KR102337035B1 - 유기 el 소자의 밀봉용의 양이온 중합 경화형 잉크젯용 수지 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 잉크젯에 의한 도포가 가능한 점도이며, 경화성이 우수하고, 착색의 문제가 없는 유기 EL 소자의 밀봉용의 수지 조성물을 제공하는 것을 과제로 한다. 본 발명의 유기 EL 소자의 밀봉용의 양이온 중합 경화형 잉크젯용 수지 조성물은, 경화성 수지 (A) 및 광 양이온 중합 개시제 (B)를 포함하는, 유기 EL 소자의 밀봉용의 양이온 중합 경화형 잉크젯용 수지 조성물로서, 상기 경화성 수지 (A)가 하기 식 (II)로 표시되는 화합물을 포함하고, 상기 광 양이온 중합 개시제 (B)가 요오도늄염이다.
Description
본 발명은 유기 EL 소자의 밀봉용의 양이온 중합 경화형 잉크젯용 수지 조성물에 관한 것이다.
근년, 유기 일렉트로루미네센스 소자(이하, 「유기 EL 소자」라고도 한다.) 는 고휘도이며 소비 전력이 적기 때문에, 차세대의 조명 또는 디스플레이 등의 전자 디바이스에 사용되고 있다. 이 유기 EL 소자는, 물이나 산소에 접촉하면, 열화되어, 휘도가 저하되거나, 발광하지 않게 되거나 하는 문제가 발생한다. 따라서, 전자 디바이스에 침입한 물이나 산소로부터 유기 EL 소자를 보호할 필요가 있다. 그 때문에 금속판이나 유리판을 사용한 밀봉 구조가 채용되어 있었지만, 이 구조로는 디바이스를 플렉시블화할 수는 없었다.
디바이스를 플렉시블화하면서, 물이나 산소로부터 유기 EL 소자를 보호하는 방법으로서, 유기 EL 소자 상에 무기층 및 유기층을 교대로 복수 적층한 배리어막을 형성하여, 유기 EL 소자를 밀봉하는 방법이 있다. 이 방법에 의하면, 배리어막에 의해, 물 및 산소의 투과 경로가 연장되어, 전자 디바이스에 침입한 물이나 산소로부터 유기 EL 소자를 보호하는 것이 가능하게 된다. 이 배리어막의 무기층의 형성 방법으로서는 ALD, CVD 및 스퍼터링이 행하여지고 있다. 유기층의 형성 방법으로서는, 특허문헌 1에 증착에 의한 방법이 개시되어 있다. 그러나, 유기층을 증착에 의해 형성하는 방법이면, 사용하는 조성물의 낭비가 많은 동시에 챔버가 오염된다는 문제가 있다.
한편, 조성물을 도포하여 유기층을 형성하는 일반적인 방법으로서 잉크젯법이 있다. 잉크젯법에 의하면, 증착법의 상기 문제점이 해소되지만, 잉크젯의 노즐로부터 토출하기 위해서는, 조성물을 저점도로 할 필요가 있다.
특허문헌 2에는, 잉크젯 도포용의 유기 EL 소자 밀봉용 배리어막의 유기층에 사용되는 조성물로서, 특정한 실리콘 화합물을 포함하는 경화성 수지를 사용함으로써 저점도화한 조성물이 개시되어 있다.
특허문헌 2에 개시된 잉크젯 도포용의 조성물에서는, 경화성 수지로서 특정한 실리콘 화합물 이외에 점도가 높은 수지를 포함하기 때문에, 조성물 전체로서의 점도가 여전히 높아, 실온에서 잉크젯에 사용하는 것이 어려웠다. 또한, 특허문헌 2의 잉크젯 도포용의 조성물의 경화성은, 365㎚라고 하는 단파장에서 확인되고 있어, 가시광 영역에서도 경화 가능하게 되는 보다 우수한 경화성이 요구되었다.
따라서, 본 발명은 저점도이며, 경화성이 우수하고, 착색의 문제가 없는 유기 EL 소자의 밀봉용의 수지 조성물을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명은 이하의 구성을 갖는다.
[1] 경화성 수지 (A) 및 광 양이온 중합 개시제 (B)를 포함하는, 유기 EL 소자의 밀봉용의 양이온 중합 경화형 잉크젯용 수지 조성물로서,
상기 경화성 수지 (A)가 하기 식 (II)로 표시되는 화합물을 포함하고,
상기 광 양이온 중합 개시제 (B)가 요오도늄염인 유기 EL 소자의 밀봉용의 양이온 중합 경화형 잉크젯용 수지 조성물.
[2] 상기 경화성 수지 (A)가 추가로 실리콘 화합물을 포함하는 [1]에 기재된 유기 EL 소자의 밀봉용의 양이온 중합 경화형 잉크젯용 수지 조성물.
[3] 상기 실리콘 화합물이 양이온 경화성 관능기를 갖는 화합물인 [2]에 기재된 유기 EL 소자의 밀봉용의 양이온 중합 경화형 잉크젯용 수지 조성물.
[4] 상기 실리콘 화합물이 하기 식 (IV), (V) 및 (IX)로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는 [2] 또는 [3]에 기재된 유기 EL 소자의 밀봉용의 양이온 중합 경화형 잉크젯용 조성물.
(식 (IV) 중, R1은 서로 독립적으로 C1 내지 C6 알킬기이며, X1은 -R2-R3으로 표시되는 기이며, R2는 서로 독립적으로 단결합 또는 C1 내지 C3 알킬렌기이며, R3은 서로 독립적으로 3,4-에폭시시클로헥실기 또는 3,4-에폭시시클로펜틸기이며, m은 0 내지 3의 정수이며, n은 0 내지 3의 정수이며,
식 (V) 중, R4는 서로 독립적으로 C1 내지 C6 알킬기이며, R5는 서로 독립적으로 C1 내지 C6 알킬기 또는 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸기이며,
식 (IX) 중, R10, R11, R12는 서로 독립적으로 메틸기, 메톡시기 또는 에톡시기이며, R10, R11 및 R12 중 적어도 하나가 메톡시기 또는 에톡시기이며, R13은 하기 식으로 표시되는 어느 구조이며,
a는 1 내지 4의 정수이다.)
