CN114641722A - 固化性树脂组合物、液晶显示元件用密封剂、上下导通材料和液晶显示元件 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供能够抑制由来自外部的力、内部应力导致的被粘物的变形的固化性树脂组合物。另外,本发明的目的在于提供使用该固化性树脂组合物而成的液晶显示元件用密封剂、上下导通材料和液晶显示元件。本发明的固化性树脂组合物含有固化性树脂和光聚合引发剂,对于向所述固化性树脂组合物照射3000mJ/cm2的紫外线而得到的光固化物,在以升温速度10℃/分钟从25℃升温至120℃的升温工序中进行动态粘弹性测定时,该升温工序中的损耗弹性模量的最小值为1.5MPa以上。
Description
技术领域
本发明涉及能够抑制由来自外部的力、内部应力导致的被粘物的变形的固化性树脂组合物。另外,本发明涉及使用该固化性树脂组合物而成的液晶显示元件用密封剂、上下导通材料和液晶显示元件。
背景技术
近年来,作为液晶显示元件的制造方法,从缩短生产节拍时间、使用液晶量的最优化之类的观点出发,使用了专利文献1、专利文献2中公开那样的、使用了含有固化性树脂、光聚合引发剂和热固化剂的光热并用固化型的密封剂的被称为滴下工艺的液晶滴下方式。
在滴下工艺中,首先,在两片带电极的透明基板中的一个透明基板上通过分配形成长方形的密封图案。接下来,在密封剂未固化的状态下将液晶的微小滴滴加到透明基板的框内整面,立即重叠另一个透明基板,对密封部照射紫外线等光来进行预固化。然后,进行加热而进行正式固化,制作液晶显示元件。通过在减压下进行基板的贴合,能够以极高的效率制造液晶显示元件,目前该滴下工艺成为液晶显示元件的制造方法的主流。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2001-133794号公报
专利文献2:日本特开平5-295087号公报
发明内容
发明要解决的课题
在使用以往的固化性树脂组合物作为液晶显示元件用密封剂来制作液晶显示元件的情况下,在搬运基板时、加热工序时等,有时由于来自支撑销等外部的力、基板本来具有的内部应力而产生被粘物(基板)的变形。
本发明的目的在于,提供能够抑制由来自外部的力、内部应力导致的被粘物的变形的固化性树脂组合物。另外,本发明的目的在于,提供使用该固化性树脂组合物而成的液晶显示元件用密封剂、上下导通材料和液晶显示元件。
用于解决课题的手段
本发明为一种固化性树脂组合物,其含有固化性树脂和光聚合引发剂,对于向上述固化性树脂组合物照射3000mJ/cm2的紫外线而得到的光固化物,在以升温速度10℃/分钟从25℃升温至120℃的升温工序中进行动态粘弹性测定时,该升温工序中的损耗弹性模量的最小值为1.5MPa以上。
以下对本发明进行详述。
本发明人发现,对于固化性树脂组合物的光固化物,通过使在以升温速度10℃/分钟从25℃升温至120℃的升温工序中进行动态粘弹性测定时的该升温工序中的损耗弹性模量的最小值为特定值以上,能够抑制由来自外部的力、内部应力导致的被粘物的变形,从而完成了本发明。
作为通过使本发明的固化性树脂组合物的光固化物在升温工序中的损耗弹性模量的最小值为1.5MPa以上,能够抑制由加热工序时的来自支撑销等外部的力、基板本来具有的内部应力引起的基板变形导致的被粘物的变形的理由,认为如下。即,在通常通过升温至120℃左右而进行的实际的加热工艺中,能够通过固化性树脂组合物来缓和施加于基板整体的来自外部的力或基板的内部应力,因此可以认为,通过使该光固化物在升温工序中的损耗弹性模量的最小值为1.5MPa以上,能够发挥这样的效果。
就本发明的固化性树脂组合物而言,对于向上述固化性树脂组合物照射3000mJ/cm2的紫外线而得到的光固化物,在以升温速度10℃/分钟从25℃升温至120℃的升温工序中进行动态粘弹性测定时,该升温工序中的损耗弹性模量的最小值为1.5MPa以上。通过使上述光固化物在升温工序中的损耗弹性模量的最小值为1.5MPa以上,本发明的固化性树脂组合物能够抑制由来自外部的力、内部应力导致的被粘物的变形。上述光固化物在升温工序中的损耗弹性模量的最小值优选为3.0MPa以上。
另外,从描绘性的观点出发,上述光固化物在升温工序中的损耗弹性模量的最小值优选为1000MPa以下,更优选为800MPa以下。
需要说明的是,作为上述光固化物,使用利用金属卤化物灯隔着340nm以下的截止滤光片对固化性树脂组合物照射3000mJ/cm2的紫外线(波长365nm)使其固化而得到的光固化物。3000mJ/cm2的紫外线的照射例如通过照射30秒100mW/cm2的紫外线来进行。
另外,上述光固化物在升温工序中的损耗弹性模量的最小值能够使用动态粘弹性测定装置(例如IT计测控制公司制,“DVA-200”等),在拉伸模式、试验片宽度5mm、厚度0.35mm、夹持宽度25mm、升温速度10℃/分钟、保持温度120℃、频率10Hz的条件下进行测定。
对于本发明的固化性树脂组合物而言,向上述固化性树脂组合物照射3000mJ/cm2的紫外线后,在120℃下加热1小时而得到光热固化物,所述光热固化物的玻璃化转变温度加40℃的温度下的该光热固化物的储能模量的优选的下限为50MPa。通过使上述光热固化物的玻璃化转变温度加40℃的温度下的该光热固化物的储能模量为50MPa以上,从而本发明的固化性树脂组合物在用作液晶显示元件用密封剂时低液晶污染性优异。上述光热固化物的玻璃化转变温度加40℃的温度下的该光热固化物的储能模量的更优选的下限为80MPa。
另外,从与基板的粘接力的观点出发,上述光热固化物的玻璃化转变温度加40℃的温度下的该光热固化物的储能模量的优选的上限为1000MPa,更优选的上限为800MPa。
