JP6523780B2 - Film-forming composition and method for producing cured film using the same - Google Patents

Film-forming composition and method for producing cured film using the same Download PDF

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Description

本発明は、膜形成性組成物、及びそれを用いた硬化被膜の製造方法に関する。   The present invention relates to a film-forming composition and a method for producing a cured film using the same.

従来、表示装置が備える有機EL素子や液晶表示素子等の表示素子、又は光半導体装置が備える発光ダイオード(LED)、太陽電池素子、CCD、CMOS等の光半導体素子を封止するための封止材として、エポキシ化合物、シリコーン樹脂、環状オレフィン樹脂を含有するものが知られている(特許文献1〜3等を参照)。   Conventionally, a sealing element for sealing a display element such as an organic EL element or a liquid crystal display element included in a display device, or a light emitting diode (LED) included in an optical semiconductor device, a solar cell element, a CCD, a CMOS As materials, those containing an epoxy compound, a silicone resin, and a cyclic olefin resin are known (see Patent Documents 1 to 3 and the like).

特開2011−174023号公報JP, 2011-174023, A 特開2011−063686号公報JP, 2011-063686, A 特開2012−209375号公報JP, 2012-209375, A

このような封止材には様々な特性が要求されるが、表示素子や光半導体素子等の光デバイスへの熱的なダメージが抑制されるよう、封止剤は、200℃以下の低温でも硬化して、厚く均一な硬化被膜を形成できることが求められる。また、このような光デバイスの性能を低下させないよう、封止剤は、脱ガスが抑制されていることも求められる。   Although various properties are required for such a sealing material, the sealing material has a temperature as low as 200 ° C. or less so that thermal damage to optical devices such as display elements and optical semiconductor elements is suppressed. It is required that the composition can be cured to form a thick and uniform cured film. In addition, the sealing agent is also required to suppress outgassing so as not to degrade the performance of such an optical device.

本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたものであり、200℃以下の低温でも硬化し、脱ガスが抑制された硬化被膜を与える膜形成性組成物、及びそれを用いた硬化被膜の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such conventional circumstances, and a film-forming composition which cures even at a low temperature of 200 ° C. or less and gives a cured film in which degassing is suppressed, and cure using the same It is an object to provide a method of producing a coating.

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた。その結果、分岐構造を有する特定のポリシロキサンと第4級アンモニウム塩である熱酸発生剤とを組み合わせることにより、上記の課題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のものを提供する。   The present inventors have intensively researched to solve the above-mentioned problems. As a result, it has been found that the above-mentioned problems can be solved by combining a specific polysiloxane having a branched structure with a thermal acid generator which is a quaternary ammonium salt, and the present invention has been accomplished. Specifically, the present invention provides the following.

本発明の第一の態様は、下記一般式(a1)で表されるポリシロキサンと、第4級アンモニウム塩である熱酸発生剤とを含有する膜形成性組成物である。

Figure 0006523780
(式中、Rはエポキシ基又はオキセタニル基を含有する基であり、Rはアルキル基又はアリール基であり、添え字m及びnは、上記ポリシロキサン中の全構造単位に対する上記添え字が付された構造単位のモル百分率を表し、mは50〜90モル%であり、nは10〜50モル%であり、ただし、m及びnの合計は100モル%である。) A first aspect of the present invention is a film-forming composition comprising a polysiloxane represented by the following general formula (a1) and a thermal acid generator which is a quaternary ammonium salt.
Figure 0006523780
(Wherein, R 1 is a group containing an epoxy group or an oxetanyl group, R 2 is an alkyl group or an aryl group, and the subscripts m and n indicate the above subscripts to all structural units in the above polysiloxane. Represents the mole percentage of the structural unit attached, m is 50 to 90 mol%, n is 10 to 50 mol%, provided that the total of m and n is 100 mol%)

本発明の第二の態様は、上記膜形成性組成物からなる組成物層を基板上に形成する組成物層形成工程と、上記組成物層を加熱する加熱工程とを含む、硬化被膜の製造方法である。   A second aspect of the present invention is a method of producing a cured film comprising a composition layer forming step of forming a composition layer consisting of the above film-forming composition on a substrate, and a heating step of heating the above composition layer. It is a method.

本発明によれば、200℃以下の低温でも硬化し、脱ガスが抑制された硬化被膜を与える膜形成性組成物、及びそれを用いた硬化被膜の製造方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a film-forming composition which cures even at a low temperature of 200 ° C. or less to give a cured film in which degassing is suppressed, and a method of producing a cured film using the same.

図1(A)〜図1(D)は、本発明の実施形態に係る硬化被膜の製造方法を説明するための工程断面模式図である。FIG. 1A to FIG. 1D are process cross-sectional schematic views for explaining the method for producing a cured film according to the embodiment of the present invention.