[5] 상기 경화성 수지 (A)가 추가로 하기 식 (I), (III) 및 (VI)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는 [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 유기 EL 소자의 밀봉용의 양이온 중합 경화형 잉크젯용 조성물.
[6] 추가로 티오크산톤계 증감제 (C)를 포함하는 [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 유기 EL 소자의 밀봉용의 양이온 중합 경화형 잉크젯용 수지 조성물.
[7] 25℃에서의 점도가 20mPa·s 이하인 [1] 내지 [6] 중 어느 하나에 기재된 유기 EL 소자의 밀봉용의 양이온 중합 경화형 잉크젯용 수지 조성물.
[8] 기판과,
상기 기판 상에 형성된, 제1 전극층 및 제2 전극층 그리고 상기 제1 전극층과 제2 전극층 사이의 유기 전계 발광층을 포함하는 소자 본체부와,
상기 소자 본체부 상에 형성된, 유기층과 무기층이 교대로 적층된 배리어막을 구비한 유기 EL 소자로서,
상기 배리어막에 있어서의 상기 유기층이 [1] 내지 [7] 중 어느 하나에 기재된 유기 EL 소자의 밀봉용의 양이온 중합 경화형 잉크젯용 수지 조성물의 경화물인 유기 EL 소자.
[9] 상기 배리어막에 있어서, 상기 소자 본체부측의 제1층이 유기층이 되도록 상기 유기층과 상기 무기층이 교대로 적층되어 있는 [8]에 기재된 유기 EL 소자.
[10] 상기 배리어막에 있어서, 상기 소자 본체부측의 제1층이 무기층이 되도록 상기 유기층과 상기 무기층이 교대로 적층되어 있는 [8]에 기재된 유기 EL 소자.
[11] 상기 배리어막에 있어서의 유기층을,
[1] 내지 [7] 중 어느 하나에 기재된 유기 EL 소자의 밀봉용의 양이온 중합 경화형 잉크젯용 수지 조성물을 잉크젯에 의해 도포하는 공정 (i)과,
도포한 유기 EL 소자의 밀봉용의 양이온 중합 경화형 잉크젯용 조성물을 광 조사 및/또는 가열에 의해 경화시키는 공정 (ii)에 의해 형성하는 [8] 내지 [10] 중 어느 하나에 기재된 유기 EL 소자의 제조 방법.
[12] [8] 내지 [10] 중 어느 하나에 기재된 유기 EL 소자를 갖는 표시체.
본 발명의 유기 EL 소자의 밀봉용의 수지 조성물은, 저점도이며, 경화성이 우수하고, 착색의 문제가 없다.
1. 양이온 중합 경화형 잉크젯용 수지 조성물
양이온 중합 경화형 잉크젯용 수지 조성물(이하, 단순히 「수지 조성물」이라고도 한다)은 경화성 수지 (A) 및 광 양이온 중합 개시제 (B)를 포함하는, 유기 EL 소자의 밀봉용의 양이온 중합 경화형 잉크젯용 수지 조성물로서, 상기 경화성 수지 (A)가 하기 식 (II)로 표시되는 화합물을 포함하고, 상기 광 양이온 중합 개시제 (B)가 요오도늄염인 유기 EL 소자의 밀봉용의 양이온 중합 경화형 잉크젯용 수지 조성물이다.
여기서, 「양이온 중합 경화형 조성물」이란, 산을 개시제로 하여 중합하는 경화성 조성물인 것을 말한다.
(1) 경화성 수지 (A)
경화성 수지 (A)는 광 또는 열에 의해 경화하는 수지이며, 바람직하게는 광에 의해 경화하는 수지이다.
경화성 수지 (A)는 상기 식 (II)로 표시되는 화합물을 포함한다.
상기 식 (II)로 표시되는 화합물을 사용함으로써, 표면 장력 및 점도의 밸런스가 좋고, 잉크젯에 의한 도포에 적합함과 함께, 박막을 형성하는 것이 가능하게 된다.
경화성을 양호하게 하고, 표면 장력을 잉크젯 도포용으로 적절한 값으로 하고, 또한 저점도로 하는 관점에서, 경화성 수지 (A) 중의 상기 식 (II)로 표시되는 화합물의 비율은 10 내지 60질량％가 바람직하고, 10 내지 40질량％가 보다 바람직하다.
경화성 수지 (A)는 추가로 실리콘 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 실리콘 화합물은 습윤성을 개선한다. 실리콘 화합물로서는, 양이온 경화성 관능기를 갖는 실리콘 화합물이 보다 바람직하다. 양이온 경화성 관능기란, 산에 의해 중합하는 관능기를 말하며, 헤테로환 함유기 및 전자 공여기를 갖는 전자 밀도가 높은 비닐기를 들 수 있고, 보다 구체적으로는, 에폭시기, 옥세타닐기, 비닐에테르기(CH2=CH-O-) 등을 들 수 있고, 에폭시기가 특히 바람직하다. 양이온 경화성 관능기를 갖는 실리콘 화합물 중에서도, 지환식 에폭시 실리콘 화합물이 더욱 바람직하다.
양이온 경화성 관능기를 갖는 실리콘 화합물로서는, 하기 식 (IV), (V) 및 (IX)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이 바람직하다.
