JPWO2020110859A1 - 硬化性樹脂組成物、硬化物、及び、有機el表示素子 - Google Patents
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Abstract
Description
また、本発明2は、重合性化合物と光重合開始剤とを含有し、60℃で5日間保管した後のJIS K 7122に基づいた示差走査熱量測定において、ピーク高さ0.05mW/mg以上、及び、発熱量10mJ/mg以上を満たす全ての発熱ピークのピーク温度が120℃以上であり、25℃における粘度が80mPa・s以下であり、かつ、25℃における表面張力が20mN/m以上40mN/m以下である硬化性樹脂組成物である。
以下に本発明を詳述する。なお、本発明1の硬化性樹脂組成物と本発明2の硬化性樹脂組成物とに共通する事項については、「本発明の硬化性樹脂組成物」として記載する。
なお、上記示差走査熱量測定は、示差走査熱量計を用いて行うことができる。具体的には、イエローランプ環境でアルミニウム製オープン型試料容器に入れた硬化性樹脂組成物について、下記の測定条件により行われる。
測定環境 :イエローランプ下
測定中フローガス:窒素
昇温速度 :5℃/分
測定範囲 :30℃〜300℃
サンプル容器 :Al製オープン型試料容器(φ5.2mm、H5mm)
サンプル量 :10〜40mg
リファレンス :サンプル容器のみ
上記示差走査熱量計としては、例えば、DSC7020(日立ハイテクサイエンス社製)等が挙げられる。
また、本明細書において上記「発熱ピーク」は、DSC曲線において、曲線がベースラインを離れてから再度ベースラインに戻るまでの部分を意味する。上記「ピーク高さ」は、内挿されたベースラインとピーク頂点の間の横軸に垂直な距離を意味する。上記「発熱量」は、DSCチャートにおいて、ピークとベースラインで囲まれた面積をもとに算出された値を意味する。上記「ベースライン」は、試験片に転移及び反応を生じない温度領域のDSC曲線を意味する。上記「ピーク温度」は、発熱ピークの頂点に達した温度を意味する。なお、発熱量が10mJ/mg以上の発熱ピーク内に複数の頂点(極大点)がある場合は、ピーク高さが0.05mW/mg以上である頂点のうちの最も低温のピーク温度を確認する。
本発明の硬化性樹脂組成物は、上記インクジェット法として、非加熱式インクジェット法による塗布に用いることもできるし、加熱式インクジェット法による塗布に用いることもできる。
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。上記E型粘度計としては、例えば、VISCOMETER TV−22(東機産業社製)等が挙げられ、CP1型のコーンプレートを用いることができる。
なお、上記表面張力は、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。上記動的濡れ性試験機としては、例えば、WET−6100型(レスカ社製)等が挙げられる。
特に、上記ピーク高さ及び上記発熱量を満たす全ての発熱ピークのピーク温度は、後述する重合性化合物と、光重合開始剤と、塩基性化合物及び/又はラジカルトラップ剤との組み合わせ、並びに、これらの含有割合の調整により、上述した範囲とすることが容易となる。
上記重合性化合物としては、カチオン重合性化合物やラジカル重合性化合物を用いることができる。
これらのオキセタン化合物は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
これらのエポキシ化合物は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
これらのビニルエーテル化合物は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
なお、本明細書において上記「(メタ)アクリル」とは、アクリル又はメタクリルを意味し、「(メタ)アクリル化合物」とは、(メタ)アクリロイル基を有する化合物を意味し、「(メタ)アクリロイル」とは、アクリロイル又はメタクリロイルを意味する。
これらの(メタ)アクリル化合物は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
なお、本明細書において上記「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート又はメタクリレートを意味する。
上記光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、光カチオン重合開始剤や光ラジカル重合開始剤が好適に用いられる。
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。
