CN101416104B - 液晶滴下技术用密封剂、上下导通材料及液晶显示元件 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于,提供适用期优良而且液晶的耐污染性优良、能够制造高显示品质的液晶显示装置的液晶滴下技术用密封剂;上下导通材料;以及液晶显示元件。本发明的液晶滴下技术用密封剂含有(甲基)丙烯酸树脂及/或含环状醚基的树脂以及以下述通式(1)表示的结构的热固化剂。
Description
技术领域
本发明涉及适用期优良并且液晶的耐污染性优良、可以制造高显示品质的液晶显示装置的液晶滴下技术用密封剂、上下导通材料以及液晶显示元件。
背景技术
近年来,液晶显示面板被作为薄型电视、个人计算机、携带电话等各种机器的显示面板广泛地使用。
对于液晶显示面板等液晶显示元件的制造方法,出于缩短生产节拍时间的目的,正从以往的真空注入方式变为使用了由固化型的树脂组合物构成的密封剂的被称作滴下技术的液晶滴加方式。滴下技术中,首先,在带有2片电极的透明基板的一方,利用分配(dispense)形成长方形的密封图案。然后,以密封剂未固化的状态将液晶的微小液滴向透明基板的框内全面滴加涂布,立即重合另一方的透明基板,向密封部照射紫外线而进行临时固化。其后,在液晶退火时加热而进行正式固化,制作液晶显示元件。如果在减压下进行基板的贴合,则可以以极高的效率来制造液晶显示元件。今后可以期待该滴下技术将会成为液晶显示装置的制造方法的主流。在利用此种滴下技术的液晶显示元件的制造中,使用一液型的并用紫外线·热射线的光·热并用固化型的密封剂。
以往,在利用使用了光·热并用固化型的密封剂的滴下技术来制造液晶显示元件的情况下,因未固化或由光照射所致的临时固化的状态的密封剂与液晶直接接触,而有液晶受到污染、液晶的相对介电常数降低的情况。为了抑制此种液晶的污染,最好密封剂是在尽可能低的温度下固化的材料。但是,在低温下固化的密封剂在使用时就开始固化而增稠,从而有适用期短的问题。
然而,密封剂的固化温度由所含的热固化剂决定,作为反应性高、适用期优良的热固化剂,例如在专利文献1中,公开有硼酸酯化合物和缬氨酸乙内酰脲骨架的酰肼。但是,乙内酰脲骨架的酰肼实际上是属于如下的类别的物质,即,适用期差,此外还容易向液晶中溶出,液晶污染性与其他的酰肼相比也较差。
另外,作为热固化剂含有属于一般性的酰肼的己二酸二酰肼(ADH)、癸二酸二酰肼(SDH)的密封剂会有如下的问题,即,在利用滴下技术制造的液晶显示元件的密封剂的固化物附近产生微小的多处漏光。
针对此种问题,例如作为热固化剂含有1,3—双(肼基碳乙基)5—异丙基乙内酰脲(VDH)或间苯二甲酸二酰肼(IDH)的密封剂可以防止在利用滴下技术制造的液晶显示元件的密封剂固化物的附近产生的微小的多处漏光,然而有适用期变差、热固化性变差的问题。
为此,作为滴下技术中所用的密封剂,希望有同时实现耐液晶污染性和适用期的改善的材料。
专利文献1:日本特开2005—115255号公报
发明内容
本发明鉴于上述现状,目的在于,提供适用期优良、液晶的耐污染性优良并且可以制造高显示品质的液晶显示装置的液晶滴下技术用密封剂、上下导通材料以及液晶显示元件。
本发明之一是一种液晶滴下技术用密封剂,其含有(甲基)丙烯酸树脂及/或含环状醚基的树脂以及以下述通式(1)表示的结构的热固化剂。
通式(1)中,X是以(CHR)n表示的结构,R表示OH及/或H,n=0~3。
本发明之二是一种液晶滴下技术用密封剂,其含有(甲基)丙烯酸树脂及/或含环状醚基的树脂以及选自以下述化学式(2)~(11)表示的组中的至少一种热固化剂。
化学式(2)中,R1、R2及R3是H、(CH2)nCH3、OH、COOH及/或NH2的某个,n为0~2。
化学式(3)中,R4、R5及R6是H、(CH2)nCH3、OH、COOH及/或NH2的某个,n为4以下。
化学式(8)中,R7是H、(CH2)nCH3、OH、COOH及/或NH2中的某个,n为0~2。
化学式(9)中,R8及R9是H、(CH2)nCH3、OH、COOH及/或NH2中的某个,n为0~2。
化学式(11)中,R10及R11是H、(CH2)nCH3、OH、COOH及/或NH2中的某个,n为0~2。
另外,本发明之三是一种液晶滴下技术用密封剂,其含有(甲基)丙烯酸树脂及/或含环状醚基的树脂以及选自以下述化学式(12)~(15)表示的组中的至少一种热固化剂。
化学式(12)中,R12~R19是H、(CH2)nCH3、OH、COOH及/或NH2中的某个,n为0~2。
化学式(13)中,R20及R21是H、(CH2)nCH3、OH、COOH及/或NH2中的某个,n为0~2。
化学式(15)中,R22~R25是H、(CH2)nCH3、OH、COOH及/或NH2中的某个,n为0~2。
另外,本发明之四是一种液晶滴下技术用密封剂,其含有(甲基)丙烯酸树脂及/或含环状醚基的树脂以及以下述化学式(16)表示的热固化剂。
化学式(16)中,R26~R33是H、(CH2)nCH3、OH、COOH及/或NH2中的某个,n为0~2。
下面对本发明进行详述。
需要说明的是,以下的说明中,对于在本发明之一的液晶滴下技术用密封剂、本发明之二的液晶滴下技术用密封剂、本发明之三的液晶滴下技术用密封剂及本发明之四的液晶滴下技术用密封剂中所共同的事项,将作为「本发明的密封剂」进行说明。
本发明人等进行了深入研究,结果发现,通过在利用滴下技术的液晶显示元件的制造中所用的光热固化并用型密封剂中,作为热固化剂含有与利用光或热固化的热固化性树脂的相溶性低的酰肼化合物,并且将该酰肼化合物的结构设为特定的结构,就可以同时实现适用期的改善和对液晶的耐污染性,并且可以制造高显示品质的液晶显示元件,从而完成了本发明。
