JP7457686B2 - 有機el表示素子用封止剤 - Google Patents
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Description
有機発光材料層内への水分の浸入を防止するための方法として、特許文献2には、無機材料膜と樹脂膜とを交互に蒸着する方法が開示されており、特許文献3や特許文献4には、無機材料膜上に樹脂膜を形成する方法が開示されている。
また、本発明2は、インクジェット法による塗布に用いられる有機EL表示素子用封止剤であって、重合性化合物と重合開始剤とを含有し、封止剤中にエチレン・プロピレン・ジエンゴムを浸漬させたまま25℃で1週間静置する含浸試験を行った際、含浸試験前後におけるエチレン・プロピレン・ジエンゴムの重量変化率が10%以下である有機EL表示素子用封止剤である。
以下に本発明を詳述する。なお、本発明1の有機EL表示素子用封止剤と本発明2の有機EL表示素子用封止剤とに共通する事項については、「本発明の有機EL表示素子用封止剤」として記載する。
なお、本明細書において、上記「非加熱式インクジェット法」は、28℃未満の塗布ヘッド温度でインクジェット塗布する方法であり、上記「加熱式インクジェット法」は、28℃以上の塗布ヘッド温度でインクジェット塗布する方法である。
なお、本明細書において上記粘度は、E型粘度計を用いて、25℃、100rpmの条件で測定される値を意味する。
また、本発明2の有機EL表示素子用封止剤は、表面張力の好ましい下限が15mN/m、好ましい上限が35mN/mである。上記表面張力がこの範囲であることにより、インクジェット法によって好適に塗布することができる。上記表面張力のより好ましい下限は20mN/m、より好ましい上限は30mN/m、更に好ましい下限は22mN/m、更に好ましい上限は28mN/mである。
なお、上記表面張力は、25℃において動的濡れ性試験機によりWilhelmy法によって測定された値を意味する。
なお、上記含浸試験前後におけるEPDMゴムの重量変化率は、具体的には、有機EL表示素子用封止剤を褐色スクリュー管に入れ、重量W1(g)のEPDMゴムを浸漬して蓋をし、25℃で1週間静置した後、EPDMゴムを取り出して表面をウエス等で拭き取り、重量(W2(g))を測定することにより、下記式によって求めることができる。
重量変化率(%)=((W2-W1)/W1)×100
なお、本明細書において上記重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定を行い、ポリスチレン換算により求められる値である。GPCによってポリスチレン換算による重量平均分子量を測定する際のカラムとしては、例えば、Shodex LF-804(昭和電工社製)等が挙げられる。また、GPCで用いる溶媒としては、テトラヒドロフラン等が挙げられる。
上記重合性化合物は、分子内に酸素原子を17%以上含む化合物を、重合性化合物全体100重量部中に10~100重量部含有することが好ましい。
本発明者らは、上述したインクジェット装置のダメージの原因は、装置のヘッド部分等に用いられているゴム材料と封止剤との相溶性が高いことであると考えた。そのため、封止剤に配合する重合性化合物として、溶解度パラメータの値をもとに該ゴム材料との相溶性が低くなると考えられるものを用いることを検討した。しかしながら、溶解度パラメータの値をもとに重合性化合物を選択しても、上記含浸試験前後におけるEPDMゴムの重量変化率を10%以下とすることが難しく、インクジェット装置のダメージを充分に低減できないことがあった。そこで本発明者らは鋭意検討した結果、重合性化合物として上記分子内に酸素原子を17%以上含む化合物を特定の含有量となるように用いることで、容易に上記含浸試験前後におけるEPDMゴムの重量変化率を10%以下とすることができることを見出した。
また、上記重合性化合物全体100重量部中における上記分子内に酸素原子を17%以上含む化合物の含有量のより好ましい下限は20重量部である。
上記(メタ)アクリル化合物は、単官能(メタ)アクリル化合物であってもよいし、多官能(メタ)アクリル化合物であってもよく、上記単官能(メタ)アクリル化合物と上記多官能(メタ)アクリル化合物とを組み合わせて用いてもよい。
なお、本明細書において、上記「(メタ)アクリル」は、アクリル又はメタクリルを意味し、上記「(メタ)アクリル化合物」は、(メタ)アクリロイル基を有する化合物を意味し、上記「(メタ)アクリロイル」は、アクリロイル又はメタクリロイルを意味する。
