JP6512562B2 - 接着剤組成物、封止シート、及び封止体 - Google Patents
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Description
しかし、有機EL素子には、時間の経過とともに、発光輝度、発光効率、発光均一性等の発光特性が低下し易いという問題があった。
この発光特性の低下の問題の原因として、酸素や水分等が有機EL素子の内部に浸入し、電極や有機層を劣化させることが考えられたため、封止材を用いて有機EL素子を封止し、酸素や水分の浸入を防ぐことが行われてきた。
封止材を用いて有機EL素子を封止する場合、封止材からアウトガスが発生すると有機EL素子を劣化させることから、低アウトガス性の封止材の開発が行われてきた。
特許文献1には、硬化遅延剤として用いるアゾール系化合物を用いた封止用組成物とすることで、低アウトガス性及び防湿性を有する硬化物を形成し得る旨が記載されている。
特許文献1では、記載の封止用組成物について、凹凸追従性の検討は行われていない。
そのため、低アウトガス性を有し、被封止物の劣化の抑制効果が高い封止材が求められている。
そのため、接着剤組成物には、ガスバリア層との層間密着性に優れた層の形成材料としての特性も要求されている。
[1]変性ポリオレフィン系樹脂(A)、及び多官能エポキシ化合物(B)を含有する接着剤組成物であって、
前記接着剤組成物から形成したシート状物が下記要件(I)及び(II)を満たす、接着剤組成物。
・要件(I):前記シート状物の80℃における貯蔵弾性率G’が0.3MPa以下である。
・要件(II):前記シート状物を120℃の環境下で20分間静置した際の、前記シート状物の1cm3当たり発生するアウトガス量が、20mg/cm3以下である。
[2]成分(A)が、酸変性ポリオレフィン系樹脂である、上記[1]に記載の接着剤組成物。
[3]成分(A)の含有量が、前記接着剤組成物の有効成分の全量に対して、15〜70質量%である、上記[1]又は[2]に記載の接着剤組成物。
[4]成分(B)が、多官能脂環式エポキシ化合物及び多官能脂肪族エポキシ化合物から選ばれる1種以上である、上記[1]〜[3]のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
[5]成分(B)の含有量が、成分(A)100質量部に対して、25〜200質量部である、上記[1]〜[4]のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
[6]さらに、粘着付与剤(C)を含有する、上記[1]〜[5]のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
[7]成分(C)の含有量が、成分(A)100質量部に対して、1〜200質量部である、上記[6]に記載の接着剤組成物。
[8]さらに、イミダゾール系硬化触媒(D)を含有する、上記[1]〜[7]のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
[9]成分(D)の含有量が、成分(A)100質量部に対して、0.1〜10質量部である、上記[8]に記載の接着剤組成物。
[10]さらに、シランカップリング剤(E)を含有する、上記[1]〜[9]のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
[11]成分(E)の含有量が、成分(A)100質量部に対して、0.01〜10質量部である、上記[10]に記載の接着剤組成物。
[12]上記[1]〜[11]のいずれか一項に記載の接着剤組成物から形成された接着剤層を有する、封止シート。
[13]さらに、基材層とガスバリア層とを備えたガスバリア性フィルムを有する、上記[12]に記載の封止シート。
[14]前記ガスバリア性フィルムのガスバリア層と、前記接着剤層とが直接積層した構成である、上記[13]に記載の封止シート。
[15]前記ガスバリア層が、高分子化合物を含み、改質処理が施された高分子層である、上記[13]又は[14]に記載の封止シート。
[16]有機EL素子、有機ELディスプレイ素子、液晶ディスプレイ素子、又は太陽電池素子を、上記[12]〜[15]のいずれか一項に記載の封止シートで封止してなる、封止体。
本発明の接着剤組成物は、変性ポリオレフィン系樹脂(A)、及び多官能エポキシ化合物(B)を含有し、当該接着剤組成物から形成したシート状物が、下記要件(I)及び(II)を満たすものである。
・要件(I):前記シート状物の80℃における貯蔵弾性率G’が0.3MPa以下である。
・要件(II):前記シート状物を120℃の環境下で20分間静置した際の、前記シート状物の1cm3当たり発生するアウトガス量が、20mg/cm3以下である。
また、要件(II)で規定のとおり、前記シート状物の1cm3当たり発生し得るアウトガス量が20mg/cm3以下であるため、本発明の接着剤組成物は、低アウトガス性を有する封止材であるといえる。
つまり、本発明の接着剤組成物は、上記要件(I)及び(II)を満たすように調製されているため、優れた低アウトガス性及び凹凸追従性を有し、被封止物の劣化の抑制効果が高い封止材となり得る。