本发明之一的液晶滴下技术用密封剂含有以上述通式(1)表示的热固化剂,本发明之二的液晶滴下技术用密封剂含有选自以上述化学式(2)~(11)表示的化学式中的至少一种热固化剂,本发明之三的液晶滴下技术用密封剂含有选自以上述化学式(12)~(15)表示的组中的至少一种热固化剂,本发明之四的液晶滴下技术用密封剂含有以上述化学式(16)表示的热固化剂。本发明之一、之二、之三及之四的各个热固化剂是用于利用加热使本发明的密封剂中的后述的(甲基)丙烯酸树脂中的(甲基)丙烯酰基、含环状醚基的树脂中的环状醚反应、交联,而使本发明的密封剂固化的材料,具有提高固化后的本发明的密封剂的粘接性、耐湿性的作用。
以上述通式(1)~(16)表示的热固化剂是如下的化合物,即,向后述的(甲基)丙烯酸树脂或含环状醚基的树脂,特别是向含环状醚基的树脂中的相溶性低,熔点为100℃以上。所以,本发明的密封剂的上述热固化剂直到被加热到熔点以上也基本上没有固化的情况,成为适用期优良的材料。另外,上述热固化剂由于在1个分子中具有2个反应性高的酰肼基,因此固化性本身是优良的,并且对于以上述通式(1)表示的热固化剂,由于将酰肼基之间的碳数限制为特定的范围内(n=0~3),因此与液晶的相溶性低,液晶污染少。
在以上述通式(1)表示的热固化剂中,n的下限为0,上限为3。如果n为4以上,则在使用本发明之一的密封剂形成的液晶显示元件中,会有在本发明之一的密封剂的固化物与液晶的附近产生微少的漏光的情况。
上述通式(1)中,作为以n=0表示的热固化剂,可以举出乙二酸二酰肼,作为以n=1表示的热固化剂,可以举出丙二酸二酰肼,作为以n=2表示的热固化剂,可以举出酒石酸二酰肼、苹果酸二酰肼、琥珀酸二酰肼,作为以n=3表示的热固化剂,可以举出谷氨酸二酰肼等。
另外,在使用了密封剂的液晶显示装置的制造中,在将密封剂涂布于玻璃基板上时,会有加热了的玻璃未被充分地冷却的情况。例如,在玻璃基板的温度为50℃左右时,如果将以往的密封剂涂布于此种玻璃基板上,则会有密封剂的成分溶出而在所制造的液晶显示装置中产生漏光等污染的情况。但是,含有以上述通式(1)~(16)表示的热固化剂的本发明的密封剂即使在涂布于温度为50℃左右的未被充分地冷却的状态的玻璃基板上时,也不会有密封剂的成分向液晶中溶出的情况,可以在所制造的液晶显示装置中抑制漏光等污染的产生。另外,如果是以往的密封剂,则在制造液晶显示装置之时的真空贴合中,在高真空状态下长时间保持的情况下,也会有密封剂的成分溶出而在所制造的液晶显示装置中产生漏光等污染的情况,然而如果是含有以上述通式(1)~(16)表示的热固化剂的本发明的密封剂,则即使在以此种高真空状态长时间保持的情况下,也可以在所制造的液晶显示装置中抑制漏光等污染的产生。
其中,作为上述热固化剂,优选以下述通式(17)表示的化合物。
作为本发明的密封剂中的上述热固化剂的配合量没有特别限定,然而相对于后述的(甲基)丙烯酸树脂及含环状醚基的树脂的合计100重量份,优选的下限为1重量份,优选的上限为30重量份。如果脱离该范围,则本发明的密封剂的固化物的粘接性降低,从而会有使用本发明的密封剂形成的液晶显示元件的高温高湿动作试验中的液晶的特性劣化加快的情况。更优选的下限为2重量份,更优选的上限为10重量份。
本发明的密封剂含有(甲基)丙烯酸树脂及/或含环状醚基的树脂。而且,上述(甲基)丙烯酸树脂表示甲基丙烯酸树脂和丙烯酸树脂。作为上述(甲基)丙烯酸树脂,例如优选使用使(甲基)丙烯酸与具有羟基的化合物反应而得的酯化合物、使(甲基)丙烯酸与环氧化合物反应而得的环氧基(甲基)丙烯酸酯、使具有羟基的(甲基)丙烯酸衍生物与异氰酸酯反应而得的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯等。
作为上述使(甲基)丙烯酸与具有羟基的化合物反应而得的酯化合物没有特别限定,作为单官能的化合物,例如可以举出2—羟基乙基(甲基)丙烯酸酯、2—羟基丙基(甲基)丙烯酸酯、4—羟基丁基(甲基)丙烯酸酯、2—羟基丁基(甲基)丙烯酸酯、异丁基(甲基)丙烯酸酯、叔丁基(甲基)丙烯酸酯、异辛基(甲基)丙烯酸酯、月桂基(甲基)丙烯酸酯、硬脂基(甲基)丙烯酸酯、异冰片基(甲基)丙烯酸酯、环己基(甲基)丙烯酸酯、2—甲氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、甲氧基乙二醇(甲基)丙烯酸酯、2—乙氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、四氢呋喃基(甲基)丙烯酸酯、苄基(甲基)丙烯酸酯、乙基卡必醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、苯氧基二甘醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、2,2,2—三氟乙基(甲基)丙烯酸酯、2,2,3,3—四氟丙基(甲基)丙烯酸酯、1H,1H,5H,—八氟戊基(甲基)丙烯酸酯、酰亚胺(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸环己基酯、2—乙基己基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、异肉豆蔻基(甲基)丙烯酸酯、2—丁氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、2—苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、双环戊烯基(甲基)丙烯酸酯、二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、2—(甲基)丙烯酰氧基乙基琥珀酸、2—(甲基)丙烯酰氧基乙基六氢酞酸、2—(甲基)丙烯酰氧基乙基2—羟基丙基酞酸酯、缩水甘油基(甲基)丙烯酸酯、2—(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酸酯等。