上記カチオン重合性基としては、例えば、ビニルエーテル基、エポキシ基、オキセタニル基、アリルエーテル基、ビニル基、水酸基等が挙げられる。
なお、本明細書において上記「(メタ)アクリレート」は、アクリレート又はメタクリレートを意味する。
上記ポリオキシアルキレン骨格は、オキシアルキレン単位が2~6個連続したものであることが好ましい。
上記ポリオキシアルキレン骨格を構成するオキシアルキレン単位としては、オキシエチレン単位、オキシプロピレン単位等が挙げられる。
上記脂環式エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、セロキサイド2000、セロキサイド2021P、セロキサイド2081、セロキサイド3000、セロキサイド8000(いずれもダイセル社製)、サンソサイザーEPS(新日本理化工業社製)等が挙げられる。
上記重合開始剤としては、用いる重合性化合物の種類等に応じて、光ラジカル重合開始剤や、熱ラジカル重合開始剤や、光カチオン重合開始剤や、熱カチオン重合開始剤が好適に用いられる。
上記アゾ化合物としては、例えば、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、アゾビスイソブチロニトリル等が挙げられる。
上記有機過酸化物としては、例えば、過酸化ベンゾイル、ケトンパーオキサイド、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、パーオキシエステル、ジアシルパーオキサイド、パーオキシジカーボネート等が挙げられる。
上記イオン性光酸発生型の光カチオン重合開始剤としては、例えば、上記アニオン部分を有する、芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族アンモニウム塩、(2,4-シクロペンタジエン-1-イル)((1-メチルエチル)ベンゼン)-Fe塩等が挙げられる。
上記表面改質剤としては、例えば、界面活性剤やレベリング剤等が挙げられる。
上記表面改質剤のうち市販されているものとしては、例えば、BYK-340、BYK-345(いずれもビックケミー・ジャパン社製)、サーフロンS-611(AGCセイミケミカル社製)等が挙げられる。
上記全光線透過率は、例えば、AUTOMATIC HAZE MATER MODEL TC=III DPK(東京電色社製)等の分光計を用いて測定することができる。
また、上記全光線透過率の測定に用いる硬化物は、光硬化性の封止剤であれば、例えば、封止剤にLEDランプにて波長365nmの紫外線を3000mJ/cm2照射することにより得ることができ、熱硬化性の封止剤であれば、例えば、80℃で1時間加熱することにより得ることができる。
上記紫外線を照射する光源としては、例えば、キセノンランプ、カーボンアークランプ等、従来公知の光源を用いることができる。
また、上記紫外線を100時間照射した後の透過率の測定に用いる硬化物は、光硬化性の封止剤であれば、例えば、封止剤にLEDランプにて波長365nmの紫外線を3000mJ/cm2照射することにより得ることができ、熱硬化性の封止剤であれば、例えば、80℃で1時間加熱することにより得ることができる。
また、上記透湿度の測定に用いる硬化物は、光硬化性の封止剤であれば、例えば、封止剤にLEDランプにて波長365nmの紫外線を3000mJ/cm2照射することにより得ることができ、熱硬化性の封止剤であれば、例えば、80℃で1時間加熱することにより得ることができる。
上記含水率の測定方法としては、例えば、JIS K 7251に準拠してカールフィッシャー法により求める方法や、JIS K 7209-2に準拠して吸水後の重量増分を求める等の方法が挙げられる。
また、上記含水率の測定に用いる硬化物は、光硬化性の封止剤であれば、例えば、封止剤にLEDランプにて波長365nmの紫外線を3000mJ/cm2照射することにより得ることができ、熱硬化性の封止剤であれば、例えば、80℃で1時間加熱することにより得ることができる。
本発明の有機EL表示素子用封止剤を用いて有機EL表示素子を製造する方法としては、例えば、インクジェット法により、本発明の有機EL表示素子用封止剤を基材に塗布する工程と、塗布した有機EL表示素子用封止剤を光照射及び/又は加熱により硬化させる工程とを有する方法等が挙げられる。
これらの光源は、上記光ラジカル重合開始剤や光カチオン重合開始剤の吸収波長に合わせて適宜選択される。