需要说明的是,作为上述光热固化物,使用利用金属卤化物灯隔着340nm以下的截止滤光片对固化性树脂组合物照射100mW/cm2的紫外线(波长365nm)30秒后,在120℃下加热1小时使其固化而得到的光热固化物。
另外,上述玻璃化转变温度是指通过动态粘弹性测定得到的损耗角正切(tanδ)的极大值中出现由微布朗运动引起的极大值的温度。上述玻璃化转变温度能够通过使用了动态粘弹性测定装置等的以往公知的方法进行测定。
此外,上述光热固化物的玻璃化转变温度加40℃的温度下的该光热固化物的储能模量能够使用动态粘弹性测定装置(例如IT计测控制公司制,“DVA-200”等),在拉伸模式、试验片宽度5mm、厚度0.35mm、夹持宽度25mm、升温速度10℃/分钟、频率10Hz的条件下进行测定。
本发明的固化性树脂组合物含有固化性树脂和光聚合引发剂。
在本发明的固化性树脂组合物中,通过调整上述固化性树脂、上述光聚合引发剂、其他构成成分的种类、含量,上述光固化物在升温工序中的损耗弹性模量的最小值、上述光热固化物的玻璃化转变温度加40℃的温度下的该光热固化物的储能模量容易成为上述范围。
具体而言,上述光固化物在升温工序中的损耗弹性模量的最小值能够通过将1分子中具有2个以上(甲基)丙烯酰基的多官能(甲基)丙烯酸系化合物、与具有异氰脲酸骨架且1分子中具有3个(甲基)丙烯酰基的3官能(甲基)丙烯酸系化合物组合来调整。另外,上述光热固化物的玻璃化转变温度加40℃的温度下的该光热固化物的储能模量能够通过将1分子中具有2个以上(甲基)丙烯酰基的多官能(甲基)丙烯酸系化合物、与具有异氰脲酸骨架且1分子中具有3个(甲基)丙烯酰基的3官能(甲基)丙烯酸系化合物组合来调整。
上述固化性树脂优选包含1分子中具有2个以上(甲基)丙烯酰基的多官能(甲基)丙烯酸系化合物、以及具有异氰脲酸骨架且1分子中具有3个(甲基)丙烯酰基的3官能(甲基)丙烯酸系化合物。通过组合使用这些化合物,容易使上述光固化物在升温工序中的损耗弹性模量的最小值、上述光热固化物的玻璃化转变温度加40℃的温度下的该光热固化物的储能模量为上述范围。另外,通过组合使用这些化合物,从而所得到的固化性树脂组合物在用作液晶显示元件用密封剂的情况下,低液晶污染性和对取向膜的粘接性这两者优异。
需要说明的是,即使是1分子中具有3个(甲基)丙烯酰基的化合物,具有异氰脲酸骨架的化合物也不是作为上述多官能(甲基)丙烯酸系化合物来处理,而是作为具有异氰脲酸骨架且1分子中具有3个(甲基)丙烯酰基的3官能(甲基)丙烯酸系化合物来处理。
另外,在本说明书中,上述“(甲基)丙烯酰基”是指丙烯酰基或甲基丙烯酰基,上述“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸或甲基丙烯酸。
上述多官能(甲基)丙烯酸系化合物优选为1分子中具有3个以上(甲基)丙烯酰基的多官能脂肪族(甲基)丙烯酸系化合物。从抑制被粘物的变形的效果的观点出发,更优选为1分子中具有4个以上(甲基)丙烯酰基的多官能脂肪族(甲基)丙烯酸系化合物。另一方面,从粘接性的观点出发,更优选1分子中具有3个(甲基)丙烯酰基的多官能脂肪族(甲基)丙烯酸系化合物。
作为上述1分子中具有3个以上(甲基)丙烯酰基的多官能脂肪族(甲基)丙烯酸系化合物,例如可举出三羟甲基丙烷三(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、环氧丙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、甘油三(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷加成甘油三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酸酯、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、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷改性二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。
需要说明的是,在本说明书中,上述“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
上述多官能(甲基)丙烯酸系化合物中,作为上述1分子中具有3个以上(甲基)丙烯酰基的多官能脂肪族(甲基)丙烯酸系化合物以外的化合物,例如可举出2官能(甲基)丙烯酸酯化合物、2官能脂肪族环氧(甲基)丙烯酸酯、多官能芳香族环氧(甲基)丙烯酸酯、2官能脂肪族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、多官能芳香族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯等。其中,优选2官能脂肪族环氧(甲基)丙烯酸酯、多官能芳香族环氧(甲基)丙烯酸酯。
需要说明的是,在本说明书中,上述“环氧(甲基)丙烯酸酯”表示使环氧化合物中的全部环氧基与(甲基)丙烯酸反应而得到的化合物。