另外,作为双官能的化合物,例如可以举出1,4—丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3—丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6—己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9—壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,10—癸二醇二(甲基)丙烯酸酯、2—正丁基—2—乙基—1,3—丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙甘醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙甘醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、四甘醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷加成双酚A二(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷加成双酚A二(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷加成双酚F二(甲基)丙烯酸酯、二羟甲基二环戊二烯基二(甲基)丙烯酸酯、1,3—丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷改性异氰脲酸二(甲基)丙烯酸酯、2—羟基—3—(甲基)丙烯酰氧基丙基(甲基)丙烯酸酯、碳酸酯二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚醚二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚酯二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚己内酯二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丁二烯二醇二(甲基)丙烯酸酯等。
另外,作为三官能以上的化合物,例如可以举出季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷加成三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷加成三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷加成异氰脲酸三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、双三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、丙三醇三(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷加成丙三醇三(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酸酯等。
作为通过使上述(甲基)丙烯酸与环氧化合物反应而得的环氧基(甲基)丙烯酸酯没有特别限定,例如可以举出通过将环氧树脂与(甲基)丙烯酸依照常法在碱性催化剂的存在下反应而得的化合物。上述环氧基(甲基)丙烯酸酯优选环氧基向丙烯酰基的转化率基本上为100%的全丙烯酰化合物。
作为成为用于合成上述环氧基(甲基)丙烯酸酯的原料的环氧化合物没有特别限定,作为市售的化合物,例如可以举出EPICOAT828EL、EPICOAT1004(都是Japan Epoxy Resin公司制)等双酚A型环氧树脂;EPICOAT806、EPICOAT4004(都是Japan Epoxy Resin公司制)等双酚F型环氧树脂;EPICLON EXA1514(大日本油墨公司制)等双酚S型环氧树脂;RE—810NM(日本化药公司制)等2,2’—二烯丙基双酚A型环氧树脂;EPICLON EXA7015(大日本油墨公司制)等加氢双酚型环氧树脂;EP—4000S(旭电化公司制)等环氧丙烷加成双酚A型环氧树脂;EX—201(Nagase ChemteX公司制)等间苯二酚型环氧树脂;EPICOATYX—4000H(Japan Epoxy Resin公司制)等联苯型环氧树脂;YSLV—50TE(东都化成公司制)等硫化物型环氧树脂;YSLV—80DE(东都化成公司制)等醚型环氧树脂;EP—4088S(旭电化公司制)等双环戊二烯型环氧树脂;EPICLON HP4032、EPICLON EXA—4700(都是大日本油墨公司制)等萘型环氧树脂;EPICLON N—770(大日本油墨公司制)等酚醛清漆型环氧树脂;EPICLON N—670—EXP—S(大日本油墨公司制)等邻甲酚线型酚醛型环氧树脂;EPICLON HP7200(大日本油墨公司制)等双环戊二烯线型酚醛型环氧树脂、NC—300P(日本化药公司制)等联苯线型酚醛型环氧树脂;ESN—165S(东都化成公司制)等萘酚线型酚醛型环氧树脂、EPICOAT630(Japan Epoxy Resin公司制)、EPICLON430(大日本油墨公司制)、TETRAD—X(三菱气体化学公司制)等缩水甘油基胺型环氧树脂;ZX—1542(东都化成公司制)、EPICLON726(大日本油墨公司制)、EPOLITE80MFA(共荣社化学公司制)、DENACOL EX—611(NagaseChemteX公司制)等烷基多元醇型环氧树脂;YR—450、YR—207(都是东都化成公司制)、EPOLEAD PB(Daicel化学公司制)等橡胶改性型环氧树脂;DENACOL EX—147(Nagase ChemteX公司制)等缩水甘油基酯化合物;EPICOAT YL—7000(Japan Epoxy Resin公司制)等双酚A型环硫化物树脂;此外还有YDC—1312、YSLV—80XY、YSLV—90CR(都是东都化成公司制)、XAC4151(旭化成公司制)、EPICOAT1031、EPICOAT1032(都是Japan Epoxy Resin公司制)、EXA—7120(大日本油墨公司制)、TEPIC(日产化学公司制)等。
