JP7039391B2 - 表示素子用封止剤、有機el素子用封止剤およびその硬化物 - Google Patents
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Description
[1] (A)3-エチル-3{[(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシ]メチル}オキセタンと、(B)ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルと、(C)カチオン重合開始剤と、(D)SiNに対する接触角が1°以下である有機溶剤と、(E)シリコーン系レベリング剤とを含む、表示素子用封止剤。
[2] 前記(D)有機溶剤は、極性溶媒である、[1]に記載の表示素子用封止剤。
[3] 前記(D)有機溶剤は、テトラヒドロフルフリルアルコール(THFA)、テトラヒドロフラン(THF)、N-メチルピロリドン(NMP)およびジメチルスルホキシド(DMSO)からなる群より選ばれる一以上である、[2]に記載の表示素子用封止剤。
[4] 前記(D)有機溶剤の含有量は、前記表示素子用封止剤の全質量に対して1~10質量%である、[1]~[3]のいずれかに記載の表示素子用封止剤。
[5] (F)シクロアルケンオキサイド構造を有する脂環式エポキシ化合物をさらに含む、[1]~[4]のいずれかに記載の表示素子用封止剤。
[6] E型粘度計で測定される25℃、20rpmにおける粘度は、5~25mPa・sである、[1]~[5]のいずれかに記載の表示素子用封止剤。
[7] [1]~[6]のいずれかに記載の表示素子用封止剤からなり、有機EL素子を面状に封止する、有機EL素子用封止剤。
[8] [7]に記載の有機EL素子用封止剤の硬化物。
本発明の表示素子用封止剤は、(A)3-エチル-3{[(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシ]メチル}オキセタンと、(B)ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルと、(C)カチオン重合開始剤と、(D)SiNに対する接触角が1°以下である有機溶剤と、(E)シリコーン系レベリング剤とを含む。
(A)3-エチル-3{[(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシ]メチル}オキセタンは、例えばSiNに対する接触角が4.3°と低いため、それを含む封止剤は、被塗布物(例えばガラス基板や表示素子など)上で濡れ広がりやすく、平坦な塗膜を形成することができる。また、上記オキセタンと(B)のグリシジルエーテルとを組み合わせることで、封止剤の硬化性を高めるとともに、粘度を低くしうる。上記オキセタンの市販品の例には、アロンオキセタンOXT-221(東亜合成社製)が含まれる。
(B)ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルは、例えばSiNに対する接触角が4.4°と低いため、それを含む封止剤は、被塗布物(例えばガラス基板や表示素子など)上で濡れ広がりやすく、平坦な塗膜を形成することができる。また、上記グリシジルエーテルと(A)のオキセタンとを組み合わせることで、封止剤の硬化性を高めるとともに、被塗布物との接着性を高めうる。上記グリシジルエーテルの市販品の例には、NPG-DEP(D)(四日市合成社製)が含まれる。
(C)カチオン重合開始剤は、紫外線などの光照射によりカチオン重合を開始可能な酸を発生する光カチオン重合開始剤であってもよいし、加熱によって酸を発生する熱カチオン重合開始剤であってもよい。なかでも、加熱による表示素子へのダメージを低減する観点では封止剤を光硬化させることが好ましく、(C)カチオン重合開始剤は、光カチオン重合開始剤であることが好ましい。
(D)有機溶剤は、SiNに対する接触角が1°以下の有機溶剤である。そのような(D)有機溶剤を含む封止剤は、例えば表示デバイスにおける基板(例えばガラス基板)や表示素子(例えば有機EL素子)に対して濡れ広がりやすく、平坦な塗膜を形成することができる。それにより、表面にピンホールなどの欠陥のない封止層を形成することができる。
(E)シリコーン系レベリング剤は、塗膜の表面張力を調整することで、被塗布物への封止剤の濡れ性を改善し、塗膜の流動性や消泡性を改善して表面を平滑にしうる。(B)シリコーン系レベリング剤は、フッ素系レベリング剤やアクリル系レベリング剤よりも表面張力を適度な範囲(例えば24~28mN/m)に調整しやすいため、好ましい。