上記無機材料膜を構成する無機材料としては、従来公知のものを用いることができ、例えば、窒化珪素(SiNx)や酸化珪素(SiOx)等が挙げられる。上記無機材料膜は、1層からなるものであってもよく、複数種の層を積層したものであってもよい。また、上記無機材料膜と本発明の有機EL表示素子用封止剤からなる樹脂膜とを、交互に繰り返して上記積層体を被覆してもよい。
本発明の有機EL表示素子用封止剤を塗布する基材(以下、「一方の基材」ともいう)は、有機発光材料層を有する積層体の形成されている基材であってもよく、該積層体の形成されていない基材であってもよい。
上記一方の基材が上記積層体の形成されていない基材である場合、上記他方の基材を貼り合わせた際に、上記積層体を外気から保護できるように上記一方の基材に本発明の有機EL表示素子用封止剤を塗布すればよい。即ち、他方の基材を貼り合わせた際に上記積層体の位置となる場所に全面的に塗布するか、又は、他方の基材を貼り合わせた際に上記積層体の位置となる場所が完全に収まる形状に、閉じたパターンの封止剤部を形成してもよい。
上記有機EL表示素子用封止剤を光照射及び/又は加熱により硬化させる工程を、上記一方の基材と上記他方の基材とを貼り合わせる工程の前に行なう場合、本発明の有機EL表示素子用封止剤は、光照射及び/又は加熱してから硬化反応が進行して接着ができなくなるまでの可使時間が1分以上であることが好ましい。上記可使時間が1分以上であることにより、上記一方の基材と上記他方の基材とを貼り合わせる前に硬化が進行し過ぎることなく、より高い接着強度を得ることができる。
上記減圧雰囲気下の真空度の好ましい下限は0.01kPa、好ましい上限は10kPaである。上記減圧雰囲気下の真空度がこの範囲であることにより、真空装置の気密性や真空ポンプの能力から真空状態を達成するのに長時間を費やすことなく、上記一方の基材と上記他方の基材とを貼り合わせる際の本発明の有機EL表示素子用封止剤中の気泡をより効率的に除去することができる。
表1に記載された配合比に従い、各材料を、ホモディスパー型撹拌混合機(プライミクス社製、「ホモディスパーL型」)を用い、撹拌速度3000rpmで均一に撹拌混合することにより、実施例1~3、5~8、参考例4、9、比較例1~3の各有機EL表示素子用封止剤を作製した。
実施例、参考例、及び、比較例で得られた各有機EL表示素子用封止剤について、E型粘度計(東機産業社製、「VISCOMETER TV-22」)を用いて、25℃、100rpmの条件において測定した粘度、及び、25℃において動的濡れ性試験機(レスカ社製、「WET-6100型」)により測定した表面張力を表1に示した。
また、実施例、参考例、及び、比較例で得られた各有機EL表示素子用封止剤を褐色スクリュー管に入れ、EPDMゴム10g(W1)を浸漬して蓋をし、25℃で1週間静置した後、EPDMゴムを取り出して表面をウエスで拭き取った後、重量(W2)を測定し、上述した式により含浸試験前後におけるEPDMゴムの重量変化率を算出した。EPDMゴムとしては、AS568-009(森清化工社社製)を用いた。結果を表1に示した。
実施例、参考例、及び、比較例で得られた各有機EL表示素子用封止剤について以下の評価を行った。結果を表1に示した。
なお、インクジェット吐出性、濡れ広がり性、及び、装置ダメージの各評価において、インクジェット用塗布ヘッドとしてはIJH-30(IJT社製)を用い、インクジェット塗布は加熱を行わずに行った(ヘッド温度25℃)。
(1-1)インクジェット吐出性
実施例、参考例、及び、比較例で得られた各有機EL表示素子用封止剤を、インクジェット吐出装置(マイクロジェット社製、「NanoPrinter500」)を用いて、30ピコリットルの液滴量にて、アルカリ洗浄した無アルカリガラス(旭硝子社製、「AN100」)上に塗布した。インクジェットノズルから液滴が正常に吐出されて基板に着弾した場合を「○」、正常に吐出されなかった場合を「×」としてインクジェット吐出性を評価した。
実施例1~3、5~8、参考例4、9、及び、比較例3で得られた各有機EL表示素子用封止剤を、インクジェット吐出装置(マイクロジェット社製、「NanoPrinter500」)を用いて、30ピコリットルの液滴量にて、アルカリ洗浄した無アルカリガラス(旭硝子社製、「AN100」)上に、5m/秒の速度にて500μmピッチで1000滴塗布した。塗布から10分後の無アルカリガラス上の液滴の直径を測定し、液滴の直径が150μm以上であった場合を「○」、液滴の直径が50μm以上150μm未満であった場合を「△」、液滴の直径が50μm未満であった場合を「×」として濡れ広がり性を評価した。