另外,作为上述环氧基(甲基)丙烯酸酯的市售品,例如可以举出EBECRYL3700、EBECRYL3600、EBECRYL3701、EBECRYL3703、EBECRYL3200、EBECRYL3201、EBECRYL3600、EBECRYL3702、EBECRYL3412、EBECRYL860、EBECRYLRDX63182、EBECRYL6040、EBECRYL3800(都是Daicel—UCB公司制)、EA—1020、EA—1010、EA—5323、EA—CHD、EMA—1020(都是新中村化学工业公司制)、EPOXYEASTER M—600A、EPOXY EASTER40EM、EPOXY EASTER70PA、EPOXY EASTER200PA、EPOXY EASTER80MFA、EPOXY EASTER3002M、EPOXY EASTER3002A、EPOXY EASTER1600A、EPOXYEASTER3000M、EPOXY EASTER3000A、EPOXY EASTER200EA、EPOXY EASTER400EA(都是共荣社化学公司制)、DENACOLACRYLATE DA—141、DENACOL ACRYLATE DA—314、DENACOLACRYLATE DA—911(都是Nagase ChemteX公司制)等。
作为上述通过使具有羟基的(甲基)丙烯酸衍生物与异氰酸酯反应而得的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯,例如可以通过在催化剂量的锡系化合物存在下,相对于具有2个异氰酸酯基的化合物1当量使具有羟基的(甲基)丙烯酸酯2当量与之反应而得到。
作为成为上述通过使具有羟基的(甲基)丙烯酸酯衍生物与异氰酸酯反应而得的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的原料的异氰酸酯,没有特别限定,例如可以举出异佛尔酮二异氰酸酯、2,4—亚甲苯基二异氰酸酯、2,6—亚甲苯基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷—4,4’—二异氰酸酯(MDI)、加氢MDI、聚合MDI、1,5—亚萘基二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯、联甲苯胺二异氰酸酯、苯二甲基二异氰酸酯(XDI)、加氢XDI、赖氨酸二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯、三(异氰酸酯苯基)硫代磷酸酯、四甲基二甲苯二异氰酸酯、1,6,10—十一烷三异氰酸酯等。
另外,作为成为上述通过使具有羟基的(甲基)丙烯酸酯衍生物与异氰酸酯反应而得的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的原料的异氰酸酯,没有特别限定,例如也可以使用利用乙二醇、丙三醇、山梨糖醇、三羟甲基丙烷、(聚)丙二醇、碳酸酯二醇、聚醚二醇、聚酯二醇、聚己内酯二醇等多元醇与过剩的异氰酸酯的反应得到的被链延长了的异氰酸酯化合物。
作为成为上述通过使具有羟基的(甲基)丙烯酸酯衍生物与异氰酸酯反应而得的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的原料的具有羟基的(甲基)丙烯酸酯衍生物没有特别限定,例如可以举出2—羟基乙基(甲基)丙烯酸酯、2—羟基丙基(甲基)丙烯酸酯、4—羟基丁基(甲基)丙烯酸酯、2—羟基丁基(甲基)丙烯酸酯等市售品或乙二醇、丙二醇、1,3—丙二醇、1,3—丁二醇、1,4—丁二醇、聚乙二醇等二价的醇的单(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、丙三醇等三价的醇的单(甲基)丙烯酸酯或二(甲基)丙烯酸酯、双酚A改性环氧基丙烯酸酯等环氧基丙烯酸酯等。
作为上述氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯中市售的化合物,例如可以举出M—1100、M—1200、M—1210、M—1600(都是东亚合成公司制)、Ebecryl230、Ebecryl270、Ebecryl4858、Ebecryl8402、Ebecryl8804、Ebecryl8803、Ebecryl8807、Ebecryl9260、Ebecryl1290、Ebecryl5129、Ebecryl4842、Ebecryl210、Ebecryl4827、Ebecryl6700、Ebecryl220、Ebecryl2220(都是Daicel—UCB公司制)、Artresin UN9000H、Artresin UN—9000A、ArtresinUN—7100、Artresin UN—1255、Artresin UN—330、Artresin UN—3320HB、Artresin UN—1200TPK、Artresin UN—500B(都是根上工业公司制)、U—122P、U—108A、U—340P、U—4HA、U—6HA、U—324A、U—15HA、UA—5201P、UA—W2A、U—1084A、U—6LPA、U—2HA、U—2PHA、UA—4100、UA—7100、UA—4200、UA—4400、UA—340P、U—3HA、UA—7200、U—2061BA、U—10H、U—122A、U—340A、U—108、U—6H、UA—4000(都是新中村化学工业公司制)、AH—600、AT—600、UA—306H、AI—600、UA—101T、UA—101I、UA—306T、UA—306I等。