上記みどり化学社製の光カチオン重合開始剤としては、例えば、DTS−200等が挙げられる。
上記ユニオンカーバイド社製の光カチオン重合開始剤としては、例えば、UVI6990、UVI6974等が挙げられる。
上記ADEKA社製の光カチオン重合開始剤としては、例えば、SP−150、SP−170等が挙げられる。
上記3M社製の光カチオン重合開始剤としては、例えば、FC−508、FC−512等が挙げられる。
上記BASF社製の光カチオン重合開始剤としては、例えば、IRGACURE261、IRGACURE290等が挙げられる。
上記ローディア社製の光カチオン重合開始剤としては、例えば、PI2074等が挙げられる。
上記サンアプロ社製の光カチオン重合開始剤としては、例えば、CPI−100P、CPI−101A、CPI−200K、CPI−210S、CPI−310B、CPI−310FG、CPI−410S等が挙げられる。
これらのシランカップリング剤は単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
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、ビックケミー・ジャパン社製の表面改質剤、AGCセイミケミカル社製の表面改質剤等が挙げられる。
上記ビックケミー・ジャパン社製の表面改質剤としては、例えば、BYK−340、BYK−345等が挙げられる。
上記AGCセイミケミカル社製の表面改質剤としては、例えば、サーフロンS−611等が挙げられる。
上記熱脱着GC−MS法により測定される硬化物のアウトガス発生量は、0ppmであることが最も好ましい。
なお、上記熱脱着GC−MS法による硬化物のアウトガス発生量の測定は、1mgの硬化物について、熱脱着装置とGC−MS装置とを用いて、80℃、30分の熱脱着条件で加熱した際に発生したガス成分の量を測定することにより行うことができる。
また、上記熱脱着GC−MSによるアウトガス発生量の測定に用いる硬化物は、例えば、硬化性樹脂組成物にLEDランプにて波長395nmの紫外線を2000mJ/cm2照射することにより得ることができる。
上記全光線透過率は、例えば、AUTOMATIC HAZE METER 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、例えば、硬化性樹脂組成物にLEDランプにて波長395nmの紫外線を2000mJ/cm2照射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、例えば、硬化性樹脂組成物にLEDランプにて波長395nmの紫外線を2000mJ/cm2照射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、例えば、硬化性樹脂組成物にLEDランプにて波長395nmの紫外線を2000mJ/cm2照射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、例えば、硬化性樹脂組成物にLEDランプにて波長395nmの紫外線を2000mJ/cm2照射することにより得ることができる。
本発明の硬化性樹脂組成物の硬化物もまた、本発明の1つである。
これらの光源は、上記光重合開始剤の吸収波長に合わせて適宜選択される。
本発明の硬化物を有する有機EL表示素子もまた、本発明の1つである。
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層のみ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硬化性樹脂組成物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。
本発明の硬化性樹脂組成物を塗布する基材は、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硬化性樹脂組成物を塗布すればよい。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。
上記硬化性樹脂組成物を光照射及び/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、本発明の硬化性樹脂組成物は、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硬化性樹脂組成物中の気泡をより効率的に除去することができる。
表1〜3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1〜14、比較例1〜4の各硬化性樹脂組成物を作製した。ホモディスパー型撹拌混合機としては、ホモディスパーL型(プライミクス社製)を用いた。