なお、本明細書において、要件(I)で規定する前記シート状物の貯蔵弾性率G’は、実施例に記載の方法により測定された値を意味する。
なお、本明細書において、要件(II)で規定する前記シート状物のアウトガス量は、実施例に記載の方法により測定された値を意味する。
・要件(III):前記シート状物のヘイズが2.0%以下である。
要件(III)で規定のとおり、前記シート状物のヘイズが2.0%以下であれば、当該接着剤組成物は、有機EL素子等の光学素子を封止する封止材として好適に使用され得る。
なお、本明細書において、要件(III)で規定する前記シート状物のヘイズは、実施例に記載の方法により測定された値を意味する。
上記要件(I)〜(III)を満たす接着剤組成物を調製するためのより具体的な方法は、以下の詳述する各成分に関する記載のとおりである。
このような成分として、本発明の接着剤組成物は、さらに、粘着付与剤(C)、イミダゾール系硬化触媒(D)、並びに、シランカップリング剤(E)から選ばれる1種以上を含有することが好ましく、さらに、成分(C)、(D)、及び(E)を含有することがより好ましい。
なお、本明細書において、接着剤組成物の有効成分とは、接着剤組成物中に含まれる、物性に関与しない希釈溶媒を除いた成分を指す。
本発明の接着剤組成物は、変性ポリオレフィン系樹脂(A)を含有する。
本発明の接着剤組成物は、変性ポリオレフィン系樹脂(A)を含有することで、接着強度に優れる組成物とすると共に、膜厚が比較的薄いシート状物(接着剤層)の形成性を良好とすることができる。
なお、変性ポリオレフィン系樹脂(A)は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
また、ポリオレフィン樹脂とは、オレフィン系単量体に由来する繰り返し単位を有する重合体を指す。
なお、本発明において、当該ポリオレフィン樹脂は、オレフィン系単量体に由来する繰り返し単位のみから構成された重合体であってもよいし、オレフィン系単量体に由来の繰り返し単位と共に、オレフィン系単量体以外の単量体に由来する繰り返し単位とを有する共重合体であってもよい。
オレフィン系単量体以外の単量体としては、例えば、酢酸ビニル、(メタ)アクリル酸エステル、スチレン等が挙げられる。
官能基としては、カルボキシル基、カルボン酸無水物に由来の基、カルボン酸エステル基、水酸基、エポキシ基、アミド基、アンモニウム基、ニトリル基、アミノ基、イミド基、イソシアネート基、アセチル基、チオール基、エーテル基、チオエーテル基、スルホン基、ホスホン基、ニトロ基、ウレタン基、ハロゲン原子等が挙げられる。
これらの中でも、カルボキシル基、カルボン酸無水物に由来の基、カルボン酸エステル基、水酸基、アンモニウム基、アミノ基、イミド基、又はイソシアネート基が好ましく、カルボン酸無水物に由来の基、又はアルコキシシリル基がより好ましく、カルボン酸無水物に由来の基が更に好ましい。
使用する変性剤は、分子内に2種以上の官能基を有する化合物であってもよい。
これらは、単独で又は2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、接着強度をより向上させると共に、上記要件(I)及び(II)を満たす接着剤組成物とする観点から、無水マレイン酸が好ましい。
市販品の酸変性ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、アドマー(登録商標)(三井化学株式会社製)、ユニストール(登録商標)(三井化学株式会社製)、BondyRam(Polyram社製)、orevac(登録商標)(ARKEMA社製)、モディック(登録商標)(三菱化学株式会社製)等が挙げられる。
これらの不飽和シラン化合物は、単独で又は2種以上を併用してもよい。
なお、不飽和シラン化合物を主鎖であるポリオレフィン樹脂にグラフト重合させる場合の条件は、公知のグラフト重合の常法を採用すればよい。
市販品のシラン変性ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、リンクロン(登録商標)(三菱化学株式会社製)等が挙げられるが、低密度ポリエチレン系のリンクロン、直鎖状低密度ポリエチレン系のリンクロン、超低密度ポリエチレン系のリンクロン、及びエチレン−酢酸ビニル共重合体系のリンクロンが好ましい。
変性ポリオレフィン系樹脂(A)の重量平均分子量が上記範囲にあることで、接着剤組成物中の変性ポリオレフィン系樹脂(A)の含有量が多い場合であっても、当該接着剤組成物からシート状に形成した際に、その形状の形状維持性が良好となる。
本発明の接着剤組成物は、多官能エポキシ化合物(B)を含有する。
本発明の接着剤組成物は、多官能エポキシ化合物(B)を含有することで、水蒸気遮断性に優れた封止材となり得る。
なお、多官能エポキシ化合物(B)は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
成分(B)としては、上記要件(I)及び(II)を満たす接着剤組成物とする観点から、エポキシ基を2つ有する2官能エポキシ化合物が好ましい。