<膜形成性組成物>
本発明に係る膜形成性組成物は、上記一般式(a1)で表されるポリシロキサンと、第4級アンモニウム塩である熱酸発生剤とを含有する。本発明に係る膜形成性組成物は、200℃以下の低温でも硬化し、脱ガスが抑制された硬化被膜を与える。本発明に係る膜形成性組成物は、表示装置が備える有機EL素子や液晶表示素子等の表示素子、又は光半導体装置が備える発光ダイオード(LED)、太陽電池素子、CCD、CMOS等の光半導体素子の封止に好適に用いることができる。
<Film-forming composition>
The film-forming composition according to the present invention contains the polysiloxane represented by the above general formula (a1) and a thermal acid generator which is a quaternary ammonium salt. The film-forming composition according to the present invention cures even at a low temperature of 200 ° C. or less to give a cured film in which degassing is suppressed. The film-forming composition according to the present invention is a display element such as an organic EL element or a liquid crystal display element included in a display device, or a light semiconductor such as a light emitting diode (LED) included in an optical semiconductor device, a solar cell element, a CCD, or CMOS It can be used suitably for sealing of an element.

[一般式(a1)で表されるポリシロキサン]
本発明に係る膜形成性組成物は、上記一般式(a1)で表されるポリシロキサンを含有する。上記ポリシロキサンは、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
[Polysiloxane Represented by General Formula (a1)]
The film-forming composition according to the present invention contains a polysiloxane represented by the above general formula (a1). The said polysiloxane can be used individually or in combination of 2 or more types.

上記一般式(a1)において、Rは、エポキシ基又はオキセタニル基を含有する基であり、好ましくは末端にエポキシ基又はオキセタニル基を含有する基であり、より好ましくはグリシドキシアルキル基、3−オキセタニルメチルオキシアルキル基、又は3−アルキル−3−オキセタニルメチルオキシアルキル基(ここで、アルキル基としては、例えば、炭素数1〜6のアルキル基が挙げられ、具体的には、下記でRについて例示する基が挙げられる。)であり、更により好ましくはグリシドキシプロピル基、3−オキセタニルメチルオキシプロピル基、又は3−エチル−3−オキセタニルメチルオキシプロピル基であり、特に好ましくはグリシドキシプロピル基である。上記一般式(a1)において、複数個のRが存在する場合、これらのRは、互いに同一でも異なっていてもよい。 In the above general formula (a1), R 1 is a group containing an epoxy group or an oxetanyl group, preferably a group containing an epoxy group or an oxetanyl group at the end, more preferably a glycidoxyalkyl group, 3 —Oxetanylmethyloxyalkyl group, or 3-alkyl-3-oxetanylmethyloxyalkyl group (herein, examples of the alkyl group include alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, and specific examples thereof include R Groups exemplified for 2 ), more preferably glycidoxypropyl group, 3-oxetanylmethyloxypropyl group, or 3-ethyl-3-oxetanylmethyloxypropyl group, and particularly preferably glycidoxypropyl group. It is a cidoxypropyl group. When a plurality of R 1 s are present in the general formula (a1), these R 1 s may be the same as or different from each other.

上記一般式(a1)において、Rは、アルキル基又はアリール基であり、好ましくは炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数6〜15のアリール基であり、より好ましくは炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜10のアリール基である。アルキル基であるRとしては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基等が挙げられ、メチル基及びエチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。アリール基であるRとしては、例えば、フェニル基、ビフェニル基、フルオレニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基等が挙げられ、好ましくはフェニル基及びナフチル基であり、より好ましくはフェニル基である。上記一般式(a1)において、複数個のRが存在する場合、これらのRは、互いに同一でも異なっていてもよい。 In the above general formula (a1), R 2 is an alkyl group or an aryl group, preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms Or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms. Examples of the alkyl group R 2 include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, isopentyl, neopentyl and hexyl groups. Methyl and ethyl are preferred, and methyl is more preferred. Examples of R 2 which is an aryl group include phenyl group, biphenyl group, fluorenyl group, naphthyl group, anthryl group, phenanthryl group and the like, preferably phenyl group and naphthyl group, more preferably phenyl group . In the general formula (a1), when a plurality of R 2 s are present, these R 2 s may be the same as or different from each other.

上記一般式(a1)において、添え字m及びnは、上記ポリシロキサン中の全構造単位に対する上記添え字が付された構造単位のモル百分率を表し、mは50〜90モル%であり、nは10〜50モル%であり、ただし、m及びnの合計は100モル%である。mは70〜90モル%、nは10〜30モル%であることが好ましい。   In the above general formula (a1), the subscripts m and n represent the mole percentage of the structural unit to which the above subscript is added with respect to all the structural units in the above polysiloxane, and m is 50 to 90 mol%, n Is 10 to 50 mol%, provided that the sum of m and n is 100 mol%. It is preferable that m is 70 to 90 mol% and n is 10 to 30 mol%.

