(57)【要約】【課題】アウトガスの発生、及び、塗布後のクラックや異物の発生を抑制することができる表示素子用封止剤を提供する。また、該表示素子用封止剤を用いてなる表示素子を提供する。【解決手段】カルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体のカルボキシル基に由来する−ＣＯＯＸ基（Ｘは、沸点が０℃以上の塩基のカチオンである）を有するセグメントと、その他のエチレン性不飽和単量体に由来するセグメントとを有する共重合体である水溶性樹脂、前記水溶性樹脂を架橋することが可能な架橋性官能基を有する架橋性樹脂、及び、水を含有する表示素子用封止剤。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
カルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体のカルボキシル基に由来する−ＣＯＯＸ基（Ｘは、沸点が０℃以上の塩基のカチオンである）を有するセグメントと、その他のエチレン性不飽和単量体に由来するセグメントとを有する共重合体である水溶性樹脂、前記水溶性樹脂を架橋することが可能な架橋性官能基を有する架橋性樹脂、及び、水を含有する
ことを特徴とする表示素子用封止剤。
【請求項２】
沸点が０℃以上の塩基は、分子量が２０〜３００であることを特徴とする請求項１記載の表示素子用封止剤。
【請求項３】
沸点が０℃以上の塩基は、プロピルアミン、ジエチルアミン、又は、トリエチルアミンであることを特徴とする請求項１又は２記載の表示素子用封止剤。
【請求項４】
請求項１、２又は３記載の表示素子用封止剤の硬化物を有することを特徴とする表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アウトガスの発生、及び、塗布後のクラックや異物の発生を抑制することができる表示素子用封止剤に関する。また、本発明は、該表示素子用封止剤を用いてなる表示素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、薄型、軽量、低消費電力等の特徴を有する表示素子として、液晶表示素子や有機ＥＬ表示素子等が広く利用されている。これらの表示素子では、通常、液晶やカラーフィルター層や発光層の封止に硬化性樹脂組成物が用いられる。
【０００３】
液晶表示素子は、通常、２枚の電極付き透明基板を所定の間隔をおいて対向させ、その周囲を封止剤で封着してセルを形成し、その一部に設けられた液晶注入口からセル内に液晶を注入し、この液晶注入口を、液晶注入口用封止剤を用いて封止することにより製造される。従来、液晶注入口用封止剤としては、１液型又は２液型の硬化性エポキシ樹脂組成物や、特許文献１に記載されているような光硬化型のアクリル系樹脂組成物等が広く用いられてきた。しかしながら、１液型の硬化性エポキシ樹脂組成物は、一般的に高温で長時間の加熱を要するため生産性に劣り、２液型の硬化性エポキシ樹脂組成物は、主剤と硬化剤とを混合するのに手間がかかり、また、混合後は可使時間（ポットライフ）内に使用しなければならないため、特に作業性に劣るものであった。一方、光硬化型のアクリル系樹脂組成物は、作業性や生産性には優れているものの、液晶との相互作用が強いため液晶を汚染して色むらを生じたり、表示素子の製造過程で残存するアクリル樹脂や光開始剤の残渣により多量のアウトガスを発生させたり、接着性や硬化物の透明性に劣るものであったりするという問題があった。
【０００４】
一方で、液晶表示素子の構成部材であるカラーフィルターでは、特許文献２に記載されているような熱硬化性樹脂組成物をカラーフィルターに被覆して封止することにより、着色画素成分である染料や顔料が液晶へ溶出することによって生じる液晶汚染を防止することができるとされている。しかしながら、特許文献２に開示されているような熱硬化性樹脂組成物は、有機溶剤を含有するものであるが、近年は臭気や環境への負荷を低減する観点から揮発性有機溶剤（ＶＯＣ）を使用しないものが好まれる傾向にあり、更に、樹脂組成物内に有機溶剤が残存した場合にアウトガスが発生することによって液晶への深刻なダメージを引き起こすという問題が生じる。このことから、アウトガスの発生を抑制することができ、かつ、透明性に優れる硬化性樹脂組成物が求められていた。
【０００５】
また、有機ＥＬ表示素子では、有機発光材料層や電極が外気に曝されると、その性能が急激に劣化してしまうため、有機ＥＬ表示素子の安定性や耐久性を高めるために、有機発光材料層と電極とを、無機材料膜を介して樹脂保護膜で被覆して封止する方法が提案されている。例えば、特許文献３には、無機材料膜の上にアクリル系の樹脂組成物からなる樹脂膜を形成する方法が開示されており、特許文献４には、光カチオン重合による樹脂膜の形成方法が開示されている。しかしながら、このような場合もアクリル樹脂や光開始剤の残渣によるアウトガス発生等の問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１６０９７２号公報