実施例1~3、5~8、参考例4、9、及び、比較例3で得られた各有機EL表示素子用封止剤の硬化物の加熱時に発生するアウトガスをヘッドスペース法によるガスクロマトグラフ(JEOL社製、「JMS-Q1050GC」)により測定した。各有機EL表示素子用封止剤100mgをアプリケーターにて300μmの厚さに塗工した。次いで、LEDランプにて波長365nmの紫外線を3000mJ/cm2照射して封止剤を硬化した後、ヘッドスペース用バイアルに硬化させた封止剤硬化物を入れてバイアルを封止し、100℃で30分間加熱して、ヘッドスペース法により発生ガスを測定した。
発生したガスが300ppm未満であった場合を「○」、300ppm以上500ppm未満であった場合を「△」、500ppm以上であった場合を「×」として低アウトガス性を評価した。
実施例1~3、5~8、参考例4、9、及び、比較例3で得られた各有機EL表示素子用封止剤を、インクジェット吐出装置(マイクロジェット社製、「NanoPrinter500」)を用いて、アルカリ洗浄した無アルカリガラス(旭硝子社製、「AN100」)上に、55Vの電圧で封止剤の製造直後から1か月間毎日100万発を吐出した。1ヶ月後に吐出された封止剤の重量が製造直後に吐出された封止剤の重量の95%以上であった場合を「○」、80%以上95%未満であった場合を「△」、80%未満であった場合を「×」として装置ダメージを評価した。
表2に記載された配合比に従い、各材料を、ホモディスパー型撹拌混合機(プライミクス社製、「ホモディスパーL型」)を用い、撹拌速度3000rpmで均一に撹拌混合した後、50℃、0.1MPaの環境に30分曝す脱水工程を行うことにより、有機EL表示素子用封止剤を作製した。
得られた有機EL表示素子用封止剤について、E型粘度計(東機産業社製、「VISCOMETER TV-22」)を用いて、25℃、100rpmの条件において測定した粘度、及び、25℃において動的濡れ性試験機(レスカ社製、「WET-6100型」)により表面張力を測定した。
また、得られた有機EL表示素子用封止剤を褐色スクリュー管に入れ、EPDMゴム10g(W1)を浸漬して蓋をし、25℃で1週間静置した後、EPDMゴムを取り出して表面をウエスで拭き取った後、重量(W2)を測定し、上述した式により含浸試験前後におけるEPDMゴムの重量変化率を算出した。EPDMゴムとしては、AS568-009(森清化工社社製)を用いた。
得られた有機EL表示素子用封止剤を、インクジェット吐出装置(マイクロジェット社製、「NanoPrinter500」)を用いて、30ピコリットルの液滴量にて、アルカリ洗浄した無アルカリガラス(旭硝子社製、「AN100」)上に塗布した。インクジェットノズルから液滴が正常に吐出されて基板に着弾した場合を「○」、正常に吐出されなかった場合を「×」としてインクジェット吐出性を評価した。なお、インクジェット用塗布ヘッドとしてはIJH-30(IJT社製)を用い、インクジェット塗布は加熱を行わずに行った(ヘッド温度25℃)。
実験例1で作製したものと同じ有機EL表示素子用封止剤を用意した。
インクジェット用塗布ヘッドとしてIJH-30(IJT社製)を用い、加熱しながらインクジェット塗布を行った(ヘッド温度60℃)こと以外は、実験例1と同様にしてインクジェット吐出性を評価した。
Claims (2)
- 加熱式インクジェット法による塗布に用いられる有機EL表示素子用封止剤であって、
重合性化合物と重合開始剤とを含有し、
前記重合性化合物は、脂環式エポキシ樹脂を含有し、
前記重合性化合物は、分子内に酸素原子を25重量%以上含む化合物を、前記重合性化合物全体100重量部中に60~100重量部含有し、
25℃における粘度が5~50mPa・sであり、25℃における表面張力が15~35mN/mであり、かつ、
封止剤中にエチレン・プロピレン・ジエンゴムを浸漬させたまま25℃で1週間静置する含浸試験を行った際、含浸試験前後におけるエチレン・プロピレン・ジエンゴムの重量変化率が10%以下である
ことを特徴とする有機EL表示素子用封止剤。 - 溶剤を含有しない、又は、溶剤の含有量が0.05重量%以下であることを特徴とする請求項1記載の有機EL表示素子用封止剤。
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