另外,作为上述2官能(甲基)丙烯酸酯化合物,例如可举出1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-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、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(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、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷加成双酚A二(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷加成双酚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、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。
作为上述2官能脂肪族环氧(甲基)丙烯酸酯或上述多官能芳香族环氧(甲基)丙烯酸酯,例如可举出通过按照常规方法在碱性催化剂的存在下使2官能脂肪族环氧化合物或多官能芳香族环氧化合物与(甲基)丙烯酸反应而得到的物质等。
作为上述2官能脂肪族环氧化合物或上述多官能芳香族环氧化合物,例如可举出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚E型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、2,2’-二烯丙基双酚A型环氧树脂、氢化双酚型环氧树脂、环氧丙烷加成双酚A型环氧树脂、间苯二酚型环氧树脂、联苯型环氧树脂、硫醚型环氧树脂、二苯基醚型环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂、萘型环氧树脂、苯酚酚醛型环氧树脂、邻甲酚酚醛型环氧树脂、二环戊二烯酚醛型环氧树脂、联苯酚醛型环氧树脂、萘酚酚醛型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、烷基多元醇型环氧树脂、橡胶改性型环氧树脂、缩水甘油酯化合物等。
作为上述双酚A型环氧树脂中的市售品,例如可举出jER828EL、jER1004(均为三菱化学公司制)、EPICLON850(DIC公司制)等。
作为上述双酚F型环氧树脂中的市售品,例如可举出jER806、jER4004(均为三菱化学公司制)、EPICLON EXA-830CRP(DIC公司制)等。
作为上述双酚E型环氧树脂中的市售品,例如可举出EPOMIKR710(三井化学公司制)等。
作为上述双酚S型环氧树脂中的市售品,例如可举出EPICLONEXA-1514(DIC公司制)等。
作为上述2,2’-二烯丙基双酚A型环氧树脂中的市售品,例如可举出RE-810NM(日本化药公司制)等。
作为上述氢化双酚型环氧树脂中的市售品,例如可举出EPICLON EXA-7015(DIC公司制)等。
作为上述环氧丙烷加成双酚A型环氧树脂中的市售品,例如可举出EP-4000S(ADEKA公司制)等。
作为上述间苯二酚型环氧树脂中的市售品,例如可举出EX-201(Nagase ChemteX公司制)等。
作为上述联苯型环氧树脂中的市售品,例如可举出jERYX-4000H(三菱化学公司制)等。
作为上述硫醚型环氧树脂中的市售品,例如可举出YSLV-50TE(NIPPON STEELChemical&Material公司制)等。
作为上述二苯基醚型环氧树脂中的市售品,例如可举出YSLV-80DE(NIPPON STEELChemical&Material公司制)等。
作为上述二环戊二烯型环氧树脂中的市售品,例如可举出EP-4088S(ADEKA公司制)等。
作为上述萘型环氧树脂中的市售品,例如可举出EPICLONHP-4032、EPICLON EXA-4700(均为DIC公司制)等。
作为上述苯酚酚醛型环氧树脂中的市售品,例如可举出EPICLON N-770(DIC公司制)等。
作为上述邻甲酚酚醛型环氧树脂中的市售品,例如可举出EPICLON N-670-EXP-S(DIC公司制)等。
作为上述二环戊二烯酚醛型环氧树脂中的市售品,例如可举出EPICLON HP-7200(DIC公司制)等。
作为上述联苯酚醛型环氧树脂中的市售品,例如可举出NC-3000P(日本化药公司制)等。
作为上述萘酚酚醛型环氧树脂中的市售品,例如可举出ESN-165S(NIPPON STEELChemical&Material公司制)等。
作为上述缩水甘油胺型环氧树脂中的市售品,例如可举出jER630(三菱化学公司制)、EPICLON430(DIC公司制)、TETRAD-X(三菱瓦斯化学公司制)等。
作为上述烷基多元醇型环氧树脂中的市售品,例如可举出ZX-1542(NIPPON STEELChemical&Material公司制)、EPICLON726(DIC公司制)、Epolight 80MFA(共荣社化学公司制)、Denacol EX-611(Nagase ChemteX公司制)等。
作为上述橡胶改性型环氧树脂中的市售品,例如可举出YR-450、YR-207(均为NIPPON STEEL Chemical&Material公司制)、Epolead PB(DAICEL公司制)等。
作为上述缩水甘油酯化合物中的市售品,例如可举出Denacol EX-147(NagaseChemteX公司制)等。
作为上述环氧化合物中的其他市售品,例如可举出YDC-1312、YSLV-80XY、YSLV-90CR(均为NIPPON STEEL Chemical&Material公司制)、XAC4151(旭化成公司制)、jER1031、jER1032(均为三菱化学公司制)、EXA-7120(DIC公司制)、TEPIC(日产化学公司制)等。