【特許文献２】特開２０１５−１０６０３２号公報
【特許文献３】特開２００１−３０７８７３号公報
【特許文献４】特開２００５−３３６３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、アウトガスの発生、及び、塗布後のクラックや異物の発生を抑制することができる表示素子用封止剤を提供することを目的とする。また、本発明は、該表示素子用封止剤を用いてなる表示素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、カルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体のカルボキシル基に由来する−ＣＯＯＸ基（Ｘは、沸点が０℃以上の塩基のカチオンである）を有するセグメントと、その他のエチレン性不飽和単量体に由来するセグメントとを有する共重合体である水溶性樹脂、上記水溶性樹脂を架橋することが可能な架橋性官能基を有する架橋性樹脂、及び、水を含有する表示素子用封止剤である。
以下に本発明を詳述する。
【０００９】
表示素子用封止剤によるアウトガスの発生を抑制するためには、高分子量の樹脂成分を用いることが考えられ、該高分子量の樹脂成分を用いることによって高くなる粘度を調整する等のために溶剤を用いることが考えられる。
本発明者らは、アウトガスを発生させ難い溶剤として水を用い、更に、透明性に優れ、かつ、アウトガスを発生させ難い水溶性樹脂として、カルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体と、これと共重合可能なその他のエチレン性不飽和単量体とを単量体成分とする共重合体又は該共重合体の塩を用いることを検討した。しかしながら、得られた表示素子用封止剤は、塗布後にクラックや異物が発生しやすくなることがあるという問題があった。
そこで本発明者らは更に鋭意検討した結果、該共重合体の塩として、沸点が特定の範囲の塩基由来のカチオン部分を有するものを用いることにより、アウトガスの発生、及び、塗布後のクラックや異物の発生を抑制することができる表示素子用封止剤を得ることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
また、本発明の表示素子用封止剤は、低温での加熱硬化が可能であるため、光照射や高温加熱によるデバイスへのダメージを防止することができる。
なお、本明細書において上記「透明」とは、へイズメーターを用いて測定した、全光線透過率が８５％以上であり、かつ、ヘイズ値（曇価）が１％以下であることを意味する。
【００１０】
本発明の表示素子用封止剤は、水溶性樹脂を含有する。
上記水溶性樹脂は、カルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体のカルボキシル基に由来する−ＣＯＯＸ基（Ｘは、沸点が０℃以上の塩基のカチオンである）を有するセグメントと、その他のエチレン性不飽和単量体に由来するセグメントとを有する共重合体（以下、「本発明にかかる水溶性樹脂」ともいう）である。本発明にかかる水溶性樹脂は、ランダム共重合体、ブロック共重合体、及び、グラフト共重合体のいずれであってもよい。
なお、本明細書において、上記「水溶性」とは、ｐＨ６からｐＨ９の概ね中性の範囲で水溶液を得ることができることを意味する。
【００１１】
上記−ＣＯＯＸ基を有するセグメントを有することにより、本発明にかかる水溶性樹脂は、水溶性及び架橋性樹脂との反応性に優れ、かつ、得られる表示素子用封止剤が塗布後のクラックや異物の発生を抑制できるものとなる。
【００１２】
上記−ＣＯＯＸ基を有するセグメントにおいて、該−ＣＯＯＸ基は、カルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体のカルボキシル基に由来する。
上記カルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、３−アクリロイルオキシプロピオン酸、フマル酸、イタコン酸、マレイン酸、クロトン酸等が挙げられる。なかでも、共重合性の観点から、アクリル酸、メタクリル酸が好ましい。
【００１３】
上記−ＣＯＯＸ基において、Ｘは、沸点が０℃以上の塩基のカチオンである。
上記塩基の沸点の好ましい下限は３０℃、好ましい上限は１５０℃である。上記塩基の沸点がこの範囲であることにより、得られる表示素子用封止剤がより好適な表面乾燥性を有するものとなって塗布後のクラックや異物の発生を抑制する効果により優れるものとなる。上記塩基の沸点のより好ましい上限は１００℃である。
【００１４】
上記沸点が０℃以上の塩基の分子量の好ましい下限は２０、好ましい上限は３００である。上記塩基の分子量がこの範囲であることにより、得られる表示素子用封止剤がより好適な表面乾燥性を有するものとなって塗布後のクラックや異物の発生を抑制する効果により優れるものとなる。上記塩基の分子量のより好ましい下限は４０、より好ましい上限は１００である。
【００１５】