本発明の表示素子用封止剤は、本発明の効果を損なわない範囲で、(A)~(E)以外の他の成分をさらに含んでいてもよい。他の成分の例には、(F)シクロアルケンオキサイド構造を有する脂環式エポキシ化合物や(G)単官能オキセタン化合物、増感剤、シランカップリング剤などが含まれる。
(F)シクロアルケンオキサイド構造を有する脂環式エポキシ化合物は、シクロアルケンオキサイド構造を有する化合物である。このような(F)シクロアルケンオキサイド構造を有する脂環式エポキシ化合物は、封止の硬化性をさらに高める機能を有しうる。
(G)単官能オキセタン化合物は、1分子中に1つのオキセタニル基を有する化合物である。(G)単官能オキセタン化合物は、低粘度かつSiNに対して低接触角(例えば5°以下)であることが好ましい。
(H)シランカップリング剤は、封止剤と基板等との接着性をさらに高める機能を有する。シランカップリング剤は、エポキシ基、カルボキシル基、メタクリロイル基、イソシアネート基などの反応性基を有するシラン化合物でありうる。そのようなシラン化合物の例には、トリメトキシシリル安息香酸、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ-イソシアナトプロピルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β-(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が含まれる。これらのシラン化合物は単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。
(I)増感剤は、重合開始剤の重合開始効率をより向上させて、封止剤の硬化反応をより促進させる機能を有しうる。(I)増感剤の例には、2,4-ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物や、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、ベンゾフェノン、2,4-ジクロロベンゾフェノン、o-ベンゾイル安息香酸メチル、4,4’-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4’-メチルジフェニルサルファイドなどが含まれる。
(粘度)
表示素子用封止剤の、E型粘度計により25℃、20rpmで測定される粘度は、5~25mPa・sであることが好ましく、8~20mPa・sであることがより好ましい。封止剤の粘度が上記範囲であると、封止剤をインクジェット法により塗布する際の、吐出性が良好となりやすい。
表示素子用封止剤の硬化物の、厚みが10μmであるときの、波長380~800nmにおける平均光線透過率は、85%以上であることが好ましく、95%以上であることがより好ましい。表示素子用封止剤の硬化物の平均光線透過率が上記範囲であると、良好な光透過性を有するため、例えば有機EL素子の面封止剤として好適である。平均光線透過率は、例えば紫外可視分光光度計(SHIMADZU社製)を用いて、波長380~800nmにおいて波長1nm毎に測定した光線透過率の平均値として測定することができる。
表示素子用封止剤は、少なくとも(A)~(E)成分を、例えばホモディスパー、ホモミキサー、万能ミキサー、プラネタリーミキサー、ニーダー、3本ロールなどの混合機を用いて混合して得ることができる。
本発明の表示デバイスは、基板上に配置された表示素子と、それを面状に封止する本発明の表示素子用封止剤の硬化物層(封止層)と、当該硬化物層を介して基板と対向するように配置された封止基板とを含む。
<(A)特定のオキセタン化合物>
・アロンオキセタン OXT-221(東亜合成社製、3-エチル-3{[(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシ]メチル}オキセタン、SiNに対する接触角4.3°)
・SR-14BJ(阪本薬品工業社製、1,4-ブタンジオールジグリシジルエーテル、SiNに対する接触角4.4°)
・THFA(テトラヒドロフルフリルアルコール、SiNに対する接触角0°)
・THF(テトラヒドロフラン、SiNに対する接触角0°)
・NMP(N-メチル-2-ピロリドン、SiNに対する接触角0°)
・DMSO(ジメチルスルホキシド、SiNに対する接触角0°)
・トルエン(SiNに対する接触角10°)
各化合物のSiN基板に対する接触角の測定は、室温(25℃)、40%RHの環境下で、FAMAS搭載接触角計(協和界面科学社製)を用いて行った。
BYK-302(ビックケミー社製、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン)
