CN105246940B - 光半导体密封用固化性组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明的光半导体密封用固化性组合物的特征在于包含下述成分(A)、(B)及(C)。另外,本发明的光半导体密封用固化性组合物的特征在于除了所述成分(A)、(B)及(C)以外还包含下述成分(D)。成分(A):具有选自环氧基、氧杂环丁基、乙烯基醚基及(甲基)丙烯酰基中的一种以上官能团的化合物;成分(B):脂环环氧化合物;成分(C):具有包含芳环的阳离子成分、且具有中心元素为硼或磷的阴离子成分的通过光或热而产生酸的固化催化剂;成分(D):包含粒子状物质和包覆该粒子状物质的纤维状导电性物质的导电性纤维包覆粒子。
Description
技术领域
本发明涉及用于密封LED元件、有机EL元件等光半导体元件的固化性组合物及其固化物、以及使用了该固化物的光半导体及光半导体装置。本申请基于2013年5月28日在日本提出申请的日本特愿2013-111763号及2014年1月23日在日本提出申请的日本特愿2014-010808号要求优先权,并将其内容援引于此。
背景技术
LED元件、有机EL元件等光半导体元件具有以小电力即可获得高亮度的发光这样的特征,已尝试了其在照明设备、显示设备等多种用途中的应用展开。
然而,由于这些光半导体元件对于水分、气体的耐久性差,因此存在会导致亮度降低、某些情况下无法发光这样的问题。
作为用以解决这样的问题的有效方案,已尝试了各种利用具有固化性的树脂组合物密封光半导体元件的方法。特别是,使用环氧类树脂组合物进行密封的方法,由于其优异的密封性能而作为有前景的方法备受期待。
其中,在利用具有固化性的树脂组合物密封光半导体元件的情况下,不仅要求低透过性、高气体阻隔性,同时还要求光半导体元件等不会因来自于该树脂组合物的气体(排气,out gas)而发生劣化。
专利文献1中公开了一种有机电致发光元件用密封剂,其含有具有脂肪族环状骨架的环氧化合物20~80重量份、及具有芳环的环氧化合物80~20重量份。然而,其中并没有关于来自于该树脂组合物的排气的应对方案的记载。
专利文献2中公开了一种有机EL元件密封用固化性树脂组合物,其包含(A)1分子中具有至少2个以上缩水甘油基且分子量为200~7000的环氧树脂、(B)1分子中具有至少1个以上缩水甘油基且分子量为20000~100000的环氧树脂、(C)通过能量射线照射而活化并产生酸的潜在性的光酸催化剂、及(D)分子中含有缩水甘油基的硅烷偶联剂,其中,相对于上述(A)成分100重量份,上述(B)成分的含量为30~150重量份,并且,相对于上述(A)成分及(B)成分的总量100重量份,上述(C)成分的含量为0.1~10重量份、上述(D)成分的含量为0.1~10重量份。然而,其排气的抑制水平并不充分。
专利文献3中公开了一种树脂组合物,其中,作为有机EL等的元件封装件用粘接剂,含有(A)环氧化合物、(B)酚醛清漆树脂、(C)光阳离子聚合引发剂及(D)填料。然而,其中并没有关于针对排气的应对方案的记载。
专利文献4中公开了一种要求低透湿性的电子设备用低透湿性树脂组合物,其含有1分子中具有2个以上反应性官能团(a)的化合物(A)、1分子中具有1个反应性官能团(b)且分子量为50~1000的化合物(B)、及聚合引发剂(C)。然而,其中并没有关于该树脂组合物的固化性、及针对排气的应对方案的记载。
专利文献5的固化性树脂由于含有末端具有环氧乙烷环的环氧树脂、以及脂肪族环状环氧树脂和/或具有氧杂环丁烷环的化合物,因而会产生较多的排气。另外,专利文献4及专利文献6的环氧树脂组合物由于具有联苯结构,因此会在催化剂的作用下产生丙烯醛等排气。
另外,在LED元件、有机EL元件等光半导体元件中的微细电极的连接等中,使用的是具有导电性的微粒(导电性微粒)。作为这样的导电性微粒,已知有诸如专利文献5中那样的在树脂制微粒的表面包覆金属而得到的导电性微粒等。
上述导电性微粒由于是在树脂制微粒的表面包覆金属而成的,因此多使用价格高昂的金属材料,存在导致原材料成本高的问题。另外,由于需要利用电镀法、交替吸附法等特殊的方法来制造,因此需要使用特殊的装置、或经由较多的工序,也存在会导致制造成本高的问题。
进一步,由于上述金属包覆树脂粒子是整面被金属包覆而成的,因此会发生着色,进而,为了赋予树脂固化物以导电性,需要使树脂固化物中导电性微粒彼此接触,因而要大量配合。因此,很难廉价地获得兼具透明性和导电性的固化物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-046035号公报
专利文献2:日本特开2010-126699号公报
专利文献3:日本特开2010-024364号公报
专利文献4:WO2012/020688号公报
专利文献5:日本特开2013-186976号公报
专利文献6:日本特开2010-163566号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于通过抑制会导致光半导体元件劣化这样的水分、气体的侵入或产生而有利于光半导体元件、光半导体装置的性能稳定化和长寿命化,并且提供具有高透明性、优异生产性的光半导体元件密封用固化性组合物及其固化物。另外,本发明的目的在于通过使用导电性纤维包覆粒子而提供导电性(特别是在厚度方向上的导电性)优异的光半导体元件密封用固化性组合物及其固化物。另外,还在于提供性能稳定、并且寿命长的光半导体及光半导体装置。
解决问题的方法
本发明人等为解决上述课题而进行了深入研究,结果发现,包含具有特定官能团的固化性化合物、固化催化剂的光半导体用固化性组合物的固化物,可抑制会导致光半导体元件劣化这样的水分、气体的侵入或产生。
即,本发明涉及下述技术方案。
[1]一种光半导体密封用固化性组合物,其包含下述成分(A)、(B)及(C)。
成分(A):具有选自环氧基、氧杂环丁基、乙烯基醚基及(甲基)丙烯酰基中的一种以上官能团的化合物;
成分(B):脂环环氧化合物;
成分(C):具有包含3个以上芳环的阳离子成分、且具有中心元素为硼或磷的阴离子成分的通过光或热而产生酸的固化催化剂。
[2]一种光半导体密封用固化性组合物,其包含下述成分(A)、(B)、(C)及(D)。
成分(A):具有选自环氧基、氧杂环丁基、乙烯基醚基及(甲基)丙烯酰基中的一种以上官能团的化合物;
成分(B):脂环环氧化合物;
成分(C):具有包含芳环的阳离子成分、且具有中心元素为硼或磷的阴离子成分的通过光或热而产生酸的固化催化剂;
成分(D):包含粒子状物质和包覆该粒子状物质的纤维状导电性物质的导电性纤维包覆粒子。
[3]上述[1]或[2]所述的半导体密封用固化性组合物,其中,成分(A)包含具有芳环、且具有选自环氧基、氧杂环丁基、乙烯基醚基及(甲基)丙烯酰基中的两种以上官能团的化合物(A1’)。
[4]上述[3]所述的半导体密封用固化性组合物,其中,化合物(A1’)的分子量为100~10000。
[5]上述[1]~[4]中任一项所述的光半导体密封用固化性组合物,其中,成分(A)包含具有芳环、且分子量为100~1000、且具有选自环氧基、氧杂环丁基、乙烯基醚基及(甲基)丙烯酰基中的一种官能团的化合物(A2’)。
[6]上述[1]~[5]中任一项所述的光半导体密封用固化性组合物,其中,成分(B)为具有2个以上脂环环氧基的化合物。
[7]上述[1]~[6]中任一项所述的光半导体密封用固化性组合物,其中,成分(B)的分子量为100~500。
[8]上述[1]~[7]中任一项所述的光半导体密封用固化性组合物,其中,成分(B)为不具有酯基和/或碳酸酯基的化合物。
[9]上述[1]~[8]中任一项所述的光半导体密封用固化性组合物,其中,成分(A)为具有选自环氧基、氧杂环丁基、乙烯基醚基及(甲基)丙烯酰基中的一种以上官能团、且具有芳环的化合物,成分(B)为脂环环氧化合物(包含芳环的化合物除外)。
[10]上述[1]~[9]中任一项所述的光半导体密封用固化性组合物,其中,成分(B)为下述式(3)所示的化合物。
[化学式1]
[式(3)中,X表示单键或连结基团]
[11]上述[1]~[10]中任一项所述的光半导体密封用固化性组合物,其中,成分(B)的含量相对于固化性组合物的总量(100重量%)为30~95重量%,并且,成分(C)的含量相对于固化性组合物的总量(100重量%)为0.01~8重量%。
[12]上述[1]~[11]中任一项所述的光半导体密封用固化性组合物,其中,成分(C)的包含芳环的阳离子成分为芳香族锍盐。
[13]上述[2]~[12]中任一项所述的光半导体密封用固化性组合物,其中,成分(D)的纤维状的导电性物质为导电性纳米线。
[14]上述[13]所述的光半导体密封用固化性组合物,其中,上述导电性纳米线为选自金属纳米线、半导体纳米线、碳纤维、碳纳米管及导电性高分子纳米线中的至少一种。
[15]上述[14]所述的光半导体密封用固化性组合物,其中,上述金属纳米线为银纳米线。
[16]一种固化物,其是通过使上述[1]~[15]中任一项所述的光半导体密封用固化性组合物固化而得到的。
[17]上述[16]所述的固化物,其水蒸气透过率为40g/m2·day以下。
[18]上述[16]或[17]所述的固化物,其排气为20ppm以下。
[19]上述[16]~[18]中任一项所述的固化物,其丙烯醛为3ppm以下。
[20]一种光半导体,其使用上述[1]~[15]中任一项所述的光半导体密封用固化性组合物进行了密封或封闭。
[21]一种光半导体装置,其使用了上述[20]所述的光半导体。
发明的效果
本发明的固化性组合物由于具有上述构成,因而能够抑制会导致光半导体元件劣化这样的水分、气体的侵入或产生,可以实现光半导体元件、光半导体装置的性能稳定化和长寿命化。另外,可以获得具有高透明性和优异生产性的光半导体元件密封用固化性组合物及其固化物。这样一来,若将本发明的固化性组合物用作密封材料,则能够实现光半导体元件、光半导体装置的性能稳定化和长寿命化。由此,本发明的固化性组合物可适宜用作有机EL元件(特别是,顶部发光型有机EL元件)的密封材料或密封用片或膜。
进一步,利用上述固化性组合物、或由上述固化性组合物形成的密封用片或膜进行了密封的本发明的有机EL设备,出光效率优异(即,发光效率优异)、具有优异的亮度。
进一步,在使用了导电性纤维包覆粒子的情况下,可获得导电性(特别是在厚度方向上的导电性)优异的光半导体元件密封用固化性组合物及其固化物。在本发明的导电性纤维包覆粒子中,特别是具有柔软性的导电性纤维包覆粒子,在将包含其的固化性组合物成型为具有微细凹凸的形状的情况下,导电性纤维包覆粒子可追随上述凹凸结构而发生变形从而遍布细微部分,因此能够防止导电性不良的部分的产生,可获得导电性能优异的固化物。
附图说明
[图1]制造例1中得到的导电性纤维包覆粒子(本发明的导电性纤维包覆粒子)的扫描电子显微镜图像(SEM图像)的一例。
具体实施方式
本发明的光半导体密封用固化性组合物包含下述成分(A)、(B)及(C)。
成分(A):具有选自环氧基、氧杂环丁基、乙烯基醚基及(甲基)丙烯酰基中的一种以上官能团的化合物;
成分(B):脂环环氧化合物;
成分(C):具有包含3个以上芳环的阳离子成分、且具有中心元素为硼或磷的阴离子成分的通过光或热而产生酸的固化催化剂。
另外,本发明的光半导体密封用固化性组合物包含下述成分(A)、(B)、(C)及(D)。
成分(A):具有选自环氧基、氧杂环丁基、乙烯基醚基及(甲基)丙烯酰基中的一种以上官能团的化合物;
成分(B):脂环环氧化合物;
成分(C):具有包含芳环的阳离子成分、且具有中心元素为硼或磷的阴离子成分的通过光或热而产生酸的固化催化剂;
成分(D):包含粒子状物质和包覆该粒子状物质的纤维状导电性物质的导电性纤维包覆粒子。
成分(A)可以是具有选自环氧基、氧杂环丁基、乙烯基醚基及(甲基)丙烯酰基中的一种以上官能团的化合物(符合成分(B)的化合物除外)。另外,也可以是:成分(A)是具有选自环氧基、氧杂环丁基、乙烯基醚基及(甲基)丙烯酰基中的一种以上官能团、且具有芳环的化合物,成分(B)是脂环环氧化合物(包含芳环的化合物除外)。
本发明的固化性化合物是通过光或热而发生固化的化合物,只要其包含上述成分(A)及成分(B)则没有特殊限制。在不破坏本申请的效果的范围内,也可以包含除上述成分(A)及成分(B)以外的固化性化合物。
[成分(A)]
成分(A)只要是具有选自环氧基、氧杂环丁基、乙烯基醚基及(甲基)丙烯酰基中的一种以上官能团的化合物则没有特殊限定。成分(A)的化合物所具有的官能团的数量没有特殊限定,但如WO2012/020688号公报(专利文献4)中记载的那样,通常优选使用具有选自环氧基、氧杂环丁基、乙烯基醚基及(甲基)丙烯酰基中的两种以上官能团的化合物(以下也称为“化合物(A1)”)。另外,从低透过性及高气体阻隔性的观点出发,更优选在使用上述化合物(A1)的同时配合分子量为100~1000、且具有选自环氧基、氧杂环丁基、乙烯基醚基及(甲基)丙烯酰基中的一种官能团的化合物(以下也称为“化合物(A2)”)。需要说明的是,在1分子中具有2个以上环氧基、氧杂环丁基、乙烯基醚基及(甲基)丙烯酰基的情况下,2个以上基团各自可以相同也可以不同。