上記沸点が０℃以上の塩基としては、具体的には例えば、エチルアミン（沸点１６．６℃、分子量４５．０８）、プロピルアミン（沸点４８℃、分子量５９．１１）、イソプロピルアミン（沸点３３℃、分子量５９．１１）等の一級アミンや、ジメチルアミン（沸点６．９℃、分子量４５．０８）、ジエチルアミン（沸点５５．５℃、分子量７３．１４）、ジプロピルアミン（沸点１０９℃、分子量１０１．１９）、ジイソプロピルアミン（沸点８４℃、分子量１０１．１９）等の二級アミンや、トリメチルアミン（沸点２．９℃、分子量５９．１１）、トリエチルアミン（沸点８９．７℃、分子量１０１．１９）、トリプロピルアミン（沸点１５６℃、分子量１４３．２５）、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン（沸点１２７℃、分子量１２９．２４）等の三級アミンや、水酸化ナトリウム（沸点１３８８℃、分子量３９．９９）等が挙げられる。なかでも、塗布後のクラックや異物の発生を抑制する効果により優れることから、上記沸点が０℃以上の塩基は、プロピルアミン、ジエチルアミン、又は、トリエチルアミンであることが好ましい。
【００１６】
本発明にかかる水溶性樹脂中における上記−ＣＯＯＸ基を有するセグメントの含有割合の好ましい下限は５重量％、好ましい上限は３０重量％である。上記−ＣＯＯＸ基を有するセグメントの含有割合がこの範囲であることにより、耐水性や保存安定性を悪化させることなく、得られる水溶性樹脂が、水溶性及び架橋性樹脂との反応性により優れるものとなる。上記−ＣＯＯＸ基を有するセグメントの含有割合のより好ましい下限は１０重量％、より好ましい上限は２５重量％、更に好ましい上限は２０重量％である。
【００１７】
上記その他のエチレン性不飽和単量体としては、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ｎ−プロピル、（メタ）アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸ｓｅｃ−ブチル、（メタ）アクリル酸ｔ−ブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸２−メチルシクロヘキシル、（メタ）アクリル酸ジシクロペンタニルオキシエチル、（メタ）アクリル酸イソボルニル、（メタ）アクリル酸ジシクロペンタニル、（メタ）アクリル酸ベンジル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸４−ヒドロキシブチル等の（メタ）アクリル酸エステル系単量体や、スチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−クロロスチレン等の芳香族ビニル系単量体や、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル系単量体等が挙げられる。
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する。
【００１８】
本発明にかかる水溶性樹脂中における上記その他のエチレン性不飽和単量体に由来するセグメントの含有割合の好ましい下限は７０重量％、好ましい上限は９５重量％である。上記その他のエチレン性不飽和単量体に由来するセグメントの含有割合がこの範囲であることにより、得られる表示素子用封止剤の硬化物が、耐湿熱性により優れるものとなる。上記その他のエチレン性不飽和単量体に由来するセグメントの含有割合のより好ましい下限は７５重量％、より好ましい上限は９０重量％、更に好ましい下限は８０重量％である。
【００１９】
また、本発明にかかる水溶性樹脂は、フェニルマレイミド、ベンジルマレイミド、ナフチルマレイミド、ｏ−クロロフェニルマレイミド等の芳香族置換マレイミド系単量体や、メチルマレイミド、エチルマレイミド、プロピルマレイミド、イソプロピルマレイミド等のアルキル置換マレイミド系単量体等に由来するセグメントを有してもよい。
【００２０】
本発明にかかる水溶性樹脂は、なかでも、側鎖に上記−ＣＯＯＸ基を有する（メタ）アクリル共重合体が好適である。
【００２１】
本発明にかかる水溶性樹脂は、上記カルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体に由来するセグメントと上記その他のエチレン性不飽和単量体に由来するセグメントとを有する共重合体を、上記沸点が０℃以上の塩基により中和してカルボン酸塩とすることにより好適に得られる。
【００２２】
上記カルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体に由来するセグメントと上記その他のエチレン性不飽和単量体に由来するセグメントとを有する共重合体を製造する方法としては、例えば、ラジカル重合開始剤及び必要に応じて分子量調整剤を用いて、上記カルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体や上記その他のエチレン性不飽和単量体等の共重合体を構成する単量体成分を、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、分散重合、乳化重合等の従来公知の方法により重合する方法が挙げられる。なかでも、溶液重合が好適である。