上述2官能脂肪族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯或上述多官能芳香族氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯例如能够通过使具有羟基的(甲基)丙烯酸衍生物在催化剂量的锡系化合物存在下与2官能脂肪族异氰酸酯化合物或多官能芳香族异氰酸酯化合物反应而得到。
作为上述2官能脂肪族异氰酸酯化合物或上述多官能芳香族异氰酸酯化合物,例如可举出异佛尔酮二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、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)、氢化MDI、聚合MDI、1,5-萘二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、氢化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、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯、1,6,11-十一烷三异氰酸酯等。
另外,作为上述2官能脂肪族异氰酸酯化合物或上述多官能芳香族异氰酸酯化合物,也能够使用通过多元醇与过量的异氰酸酯化合物的反应而得到的链延长的2官能脂肪族异氰酸酯化合物或多官能芳香族异氰酸酯化合物。
作为上述多元醇,例如可举出乙二醇、丙二醇、甘油、山梨糖醇、三羟甲基丙烷、碳酸酯二醇、聚醚二醇、聚酯二醇、聚己内酯二醇等。
作为上述具有羟基的(甲基)丙烯酸衍生物,例如可举出单(甲基)丙烯酸羟基烷基酯、二元醇的单(甲基)丙烯酸酯、三元醇的单(甲基)丙烯酸酯或二(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯等。
作为上述单(甲基)丙烯酸羟基烷基酯,例如可举出(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯等。
作为上述二元醇,例如可举出乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、聚乙二醇等。
作为上述三元醇,例如可举出三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、甘油等。
作为上述环氧(甲基)丙烯酸酯,例如可举出双酚A型环氧丙烯酸酯等。
作为上述具有异氰脲酸骨架且1分子中具有3个(甲基)丙烯酰基的3官能(甲基)丙烯酸系化合物,例如可举出乙氧基化异氰脲酸三(甲基)丙烯酸酯、ε-己内酯改性三-(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯等。
上述1分子中具有3个以上(甲基)丙烯酰基的多官能脂肪族(甲基)丙烯酸系化合物与上述具有异氰脲酸骨架且1分子中具有3个(甲基)丙烯酰基的3官能(甲基)丙烯酸系化合物的含有比例(1分子中具有3个以上(甲基)丙烯酰基的多官能脂肪族(甲基)丙烯酸系化合物:具有异氰脲酸骨架且1分子中具有3个(甲基)丙烯酰基的3官能(甲基)丙烯酸系化合物)以重量比计优选为1:9~9:1。通过使上述1分子中具有3个以上(甲基)丙烯酰基的多官能脂肪族(甲基)丙烯酸系化合物与上述具有异氰脲酸骨架且1分子中具有3个(甲基)丙烯酰基的3官能(甲基)丙烯酸系化合物的含有比例为该范围,从而所得到的固化性树脂组合物在用作液晶显示元件用密封剂的情况下,低液晶污染性和对取向膜的粘接性这两者变得更优异。
上述固化性树脂100重量份中,上述1分子中具有3个以上(甲基)丙烯酰基的多官能脂肪族(甲基)丙烯酸系化合物与上述具有异氰脲酸骨架且1分子中具有3个(甲基)丙烯酰基的3官能(甲基)丙烯酸系化合物的合计的含量的优选的下限为1重量份,优选的上限为20重量份。通过使上述1分子中具有3个以上(甲基)丙烯酰基的多官能脂肪族(甲基)丙烯酸系化合物与上述具有异氰脲酸骨架且1分子中具有3个(甲基)丙烯酰基的3官能(甲基)丙烯酸系化合物的合计的含量为该范围,从而更容易使上述光固化物在升温工序中的损耗弹性模量的最小值、上述光热固化物的玻璃化转变温度加40℃的温度下的该光热固化物的储能模量为上述范围。上述1分子中具有3个以上(甲基)丙烯酰基的多官能脂肪族(甲基)丙烯酸系化合物与上述具有异氰脲酸骨架且1分子中具有3个(甲基)丙烯酰基的3官能(甲基)丙烯酸系化合物的合计的含量的更优选的下限为2重量份,更优选的上限为17重量份。
出于调整上述光固化物在升温工序中的损耗弹性模量的最小值、上述光热固化物的玻璃化转变温度加40℃的温度下的该光热固化物的储能模量、或者进一步提高用作液晶显示元件用密封剂时的粘接性、低液晶污染性等目的,上述固化性树脂优选含有除上述多官能(甲基)丙烯酸系化合物、以及上述具有异氰脲酸骨架且1分子中具有3个(甲基)丙烯酰基的3官能(甲基)丙烯酸系化合物以外的其他固化性树脂。作为上述其他固化性树脂,适合使用环氧化合物、单官能(甲基)丙烯酸系化合物。
作为上述环氧化合物,能够使用上述2官能脂肪族环氧化合物、上述多官能芳香族环氧化合物等。
作为上述环氧化合物,也适合使用部分(甲基)丙烯酸改性环氧树脂中的、1分子中具有1个(甲基)丙烯酰基的环氧化合物。
需要说明的是,在本说明书中,上述部分(甲基)丙烯酸改性环氧树脂是指能够通过使具有2个以上环氧基的环氧化合物的一部分环氧基与(甲基)丙烯酸反应而得到的、1分子中分别具有1个以上环氧基和(甲基)丙烯酰基的化合物。