作为成分(A),没有特殊限定,但优选具有例如脂环式环状骨架、芳香族环状骨架等环状骨架。各个环状骨架可以相同也可以不同。另外,在成分(A)的1分子中具有2个以上环状骨架的情况下,各自的多个环状骨架可以相同也可以不同。
作为环状骨架,具体可列举:苯环、萘环、蒽环、菲环、芴环等单环或稠合多环的芳环;环戊烷环、环己烷环、十氢萘环、降冰片烷环、金刚烷环等单环或多环的脂肪族环。需要说明的是,在本说明书中,将由n个环经稠合等而成的多环的环状骨架的数量设为n个。成分(A)的1分子中的环状骨架的数量例如为1~30个、优选为1~10个、更优选为1~6个、进一步优选为1~5个。
从低透湿性、高气体阻隔性、固化性组合物的涂布性、固化物的硬度等的观点出发,相对于本发明的固化性化合物的总量(100重量%),化合物(A)的含量优选为5~80重量%、更优选为10~70重量%、进一步优选20~60重量%。特别是,从抑制排气的观点出发,优选为10~70重量%、更优选为20~60重量%。
[化合物(A1)]
化合物(A1)是具有选自环氧基、氧杂环丁基、乙烯基醚基(以上为阳离子聚合性官能团)、及(甲基)丙烯酰基(自由基聚合性官能团)中的两种以上官能团的化合物。其中,作为官能团,优选为环氧基(特别优选为缩水甘油基)。化合物(A1)的1分子中的官能团的数量例如为2~30个、优选为2~10个、更优选为2~6个、进一步优选为2~3个。多个官能团各自可以相同也可以不同。化合物(A1)的分子量没有特殊限制,但优选为100~10000、更优选为150~5000、进一步优选为200~1000。需要说明的是,化合物(A1)可以单独使用1种、或者将2种以上组合使用。
作为化合物(A1),可列举例如:1分子中具有2个以上阳离子聚合性官能团、并具有芳环的化合物(A1-1);1分子中具有2个以上自由基聚合性官能团、并具有芳环的化合物(A1-2)等。
作为1分子中具有2个以上阳离子聚合性官能团、并具有芳环的化合物(A1-1),可列举例如:联苯酚二缩水甘油基醚、双酚A二缩水甘油基醚、双酚F二缩水甘油基醚、双酚S二缩水甘油基醚、四甲基联苯酚二缩水甘油基醚等具有苯环和2个环氧基的化合物;萘二醇二缩水甘油基醚、双苯酚芴二缩水甘油基醚、双甲酚芴二缩水甘油基醚、双苯氧基乙醇芴二缩水甘油基醚等具有稠环和2个环氧基的化合物;具有苯酚酚醛型环氧树脂、甲酚酚醛型环氧树脂、含联苯骨架的酚醛型环氧树脂、含萘骨架的酚醛型环氧树脂这样的重复单元的聚苯基缩水甘油基醚类等具有苯环和/或稠环和2个以上环氧基的化合物;双酚F双(3-乙基氧杂环丁烷-3-基甲基)醚等具有芳环和2个氧杂环丁基的化合物;联苯酚二乙烯基醚、双酚A二乙烯基醚、双酚F二乙烯基醚、双酚F双(2-乙烯氧基乙基)醚、双酚S二乙烯基醚、四甲基联苯酚二乙烯基醚等具有苯环和2个乙烯基醚基的化合物;萘二醇二乙烯基醚、双酚芴二乙烯基醚、双甲酚芴二乙烯基醚、双苯氧基乙醇芴二乙烯基醚等具有稠环和2个乙烯基醚基的化合物;以及这些化合物的卤化物、或这些化合物的C1-9烷基取代物等。作为C1-9烷基取代物中的C1-9烷基取代基,可列举甲基、乙基、丙基、叔丁基等。作为卤化物中的卤素,可列举F、Cl、Br等。
作为1分子中具有2个以上自由基聚合性官能团、并具有芳环的化合物(A1-2),可列举:联苯酚二(甲基)丙烯酸酯、双酚A二(甲基)丙烯酸酯、双酚F二(甲基)丙烯酸酯、双酚S二(甲基)丙烯酸酯、四甲基联苯酚二(甲基)丙烯酸酯等具有苯环和2个(甲基)丙烯酰基的化合物;萘二醇二(甲基)丙烯酸酯、双酚芴二(甲基)丙烯酸酯、双甲酚芴二(甲基)丙烯酸酯、双苯氧基乙醇芴二(甲基)丙烯酸酯等具有稠环和2个(甲基)丙烯酰基的化合物;以及这些化合物的卤化物、或这些化合物的C1-9烷基取代物等。作为C1-9烷基取代物中的C1-9烷基取代基,可列举甲基、乙基、丙基、叔丁基等。作为卤化物中的卤素,可列举F、Cl、Br等。
作为化合物(A1),可列举例如:下述式(1)所示的化合物。
[化学式2]
[式(1)中,Z1表示从m价的多元羟基化合物(Z1(OH)m)上除去m个OH基而成的基团,R1是缩水甘油基、任选具有取代基的氧杂环丁基、乙烯基、或(甲基)丙烯酰基。m为2以上的整数。]
上述Z1优选为具有环状骨架的基团。作为环状骨架,可列举上述例示的环状骨架。
作为m价的多元羟基化合物Z1(OH)m,可列举:联苯酚、双酚A、双酚F、双酚S等具有2个苯环的化合物、以及这些化合物的卤化物、或这些化合物的C1-9烷基取代物;萘二醇、双酚芴、双甲酚芴、双苯氧基乙醇芴等具有稠环的化合物、以及这些化合物的卤化物、或这些化合物的C1-9烷基取代物;氢化双酚A、氢化双酚F、氢化双酚S、二环己烷等化合物、以及这些化合物的卤化物、或这些化合物的C1-9烷基取代物等。作为C1-9烷基取代物中的C1-9烷基取代基,可列举甲基、乙基、丙基、叔丁基等。作为卤化物中的卤素,可列举F、Cl、Br等。
作为化合物(A1),优选具有环氧基、氧杂环丁基、乙烯基醚基及(甲基)丙烯酰基中的、以及苯环或环己烷环中的各2个的化合物。作为化合物(A1),具体而言,可优选使用双酚F二缩水甘油基醚、四甲基联苯酚二缩水甘油基醚、或双苯氧基乙醇芴二缩水甘油基醚等具有2~4个苯环的二缩水甘油基醚;双酚F双(3-乙基氧杂环丁烷-3-基甲基)醚等具有2~4个苯环的二氧杂环丁基醚;双酚F二乙烯基醚等具有2~4个苯环的二乙烯基醚;或双酚F二(甲基)丙烯酸酯等具有2~4个苯环的(甲基)丙烯酸酯等。作为化合物(A1),特别优选具有缩水甘油基和苯环各2个的化合物。
由此,作为化合物(A1),优选为包含具有芳环、且具有选自环氧基、氧杂环丁基、乙烯基醚基及(甲基)丙烯酰基中的两种以上官能团的化合物(A1’)。
从低湿性、高气体阻隔性、及固化性组合物的涂布性等的观点出发,化合物(A1)(包含化合物(A1’))的分子量优选为100~10000、更优选为200~1000、进一步优选300~500。
从低透湿性、高气体阻隔性、及固化性组合物的涂布性、固化物的硬度等的观点出发,相对于本发明的固化性化合物的总量(100重量%),化合物(A1)的含量优选为5~80重量%、更优选为7~60重量%、进一步优选10~50重量%。特别是,从抑制排气的观点出发,优选为5~60重量%、更优选为7~50重量%、进一步优选10~45重量%。
[化合物(A2)]
化合物(A2)是1分子中具有1个选自环氧基、氧杂环丁基、乙烯基醚基及(甲基)丙烯酰基中的1个官能团、并且分子量为100~1000的化合物。化合物(A2)的分子量为100~1000时,在固化性组合物发生了固化的情况下,作为所生成的聚合物的侧链,可通过压缩固化物中的自由体积而获得有利于低透湿性及高气体阻隔性的效果。作为化合物(A2)中的环状骨架,可列举在上述化合物(A1)中列举的环状骨架。其中,优选苯环、环己烷环。需要说明的是,化合物(A2)可以单独使用1种,或者将2种以上组合使用。
作为成分(A),在使用化合物(A1)和化合物(A2)这两者的情况下,优选在化合物(A1)具有阳离子聚合性官能团时,化合物(A2)也具有阳离子聚合性官能团,在化合物(A1)具有自由基聚合性官能团时,化合物(A2)也具有自由基聚合性官能团。作为上述阳离子官能团,对于化合物(A1)和化合物(A2)而言均优选为环氧基(特别优选为缩水甘油基)。
作为化合物(A2),可列举例如:具有芳环和阳离子聚合性官能团的化合物(A2-1);具有芳环和自由基聚合性官能团的化合物(A2-2);具有脂肪族环和阳离子聚合性官能团的化合物(A2-3);具有脂肪族环和自由基聚合性官能团的化合物(A2-4);具有烷基和阳离子聚合性官能团的化合物(A2-5);具有烷基和自由基聚合性官能团的化合物(A2-6)等。
作为具有芳环和阳离子聚合性官能团的化合物(A2-1),可列举例如:缩水甘油基苯基醚、邻、间或对苯基苯酚缩水甘油基醚、2,3-、2,4-、2,5-、2,6-、3,4-或3,5-二苯基苯酚缩水甘油基醚、2-苯基-4-苄基苯基苯酚缩水甘油基醚、2-苯基-5-苄基苯基苯酚缩水甘油基醚、2-苯基-6-苄基苯基苯酚缩水甘油基醚、3-苯基-5-苄基苯基苯酚缩水甘油基醚、3-苯基-6-苄基苯基苯酚缩水甘油基醚、4-苯基-2-苄基苯基苯酚缩水甘油基醚、三苯基苯酚缩水甘油基醚、二苯基苄基苯酚缩水甘油基醚、苯基苄基苯酚缩水甘油基醚、三苄基苯酚缩水甘油基醚等具有苯酚骨架和环氧基的化合物;上述苯酚骨架被置换为苯氧基乙醇骨架、苯氧基丙醇骨架、或苯氧基二丁醇骨架而成的具有环氧基的化合物(例如,2-(2,6-二苯基苯氧基)乙醇缩水甘油基醚等);缩水甘油基甲基苯基醚、缩水甘油基乙基苯基醚、缩水甘油基丙基苯基醚、缩水甘油基-正丁基苯基醚、缩水甘油基叔丁基苯基醚等具有烷基取代苯环和环氧基的化合物(例如,具有C1-9烷基取代苯环和环氧基的化合物);甲基苯基苯酚缩水甘油基醚、乙基苯基苯酚缩水甘油基醚、丙基苯基苯酚缩水甘油基醚、正丁基苯基苯酚缩水甘油基醚、叔丁基苯基苯酚缩水甘油基醚等烷基取代苯基苯酚缩水甘油基醚(例如,C1-9烷基取代苯酚缩水甘油基醚);苄基(R)-(-)-缩水甘油基醚、苯基苄基缩水甘油基醚等苄基缩水甘油基醚化合物;苯基乙烯基醚、苯基苯酚乙烯基醚、苯氧基甲基乙烯基醚、(苯基苯氧基)甲基乙烯基醚、(2-苯基苯氧基)乙基乙烯基醚、(2-苯基苯氧基)乙基乙烯基醚等具有1个或2个苯环的乙烯基醚化合物;苯基氧杂环丁烷、苯基苯酚氧杂环丁烷、苯氧基甲基氧杂环丁烷、(苯基苯氧基)甲基氧杂环丁烷、(2-苯氧基)乙基氧杂环丁烷、(2-苯基苯氧基)乙基氧杂环丁烷等具有1个或2个苯环的氧杂环丁烷化合物以及它们的卤化物等。作为上述C1-9烷基取代基,可列举甲基、乙基、丙基、叔丁基等。
作为具有芳环和自由基聚合性官能团的化合物(A2-2),可列举例如:(甲基)丙烯酸苯酯、苯基苯酚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苯氧基甲酯、(甲基)丙烯酸(苯基苯氧基)甲酯、(甲基)丙烯酸(2-苯氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸(2-苯基苯氧基)乙酯等具有1个或2个苯环和(甲基)丙烯酰基的化合物;以及这些化合物的卤化物、或这些化合物的C1-9烷基取代物等。作为C1-9烷基取代物中的C1-9烷基取代基,可列举甲基、乙基、丙基、叔丁基等。作为卤化物中的卤素,可列举F、Cl、Br等。
作为具有脂肪族环和阳离子聚合性官能团的化合物(A2-3),可列举例如:环己基缩水甘油基醚、二环己基缩水甘油基醚、三环己基缩水甘油基醚等C5-20环烷基缩水甘油基醚化合物;环己基氧杂环丁基醚、二环己基氧杂环丁基醚、三环己基氧杂环丁基醚等C5-20环烷基氧杂环丁基醚化合物;环己基乙烯基醚、二环己基乙烯基醚、三环己基乙烯基醚等C5-20环烷基乙烯基醚化合物等。
作为具有脂肪族环和自由基聚合性官能团的化合物(A2-4),可列举例如:(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸二环己酯、(甲基)丙烯酸三环己酯等(甲基)丙烯酸C5-20环烷基酯化合物等。
作为具有烷基和阳离子聚合性官能团的化合物(A2-5),可列举例如:缩水甘油基甲基醚、缩水甘油基乙基醚、丙基缩水甘油基醚、丁基缩水甘油基醚、2-乙基己基缩水甘油基醚等C1-9烷基缩水甘油基醚化合物;甲基氧杂环丁基醚、乙基氧杂环丁基醚、丙基氧杂环丁基醚、丁基氧杂环丁基醚等C1-9烷基氧杂环丁基醚化合物;甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、丙基乙烯基醚、丁基乙烯基醚等C1-9烷基乙烯基醚化合物等。
作为具有烷基和自由基聚合性官能团的化合物(A2-6),可列举例如:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯等(甲基)丙烯酸C1-9烷基酯化合物等。
作为化合物(A2),可列举例如:下述式(2)所示的化合物。
[化学式3]
Z2-O-R2 (2)
[式(2)中,Z2表示从1价的羟基化合物(Z2OH)上除去OH基而成的基团,R2与上述R1相同。]
上述Z2优选为具有环状骨架的基团。作为环状骨架,可列举上述例示的环状骨架。