【００２３】
上記溶液重合に用いられる溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、グリコール等の脂肪族アルコール類や、セロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ類や、カルビトール、ブチルカルビトール等のカルビトール類や、酢酸セロソルブ、酢酸カルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル類や、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類や、テトラヒドロフラン等の環状エーテル、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類や、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド等の極性を有する有機溶剤等が挙げられる。
また、上記懸濁重合、上記分散重合、上記乳化重合等に用いられる媒体としては、例えば、ベンゼン、トルエン、ヘキサン、シクロヘキサン等の液状の炭化水素や、その他の非極性の有機溶剤等が挙げられる。
【００２４】
上記カルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体に由来するセグメントと上記その他のエチレン性不飽和単量体に由来するセグメントとを有する共重合体を製造する際に有機溶剤を用いた場合は、得られた樹脂溶液に適当量の水を加えた後に減圧等により有機溶剤を留去することが好ましい。
【００２５】
上記カルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体に由来するセグメントと上記その他のエチレン性不飽和単量体に由来するセグメントとを有する共重合体を製造する際に用いるラジカル重合開始剤としては、例えば、過酸化物、アゾ開始剤等が挙げられる。
また、上記分子量調整剤としては、例えば、α−メチルスチレンダイマー、メルカプタン系の連鎖移動剤等が挙げられる。
【００２６】
本発明にかかる水溶性樹脂の重量平均分子量の好ましい下限は５０００、好ましい上限は５万である。本発明にかかる水溶性樹脂の重量平均分子量がこの範囲であることにより、アウトガスの発生をより低減することができ、得られる表示素子用封止剤が、液晶表示素子や有機ＥＬ表示素子のダメージを抑制する効果により優れるものとなり、かつ、密着性にもより優れるものとなる。本発明にかかる水溶性樹脂の重量平均分子量のより好ましい下限は１万、より好ましい上限は２万である。
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。
【００２７】
本発明にかかる水溶性樹脂の−ＣＯＯＸ基当量の好ましい下限は２２０、好ましい上限は４０００である。本発明にかかる水溶性樹脂の−ＣＯＯＸ基当量がこの範囲であることにより、水溶性及び架橋性樹脂との反応性により優れるものとなる。本発明にかかる水溶性樹脂の−ＣＯＯＸ基当量のより好ましい下限は３４０、より好ましい上限は２０００である。
なお、本発明にかかる水溶性樹脂の−ＣＯＯＸ基当量は、本発明にかかる水溶性樹脂の重量（ｇ）を本発明にかかる水溶性樹脂に含まれる−ＣＯＯＸ基のモル数（ｍｏｌ）で除して求められる値である。
【００２８】
本発明にかかる水溶性樹脂は、予め水溶液状態又は有機溶剤中に溶解若しくは分散した状態とし、必要に応じて水分量や有機溶剤量を調整した後に、架橋性樹脂等と混合してもよい。
【００２９】
本発明の表示素子用封止剤は、本発明にかかる水溶性樹脂を架橋することが可能な架橋性官能基を有する架橋性樹脂を含有する。
上記架橋性樹脂を用いて本発明にかかる水溶性樹脂を架橋することにより、本発明の表示素子用封止剤の硬化物がガラス基板やアクリル系コーティング層との密着性、硬度、及び、耐湿熱性に優れるものとなる。また、上記架橋性樹脂は、本発明の表示素子用封止剤の硬化物にコーティングを施す場合の塗布時の濡れ性や密着性を向上させる効果も有する。
【００３０】
上記架橋性樹脂の有する架橋性官能基としては、例えば、オキサゾリン基、エポキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、イソシアネート基、カルボジイミド基、アジリジン基等が挙げられる。なかでも、オキサゾリン基が好ましい。
上記架橋性樹脂は、上記架橋性官能基を１分子中に２個以上有することが好ましい。
【００３１】
上記架橋性樹脂の架橋性官能基当量の好ましい下限は１００、好ましい上限は２０００である。上記架橋性樹脂の架橋性官能基当量がこの範囲であることにより、得られる表示素子用封止剤の硬化物が密着性、硬度、及び、耐湿熱性により優れるものとなる。上記架橋性樹脂の架橋性官能基当量のより好ましい下限は１２０、より好ましい上限は６００である。