・S-243(AGCセイミケミカル社製、フッ素系レベリング剤)
・BYK-361N(BYK社製、アクリル系レベリング剤)
・セロキサイド8000(CEL8000)(ダイセル社製、下記式で表される化合物、SiNに対する接触角6.5°)
KBM-403(信越シリコーン社製)
UVS-1331(川崎化成工業社製)
(実施例1)
(A)のオキセタン化合物として3-エチル-3{[(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシ]メチル}オキセタン(東亜合成社製、アロンオキセタンOXT-221)50質量部、(B)のエポキシ化合物としてネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル(四日市合成社製、NPG-DEP(D))50質量部、(C)カチオン重合開始剤としてCPI-210S(サンアプロ社製、光カチオン重合開始剤)2質量部、(D)有機溶剤としてテトラヒドロフルフリルアルコール(THFA)3質量部、(E)シリコーン系レベリング剤としてBYK-302(ビックケミー社製)0.3質量部、(H)シランカップリング剤としてKBM-403(信越シリコーン社製)2質量部、および(I)増感剤としてUVS-1331(川崎化成工業社製)1質量部を、マグネチックスターラーで混合し、全固体成分が溶解した。このようにして、封止剤を得た。
表1または2に示される組成に変更した以外は実施例1と同様にして封止剤を得た。
得られた封止剤を、インクジェットカートリッジDMC-11610(富士フイルムDimatix社製)に導入した。そのインクジェットカートリッジをインクジェット装置DMP-2831(富士フイルムDimatix社製)にセットし、吐出状態の調整を行った後、SiN基板上に、塗布厚み5μmまたは10μmで、8mm×22mmのサイズで塗布した。得られた塗膜を1分間、室温(25℃)で放置した後、UV光を照射し(照射強度1000mJ/cm2)、硬化させた。硬化後の塗膜を顕微鏡観察で観察し、ピンホールの発生状況を確認した。
〇:8mm×22mm中に、ピンホールが0個
×:8mm×22mm中に、ピンホールが1個以上
得られた封止剤の粘度を、E型粘度計(Brookfield社製 LV-DV-II+)にて25℃、20rpmで測定した。
得られた封止剤を、インクジェットカートリッジDMC-11610(富士フイルムDimatix社製)に導入した。そのインクジェットカートリッジをインクジェット装置DMP-2831(富士フイルムDimatix社製)にセットし、吐出状態の調整を行った後、SiN基板上に、硬化後の厚みが10μmとなるように、5cm×5cmのサイズで塗布した。得られた塗膜を1分間、室温(25℃)で放置した後、UV光を照射し(照射強度1000mJ/cm2)、硬化させた。
得られた封止剤の硬化物の、波長380~800nmにおける光線透過率を、波長1nm毎に紫外可視分光光度計(SHIMADZU社製)を用いて測定し、それらの平均値を「平均光線透過率」とした。
Claims (8)
- (A)3-エチル-3{[(3-エチルオキセタン-3-イル)メトキシ]メチル}オキセタンと、
(B)ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルと、
(C)カチオン重合開始剤と、
(D)SiNに対する接触角が1°以下である有機溶剤と、
(E)シリコーン系レベリング剤と
を含む、
表示素子用封止剤。 - 前記(D)有機溶剤は、極性溶媒である、
請求項1に記載の表示素子用封止剤。 - 前記(D)有機溶剤は、テトラヒドロフルフリルアルコール(THFA)、テトラヒドロフラン(THF)、N-メチルピロリドン(NMP)およびジメチルスルホキシド(DMSO)からなる群より選ばれる一以上である、
請求項2に記載の表示素子用封止剤。 - 前記(D)有機溶剤の含有量は、前記表示素子用封止剤の全質量に対して1~10質量%である、
請求項1~3のいずれか一項に記載の表示素子用封止剤。 - (F)シクロアルケンオキサイド構造を有する脂環式エポキシ化合物をさらに含む、
請求項1~4のいずれか一項に記載の表示素子用封止剤。 - E型粘度計で測定される25℃、20rpmにおける粘度は、5~25mPa・sである、
請求項1~5のいずれか一項に記載の表示素子用封止剤。 - 請求項1~6のいずれか一項に記載の表示素子用封止剤からなり、かつ有機EL素子を面状に封止する、
有機EL素子用封止剤。 - 請求項7に記載の有機EL素子用封止剤の硬化物。
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