上記観点から、芳香族エポキシ化合物の含有量は、成分(B)の全量(100質量%)に対して、好ましくは0〜50質量%、より好ましくは0〜20質量%、更に好ましくは0〜10質量%、より更に好ましくは0〜2質量%である。
また、要件(I)を満たす接着剤組成物とする観点から、25℃において液体である多官能エポキシ化合物(B1)の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは4,000以下、より好ましくは3,700以下、更に好ましくは3,400以下である。
(B2)成分の多官能エポキシ化合物は、(B1)成分の多官能エポキシ化合物とは異なり、貯蔵弾性率低下効果をほとんど有しないと考えられる。一方で、接着剤組成物が(B2)成分を含有することで、接着剤層がシート形状を維持する性能が向上する。
このような傾向が存在する結果、(B2)成分は、(B1)成分と組み合わせて用いた場合、(B1)成分が有する貯蔵弾性率低下効果をさらに高めることができる。(B2)成分が存在することで、接着剤層のシート形状を維持する性能を保ちつつ、接着剤組成物中の(B)成分の含有量を増やすことができる。そのため、接着剤組成物中で(A)成分と(B)成分とで形成される相分離構造において、(B)成分の連続相の領域の割合が増加する。このような接着剤組成物から形成される接着剤層を昇温すると、(B)成分の連続相の領域が軟化するため、高い貯蔵弾性率低下効果が発現される。
したがって、本発明の接着剤組成物は、(B1)成分と(B2)成分の両方を含有することがより好ましい。
また、25℃において固体である多官能エポキシ化合物(B2)の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは8,000以下、より好ましくは7,000以下である。
(B1)成分に対する(B2)成分の量が増えるに従って、接着剤組成物をシート状に成形したときに一定の形状が保たれ易くなる傾向がある。
本発明の接着剤組成物は、形成される封止材の形状維持性をより良好とする観点から、さらに、粘着付与剤(C)を含有することが好ましい。
これらの粘着付与剤(C)は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、成分(C)としては、スチレン系樹脂が好ましく、スチレン系モノマーと脂肪族系モノマーとの共重合体がより好ましい。
なお、本明細書において、軟化点は、JIS K 5902に準拠して測定した値を意味する。
2種以上の複数の粘着付与剤を用いる場合、それら複数の粘着付与剤の軟化点の加重平均が、上記範囲に属することが好ましい。
本発明の接着剤組成物は、高温環境下でも優れた接着性を発現し得る接着剤組成物とする観点から、さらに、イミダゾール系硬化触媒(D)を含有することが好ましい。
これらのイミダゾール系硬化触媒(D)は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、成分(D)としては、2−エチル−4−メチルイミダゾールが好ましい。
本発明の接着剤組成物は、常温及び高温環境下のいずれにおいても、優れた接着強度を有する封止体を形成し得る接着剤組成物とする観点から、さらに、シランカップリング剤(E)を含有することが好ましい。
具体的なシランカップリング剤(E)としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の重合性不飽和基含有ケイ素化合物;3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、グリシドキシオクチルトリメトキシシラン、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等のエポキシ構造を有するケイ素化合物;3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン等のアミノ基含有ケイ素化合物;3−クロロプロピルトリメトキシシラン;3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン;等が挙げられる。
これらのシランカップリング剤(E)は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明の接着剤組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、上述の成分(A)〜(E)以外のその他の添加剤を含有してもよい。
その他の添加剤としては、用途に応じて適宜選択されるが、例えば、紫外線吸収剤、帯電防止剤、光安定剤、酸化防止剤、樹脂安定剤、充填剤、顔料、増量剤、軟化剤等の添加剤が挙げられる。
これらの添加剤は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記観点から、充填剤及び顔料の合計含有量としては、前記接着剤組成物の有効成分の全量(100質量%)に対して、好ましくは0〜10質量%、より好ましくは0〜5質量%、更に好ましくは0〜1質量%、より更に好ましくは0〜0.001質量%である。