上記一般式(a1)で表されるポリシロキサンの質量平均分子量は、本発明の効果が損なわれない限り特に限定されず、好ましくは1000〜8000、より好ましくは2000〜4000である。上記質量平均分子量が上記範囲内であると、得られる硬化被膜は、脱ガスが更に抑制されたものとなりやすい。
なお、本明細書において、質量平均分子量とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定された標準ポリスチレン換算のものをいう。
The mass average molecular weight of the polysiloxane represented by the above general formula (a1) is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, and is preferably 1000 to 8000, more preferably 2000 to 4000. When the mass average molecular weight is in the above range, the resulting cured film is likely to be further inhibited from degassing.
In addition, in this specification, a mass mean molecular weight means the thing of standard polystyrene conversion measured by gel permeation chromatography (GPC).

上記一般式(a1)で表されるポリシロキサンは、例えば、添え字m又はnが付された各構造単位に対応するアルコキシシラン同士を、酸触媒、水、及び有機溶剤の存在下で加水分解及び脱水縮合させる方法で調製することができる。   The polysiloxane represented by the above general formula (a1) is, for example, hydrolysed in the presence of an acid catalyst, water, and an organic solvent, and alkoxysilanes corresponding to the respective structural units to which the subscript m or n is added. And can be prepared by a method of dehydration condensation.

[第4級アンモニウム塩である熱酸発生剤]
本発明に係る膜形成性組成物は、第4級アンモニウム塩である熱酸発生剤を含有することにより、低温での硬化性に優れる。上記熱酸発生剤は、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
[Thermal acid generator which is quaternary ammonium salt]
The film-forming composition according to the present invention is excellent in curability at a low temperature by containing a thermal acid generator which is a quaternary ammonium salt. The thermal acid generators can be used alone or in combination of two or more.

上記熱酸発生剤としては、特に限定されず、従来公知のものを用いることができ、200℃以下の加熱で酸を発生するものが特に好ましい。上記熱酸発生剤の具体例としては、K−PURE(登録商標) TAG−2678、K−PURE CXC−1614、K−PURE CXC−1612、K−PURE CXC−1733、K−PURE CXC−1821、K−PURE TAG−2700、K−PURE TAG−2689、K−PURE TAG−2690、K−PURE CXC−1738、K−PURE CXC−1802−60(いずれもKing Industries社製)が挙げられる。   The thermal acid generator is not particularly limited, and a conventionally known one can be used, and one that generates an acid by heating at 200 ° C. or less is particularly preferable. Specific examples of the thermal acid generator include K-PURE (registered trademark) TAG-2678, K-PURE CXC-1614, K-PURE CXC-1612, K-PURE CXC-1733, K-PURE CXC-1821, K-PURE TAG-2700, K-PURE TAG-2689, K-PURE TAG-2690, K-PURE CXC-1738, K-PURE CXC-1802-60 (all are manufactured by King Industries).

本発明に係る膜形成性組成物において、上記一般式(a1)で表されるポリシロキサンに対する上記熱酸発生剤の添加量は、0.1〜10.0質量%であることが好ましく、0.2〜5.0質量%であることがより好ましい。上記添加量が上記範囲内であると、本発明に係る膜形成性組成物は、200℃以下の低温での硬化性が更に向上しやすい。   In the film-forming composition according to the present invention, the addition amount of the thermal acid generator to the polysiloxane represented by the general formula (a1) is preferably 0.1 to 10.0 mass%, 0 It is more preferable that it is 0.2-5.0 mass%. When the amount added is in the above range, the film-forming composition according to the present invention is likely to further improve the curability at a low temperature of 200 ° C. or less.

[有機溶剤]
本発明に係る膜形成性組成物は、有機溶剤を含有してもよい。有機溶剤を含むことによって、膜形成性組成物の塗布性や、膜形成性組成物から製造される硬化被膜の膜厚を調整しやすくなる。有機溶剤は、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
[Organic solvent]
The film-forming composition according to the present invention may contain an organic solvent. By including the organic solvent, it becomes easy to adjust the coatability of the film-forming composition and the film thickness of the cured film produced from the film-forming composition. The organic solvents can be used alone or in combination of two or more.

