JP6852960B2 - 有機発光素子封止用組成物および有機発光表示装置 - Google Patents
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Description
X1、X2、X3、X4、X5、X6は、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキルエーテル基、*−N(R’)(R”)(このとき、*は元素の連結部位、R’およびR”はそれぞれ独立して、水素または置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキル基)、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキルスルフィド基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、または置換もしくは非置換の炭素数7〜30のアリールアルキル基であり、
X1、X2、X3、X4、X5、X6のうち、一つ以上は、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基であり、
Y1、Y2は、それぞれ独立して、下記式2:
nは、0〜30の整数であるか、または、nの平均値は、0〜30である。
以下、光硬化性モノマー、シリコン含有モノマー、開始剤について詳しく説明する。
光硬化性モノマーは、シリコン含有モノマーを除いた、光硬化性モノマーを含んでもよい。具体的に光硬化性モノマーは、以下で詳説する(B)シリコン含有モノマー以外の、光硬化性官能基(例えば、(メタ)アクリレート基、ビニル基等の、光照射により重合反応、または架橋反応等を進行させて、封止用組成物を硬化させることができるような官能基を意味する)モノマーを意味する。光硬化性モノマーは、シリコン(silicon)を含まず、光硬化性官能基を有する非シリコン系光硬化性モノマーであると好ましい。
i)炭素数1〜30のモノアルコールのモノ(メタ)アクリレート、
ii)モノアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートまたはポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートまたはこれらの混合物、
iii)炭素数2〜20の、ジオール、トリオール、テトラオール、ペンタオール、またはヘキサオールのジ(メタ)アクリレート、
iv)炭素数3〜20の、トリオール、テトラオール、ペンタオール、またはヘキサオールのトリ(メタ)アクリレート、
v)炭素数4〜20の、テトラオール、ペンタオールまたはヘキサオールのテトラ(メタ)アクリレート。
ii)モノアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートまたはポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートまたはこれらの混合物;および
iii)炭素数2〜20の、ジオール、トリオール、テトラオール、ペンタオール、またはヘキサオールのジ(メタ)アクリレート、iv)炭素数3〜20の、トリオール、テトラオール、ペンタオール、またはヘキサオールのトリ(メタ)アクリレート、v)炭素数4〜20の、テトラオール、ペンタオールまたはヘキサオールのテトラ(メタ)アクリレートのうち一つ以上。
ii)モノアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートまたはポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートまたはこれらの混合物;および
iii)炭素数2〜20の、ジオール、トリオール、テトラオール、ペンタオール、またはヘキサオールのジ(メタ)アクリレート。
ii)モノアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートまたはポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートまたはこれらの混合物;
iii)炭素数2〜20の、ジオール、トリオール、テトラオール、ペンタオール、またはヘキサオールのジ(メタ)アクリレート;および
iv)炭素数3〜20の、トリオール、テトラオール、ペンタオール、またはヘキサオールのトリ(メタ)アクリレート、v)炭素数4〜20の、テトラオール、ペンタオールまたはヘキサオールのテトラ(メタ)アクリレートのうち一つ以上。
ii)モノアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートまたはポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートまたはこれらの混合物;
iii)炭素数2〜20の、ジオール、トリオール、テトラオール、ペンタオール、またはヘキサオールのジ(メタ)アクリレート;および
v)炭素数4〜20のテトラオール、ペンタオールまたはヘキサオールのテトラ(メタ)アクリレート。
シリコン含有モノマーは、シリコンを含み、両末端に下記式2で表される光硬化性官能基を有するシリコン系光硬化性モノマーである。
X1、X2、X3、X4、X5、X6は、それぞれ独立して、水素、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキルエーテル基、*−N(R’)(R”)(このとき、*は元素の連結部位、R’およびR”はそれぞれ独立して、水素または置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキル基)、置換もしくは非置換の炭素数1〜30のアルキルスルフィド基、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基、または置換もしくは非置換の炭素数7〜30のアリールアルキル基であり、
X1、X2、X3、X4、X5、X6のうち、一つ以上は、置換もしくは非置換の炭素数6〜30のアリール基であり、
Y1、Y2は、それぞれ独立して、下記式2:
nは、0〜30の整数であるか、または、nの平均値は、0〜30である。