本发明的密封剂中,上述(甲基)丙烯酸树脂最好其80重量%以上具有双酚骨架。如果小于80重量%,则由于玻璃化点(Tg)降低,因此有可能耐热性、耐水性降低。
作为上述含环状醚基的树脂没有特别限定,例如可以举出具有环氧基的环氧化合物、具有脂环式环氧基的脂环式环氧化合物、具有氧杂环丁烷基的氧杂环丁烷化合物、呋喃化合物等。其中,从反应速度的观点考虑,优选环氧化合物、脂环式环氧化合物、氧杂环丁烷化合物。
作为上述环氧化合物没有特别限定,例如可以举出酚醛清漆型、甲酚线型酚醛型、联苯酚线型酚醛型、三苯酚线型酚醛型、双环戊二烯线型酚醛型;双酚A型、双酚F型、2,2’—二烯丙基双酚A型、加氢双酚型、聚氧化丙烯双酚A型等双酚型等。另外,此外还可以举出缩水甘油基胺等。这些环氧基化合物既可以单独使用,也可以并用两种以上。
作为上述环氧化合物的市售品,例如作为酚醛清漆型环氧化合物,可以举出EPICLON N—740、N—770、N—775(以上都是大日本油墨化学公司制)、EPICOAT152、EPICOAT154(以上都是Japan Epoxy Resin公司制)等。作为甲酚线型酚醛型,例如可以举出EPICLON N—660、N—665、N—670、N—673、N—680、N—695、N—665—EXP、N—672—EXP(以上都是大日本油墨化学公司制);作为联苯线型酚醛型,例如可以举出NC—3000P(日本化药公司制);作为三苯酚线型酚醛型,例如可以举出EP1032S50、EP1032H60(以上都是Japan Epoxy Resin公司制);作为双环戊二烯线型酚醛型,例如可以举出XD—1000—L(日本化药公司制)、HP—7200(大日本油墨化学公司制);作为双酚A型环氧化合物,例如可以举出EPICOAT828、EPICOAT834、EPICOAT1001、EPICOAT1004(以上都是Japan Epoxy Resin公司制)、EPICLON850、EPICLON860、EPICLON4055(以上都是大日本油墨化学工业公司制);作为双酚F型环氧化合物的市售品,例如可以举出EPICOAT807(Japan Epoxy Resin公司制)、EPICLON830(大日本油墨化学工业公司制);作为2,2’—二烯丙基双酚A型,例如可以举出RE—810NM(日本化药公司制);作为加氢双酚型,例如可以举出ST—5080(东都化成公司制);作为聚氧化丙烯双酚A型,例如可以举出EP—4000、EP—4005(以上都是旭电化工业公司制)等。
另外,作为上述缩水甘油基胺的市售品,例如可以举出EPICLON430(大日本油墨化学工业公司制)、TETRAD—C、TETRAD—X(以上都是三菱气体化学公司制)、EPICOAT604、EPICOAT630(以上都是Japan EpoxyResin公司制)等。
作为上述氧杂环丁烷化合物的市售品,例如可以举出Ethanacol EHO、Ethanacol OXBP、Ethanacol OXTP、Ethanacol OXMA(以上都是宇部兴产公司制)等。
作为上述脂环式环氧化合物,没有特别限定,例如可以举出Celloxide2021、Celloxide2080、Celloxide3000(以上都是Daicel—UCB公司制)等。
另外,上述含环状醚基的树脂最好被进行将环氧基的20%以上变换为丙烯酰基的(转化率)部分(甲基)丙烯酰化。这是因为,本发明的密封剂的光热固化性将会变得更为良好。如果小于20%,则上述光热固化性基本上不会提高。而且,所谓将上述含环状醚基的树脂部分(甲基)丙烯酰化的化合物是指,将(甲基)丙烯酸和具有2个以上环氧基的环氧化合物的一部分的环氧基进行了(甲基)丙烯酸酯化的化合物(以下也称作部分丙烯酸酯化环氧树脂)。上述转化率的优选的上限为80%,更为优选的下限为40%,更为优选的上限为60%。
作为上述部分丙烯酸酯化环氧树脂,例如可以通过将环氧树脂和(甲基)丙烯酸依照常法在碱性催化剂的存在下反应而得到。
作为成为上述部分丙烯酸酯化环氧树脂的原料的环氧化合物,没有特别限定,例如可以举出EPICOAT828EL、EPICOAT1004(都是Japan EpoxyResin公司制)等双酚A型环氧树脂;EPICOAT806、EPICOAT4004(都是Japan Epoxy Resin公司制)等双酚F型环氧树脂;EPICLON EXA1514(大日本油墨公司制)等双酚S型环氧树脂;RE—810NM(日本化药公司制)等2,2’—二烯丙基双酚A型环氧树脂;EPICLON EXA7015(大日本油墨公司制)等加氢双酚型环氧树脂;EP—4000S(旭电化公司制)等环氧丙烷加成双酚A型环氧树脂;EX—201(Nagase ChemteX公司制)等间苯二酚型环氧树脂;EPICOAT YX—4000H(Japan Epoxy Resin公司制)等联苯型环氧树脂;YSLV—50TE(东都化成公司制)等硫化物型环氧树脂;YSLV—80DE(东都化成公司制)等醚型环氧树脂;EP—4088S(旭电化公司制)等双环戊二烯型环氧树脂;EPICLON HP4032、EPICLON EXA—4700(都是大日本油墨公司制)等萘型环氧树脂;EPICLON N—770(大日本油墨公司制)等酚醛清漆型环氧树脂;EPICLON N—670—EXP—S(大日本油墨公司制)等邻甲酚线型酚醛型环氧树脂;EPICLON HP7200(大日本油墨公司制)等双环戊二烯线型酚醛型环氧树脂、NC—3000P(日本化药公司制)等联苯线型酚醛型环氧树脂;ESN—165S(东都化成公司制)等萘酚线型酚醛型环氧树脂、EPICOAT630(Japan Epoxy Resin公司制)、EPICLON430(大日本油墨公司制)、TETRAD—X(三菱气体化学公司制)等缩水甘油基胺型环氧树脂;ZX—1542(东都化成公司制)、EPICLON726(大日本油墨公司制)、EPOLITE80MFA(共荣社化学公司制)、DENACOL EX—611(Nagase ChemteX公司制)等烷基多元醇型环氧树脂;YR—450、YR—207(都是东都化成公司制)、EPOLEAD PB(Daicel化学公司制)等橡胶改性型环氧树脂;DENACOL EX—147(NagaseChemteX公司制)等缩水甘油基酯化合物;EPICOAT YL—7000(JapanEpoxy Resin公司制)等双酚A型环硫化物树脂;此外还有YDC—1312、YSLV—80XY、YSLV—90CR(都是东都化成公司制)、XAC4151(旭化成公司制)、EPICOAT1031、EPICOAT1032(都是Japan Epoxy Resin公司制)、EXA—7120(大日本油墨公司制)、TEPIC(日产化学公司制)等。