有機溶剤としては、特に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール(IPA)、ブタノール等のアルコール類;アセトン、ジエチルケトン、メチルエチルケトン等のケトン類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類;プロピレングリコール、グリセリン、ジプロピレングリコール等の多価アルコール;ジプロピレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル等のエーテル類;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール(ソルフィット)等のモノエーテル系グリコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル類;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、3−メトキシブチルアセテート(MBA)、エチルジグリコールアセテート(EDGAC)等のエーテル系エステル類が挙げられる。   The organic solvent is not particularly limited, but, for example, alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol (IPA) and butanol; ketones such as acetone, diethyl ketone and methyl ethyl ketone; esters such as methyl acetate, ethyl acetate and butyl acetate Polyhydric alcohols such as propylene glycol, glycerin and dipropylene glycol; ethers such as dipropylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, propylene glycol dimethyl ether and propylene glycol diethyl ether; ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol mono Ethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether Monoether glycols such as propylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether and 3-methoxy-3-methyl-1-butanol (sorbite); cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; propylene glycol monomethyl ether acetate ( And ether esters such as propylene glycol monoethyl ether acetate, 3-methoxybutyl acetate (MBA) and ethyl diglycol acetate (EDGAC).

本発明に係る膜形成性組成物の固形分濃度は、好ましくは10〜100質量%、より好ましくは50〜100質量%であり、有機溶剤による影響を出さないという意味で、本発明に係る膜形成性組成物は、無溶剤であることが更に好ましい。   The solid content concentration of the film-forming composition according to the present invention is preferably 10 to 100% by mass, more preferably 50 to 100% by mass, and the film according to the present invention in the sense that no influence is exerted by the organic solvent. More preferably, the formable composition is solvent free.

[界面活性剤]
本発明に係る膜形成性組成物は、界面活性剤を含有してもよい。界面活性剤を含むことによって、膜形成性組成物の塗布性、平坦化性、及び展開性が向上しやすくなり、塗布後に形成される組成物層の塗りムラの発生が減少しやすくなる。界面活性剤としては、従来公知のものを用いることができ、シリコーン系の界面活性剤が好ましい。また、界面活性剤の含有量は、膜形成性組成物全体に対し、好ましくは10〜10000質量ppm、より好ましくは100〜10000質量ppm、更により好ましくは500〜5000質量ppmの範囲である。界面活性剤は単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
[Surfactant]
The film-forming composition according to the present invention may contain a surfactant. By including the surfactant, the coatability, the planarity, and the spreadability of the film-forming composition can be easily improved, and the occurrence of the coating unevenness of the composition layer formed after the application tends to be reduced. As surfactants, conventionally known ones can be used, and silicone surfactants are preferred. The content of the surfactant is preferably in the range of 10 to 10000 mass ppm, more preferably 100 to 10000 mass ppm, and still more preferably 500 to 5000 mass ppm based on the whole film forming composition. The surfactant may be used alone or in combination of two or more.

[その他の成分]
本発明に係る膜形成性組成物は、必要に応じて、公知の反応性希釈剤、表面調整剤、消泡剤、硬化調整剤(硬化抑制剤又は硬化促進剤)等の添加剤を含有してもよい。
本発明に係る膜形成性組成物は、反応性希釈剤を含有する場合、無溶剤の組成物、即ち、上記有機溶剤を含有しない組成物として調製することができ、有機溶剤による影響を効果的に抑えることができる。
[Other ingredients]
The film-forming composition according to the present invention contains, as necessary, additives such as known reactive diluents, surface conditioners, antifoaming agents, and curing regulators (curing inhibitors or curing accelerators). May be
When the film-forming composition according to the present invention contains a reactive diluent, it can be prepared as a solventless composition, that is, a composition not containing the organic solvent, and the effect of the organic solvent is effective. Can be reduced to

反応性希釈剤としては、カチオン重合性モノマー、カチオン重合性オリゴマー等のカチオン重合性化合物が挙げられる。カチオン重合性化合物は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   The reactive diluent includes cationically polymerizable compounds such as cationically polymerizable monomers and cationically polymerizable oligomers. The cationically polymerizable compounds may be used alone or in combination of two or more.

カチオン重合性化合物としては、カチオン重合性基を有する有機化合物が挙げられる。カチオン重合性基としては、エポキシ基、オキセタニル基、オキソラニル基が挙げられる。カチオン重合性化合物は、カチオン重合性基を有する有機ケイ素化合物であってもよく、その例としては、カチオン重合性基を有するオルガノシラン、カチオン重合性基を有するオルガノシロキサンオリゴマー等が挙げられる。   As a cationically polymerizable compound, the organic compound which has a cationically polymerizable group is mentioned. The cationically polymerizable group includes an epoxy group, an oxetanyl group and an oxolanyl group. The cationically polymerizable compound may be an organosilicon compound having a cationically polymerizable group, and examples thereof include an organosilane having a cationically polymerizable group, an organosiloxane oligomer having a cationically polymerizable group, and the like.