作为上述部分(甲基)丙烯酸改性环氧树脂中的市售品,例如可举出UVACURE1561、KRM8287(均为DAICEL ALLNEX公司制)等。
作为上述单官能(甲基)丙烯酸系化合物,例如可举出单官能(甲基)丙烯酸酯化合物等。
作为上述单官能(甲基)丙烯酸酯化合物,例如可举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸异肉豆蔻酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸双环戊烯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-丁氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基乙酯、甲氧基乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、乙基卡必醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2,2,2-三氟乙酯、(甲基)丙烯酸2,2,3,3-四氟丙酯、(甲基)丙烯酸1H,1H,5H-八氟戊酯、酰亚胺(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基乙酯、琥珀酸2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯、六氢邻苯二甲酸2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基2-羟基丙基邻苯二甲酸酯、磷酸2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等。
本发明的固化性树脂组合物含有光聚合引发剂。
作为上述光聚合引发剂,适合使用光自由基聚合引发剂。
作为上述光自由基聚合引发剂,例如可举出二苯甲酮化合物、苯乙酮化合物、酰基氧化膦化合物、二茂钛化合物、肟酯化合物、苯偶姻醚化合物、噻吨酮化合物等。
作为上述光自由基聚合引发剂,具体而言,例如可举出1-羟基环己基苯基酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮、2-(二甲基氨基)-2-((4-甲基苯基)甲基)-1-(4-(4-吗啉基)苯基)-1-丁酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉代丙烷-1-酮、1-(4-(2-羟基乙氧基)-苯基)-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、1-(4-(苯硫基)苯基)-1,2-辛二酮2-(O-苯甲酰肟)、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦等。
上述光聚合引发剂可以单独使用,也可以组合使用两种以上。
相对于上述固化性树脂100重量份,上述光聚合引发剂的含量的优选的下限为0.5重量份,优选的上限为10重量份。通过使上述光聚合引发剂的含量为该范围,从而使所得到的固化性树脂组合物的保存稳定性、光固化性更优异。上述光聚合引发剂的含量的更优选的下限为1重量份,更优选的上限为7重量份。
本发明的固化性树脂组合物可以含有热聚合引发剂。
作为上述热聚合引发剂,适合使用热自由基聚合引发剂。
作为上述热自由基聚合引发剂,例如可举出由偶氮化合物、有机过氧化物等构成的热自由基聚合引发剂。其中,从抑制将所得到的固化性树脂组合物用作液晶显示元件用密封剂时的液晶污染的观点出发,优选由偶氮化合物构成的引发剂(以下,也称为“偶氮引发剂”),更优选由高分子偶氮化合物构成的引发剂(以下,也称为“高分子偶氮引发剂”)。
上述热自由基聚合引发剂可以单独使用,也可以组合使用两种以上。
需要说明的是,在本说明书中,上述“高分子偶氮化合物”是指具有偶氮基、且通过热而生成能够使(甲基)丙烯酰基固化的自由基的数均分子量为300以上的化合物。
上述高分子偶氮化合物的数均分子量的优选的下限为1000,优选的上限为30万。通过使上述高分子偶氮化合物的数均分子量为该范围,从而能够防止将所得到的固化性树脂组合物用作液晶显示元件用密封剂时的对液晶的不良影响,并且能够容易地混合到固化性树脂中。上述高分子偶氮化合物的数均分子量的更优选的下限为5000,更优选的上限为10万,进一步优选的下限为1万,进一步优选的上限为9万。
需要说明的是,在本说明书中,上述数均分子量是利用凝胶渗透色谱(GPC)并使用四氢呋喃作为溶剂进行测定,并通过聚苯乙烯换算而求出的值。作为通过GPC测定基于聚苯乙烯换算的数均分子量时的柱,例如可举出Shodex LF-804(昭和电工公司制)等。
作为上述高分子偶氮化合物,例如可举出具有借助偶氮基而键合了多个聚环氧烷、聚二甲基硅氧烷等单元的结构的高分子偶氮化合物。
作为上述具有借助偶氮基而键合了多个聚环氧烷等单元的结构的高分子偶氮化合物,优选为具有聚环氧乙烷结构的高分子偶氮化合物。
作为上述高分子偶氮化合物,具体而言,例如可举出4,4’-偶氮双(4-氰基戊酸)与聚亚烷基二醇的缩聚物、4,4’-偶氮双(4-氰基戊酸)与具有末端氨基的聚二甲基硅氧烷的缩聚物等。
作为上述高分子偶氮引发剂中的市售品,例如可举出VPE-0201、VPE-0401、VPE-0601、VPS-0501、VPS-1001(均为富士胶片和光纯药公司制)等。
另外,作为不是高分子的偶氮引发剂,例如可举出V-65、V-501(均为富士胶片和光纯药公司制)等。