なお、上記架橋性樹脂の架橋性官能基当量は、架橋性樹脂の重量（ｇ）を架橋性樹脂中に含まれる架橋性官能基のモル数（ｍｏｌ）で除して求められる値である。
【００３２】
上記架橋性樹脂は、水溶性であることが好ましい。
上記架橋性樹脂の樹脂骨格としては、例えば、ポリアクリル骨格、ポリエステル骨格、ポリウレタン骨格、ポリアミド骨格、ポリイミド骨格、ポリスチレン骨格等が挙げられる。なかでも、ポリアクリル骨格が好ましい。
【００３３】
上記架橋性樹脂の重量平均分子量の好ましい下限は５００、好ましい上限は５０万である。上記架橋性樹脂の重量平均分子量がこの範囲であることにより、本発明にかかる水溶性樹脂をより均一に架橋することができる。
【００３４】
上記架橋性樹脂は、予め水溶液状態又は有機溶剤中に溶解若しくは分散した状態とし、必要に応じて水分量や有機溶剤量を調整した後に、本発明にかかる水溶性樹脂等と混合してもよい。
上記架橋性樹脂を含有する溶液や分散液として市販されているものとしては、例えば、エポクロスＫシリーズ、エポクロスＷＳシリーズ（いずれも日本触媒社製）等が挙げられる。
【００３５】
本発明にかかる水溶性樹脂と上記架橋性樹脂との含有割合は、重量比で、本発明にかかる水溶性樹脂：架橋性樹脂＝１：０．１〜１：１．５であることが好ましい。本発明にかかる水溶性樹脂と上記架橋性樹脂との含有割合がこの範囲であることにより、得られる表示素子用封止剤の硬化物が密着性、硬度、及び、耐湿熱性により優れるものとなる。本発明にかかる水溶性樹脂と上記架橋性樹脂との含有割合は、重量比で、本発明にかかる水溶性樹脂：架橋性樹脂＝１：０．２５〜１：１であることがより好ましい。
【００３６】
また、本発明にかかる水溶性樹脂の有する−ＣＯＯＸ基と、架橋性樹脂の有する架橋性官能基とのモル比は、−ＣＯＯＸ基：架橋性官能基＝１：０．１〜１：１０であることが好ましい。本発明にかかる水溶性樹脂の有する−ＣＯＯＸ基と、架橋性樹脂の有する架橋性官能基とのモル比がこの範囲であることにより、得られる表示素子用封止剤の硬化物が密着性、硬度、及び、耐湿熱性により優れるものとなる。本発明にかかる水溶性樹脂の有する−ＣＯＯＸ基と、架橋性樹脂の有する架橋性官能基とのモル比は、−ＣＯＯＸ基：架橋性官能基＝１：０．２〜１：６であることがより好ましい。
【００３７】
本発明の表示素子用封止剤は、溶剤として水を含有する。
上記水を溶剤として用いることにより、アウトガスの発生を抑制することができ、かつ、表示素子用封止剤を塗布及び乾燥する際の、有機化学物質の排出等の環境への負荷、火災の危険性、及び、取扱者の健康への悪影響を低減することができる。
上述したように本発明にかかる水溶性樹脂及び上記オキサゾリン基を有する架橋性樹脂は、それぞれ予め水溶液状態又は有機溶剤中に溶解若しくは分散した状態とした後に他の成分と混合してもよい。
【００３８】
本発明の表示素子用封止剤における水の含有量は特に制限されず、塗布方法等に適した粘度となるように適宜設定されるが、固形分の濃度が１〜５０重量％となる量であることが好ましく、１０〜４０重量％となる量であることがより好ましい。
【００３９】
本発明の表示素子用封止剤は、上記水に加えて有機溶剤等のその他の溶剤を含有してもよいが、アウトガスの発生を抑制するという本発明の目的から、その他の溶剤を含有しないことが好ましい。上記その他の溶剤を含有する場合、その含有量は、溶剤全体の３０重量％以下であることが好ましく、１０重量％以下であることがより好ましい。
上記その他の溶剤の含有量が多くなりすぎる場合には、共沸等の適当な方法で上記その他の溶剤を除去することが好ましい。上記その他の溶剤の除去は、本発明にかかる水溶性樹脂及び上記架橋性樹脂と混合する前に行ってもよい。
【００４０】
上記その他の溶剤としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のプロピレングリコール類や、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等のアルコール類等の有害性の低い有機溶剤が挙げられる。
【００４１】
本発明の表示素子用封止剤は、本発明の目的を阻害しない範囲で、アンモニア水、水酸化ナトリウム等のｐＨ調整剤、増粘剤、乾燥抑制剤、防腐剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、消泡剤、レベリング剤、カップリング剤、顔料、染料等の公知の各種添加剤を含有してもよい。
【００４２】
本発明の表示素子用封止剤を製造する方法としては、例えば、本発明にかかる水溶性樹脂と、上記架橋性樹脂と、上記水と、必要に応じて用いられる添加剤等とを、撹拌機を用いて混合する方法等が挙げられる。また、均一な混合物となるように、撹拌後、フィルターを用いて濾過を行うことが好ましい。
【００４３】
