光半导体密封用固化性组合物的制作方法_5

文档序号:9493163阅读:来源:国知局
覆粒子(或该导电性纤维包覆粒子的分散液)。
[0214] (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)。
[0215] (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)。
[0216] (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)。
[0217] 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⑴。
[0218] 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;乙醚、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。
[0219] 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。
[0220] 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°C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°C下的粘度例如可使用E型粘度计(商品名"VISC0NIC"、(株)Tokimec 制)进行测定(转子:1° 34' XR24、转速:0· 5rpm、测定温度:25°C )。
[0221] 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°C以下、更优选为150°C以下、进一步优选为120°C以下。
[0222] 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〇. 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。
[0223] 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。
[0224] 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。
[0225] 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。
[0226] 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。
[0227] 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Α[μπι]的粒子 状物质和平均长度Α[ μπι]以上(优选为ΑΧΟ. 5[ μπι]以上、更优选为ΑΧ 1. 0[ μπι]以上、进 一步优选为ΑΧ1.5[μπι]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Β [ μ m] 的粒子状物质和平均长度(ΒΧ1/6)[μπι]以上(优选为Β[μπι]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、ΤΕΜ),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。
[0228] 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。
[0229] 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。
[0230] 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/mm 2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。
[0231] 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、特别优选为〇. 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。
[0232] 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 步优选为〇. 3~50体积%、特别优选为0. 3~40体积%。
[0233] 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。
[0234] 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、 优选为〇. 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、 特别优选为〇. 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% )例如为〇. 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。
[0235] 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% )例如为〇. 01~1. 1体积%左右、优选为〇. 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%。
[0236]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。
[0237] 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。
[0238] 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重量份例如为〇~10重量份程度、优选为〇~ 5重量份、更优选为0~1重量份。
[0239][其它]
[0240] 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 丙基二甲氧基硅烷等硅烷偶联剂;表面活性剂;^氧化娃、氧化错等无机填充剂;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。
[0241][固化性组合物]
[0242] 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。
[0243] 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:
[0244] (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;
[0245] (2)通过将经由下述工序Α及工序Β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。
[0246] 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
[0247] 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
[0248] 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。
[0249] 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。
[0250] 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°C)下具有流动性。本发明的固化性组合物在常温(25°C)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。
[0251][固化物]
[0252] 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。
[0253] 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°C左右、优选 为70~190°C、特别优选为90~180°C。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。
[0254] 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/cm 2左 右、特别优选为1000~3000mJ/cm2的条件。
[0255] 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°C、90 % RH的条件下将固化物装配于透湿杯进行测定。
[0256] 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lOppm以下。另外,优选丙稀醛为3ppm以下、更优选为2ppm以下、进一步优 选为lppm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°C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。
[0257] 本发明的固化物优选为透明的,在将固化物的厚度调整为10 μπι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:10 μ m)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。
[0258] 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. 1 Ω· cm~ 10ΜΩ ·〇ιι左右、优选为0. 1Ω ·〇ιι~1ΜΩ ·〇ιι。需要说明的是,本发明的固化物的体积电 阻率可基于JIS Κ6911进行测定。
[0259][光半导体装置]
[0260] 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)。
[0261][包含成分⑶的光半导体密封用固化性组合物、及固化物]
[0262] 本发明的光半导体密封用固化性组合物中,成分(Α)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(Β) 是脂环环氧化合
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