作为上述有机过氧化物,例如可举出过氧化酮、过氧化缩酮、过氧化氢、二烷基过氧化物、过氧化酯、二酰基过氧化物、过氧化二碳酸酯等。
相对于上述固化性树脂100重量份,上述热聚合引发剂的含量的优选的下限为0.1重量份,优选的上限为10重量份。通过使上述热聚合引发剂的含量为该范围,从而保存稳定性、热固化性更优异。上述热聚合引发剂的含量的更优选的下限为0.3重量份,更优选的上限为5重量份。
本发明的固化性树脂组合物优选含有热固化剂。
作为上述热固化剂,例如可举出有机酸酰肼、咪唑衍生物、胺化合物、多元酚系化合物、酸酐等。其中,适合使用固态的有机酸酰肼。
作为上述固态的有机酸酰肼,例如可举出1,3-双(肼基羰乙基)-5-异丙基乙内酰脲、癸二酸二酰肼、间苯二甲酸二酰肼、己二酸二酰肼、丙二酸二酰肼等。
作为上述固态的有机酸酰肼中的市售品,例如可举出大塚化学公司制的有机酸酰肼、JAPAN FINECHEM公司制的有机酸酰肼、Ajinomoto Fine-Techno公司制的有机酸酰肼等。
作为上述大塚化学公司制的有机酸酰肼,例如可举出SDH、ADH等。
作为上述JAPAN FINECHEM公司制的有机酸酰肼,例如可举出MDH等。
作为上述Ajinomoto Fine-Techno公司制的有机酸酰肼,例如可举出AmicureVDH、Amicure VDH-J、Amicure UDH等。
上述热固化剂可以单独使用,也可以组合使用两种以上。
相对于上述固化性树脂100重量份,上述热固化剂的含量的优选的下限为1重量份,优选的上限为50重量份。通过使上述热固化剂的含量为1重量份以上,从而所得到的固化性树脂组合物的热固化性更优异。通过使上述热固化剂的含量为50重量份以下,从而所得到的固化性树脂组合物的涂布性、保存稳定性更优异。上述热固化剂的含量的更优选的上限为30重量份。
本发明的固化性树脂组合物可以出于提高粘度、基于应力分散效果来改善粘接性、改善线膨胀率、提高固化物的耐湿性等目的而含有填充剂。
作为上述填充剂,能够使用无机填充剂、有机填充剂。
作为上述无机填充剂,例如可举出二氧化硅、滑石、玻璃珠、石棉、石膏、硅藻土、绿土、膨润土、蒙脱石、绢云母、活性白土、氧化铝、氧化锌、氧化铁、氧化镁、氧化锡、氧化钛、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化镁、氢氧化铝、氮化铝、氮化硅、硫酸钡、硅酸钙等。
作为上述有机填充剂,例如可举出聚酯微粒、聚氨酯微粒、乙烯基聚合物微粒、丙烯酸系聚合物微粒等。
上述填充剂可以单独使用,也可以组合使用两种以上。
本发明的固化性树脂组合物100重量份中的上述填充剂的含量的优选的下限为10重量份,优选的上限为70重量份。通过使上述填充剂的含量为该范围,从而在不使涂布性等变差的情况下使粘接性的改善等效果更优异。上述填充剂的含量的更优选的下限为20重量份,更优选的上限为60重量份。
本发明的固化性树脂组合物可以含有硅烷偶联剂。上述硅烷偶联剂主要具有作为用于将固化性树脂组合物与基板等良好地粘接的粘接助剂的作用。
作为上述硅烷偶联剂,例如适合使用3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷等。它们使与基板等的粘接性提高的效果优异,在将所得到的固化性树脂组合物用作液晶显示元件用密封剂的情况下,通过与固化性树脂化学键合,能够抑制固化性树脂向液晶中流出。
上述硅烷偶联剂可以单独使用,也可以组合使用两种以上。
本发明的固化性树脂组合物100重量份中的上述硅烷偶联剂的含量的优选的下限为0.1重量份,优选的上限为10重量份。通过使上述硅烷偶联剂的含量为该范围,从而提高粘接性的效果更优异。上述硅烷偶联剂的含量的更优选的下限为0.3重量份,更优选的上限为5重量份。
本发明的固化性树脂组合物可以含有遮光剂。通过含有上述遮光剂,本发明的固化性树脂组合物能够适合用作遮光密封剂。
作为上述遮光剂,例如可举出氧化铁、钛黑、苯胺黑、花青黑、富勒烯、炭黑、树脂被覆型炭黑等。其中,优选钛黑。
上述钛黑是对紫外线区域附近、特别是波长370nm以上且450nm以下的光的透射率比对波长300nm以上且800nm以下的光的平均透射率高的物质。即,上述钛黑是具有通过充分遮蔽可见光区域的波长的光而对本发明的固化性树脂组合物赋予遮光性,另一方面使紫外线区域附近的波长的光透射的性质的遮光剂。因此,作为上述光聚合引发剂,通过使用能够利用上述钛黑的透射率变高的波长的光来引发反应的光聚合引发剂,从而能够使本发明的固化性树脂组合物的光固化性进一步增大。另外,另一方面,作为本发明的固化性树脂组合物中含有的遮光剂,优选为绝缘性高的物质,作为绝缘性高的遮光剂,也适合为钛黑。
上述钛黑的每1μm的光密度(OD值)优选为3以上,更优选为4以上。上述钛黑的遮光性越高越好,对于上述钛黑的OD值来说,优选的上限没有特别限定,通常为5以下。
上述钛黑即使未经表面处理也会发挥出充分的效果,但也能够使用表面被偶联剂等有机成分处理后的钛黑、或被氧化硅、氧化钛、氧化锗、氧化铝、氧化锆、氧化镁等无机成分被覆的钛黑等经表面处理的钛黑。其中,从能够进一步提高绝缘性的观点出发,优选为利用有机成分处理后的钛黑。
另外,使用配合有上述钛黑作为遮光剂的本发明的固化性树脂组合物作为液晶显示元件用密封剂所制造的液晶显示元件具有充分的遮光性,因此能够实现不漏光而具有高对比度、具有优异的图像显示品质的液晶显示元件。
作为上述钛黑中的市售品,例如可举出三菱综合材料公司制的钛黑、赤穗化成公司制的钛黑等。
作为上述三菱综合材料公司制的钛黑,例如可举出12S、13M、13M-C、13R-N、14M-C等。