上述部分丙烯酸酯化环氧树脂当中,作为市售品,例如可以举出UVACURE1561(Daicel Seitec公司制)。
上述含环状醚基的树脂最好在1个分子中具有2个以上环氧基或氧杂环丁烷基等环状醚基。通过在1个分子中具有2个以上上述环状醚基,聚合反应或交联反应后的残存未反应化合物量就会变得极少,可以抑制由残存未反应化合物造成的液晶的污染。但是,1个分子中所含的环状醚基数优选为6个以下。如果超过6,则固化收缩就会变大,从而有导致粘接力降低的情况。
本发明的密封剂最好将上述(甲基)丙烯酸树脂和含环状醚基的树脂并用。此种本发明的密封剂通过含有利用紫外线照射而固化的(甲基)丙烯酸树脂,而将树脂的玻璃化温度提高,使得耐热性或耐水性变得良好。另外,本发明的密封剂通过含有热固化性的含环状醚基的树脂,即使是涂布于具有配线等遮光部的基板上,因上述配线等遮光部而未照射到光,存在未固化部分,也可以利用加热将上述未固化部分固化,使得耐液晶污染性变得良好。
另外,本发明的密封剂中,在将上述(甲基)丙烯酸树脂与含环状醚基的树脂并用的情况下,作为它们的含量没有特别限定,然而在将上述(甲基)丙烯酸树脂或含环状醚基的树脂的任意一方设为100重量份时,则另一方的树脂的优选的下限为10重量份,优选的上限为200重量份。在上述另一方的树脂为(甲基)丙烯酸树脂的情况下,如果小于10重量份,则会有本发明的密封剂的点胶性降低的情况,如果超过200重量份,则当使用本发明的密封剂进行利用滴下技术的液晶显示元件的制造时,则在照射紫外线时无法使之充分地固化,从而有导致液晶污染的情况。另一方面,在上述另一方的树脂为上述含环状醚基的树脂的情况下,如果小于10重量份,则当使用本发明的密封剂进行利用滴下技术的液晶显示元件的制造时,在加热固化时无法使之充分地固化而发生软化,从而有导致液晶污染的情况。如果超过200重量份,则会有本发明的密封剂的点胶性降低的情况。上述另一方的树脂的更优选的下限为20重量份。
这里,在本发明之一的液晶滴下技术用密封剂中,作为上述(甲基)丙烯酸树脂及/或含环状醚基的树脂,从改善适用期的观点考虑,优选选择难以与以上述通式(1)表示的热固化剂相溶的树脂。作为此种(甲基)丙烯酸树脂及/或含环状醚基的树脂,例如可以举出在主骨架中具有芳香族结构的树脂。
本发明之一的液晶滴下技术用密封剂中,所含有的树脂中,最好含有50重量%以上上述在主骨架中具有芳香族结构的树脂。
另外,在(甲基)丙烯酸树脂及/或含环状醚基的树脂含有上述在主骨架中具有芳香族结构的树脂的情况下,环氧基与丙烯酰基的比率(摩尔比)优选为4:6~0:10。
本发明的密封剂最好还含有光自由基聚合引发剂。
作为上述光自由基聚合引发剂,只要是利用光照射使上述的(甲基)丙烯酸树脂反应的物质,就没有特别限定,例如可以举出二苯酮、2,2—二乙氧基苯乙酮、偶苯酰、苯甲酰基异丙醚、苄基二甲醛缩苯乙酮、1—羟基环己基苯基酮、噻吨酮等,如果使用具有反应性双键和光反应引发部的物质,则由于可以防止光自由基聚合引发剂向液晶中的溶出,因此优选。其中,优选具有(甲基)丙烯酰基残基等反应性双键、羟基及/或氨基甲酸酯键的苯偶姻(醚)类化合物。而且,所谓苯偶姻(醚)类化合物是指苯偶姻类及苯偶姻醚类。
作为上述光自由基聚合引发剂的配合量没有特别限定,相对于上述(甲基)丙烯酸树脂100重量份,优选的下限为0.1重量份,优选的实现为10重量份。如果小于0.1重量份,则引发光自由基聚合的能力不足,从而会有无法得到效果的情况,如果超过10重量份,则会有残留很多未反应的光自由基引发剂的情况,出现本发明的密封剂的耐气候性变差的情况。更优选的下限为1重量份,更优选的上限为5重量份。
本发明的密封剂也可以含有微粒。通过含有微粒,在本发明的密封剂中可以获得粘度增加、触变性的提高,在利用滴下技术的液晶显示元件的制造中,可以进一步减少液晶污染性。
作为上述微粒没有特别限定,无论是无机微粒还是有机微粒都可以使用。
作为上述无机微粒,例如可以举出二氧化硅、硅藻土、氧化铝、氧化锌、氧化铁、氧化镁、氧化锡、氧化钛、氢氧化镁、氢氧化铝、碳酸镁、硫酸钡、石膏、硅酸钙、滑石、玻璃珠、绢云母活性白土、膨润土、氮化铝、氮化硅等。
作为上述有机微粒,例如可以举出聚甲基丙烯酸甲酯珠子等丙烯酸系珠子、交联聚苯乙烯珠子等聚苯乙烯系珠子、聚碳酸酯系珠子、蜜胺·福尔马林系珠子、苯胍胺·福尔马林系珠子或空心粒子等。
作为上述微粒的粒径没有特别限定,然而优选的下限为0.01μm,优选的上限为5μm。如果在该范围内,则微粒相对于上述(甲基)丙烯酸树脂等的表面积足够大,可以确保制造液晶显示元件之时的基板之间的间隙形成作业性。
作为上述微粒的结构没有特别限定,例如可以举出实心结构、空心结构、具有芯层和覆盖该芯层的壳层的芯壳结构等任意的结构。
在上述微粒为芯壳结构的有机微粒的情况下,作为其制造方法没有特别限定,例如可以举出如下的方法等,即,在仅使用构成芯层的单体利用乳化聚合法形成了芯粒子后,再添加构成壳层的单体而将其聚合,在芯粒子的表面形成壳层。
在本发明的密封剂含有上述微粒的情况下,作为其配合量没有特别限定,相对于上述(甲基)丙烯酸树脂及含环状醚基的树脂的合计100重量份,优选的下限为15重量份,优选的上限为50重量份。如果小于15重量份,则会有在本发明的密封剂中无法获得足够的粘接性提高效果的情况,如果超过50重量份,则会有将本发明的密封剂增稠到必需程度以上的情况。更优选的上限为20重量份。