(식 (IV) 중, R1은 서로 독립적으로 C1 내지 C6 알킬기이며, X1은 -R2-R3으로 표시되는 기이며, R2는 서로 독립적으로 단결합 또는 C1 내지 C3 알킬렌기이며, R3은 서로 독립적으로 3,4-에폭시시클로헥실기 또는 3,4-에폭시시클로펜틸기이며, m은 0 내지 3의 정수이며, n은 0 내지 3의 정수이며,
식 (V) 중, R4는 서로 독립적으로 C1 내지 C6 알킬기이며, R5는 서로 독립적으로 C1 내지 C6 알킬기 또는 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸기이며,
식 (IX) 중, R10, R11, R12는 서로 독립적으로 메틸기, 메톡시기 또는 에톡시기이며, R10, R11 및 R12 중 적어도 하나가 메톡시기 또는 에톡시기이며, R13은 하기 식으로 표시되는 어느 구조이며,
a는 1 내지 4의 정수이다.)
여기서, 상기 알킬기는, 직쇄상, 분지상 중 어느 것이어도 되고, 메틸기, 에틸기, 프로필기, i-프로필기, n-부틸기, t-부틸기, n-헵틸기, n-헥실기 등을 들 수 있다.
식 (IV) 중, R1은 동일하고, 메틸기 또는 에틸기인 것이 바람직하다. R2는 동일하고, C2 내지 C3 알킬렌기인 것이 바람직하다. R3은 동일하고, 3,4-에폭시시클로헥실기인 것이 바람직하다.
식 (V) 중, R4는 동일하고, 메틸기 또는 에틸기인 것이 바람직하고, R5는 동일하고, 메틸기, 에틸기 또는 2-(3,4-에폭시헥실)에틸기인 것이 바람직하다.
식 (IX)로 표시되는 화합물로서는,
를 들 수 있고, 이들은, 신에쓰 실리콘 가부시키가이샤의 KBM-403, KBM-402, KBE-403, KBE-402, KBM-303으로서 시판되고 있다.
식 (IX) 중, R10, R11 및 R12는 서로 독립적으로 메톡시기 또는 에톡시기인 것이 바람직하고, R13은 하기 식으로 표시되는 구조인 것이 바람직하다.
식 (IV)로 표시되는 화합물로서는, 이하의 화합물이 특히 바람직하다.
식 (V)로 표시되는 화합물로서는, 이하의 화합물이 특히 바람직하다.
식 (IX)로 표시되는 화합물로서는, 이하의 화합물이 특히 바람직하다.
식 (IV)로 표시되는 화합물, 식 (V)로 표시되는 화합물 및 식 (IX)로 표시되는 화합물은, 단독 또는 2종 이상의 조합이어도 된다. 식 (IV)로 표시되는 화합물, 식 (V)로 표시되는 화합물 및 식 (IX)로 표시되는 화합물 중에서도, 식 (V)로 표시되는 화합물 및 식 (IX)로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물이 바람직하다.
상기 식 (IV), (V) 및 (IX)로 표시되는 화합물은, 경화성을 높일 수 있고, 또한, 분자량이 크고 저점도이기 때문에, 휘발성을 저감할 수 있다.
상기 식 (IV), (V) 및 (IX)로 표시되는 화합물이 포함되는 경우, 경화성을 양호하게 하고, 저점도로 하는 관점에서, 경화성 수지 (A) 중의 상기 식 (IV)로 표시되는 화합물의 비율은 10 내지 80질량％가 바람직하고, 10 내지 40질량％가 보다 바람직하고, 10 내지 30질량％가 더욱 바람직하고, 경화성 수지 (A) 중의 상기 식 (V)로 표시되는 화합물의 비율은 10 내지 50질량％가 바람직하고, 10 내지 40질량％가 보다 바람직하고, 경화성 수지 (A) 중의 상기 식 (IX)로 표시되는 화합물의 비율은 10 내지 60질량％가 바람직하고, 20 내지 50질량％가 보다 바람직하다.
경화성 수지 (A)는 또한 하기 식 (I), (III) 및 (VI)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것이 보다 바람직하다.
상기 식 (I), (III) 및 (VI)으로 표시되는 화합물이 포함되는 경우, 경화성을 양호하게 하고, 저점도로 하는 관점에서, 경화성 수지 (A) 중의 상기 식 (I)로 표시되는 화합물의 비율은 10 내지 50질량％가 바람직하고, 10 내지 40질량％가 보다 바람직하고, 경화성 수지 (A) 중의 상기 식 (III)으로 표시되는 화합물의 비율은 10 내지 40질량％가 바람직하고, 10 내지 30질량％가 보다 바람직하고, 경화성 수지 (A) 중의 상기 식 (VI)으로 표시되는 화합물의 비율은 5 내지 40질량％가 바람직하고, 5 내지 30질량％가 보다 바람직하다.
경화성 수지 (A)는 상기 화합물의 이외에 이하의 경화성 수지를 포함하고 있어도 된다.
다른 경화성 수지로서는, 분자 중에 적어도 1개의 양이온 중합성 관능기를 갖고 있는 것이기만 하면 특별히 한정되지 않고 예를 들어, 분자 내에 적어도 1개의 에폭시기, 옥세타닐기, 비닐에테르기(CH2=CH-O-) 등을 갖는 화합물 등을 들 수 있다.
분자 내에 에폭시기를 갖는 화합물로서는, 방향족 에폭시 화합물, 지방족 에폭시 화합물, 지환식 에폭시 화합물 및 그 밖의 에폭시 수지를 들 수 있다. 양이온 중합성이 보다 높고, 효율적으로 광경화가 진행하는 것으로부터, 지환식 에폭시 화합물이 바람직하다.