作为上述赤穗化成公司制的钛黑,例如可举出Tilack D等。
上述钛黑的比表面积的优选的下限为13m2/g,优选的上限为30m2/g,更优选的下限为15m2/g,更优选的上限为25m2/g。
另外,上述钛黑的体积电阻的优选的下限为0.5Ω·cm,优选的上限为3Ω·cm,更优选的下限为1Ω·cm,更优选的上限为2.5Ω·cm。
在将所得到的固化性树脂组合物用作液晶显示元件用密封剂的情况下,上述遮光剂的一次粒径只要为液晶显示元件的基板间的距离以下就没有特别限定,优选的下限为1nm,优选的上限为5000nm。通过使上述遮光剂的一次粒径为该范围,能够在不使所得到的固化性树脂组合物的涂布性等变差的情况下使遮光性更优异。上述遮光剂的一次粒径的更优选的下限为5nm,更优选的上限为200nm,进一步优选的下限为10nm,进一步优选的上限为100nm。
需要说明的是,上述遮光剂的一次粒径能够使用NICOMP380ZLS(PARTICLE SIZINGSYSTEMS公司制),使上述遮光剂分散在溶剂(水、有机溶剂等)中来进行测定。
本发明的固化性树脂组合物100重量份中的上述遮光剂的含量的优选的下限为5重量份,优选的上限为80重量份。通过使上述遮光剂的含量为该范围,从而能够在不使所得到的固化性树脂组合物的粘接性、固化后的强度、以及描绘性大幅降低的情况下发挥出更优异的遮光性。上述遮光剂的含量的更优选的下限为10重量份,更优选的上限为70重量份,进一步优选的下限为30重量份,进一步优选的上限为60重量份。
本发明的固化性树脂组合物可以进一步根据需要含有应力松弛剂、反应性稀释剂、触变剂、间隔物、固化促进剂、消泡剂、流平剂、阻聚剂等添加剂。
作为制造本发明的固化性树脂组合物的方法,例如可举出使用均质分散机、均质混合机、万能混合机、行星式混合机、捏合机、三辊机等混合机,将固化性树脂、光聚合引发剂、以及热固化剂、根据需要添加的硅烷偶联剂等添加剂进行混合的方法等。
本发明的固化性树脂组合物适合用作液晶显示元件用密封剂。使用本发明的固化性树脂组合物而成的液晶显示元件用密封剂也是本发明之一。
通过在本发明的固化性树脂组合物中配合导电性微粒,从而能够制造上下导通材料。这样的含有本发明的固化性树脂组合物和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,能够使用金属球、在树脂微粒的表面形成有导电金属层的微粒等。其中,在树脂微粒的表面形成有导电金属层的微粒因树脂微粒的优异的弹性而能够在不损伤透明基板等的情况下进行导电连接,因此合适。
使用本发明的液晶显示元件用密封剂或本发明的上下导通材料而成的液晶显示元件也是本发明之一。
本发明的液晶显示元件用密封剂能够适合用于基于液晶滴下工艺的液晶显示元件的制造。
作为通过液晶滴下工艺来制造本发明的液晶显示元件的方法,例如可举出以下的方法等。
首先,进行通过丝网印刷、分配器涂布等将本发明的液晶显示元件用密封剂在基板上形成框状的密封图案的工序。接下来,进行在本发明的液晶显示元件用密封剂未固化的状态下将液晶的微小滴滴下涂布于密封图案的框内整个面,并立即重叠另一基板的工序。然后,进行对本发明的液晶显示元件用密封剂的密封图案部分照射紫外线等光而使密封剂预固化的工序、以及对预固化的密封剂进行加热而使其正式固化的工序,通过该方法,能够得到液晶显示元件。
发明效果
根据本发明,能够提供能够抑制由来自外部的力、内部应力导致的被粘物的变形的固化性树脂组合物。另外,根据本发明,能够提供使用该固化性树脂组合物而成的液晶显示元件用密封剂、上下导通材料和液晶显示元件。
具体实施方式
以下,列举实施例来更详细地说明本发明,但本发明并不仅限定于这些实施例。
(实施例1~5和比较例1~5)
使用行星式搅拌机(THINKY公司制,“脱泡炼太郎”)将表1中记载的配合比的各材料混合后,进一步用三辊机进行混合,由此制备实施例1~5和比较例1~5的各固化性树脂组合物。
(光固化物在升温工序中的损耗弹性模量的最小值)
对于所得到的各固化性树脂组合物,使用金属卤化物灯,隔着340nm以下的截止滤光片照射100mW/cm2的紫外线(波长365nm)30秒,得到光固化物。对于所得到的光固化物,使用动态粘弹性测定装置(IT计测控制公司制,“DVA-200”),在拉伸模式、试验片宽度5mm、厚度0.35mm、夹持宽度25mm、升温速度10℃/分钟、保持温度120℃、频率10Hz的条件下测定升温工序中的损耗弹性模量的最小值。将结果示于表1。
(光热固化物的玻璃化转变温度加40℃的温度下的该光热固化物的储能模量)
对于所得到的各固化性树脂组合物,使用金属卤化物灯,隔着340nm以下的截止滤光片照射100mW/cm2的紫外线(波长365nm)30秒后,在120℃下加热1小时,得到光热固化物。对于所得到的光热固化物,使用动态粘弹性测定装置(IT计测控制公司制,“DVA-200”),在拉伸模式、试验片宽度5mm、厚度0.35mm、夹持宽度25mm、升温速度10℃/分钟、频率10Hz的条件下测定动态粘弹性,求出损耗角正切(tanδ)的极大值的温度作为玻璃化转变温度。接下来,对于所得到的光热固化物,使用动态粘弹性测定装置(IT计测控制公司制,“DVA-200”),在拉伸模式、试验片宽度5mm、厚度0.35mm、夹持宽度25mm、升温速度10℃/分钟、频率10Hz的条件下,测定玻璃化转变温度加40℃的温度下的储能模量。将结果示于表1。
<评价>
对实施例和比较例中得到的各固化性树脂组合物进行以下的评价。将结果示于表1。
(对取向膜的粘接性)