作为羟基化合物Z2OH,可列举例如:苯酚、苯基苯酚、二苯基苯酚、三苯基苯酚等具有1~3个苯环的酚类;甲基苯酚、乙基苯酚、丙基苯酚、正丁基苯酚、叔丁基苯酚等烷基取代苯酚(例如,C1-9烷基取代苯酚);甲基苯基苯酚、乙基苯基苯酚、丙基苯基苯酚、正丁基苯基苯酚、叔丁基苯基苯酚等烷基取代苯基苯酚(例如,C1-9烷基取代苯基苯酚);甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等烷基醇(例如,C1-9烷基醇);苄醇、苯基苄醇等苄醇类;环己基醇、二环己基醇、三环己基醇等具有脂肪族环的醇类;以及它们的卤化物等。作为上述C1-9烷基取代基,可列举甲基、乙基、丙基、叔丁基等。作为卤化物中的卤素,可列举F、Cl、Br等。
作为化合物(A2),优选具有环氧基、氧杂环丁基、乙烯基醚基或(甲基)丙烯酰基、并具有苯环或环己烷环的化合物。作为化合物(A2),具体而言,优选缩水甘油基苯基醚、或邻苯基苯酚缩水甘油基醚等具有1~2个苯环的缩水甘油基醚;(甲基)丙烯酸2-(苯基苯氧基)乙酯等具有1~2个苯环的(甲基)丙烯酸酯等。
作为化合物(A2),优选为具有芳环、且分子量为100~1000、且具有选自环氧基、氧杂环丁基、乙烯基醚基及(甲基)丙烯酰基中的一种官能团的化合物(A2’)。
从低透湿性、高气体阻隔性、及固化性组合物的涂布性等的观点出发,化合物(A2)的分子量优选为100~1000、更优选为150~800、进一步优选为170~600、特别优选为200~400。
从低透湿性、高气体阻隔性、及固化性组合物的涂布性等的观点出发,相对于化合物(A1)的总量(100重量份),化合物(A2)的含量优选为0~1400重量份、更优选为70~850重量份、进一步优选100~500重量份。
另外,相对于本发明的固化性化合物的总量(100重量%),化合物(A2)的含量优选为0~70重量%、更优选为5~60重量%、进一步优选10~50重量%。
作为化合物(A1)和化合物(A2)的优选组合,从低透湿性及高气体阻隔性的观点出发,可列举例如:化合物(A1)具有2个环状骨架、化合物(A2)具有1个环状骨架的组合;化合物(A1)具有2个环状骨架、化合物(A2)具有2个环状骨架的组合、化合物(A1)具有5个环状骨架、化合物(A2)具有1个环状骨架的组合。
作为化合物(A1)和化合物(A2)的优选组合,具体可列举:双酚F二缩水甘油基醚与缩水甘油基苯基醚的组合、双酚F二缩水甘油基醚与邻、间或对苯基苯酚缩水甘油基醚的组合等。将双酚F二缩水甘油基醚与缩水甘油基苯基醚组合的情况下,特别优选相对于作为化合物(A1)的双酚F二缩水甘油基醚100重量份,作为化合物(A2)的缩水甘油基苯基醚的含量为1~100重量份。另外,将双酚F二缩水甘油基醚与邻、间或对苯基苯酚缩水甘油基醚组合的情况下,优选相对于作为化合物(A1)的双酚F二缩水甘油基醚100重量份,作为化合物(A2)的邻、间或对苯基苯酚缩水甘油基醚的含量为1~1000重量份。
另外,相对于本发明的固化性化合物的总量(100重量%),化合物(A1)和化合物(A2)的总含量优选为5~80重量%、更优选为10~70重量%、进一步优选20~60重量%。
[成分(B)]
成分(B)是脂环环氧化合物、即分子内(一分子中)至少具有脂环(脂肪族烃环)结构和环氧基的化合物。本发明的固化性组合物中,成分(B)可以单独使用1种,或者将2种以上组合使用。
作为成分(B),可列举例如:1分子中具有2个以上阳离子聚合性官能团、且具有脂肪族环的化合物(B-1);1分子中具有2个以上自由基聚合性官能团、且具有脂肪族环的化合物(B-2)等。
作为化合物(B-1),可列举例如:氢化双酚A二缩水甘油基醚、氢化双酚F二缩水甘油基醚、氢化双酚S二缩水甘油基醚、二环己基二缩水甘油基醚、双(3,4-环氧环己基)甲烷、(3,4,3’,4’-二环氧)联环己烷等具有环己烷环和2个环氧基的化合物;具有环己烷环和2个氧杂环丁基的化合物;以及氢化双酚A二乙烯基醚、氢化双酚F二乙烯基醚、氢化双酚S二乙烯基醚、二环己基二乙烯基醚等具有环己烷环和2个乙烯基醚基的化合物等。
作为化合物(B-2),可列举例如:氢化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、氢化双酚F二(甲基)丙烯酸酯、氢化双酚S二(甲基)丙烯酸酯、二环己基二(甲基)丙烯酸酯等具有环己烷环和2个(甲基)丙烯酰基的化合物等。
作为化合物(B-1),更具体地,可列举:(i)具有由构成脂环的相邻2个碳原子和氧原子构成的环氧基(脂环环氧基)的化合物、(ii)脂环上直接以单键键合有环氧基的化合物、(iii)具有脂环和缩水甘油基的化合物等。
作为上述(i)具有由构成脂环的相邻2个碳原子和氧原子构成的环氧基(脂环环氧基)的化合物,可以从公知或惯用的化合物中任意选择使用。其中,作为上述脂环环氧基,优选氧化环己烯基。
作为上述(i)具有由构成脂环的相邻2个碳原子和氧原子构成的环氧基的化合物,从透明性、耐热性的观点考虑,优选具有氧化环己烯基的化合物,特别优选下述式(3)所示的化合物(脂环式环氧化合物)。
[化学式4]
式(3)中,X表示单键或连结基团(具有1个以上原子的2价基团)。作为上述连结基团,可列举例如:2价烃基、羰基、醚键、酯键、碳酸酯基、酰胺基、由它们中的多个连结而成的基团等。
作为式(3)中的X为单键的化合物,可列举(2,3,2’,3’-二环氧)联环己烷、(2,3,3’,4’-二环氧)联环己烷、(3,4,3’,4’-二环氧)联环己烷等,其中优选(3,4,3’,4’-二环氧)联环己烷。
作为上述2价烃基,可列举碳原子数为1~18的直链或支链状的亚烷基、2价的脂环式烃基等。作为碳原子数为1~18的直链或支链状的亚烷基,可列举例如:亚甲基、甲基亚甲基、二甲基亚甲基、亚乙基、亚丙基、三亚甲基等。作为上述2价的脂环式烃基,可列举例如:1,2-亚环戊基、1,3-亚环戊基、环戊叉、1,2-亚环己基、1,3-亚环己基、1,4-亚环己基、环己叉等2价的亚环烷基(包括环烷叉)等。
作为上述连结基团X,可列举含有氧原子的连结基团,具体可列举:-CO-、-O-CO-O-、-COO-、-O-、-CONH-;由这些中的多个连结而成的基团;由这些基团中的1个或2个以上与2价烃基中的1个或2个以上连结而成的基团等。作为2价烃基,可列举上述中例示的基团。
作为式(3)所示的脂环式环氧化合物的代表例,可列举下述式(3-1)~(3-10)所示的化合物等。其中,特别优选式(3-1)所示的化合物[3,4-环氧环己基甲基(3,4-环氧)环己烷羧酸酯](例如,株式会社Daicel制、商品名“CELLOXIDE2021P”等)。需要说明的是,下述式(3-5)、(3-7)中的p、q分别表示1~30的整数。下述式(3-5)中的R3为碳原子数1~8的亚烷基,可列举:亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚异丙基、亚丁基、亚异丁基、亚仲丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基等直链或支链状的亚烷基。这些中,优选亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚异丙基等碳原子数1~3的直链或支链状的亚烷基。下述式(3-9)、(3-10)中的n1~n6分别表示1~30的整数。
[化学式5]
[化学式6]
除了上述式(3-1)~(3-10)所示的化合物以外,作为式(3)所示的脂环式环氧化合物的例子,可列举双(3,4-环氧环己基甲基)醚、2,2-双(3,4-环氧环己基)丙烷、1,2-双(3,4-环氧环己基)乙烷等。
作为上述(ii)脂环上直接以单键键合有环氧基的化合物,可列举例如下述式(4)所示的化合物等。
[化学式7]
式(4)中,R4为从s元醇上除去s个-OH而成的基团,s、r分别表示自然数。作为s元醇[R4-(OH)s],可列举2,2-双(羟甲基)-1-丁醇等多元醇等(碳原子数1~15的醇等)。s优选为1~6、r优选为1~30。s为2以上的情况下,其各个()内(圆括号内)的基团中的r可以相同也可以不同。作为上述式(4)所示的化合物,具体可列举2,2-双(羟甲基)-1-丁醇的1,2-环氧-4-(2-环氧乙基)环己烷加成物(例如,株式会社Daicel制、商品名“EHPE3150”等)等。
作为上述(iii)具有脂环和缩水甘油基的化合物,可列举例如:2,2-双[4-(2,3-环氧丙氧基)环己基]丙烷、2,2-双[3,5-二甲基-4-(2,3-环氧丙氧基)环己基]丙烷等双酚A型环氧化合物经氢化而成的化合物(氢化双酚A型环氧化合物);双[邻,邻-(2,3-环氧丙氧基)环己基]甲烷、双[邻,对-(2,3-环氧丙氧基)环己基]甲烷、双[对,对-(2,3-环氧丙氧基)环己基]甲烷、双[3,5-二甲基-4-(2,3-环氧丙氧基)环己基]甲烷等双酚F型环氧化合物经氢化而成的化合物(氢化双酚F型环氧化合物);氢化联苯酚环氧化合物;氢化苯酚酚醛型环氧化合物;氢化甲酚酚醛型环氧化合物;双酚A的氢化甲酚酚醛型环氧化合物;氢化萘型环氧化合物;由三苯酚甲烷得到的环氧化合物的氢化环氧化合物等氢化芳香族缩水甘油基醚系环氧化合物。
作为成分(B),从固化性组合物的固化速度、固化性组合物的涂布性、及排气抑制等的观点出发,优选分子量为100~500、更优选为150~400、进一步优选180~300。
其中,作为成分(B),最优选1分子中具有2个以上脂环环氧基、并且分子量为100~500的化合物。
作为成分(B),从对成分(C)的固化催化剂的催化活性的影响少的观点出发,优选成分(B)中具有酯基和/或碳酸酯基的化合物相对于固化性化合物总量(100重量%)为30重量%以下,更优选成分(B)为不具有酯基和/或碳酸酯基的化合物。
从确保固化物的耐热性、耐光性、耐热冲击性、耐吸湿回流焊性等的观点出发,相对于本发明的固化性化合物的总量(100重量%),成分(B)的含量优选为20~95重量%、更优选为30~90重量%、进一步优选40~80重量%。另外,从固化性组合物的固化速度、固化性组合物的涂布性及抑制排气等的观点出发,相对于本发明的固化性组合物的总量(100重量%),成分(B)的含量优选为5~80重量%、更优选为10~70重量%、进一步优选20~60重量%。
[成分(C)]
本发明中的成分(C)可以是具有包含芳环的阳离子成分、且具有中心元素为硼或磷的阴离子成分的通过光或热而产生酸的固化催化剂,也可以是具有包含3个以上芳环的阳离子成分、且具有中心元素为硼或磷的阴离子成分的通过光或热而产生酸的固化催化剂。
作为上述阳离子成分,没有特殊限定,但从固化催化剂的催化活性的观点出发,优选具有3个以上芳环,更优选具有4个以上芳环,进一步优选具有5个以上芳环。作为上述芳环,可列举例如:1价或2价的苯基、萘基、蒽基等,上述芳环也可以具有直链状或支链状C1-12烷基、直链状或支链状C1-12烷氧基、卤原子、-OH基、-COOH基、或直链状或支链状C1-12烷基酯基等取代基。作为上述阳离子成分,可列举例如:芳香族重氮盐、芳香族碘盐、芳香族锍盐、芳香族盐、芳香族硒盐、芳香族氧盐、芳香族铵盐等。其中,作为上述阳离子成分,从能够形成固化性优异的固化物的观点出发,优选芳香族锍盐。
作为上述阴离子成分,没有特殊限定,但从固化催化剂的催化活性的观点出发,优选具有3个以上芳环,更优选具有4个以上芳环,进一步优选具有5个以上芳环。作为上述芳环,可列举例如:具有卤素取代基的碳原子数6~30的芳香族基团。作为上述芳环,可列举例如:苯基、萘基、蒽基等。作为上述卤素取代基,可列举例如:氯、氟等。作为上述芳环,可列举例如:五氟苯基、2-(三氟甲基)苯基、3-(三氟甲基)苯基、4-(三氟甲基)苯基、2,3-二(三氟甲基)苯基、2,4-二(三氟甲基)苯基、2,5-二(三氟甲基)苯基、2,6-二(三氟甲基)苯基、3,4-二(三氟甲基)苯基、3,5-二(三氟甲基)苯基等。
作为上述阴离子成分,没有特殊限定,但从固化催化剂的催化活性的观点出发,优选中心元素为硼或磷,可列举例如:四(五氟苯基)硼酸盐、三(五氟乙基)三氟磷酸盐、六氟磷酸盐等。由此,作为成分(C),优选具有包含3个以上芳环的阳离子成分、且具有中心元素为硼或磷的阴离子成分。
作为本发明的固化性组合物中所含的成分(C),没有特殊限定,优选为光阳离子聚合引发剂或热阳离子聚合引发剂。本发明的固化性组合物中,成分(C)可以单独使用1种,或者将2种以上组合使用。
[光阳离子聚合引发剂]
光阳离子聚合引发剂是通过光照而产生阳离子种、从而引发阳离子固化性化合物的固化反应的光阳离子聚合引发剂。光阳离子聚合引发剂包含吸收光的阳离子部和成为酸的发生源的阴离子部。需要说明的是,光阳离子聚合引发剂可以单独使用1种,或者将2种以上组合使用。
作为本发明的光阳离子聚合引发剂,可列举例如:重氮盐系化合物、碘盐系化合物、锍盐系化合物、盐系化合物、硒盐系化合物、氧盐系化合物、铵盐系化合物、溴盐系化合物等。