방향족 에폭시 화합물로서는, 페닐글리시딜에테르와 같은 화합물 외에, 비스페놀 A형 에폭시 화합물, 비스페놀 F형 에폭시 화합물, 비스페놀 AD형 에폭시 화합물, 비스페놀 S형 에폭시 화합물 등의 비스페놀형 에폭시 화합물; 나프탈렌형 에폭시 화합물; 페놀노볼락형 에폭시 화합물, 크레졸노볼락형 에폭시 화합물 등의 노볼락형 에폭시 화합물; 수소 첨가 비스페놀 A형 에폭시 화합물 등의 알코올형 에폭시 화합물; 브롬화에폭시 화합물 등의 할로겐화에폭시 화합물; 다관능형 에폭시 화합물을 제시할 수 있고, 그 구체예로서는, DIC사제의 EPICLON850, 850-S, EXA-850CPR 등의 비스페놀 A형 에폭시 화합물; DIC사제의 EPICLON830-S, EXA-830LVP 등의 비스페놀 F형 에폭시 화합물; DIC사제의 EPICLON의 HP-4032D, HP-7200H 등의 나프탈렌형 에폭시 화합물; DIC사제의 EPICLON N-740, N-770 등의 페놀노볼락형 에폭시 화합물; DIC사제의 EPICLON N-660, N-670, N-655-EXP-S 등의 크레졸노볼락형 에폭시 화합물; 테트라(히드록시페닐)알칸의 글리시딜에테르, 테트라히드록시벤조페논의 글리시딜에테르, 에폭시화폴리비닐페놀 등의 다관능 에폭시 화합물을 들 수 있다.
지방족 에폭시 화합물로서는, 다가 알코올 또는 그의 알킬렌옥시드 부가물의 폴리글리시딜에테르를 들 수 있고, 그 구체예로서는, 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 디에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 1,4-부탄디올디글리시딜에테르, 네오펜틸글리콜디글리시딜에테르, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 1,9-노난디올디글리시딜에테르, 1,12-도데칸디올디글리시딜에테르, 글리세린트리글리시딜테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르(교에샤 가가꾸사제의 에폴라이트 100MF), 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르 등을 들 수 있다.
지환식 에폭시 화합물로서는, 상기 방향족 에폭시 화합물의 수소 첨가물, 시클로헥산계, 시클로헥실메틸에스테르계, 시클로헥실메틸에테르계, 스피로계 및 트리시클로데칸계 에폭시 화합물을 들 수 있고, 그 구체예로서는, ADEKA사제의 KRM-2408, JER사제의 YX-8034 등의 수소 첨가 비스페놀 A형 에폭시 화합물; 3',4'-에폭시시클로헥실메틸 3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 1,2:8,9-디에폭시리모넨, 1,2-에폭시-4-비닐시클로헥산, 2,2-비스(히드록시메틸)-1-부탄올의 1,2-에폭시-4-(2-옥시라닐)시클로헥산 부가물(다이셀사제의 EHPE3150) 등의 지환형 에폭시 화합물을 제시할 수 있다.
기타의 분자 내에 에폭시기를 갖는 화합물로서, 이절환상형 에폭시 화합물, 글리시딜에테르형 에폭시 화합물, 글리시딜에스테르형 에폭시 화합물, 글리시딜아민형 에폭시 화합물, 고무 변성 에폭시 화합물, 우레탄 변성 에폭시 화합물, 에폭시화폴리부타디엔, 에폭시화스티렌-부타디엔-스티렌블록 공중합체, 에폭시기 함유 폴리에스테르 화합물, 에폭시기 함유 폴리우레탄 화합물, 에폭시기 함유 아크릴 화합물 등을 들 수 있다.
분자 내에 옥세타닐기를 갖는 화합물의 구체예로서는, 3-에틸-3-히드록시메틸옥세탄(옥세탄 알코올)(예를 들어, 도아 고세사제 OXT-101), 2-에틸헥실옥세탄(예를 들어, 도아 고세사제 OXT-212), 크실릴렌비스옥세탄(XDO: 예를 들어, 도아 고세사제 OXT-121), 3-에틸-3{[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]메틸}옥세탄(예를 들어, 도아 고세사제 OXT-221), 옥세타닐실세스퀴옥세탄(예를 들어, 도아 고세사제 OXT-191), 페놀노볼락옥세탄(예를 들어, 도아 고세사제 PHOX) 및 3-에틸-3-페녹시메틸옥세탄(POX: 예를 들어, 도아 고세사제 OXT-211)을 들 수 있다.
분자 내에 비닐에테르기를 갖는 화합물의 구체예로서는, 히드록시부틸비닐에테르(예를 들어, 닛폰 카바이드 고교사제 HBVE), 1,4-시클로헥산디메탄올의 비닐에테르(예를 들어, 닛폰 카바이드 고교사제 CHVE), 트리에틸렌글리콜디비닐에테르(예를 들어, ISP사제 DVE-3), 도데실비닐에테르(예를 들어, 닛폰 카바이드 고교사제 DVE), 및 시클로헥실비닐에테르(예를 들어, 닛폰 카바이드 고교사제 CVE)를 들 수 있다.
이상의 화합물은, 상기 식 (I) 내지 (VI) 및 (IX)로 표시되는 화합물과 조합한 때에 점도, 표면 장력 등이 잉크젯의 도포에 적합하도록 선택되고, 또한 배합량이 정해진다. 따라서, 경화성 수지 (A)는 상기 식 (I) 내지 (VI) 및 (IX)로 표시되는 화합물 이외의 경화성 수지가 10질량％ 미만인 것이 바람직하고, 5질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 상기 식 (I) 내지 (VI) 및 (IX)로 표시되는 화합물 이외의 경화성 수지를 포함하지 않는 것이 더욱 바람직하다.
(2) 광 양이온 중합 개시제 (B)
광 양이온 중합 개시제 (B)는 요오도늄염이다. 요오도늄염은, 소량의 사용으로 우수한 경화성을 얻을 수 있기 때문에, 착색 등의 문제가 없다.
요오도늄염으로서는, 하기 식 (VII)로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
Ar1-I+-Ar2·X- (VII)
식 (VII) 중, Ar1 및 Ar2는 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴이며, X-은 음이온이다.