希釈溶媒としては、有機溶媒の中から適宜選択することができるが、具体的には、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒;n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン等の脂肪族炭化水素系溶媒;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素系溶媒;等が挙げられる。
これらの溶媒は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
なお、溶媒の含有量は、塗布性等を考慮して適宜設定することができる。
本発明の封止シートは、上述の接着剤組成物から形成された接着剤層を有するものである。
接着剤層の厚さは、用途に応じて適宜設定されるが、好ましくは2〜50μm、より好ましくは5〜25μm、更に好ましくは10〜20μmである。
そのため、本発明の封止シートが有する接着剤層についての80℃における貯蔵弾性率G’及びアウトガス量の好適範囲は、それぞれ、上述の要件(I)及び(II)の規定の範囲と同一である。
接着剤層を熱硬化させる際の条件は特に限定されないが、加熱温度は、通常80〜200℃(好ましくは90〜150℃)であり、加熱時間は、通常30分〜12時間(好ましくは1〜6時間)である。
・封止シート(α):2枚の剥離フィルムで、本発明の接着剤組成物から形成された接着剤層を挟持した構成を有する封止シート。
・封止シート(β):基材層及びガスバリア層を有するガスバリア性フィルムと、本発明の接着剤組成物から形成された接着剤層とを有する封止シート。なお、封止シート(β)においては、さらに剥離フィルムが接着剤層上に積層していてもよい。
なお、これらの封止シートは使用前の状態を表したものであり、本発明の封止シートを使用する際は、通常、剥離フィルムは剥離除去される。
剥離フィルム用基材としては、例えば、グラシン紙、コート紙、上質紙等の紙基材;これらの紙基材にポリエチレン等の熱可塑性樹脂をラミネートしたラミネート紙;ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂等から形成したプラスチックフィルム;等が挙げられる。
剥離剤としては、例えば、シリコーン系樹脂、オレフィン系樹脂、イソプレン系樹脂、ブタジエン系樹脂等のゴム系エラストマー、長鎖アルキル系樹脂、アルキド系樹脂、フッ素系樹脂等が挙げられる。
また、塗布性を良好とする観点から、接着剤組成物に上述の希釈溶媒を加えて、溶液の形態とすることが好ましい。
塗膜を乾燥させるときの乾燥条件としては、例えば、通常80〜150℃で、30秒〜5分間の乾燥処理を施すことが好ましい。
特に、ガスバリア層が、後述するような、高分子化合物を含み、改質処理が施された高分子層である場合には、一般的な接着剤層と当該ガスバリア層の間の層間密着性に劣ることがある。
しかしながら、本発明の接着剤組成物から形成された接着剤層は、変性ポリオレフィン樹脂(A)と共に多官能エポキシ樹脂(B)を含有することで、このような高分子層であるガスバリア層との層間密着性に優れたものとなり得る。
封止シート(β)の水蒸気透過率が0.1g/m2/day以下であれば、透明基板上に形成された有機EL素子等の素子内部に酸素や水分等の浸入を抑え、電極や有機層が劣化することを効果的に抑制することができる。
なお、本明細書において、水蒸気透過率は、一般的なガス透過率測定装置を用いて測定することができる。当該ガス透過率測定装置としては、例えば、mocon社製の製品名「PERMATRAN」等が挙げられる。
また、封止シート(β)の上記の水蒸気透過率は、封止シート(β)を使用に供される状態で測定した値であり、すなわち、例えば、封止シート(β)が剥離フィルムを備える場合には、当該剥離フィルムを除去して測定した値である。
当該樹脂成分としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、アクリル系樹脂、シクロオレフィン系ポリマー、芳香族系重合体、ポリウレタン系ポリマー等が挙げられる。
これらの樹脂成分は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ガスバリア性フィルムが有する基材層の厚さは、特に制限はないが、取り扱い易さの観点から、好ましくは0.5〜500μm、より好ましくは1〜200μm、更に好ましくは5〜100μmである。
高分子化合物を含み、改質処理が施された高分子層は、柔軟性に優れているため、ガスバリア層が当該高分子層であることで、屈曲への耐性に優れたガスバリア性積層体とすることができる。
これらの高分子化合物は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、優れたガスバリア性を有するガスバリア層を形成できるとの観点から、高分子層に含まれる高分子化合物としては、ケイ素含有高分子化合物が好ましく、ポリシラザン系化合物がより好ましい。
ポリシラザン系化合物の数平均分子量としては、好ましくは100〜50,000である。
Rx、Ry、Rzは、それぞれ独立して、水素原子、無置換若しくは置換基を有するアルキル基、無置換若しくは置換基を有するシクロアルキル基、無置換若しくは置換基を有するアルケニル基、無置換若しくは置換基を有するアリール基又はアルキルシリル基を表す。