其中,从能够形成固化性优异的固化物的方面考虑,优选使用锍盐系化合物。作为锍盐系化合物的阳离子部,可列举例如:三苯基锍离子、二苯基[4-(苯硫基)苯基]锍离子、三对甲苯基锍离子等芳基锍离子(特别是,三芳基锍离子)。
作为光阳离子聚合引发剂的阴离子部,可列举例如:BF4 -、B(C6F5)4 -、PF6 -、[(Rf)nPF6-n]-(Rf:氢原子的80%以上被氟原子取代而成的烷基、n:1~5的整数)、AsF6 -、SbF6 -、五氟羟基锑酸根等。
作为光阳离子聚合引发剂,可列举例如:二苯基[4-(苯硫基)苯基]锍四(五氟苯基)硼酸盐、二苯基[4-(苯硫基)苯基]锍六氟磷酸盐、二苯基[4-(苯硫基)苯基]锍三(五氟乙基)三氟磷酸盐、(1,1′-联苯)-4-基[4-(1,1′-联苯)4-基硫基苯基]苯基四(五氟苯基)硼酸盐等。作为市售品,可使用例如:商品名“CYRACURE UVI-6970”、“CYRACURE UVI-6974”、“CYRACURE UVI-6990”、“CYRACURE UVI-950”(以上由美国联合碳化物公司制)、“IRGACURE250”、“IRGACURE 261”、“IRGACURE 264”(以上由Ciba Specialty Chemicals公司制)、“SP-150”、“SP-151”、“SP-170”、“Optomer SP-171”(以上由(株)ADEKA制)、“CG-24-61”(CibaSpecialty Chemicals公司制)、“DAICAT II”((株)Daicel制)、“UVAC1590”、“UVAC1591”(以上由Daicel-Cytec(株)制)、“CI-2064”、“CI-2639”、“CI-2624”、“CI-2481”、“CI-2734”、“CI-2855”、“CI-2823”、“CI-2758”、“CIT-1682”(以上由日本曹达(株)制)、“PI-2074”(Rhodia公司制、甲苯基异丙苯基碘五氟苯基硼酸盐)、“FFC509”(3M公司制)、“BBI-102”、“BBI-101”、“BBI-103”、“MPI-103”、“TPS-103”、“MDS-103”、“DTS-103”、“NAT-103”、“NDS-103”(以上由Midori Kagaku(株)制)、“CD-1010”、“CD-1011”、“CD-1012”(SartomerAmericas公司制)、“CPI-100P”、“CPI-101A”、(以上由SAN-APRO(株)制)等。
[热阳离子聚合引发剂]
作为热阳离子聚合引发剂,可列举例如:重氮盐系化合物、碘盐系化合物、锍盐系化合物、盐系化合物、硒盐系化合物、氧盐系化合物、铵盐系化合物、溴盐系化合物等。需要说明的是,热阳离子聚合引发剂可以单独使用1种,或者将2种以上组合使用。
作为热阳离子聚合引发剂,也可以是例如:铝、钛等金属与乙酰乙酸或二酮类的螯合化合物和三苯基硅烷醇等硅烷醇形成的化合物;或铝、钛等金属与乙酰乙酸或二酮类的螯合化合物和双酚S等酚类形成的化合物。作为市售品,可使用例如:商品名“Sun Aid SI-45”、“Sun Aid SI-47”、“Sun Aid SI-60”、“Sun Aid SI-60L”、“Sun Aid SI-80”、“Sun AidSI-80L”、“Sun Aid SI-100”、“Sun Aid SI-100L”、“Sun Aid SI-110L”、“Sun Aid SI-180L”(以上由三新化学工业(株)制)、“CI-2921”、“CI-2920”、“CI-2946”、“CI-3128”、“CI-2624”、“CI-2639”、“CI-2064”(以上由日本曹达(株)制)、“PP-33”、“CP-66”、“CP-77”((株)ADEKA制)、“FC-509”、“FC-520”(以上由3M公司制)等。
成分(C)的含量没有特殊限制,但优选相对于本发明的固化性化合物的总量(100重量份)为0.01~8重量份、更优选为0.1~5重量份、进一步优选为0.2~4重量份、特别优选为0.5~3重量份。为0.01重量份以上时,可提高固化性组合物的固化速度,防止固化不良,有利于低透过性、高气体阻隔性、耐热性等。另外,为8重量%以下时,不仅在成本方面有利,而且有利于抑制反应不均性以及抑制排气等。
特别优选成分(B)的含量相对于固化性组合物的总量(100重量%)为30~95重量%、并且成分(C)的含量相对于固化性组合物的总量(100重量%)为0.01~8重量%。
通过对成分(C)的种类、含量从上述范围选择,特别地,可获得提高固化性组合物的固化速度的效果,并且,对于排气,具有促进其产生的效果。相对于此,通过对成分(B)的种类、分子量、含量等从上述范围选择,可以在通过减少成分(C)的含量等来抑制排气的同时,使固化性组合物的固化速度提高,因此,可获得兼具低透湿性、高气体阻隔性、耐热性、固化性、成本、排气抑制的优异的固化物。
[固化促进剂]
本发明的固化性组合物中也可以包含促进固化速度的固化促进剂。作为固化促进剂,可使用公知惯用的固化促进剂,可列举例如:1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳烯-7(DBU)及其盐(例如,苯酚盐、辛酸盐、对甲苯磺酸盐、四苯基硼酸盐);1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬烯-5(DBN)及其盐(例如,盐、锍盐、季铵盐、碘盐);苄基二甲胺、2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚、N,N-二甲基环己基胺等叔胺;2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑等咪唑;磷酸酯、三苯基膦等膦类;四(对甲苯基)硼酸四苯基等化合物;辛酸锡、辛酸锌等有机金属盐;金属螯合物等。这些固化促进剂可以单独使用1种,或者将2种以上组合使用。
另外,作为固化促进剂,还可以使用U-CAT SA 506、U-CAT SA 102、U-CAT 5003、U-CAT 18X(以上由SAN-APRO(株)制)、TPP-K、TPP-MK(以上由北兴化学工业(株)制)PX-4ET(日本化学工业(株)制)等市售品。
作为固化促进剂的含量,从固化性组合物的固化促进效果、固化物的着色防止等观点出发,优选相对于本发明的固化性组合物的总量(100重量%)为0.05~5重量%、更优选为0.1~3重量%、进一步优选为0.2~3重量%、特别优选为0.25~2.5重量%。
[光自由基聚合引发剂]
本发明的固化性组合物中也可以包含光自由基聚合引发剂。作为光自由基聚合引发剂,可列举例如:二苯甲酮、苄基乙酰苯、二苄基甲基酮、苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚、二甲氧基苯乙酮、二甲氧基苯基苯乙酮、二乙氧基苯乙酮、二苯二硫醚、邻苯甲酰苯甲酸甲酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯(日本化药(株)制、商品名“KAYACUREEPA”等)、2,4-二乙基噻吨酮(日本化药(株)制、商品名“KAYACURE DETX”等)、2-甲基-1-[4-(甲基)苯基]-2-吗啉代丙酮-1(Ciba-Geigy(株)制、商品名“IRGACURE907”等)、2-二甲基氨基-2-(4-吗啉代)苯甲酰基-1-苯基丙烷等2-氨基-2-苯甲酰基-1-苯基烷酮化合物、四(叔丁基过氧化羰基)二苯甲酮、苯偶酰、2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮、4,4-双(二乙基氨基)二苯甲酮等氨基苯衍生物、2,2’-双(2-氯苯基)-4,5,4’,5’-四苯基-1,2’-联咪唑(保土谷化学(株)制、商品名“B-CIM”等)等咪唑化合物、2,6-双(三氯甲基)-4-(4-甲氧基萘-1-基)-1,3,5-三嗪等卤甲基化三嗪化合物、2-三氯甲基-5-(2-苯并呋喃2-基-乙烯基)-1,3,4-二唑等卤甲基二唑化合物等。这些光自由基聚合引发剂可以单独使用1种,或者将2种以上组合使用。另外,可以根据需要而添加光敏剂。作为光自由基聚合引发剂,从灵敏度及耐药品性等的观点出发,优选咪唑化合物与氨基苯衍生物的组合、2-氨基-2-苯甲酰基-1-苯基烷烃化合物、卤甲基化三嗪化合物、卤甲基二唑化合物等。
[热自由基聚合引发剂]
本发明的固化性组合物中也可以包含热自由基聚合引发剂。作为热自由基聚合引发剂,可列举例如有机过氧化物类。作为有机过氧化物类,可使用二烷基过氧化物、酰基过氧化物、氢过氧化物、酮过氧化物、过氧化酯等。作为有机过氧化物类的具体例,可列举:过氧化苯甲酰、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、2,5-二甲基-2,5-二(2-乙基己酰基)过氧化己烷、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔丁基、氢过氧化枯烯、过氧化二枯基、过氧化二叔丁基、2,5-二甲基-2,5-二丁基过氧己烷、2,4-二氯过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化二异丙基苯、1,1-双(叔丁基过氧化)-3,3,5-三甲基环己烷、甲基乙基酮过氧化物、过氧化-2-乙基己酸1,1,3,3-四甲基丁酯等。进而,可以在使用上述热自由基聚合引发剂的同时,组合使用环烷酸钴、环烷酸锰、环烷酸锌、辛酸钴等环烷酸或辛酸的钴、锰、铅、锌、钒等金属盐。同样,也可以使用二甲基苯胺等叔胺。
作为光自由基聚合引发剂或热自由基聚合引发剂的含量,优选相对于本发明的固化性组合物的总量(100重量%)为0.1~5重量%、更优选为0.5~4重量%。
本发明的固化性组合物中,光自由基聚合引发剂或热自由基聚合引发剂可以单独使用1种,或者将2种以上组合使用。
[固化延迟剂]
本发明的固化性组合物中含有光阳离子聚合引发剂作为聚合引发剂的情况下,也可以含有固化延迟剂。作为固化延迟剂,可列举例如:吡咯、吡唑、3,5-二甲基吡唑、咪唑、1,2,3-***、1,2,4-***等唑系化合物;乙二醇、丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、丁二醇等(聚)亚烷基二醇、甘油、聚甘油、季戊四醇、聚己内酯多元醇、冠醚等多元醇化合物(特别是,脂肪族多元醇化合物)等。这些固化延迟剂可以单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。通过添加上述固化延迟剂,可以控制对本发明的固化性组合物进行光照之后的使用寿命及固化起始时间。更具体而言,上述固化延迟剂具有下述作用:可以捕获因进行UV照射而由光阳离子聚合引发剂产生的阳离子,从而抑制固化性化合物的阳离子聚合,并在实施加热处理时放出阳离子,以促进固化性化合物的阳离子聚合。上述固化延迟剂中,从不会引发排气产生的观点出发,优选唑系化合物,通过将其添加到固化性组合物中,可以自由地控制固化性组合物的使用寿命,通过向固化性组合物的涂膜照射UV、然后将其贴合于有机EL元件并实施加热处理,可以密封有机EL元件而使其不直接暴露于UV中,从而能够利用具有低排气性及防湿性的固化物实现对有机EL元件的密封。
固化延迟剂的使用量(配合量)为光阳离子聚合引发剂的使用量(含有2种以上的情况下为其总量)的例如5~25重量%左右,优选为10~25重量%。
[成分(D)]
本发明中的成分(D)是包含粒子状物质、和包覆该粒子状物质的纤维状导电性物质(也称为“导电性纤维”)的导电性纤维包覆粒子。需要说明的是,在本发明的导电性纤维包覆粒子中,所述“包覆”是指,导电性纤维覆盖粒子状物质的部分或全部表面的状态。在本发明的导电性纤维包覆粒子中,导电性纤维包覆粒子状物质的表面的至少一部分即可,例如,可以以相比于被包覆的部分、未被包覆的部分更多的形式存在。需要说明的是,在本发明的导电性纤维包覆粒子中,不是必须使粒子状物质与导电性纤维接触,但通常是,导电性纤维的一部分与粒子状物质的表面接触。
图1是本发明的导电性纤维包覆粒子的扫描电子显微镜图像的一例。如图1所示,本发明的导电性纤维包覆粒子具有粒子状物质(图1中的正球状的物质)的至少一部分被导电性纤维(图1中的纤维状的物质)所包覆的构成。
[粒子状物质]
构成本发明的导电性纤维包覆粒子的粒子状物质是粒子状的结构体。
构成上述粒子状物质的材料(原材料)没有特殊限定,可列举例如:金属、塑料、橡胶、陶瓷、玻璃、二氧化硅等公知或惯用的材料。本发明中,优选使用其中的透明塑料、玻璃、二氧化硅等透明的材料,特别是,从具有柔软性的方面考虑,优选使用透明塑料。