利用行星式搅拌装置使平均粒径5μm的间隔粒子(积水化学工业公司制,“Micropearl SP-2050”)1重量份相对于实施例和比较例中得到的各固化性树脂组合物100重量份均匀地分散。取极微量的分散有间隔粒子的固化性树脂组合物至表面具有TN用聚酰亚胺取向膜(日产化学公司制,“SE7492”)的玻璃基板(20mm×50mm×厚度0.7mm)的中央部,在其上重叠相同类型的玻璃基板。将固化性树脂组合物铺展,使用金属卤化物灯照射100mW/cm2的紫外线(波长365nm)30秒后,在120℃下加热1小时,使固化性树脂组合物固化,得到粘接试验片。
对于所得到的粘接试验片,使用张力计测定粘接强度。
(低液晶污染性)
使平均粒径5μm的间隔微粒1重量份分散于实施例和比较例中得到的各固化性树脂组合物100重量份中。作为间隔微粒,使用SI-H040(积水化学工业公司制)。接下来,将固化性树脂组合物填充到分配用的注射器中,进行脱泡处理。作为分配用的注射器,使用PSY-10E(Musashi Engineering公司制)。利用分配器将脱泡处理后的固化性树脂组合物以成为线宽为1mm的框状的方式涂布于两片带有摩擦过的取向膜和透明电极的基板(长度375mm、宽度305mm)中的一者。作为分配器,使用SHOTMASTER300(MusashiEngineering公司制)。作为分配器,使用SHOTMASTER300(Musashi Engineering公司制)。
接下来,将液晶的微小滴滴下涂布于带透明电极的基板上的固化性树脂组合物的框内整个面,立即贴合另一个基板。作为液晶,使用JC-5004LA(Chisso公司制)。然后,使用金属卤化物灯对固化性树脂组合物照射100mW/cm2的紫外线(波长365nm)30秒后,在120℃下加热1小时,由此得到液晶显示元件。
对于所得到的液晶显示元件,目视确认在80℃、90%RH的环境下施加1小时电压状态后的液晶取向紊乱(显示不均)。
将在液晶显示元件中完全未观察到显示不均的情况记为“○”,将在液晶显示元件的固化性树脂组合物附近(周边部)存在显示不均的情况记为“△”,将显示不均不仅在周边部而且扩展至中央部的情况记为“×”,评价低液晶污染性。
(被粘物的防变形性)
使平均粒径5μm的间隔微粒1重量份分散于实施例和比较例中得到的各固化性树脂组合物100重量份中。作为间隔微粒,使用SI-H040(积水化学工业公司制)。接下来,将固化性树脂组合物填充到分配用的注射器,进行脱泡处理。作为分配用的注射器,使用PSY-10E(Musashi Engineering公司制)。用分配器将脱泡处理后的固化性树脂组合物以成为线宽为1mm的框状的方式涂布于两片玻璃基板(长度400mm、宽度300mm、厚度0.7mm)中的一个玻璃基板的距离该玻璃基板表面的各边各为1cm的内侧的位置。作为分配器,使用SHOTMASTER300(Musashi Engineering公司制)。作为分配器,使用SHOTMASTER300(MusashiEngineering公司制)。然后,隔着涂布的固化性树脂组合物将一个玻璃基板与另一个玻璃基板贴合,使用金属卤化物灯对固化性树脂组合物照射100mW/cm2的紫外线(波长365nm)30秒后,在120℃下加热1小时,由此得到试验片。
将所得到的试验片固定在支撑体(长度360mm、宽度10mm、高度10mm)上,使得试验片的长边侧各20mm均等地露出。接下来,在试验片的长边侧的两端中央部分别悬挂0.5kg的重物,在120℃下加热1小时后,放冷至25℃来进行变形试验。以变形试验前的试验片为基准,测定变形试验后的试验片中的基板的翘曲的高度(长边侧的两端向用重物悬挂的方向的位移量)。
将基板的翘曲的高度小于0.8mm的情况记为“◎”,将基板的翘曲的高度为0.8mm以上且小于1mm的情况记为“○”,将基板的翘曲的高度为1mm以上且小于2mm的情况记为“△”,将基板的翘曲的高度为2mm以上的情况记为“×”,评价被粘物的防变形性。
[表1]
产业上的可利用性
根据本发明,能够提供能够抑制由来自外部的力、内部应力导致的被粘物的变形的固化性树脂组合物。另外,根据本发明,能够提供使用该固化性树脂组合物而成的液晶显示元件用密封剂、上下导通材料和液晶显示元件。
Claims (7)
1.一种固化性树脂组合物,其特征在于,其含有固化性树脂和光聚合引发剂,
对于向所述固化性树脂组合物照射3000mJ/cm2的紫外线而得到的光固化物,在以升温速度10℃/分钟从25℃升温至120℃的升温工序中进行动态粘弹性测定时,该升温工序中的损耗弹性模量的最小值为1.5MPa以上。
2.根据权利要求1所述的固化性树脂组合物,其中,向所述固化性树脂组合物照射3000mJ/cm2的紫外线后,在120℃下加热1小时而得到光热固化物,所述光热固化物的玻璃化转变温度加40℃的温度下的该光热固化物的储能模量为50MPa以上。
3.根据权利要求1或2所述的固化性树脂组合物,其中,所述固化性树脂包含1分子中具有2个以上(甲基)丙烯酰基的多官能(甲基)丙烯酸系化合物、和具有异氰脲酸骨架且1分子中具有3个(甲基)丙烯酰基的3官能(甲基)丙烯酸系化合物。
4.根据权利要求3所述的固化性树脂组合物,其中,所述多官能(甲基)丙烯酸系化合物为1分子中具有3个以上(甲基)丙烯酰基的多官能脂肪族(甲基)丙烯酸系化合物。
5.一种液晶显示元件用密封剂,其是使用权利要求1、2、3或4所述的固化性树脂组合物而成的。
6.一种上下导通材料,其含有权利要求1、2、3或4所述的固化性树脂组合物和导电性微粒。
7.一种液晶显示元件,其是使用权利要求5所述的液晶显示元件用密封剂或权利要求6所述的上下导通材料而成的。
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