本発明に係る膜形成性組成物において、上記一般式(a1)で表されるポリシロキサンに対する上記反応性希釈剤の添加量は、0.1〜400質量%であることが好ましく、1〜100質量%であることがより好ましい。上記添加量が上記範囲内であると、膜形成性組成物の塗布性や、膜形成性組成物から製造される硬化被膜の膜厚を調整しやすい。   In the film-forming composition according to the present invention, the addition amount of the reactive diluent to the polysiloxane represented by the general formula (a1) is preferably 0.1 to 400% by mass, and 1 to 100. More preferably, it is mass%. It is easy to adjust the coatability of a film formation composition, and the film thickness of the cured film manufactured from a film formation composition as the said addition amount is in the said range.

<硬化被膜の製造方法>
本発明に係る硬化被膜の製造方法は、本発明に係る膜形成性組成物からなる組成物層を基板上に形成する組成物層形成工程と、上記組成物層を加熱する加熱工程とを含む。以下、図1(A)〜図1(D)を参照して、硬化被膜の製造方法について説明する。図1(A)〜図1(D)は、本発明の実施形態に係る硬化被膜の製造方法を説明するための工程断面模式図である。
<Method of producing cured film>
The method for producing a cured film according to the present invention includes a composition layer forming step of forming a composition layer comprising the film forming composition according to the present invention on a substrate, and a heating step of heating the composition layer. . Hereinafter, with reference to FIG. 1 (A)-FIG.1 (D), the manufacturing method of a cured film is demonstrated. FIG. 1A to FIG. 1D are process cross-sectional schematic views for explaining the method for producing a cured film according to the embodiment of the present invention.

まず、図1(A)に示すように、光デバイス1が搭載された基板2を用意する。光デバイス1は、例えば、有機EL素子や液晶表示素子等の表示素子、又は発光ダイオード(LED)、太陽電池素子、CCD、CMOS等の光半導体素子等である。基板2は、例えば、裏面側保護層等である。なお、基板2は、光デバイス1の受光面側又は発光面側に積層される表面側保護層等であってもよい。また、基板2には、太陽電池等が搭載されていてもよい。   First, as shown in FIG. 1A, a substrate 2 on which an optical device 1 is mounted is prepared. The optical device 1 is, for example, a display element such as an organic EL element or a liquid crystal display element, or a light semiconductor element such as a light emitting diode (LED), a solar cell element, a CCD, or a CMOS. The substrate 2 is, for example, a back surface side protective layer or the like. The substrate 2 may be a surface side protective layer or the like stacked on the light receiving surface side or the light emitting surface side of the optical device 1. In addition, a solar cell or the like may be mounted on the substrate 2.

次に、図1(B)に示すように、光デバイス1が搭載された側の基板2の表面に、本発明に係る膜形成性組成物を塗布して、組成物層3を形成する。膜形成性組成物の塗布方法は特に限定されず、周知の方法を採用することができる。これにより、光デバイス1が組成物層3で被覆される。   Next, as shown in FIG. 1B, the film-forming composition according to the present invention is applied to the surface of the substrate 2 on the side on which the optical device 1 is mounted, to form the composition layer 3. The method of applying the film-forming composition is not particularly limited, and any known method can be employed. Thereby, the optical device 1 is coated with the composition layer 3.

次に、図1(C)に示すように、組成物層3が積層された基板2を電気炉等の加熱炉4内に載置し、組成物層3を加熱する。その結果、図1(D)に示すように、膜形成性組成物が熱硬化して、基板2の表面に硬化被膜5が形成される。光デバイス1は、硬化被膜5によって封止される。加熱温度は、200℃以下の温度であり、180℃以下の温度が好ましく、150℃以下の温度がより好ましい。加熱温度の下限は、硬化被膜5が形成される限り、特に限定されず、例えば、80℃以上であり、好ましくは90℃以上である。本発明に係る膜形成性組成物は、200℃以下の低温でも硬化して、硬化被膜5を与える。   Next, as shown in FIG. 1C, the substrate 2 on which the composition layer 3 is stacked is placed in a heating furnace 4 such as an electric furnace, and the composition layer 3 is heated. As a result, as shown in FIG. 1 (D), the film-forming composition is thermally cured to form a cured film 5 on the surface of the substrate 2. The optical device 1 is sealed by the cured film 5. The heating temperature is a temperature of 200 ° C. or less, preferably a temperature of 180 ° C. or less, and more preferably a temperature of 150 ° C. or less. The lower limit of the heating temperature is not particularly limited as long as the cured film 5 is formed, and is, for example, 80 ° C. or higher, preferably 90 ° C. or higher. The film-forming composition according to the present invention is cured even at a low temperature of 200 ° C. or less to give a cured film 5.

以上の工程により、硬化被膜5を製造することができる。このようにして製造された硬化被膜5は、脱ガスが抑制されている。   The cured film 5 can be manufactured by the above steps. Degassing is suppressed in the cured film 5 manufactured in this manner.

以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples, but the present invention is not limited to these examples.