これらの中でも、Rx、Ry、Rzとしては、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、又はフェニル基が好ましく、水素原子がより好ましい。
なお、ガスバリア層に含まれる高分子化合物としては、前記一般式(1)中のRx、Ry、Rzが全て水素原子である無機ポリシラザンであってもよく、Rx、Ry、Rzの少なくとも1つが水素原子以外の基である有機ポリシラザンであってもよい。
また、ポリシラザン系化合物として、ポリシラザン変性物を用いることもでき、また、市販品を用いることもできる。
他の成分としては、例えば、硬化剤、他の高分子、老化防止剤、光安定剤、難燃剤等が挙げられる。
前記高分子層中の高分子化合物の含有量は、より優れたガスバリア性を有するガスバリア層とする観点から、高分子層中の成分の全量(100質量%)に対して、好ましくは50〜100質量%、より好ましくは70〜100質量%、更に好ましくは80〜100質量%である。
本発明においては、高分子層の厚さがナノオーダーであっても、充分なガスバリア性を有する封止シートを得ることができる。
イオン注入処理は、後述するように、高分子層にイオンを注入して、高分子層を改質する方法である。
プラズマ処理は、高分子層をプラズマ中に晒して、高分子層を改質する方法である。例えば、特開2012−106421号公報に記載の方法に従って、プラズマ処理を行うことができる。
放射線照射処理は、高分子層に放射線を照射して高分子層を改質する方法である。放射線は、高分子層の結合構造を変化させる効果の高い短波長のものが好ましく、紫外線、特に真空紫外光を用いることが好ましい。例えば、特開2013−226757号公報に記載の方法に従って、真空紫外光改質処理を行うことができる。
これらの中でも、高分子層の表面を荒らすことなく、その内部まで効率よく改質し、よりガスバリア性に優れるガスバリア層を形成できるとの観点から、高分子層の改質処理としては、イオン注入処理が好ましい。
これらのイオンは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、より簡便にイオンを注入することができ、特に優れたガスバリア性を有するガスバリア層が得られるとの観点から、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン等の希ガスのイオンが好ましく、アルゴンイオンがより好ましい。
プラズマイオン注入法は、例えば、プラズマ生成ガスを含む雰囲気下でプラズマを発生させ、イオンを注入する層に負の高電圧パルスを印加することにより、該プラズマ中のイオン(陽イオン)を、イオンを注入する層の表面部に注入して行うことができる。
また、封止シート(α)を製造した後、封止シート(α)が有する2枚の剥離フィルムのうち1枚を剥離し、表出した接着剤層とガスバリア性フィルムのガスバリア層とを貼着することで、封止シート(β)を製造することもできる。この場合、封止シート(α)が、異なる剥離力を有する2枚の剥離フィルムを有する場合には、取扱い性の観点から、剥離力の小さい方の剥離フィルムを剥離するのが好ましい。
当該封止シートにおいては、ガスバリア層と接着剤層とを直接積層した構成とすることが好ましい。
本発明の封止体は、被封止物が、本発明の封止シートで封止されてなるものである。
本発明の封止体としては、例えば、透明基板と、該透明基板上に形成された素子(被封止物)と、該素子を封止するための封止材とを備えるものであって、前記封止材が、本発明の封止シートの接着剤層であるものが挙げられる。
具体的には、石英やガラス等の透明無機材料;ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタラート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフッ化ビニリデン、アセチルセルロース、ブロム化フェノキシ、アラミド類、ポリイミド類、ポリスチレン類、ポリアリレート類、ポリスルホン類、ポリオレフィン類等の透明プラスチック、前述したガスバリア性フィルム;が挙げられる。
透明基板の厚さは特に制限されず、光の透過率や、素子内外を遮断する性能を勘案して、適宜選択することができる。
つまり、本発明の封止体は、有機EL素子、有機ELディスプレイ素子、液晶ディスプレイ素子、又は太陽電池素子を、本発明の封止シートで封止してなるものであることが好ましい。
次いで、この接着剤層を硬化させることにより、本発明の封止体を製造することができる。
なお、変性ポリオレフィン系樹脂及び多官能エポキシ化合物の重量平均分子量(Mw)は、以下の方法により測定した値である。
<変性ポリオレフィン系樹脂の重量平均分子量(Mw)>
変性ポリオレフィン系樹脂の重量平均分子量(Mw)は、ゲル浸透クロマトグラフ(GPC)装置(東ソー株式会社製、製品名「HLC−8320」)を用いて、下記の条件下で測定し、標準ポリスチレンの重量平均分子量に換算した値を用いた。
(測定条件)
・測定試料:サンプル濃度1質量%のテトラヒドロフラン溶液