実施例及び比較例で得られた各硬化性樹脂組成物を20mL容の遮光瓶中に10mg封入し、60℃、50%RHの環境下で5日間保管した。保管後、遮光瓶から硬化性樹脂組成物を取り出し、JIS K 7122に基づき、示差走査熱量計を用いて、示差走査熱量測定を行った。具体的な測定条件について以下に示す。
示差走査熱量分析装置:DSC7020(日立ハイテク社製)
サンプル作製環境 :イエローランプ下
測定環境 :イエローランプ下
測定中フローガス :窒素
昇温速度 :5℃/分
測定範囲 :30℃〜300℃
サンプル容器 :Al製オープン方試料容器(φ5.2mm、H5mm)
リファレンス :なし(サンプル容器のみ)
ピーク高さ0.05mW/mg以上、及び、発熱量10mJ/mg以上を満たす発熱ピークのうち、最も低温側の発熱ピークの、ピーク高さ、発熱量、及び、ピーク温度の測定結果を表1〜3に示した。なお、比較例2、4で得られた各硬化性樹脂組成物は、60℃、50%RHの環境下で5日間保管中に固化したためピーク高さ、発熱量、及び、ピーク温度の測定を行うことができなかった。
また、実施例及び比較例で得られた各硬化性樹脂組成物について、E型粘度計を用い、CP1型のコーンプレートにて、25℃、100rpmの条件において粘度を測定した。E型粘度計としては、VISCOMETER TV−22(東機産業社製)を用いた。結果を表1〜3に示した。
更に、実施例及び比較例で得られた各硬化性樹脂組成物について、25℃において動的濡れ性試験機により表面張力を測定した。動的濡れ性試験機としては、WET−6100型(レスカ社製)を用いた。結果を表1〜3に示した。
加えて、実施例及び比較例で得られた各硬化性樹脂組成物に対して、LEDランプにて波長395nmの紫外線を2000mJ/cm2照射することにより得られた各硬化物1mgについて、熱脱着装置とGC−MS装置とを用いて、80℃、30分の熱脱着条件で加熱した際に発生したガス成分の量をアウトガス発生量として測定した。具体的な測定条件について以下に示す。
熱脱着装置 :Turbo Matrix650(パーキンエルマー社製)
熱脱着条件 :80℃、30分
スプリット :入口15mL/分、出口15mL/分、注入量5.2%
GC−MS装置 :JMS Q1000(日本電子社製)
分離カラム :EQUITY−1(無極性)
0.32mm×60m×0.25μm
GC昇温速度 :40℃4分→10℃/分→300℃10分
キャリアガス(流量):He(1.5mL/分)
MS測定範囲 :29〜600amu(scan 500ms)
イオン化電圧 :70eV
MS温度 :イオン源230℃、インターフェイス250℃
結果を表1〜3に示した。
実施例及び比較例で得られた各硬化性樹脂組成物について以下の評価を行った。結果を表1〜3に示した。
なお、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℃)。
実施例及び比較例で得られた各硬化性樹脂組成物を、インクジェット吐出装置を用いて、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上に、5m/秒の速度にて500μmピッチで1000滴塗布した。インクジェット吐出装置としては、NanoPrinter500(マイクロジェット社製)を用い、無アルカリガラスとしては、AN100(AGC社製)を用いた。次いで、封止剤を装置内に90日間放置した後に再度上記と同じ条件にて塗布を行い、2回目の塗布後のガラス基板上の液滴の様子を観察した。
塗布できなかった液滴の数が0個であった場合を「○」、塗布できなかった液滴の数が1個以上20個未満であった場合を「△」、塗布できなかった液滴の数が20個以上であった場合を「×」として、充填から90日後のインクジェット塗布性を評価した。
(2−1)有機発光材料層を有する積層体が配置された基板の作製
長さ25mm、幅25mm、厚さ0.7mmのガラスにITO電極を1000Åの厚さとなるように成膜したものを基板とした。上記基板をアセトン、アルカリ水溶液、イオン交換水、及び、イソプロピルアルコールにてそれぞれ15分間超音波洗浄した後、煮沸させたイソプロピルアルコールにて10分間洗浄し、更に、UV−オゾンクリーナにて直前処理を行った。UV−オゾンクリーナとしては、NL−UV253(日本レーザー電子社製)を用いた。