開始剤は、光硬化性反応を行える通常の光重合開始剤を制限なく含むことができる。例えば、光重合開始剤は、トリアジン系化合物、アセトフェノン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、チオキサントン系化合物、ベンゾイン系化合物、リン系化合物、オキシム系化合物またはこれらの混合物を含むことができる。なかでも、リン系化合物の光重合開始剤を用いると好ましい。
本発明に係る有機発光素子封止用組成物は、光硬化性モノマー、シリコン含有モノマー、および開始剤を混合することにより調製される。このとき、上記各成分の添加順序は特に制限されない。また、本発明に係る封止用組成物は、溶剤に溶解させて用いてもよいし、溶剤を用いないでそのまま用いてもよい。例えば、有機発光素子組成物が無溶剤タイプの場合、重量比(wt%)は光硬化性モノマー、シリコン含有モノマーおよび開始剤の総重量に基づく。この時、用いられる溶剤は特に制限されないが、例えば、アセトン、2−ブタノン等のケトン類、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類;ヘキサン等の炭化水素類等を用いることができる。
本発明に係る有機発光素子封止用組成物は、光硬化型組成物であって、UV照射により硬化させることができる。その照射条件は特に制限されないが、UV波長が10mW/cm2〜500mW/cm2であり、照射時間が1秒〜50秒間であると好ましい。前記照射条件とすることにより、十分に硬化させることができるだけでなく、経済性の観点からも好ましい。
製造例1:シリコン含有モノマー1の製造
冷却管と撹拌器を備えた1000mlフラスコにエチルアセテート300mlを入れ、3−フェニル−1,1,3,5,5−ペンタメチルトリシロキサン(Gelest社)25gと、アリルアルコール(allyl alcohol)43g(デジョン化金社)を入れ、30分間窒素パージングした後、カーボンブラックに担持されたPt(Aldrich社)72ppmを追加し、フラスコ内温度を80℃に上げた後、4時間撹拌した。残留溶媒を蒸留で除去した。得られた化合物71.5gをジクロロメタン300mlに入れ、トリエチルアミンを39g追加し、0℃で撹拌しながらアクリロイルクロライド(acryloyl chloride)34.3gをゆっくり添加した。残留溶媒を蒸留で除去して、下記式3の化合物(分子量:522.85g/mol)をHPLC純度97%で得た。
製造例1において、3−フェニル−1,1,3,5,5−ペンタメチルトリシロキサン25gの代わりに、3,3−ジフェニル−1,1,5,5−テトラメチルトリシロキサンを21g使用し、アクリロイルクロライド34.3gの代わりにメタアクリロイルクロライド30.2gを使用したことを除いては、同一方法で下記式4の化合物(分子量:584.92g/mol)をHPLC純度96%で得た。
製造例1において、3−フェニル−1,1,3,5,5−ペンタメチルトリシロキサン25gの代わりに、1,3,5−トリフェニル−1,3,5−トリメチルトリシロキサンを21g使用し、アクリロイルクロライド34.3gの代わりにメタアクリロイルクロライドを31g使用したことを除いては、同一方法で下記式5の化合物(分子量:646.99g/mol)をHPLC純度94%で得た。
製造例1において、3−フェニル−1,1,3,5,5−ペンタメチルトリシロキサン25gの代わりに1,1,3,3,5,5−ヘキサフェニルトリシロキサンを19g使用し、アクリロイルクロライド34.3gの代わりにメタアクリロイルクロライドを30g使用したことを除いては、同一方法で下記式6の化合物(分子量:833.20g/mol)をHPLC純度92%で得た。
(A)光硬化性モノマー:(A1)テトラエチレングリコールジアクリレート、(A2)1,10−デカンジオールジアクリレート、(A3)ペンタエリスリトールテトラアクリレート(以上、Aldrich社)
(B)シリコン含有モノマー:(B1)製造例1のモノマー(シリコン含有モノマー1)、(B2)製造例2のモノマー(シリコン含有モノマー2)、(B3)製造例3のモノマー(シリコン含有モノマー3),(B4)製造例4のモノマー(シリコン含有モノマー4)
(C)開始剤:Darocur TPO(BASF社;ジフェニル(2,4,6−トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド)
(D)下記式9のモノマー(分子量:460.78g/mol,ShinEtsu社、X−22−164)。
(A1)テトラエチレングリコールジアクリレート20重量部、(A2)1,10−デカンジオールジアクリレート45重量部、(B1)製造例1のモノマー(シリコン含有モノマー1)30重量部、(C)開始剤5重量部を125ml褐色ポリプロピレン瓶に入れ、シェーカーを用いて3時間室温で混合して封止用組成物(25℃で粘度が25cps)を製造した。
実施例1において、(A)光硬化性モノマーの種類および/または含有量、(B)シリコン含有モノマーの種類および/または含有量を下記表1(単位:重量部)のように変更したことを除いては、実施例1と同一方法で封止用組成物を製造した。
(B1)製造例1のモノマー(シリコン含有モノマー1)の代わりに(D)式9のモノマー30重量部を使用したことを除いては、実施例1と同一方法で封止用組成物を製造した。
実施例および比較例で製造した封止用組成物について、下記表1の物性を測定し、その結果を表1に表した。なお、表中、「−」の記載は、該当する成分を添加しなかったことを示す。以下、評価方法について説明する。
封止用組成物を溶解させてSiウエハにコーティングし、光硬化させて有機障壁層を形成した。形成された有機障壁層の初期のコーティング高さ(厚み)(T1,単位:μm)を測定した。続いて、前記有機障壁層に対して、BMR Technology社の装置を用いて誘導結合(ICP)プラズマ処理を行った。この時の条件は、ICP power:2500W、RE power:300W、DC バイアス:200V、Ar flow:50sccm、エッチング時間:1分、圧力:10mtorrとした。プラズマ処理した有機障壁層の高さ(厚み)(T2,単位:μm)を測定した。数式1によってプラズマによる有機障壁層のエッチング率を計算した。なお、上記において、有機障壁層の高さ(厚み)はFE-SEM (Hitachi High Technologies Corporation社)によって測定した。