여기서 식 (VII)에 있어서의 「아릴」은, 탄소수 6 내지 18의 방향족 탄화수소기, 바람직하게는, 페닐기 또는 나프틸기를 의미한다. 아릴은, 비치환이어도 되고, 하나 이상의 임의의 치환기로 치환되어 있어도 되고, 그러한 치환기로서, 탄소수 1 내지 18의 직쇄 또는 분지쇄상의 알킬기, 탄소수 1 내지 18의 직쇄 또는 분지쇄상의 알콕시기, 탄소수 2 내지 18의 직쇄 또는 분지쇄상의 알콕시카르보닐기, 탄소수 2 내지 18의 직쇄 또는 분지쇄상의 아실옥시기, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, 히드록실기 등을 들 수 있다.
식 (VII)에 있어서의 음이온 부분 X-로서는, Cl-, Br-, SbF6 -, PF6 -, BF4 -, 하기 식 (VIII)로 표시되는 음이온 부분, PF4(CF3CF2)2 -, PF5(CF3CF2)-, (C6F5)4B-, ((CF3)2C6H3)4B-, (C6F5)4Ga-, ((CF3)2C6H3)4Ga- 등을 들 수 있고, 하기 식 (VIII)로 표시되는 음이온 부분 또는 (C6F5)4B-인 것이 바람직하고, 하기 식 (VIII)로 표시되는 음이온 부분이 보다 바람직하다.
PFn(CpF2p+1)6-n - (VIII)
식 (VIII) 중, n은 3 내지 5의 정수이며, p는 1 내지 3의 정수이다.
식 (VIII)에 있어서, 6-n이 1 이상이기 때문에, 음이온이 불화탄소쇄를 갖고, 상대적으로 강한 산으로서 작용한다. 그 때문에, 양이온 중합 성능이 높아져서, UV 경화성이 보다 양호해진다.
식 (VIII)로 표시되는 음이온부로서, [P(C2F5)3F3]-이 바람직하다.
요오도늄염으로서는, 오늄불소화알킬플루오로인산요오도늄염이 바람직하고, 특히 상기 식 (VII)에 있어서의 Ar1이 4-메틸페닐기이고, Ar2가 4-이소프로필페닐기이며, X-이 [P(C2F5)3F3]-인 화합물이 바람직하다.
광 양이온 중합 개시제 (B)의 시판품으로서는, IK-1(산아프로사제)을 들 수 있다.
(3) 티오크산톤계 증감제 (C)
상기 광 양이온 중합 개시제 (B)는 티오크산톤계 증감제 (C)와 함께 사용되는 것이 바람직하다.
티오크산톤계 증감제로서는, 이소프로필티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2―클로로티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2-클로로티오크산톤, 티오크산톤암모늄염 등을 들 수 있고, 이들 중에서도 2,4-디에틸티오크산톤이 바람직하다.
(4) 그 밖의 성분
수지 조성물은, 본 발명의 효과를 발휘하는 범위 내에서, 추가적인 성분을 포함할 수 있다. 추가적인 성분으로서, 보존 안정제, 산화 방지제, 가소제, 점탄성 조정제, 계면 활성 조정제(습윤제나 소포제) 및 충전제 등을 들 수 있다. 수지 조성물 중의 그 밖의 성분은, 10질량％ 미만인 것이 바람직하고, 3질량％ 미만인 것이 보다 바람직하다.
보존 안정제로서는, 힌더드 페놀계 산화 방지제를 사용할 수 있고, 예를 들어 이르가녹스1010, 이르가녹스565, 이르가녹스1035FF(모두 BASF사제)를 사용할 수 있다.
(5) 수지 조성물
수지 조성물은, 잉크젯에 의한 도포에 사용된다.
잉크젯의 노즐로부터 적합하게 토출하기 위해서, 수지 조성물의 점도는, 25℃에서 20mPa·s 이하인 것이 바람직하고, 5 내지 20mPa·s인 것이 보다 바람직하다. 점도의 측정은 실시예에 기재된 방법에 의한다. 유기 EL 소자 밀봉 용도의 조성물은, 가온하지 않고 저점도화하는 것이 바람직한데, 이러한 점도이면, 가온 하지 않고, 수지 조성물을 적합하게 잉크젯에 의해 도포할 수 있다.
수지 조성물은 유기 용매를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 조성물을 저점도화하기 위해서는 통상 유기 용매가 사용되지만, 유기 EL 소자 밀봉 용도의 조성물에 유기 용매가 포함되면, 유기 용매가 적층체인 유기 EL 소자의 각 계면에 배어들어 가스화하여 계면 박리의 원인이 되거나, 잔존한 유기 용매에 의해 전자 및 홀인 캐리어를 ??칭하여, 유기 EL 소자의 기능을 방해하는 원인이 되는 것으로부터, 조성물을 유기 용매에 의해 희석하여 저점도화하는 것은 바람직하지 않기 때문이다. 여기서, 유기 용매를 포함하지 않는다란, 조성물의 점도나 유기 EL 소자의 기능에 영향을 주는 양의 유기 용매를 포함하지 않는 것을 말하며, 이들에 영향을 주지 않는 흔적량의 유기 용매를 포함하는 것을 배제하는 것은 아니다. 유기 용매로서는, 25℃에서의 점도가 1mPa·s 미만인 유기 화합물, 특히 25℃에서의 점도가 1mPa·s 미만인 알코올류, 에테르류, 락톤류를 들 수 있다. 수지 조성물은, 유기 EL 소자에 영향을 주기 때문에, 용매로서의 물을 포함하지 않는 것이 바람직하지만, 대기 중의 수분 혼입을 배제하는 것은 아니다.
수지 조성물은, 유기 EL 소자의 밀봉용으로 사용된다.
수지 조성물 중의 경화성 수지 (A) 100질량부에 대하여, 광 양이온 중합 개시제 (B)의 비율은 0.5 내지 2질량부가 바람직하고, 0.5 내지 1질량부가 보다 바람직하고, 티오크산톤계 증감제 (C)의 비율은 0.01 내지 1질량부가 바람직하고, 0.01 내지 0.05질량부가 보다 바람직하다. 이러한 범위이면, 경화성을 충분히 발휘할 수 있음과 함께, 착색이 발생할 일이 없다. 보존 안정제(보존 안정제로서 사용되는 산화 방지제를 포함한다)의 비율은, 수지 조성물 중의 경화성 수지 (A) 100질량부에 대하여 0.01 내지 1.0질량부가 바람직하고, 0.01 내지 0.50질량부가 보다 바람직하다.