[実施例1〜8及び比較例1〜11]
(膜形成性組成物の調製)
表1〜4に示す通り、所定量のポリマー、酸発生剤、及び場合によりバインダーを溶剤中で混合し、固形分濃度が50質量%の膜形成性組成物を調製した。また、表5に示す通り、所定量のポリマー、酸発生剤、及び添加剤を混合し、無溶剤の膜形成性組成物を調製した。なお、複数のポリマーを用いる場合、表中には混合質量比を併記した。また、ポリマーEについては、添え字m1とn1との比(m1/n1)を表中に併記した。
表1〜5における各成分の詳細は下記の通りである。
[Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 11]
(Preparation of a film forming composition)
As shown in Tables 1 to 4, predetermined amounts of a polymer, an acid generator, and optionally a binder were mixed in a solvent to prepare a film-forming composition having a solid content concentration of 50% by mass. Further, as shown in Table 5, predetermined amounts of a polymer, an acid generator and an additive were mixed to prepare a solvent-free film-forming composition. In addition, when using several polymer, mixed mass ratio was written together in the table | surface. In addition, for the polymer E, the ratio (m1 / n1) of the subscripts m1 and n1 is also shown in the table.
The details of each component in Tables 1 to 5 are as follows.

ポリマーA:下記式で表されるポリマー

Figure 0006523780
Polymer A: Polymer represented by the following formula
Figure 0006523780

ポリマーB:下記式で表されるポリマー

Figure 0006523780
Polymer B: Polymer represented by the following formula
Figure 0006523780

ポリマーC:下記式で表されるポリマー

Figure 0006523780
Polymer C: Polymer represented by the following formula
Figure 0006523780

ポリマーD:有機・無機ハイブリッド樹脂(商品名:コンポセランE202C、荒川化学工業(株)製)
ポリマーE:下記式で表されるポリマー(質量平均分子量:3000)

Figure 0006523780
(式中、添え字m1及びn1は、ポリマーE中の全構造単位に対する上記添え字が付された構造単位のモル百分率を表し、m1=50〜90モル%であり、n1=10〜50モル%であり、ただし、m1及びn1の合計は100モル%である。) Polymer D: Organic-inorganic hybrid resin (trade name: COMPOCELAN E 202 C, manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd.)
Polymer E: Polymer represented by the following formula (weight average molecular weight: 3000)
Figure 0006523780
(Wherein, subscripts m1 and n1 represent mole percentage of structural units with the above subscripts relative to all structural units in polymer E, m1 = 50 to 90 mol%, n1 = 10 to 50 mol %, Provided that the sum of m1 and n1 is 100 mol%)

ポリマーF:下記式で表されるポリマー(質量平均分子量:3000)

Figure 0006523780
(式中、添え字m2、n2、及びn3は、ポリマーF中の全構造単位に対する上記添え字が付された構造単位のモル百分率を表し、m2=50モル%、n2=1モル%、n3=49モル%である。) Polymer F: Polymer represented by the following formula (weight average molecular weight: 3000)
Figure 0006523780
(Wherein, subscripts m 2, n 2 and n 3 represent mole percentage of structural units having the above-mentioned subscripts with respect to all structural units in polymer F, m 2 = 50 mol%, n 2 = 1 mol%, n 3 = 49 mol%)

ポリマーG:ポリ[(2−オキシラニル)−1,2−シクロヘキサンジオール]2−エチル−2−(ヒドロキシメチル)−1,3−プロパンジオールエーテル(ただし、ポリ[(2−オキシラニル)−1,2−シクロヘキサンジオール]残基と2−エチル−2−(ヒドロキシメチル)−1,3−プロパンジオール残基との比は3:1である。)   Polymer G: poly [(2-oxiranyl) -1,2-cyclohexanediol] 2-ethyl-2- (hydroxymethyl) -1,3-propanediol ether (wherein poly [(2-oxiranyl) -1,2] The ratio of -cyclohexanediol] residue to 2-ethyl-2- (hydroxymethyl) -1,3-propanediol residue is 3: 1)

ポリマーH:下記式で表されるポリマー

Figure 0006523780
Polymer H: a polymer represented by the following formula
Figure 0006523780

酸発生剤A:下記式で表される光酸発生剤

Figure 0006523780
Acid generator A: Photoacid generator represented by the following formula
Figure 0006523780

バインダーB:下記式で表されるバインダー

Figure 0006523780
Binder: Binder represented by the following formula
Figure 0006523780

酸発生剤C:K−PURE TAG−2678(熱酸発生剤、King Industries社製)
酸発生剤D:下記式で表される熱酸発生剤

Figure 0006523780
Acid generator C: K-PURE TAG-2678 (thermal acid generator, manufactured by King Industries)
Acid generator D: Thermal acid generator represented by the following formula
Figure 0006523780

酸発生剤E:下記式で表される熱酸発生剤

Figure 0006523780
Acid generator E: Thermal acid generator represented by the following formula
Figure 0006523780