本发明的密封剂也可以含有硅烷偶联剂。通过含有硅烷偶联剂,可以提高本发明的密封剂与基板的粘接性。
作为上述硅烷偶联剂没有特别限定,然而由于与基板等的粘接性提高效果优良,可以通过与上述(甲基)丙烯酸树脂及含环状醚基的树脂化学键合来防止向液晶材料中的流出,因此例如优选使用γ—氨基丙基三甲氧基硅烷、γ—巯丙基三甲氧基硅烷、γ—环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ—异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷等;或由具有借助间隔基将咪唑骨架和烷氧基甲硅烷基结合了的结构的咪唑硅烷化合物构成的物质等,这些硅烷偶联剂既可以单独使用,也可以并用两种以上。
本发明的密封剂根据需要,也可以还含有用于粘度调整的反应稀释剂、调整触变性的触变剂、用于面板间隔调整的聚合物珠子等间隔件、3—对氯苯基—1,1—二甲基尿素等固化促进剂、消泡剂、流平剂、聚合抑制剂、其他的添加剂等。
本发明的密封剂的使用E型粘度计在25℃下以1.0rpm的条件测定的粘度的优选的下限为10万mPa·s,优选的上限为40万mPa·s。如果小于10万mPa·s,则会有无法将使用本发明的密封剂在利用滴下技术制造液晶显示元件之时形成的密封图案维持到加热固化的情况,如果超过40万mPa·s,则利用点胶的涂刷就会变得困难,从而有操作性变差的情况。而且,作为上述E型粘度计,例如可以使用BROOK FIELD公司制的产品名为「5XHBDV—III+CP」、转子No.CP—51。
另外,本发明的密封剂的触变指数(TI值)的优选的下限为1.0,优选的上限为2.0。如果小于1.0,则涂刷时本发明的密封剂的粘度变高,如果超过2.0,则脱泡就会变得困难。而且,本说明书中所说的上述「触变指数(TI值)」是指将用E型粘度计以25℃、0.5rpm的条件测定的粘度用相同的5.0rpm的条件下测定的粘度除后的值。
本发明的密封剂的在升温速度5℃/分钟、频率10Hz的条件下利用动态粘弹性测定法(DMA法)测定的固化物的玻璃化温度优选为80℃以上。如果小于80℃,则有可能在高温高湿等条件下粘接性降低、吸水性增大。上述玻璃化温度的上限没有特别限定,然而优选的上限为180℃。如果超过180℃,则由于变得过硬,因此会有在本发明的密封剂的固化物中无法获得足够的粘接力的情况。更优选的上限为150℃。
本发明的密封剂在将玻璃基板粘接、固化时的粘接强度优选为150N/cm2以上。如果小于150N/cm2,则会有使用本发明的密封剂制造的液晶显示元件的强度不足的情况。
本发明的密封剂的固化物最好体积电阻值为1×1013Ω·cm以上、100kHz下的介电常数为3以上。如果体积电阻值小于1×1013Ω·cm,则意味着本发明的密封剂含有离子性的杂质,例如在作为上下导通材料使用的情况下,在通电时离子性杂质向液晶中溶出,对液晶驱动电压造成影响,从而有导致显示不均的情况。另外,由于液晶的介电常数通常来说是ε//(平行)为10左右,ε(垂直)为3.5左右,因此如果介电常数小于3,则本发明的密封剂向液晶中溶出,对液晶驱动电压造成影响,从而有导致显示不均的情况。
作为制造此种本发明的密封剂的方法没有特别限定,可以举出如下的方法等,即,将上述的以通式(1)~(16)表示的热固化剂、(甲基)丙烯酸树脂、含环状醚基的树脂、光自由基聚合引发剂以及根据需要添加的添加剂等,利用以往公知的方法混合。此时,为了除去离子性的杂质,也可以使之与层状硅酸盐矿物等离子吸附性固体接触。
本发明的密封剂由于含有以上述通式(1)~(16)表示的热固化剂,因此可以将利用滴下技术的液晶显示元件的制造时的加热固化温度设为120℃、1小时左右,成为适用期及液晶的耐污染性优良的材料。另外,上述热固化剂由于将酰肼基之间的碳数限定为特定的范围内,因此使用本发明的密封剂形成的液晶显示元件可以防止密封剂的固化物与液晶的附近的微小的漏光的产生,从而成为高显示品质的液晶显示元件。
通过在本发明的密封剂中配合导电性微粒,就可以制造上下导通材料。如果使用此种上下导通材料,就可以不污染液晶地将透明基板的电极导电连接。
含有本发明的密封剂、导电性微粒的上下导通材料也是本发明之一。
作为上述导电性微粒没有特别限定,可以使用金属球、在树脂微粒的表面形成了导电金属层的材料等。其中,在树脂微粒的表面形成了导电金属层的材料由于可以利用树脂微粒的优良的弹性,不损伤透明基板等地实现导电连接,因此优选。
使用本发明的液晶滴下技术用密封剂及/或本发明的上下导通材料形成的液晶显示元件也可以本发明之一。
作为使用本发明的密封剂及上下导通材料来制造液晶显示元件的方法没有特别限定,例如可以举出以下的方法。
即,首先,在ITO薄膜等2片带电极的透明基板的一方,利用网板印刷、分配器涂布等将本发明的密封剂制成长方形的密封图案。另外,在另一方的透明基板上,利用网板印刷、分配器涂布等将本发明的上下导通材料在规定的位置制成图案。
然后,在密封剂未固化的状态下将液晶的微小液滴向透明基板的框内全面滴加涂布,立即将另一方的透明基板在上下导通材料未固化的状态下重合,向密封部及上下导通材料部照射紫外线而将其固化。将本发明的密封剂及上下导通材料再在100~200℃的烤炉中加热固化1小时而完成固化,制成液晶显示元件。
由于本发明的树脂组合物由上述的构成形成,因此可以提供如下的液晶滴下技术用密封剂,即,适用期优良,而且液晶的耐污染性优良,并且可以制造高显示品质的液晶显示装置,此外,还可以提供上下导通材料以及液晶显示元件。
具体实施方式
下面将举出实施例对本发明进行进一步详细说明,然而本发明并不仅限定于这些实施例。
(实施例1)