封止用組成物をN2条件でUV硬化させて厚さ10μmのフィルムを製造し、フィルムに対してLambda950(Perkin Elmer社)を用いて可視光領域波長550nmで透過率を測定した。
封止用組成物に対して、FT−IR(NICOLET4700,Thermo社)を使用して1635cm−1付近(C=C)、1720cm−1付近(C=O)における吸収ピークの強度を測定した。ガラス基板上に封止用組成物をスプレーによって塗布し、100mW/cm2で10秒間照射してUV硬化させ、20cm×20cm×3μm(横×縦×厚さ)の試片を得た。硬化されたフィルムを切り分け、FT−IR(NICOLET4700,Thermo社)を用いて1635cm−1付近(C=C)、1720cm−1付近(C=O)における吸収ピークの強度を測定した。光硬化率は、下記数式2によって計算した。このように、C=C結合の減少量を見積もることで、封止用組成物の光硬化率を評価することができる。
10 基板
20 有機発光素子
30 障壁スタック
31 無機障壁層
32 有機障壁層
40 内部空間。
Claims (9)
- 前記(B)シリコン含有モノマーは、分子量が200g/mol〜2000g/molである、請求項1に記載の有機発光素子封止用組成物。
- 前記(B)シリコン含有モノマーの含有量は、前記(A)光硬化性モノマー、前記(B)シリコン含有モノマーおよび前記(C)開始剤の総重量基準で、10重量%〜70重量%である、請求項1または2に記載の有機発光素子封止用組成物。
- 前記(A)光硬化性モノマーは、下記i)、ii)、iii)、iv)、v)のうち一つ以上を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の有機発光素子封止用組成物:
i)炭素数1〜30のモノアルコールのモノ(メタ)アクリレート;
ii)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリ(プロピレングリコール)ジ(メタ)アクリレート、ポリ(プロピレングリコール)ジ(メタ)アクリレートまたはこれらの混合物;
iii)1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、オクタンジオールジ(メタ)アクリレート、ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、デカンジオールジ(メタ)アクリレート、ウンデカンジオールジ(メタ)アクリレート、ドデカンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート;
iv)炭素数3〜20の、トリオール、テトラオール、ペンタオール、またはヘキサオールのトリ(メタ)アクリレート;
v)炭素数4〜20のテトラオール、ペンタオールまたはヘキサオールのテトラ(メタ)アクリレート。 - 前記(A)光硬化性モノマーは、下記成分を含むものである、請求項4に記載の有機発光素子封止用組成物:
ii)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリ(プロピレングリコール)ジ(メタ)アクリレート、ポリ(プロピレングリコール)ジ(メタ)アクリレートまたはこれらの混合物;および
iii)1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、オクタンジオールジ(メタ)アクリレート、ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、デカンジオールジ(メタ)アクリレート、ウンデカンジオールジ(メタ)アクリレート、ドデカンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート。 - 前記(A)光硬化性モノマーは、下記成分を含む、請求項4に記載の有機発光素子封止用組成物:
ii)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリ(プロピレングリコール)ジ(メタ)アクリレート、ポリ(プロピレングリコール)ジ(メタ)アクリレートまたはこれらの混合物;
iii)1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、オクタンジオールジ(メタ)アクリレート、ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、デカンジオールジ(メタ)アクリレート、ウンデカンジオールジ(メタ)アクリレート、ドデカンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート;および
v)炭素数4〜20のテトラオール、ペンタオールまたはヘキサオールのテトラ(メタ)アクリレート。 - 前記(A)光硬化性モノマーと前記(B)シリコン含有モノマーとの合計含有量は、前記(A)光硬化性モノマー、前記(B)シリコン含有モノマーおよび前記(C)開始剤の総重量基準で、95重量%以上である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の有機発光素子封止用組成物。
- 前記(C)開始剤は、トリアジン系化合物、アセトフェノン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、チオキサントン系化合物、ベンゾイン系化合物、リン系化合物、オキシム系化合物またはこれらの混合物である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の有機発光素子封止用組成物。
- 有機発光素子、および
前記有機発光素子上に形成され、プラズマによる蒸着で形成された無機障壁層と有機障壁層を含む障壁スタックを有し、
前記有機障壁層が、請求項1〜8のいずれか1項に記載の有機発光素子封止用組成物で形成されてなる、有機発光表示装置。
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