酸発生剤F:下記式で表される熱酸発生剤

Figure 0006523780
Acid generator F: Thermal acid generator represented by the following formula
Figure 0006523780

酸発生剤G:K−PURE CXC−1821(熱酸発生剤、King Industries社製)   Acid generator G: K-PURE CXC-1821 (thermal acid generator, manufactured by King Industries)

溶剤A:3−メトキシブチルアセテート
溶剤B:プロピレングリコールモノプロピルエーテル
溶剤C:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
溶剤D:プロピレングリコールモノメチルエーテル
Solvent A: 3-Methoxybutyl Acetate Solvent B: Propylene Glycol Monopropyl Ether Solvent C: Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate Solvent D: Propylene Glycol Monomethyl Ether

添加剤A(反応性希釈剤):X−22−163(両末端型エポキシ変性シリコーンオイル、信越化学工業株式会社製)
添加剤B(反応性希釈剤):1,4−シクロヘキサンジメタノールグリシジルエーテル
添加剤C(反応性希釈剤):ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル
Additive A (reactive diluent): X-22-163 (both-end epoxy modified silicone oil, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
Additive B (reactive diluent): 1,4-cyclohexanedimethanol glycidyl ether Additive C (reactive diluent): pentaerythritol tetraglycidyl ether

(硬化被膜の製造)
・熱硬化
調製した膜形成性組成物を、スピンコーター、スピンレスコーター、又はスクリーン印刷装置を用いて、ガラス基板上に、最終膜厚が1.0〜15.0μmとなるように塗布した。次に、サンプルをホットプレート上に載置し、80〜200℃で5〜120分間、プリベーク処理を施した。その後、縦型ベーク炉(商品名:TS8000MV、東京応化工業株式会社製)にてN中、80〜200℃で30分間加熱することにより、熱硬化させて、硬化被膜を得た。
(Production of cured film)
Thermosetting The prepared film forming composition was applied on a glass substrate to a final film thickness of 1.0 to 15.0 μm using a spin coater, a spinless coater, or a screen printing apparatus. Next, the sample was placed on a hot plate and prebaked at 80 to 200 ° C. for 5 to 120 minutes. Then, a vertical baking furnace (product name: TS8000MV, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) in N 2 at, by heating for 30 minutes at 80 to 200 ° C., is thermally cured to obtain a cured film.

・UV硬化
調製した膜形成性組成物を、スピンコーター、スピンレスコーター、又はスクリーン印刷装置を用いて、ガラス基板上に、最終膜厚が1.0〜15.0μmとなるように塗布した。次に、サンプルをホットプレート上に載置し、90℃で5分間、プリベーク処理を施した。その後、紫外線照射装置(HMW−532D、ORC社製)を用いて999J/mの露光量でghi線を照射した。最後に、サンプルをホットプレート上に載置し、90〜200℃で5分間、PEB処理を施して、硬化被膜を得た。
-UV Curing The prepared film forming composition was applied on a glass substrate to a final film thickness of 1.0 to 15.0 μm using a spin coater, a spinless coater, or a screen printing apparatus. Next, the sample was placed on a hot plate and prebaked at 90 ° C. for 5 minutes. Thereafter, ghi rays were irradiated at an exposure amount of 999 J / m 2 using an ultraviolet irradiation device (HMW-532D, manufactured by ORC). Finally, the sample was placed on a hot plate and subjected to PEB treatment at 90 to 200 ° C. for 5 minutes to obtain a cured film.

(残膜率評価)
得られた硬化被膜を溶剤(アセトン)に60分間浸漬し、表面形状測定装置(商品名:Dektak 3ST、アルバック社製)を用いて、溶剤浸漬後の硬化被膜の厚さを測定した。測定前の硬化被膜の厚さを基準として、残膜率を算出し、低温硬化特性の指標とした。評価基準は以下の通りである。結果を表1〜5に示す。
○(良):残膜率98%以上、×:(不良):残膜率98%未満
(Evaluation of residual film rate)
The obtained cured film was immersed in a solvent (acetone) for 60 minutes, and the thickness of the cured film after solvent immersion was measured using a surface shape measuring device (trade name: Dektak 3ST, manufactured by ULVAC, Inc.). The residual film ratio was calculated based on the thickness of the cured film before measurement, and was used as an index of low-temperature curing characteristics. Evaluation criteria are as follows. The results are shown in Tables 1-5.
○ (Good): Residual film rate 98% or more, ×: (Defective): Residual film rate less than 98%

(重量減少評価)
得られた硬化被膜について、熱分析装置TG8120(商品名、RIGAKU社製)を用いて、示差熱−熱重量同時測定(TG−DTA)を行った。測定前の硬化被膜の重量を基準として、100℃における重量減少を算出し、脱ガス特性の指標とした。結果を表1〜5に示す。
(Weight loss evaluation)
About the obtained cured film, the differential thermal-thermogravimetry simultaneous measurement (TG-DTA) was performed using thermal-analysis apparatus TG8120 (brand name, RIGAKU company make). Based on the weight of the cured film before measurement, the weight loss at 100 ° C. was calculated and used as an index of degassing characteristics. The results are shown in Tables 1-5.