수지 조성물은, 상기 각 성분을 혼합하는 공정을 포함하는 방법에 의해 제조할 수 있다.
2. 유기 EL 소자 및 그의 제조 방법
유기 EL 소자는, 기판과, 상기 기판 상에 형성된, 제1 전극층 및 제2 전극층 그리고 상기 제1 전극층과 제2 전극층 사이의 유기 전계 발광층을 포함하는 소자 본체부와, 상기 소자 본체부 상에 형성된, 유기층과 무기층이 교대로 적층된 배리어막을 구비한다.
유기 EL 소자는, 소자 본체부와, 배리어막 사이에 추가로 불화 리튬 등의 이온성 무기 화합물의 증착막이나, 파릴렌 등의 유기물 등을 포함하는 보호막·기능막을 갖고 있어도 된다.
기판으로서는, 특별히 제한되지 않지만, 유리 기판; 폴리디메틸실록산, 디페닐실록산 등의 폴리실록산계 폴리머, 실리콘 수지/실리콘 고무, 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리메틸메타크릴레이트 A, 폴리카르보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 불소화 폴리머(PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), PVdF(폴리비닐리덴디플루오라이드) 등), 폴리염화비닐, 폴리메틸히드로겐실록산, 및 디메틸실록산과 메틸히드로겐실록산 단위의 코폴리머 등으로 형성된 기판; 유기 또는 무기의 발광체 소자; 그리고 유기 또는 무기의 반도체 기판을 들 수 있고, 투명하며 플렉시블한 재료가 바람직하고, 고분자 재료가 보다 바람직하다.
제1 및 제2 전극으로서는, 특별히 제한되지 않지만, ITO, ZnO나 IZO 등의 아연 산화물, 주석 산화물, 아연 알루미늄 산화물, 탄탈산화물, 금속 박막(예를 들어, 두께 10 내지 20㎚의 Ag, MgAg 등의 금속막) 등 공지된 투명 전극 재료를 들 수 있다.
유기 전계 발광층으로서는, 통상, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층을 포함하는 적층 구조를 기본으로 하는데, 이들 층의 몇가지가 생략된 구조여도 된다. 각 층의 재료로서는, 공지된 재료 중에서 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
배리어막은, 소자 본체부의 기판과 접하고 있는 면과 반대측의 면을 덮는 것이며, 필요에 따라 소자 본체부의 측면 및 소자 본체부의 둘레의 기판도 덮고 있어도 된다. 또한, 상기 이외에도, 소자 본체부와 기판 사이에 더 마련해도 된다.
배리어막에 있어서의 유기층과 무기층은, 소자 본체부측의 제1층이 유기층이 되도록 교대로 적층되어 있어도, 또는 소자 본체부측의 제1층이 무기층이 되도록 교대로 적층되어 있어도 되지만, 소자 본체부측의 제1층이 유기층이 되도록 교대로 적층되어 있는 쪽이 바람직하다. 유기 EL 소자가 절곡에 강해짐과 함께, 배리어막을 평탄할 수 있고, 나아가 소자 본체 상의 이물의 포매를 할 수도 있기 때문이다.
배리어막에 포함되는 유기층은, 상기 양이온 중합 경화형 잉크젯용 수지 조성물의 경화물이며, 상기 양이온 중합 경화형 잉크젯용 수지 조성물을 잉크젯에 의해 도포하는 공정 (i)과, 도포한 양이온 중합 경화형 잉크젯용 수지 조성물을 광 조사 및/또는 가열에 의해 경화시키는 공정 (ii)에 의해 형성할 수 있다. 유기층을 잉크젯을 사용하여 형성함으로써, 증착법에 의해 유기층을 형성하는 경우보다도, 수지 조성물의 손실이 적기 때문에, 수지 조성물의 사용량을 저감시킬 수 있음과 함께, 챔버를 오염시킬 일도 없다.
(공정 i)
잉크젯 장치로서는 공지된 장치를 사용할 수 있다.
잉크젯에 의한 도포에 있어서의 도포 방식으로서는, 피에조 방식, 서멀 방식, 밸브 방식, 콘티뉴어스 방식 등을 들 수 있는데, 유기 EL 소자의 밀봉용으로서는, 가온하지 않는 것이 바람직하기 때문에, 피에조 방식, 밸브 방식이 바람직하다.
잉크젯 장치에 있어서의 상기 수지 조성물의 토출 온도로서는, 23 내지 55℃가 바람직하고, 23 내지 50℃가 보다 바람직하다. 상기 수지 조성물은, 가온하지 않더라도 토출 가능하고, 유기 EL 소자의 제조에는 가온하지 않고 토출하는 것이 바람직하기 때문에, 23 내지 27℃가 특히 바람직하다.
(공정 ii)
공정 ii에 있어서의 광으로서는, 에너지선이기만 하면 특별히 한정되지 않고 가시광선, 자외선, X선, 전자선 등의 활성 에너지선을 들 수 있다. 에너지선의 광원으로서는, 예를 들어, 메탈 할라이드 램프, 초고압 수은 램프, 고압 수은 램프, 저압 수은 램프, 크세논 램프, 수은 크세논 램프, 할로겐 램프, 펄스 크세논 램프, LED 등을 들 수 있다. 에너지선의 조사는, 에너지선의 적산 광량이 100 내지 15,000mJ/㎠가 되도록 조사할 수 있다. 적산 광량은, 500 내지 10,000mJ/㎠인 것이 바람직하고, 1,000 내지 6,000mJ/㎠인 것이 보다 바람직하다.