・カラム:「TSK gel Super HM−H」を2本、「TSK gel Super H2000」を1本(いずれも東ソー株式会社製)、順次連結したもの
・カラム温度:40℃
・展開溶媒:テトラヒドロフラン
・流速:0.60mL/min
<多官能エポキシ化合物の重量平均分子量(Mw)>
多官能エポキシ化合物の重量平均分子量(Mw)は、上記のゲル浸透クロマトグラフ(GPC)装置を用いて、上記の条件下で測定し、複数観察されるピークのうち、面積が最大であるもののピークトップの保持時間に対応する標準ポリスチレンの重量平均分子量に換算したものである。
(1)接着剤組成物の調製
下記に示す各成分を、表1に記載の配合量(有効成分比)にて添加し、メチルエチルケトンで希釈して、実施例1〜2及び比較例1〜2においては、有効成分濃度30質量%の接着剤組成物をそれぞれ調製し、実施例3においては、有効成分濃度25質量%の接着剤組成物を調製した。
使用した各成分の詳細は、以下のとおりである。
・変性ポリオレフィン系樹脂:三井化学株式会社製、製品名「ユニストールH−200」、酸変性α−オレフィン重合体、25℃において固体、重量平均分子量(Mw)=52,000。
・多官能エポキシ化合物(1):三菱化学株式会社製、製品名「YX8034」、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、エポキシ当量=270g/eq、25℃において液体、重量平均分子量(Mw)=3,200。
・多官能エポキシ化合物(2):三菱化学株式会社製、製品名「YL980」、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、25℃において液体、エポキシ当量=180〜190g/eq、重量平均分子量(Mw)=2,400。
・多官能エポキシ化合物(3):共栄社化学株式会社製、製品名「エポライト4000」、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、25℃において液体、エポキシ当量=215〜245g/eq、重量平均分子量(Mw)=800。
・多官能エポキシ化合物(4):三菱化学株式会社製、製品名「YX8000」、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、25℃において液体、エポキシ当量=205g/eq、重量平均分子量(Mw)=1,400。
・多官能エポキシ化合物(5):三菱化学株式会社製、製品名「YX8040」、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、25℃において固体、エポキシ当量=1100g/eq、重量平均分子量(Mw)=4,200。
・粘着付与剤:三井化学株式会社製、製品名「FTR6100」、スチレン系モノマーと脂肪族系モノマーとの共重合体、軟化点=95℃。
・イミダゾール系硬化触媒:四国化成工業株式会社製、製品名「キュアゾール2E4MZ」、2−エチル−4−メチルイミダゾール。
・シランカップリング剤:信越化学工業株式会社製、製品名「KBM−4803」、グリシドキシオクチルトリメトキシシラン。
剥離フィルム(リンテック株式会社製、製品名「SP−PET382150」)の剥離処理面上に、調製した接着剤組成物を塗布して塗膜を形成し、当該塗膜を100℃で2分間乾燥し、厚さ12μmのシート状物(接着剤層)を形成し、剥離フィルム及びシート状物(接着剤層)からなる積層体を得た。
また、上記(2)の手順と同様に作製した積層体のシート状物である接着剤層の表面上に、厚さ25μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(三菱ケミカル株式会社製、製品名「T600E」)を積層し、剥離フィルム、接着剤層、及び基材をこの順で積層した基材付き封止シートを得た。
実施例又は比較例で作製した積層体から剥離フィルムを除去したシート状物(接着剤層)を複数重ね合わせ、ヒートラミネーターを用いて、60℃で加熱圧縮し、厚さ1mmの積層体を得た。
この積層体を試験サンプルとして、粘弾性測定装置(Anton Paar社製、製品名「Physica MCR301」)を用いて、周波数1Hzの条件下、温度範囲23〜150℃における、硬化前の当該積層体の貯蔵弾性率G’を測定した。測定した80℃における貯蔵弾性率G’の値を表1に示す。
実施例又は比較例で作製した積層体のシート状物の表面を、ガラス板の平坦面に静置し、ヒートラミネーターを用いて、60℃で接着し、積層体の剥離フィルムを除去して、試験サンプルを得た。
この試験サンプルを、120℃の環境下で、20分間静置した際にシート状物から発生したアウトガス量を、下記の装置を用いて測定した。
・装置:ガスクロマトグラフ質量分析計(株式会社島津製作所製、製品名「GCMSQP2010」)。
・カラム:5MS系カラム(株式会社島津製作所製、製品名「SH−Rtx(登録商標)−5MS」、5%ジフェニル/95%ジメチルポリシロキサン)。
・検量線:トルエン。
上述の「シート状物のアウトガス量」の測定で使用した前記試験サンプルを、100℃の環境下で2時間静置し、シート状物を硬化させた後、この硬化したシート状物のヘイズを、JIS K7136に準拠して測定した。