上述透明塑料包含热固性树脂及热塑性树脂等。作为上述热固性树脂,可列举例如:聚(甲基)丙烯酸酯树脂;聚苯乙烯树脂;聚碳酸酯树脂;聚酯树脂;聚氨酯树脂;环氧树脂;聚砜树脂;非晶性聚烯烃树脂;由二乙烯基苯、己三烯、二乙烯基醚、二乙烯基砜、二烯丙基甲醇、亚烷基二丙烯酸酯、低聚或聚亚烷基二醇二丙烯酸酯、低聚或聚亚烷基二醇二甲基丙烯酸酯、亚烷基三丙烯酸酯、亚烷基四丙烯酸酯、亚烷基三甲基丙烯酸酯、亚烷基四甲基丙烯酸酯、亚烷基双丙烯酰胺、亚烷基双甲基丙烯酰胺、两末端丙烯酸改性聚丁二烯低聚物等多官能性单体单独聚合或与其它单体聚合而得到的网状聚合物;酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、苯并胍胺甲醛树脂、脲醛树脂等。作为上述热塑性树脂,可列举例如:乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯/不饱和羧酸共聚物、乙烯/丙烯酸乙酯共聚物、乙烯/甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯/丙烯酸共聚物、乙烯/甲基丙烯酸共聚物、乙烯/马来酸酐共聚物、乙烯/甲基丙烯酸氨基烷基酯共聚物、乙烯/乙烯基硅烷共聚物、乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯/甲基丙烯酸羟基乙酯共聚物、(甲基)丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物、丙烯腈/苯乙烯共聚物等。
上述粒子状物质的形状没有特殊限定,可列举例如:球状(正球状、近正球状、椭圆球状等)、多面体状、棒状(圆柱状、棱柱状等)、平板状、鳞片状、不规则形状等。本发明中,从能够以高生产性制造导电性纤维包覆粒子、容易与固化性化合物均匀地分散、容易为树脂整体赋予导电性的观点出发,作为上述粒子状物质的形状,优选其中的球状、棒状,特别优选为球状(特别是正球状)。
上述粒子状物质的平均纵横比没有特殊限定,但优选低于20(例如,1以上且低于20)、特别优选为1~10。平均纵横比高于上述范围时,可能难以通过配合少量的导电性纤维包覆粒子而使固化性化合物显示出优异的导电性。需要说明的是,上述粒子状物质的平均纵横比可以如下地测定:例如,使用电子显微镜(SEM、TEM),针对足够数量(例如,100个以上、优选为300个以上;特别是100个、300个)的粒子状物质拍摄电子显微镜图像,并测量这些粒子状物质的纵横比,求出它们的算术平均。
另外,上述粒子状物质的构成没有特殊限定,可以是单层的构成,也可以是多层(复数层)的构成。另外,上述粒子状物质可以是实心粒子、中空粒子、多孔粒子等中的任意情况。
上述粒子状物质的平均粒径没有特殊限定,但优选为0.1~100μm、更优选为1~50μm、进一步优选5~30μm。平均粒径低于上述范围时,可能难以通过配合少量的导电性纤维包覆粒子而显示出优异的导电性。另一方面,平均粒径高于上述范围时,平均粒径大于有机EL元件的密封层的厚度,存在难以形成均一厚度的涂膜的倾向。上述粒子状物质为各向异性形状的情况下,优选将长轴(最长轴)方向上的平均粒径控制在上述范围内。需要说明的是,上述粒子状物质的平均粒径是利用激光衍射/散射法测定的中值粒径(d50)。
优选上述粒子状物质是透明的。具体而言,上述粒子状物质在可见光波长范围内的总光线透过率没有特殊限定,但优选为70%以上、特别优选为75%以上。总光线透过率低于上述范围时,可能导致固化物(包含导电性纤维包覆粒子)的透明性降低。需要说明的是,上述粒子状物质在可见光波长范围内的总光线透过率可以通过如下地进行测定而求出:使作为粒子状物质的原料的单体在玻璃间、于80~150℃的温度范围聚合,得到厚1mm的平板,基于JIS K7361-1测定该平板在可见光波长范围内的总光线透过率。
在用于将在至少一面具有凹凸的导电性基板的具有凹凸的面与其它导电性基板的一面粘接的用途的情况下,优选上述粒子状物质具有柔软性,其10%压缩强度例如为10kgf/mm2以下,优选为5kgf/mm2以下,特别优选为3kgf/mm2以下。这是由于,对于包含10%压缩强度在上述范围的粒子状物质的导电性纤维包覆粒子,可通过进行加压而使其追随微细的凹凸结构而发生变形。因此,在将含有该导电性纤维包覆粒子的固化性组合物固化为具有微细凹凸结构的形状的情况下,可使该粒子状物质遍布至细微部分,从而能够防止导电性不良的部分的产生。
上述粒子状物质的折射率没有特殊限定,但优选为1.4~2.7、特别优选为1.5~1.8。需要说明的是,在该粒子状物质为塑料粒子的情况下,上述粒子状物质的折射率可以如下地求出:使粒子状物质的原料于80~150℃进行聚合,制成纵20mm×横6mm的试验片,在使用单溴萘作为中间液使棱镜与该试验片密合的状态下,使用多波长阿贝折射仪(商品名“DR-M2”、(株)Atago制)测定20℃、钠D线下的折射率。
另外,就上述粒子状物质而言,优选其与本发明的固化性化合物(例如,成分(A)、成分(B))的固化物的折射率之差小,优选构成导电性纤维包覆粒子(成分(D))的粒子状物质与本发明的固化性化合物的固化物的折射率之差(25℃、波长589.3nm下)的绝对值为0.1以下(优选为0.5以下,特别优选为0.02以下)。即,优选本发明的固化性组合物中所含的导电性纤维包覆粒子与固化性化合物满足下式。
|构成导电性纤维包覆粒子的粒子状物质的折射率(25℃、波长589.3nm下)-固化性化合物的固化物的折射率(25℃、波长589.3nm下)|≤0.1
进一步,从能够以很少使用量赋予优异的导电性的观点出发,优选上述粒子状物质具有尖锐的粒度分布(=粒径的偏差少),优选其变异系数(CV值)为40以下(特别优选为30以下)。
需要说明的是,粒子状物质的体积基准的粒度分布中的变异系数可利用下式算出。另外,粒度分布可使用粒度分布测定装置(商品名“Coulter Multisizer”、BeckmanCoulter公司制)等进行测定。
变异系数(CV值)(%)=(S2/Dn)×100
(式中,S2表示体积基准的粒度分布中的标准偏差,Dn表示体积基准的中值粒径(D50))
上述粒子状物质可利用公知或惯用的方法来制造,其制造方法没有特殊限定。例如,对于金属粒子的情况而言,可利用CVD法、喷雾热分解法等气相法、基于化学性还原反应的湿式法等进行制造。另外,对于塑料粒子的情况而言,例如可利用通过悬浮聚合法、乳液聚合法、种子聚合法、分散聚合法等公知的聚合方法使构成上述例示的树脂(聚合物)的单体聚合的方法等进行制造。
本发明中也可以使用市售品。作为由热固性树脂形成的粒子状物质,可使用例如:商品名“Techpolymer MBX系列”、“Techpolymer BMX系列”、“Techpolymer ABX系列”、“Techpolymer ARX系列”、“Techpolymer AFX系列”(以上由积水化成品工业(株)制)、商品名“Micro-pearl SP”、“Micro-pearl SI”(以上由积水化学工业(株)制);作为由热塑性树脂形成的粒子状物质,可使用例如:商品名“Softbeads”(住友精化(株)制)、制品名“DUOMASTER”(积水化成品工业(株)制)等。
[纤维状导电性物质(导电性纤维)]
构成本发明的导电性纤维包覆粒子的导电性纤维是具有导电性的纤维状结构体(线状结构体)。上述导电性纤维的形状为纤维状(丝状)即可,没有特殊限定,但优选其平均纵横比为10以上(例如,20~5000)、更优选为50~3000、进一步优选100~1000。平均纵横比低于上述范围时,可能难以通过配合少量的导电性纤维包覆粒子而显示出优异的导电性。上述导电性纤维的平均纵横比可利用与粒子状物质的平均纵横比同样的步骤测定。需要说明的是,上述导电性纤维的“纤维状”的概念也包括“丝状”、“棒状”等各种线状结构体的形状。另外,在本说明书中,也将平均粗度为1000nm以下的纤维称为“纳米线”。
上述导电性纤维的平均粗度(平均直径)没有特殊限定,但优选为1~400nm、更优选为10~200nm、进一步优选50~150nm。平均粗度低于上述范围时,导电性纤维之间易发生凝聚,可能导致导电性纤维包覆粒子的制造变得困难。另一方面,平均粗度高于上述范围时,粒子状物质的包覆变得困难,可能无法有效地获得导电性纤维包覆粒子。上述导电性纤维的平均粗度可以如下地测定:使用电子显微镜(SEM、TEM),针对足够数量(例如,100个以上、优选为300个以上;特别是100个、300个)的导电性纤维拍摄电子显微镜图像,并测量这些导电性纤维的粗度(直径),求出它们的算术平均。
上述导电性纤维的平均长度没有特殊限定,但优选为1~100μm、更优选为5~80μm、进一步优选10~50μm。平均长度低于上述范围时,粒子状物质的包覆变得困难,可能无法有效地获得导电性纤维包覆粒子。另一方面,平均长度高于上述范围时,导电性纤维附着或吸附于多个粒子,可能引起导电性纤维包覆粒子的凝聚(分散性的劣化)。上述导电性纤维的平均长度可以如下地测定:使用电子显微镜(SEM、TEM),针对足够数量(例如,100个以上、优选为300个以上;特别是100个、300个)的导电性纤维拍摄电子显微镜图像,并测量这些导电性纤维的长度,求出它们的算术平均。需要说明的是,就导电性纤维的长度而言,本应该以延伸为直线状的状态来测量,但实际上其多发生弯曲,因此,使用图像解析装置,根据电子显微镜图像计算出导电性纤维的投影直径及投影面积,并假定为圆柱体,由下式计算出其长度。
长度=投影面积/投影直径
构成上述导电性纤维的材料(原材料)为具有导电性的材料即可,可列举例如金属、半导体、碳材料、导电性高分子等。
作为上述金属,可列举例如:金、银、铜、铁、镍、钴、锡、及它们的合金等公知或惯用的金属。本发明中,从导电性优异方面考虑,其中优选银。
作为上述半导体,可列举例如:硫化镉、硒化镉等公知或惯用的半导体。
作为上述碳材料,可列举例如:碳纤维、碳纳米管等公知或惯用的碳材料。
作为上述导电性高分子,可列举例如:聚乙炔、多并苯、聚对苯、聚对苯乙炔、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、及它们的衍生物(例如,在共通的聚合物骨架上具有烷基、羟基、羧基、亚乙二氧基等取代基的导电性高分子;具体可列举聚亚乙二氧基噻吩等)等。本发明中,优选上述中的聚乙炔、聚苯胺及其衍生物、聚吡咯及其衍生物、聚噻吩及其衍生物。需要说明的是,上述导电性高分子也可包含公知或惯用的掺杂剂(例如,卤素、卤化物、路易斯酸等受体;碱金属、碱土金属等供体等)。
作为本发明的导电性纤维,优选导电性纳米线,特别优选为选自金属纳米线、半导体纳米线、碳纤维、碳纳米管及导电性高分子纳米线中的至少一种导电性纳米线,尤其是从导电性优异方面考虑,最优选银纳米线。
上述导电性纤维可通过公知或惯用的制造方法制造。例如,上述金属纳米线可通过液相法、气相法等进行制造。更具体而言,银纳米线可通过例如Mater.Chem.Phys.2009,114,333-338、Adv.Mater.2002,14,P833-837、Chem.Mater.2002,14,P4736-4745、日本特表2009-505358号公报中记载的方法来制造。另外,金纳米线可通过例如日本特开2006-233252号公报中记载的方法来制造。另外,铜纳米线可通过例如日本特开2002-266007号公报中记载的方法来制造。另外,钴纳米线可通过例如日本特开2004-149871号公报中记载的方法来制造。此外,半导体纳米线可通过例如日本特开2010-208925号公报中记载的方法来制造。上述碳纤维可通过例如日本特开平06-081223号公报中记载的方法来制造。上述碳纳米管可通过例如日本特开平06-157016号公报中记载的方法来制造。上述导电性高分子纳米线可通过例如日本特开2006-241334号公报、日本特开2010-76044号公报中记载的方法来制造。作为上述导电性纤维,还可以使用市售品。
本发明的导电性纤维包覆粒子可通过将上述粒子状物质和导电性纤维在溶剂中混合来制造。具体而言,作为本发明的导电性纤维包覆粒子的制造方法,可列举例如下述(1)~(4)的方法等。
(1)将使上述粒子状物质分散于溶剂而成的分散液(称为“粒子分散液”)和使上述导电性纤维分散于溶剂而成的分散液(称为“纤维分散液”)混合,并根据需要除去溶剂,从而得到本发明的导电性纤维包覆粒子(或该导电性纤维包覆粒子的分散液)。
(2)在上述粒子分散液中配合上述导电性纤维并进行混合之后,根据需要除去溶剂,从而得到本发明的导电性纤维包覆粒子(或该导电性纤维包覆粒子的分散液)。
(3)在上述纤维分散液中配合上述粒子状物质并进行混合之后,根据需要除去溶剂,从而得到本发明的导电性纤维包覆粒子(或该导电性纤维包覆粒子的分散液)。