将部分丙烯酸酯化环氧树脂(Daicel—UCB公司制、UVAC1561)40重量份、双酚A环氧基丙烯酸酯树脂(Daicel—UCB公司制、EB3700)20重量份、自由基聚合引发剂(Ciba Specialty Chemicals公司制、Irgacure651)2重量份配合,将其在80℃加热熔化后,使用行星式搅拌装置搅拌,得到了混合物。
向该混合物中配合作为填充剂的球状二氧化硅(Admatex公司制、SO—C1)15重量份、热固化剂(日本FineChem公司制、OADH:草酸二酰肼)5重量份、偶联剂(信越化学公司制、KBM403)1重量份配合,利用行星式搅拌装置搅拌后,用陶瓷三辊磨分散而得到密封剂。
向所得的密封剂100重量份中分散间隔物微粒(积水化学工业公司制、Micropearl SP—2055)1重量份,作为液晶滴下技术用密封剂,用分配器涂布于2片带有经过摩擦的取向膜及透明电极的玻璃基板的一方,形成长方形的图案。
接下来将液晶(CHISSO公司制、JC—5001LA)的微小液滴向带透明电极的玻璃基板的密封剂的框内全面滴加涂布,其后,用30分钟将基板整体减压到1.5Pa后,将另一方的带透明电极的玻璃基板贴合,恢复到常压。其后,通过在向密封剂部分使用带有阻断了350nm以下的光的滤光器的高压水银灯以100mW/cm2照射30秒后,进行加热(120℃×1小时)而将其固化,得到液晶显示元件。
(实施例2)
除了将热固化剂从OADH变更为MDH(丙二酸二酰肼、日本FineChem公司制)以外,与实施例1相同地得到了液晶显示元件。
(实施例3)
除了将热固化剂从OADH变更为MADH(苹果酸二酰肼、日本FineChem公司制)以外,与实施例1相同地得到了液晶显示元件。
(实施例4)
除了将热固化剂从OADH变更为TADH(酒石酸二酰肼、日本FineChem公司制)以外,与实施例1相同地得到了液晶显示元件。
(实施例5)
除了将热固化剂变更为以下述化学式(18)表示的结构的物质以外,与实施例1相同地得到了液晶显示元件。
(比较例1)
除了将热固化剂从OADH变更为ADH(己二酸二酰肼、日本FineChem公司制)以外,与实施例1相同地得到了液晶显示元件。
(比较例2)
除了将热固化剂从OADH变更为SDH(癸二酸二酰肼、日本FineChem公司制)以外,与实施例1相同地得到了液晶显示元件。
(比较例3)
除了将热固化剂从OADH变更为VDH(1,3—双(肼基碳乙基)5—异丙基乙内酰脲、味之素公司制)以外,与实施例1相同地得到了液晶显示元件。
(评价)
对实施例及比较例中得到的密封剂及液晶显示元件,进行了以下的评价。
(适用期)
测定将实施例及比较例中得到的密封剂在23℃下保管24小时后的粘度、制造后不久的初期粘度,用(23℃、保管24小时后的粘度)/(初期粘度)的值进行了评价。将结果表示于表1中。
而且,密封剂的粘度是使用E型粘度计,以1rpm的条件测定的,表1中,将1.10以下的设为○,将高于1.10的值设为×。
(液晶污染性、电阻率保持率)
向样品瓶中加入液晶(JC—5001LA、CHISSO公司制)1.0g,加入实施例及比较例中得到的密封剂0.02g而振荡后,在120℃加热1小时。恢复到室温(25℃)后对液晶部分使用液晶电阻率测定装置(KEITHLEYInstruments公司制、6517A),在电极中使用液体用电极(安藤电气公司制、LE—21型),在标准温度湿度状态下(20℃、65%RH)测定了液晶电阻率。而且,液晶电阻率保持率是利用下式求出的。将结果表示于表1中。
而且,表1中,将液晶电阻率保持率高于0.1的值设为○,将0.1以下的设为△。
液晶电阻率保持率=(添加密封剂后的使用液晶电阻率/未添加密封剂时的使用液晶电阻率)×100
(液晶污染性、漏光)
在对实施例及比较例中得到的液晶显示元件的液晶与密封剂所接触的附近施加几次振动或压力后,穿过偏振片利用显微镜进行确认。如果有微少的漏光,则判断为液晶污染。将结果表示于表1中。
另外,对实施例及比较例中配制的密封剂,使用23℃及50℃的玻璃基板,将真空度设为1.5Pa及5Pa而分别制造了液晶显示元件,同样地确认了漏光的有无。将结果表示于表1中。而且,表1中,将未产生漏光的设为「○」,将局部产生漏光的设为「△」,将在显示元件的周边产生了漏光的设为「×」。
(粘度测定)
使用E型粘度计在25℃以1.0rpm的条件测定了实施例及比较例中配制的密封剂的粘度。将结果表示于表1中。
(触变指数(TI值)的测定)
用在相同的5.0rpm的条件下测定的粘度除用E型粘度计在25℃以0.5rpm的条件测定的粘度,算出实施例及比较例中配制的密封剂的TI值。
[表1]
工业上的利用可能性
根据本发明,可以提供适用期优良而且液晶的耐污染性优良、能够制造高显示品质的液晶显示装置的液晶滴下技术用密封剂;上下导通材料;以及液晶显示元件。
Claims (8)
1.一种液晶滴下工序用密封剂,其特征在于,含有(甲基)丙烯酸树脂及含环状醚基的树脂以及作为热固化剂的苹果酸二酰肼或酒石酸二酰肼,所述(甲基)丙烯酸树脂是环氧基向丙烯酰基的转化率为100%的环氧(甲基)丙烯酸酯,并且所述含环状醚基的树脂是环氧基的20~80%被转换为丙烯酰基的部分(甲基)丙烯酸酯化的环氧树脂。
3.根据权利要求1或2所述的液晶滴下工序用密封剂,其特征在于,还含有光自由基聚合引发剂。
4.根据权利要求1或2所述的液晶滴下工序用密封剂,其特征在于,含环状醚基的树脂的20重量%以上被部分(甲基)丙烯酰化。
5.根据权利要求1或2所述的液晶滴下工序用密封剂,其特征在于,使用E型粘度计在25℃下以1.0rpm的条件测得的粘度为10万~40万mPa·s。
6.根据权利要求1或2所述的液晶滴下工序用密封剂,其特征在于,触变指数TI值为1.0~2.0。
7.一种上下导通材料,其特征在于,含有权利要求1或2所述的液晶滴下工序用密封剂和导电性微粒。
8.一种液晶显示元件,其特征在于,使用权利要求1或2所述的液晶滴下工序用密封剂及/或权利要求7所述的上下导通材料而形成。
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