상기 수지 조성물은, 상기 광원으로부터 조사되는 광선의 파장은, 경화성의 관점에서는, 가시광 영역부터 보다 단파장까지의 파장이 적합하며, 유기 EL 소자의 대미지를 방지하는 관점에서는, 가시광 영역부터 보다 장파장까지의 파장이 적합한 것으로부터, 경화성 및 유기 EL 소자의 대미지 방지를 양립하는 관점에서는 가시광 영역 파장이 보다 적합하다. 구체적으로는 LED의 피크 파장은, 365㎚, 405㎚, 375㎚, 385㎚, 395㎚ 및 405㎚ 등을 들 수 있고, 395㎚ 및 405㎚가 바람직하다.
배리어막에 포함되는 무기층은, ALD, CVD, 스퍼터링 등에 의해 형성할 수 있다. 사용되는 무기 재료로서는, 질화 금속 화합물, 산화 금속 화합물, 할로겐화 금속 화합물 등을 들 수 있지만 이들에 한정되지 않는다.
소자 본체부 상에 유기층과 무기층이 교대로 적층된 배리어막이 존재하면, 물 및 산소의 투과 경로가 연장되어, 전자 디바이스에 침입한 물이나 산소로부터, 소자 본체부를 보호하는 것이 가능하게 된다.
유기 EL 소자는, 추가적인 층을 갖고 있어도 된다. 추가적인 층으로서, 유기 재료, 무기 재료 및 그 조합의 막을 들 수 있고, 무기 재료막인 것이 바람직하다. 유기 재료로서, 예를 들어, 기재의 재료로서 든 유기 재료를 들 수 있다. 무기 재료로서, 예를 들어 Al2O3, SiO2, TiO2, ZrO2, ITO 등의 금속 산화물, Cu, Au, Mg, Ag 등의 금속, BN, Si3N4, GaN, TiN 등의 금속 질화물 등을 들 수 있다. 추가적인 층을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 방법은 특별히 한정되지 않고, 무기 재료의 막일 경우, 스퍼터링법이나 전자 사이클로트론 공명 플라스마 CVD법 등을 들 수 있다. 추가적인 층의 두께는, 특별히 제한되지 않고, 0.01 내지 1,000㎛가 바람직하고, 0.1 내지 0.2㎛가 보다 바람직하다.
바람직한 유기 EL 소자의 제조 방법은,
기판 상에 소자 본체부를 형성하는 공정 (1)과,
상기 소자 본체부 상에 유기층과 무기층이 교대로 적층된 배리어막을 형성하는 공정 (2)를 포함하고,
상기 공정 (2)에 있어서의 유기층은, 상기 양이온 중합 경화형 잉크젯용 수지 조성물을 잉크젯에 의해 도포하는 공정 (i)과,
도포한 잉크젯용 조성물을 광 조사 및/또는 가열에 의해 경화시키는 공정 (ii)에 의해 형성되는 유기 EL 소자의 제조 방법이다.
실시예
실시예 및 비교예의 각 조성물을 이하의 원재료를 사용하여 제조하였다.
식 (I): 상기 식 (I)로 표시되는 화합물
식 (II): 상기 식 (II)로 표시되는 화합물
식 (III): 상기 식 (III)으로 표시되는 화합물
식 (IV): 상기 식 (IV)로 표시되는 화합물의 1종인 하기의 화합물
식 (V): 상기 식 (V)로 표시되는 화합물의 1종인 하기의 화합물
식 (VI): 상기 식 (VI)으로 표시되는 화합물
식 (IX): 상기 식 (IX)로 표시되는 화합물의 1종인 하기의 화합물
AL-OX:
EX-141: 페닐글리시딜에테르(나가세 켐텍스 가부시키가이샤제)
POX: 페닐옥세탄(도아 고세사제). 이하의 구조를 갖는다.
IK-1: 4-메틸페닐-4-(1-메틸에틸)페닐요오도늄·트리(펜타플루오로에틸)트리플루오로포스페이트(산아프로사제)
DETXs: 2,4-디에틸티오크산톤(닛본 가야꾸사제)
CPI-410S: 산아프로사제 술포늄형 광 산 발생제
SI 보조제: 4-히드록시페닐디메틸술포늄메틸설파이트(산신 고교사제) 보존 안정제
이르가녹스1010: 보존 안정제로서 사용되는 힌더드 페놀계 산화 방지제(BASF사제)
<측정 방법 및 평가 기준>
(점도)
점도계(도끼 산교제 RC-215)를 사용하고, 25℃, No.1°34'×R24 로터, 100rpm의 조건에서 측정하였다.
(박막 경화성)
실시예 및 비교예의 각 수지 조성물을 유리 기판 상에 스핀 코팅법으로 10㎛의 두께로 도포하고, 도막에,
(1) 395㎚의 LED를 100mW/㎠로 10초 조사(1000mJ/㎠)한 경우,
(2) 395㎚의 LED를 100mW/㎠로 30초 조사(3000mJ/㎠)한 경우,
(3) 메탈 할라이드 램프(MHL)를 2회 통과시켜, 3000mJ/㎠ 조사한 경우
의 각각에 대해서, 광 조사 후 즉시 경화 상태를 손가락 촉감에 의해 이하의 기준에 따라 평가하였다.
○: 막의 표면이 건조되어 있고, 경화가 충분히 종료되어 있다고 판단된다.
△: 막에 부분적으로 점착성이 남아있고, 또한 시간을 경과시키면 경화가 진행하지만, 상기 조사 직후에서는 경화가 불충분하다고 판단된다.
×: 막이 전체적으로 건조되어 있지 않고, 경화성이 불충분하다고 판단된다.
(착색)
실시예 및 비교예의 각 수지 조성물을 두께 100㎛가 되도록 슬라이드 글래스로 집고, 395㎚의 LED를 100mW/㎠로 10초 조사(1000mJ/㎠) 하고, 광 조사 후 즉시 착색 상태를 눈으로 보아 외관 관찰을 하고, 이하의 기준으로 평가하였다.