(4)在溶剂中配合上述粒子状物质及上述导电性纤维并进行混合之后,根据需要除去溶剂,从而得到本发明的导电性纤维包覆粒子(或该导电性纤维包覆粒子的分散液)。
本发明中,从可获得均质的导电性纤维包覆粒子的观点出发,优选其中的上述方法(1)。
作为制造本发明的导电性纤维包覆粒子时使用的溶剂,可列举例如:水;甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇等醇;丙酮、甲乙酮(MEK)、甲基异丁基酮(MIBK)等酮;苯、甲苯、二甲苯、乙基苯等芳香族烃;***、二甲氧基乙烷、四氢呋喃、二氧杂环己烷等醚;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯等酯;N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等酰胺;乙腈、丙腈、苯甲腈等腈等。这些溶剂可以单独使用一种,或者将两种以上组合(即制成混合溶剂)使用。本发明中,优选上述中的醇、酮。
另外,作为上述溶剂,只要是液态的,则也可以使用本发明的固化性化合物(例如,环氧化合物)。通过使用液态的固化性化合物作为溶剂,可以不经由除去溶剂的工序即获得包含固化性化合物和本发明的导电性纤维包覆粒子的固化性组合物。
上述溶剂的粘度没有特殊限定,但从有效地制造导电性纤维包覆粒子的观点出发,作为25℃下的粘度,优选为10cP以下(例如,0.1~10cP)、特别优选为0.5~5cP。需要说明的是,溶剂的25℃下的粘度例如可使用E型粘度计(商品名“VISCONIC”、(株)Tokimec制)进行测定(转子:1°34’×R24、转速:0.5rpm、测定温度:25℃)。
就上述溶剂的1个大气压下的沸点而言,从能够有效地制造导电性纤维包覆粒子的观点出发,优选为200℃以下、更优选为150℃以下、进一步优选为120℃以下。
在溶剂中将粒子状物质和导电性纤维混合时,相对于溶剂100重量份,上述粒子状物质的含量例如为0.1~50重量份左右、优选为1~30重量份。通过将粒子状物质的含量控制在上述范围,能够更有效地生成导电性纤维包覆粒子。
在溶剂中将粒子状物质和导电性纤维混合时,相对于溶剂100重量份,上述导电性纤维的含量例如为0.1~50重量份左右、优选为1~30重量份。通过将导电性纤维的含量控制在上述范围,能够更有效地生成导电性纤维包覆粒子。
在溶剂中将粒子状物质和导电性纤维混合时,上述粒子状物质与上述导电性纤维的比例优选为使粒子状物质的表面积与导电性纤维的投影面积之比[表面积/投影面积]达到例如100/1~100/100左右、100/10~100/50的比例。通过将上述比控制在上述范围,能够更有效地生成导电性纤维包覆粒子。需要说明的是,上述粒子状物质的表面积可利用将通过BET法(基于JIS Z8830)求出的比表面积乘以粒子状物质的质量(使用量)的方法来测定。另外,对于上述导电性纤维的投影面积,如上所述,可以通过使用电子显微镜(SEM、TEM)针对足够数量(例如,100个以上、优选为300个以上;特别是100个、300个)的导电性纤维拍摄电子显微镜图像,使用图像解析装置计算出这些导电性纤维的投影面积并进行算术平均来测定。
通过在将粒子状物质和导电性纤维混合之后进一步除去溶剂,可得到固体形式的导电性纤维包覆粒子。溶剂的除去没有特殊限定,例如,可通过加热、减压蒸馏等公知或惯用的方法来实施。需要说明的是,溶剂并非必须要除去,例如也可以直接以本发明的导电性纤维包覆粒子的分散液的形式使用。
本发明的导电性纤维包覆粒子可以如上所述地通过将原料(粒子状物质及导电性纤维)在溶剂中混合来制造,由于不需要繁琐的工序,因此在制造成本方面是有利的。
特别是,作为粒子状物质和导电性纤维的组合,通过使用平均粒径A[μm]的粒子状物质和平均长度A[μm]以上(优选为A×0.5[μm]以上、更优选为A×1.0[μm]以上、进一步优选为A×1.5[μm]以上)的导电性纤维,可更有效地制造本发明的导电性纤维包覆粒子。特别是对于正球状或近正球状的粒子状物质的情况而言,优选使用平均周长B[μm]的粒子状物质和平均长度(B×1/6)[μm]以上(优选为B[μm]以上)的导电性纤维。需要说明的是,上述粒子状物质的平均周长可以如下地求出:使用电子显微镜(SEM、TEM),针对足够数量(例如,100个以上、优选为300个以上;特别是100个、300个等)的粒子状物质拍摄电子显微镜图像,测量这些粒子状物质的周长并进行算术平均。
构成本发明的导电性纤维包覆粒子的粒子状物质与导电性纤维的比例优选为使粒子状物质的表面积与导电性纤维的投影面积之比[表面积/投影面积]达到例如100/1~100/100左右(特别是100/10~100/50)的比例。通过将上述比控制在上述范围,可以在确保固化物的透明性的同时更有效地赋予导电性。需要说明的是,上述粒子状物质的表面积及导电性纤维的投影面积分别可以利用上述方法测定。
本发明的导电性纤维包覆粒子由于具有上述构成,因此通过少量的添加即可赋予优异的导电性(特别是在厚度方向上的导电性),可形成透明性和导电性优异的固化物。
另外,在本发明的导电性纤维包覆粒子具有柔软性的情况下(例如,10%压缩强度为10kgf/mm2以下的情况下),在将包含该导电性纤维包覆粒子的固化性组合物成型为具有微细凹凸的形状时,导电性纤维包覆粒子可追随上述凹凸结构而发生变形从而遍布细微部分,因此能够防止导电性不良的部分的产生,可形成导电性能优异的有机EL设备。
导电性纤维包覆粒子可以单独使用1种,或者将2种以上组合使用。固化性组合物中的导电性纤维包覆粒子(成分(D))的含量(配合量)相对于本发明的固化性化合物100重量份例如为0.01~30重量份左右、优选为0.1~20重量份、更优选为0.3~15重量份、特别优选为0.5~5重量份。导电性纤维包覆粒子的含量低于0.01重量份时,根据用途不同,可能导致所得固化物的导电性变得不足。另一方面,导电性纤维包覆粒子的含量超过30重量份时,根据用途不同,可能导致所得固化物的透明性变得不足。
本发明的固化性组合物中的导电性纤维包覆粒子(成分(D))的含量相对于固化性组合物的总量(100体积%)优选为0.1~60体积%、更优选为0.2~60体积%、进一步优选为0.3~50体积%、特别优选为0.3~40体积%。
特别是,在显示各向异性导电性(在特定的方向上具有导电性而在其以外的方向上为绝缘性的电气的各向异性)的情况下,优选本发明的固化性组合物中的导电性纤维包覆粒子(成分(D))的含量相对于本发明的固化性组合物的总量(100体积%)为30体积%以下(例如,0.1~10体积%)、特别优选为0.3~5体积%。通过将导电性纤维包覆粒子的含量调整至上述范围,能够使其在特定的方向上显示出优异的导电性。需要说明的是,导电性纤维包覆粒子(成分(D))的含量例如可通过用导电性纤维包覆粒子的总重量除以粒子(导电性纤维包覆粒子)的密度来估算。
相对于固化性化合物100重量份,本发明的固化性组合物中的粒子状物质(导电性纤维包覆粒子中所含的粒子状物质)的含量(配合量)例如为0.09~6.0重量份左右、优选为0.1~4.0重量份、更优选为0.3~3.5重量份、进一步优选为0.3~3.0重量份、特别优选为0.3~2.5重量份、最优选为0.5~2.0重量份,相对于本发明的固化性组合物的总量(100体积%)例如为0.02~7体积%左右、优选为0.1~5体积%、特别优选为0.3~3体积%、最优选为0.4~2体积%。导电性纤维包覆粒子的含量低于0.02体积%时,根据用途不同,可能导致所得固化物的导电性变得不足。另一方面,导电性纤维包覆粒子的含量超过7体积%时,根据用途不同,可能导致所得固化物的透明性变得不足。
本发明的固化性组合物中的导电性纤维的含量(配合量)相对于固化性化合物100重量份例如为0.01~1.0重量份左右、优选为0.02~0.8重量份、更优选为0.03~0.6重量份、进一步优选为0.03~0.4重量份、特别优选为0.03~0.2重量份,相对于本发明的固化性组合物的总量(100体积%)例如为0.01~1.1体积%左右、优选为0.02~0.9体积%、更优选为0.03~0.7体积%、进一步优选为0.03~0.4体积%。
由于本发明的固化性组合物是以包覆于粒子状物质的状态含有导电性纤维,因此,即使将具有导电性的材料的使用量降低至上述范围,也能够形成具有充分导电性的固化物。由此,能够将由于含有具有导电性的材料而引起的固化物透明性的降低减至极低的水平,同时能够大幅缩减由具有导电性的材料所占的成本。
本发明的固化性组合物中也可以进一步含有除本发明的导电性纤维包覆粒子以外的导电性物质(也称为“其它导电性物质”)。作为其它导电性物质,可使用公知或惯用的导电性物质,没有特殊限定。例如,可使用上述的导电性纤维。
本发明的固化性组合物中的上述其它导电性物质(例如,导电性纤维)的含量(配合量)相对于导电性纤维包覆粒子100重量份例如为0~10重量份程度、优选为0~5重量份、更优选为0~1重量份。
[其它]
本发明的固化性组合物中除了上述以外,还可以在不破坏本发明的效果的范围内含有各种添加剂。作为上述添加剂,可列举例如:乙二醇、二乙二醇、丙二醇、甘油等具有羟基的化合物;有机硅系或氟系消泡剂;流平剂;γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷等硅烷偶联剂;表面活性剂;二氧化硅、氧化铝等无机填充剂;阻燃剂;着色剂;抗氧化剂;紫外线吸收剂;离子吸附体;颜料;荧光体;脱模剂等惯用的添加剂。
[固化性组合物]
本发明的固化性组合物可通过将上述各成分均一混合而得到。为了得到本发明的固化性组合物,优选使用自转公转式搅拌脱泡装置、均化器、行星混合机、三辊研磨机、珠磨机、超声波等通常已知的混合用设备将各成分以尽可能均一的方式进行搅拌、溶解、混合、分散等。
本发明的固化性组合物可通过将导电性纤维包覆粒子(成分(D)(或导电性纤维包覆粒子的分散液)、固化性化合物、以及根据需要而使用的其它成分使用上述通常已知的混合用设备进行均一混合来制造,例如,可列举下述方法:
(1)通过将粒子状物质和纤维状的导电性物质在溶剂中混合而得到的导电性纤维包覆粒子的分散液、固化性化合物、以及根据需要而使用的其它添加剂以给定比例进行搅拌及混合,然后蒸馏除去溶剂来进行制造的方法;
(2)通过将经由下述工序A及工序B得到的导电性纤维包覆粒子、固化性化合物、以及根据需要而使用的其它添加剂以给定比例进行搅拌及混合来进行制造的方法等。
工序A:通过将粒子状物质和纤维状的导电性物质在溶剂中进行混合而得到导电性纤维包覆粒子分散液的工序
工序B:通过从经由工序A得到的导电性纤维包覆粒子分散液中除去溶剂(例如,通过加热蒸馏除去和/或减压过滤等)而得到固体形式的导电性纤维包覆粒子的工序
就本发明的固化性组合物而言,可以预先将导电性纤维包覆粒子(成分(D)(或导电性纤维包覆粒子的分散液)、固化性化合物、以及根据需要而使用的其它成分全部混合(单组分型);也可以将导电性纤维包覆粒子(成分(D)(或导电性纤维包覆粒子的分散液)、固化性化合物、以及根据需要而使用的其它成分的一部分另外保管[多组分型(例如,双组分型)],在即将使用之前再以给定的比例混合。
对于本发明的光半导体密封用固化性组合物,优选在利用分散机等喷出机将固化性组合物喷出时,以高分散的状态将固化性组合物中的导电性纤维包覆粒子(成分(D))喷出,例如,优选使用具有螺杆等旋转驱动机构的喷出机、通过利用螺杆的旋转而喷出固化性组合物的螺杆式喷出方法等在进行搅拌的同时进行喷出。对于螺杆的旋转速度、螺杆的叶片的尺寸等,优选根据固化性组合物的粘度、其中所含的导电性纤维包覆粒子(成分(D))的尺寸等进行适当调整。
从密封光半导体元件的工序中的分散性的观点出发,优选本发明的固化性组合物在常温(25℃)下具有流动性。本发明的固化性组合物在常温(25℃)下的粘度优选为10~5000mPa·s、更优选为50~3000mPa·s、进一步优选为100~2000mPa·s。
[固化物]
本发明的固化物可通过使上述光半导体密封用固化性组合物固化而得到。对于包含成为固化性树脂的原料的化合物作为固化性化合物的固化性组合物的情况而言,可通过对该固化性组合物进行加热和/或活性能量射线照射而得到固化物。
在通过加热使其固化的情况下,其温度(固化温度)例如为45~200℃左右、优选为70~190℃、特别优选为90~180℃。另外,在通过加热使其固化时,加热时间(固化时间)例如为10~600分钟左右、优选为30~540分钟、特别优选为60~480分钟。固化温度和固化时间低于上述范围时,可能导致固化不充分。另一方面,固化温度和固化时间高于上述范围时,可能引发固化物的分解。固化条件依赖于各种条件,但可通过例如在使固化温度较高的情况下缩短固化时间、在使固化温度较低的情况下延长固化时间等来进行适当调整。
