℃、さらに好ましくは50〜150℃)で、10〜600分間(より好ましくは10〜360分間、さらに好ましくは15〜180分間)加熱することで硬化させることができる。加熱する温度(硬化温度)や時間(硬化時間)が上記範囲を下回ると、樹脂組成物又は硬化性樹脂フィルムの硬化が不十分となる場合がある。一方、硬化温度や硬化時間が上記範囲を上回ると、樹脂成分の分解が起きる場合がある。本発明の樹脂組成物又は硬化性樹脂フィルムの硬化条件は、種々の条件に依存するが、硬化温度が高い場合は硬化時間を短く、硬化温度が低い場合は硬化時間を長くする等により、適宜調整することができる。本発明の樹脂組成物又は硬化性樹脂フィルムを硬化させることにより、高屈折率を有する硬化物を得ることができる。
線状重合体(b-4)[ポリ(スチレン−N−ビニルカルバゾール)]の合成
スチレン(商品名「S0095」、東京化成(株)製)及びN−ビニルカルバゾール(商品名「V0021」、東京化成(株)製)を各2g秤量し、80℃で10分加熱撹拌してモノマー混合溶液を得た。
得られたモノマー混合溶液を25℃まで冷却し、その後、熱ラジカル重合開始剤(商品名「パーブチルO」、日油(株)製)を0.4g添加して混合溶液を調製し、該混合溶液を窒素雰囲気下、95℃で三つ口フラスコにて撹拌中の蒸留水(40g)に全量滴下し、95℃で2時間重合反応させて重合物を得た。
得られた重合物を濾集し、乳鉢で粉砕し、未反応モノマーをメタノールで洗浄した後に真空乾燥して線状重合体(b-4)を2.4g得た。線状重合体(b-4)の共重合比(重量%)はH1−NMRよりカルバゾール:スチレン=86:14であった。またGPCより重量平均分子量(MW)は56500であった。
化合物(a-1)89重量部、線状重合体(b-1)10重量部、及び重合開始剤(c-1)1重量部を、自公転式撹拌脱泡装置(型式:AR−250、(株)シンキー製)内に投入して撹拌し、樹脂組成物(1)(25℃における粘度:48mPa・s)を得た。尚、樹脂組成物の粘度はE型粘度計を使用して測定した。
得られた樹脂組成物(1)を金型に注型し、200W/cmの高圧水銀灯で10cmの距離から紫外線を照射(照射量:1600mJ/cm2)し、その後、加熱処理(100℃、60分)を施して硬化物(1)(厚み:100μm)を得た。
下記表に示す組成に変更した以外は実施例1と同様にして樹脂組成物及び硬化物を作製した。
尚、実施例9、10及び比較例1、2で得られた樹脂組成物の硬化は、100℃の定温送風オーブンにて1時間加熱することにより行った。
得られた硬化物(厚み:100μm)について、Model 2010プリズムカプラ(メトリコン社製)を使用して、25℃において、589.3nmの光の屈折率を測定した。
樹脂組成物を硬化させて硬化物を形成した際の硬化収縮率を、比重法により算出した。
[化合物(A)]
a-1:ビス(4−ビニルチオフェニル)スルフィド、分子量:302、住友精化(株)製、商品名「MPV」
[線状重合体(B)]
b-1:ポリ−N−ビニルカルバゾール、重量平均分子量:8500、丸善石油化学(株)製、商品名「PVCZ 8K」
b-2:ポリ−N−ビニルカルバゾール、重量平均分子量:45000、丸善石油化学(株)製、商品名「PVCZ」
b-3:ポリ−N−ビニルカルバゾール、重量平均分子量:400000、東京化成(株)製、商品名「P0656」
b-4:合成例1で得られたポリ(スチレン−N−ビニルカルバゾール)、重量平均分子量:56500
[他の重合性化合物]
d-1:石油樹脂、JX日鉱日石エネルギー(株)製、商品名「ネオポリマー150」
d-2:フルオレンアクリレート、大阪ガスケミカル(株)製、商品名「オグソールEA−0200」
d-3:フルオレン系エポキシ樹脂、大阪ガスケミカル(株)製、商品名「PG−100」
d-4:ビス(4−グリシジルチオフェニル)スルフィド、住友精化(株)製、商品名「MPG」
[重合開始剤(C)]
c-1:光カチオン重合開始剤、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(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェート
c-2:熱カチオン重合開始剤、4−ヒドロキシフェニルベンジルメチルスルホニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、三新化学工業(株)製、商品名「SI−B3」
c-3:熱ラジカル重合開始剤、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、日油(株)製、商品名「パーブチルO」
c-4:光ラジカル重合開始剤、フェニルビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、BASF社製、商品名「イルガキュア819」
上記化合物(a-1)60重量部、線状重合体(b-3)30重量部、及び重合開始剤(c-1)1重量部を、テトラヒドロフラン100重量部に溶解して樹脂組成物(12)(溶液状)を得た。
前記樹脂組成物(12)をPETフィルム上にアプリケーターを使用して塗工して塗膜を形成し、得られた塗膜を80℃で1時間乾燥して、硬化性樹脂フィルムを得た。
得られた硬化性樹脂フィルムの上に環状オレフィンコポリマー(COC)の離型フィルムを重ね、離形フィルム越しに200W/cmの高圧水銀灯で10cmの距離から紫外線を照射(照射量:1600mJ/cm2)し、その後加熱処理(100℃、60分)を施した。その後、離型フィルムとPETフィルムを剥がして、フィルム状の硬化物(厚み:100μm、屈折率:1.725、性状:均一透明固体)を得た。
Claims (7)
- 下記式(a)で表される化合物(A)と、カルバゾール骨格を含有するモノマー単位を含む線状重合体(B)と、重合開始剤(C)を含む封止材。
- 線状重合体(B)におけるカルバゾール骨格を含有するモノマー単位が下記式(b)で表されるモノマー単位である請求項1に記載の封止材。
- 式(a)中のRaが、ビニル基又はアリル基である請求項1又は2に記載の封止材。
- 化合物(A)の含有量が、封止材全量の30〜98重量%である請求項1〜3の何れか1項に記載の封止材。
- 線状重合体(B)の含有量が、封止材全量の1〜50重量%である請求項1〜4の何れか1項に記載の封止材。
- 封止材に含まれる全重合性化合物に占める前記化合物(A)の割合が70重量%以上である請求項1〜5の何れか1項に記載の封止材。
- 請求項1〜6の何れか1項に記載の封止材によって素子が封止された構成を有する電子デバイス。
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