Figure 0006523780
*更に、バインダーBを添加した。ポリマーに対するバインダーBの添加量は10.0%であった。
Figure 0006523780
* Furthermore, binder B was added. The amount of binder B added to the polymer was 10.0%.

Figure 0006523780
Figure 0006523780

Figure 0006523780
Figure 0006523780

Figure 0006523780
Figure 0006523780

Figure 0006523780
Figure 0006523780

表1〜5から明らかな通り、実施例の膜形成性組成物は、上記一般式(a1)で表されるポリシロキサンと、第4級アンモニウム塩である熱酸発生剤とを含有しており、残膜率評価及び重量減少評価のいずれにおいても優れていた。これに対して、比較例の膜形成性組成物は、上記一般式(a1)で表されるポリシロキサン、及び、第4級アンモニウム塩である熱酸発生剤の少なくとも一方を含有しておらず、残膜率評価及び重量減少評価の少なくとも一方において劣っていた。   As apparent from Tables 1 to 5, the film-forming composition of the example contains the polysiloxane represented by the above general formula (a1) and the thermal acid generator which is a quaternary ammonium salt. , It was excellent also in any residual film rate evaluation and weight loss evaluation. In contrast, the film-forming composition of the comparative example does not contain at least one of the polysiloxane represented by the general formula (a1) and the thermal acid generator which is a quaternary ammonium salt. , And was inferior in at least one of residual film rate evaluation and weight loss evaluation.

1 光デバイス
2 基板
3 組成物層
4 加熱炉
5 硬化被膜
1 optical device 2 substrate 3 composition layer 4 heating furnace 5 cured film

Claims (4)

下記一般式(a1)で表されるポリシロキサンと、第4級アンモニウム塩である熱酸発生剤とを含有する表示素子又は光半導体素子封止用膜形成性組成物。
Figure 0006523780
(式中、Rはエポキシ基又はオキセタニル基を含有する基であり、Rはアルキル基又はアリール基であり、添え字m及びnは、前記ポリシロキサン中の全構造単位に対する前記添え字が付された構造単位のモル百分率を表し、mは50〜90モル%であり、nは10〜50モル%であり、ただし、m及びnの合計は100モル%である。)
A film-forming composition for sealing a display element or an optical semiconductor element , which comprises a polysiloxane represented by the following general formula (a1) and a thermal acid generator which is a quaternary ammonium salt.
Figure 0006523780
(Wherein, R 1 is a group containing an epoxy group or an oxetanyl group, R 2 is an alkyl group or an aryl group, and the subscripts m and n indicate the subscripts to all structural units in the polysiloxane. Represents the mole percentage of the structural unit attached, m is 50 to 90 mol%, n is 10 to 50 mol%, provided that the total of m and n is 100 mol%)
下記一般式(a1)で表されるポリシロキサンと、第4級アンモニウム塩である熱酸発生剤と、反応性希釈剤とを含有し、有機溶剤を含有しない膜形成性組成物。  A film-forming composition containing a polysiloxane represented by the following general formula (a1), a thermal acid generator which is a quaternary ammonium salt, and a reactive diluent and does not contain an organic solvent.
Figure 0006523780
Figure 0006523780
(式中、R(In the formula, R 1 はエポキシ基又はオキセタニル基を含有する基であり、RIs a group containing an epoxy group or an oxetanyl group, R 2 はアルキル基又はアリール基であり、添え字m及びnは、前記ポリシロキサン中の全構造単位に対する前記添え字が付された構造単位のモル百分率を表し、mは50〜90モル%であり、nは10〜50モル%であり、ただし、m及びnの合計は100モル%である。)Is an alkyl group or an aryl group, and the subscripts m and n represent the mole percentage of the structural unit with the above subscripts relative to the total structural units in the polysiloxane, and m is 50 to 90 mol% n is 10 to 50 mol%, provided that the sum of m and n is 100 mol%. )
請求項1又は2に記載の膜形成性組成物からなる組成物層を基板上に形成する組成物層形成工程と、
前記組成物層を加熱する加熱工程とを含む、硬化被膜の製造方法。
A composition layer forming step of forming a composition layer consisting of the film forming composition according to claim 1 or 2 on a substrate,
And a heating step of heating the composition layer.
前記加熱工程における加熱温度が200℃以下である請求項に記載の硬化被膜の製造方法。 The method according to claim 3 , wherein the heating temperature in the heating step is 200 ° C. or less.
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