本発明の表示素子用封止剤を塗布する方法としては、例えば、スピンコート、スリットコート、スクリーン印刷、インクジェット塗布、静電塗布、バーコート、ダイコート、ロールコート等の公知の塗布方法を用いることができ、所望の膜厚及び所定の塗布方法に適した濃度、粘度に調整して使用することができる。
【００４４】
本発明の表示素子用封止剤は、低温での加熱により硬化させることができる。本発明の表示素子用封止剤を硬化させる際の加熱温度は特に限定されないが、通常は８０℃〜２５０℃であり、熱処理時間を短縮するために好ましくは１００℃以上、加熱による黄変を抑制するために好ましくは２００℃以下である。
【００４５】
本発明の表示素子用封止剤の硬化物を有する表示素子もまた、本発明の１つである。
本発明の表示素子用封止剤は、アウトガスの発生を抑制する効果に優れ、かつ、硬化物は、透明性、密着性、硬度、及び、耐湿熱性に優れるため、本発明の表示素子は、特に表示性能に優れるものとなる。
【発明の効果】
【００４６】
本発明によれば、アウトガスの発生、及び、塗布後のクラックや異物の発生を抑制することができる表示素子用封止剤を提供することができる。また、本発明によれば、該表示素子用封止剤を用いてなる表示素子を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されない。
【００４８】
（水溶性樹脂Ａの調製）
容量１０００ｍＬの四つ口セパラブルフラスコに、撹拌機、還流冷却器、温度計、窒素ガス導入管、及び、滴下漏斗を備えた反応装置を準備した。該フラスコ中にテトラヒドロフラン５０重量部を入れ、窒素ガスを導入してバブリングし、溶存酸素を除去した。カルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体としてメタクリル酸２０重量部と、その他のエチレン性不飽和単量体としてメタクリル酸メチル５０重量部と、ラジカル重合開始剤としてｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルへキサノエート１．３重量部と、連鎖移動剤としてｎ−ドデシルメルカプタン２重量部と、溶剤としてテトラヒドロフラン５０重量部とを予め混合してモノマー溶液を調製し、上記テトラヒドロフランの入ったフラスコ内を撹拌しながら該モノマー溶液を１時間かけて滴下し、その後８０℃にて３時間還流して共重合反応を行い、樹脂溶液を得た。得られた樹脂溶液から共重合樹脂をメタノールで単離し、精製した後、減圧乾燥して樹脂固形物を得た。
次に、得られた樹脂固形物２０重量部に対して１ｍｏｌ／Ｌのプロピルアミン（沸点４８℃、分子量５９．１１）水溶液３７重量部及び水４３重量部を添加し、中和しつつ８０℃で加熱撹拌して溶解し、水溶性樹脂Ａ（重量平均分子量１２０００、−ＣＯＯＸ基当量３３９、−ＣＯＯＸ基含有セグメントの割合２０重量％）の水溶液（固形分率２０重量％）を得た。
【００４９】
（水溶性樹脂Ｂの調製）
プロピルアミン水溶液に代えてジエチルアミン（沸点５５．５℃、分子量７３．１４）水溶液を用いたこと以外は上記「（水溶性樹脂Ａの調製）」と同様にして、水溶性樹脂Ｂ（重量平均分子量１２０００、−ＣＯＯＸ基当量３３９、−ＣＯＯＸ基含有セグメントの割合２０重量％）の水溶液（固形分率２０重量％）を得た。
【００５０】
（水溶性樹脂Ｃの調製）
プロピルアミン水溶液に代えてトリエチルアミン（沸点８９．７℃、分子量１０１．１９）水溶液を用いたこと以外は上記「（水溶性樹脂Ａの調製）」と同様にして、水溶性樹脂Ｃ（重量平均分子量１２０００、−ＣＯＯＸ基当量３３９、−ＣＯＯＸ基含有セグメントの割合２０重量％）の水溶液（固形分率２０重量％）を得た。
【００５１】
（水溶性樹脂Ｄの調製）
プロピルアミン水溶液に代えてトリプロピルアミン（沸点１５６℃、分子量１４３．２５）水溶液を用いたこと以外は上記「（水溶性樹脂Ａの調製）」と同様にして、水溶性樹脂Ｄ（重量平均分子量１２０００、−ＣＯＯＸ基当量３３９、−ＣＯＯＸ基含有セグメントの割合２０重量％）の水溶液（固形分率２０重量％）を得た。
【００５２】
（水溶性樹脂Ｅの調製）
プロピルアミン水溶液に代えて１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム（沸点１３８８℃、分子量３９．９９）水溶液を用いたこと以外は上記「（水溶性樹脂Ａの調製）」と同様にして、水溶性樹脂Ｅ（重量平均分子量１２０００、−ＣＯＯＸ基当量３３９、−ＣＯＯＸ基含有セグメントの割合２０重量％）の水溶液（固形分率２０重量％）を得た。
【００５３】
（水溶性樹脂Ｆの調製）
プロピルアミン水溶液に代えて１ｍｏｌ／Ｌのアンモニア（沸点−３３．３４℃、分子量１７．０３）水溶液を用いたこと以外は上記「（水溶性樹脂Ａの調製）」と同様にして、水溶性樹脂Ｆ（重量平均分子量１２０００、−ＣＯＯＸ基当量３３９、−ＣＯＯＸ基含有セグメントの割合２０重量％）の水溶液（固形分率２０重量％）を得た。
【００５４】
（実施例１〜６、比較例１）
表１に記載された配合比に従い、各材料を、撹拌機で３０分間混合した後、孔径５μｍのメンブレンフィルターで濾過することにより、実施例１〜６及び比較例１の表示素子用封止剤を調製した。