ガラス基板上に、疑似デバイスとして、厚さ10μmのポリエチレンテレフタレートの小片を静置した。そして、実施例及び比較例で作製した基材付き封止シートの剥離フィルムを除去し、表出した接着剤層を、ガラス基板上の疑似デバイスが完全に覆われるようにして、ガラス基板及び擬似デバイス上に積層し、ヒートラミネーターを用いて80℃で封止し、次いで80℃、0.5MPaで20分間の加圧処理を施した。その上で、100℃の環境下で2時間加熱し、接着剤層を硬化させた。
光学顕微鏡を用いて、擬似デバイスと硬化後の接着剤層との境界部分を平面視で観察し、以下のとおり、擬似デバイスと接着剤層との間に隙間の存在の有無によって、シート状物の凹凸追従性を評価した。
A:擬似デバイスと接着剤層との間に隙間は無いため、凹凸追従性は良好である。
F:擬似デバイスと接着剤層との間に隙間が確認されるため、凹凸追従性が劣る。
(i)有機EL素子の作製
陽極として酸化インジウムスズ(ITO)膜(厚さ:100nm、シート抵抗:50Ω/□)が成膜されたガラス基板を用いて、以下の方法により有機EL素子を作製した。
前記ガラス基板のITO膜上に、N,N’−ビス(ナフタレン−1−イル)−N,N’−ビス(フェニル)−ベンジジン)(Luminescence Technology社製)を速度0.1〜0.2nm/分の速度で蒸着させ、厚さ50nmの正孔輸送層を形成した。
そして、形成した正孔輸送層上に、トリス(8−ヒドロキシ−キノリネート)アルミニウム(Luminescence Technology社製)を0.1〜0.2nm/分の速度で蒸着させ、厚さ50nmの発光層を形成した。
さらに、形成した発光層上に、フッ化リチウム(LiF)(高純度化学研究所社製)を0.1nm/分の速度で蒸着させ、厚さ4nmの電子注入層を形成した。
最後に、形成した電子注入層上に、アルミニウム(Al)(高純度化学研究所社製)を0.1nm/分の速度で蒸着させ、厚さ100nmの陰極を形成し、有機EL素子を得た。
なお、蒸着時の真空度は、全て1×10−4Pa以下であった。
実施例及び比較例で作製した積層体の接着剤層の表面を、金属箔フィルムに重ねて、ヒートラミネーターを用いて、40℃で接着した。
そして、当該積層体の剥離フィルムの除去し、表出した接着剤層を、ガラス基板上に形成された有機EL素子を覆うように積層し、ヒートラミネーターを用いて、40℃で接着し、次いで、100℃で2時間加熱して、接着剤層を硬化させ、有機EL素子を封止した封止体であるボトムエミッション型の電子デバイスを得た。
作製した電子デバイスを、85℃、85%RH(相対湿度)の環境下で、240時間静置した後、電子デバイスを起動させ、有機EL素子のダークスポット(非発光箇所)の面積S1を測定した。
上記環境下に静置する前の有機EL素子のダークスポットの面積S0も予め測定の上、下記式(1)から、ダークスポットの拡大率を算出し、以下の基準に基づき、封止シートの封止性を評価した。
[ダークスポットの拡大率(%)]=(S1/S0)×100 ・・・(1)
A:ダークスポットの拡大率が150%未満である。
F:ダークスポットの拡大率が150%以上である。
なお、ダークスポットの拡大率は、値が大きいほど、電極や有機層の劣化が進行していることを意味する。
一方、比較例1の接着剤組成物から形成したシート状物(接着剤層)は、80℃における貯蔵弾性率G’が高く、凹凸追従性が劣る結果となった。
また、比較例2の接着剤組成物から形成したシート状物(接着剤層)は、発生するアウトガス量が多く、封止性も劣る結果となった。
両面に易接着処理が施された、厚さ50μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東洋紡株式会社製、製品名「PET50A4300」)上に、紫外線硬化型アクリレート樹脂組成物(JSR株式会社製、製品名「オプスターZ7530」)を、マイヤーバーを用いて塗布して塗膜を形成し、当該塗膜を70℃で1分間乾燥させた。そして、無電極UVランプシステム(ヘレウス株式会社製)を用いて、照度250mW/cm2、光量170mJ/cm2で紫外線を照射して、当該塗膜を硬化させて、厚さ1000nmのプライマー層を形成した。
そして、形成した前記プライマー層上に、ペルヒドロポリシラザンを主成分とする固形分濃度10質量%のコーティング剤(メルクパフォーマンスマテリアルズ社製、製品名「アクアミカNL110−20」、溶媒:キシレン)を、スピンコーター(ミカサ株式会社製、製品名「MS−A200」)を用いて、回転数3000rpm、回転時間30秒にて塗布して塗膜を形成した。そして、当該塗膜を120℃で2分間乾燥させ、前記プライマー層上に、厚さ150nmのポリシラザンから構成されたポリシラザン層を形成した。
次いで、形成した前記ポリシラザン層の表面に対して、プラズマイオン注入装置を用いて、下記条件にて、プラズマイオン注入法による改質処理を施すことで、厚さ150nmのガスバリア層を形成した。これにより、PETフィルム及びガスバリア層を有するガスバリア性フィルムを作製した。
(プラズマイオン注入の処理条件)
・チャンバー内圧:0.2Pa
・プラズマ生成ガス:アルゴン
・ガス流量:100sccm
・RF出力:1000W
・RF周波数:1000Hz