在通过进行活性能量射线照射而使其固化的情况下,就照射条件而言,例如,在通过紫外线照射使其固化的情况下,优选采用使累积光量达到例如为500~5000mJ/cm2左右、特别优选为1000~3000mJ/cm2的条件。
本发明的固化物没有特殊限制,但优选水蒸气透过率为40g/m2·day以下、更优选为30g/m2·day以下、进一步优选为25g/m2·day以下。水蒸气透过率可按照JIS L1099,在60℃、90%RH的条件下将固化物装配于透湿杯进行测定。
本发明的固化物没有特殊限制,但优选排气为20ppm以下、更优选为15ppm以下、进一步优选为10ppm以下。另外,优选丙烯醛为3ppm以下、更优选为2ppm以下、进一步优选为1ppm以下。排气、丙烯醛可通过使用气相色谱-质谱(GC/MS)装置,对在80℃的烘箱中加热60分钟时产生的排气的量以甲苯为标准物质进行定量来测定。
本发明的固化物优选为透明的,在将固化物的厚度调整为10μm的情况下,其在可见光波长范围的总光线透过率(固化物厚度:10μm)例如为80%以上、优选为85%以上、更优选为90%以上。需要说明的是,本发明的固化物在可见光波长范围的总光线透过率可基于JIS K7361-1进行测定。
另外,本发明的固化物的导电性优异,其体积电阻率例如为0.1Ω·cm~10MΩ·cm左右、优选为0.1Ω·cm~1MΩ·cm。需要说明的是,本发明的固化物的体积电阻率可基于JIS K6911进行测定。
[光半导体装置]
通过使用本发明的固化性组合物对光半导体元件进行密封,可得到性能的稳定性优异、寿命长的光半导体装置。作为光半导体装置,没有特殊限定,可列举例如:发光二极管、有机电致发光(有机EL)、电子纸、或太阳能电池等。其中,优选有机电致发光(有机EL),更优选顶部发光型有机电致发光(有机EL)。
[包含成分(D)的光半导体密封用固化性组合物、及固化物]
本发明的光半导体密封用固化性组合物中,成分(A)是具有选自环氧基、氧杂环丁基、乙烯基醚基及(甲基)丙烯酰基中的一种以上官能团、且具有芳环的化合物,成分(B)是脂环环氧化合物(包含芳环的化合物除外),成分(C)是具有包含芳环的阳离子成分、且具有中心元素为硼或磷的阴离子成分的通过光或热而产生酸的固化催化剂,进一步,优选包含作为成分(D)的包含粒子状物质和包覆该粒子状物质的纤维状的导电性物质的导电性纤维包覆粒子。通过包含该成分(D),可得到导电性(特别是在厚度方向上的导电性)优异的光半导体元件密封用固化性组合物及其固化物。
上述光半导体密封用固化性组合物的成分(A)优选包含下述化合物(A1”)和/或化合物(A2”)。
化合物(A1”):1分子中具有2个以上选自环氧基、氧杂环丁基、乙烯基醚基及(甲基)丙烯酰基中的官能团、并且分子量为100~10000的化合物
化合物(A2”):分子量为100~1000的化合物
上述光半导体密封用固化性组合物中,进一步优选成分(B)为具有2个以上脂环环氧基的化合物,其分子量为100~500。进而,优选成分(B)为上述式(3)所示的化合物。另外,成分(C)的包含芳环的阳离子成分优选为芳香族锍盐。
上述光半导体密封用固化性组合物中,成分(D)的纤维状的导电性物质优选为导电性纳米线。上述导电性纳米线优选为选自金属纳米线、半导体纳米线、碳纤维、碳纳米管及导电性高分子纳米线中的至少一种。上述金属纳米线优选为银纳米线。
本发明的固化物优选为通过使上述光半导体密封用固化性组合物固化而得到的固化物。上述固化物的水蒸气透过率优选为40g/m2·day以下,排气优选为20ppm以下,排气优选为20ppm以下,丙烯醛优选为3ppm以下。实施例
以下,结合实施例对本发明进行更为详细的说明,但本发明并不限定于这些实施例。
制造例1
[银纳米线的制造]
基于“Materials Chemistry and Physics,vol,114,p333-338,‘Preparation ofAg nanorods with high yield by polyol process’”中记载的方法制造了银纳米线。具体步骤如下所示。
将FeCl3的乙二醇溶液(6×10-4M)0.5mL添加到加入有乙二醇6mL的烧瓶内,并加热至150℃。其后,将包含0.052M的AgNO3及0.067M的聚乙烯基吡咯烷酮的乙二醇混合溶液6mL滴加至上述加热溶液中。将这样得到的反应溶液于150℃保持了1.5小时。其后,将所得悬浮液10mL用800mL的乙醇和丙酮的混合溶剂(乙醇:丙酮=1:1(重量比))进行稀释,并进行2次离心分离(2000rpm、10分钟),得到了银纳米线的分散液。抽取所得分散液的一部分,使其热干燥从而确认了分散液中的银纳米线的重量%,结果为2.9重量%。
对于所得银纳米线的平均直径(平均粗度)及平均长度,通过利用扫描电子显微镜(SEM)测量100个银纳米线的直径(粗度)及长度并分别进行算术平均而进行了测定,结果,平均直径为115nm、长度为20~50μm。
[导电性纤维包覆粒子(成分(D))的制造]
作为塑料微粒,将相对于固化性化合物100重量份为0.85重量份的由甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物构成的微粒(商品名“SM10X-8JH”、积水化学工业(株)制、折射率:1.565、平均粒径:8.3μm、CV值:39、10%压缩强度:2.4~2.5kgf/mm2)混合到乙醇29.15重量份中并进行分散,制备了塑料微粒的分散液。然后,将上述塑料微粒的分散液、和在上述银纳米线的制造中得到的银纳米线的分散液5.22重量份(相对于固化性化合物100重量份,包含银纳米线0.15重量份)混合,其后通过边于70℃加热30分钟边进行搅拌而除去溶剂,得到了导电性纤维包覆粒子(成分(D))。
需要说明的是,上述塑料微粒每1个的表面积为226.9μm2,银纳米线每1根的投影面积为2.4μm2。根据上述进料的塑料微粒(0.85重量份)和银纳米线(0.15重量份),考虑相对于1个塑料微粒吸附20根银纳米线,由此计算出塑料微粒的表面积(总表面积)/银纳米线的投影面积(总投影面积),结果约为100/15。
[固化性组合物的制备]
在实施例及比较例中,将各化合物以表1及表2中所示的配合比例(单位:重量份)混合之后,于室温进行搅拌,制备了各固化性组合物。需要说明的是,化合物(A1)及化合物(A2)为成分(A),化合物(B)为成分(B),化合物(C)-1、化合物(C)-2、化合物(C)-3及化合物(C)-4为成分(C)。
[排气的评价]
称量上述中得到的各固化性组合物约60mg,利用传送带式UV照射装置(商品名“UVC-02516S1AA02”、Ushio Motor株式会社制)照射2500mJ/cm2的紫外线之后,使用气相色谱-质谱(GC/MS)装置(商品名“HP6890GC/5973MSD”、Agilent Technologies株式会社),对在80℃的烘箱(商品名“DRM320DB”、ADVANTEC公司制)中加热60分钟时产生的排气的量以甲苯为标准物质进行了定量,由此求出了各固化性组合物中的排气含量[ppm]。另外,对于排气中所含的丙烯醛及1-碘-4-甲基苯的含量[ppm],也通过以甲苯为标准物质对丙烯醛及1-碘-4-甲基苯的各自的量进行定量而求出了它们的含量。
[放热的评价]
称量上述中得到的各固化性组合物5mg,利用传送带式UV照射装置(商品名“UVC-02516S1AA02”、Ushio Motor株式会社制)照射2500mJ/cm2的紫外线之后,使用差示扫描量热分析(DSC)装置(商品名“DSC-Q2000”、TA Instruments公司制)确认了各固化性组合物的固化反应中的放热温度及放热量。需要说明的是,将从紫外线的照射结束到开始利用DSC装置测定为止的时间设为12分钟。
对于所得放热温度及放热量的评价基准如下所述。
A:在250℃以上未确认到放热峰(固化性特别良好)
B:在250℃以上确认到了10J/g以下的放热峰(固化性良好)
C:在250℃以上确认到了10J/g以上的放热峰(固化性不良)
[固化性组合物的分散性的评价]
将上述中得到的各固化性组合物2mL取样至试验管(试验管尺寸:管径1cm×高2.5cm),于25℃、1个大气压的环境中进行静置,测定直到含有的粒子完全沉降为止的时间,从而评价了分散性。需要说明的是,粒子完全沉降的时刻(终点)可根据目测确认透明的固化性组合物来判断。
[水蒸气阻隔性的评价]
将上述中得到的各固化性组合物以固化后的厚度达到100μm的方式涂布于PET膜,利用传送带式UV照射装置(商品名“UVC-02516S1AA02”、Ushio Motor株式会社制)照射2500mJ/cm2的紫外线之后,将所得固化物装配于透湿杯,按照JIS L1099、在60℃、90%RH的条件下测定了上述固化物的水蒸气透过率。
[固化物的导电性评价]
将上述中得到的各固化性组合物以使固化后的厚度达到10μm的方式夹持于2片导电性玻璃基板(Luminescence Technology公司制、尺寸:25mm×25mm、ITO厚度:0.14μm)之间,并在氮气氛围中、于100℃热处理1小时,将所得固化物在25℃、1个大气压环境中使用电子测量仪(electron meter)(PSS公司制)测定了电阻率(Ω·cm)和电压(V),并评价了导电性。
[表1]
[表2]
表1及表2中各成分记录的含义如下所述。
化合物(A1):双酚F二缩水甘油基醚(商品名“YL-983U”、三菱化学(株)制)
化合物(A2):邻苯基苯酚缩水甘油基醚(商品名“SY-OYG”、阪本药品工业(株)制)
化合物(B):(3,4,3’,4’-二环氧)联环己烷
化合物(C)-1:4-(4-联苯硫基)苯基-4-联苯苯基锍四(五氟苯基)硼酸盐
化合物(C)-2:二苯基[4-(苯硫基)苯基]锍四(五氟苯基)硼酸盐
化合物(C)-3:二苯基[4-(苯硫基)苯基]锍三(五氟乙基)三氟磷酸盐(商品名“CPI-210S”、SAN-APRO(株)制)
化合物(C)-4:二苯基[4-(苯硫基)苯基]锍六氟磷酸盐(商品名“CPI-110P”、SAN-APRO(株)制)
PI‐2074:甲苯基异丙苯基碘五氟苯基硼酸盐(商品名“PI‐2074”、Rhodia公司制)
Micro-pearl AU:由以二乙烯基苯为主成分的交联聚合物构成的粒子状物质的表面经镀金而成的物质,商品名“Micro-pearl AU-2085”、积水化学工业(株)制、平均粒径8.5μm
由实施例1~3及比较例2(表1)的结果可知,通过包含脂环环氧化合物(B),能够大幅抑制排气。特别是,抑制丙烯醛的效果显著。另外,由实施例1~3及比较例1(表1)的结果可知,通过包含下述固化催化剂作为成分(C),能够大幅抑制排气的含量,所述固化催化剂具有包含3个以上芳环的阳离子成分、且具有中心元素为硼或磷的阴离子成分。特别是,抑制1-碘-4-甲基苯的效果显著。另外,由实施例1的结果可知,对于排气整体的抑制效果显著。
通过与实施例1~2及实施例3(表1)比较可知,在成分(C)的阴离子成分具有3个以上的、芳环和/或碳原子数2以上的脂肪族链的情况下,可获得优异的固化性。
通过与实施例4~10及比较例3、4(表2)比较可知,本发明的固化物通过包含作为成分(B)的脂环环氧化合物、和作为成分(C)的具有含芳环的阳离子成分、且具有中心元素为硼或磷的阴离子成分的固化催化剂,能够大幅抑制排气。
通过与实施例4~8及实施例10(表2)比较可知,即使包含作为成分(D)的导电性纤维包覆粒子也具有优异的分散性。另外,通过与实施例4~8及实施例9(表2)比较可知,通过包含作为成分(D)的导电性纤维包覆粒子,本发明的固化物在厚度方向具有优异的导电性。
由以上结果可知,根据本发明,可抑制会导致光半导体元件劣化这样的水分、气体的侵入或产生,能够实现光半导体元件、光半导体装置的性能稳定化和长寿命化。另外,可获得在厚度方向上具有优异的导电性、且具有优异的生产性的光半导体密封用固化性组合物,进而可获得性能稳定并且寿命长的光半导体装置。
工业实用性
本发明的固化性组合物能够用于LED元件、有机EL元件等光半导体元件的密封材料或封闭材料等用途。另外,利用本发明的固化性组合物进行了密封或封闭的光半导体元件及使用该元件的光半导体装置,能够用于发光二极管、有机电致发光、电子纸、或太阳能电池等用途。
Claims (20)
1.一种光半导体密封用固化性组合物,其包含下述成分(A)、(B)、(C)及(D),其中,成分(A)包含具有两个以上环氧基的化合物(A1)、及1分子中具有一个环氧基并且分子量为100~1000的化合物(A2),
相对于固化性化合物的总量,化合物(A1)的含量为5~45重量%,化合物(A2)的含量为10~70重量%,所述化合物(A1)和所述化合物(A2)的总含量为20~70重量%,所述成分(B)的含量为20~80重量%,所述成分(C)的含量相对于固化性化合物的总量即100重量份为0.01~8重量份,