【００５５】
＜評価＞
実施例及び比較例で得られた各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。
【００５６】
（１）クラック及び異物防止性
実施例及び比較例で得られた各表示素子用封止剤を、２３℃、５０％ＲＨ環境下にて厚さ０．７ｍｍ、幅５０ｍｍ、長さ５０ｍｍの無アルカリガラス基板上にスピンコーターにより塗布した後、１５秒以内に発生したクラック数を測定した。クラック及び異物が確認されなかった場合を「○」、５個以下のクラック及び／又は異物が確認された場合を「△」、５個を超えるクラック及び／又は異物が確認された場合を「×」として、クラック及び異物防止性を評価した。
【００５７】
（評価用基板の作製）
実施例及び比較例で得られた各表示素子用封止剤を厚さ０．７ｍｍ、幅５０ｍｍ、長さ５０ｍｍの無アルカリガラス基板上にスピンコーターにより塗布した後、１２０℃で１０分間乾燥した。次いで、１４０℃で３０分間ポストベイクすることによって、膜厚が約１０μｍの塗膜がガラス基板上に形成された評価用基板を、透明性、密着性、硬度、耐湿熱性、低アウトガス性、液晶の電圧保持率、及び、液晶表示素子の表示性能の各評価について作製した。
【００５８】
（２）透明性
上記「（評価用基板の作製）」で得られた評価用基板について、へイズメーターを用いて全光線透過率とヘイズ値（曇価）の測定を行った。透過率は、８５％以上であった場合を「○」、８５％未満であった場合を「×」とし、ヘイズ値は、１％以下であった場合を「○」、１％を超えた場合を「×」として透明性を評価した。
【００５９】
（３）密着性
上記「（評価用基板の作製）」で得られた評価用基板について、ＪＩＳ  Ｋ５４００に準拠して１ｍｍ間隔１００マス目の碁盤目剥離試験を行った。
テープ剥離後の塗膜の残存率が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「×」として密着性を評価した。
【００６０】
（４）硬度
上記「（評価用基板の作製）」で得られた評価用基板について、ＪＩＳ  Ｋ５４００に準拠して鉛筆硬度を測定した。
【００６１】
（５）耐湿熱性
上記「（評価用基板の作製）」で得られた評価用基板について、温度８５℃、湿度８５％ＲＨに調整した恒温恒湿オーブン中で２４０時間保持する高温高湿試験を行った際の高温高湿試験前後における塗膜の状態を目視にて観察した。
高温高湿試験前後で塗膜に変化が見られなかった場合を「○」、高温高湿試験後の塗膜に溶解、剥がれ、クラック、白化等の変化がわずかに見られた場合を「△」、高温高湿試験後の塗膜に溶解、剥がれ、クラック、白化等の変化がはっきりと見られた場合を「×」として耐湿熱性を評価した。
【００６２】
（６）低アウトガス性
上記「（評価用基板の作製）」で得られた評価用基板について、熱分析装置（Ｓｅｉｋｏ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製、「ＴＧ／ＤＴＡ６２００」）を用いて、昇温速度１０℃／ｍｉｎで１３０℃まで加熱したときの重量減少率を測定し、これをアウトガス発生量とした。
アウトガス発生量が０．１％未満であったものを「○」、アウトガス発生量が０．１％以上０．３％未満であった場合を「△」、アウトガス発生量が０．３％以上であった場合を「×」として低アウトガス性を評価した。
【００６３】
（汚染評価用液晶の作製）
上記「（評価用基板の作製）」で得られた評価用基板について、スパーテルにてガラス基板上の塗膜を削り取った後、削り取った塗膜１０ｍｇをスクリュー管に計量した。次いで、液晶（メルク社製、「ＺＬＩ−４７９２」）０．５gを上記スクリュー管に計量して入れ、スクリュー管の蓋をしてから、オーブンにて１２０℃で３０分間加熱した後に、液晶を室温まで徐冷させることによって汚染評価用液晶を作製した。
【００６４】
（液晶汚染評価用基板の作製）
ＩＴＯ透明電極（長さ１０ｍｍ、幅１０ｍｍ）が形成されたガラス基板（厚さ０．７ｍｍ、幅５０ｍｍ、長さ５０ｍｍ）上に、スピンコーターにて配向膜を表面に塗布し、焼成することによって、ガラス基板上に厚さ８００Åの配向膜が形成された液晶汚染評価用基板を作製した。
【００６５】
（７）液晶の電圧保持率
上記「（液晶汚染評価用基板の作製）」で得られた液晶汚染評価用基板に、ＵＶ硬化型シール剤（積水化学工業社製）を正方形の枠を描くようにディスペンサーで塗布してシールパターンを形成した。形成したシールパターンの内部に、実施例及び比較例で得られた各表示素子用封止剤を微小滴点打ちした後にスピンコーターにて塗布し、１２０℃で１０分間乾燥して膜厚が約５μｍの塗膜を得た。続いて上記「（汚染評価用液晶の作製）」で得られた汚染評価用液晶の微小滴を液晶汚染評価用基板の枠内全面に滴下塗布し、真空中にて別のＩＴＯ透明電極と配向膜とが形成された基板を重ね合わせた。真空を解除した後、外枠シール部にメタルハライドランプを用いて１００ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を３０秒照射した。その後液晶アニールを１２０℃で６０分行うことによって、液晶の電圧保持率評価用の液晶セルを得た。