・RFパルス幅:50μ秒
・RF delay:25n秒
・DC電圧:−6kV
・DC周波数:1000Hz
・DCパルス幅:5μ秒
・DC delay:50μ秒
・Duty比:0.5%
・処理時間:200秒
実施例1で作製した積層体の剥離フィルム上の厚さ12μmの接着剤層の表面と、製造例1で作製したガスバリア性フィルムの厚さ150nmのガスバリア層の表面とを、ヒートラミネーターを用いて、60℃で貼り合わせ、ガスバリア性積層体(1)を作製した。
上述の変性ポリオレフィン系樹脂(三井化学株式会社製、製品名「ユニストールH−200」、酸変性α−オレフィン重合体、重量平均分子量(Mw)=52,000)のみを、メチルエチルケトンで希釈した、有効成分濃度30質量%の接着剤組成物を調製した。
そして、上記と同じ剥離フィルムの剥離処理面上に、調製した前記接着剤組成物を塗布し塗膜を形成し、当該塗膜を100℃で2分間乾燥して、厚さ12μmの接着剤層を形成した。
次いで、当該接着剤層の表面と、製造例1で作製したガスバリア性フィルムの厚さ150nmのガスバリア層の表面とを、ヒートラミネーターを用いて、60℃で貼り合わせ、ガスバリア性積層体(2)を作製した。
[層間密着性]
実施例4及び比較例3で作製したガスバリア性積層体を縦25mm×横300mmの大きさに裁断し、剥離フィルムを除去し、表出した接着剤層の表面をガラス板に貼付し、ヒートラミネーターを用いて、60℃で圧着し、試験サンプルを作製した。そして、この試験サンプルを、100℃で2時間加熱して、接着剤層を硬化させた後、23℃、相対湿度50%の環境下で24時間静置した。
さらに、温度85℃、85%RH(相対湿度)の環境下で168時間静置した後、剥離角度180°の条件で、ガスバリア性積層体をガラス板から剥離した際に、ガラス板への接着剤層の転着の有無を確認した。
一方、比較例3のガスバリア性積層体(2)においては、ガラス板への接着剤層の転着が確認されたため、接着剤層とガスバリア層との層間密着性に問題がある結果となった。
Claims (16)
- 接着剤層を有する、封止シートであって、
前記接着剤層は、変性ポリオレフィン系樹脂(A)、及び多官能エポキシ化合物(B)を含有する接着剤組成物から形成されたシート状物であり、
前記シート状物が下記要件(I)及び(II)を満たす、封止シート。
・要件(I):前記シート状物の80℃における貯蔵弾性率G’が0.3MPa以下である。
・要件(II):前記シート状物を120℃の環境下で20分間静置した際の、前記シート状物の1cm3当たり発生するアウトガス量が、20mg/cm3以下である。 - 成分(A)の含有量が、前記接着剤組成物の有効成分の全量に対して、15〜70質量%である、請求項1に記載の封止シート。
- 成分(B)が、多官能脂環式エポキシ化合物及び多官能脂肪族エポキシ化合物から選ばれる1種以上である、請求項1又は2に記載の封止シート。
- 成分(B)が、25℃において液体である多官能エポキシ化合物(B1)を含有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の封止シート。
- 成分(B)が、25℃において固体である多官能エポキシ化合物(B2)をさらに含有し、
成分(B1)と成分(B2)の含有割合(質量比〔成分(B1):成分(B2)〕)は、100:1〜1:1である、請求項4に記載の封止シート。 - 成分(B)の含有量が、成分(A)100質量部に対して、25〜200質量部である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の封止シート。
- さらに、粘着付与剤(C)を含有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の封止シート。
- 成分(C)の含有量が、成分(A)100質量部に対して、1〜200質量部である、請求項7に記載の封止シート。
- さらに、イミダゾール系硬化触媒(D)を含有する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の封止シート。
- 成分(D)の含有量が、成分(A)100質量部に対して、0.1〜10質量部である、請求項9に記載の封止シート。
- さらに、シランカップリング剤(E)を含有する、請求項1〜10のいずれか一項に記載の封止シート。
- 成分(E)の含有量が、成分(A)100質量部に対して、0.01〜10質量部である、請求項11に記載の封止シート。
- さらに、基材層とガスバリア層とを備えたガスバリア性フィルムを有する、請求項1〜12のいずれか一項に記載の封止シート。
- 前記ガスバリア性フィルムのガスバリア層と、前記接着剤層とが直接積層した構成である、請求項13に記載の封止シート。
- 前記ガスバリア層が、高分子化合物を含み、改質処理が施された高分子層である、請求項13又は14に記載の封止シート。
- 有機EL素子、有機ELディスプレイ素子、液晶ディスプレイ素子、又は太陽電池素子を、請求項1〜15のいずれか一項に記載の封止シートで封止してなる、封止体。
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