成分(A):除脂环环氧化合物以外、具有环氧基的化合物;
成分(B):脂环环氧化合物;
成分(C):通过光或热而产生酸的固化催化剂,其具有包含3个以上芳环的阳离子成分、且具有中心元素为硼或磷的阴离子成分;
成分(D):导电性纤维包覆粒子,其包含:粒子状物质、和包覆该粒子状物质的纤维状导电性物质。
2.根据权利要求1所述的半导体密封用固化性组合物,其中,成分(A)包含具有芳环、且具有两个以上环氧基的化合物(A1’)。
3.根据权利要求2所述的半导体密封用固化性组合物,其中,化合物(A1’)的分子量为100~10000。
4.根据权利要求1或2所述的光半导体密封用固化性组合物,其中,成分(A)包含具有芳环、且分子量为100~1000、且具有一个环氧基的化合物(A2’)。
5.根据权利要求1或2所述的光半导体密封用固化性组合物,其中,成分(B)为具有2个以上脂环环氧基的化合物。
6.根据权利要求1或2所述的光半导体密封用固化性组合物,其中,成分(B)的分子量为100~500。
7.根据权利要求1或2所述的光半导体密封用固化性组合物,其中,成分(B)是不具有酯基和/或碳酸酯基的化合物。
8.根据权利要求1或2所述的光半导体密封用固化性组合物,其中,
成分(A)是具有芳环的化合物,
成分(B)是除包含芳环的化合物以外的脂环环氧化合物。
9.根据权利要求1或2所述的光半导体密封用固化性组合物,其中,成分(B)是下述式(3)所示的化合物,
式(3)中,X表示单键或连结基团。
10.根据权利要求1或2所述的光半导体密封用固化性组合物,其中,
成分(B)的含量相对于固化性组合物的总量,即100重量%,为30~95重量%,
并且,成分(C)的含量相对于固化性组合物的总量,即100重量%,为0.01~8重量%。
11.根据权利要求1或2所述的光半导体密封用固化性组合物,其中,成分(C)的包含芳环的阳离子成分为芳香族锍盐。
12.根据权利要求1所述的光半导体密封用固化性组合物,其中,成分(D)的纤维状导电性物质为导电性纳米线。
13.根据权利要求12所述的光半导体密封用固化性组合物,其中,所述导电性纳米线为选自金属纳米线、半导体纳米线、碳纤维、碳纳米管及导电性高分子纳米线中的至少一种。
14.根据权利要求13所述的光半导体密封用固化性组合物,其中,所述金属纳米线为银纳米线。
15.一种固化物,其是使权利要求1~14中任一项所述的光半导体密封用固化性组合物固化而成的。
16.根据权利要求15所述的固化物,其水蒸气透过率为40g/m2·day以下。
17.根据权利要求15或16所述的固化物,其排气为20ppm以下。
18.根据权利要求15或16所述的固化物,其丙烯醛为3ppm以下。
19.一种光半导体,其使用权利要求1~14中任一项所述的光半导体密封用固化性组合物进行了密封或封闭。
20.一种光半导体装置,其使用了权利要求19所述的光半导体。
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JP7050411B2 (ja) * | 2016-08-31 | 2022-04-08 | 東京応化工業株式会社 | ネガ型感光性樹脂組成物、感光性レジストフィルム、パターン形成方法、硬化膜、硬化膜の製造方法 |
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JP6719652B2 (ja) * | 2016-12-09 | 2020-07-08 | エルジー・ケム・リミテッド | 密封材組成物 |
BR112019012482B1 (pt) * | 2016-12-21 | 2022-11-08 | Huntsman Advanced Materials Licensing (Switzerland) Gmbh | Composição curável, processo para a preparação de um artigo curado, e, uso da composição |
KR102118365B1 (ko) * | 2017-04-21 | 2020-06-04 | 주식회사 엘지화학 | 유기전자소자 봉지용 조성물 |
CN110999537B (zh) * | 2017-08-24 | 2022-08-26 | 电化株式会社 | 有机电致发光元件用密封剂 |
KR102271843B1 (ko) | 2017-12-18 | 2021-07-01 | 주식회사 엘지화학 | 봉지 필름 |
US10870319B2 (en) * | 2018-05-24 | 2020-12-22 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Pneumatic tire with post cure sealant layer |
KR102389882B1 (ko) * | 2018-10-31 | 2022-04-21 | 한양대학교 산학협력단 | 기공 형성 깊이가 제어된 다공성 중합체 필름의 제조방법 및 이로부터 제조된 다공성 중합체 필름 |
KR102541648B1 (ko) * | 2020-06-03 | 2023-06-08 | 삼성에스디아이 주식회사 | 유기발광소자 봉지용 조성물 및 이로부터 제조된 유기층을 포함하는 유기발광소자 표시장치 |
KR20230102200A (ko) * | 2021-12-30 | 2023-07-07 | 솔루스첨단소재 주식회사 | 고굴절 고접착성 에폭시 수지 조성물 및 이를 포함하는 봉지재 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101425580A (zh) * | 2007-10-29 | 2009-05-06 | 比亚迪股份有限公司 | 锂离子电池负极活性物质及其制备方法以及负极和电池 |
TW201211094A (en) * | 2010-08-12 | 2012-03-16 | Daicel Chem | Low moisture permeability resin composition and cured product thereof |
Family Cites Families (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0681223A (ja) | 1992-08-31 | 1994-03-22 | Toray Ind Inc | 炭素繊維の製造方法 |
JP2541434B2 (ja) | 1992-11-20 | 1996-10-09 | 日本電気株式会社 | カ―ボンナノチュ―ブの製造方法 |
JPH06157876A (ja) * | 1992-11-30 | 1994-06-07 | Ajinomoto Co Inc | 導電性一液型エポキシ樹脂組成物 |
US6322848B1 (en) * | 1999-10-26 | 2001-11-27 | Lord Corporation | Flexible epoxy encapsulating material |
JP3560333B2 (ja) | 2001-03-08 | 2004-09-02 | 独立行政法人 科学技術振興機構 | 金属ナノワイヤー及びその製造方法 |
JP4124432B2 (ja) | 2002-10-31 | 2008-07-23 | 独立行政法人科学技術振興機構 | ナノサイズの金属コバルト微粒子の電解析出方法 |
JP4452683B2 (ja) | 2005-01-26 | 2010-04-21 | 積水化学工業株式会社 | 有機エレクトロルミネッセンス素子用封止剤、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法、及び、有機エレクトロルミネッセンス表示装置 |
JP4821951B2 (ja) | 2005-02-23 | 2011-11-24 | 三菱マテリアル株式会社 | ワイヤー状の金微粒子と、その製造方法および含有組成物ならびに用途 |
JP4761794B2 (ja) | 2005-03-04 | 2011-08-31 | 独立行政法人科学技術振興機構 | らせん状導電性高分子ナノワイヤー/多糖複合体 |
SG183720A1 (en) | 2005-08-12 | 2012-09-27 | Cambrios Technologies Corp | Nanowires-based transparent conductors |
JP2007169172A (ja) * | 2005-12-19 | 2007-07-05 | Sekisui Chem Co Ltd | エポキシ樹脂の精製方法、光学部材用接着剤及び光学部材の製造方法 |
JP2008031438A (ja) | 2006-06-30 | 2008-02-14 | Sanyo Chem Ind Ltd | 感光性組成物 |
JP2009031438A (ja) | 2007-07-25 | 2009-02-12 | Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd | 液晶表示パネル |
WO2009057600A1 (ja) * | 2007-11-01 | 2009-05-07 | Adeka Corporation | 塩化合物、カチオン重合開始剤およびカチオン重合性組成物 |
JP5153498B2 (ja) | 2008-07-22 | 2013-02-27 | 電気化学工業株式会社 | 樹脂組成物 |
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JP5201347B2 (ja) | 2008-11-28 | 2013-06-05 | 株式会社スリーボンド | 有機el素子封止用光硬化性樹脂組成物 |
JP2010163566A (ja) | 2009-01-16 | 2010-07-29 | Three M Innovative Properties Co | エポキシ樹脂組成物 |
JP2010208925A (ja) | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Nec Corp | 半導体ナノワイヤの製造方法及び半導体装置 |
JP5310656B2 (ja) * | 2010-06-18 | 2013-10-09 | 信越化学工業株式会社 | シルフェニレン含有光硬化性組成物、それを用いたパターン形成方法およびその方法により得られる光半導体素子 |
JP5466095B2 (ja) | 2010-06-21 | 2014-04-09 | ユニチカ株式会社 | 共重合ポリエステル樹脂およびそれを用いた接着剤 |
JP5479248B2 (ja) * | 2010-07-06 | 2014-04-23 | 積水化学工業株式会社 | 光学デバイス用封止剤 |
CN102766987A (zh) * | 2011-05-05 | 2012-11-07 | 绍兴豪德斯电暖科技有限公司 | 一种高性能导电纤维的生产方法 |
JP5919574B2 (ja) | 2011-10-24 | 2016-05-18 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Uv硬化性樹脂組成物、光学部品用接着剤及び有機el素子用封止材 |
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Patent Citations (2)
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---|---|---|---|---|
CN101425580A (zh) * | 2007-10-29 | 2009-05-06 | 比亚迪股份有限公司 | 锂离子电池负极活性物质及其制备方法以及负极和电池 |
TW201211094A (en) * | 2010-08-12 | 2012-03-16 | Daicel Chem | Low moisture permeability resin composition and cured product thereof |
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