得られた液晶セルについて、電圧保持率測定装置（東陽テクニカ社製）にて、５Ｖ、６０Ｈｚの交流電圧を印可し、１６．７ミリ秒後の保持電圧を測定することによって、液晶の電圧保持率を測定した。電圧保持率が９９.０％以上であった場合を「○」、９５.０％以上９９．０％未満であった場合を「△」、９５．０％未満であった場合を「×」として、液晶の電圧保持率を評価した。
【００６６】
（８）液晶表示素子の表示性能
上記「（液晶汚染評価用基板の作製）」で得られた液晶汚染評価用基板に、ＵＶ硬化型シール剤（積水化学工業社製）を正方形の枠を描くようにディスペンサーで塗布してシールパターンを形成した。形成したシールパターンの内部に、実施例及び比較例で得られた各表示素子用封止剤を微小滴点打ちした後にスピンコーターにて塗布し、１２０℃で１０分間乾燥して膜厚が約５μｍの塗膜を得た。続いて液晶（メルク社製、「ＺＬＩ−４７９２」）の微小滴を液晶汚染評価用基板の枠内全面に滴下塗布し、真空中にて別のＩＴＯ透明電極と配向膜とが形成された基板を重ね合わせた。真空を解除した後、外枠シール部にメタルハライドランプを用いて１００ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を３０秒照射した。その後液晶アニールを１２０℃で６０分行って液晶表示素子を得た。
得られた液晶表示素子をＡＣ３．５Ｖの電圧駆動をさせ、表示素子用封止剤周辺を中間調の電圧にて目視で観察した。表示素子用封止剤周辺に色むらが全く見られなかった場合を「○」、少し薄い色むらが見えた場合を「△」、はっきりとした濃い色むらがあった場合を「×」として液晶表示素子の表示性能を評価した。
【００６７】
（９）有機ＥＬ表示素子の表示性能
（９−１）有機発光材料層を含む積層体が配置された基板の作製
ガラス基板（長さ２５ｍｍ、幅２５ｍｍ、厚さ０．７ｍｍ）にＩＴＯ電極を１０００Åの厚さで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、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（日本レーザー電子社製、「ＮＬ−ＵＶ２５３」）にて直前処理を行った。
次に、この基板を真空蒸着装置の基板フォルダに固定し、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、他の異なる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別の真空蒸着装置に移し、この真空蒸着装置内のタングステン製抵抗加熱ボートにフッ化リチウム２００ｍｇを、別のタングステン製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含む積層体が配置された基板を取り出した。
【００６８】
（９−２）無機材料膜Ａによる被覆
得られた有機発光材料層を含む積層体が配置された基板の、該積層体の全体を覆うように、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。
形成されたシリコンナイトライドの無機材料膜Ａの厚さは、約０．２μｍであった。
【００６９】
（９−３）樹脂保護膜の形成
上記で得られた無機材料膜Ａで被覆された積層体が配置された基板に、スピンコーターによって実施例及び比較例で得られた各表示素子用封止剤を塗布した後、１２０℃で１０分間乾燥した後に、１４０℃で３０分間ポストベイクすることによって、膜厚が約１０μｍの樹脂保護膜を形成した。
【００７０】
（９−４）無機材料膜Ｂによる被覆
上記で得られた樹脂保護膜が形成された基板の樹脂保護膜の全体を覆うように、１２ｍｍ×１２ｍｍの開口部を有するマスクを設置し、プラズマＣＶＤ法にて無機材料膜Ｂを形成して表示素子（有機ＥＬ表示素子）を得た。
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。
形成されたシリコンナイトライドの無機材料膜Ｂの厚さは、約１μｍであった。
【００７１】
（９−５）有機ＥＬ表示素子の発光状態
作製した有機ＥＬ表示素子をそれぞれ８５℃、８５％ＲＨの条件下に５００時間暴露した後、３Ｖの電圧を印加し、発光状態（発光及びダークスポット、画素周辺消光の有無）を目視で観察し、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が認められた場合を「△」、非発光部が著しく拡大した場合を「×」として有機ＥＬ表示素子の表示性能を評価した。
【００７２】
【表１】
2018009092.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明によれば、アウトガスの発生、及び、塗布後のクラックや異物の発生を抑制することができる表示素子用封止剤を提供することができる。また、本発明によれば、該表示素子用封止剤を用いてなる表示素子を提供することができる。