次に、直前処理後の基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、素焼きの坩堝にN,N’−ジ(1−ナフチル)−N,N’−ジフェニルベンジジン(α−NPD)を200mg入れ、別の素焼き坩堝にトリス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alq3)を200mg入れ、真空チャンバー内を、1×10−4Paまで減圧した。その後、α−NPDの入った坩堝を加熱し、α−NPDを蒸着速度15Å/sで基板に堆積させ、膜厚600Åの正孔輸送層を成膜した。次いで、Alq3の入った坩堝を加熱し、15Å/sの蒸着速度で膜厚600Åの有機発光材料層を成膜した。その後、正孔輸送層及び有機発光材料層が形成された基板を、タングステン製抵抗加熱ボートを有する別の真空蒸着装置に移し、真空蒸着装置内のタングステン製抵抗加熱ボートの1つにフッ化リチウム200mgを入れ、別のタングステン製抵抗加熱ボートにアルミニウム線1.0gを入れた。その後、真空蒸着装置の蒸着器内を2×10−4Paまで減圧してフッ化リチウムを0.2Å/sの蒸着速度で5Å成膜した後、アルミニウムを20Å/sの速度で1000Å成膜した。窒素により蒸着器内を常圧に戻し、10mm×10mmの有機発光材料層を有する積層体が配置された基板を取り出した。
得られた積層体が配置された基板に13mm×13mmの開口部を有するマスクを設置し、プラズマCVD法にて該積層体全体を覆うように無機材料膜Aを形成した。
プラズマCVD法は、原料ガスとしてSiH4ガス及び窒素ガスを用い、各々の流量をSiH4ガス10sccm、窒素ガス200sccmとし、RFパワーを10W(周波数2.45GHz)、チャンバー内温度を100℃、チャンバー内圧力を0.9Torrとする条件で行った。
形成された無機材料膜Aの厚さは、約1μmであった。
得られた基板に対し、実施例及び比較例で得られた各硬化性樹脂組成物を、インクジェット吐出装置を使用して基板にパターン塗布した。インクジェット吐出装置としては、NanoPrinter500(マイクロジェット社製)を用いた。
その後、LEDランプを用いて波長365nmの紫外線を3000mJ/cm2照射して硬化性樹脂組成物を硬化させて樹脂保護膜を形成した。
樹脂保護膜を形成した後、基板に12mm×12mmの開口部を有するマスクを設置し、プラズマCVD法にて該樹脂保護膜の全体を覆うように無機材料膜Bを形成して有機EL表示素子を得た。
プラズマCVD法は、上記「(2−2)無機材料膜Aによる被覆」と同様の条件で行った。
形成された無機材料膜Bの厚さは、約1μmであった。
得られた有機EL表示素子を、温度85℃、湿度85%の環境下で100時間暴露した後、3Vの電圧を印加し、有機EL表示素子の発光状態(ダークスポット及び画素周辺消光の有無)を目視で観察した。ダークスポットや周辺消光が無く均一に発光した場合を「○」、ダークスポットや周辺消光はないものの輝度に僅かな低下が認められた場合を「△」、ダークスポットや周辺消光が認められた場合を「×」として有機EL表示素子の信頼性を評価した。
Claims (10)
- 有機EL表示素子の封止に用いられる硬化性樹脂組成物であって、
重合性化合物と光重合開始剤とを含有し、
60℃で5日間保管した後のJIS K 7122に基づいた示差走査熱量測定において、ピーク高さ0.05mW/mg以上、及び、発熱量10mJ/mg以上を満たす全ての発熱ピークのピーク温度が120℃以上である
ことを特徴とする硬化性樹脂組成物。 - 重合性化合物と光重合開始剤とを含有し、
60℃で5日間保管した後のJIS K 7122に基づいた示差走査熱量測定において、ピーク高さ0.05mW/mg以上、及び、発熱量10mJ/mg以上を満たす全ての発熱ピークのピーク温度が120℃以上であり、
25℃における粘度が80mPa・s以下であり、かつ、25℃における表面張力が20mN/m以上40mN/m以下である
ことを特徴とする硬化性樹脂組成物。 - 前記光重合開始剤として光カチオン重合開始剤を含有し、かつ、塩基性化合物を含有する請求項1又は2記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記塩基性化合物は、芳香族化合物である請求項3記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記塩基性化合物の含有割合が、50ppm以上1万ppm以下である請求項3又は4記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記光重合開始剤として光ラジカル重合開始剤を含有し、かつ、ラジカルトラップ剤を含有する請求項1、2、3、4又は5記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記ラジカルトラップ剤は、芳香族化合物である請求項6記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記ラジカルトラップ剤の含有割合が、50ppm以上1万ppm以下である請求項6又は7記載の硬化性樹脂組成物。
- 請求項1、2、3、4、5、6、7又は8記載の硬化性樹脂組成物の硬化物。
- 請求項9記載の硬化物を有する有機EL表示素子。
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