○: 거의 무색이다
×: 황색기를 띠고 있다
[실시예 1 내지 8, 비교예 1 내지 5]
표 1에 기재된 배합에 기초하여, 각 성분을 용량 160ml의 난코 용기에 넣고, 실온(25℃)에서 쓰리원 모터(신토 가가쿠사제)로 교반하여, 약 50g의 수지 조성물을 얻었다.
실시예 1 내지 3과 비교예 1 및 2를 비교하면, 상기 식 (II)로 표시되는 화합물 대신에 다른 옥세탄 화합물인 AL-OX를 사용하면, 경화성이 나쁜 것을 알 수 있다. 실시예 1 내지 3과 비교예 3을 비교하면, 상기 식 (II)로 표시되는 화합물 대신에 글리시딜 화합물인 EX-141을 대량으로 사용하면, 경화성이 나쁜 것을 알 수 있다. 실시예 4 내지 8로부터는, 상기 식 (II)로 표시되는 화합물은, 상기 식 (I)의 화합물과 조합하지 않더라도, 양호한 경화성을 나타내고, 착색도 없는 것을 알 수 있다. 실시예와 비교예 4 및 5를 비교하면, 광중합 개시제로서, 요오도늄염 대신 술포늄염인 CPI-410S를 사용하면, 양이 적은 경우에는 경화성이 나쁘고, 양이 많은 경우에는, 경화성은 조금 나쁜 정도이지만, 착색의 문제가 발생하는 것을 알 수 있다.
본 발명의 수지 조성물은, 유기 EL 소자의 밀봉에 적합하게 사용할 수 있다.
본 출원은, 2017년 6월 30일에 출원한 일본 특허 출원인 특원2017-129703의 우선권을 주장하고, 특원2017-129703의 전체 개시 내용은 참조로서 본 명세서에 원용된다.
Claims (12)
- 경화성 수지 (A), 광 양이온 중합 개시제 (B) 및 티오크산톤계 증감제 (C)를 포함하는, 유기 EL 소자의 밀봉용의 양이온 중합 경화형 잉크젯용 수지 조성물로서,
상기 경화성 수지 (A)가 하기 식 (II)로 표시되는 화합물을 포함하고,
상기 광 양이온 중합 개시제 (B)가 요오도늄염인 유기 EL 소자의 밀봉용의 양이온 중합 경화형 잉크젯용 수지 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 경화성 수지 (A)가 추가로 실리콘 화합물을 포함하는 유기 EL 소자의 밀봉용의 양이온 중합 경화형 잉크젯용 수지 조성물.
- 제2항에 있어서, 상기 실리콘 화합물이 양이온 경화성 관능기를 갖는 화합물인 유기 EL 소자의 밀봉용의 양이온 중합 경화형 잉크젯용 수지 조성물.
- 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 실리콘 화합물이 하기 식 (IV), (V) 및 (IX)로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는 유기 EL 소자의 밀봉용의 양이온 중합 경화형 잉크젯용 수지 조성물.
(식 (IV) 중, R1은 서로 독립적으로 C1 내지 C6 알킬기이며, X1은 -R2-R3으로 표시되는 기이며, R2는 서로 독립적으로 단결합 또는 C1 내지 C3 알킬렌기이며, R3은 서로 독립적으로 3,4-에폭시시클로헥실기 또는 3,4-에폭시시클로펜틸기이며, m은 0 내지 3의 정수이며, n은 0 내지 3의 정수이며,
식 (V) 중, R4는 서로 독립적으로 C1 내지 C6 알킬기이며, R5는 서로 독립적으로 C1 내지 C6 알킬기 또는 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸기이며,
식 (IX) 중, R10, R11, R12는 서로 독립적으로 메틸기, 메톡시기 또는 에톡시기이며, R10, R11 및 R12 중 적어도 하나가 메톡시기 또는 에톡시기이며, R13은 하기 식으로 표시되는 어느 구조이며,
a는 1 내지 4의 정수이다.) - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경화성 수지 (A)가 추가로 하기 식 (I), (III) 및 (VI)으로 표시되는 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는 유기 EL 소자의 밀봉용의 양이온 중합 경화형 잉크젯용 수지 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 25℃에서의 점도가 20mPa·s 이하인 유기 EL 소자의 밀봉용의 양이온 중합 경화형 잉크젯용 수지 조성물.
- 기판과,
상기 기판 상에 형성된, 제1 전극층 및 제2 전극층 그리고 상기 제1 전극층과 제2 전극층 사이의 유기 전계 발광층을 포함하는 소자 본체부와,
상기 소자 본체부 상에 형성된, 유기층과 무기층이 교대로 적층된 배리어막을 구비한 유기 EL 소자로서,
상기 배리어막에 있어서의 상기 유기층이 제1항에 기재된 유기 EL 소자의 밀봉용의 양이온 중합 경화형 잉크젯용 수지 조성물의 경화물인 유기 EL 소자. - 제7항에 있어서, 상기 배리어막에 있어서, 상기 소자 본체부측의 제1층이 유기층이 되도록 상기 유기층과 상기 무기층이 교대로 적층되어 있는 유기 EL 소자.
- 제7항에 있어서, 상기 배리어막에 있어서, 상기 소자 본체부측의 제1층이 무기층이 되도록 상기 유기층과 상기 무기층이 교대로 적층되어 있는 유기 EL 소자.
- 제7항에 기재된 유기 EL 소자의 제조 방법으로서,
상기 배리어막에 있어서의 유기층을,
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 유기 EL 소자의 밀봉용의 양이온 중합 경화형 잉크젯용 수지 조성물을 잉크젯에 의해 도포하는 공정 (i)과,
도포한 유기 EL 소자의 밀봉용의 양이온 중합 경화형 잉크젯용 수지 조성물을 광 조사 및/또는 가열에 의해 경화시키는 공정 (ii)에 의해 형성하는 방법. - 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 유기 EL 소자를 갖는 표시체.
- 삭제
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