JP2005208115A - 液晶滴下工法用硬化性樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】 滴下工法による液晶表示素子の製造に用いた場合にも、液晶を汚染しにくく、
色むら等の少ない画像表示が可能な液晶表示素子が得られる液晶滴下工法用硬化性樹脂組
成物、表示素子用シール剤、液晶表示用封口剤及び液晶表示素子を提供する。
【解決手段】 樹脂成分として１分子中に水素結合性官能基と２以上のエポキシ基とを有
し、１分子中の水素結合性官能基数を分子量で除した値が３．５×１０^−３以上である硬
化性樹脂のみ、及び、熱硬化剤を含有する液晶滴下工法用硬化性樹脂組成物。
【選択図】 なし

Description

本発明は、滴下工法による液晶表示素子の製造に用いた場合にも、液晶を汚染しにくく、
色むら等の少ない画像表示が可能な液晶表示素子が得られる液晶滴下工法用硬化性樹脂組
成物、表示素子用シール剤、液晶表示用封口剤及び液晶表示素子に関する。

従来、液晶表示セル等の液晶表示素子は、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、その周囲をシール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、その液晶注入口をシール剤又は封口剤を用いて封止する
ことにより作製されていた。

この方法では、まず、２枚の電極付き透明基板のいずれか一方に、スクリーン印刷により
熱硬化性シール剤を用いた液晶注入口を設けたシールパターンを形成し、６０〜１００℃
でプリベイクを行いシール剤中の溶剤を乾燥させる。次いで、スペーサーを挟んで２枚の
基板を対向させてアライメントを行い貼り合わせ、１１０〜２２０℃で１０〜９０分間熱
プレスを行いシール近傍のギャップを調整した後、オーブン中で１１０〜２２０℃で１０
〜１２０分間加熱しシール剤を本硬化させる。次いで、液晶注入口から液晶を注入し、最
後に封口剤を用いて液晶注入口を封止して、液晶表示素子を作製していた。

しかし、この作製方法によると、熱歪により位置ズレ、ギャップのバラツキ、シール剤と
基板との密着性の低下等が発生する；残留溶剤が熱膨張して気泡が発生しギャップのバラ
ツキやシールパスが発生する；シール硬化時間が長い；プリベイクプロセスが煩雑；溶剤
の揮発によりシール剤の使用可能時間が短い；液晶の注入に時間がかかる等の問題があっ
た。とりわけ、近年の大型の液晶表示装置にあっては、液晶の注入に非常に時間がかかる
ことが大きな問題となっていた。

これに対して、シール剤が完全に硬化する前の状態（一部硬化していてもよい）で液晶の
塗布と基板との貼り合わせを行う滴下工法と呼ばれる方法が検討されている。
この滴下工法による基板の貼り合わせを減圧下で行うようにすれば、極めて高い効率で液
晶表示素子を製造することができる。今後はこの滴下工法が液晶表示装置の製造方法の主
流となると期待されている。

しかしながら、従来工法に用いられるシール剤は、液晶材料と近い極性値を示す傾向があ
り、両者は親和しやすい性質を持つ。従って、これらのシール剤を用いて組み立てられた
液晶表示素子では、液晶中にシール剤の成分が溶出し、シール剤の周辺部に液晶の配向乱
れが生じ、色むら等の表示不良を引き起こすことがある。とりわけ、滴下工法では未硬化
のシール剤が直接液晶と接する工程があることから、シール剤成分による液晶汚染が大き
な問題となっていた。
また、近年の基板サイズ大型化に伴い、紫外線を照射する際に必要なエネルギー量が増大
し、また、これに伴い紫外線照射装置が大型化する等の問題があり、滴下工法で液晶表示
素子を作製する場合でも、紫外線照射を行わない方法に対する要望が高まっていた。

本発明は、上記の現状に鑑み、滴下工法による液晶表示素子の製造に用いた場合にも、液
晶を汚染しにくく、色むら等の少ない画像の液晶表示素子が得られる液晶滴下工法用硬化
性樹脂組成物、液晶表示素子用シール剤、液晶表示素子用封口剤及び液晶表示素子を提供
することを目的とする。

本発明は、樹脂成分として１分子中に水素結合性官能基と２以上のエポキシ基とを有し、
１分子中の水素結合性官能基数を分子量で除した値が３．５×１０^−３以上である硬化性
樹脂のみ、及び、熱硬化剤を含有する液晶滴下工法用硬化性樹脂組成物である。
以下に本発明を詳述する。

本発明の液晶滴下工法用硬化性樹脂組成物（以下、本発明の樹脂組成物ともいう）は、１
分子中の水素結合性官能基数を分子量で除した値が３．５×１０^−３以上である硬化性樹
脂のみを樹脂成分として含有する。
本発明者らは、鋭意検討の結果、一定以上の水素結合性官能基を有する樹脂は液晶に溶出
しにくく、液晶を汚染しないことを見出した。従来の液晶表示素子用シール剤等に使用さ
れる樹脂組成物では、極性が低く液晶に溶出しやすい樹脂を用いていたり、たとえ極性の
高い樹脂を用いる場合であっても、製造の工程において生成した副生成物や未反応樹脂等
の極性の低い樹脂の混入については何らの考慮もしていなかったことから、このような樹
脂組成物を用いた液晶表示素子用シール剤は液晶を汚染しやすいものであった。
本発明では、樹脂成分を上述の要件を満たす樹脂のみとすることにより、液晶を汚染する
ことがない。

本発明の樹脂組成物において、上記硬化性樹脂の１分子中の水素結合性官能基数を分子量
で除した値の下限は、３．５×１０^−３である。３．５×１０^−３未満であると、本発明
の樹脂組成物を液晶表示素子用のシール剤又は封口剤として用いた場合に、硬化性樹脂が
液晶に溶出して液晶を汚染してしまう。好ましい下限は４．０×１０^−３ｍｏｌ／ｇであ
る。

上記水素結合性官能基としては、水素結合性を有する官能基又は残基等であれば特に限定
されず、例えば、ＯＨ基、ＮＨ₂基、ＮＨＲ基（Ｒは、芳香族、脂肪族炭化水素又はこれ
らの誘導体を表す）、ＣＯＯＨ基、ＣＯＮＨ₂基、ＮＨＯＨ基等や、分子内にＮＨＣＯ結
合、ＮＨ結合、ＣＯＮＨＣＯ結合、ＮＨ−ＮＨ結合等の残基を有する基等が挙げられる。
なかでも、水酸基及び／又はウレタン基が好適である。

また、上記硬化性樹脂は、１分子中に上記水素結合性官能基と２以上のエポキシ基とを有
する。これにより、本発明の樹脂組成物は熱硬化型となる。
上記１分子中に水素結合性官能基と２以上のエポキシ基とを有する硬化性樹脂としては特
に限定されず、例えば、下記式（１）で表されるビス（３−ヒドロキシメチル−４−グリ
シジルオキシ−５−メチルフェニル）メタン、下記式（２）で表されるビス（３，５−ビ
ス−ヒドロキシメチル−４−グリシジルオキシフェニル）メタン、下記式（３）で表され
る化合物等が挙げられる。

本発明の樹脂組成物は、熱硬化剤を含有する。上記熱硬化剤は、加熱により上記硬化性樹
脂中のエポキシ基を反応させ、架橋させるためのものであり、硬化後の本発明の樹脂組成
物の接着性、耐湿性を向上させる役割を有する。上記熱硬化剤としては、融点が１００℃
以上の潜在性硬化剤が好適に用いられる。融点が１００℃以下の熱硬化剤を使用すると保
存安定性が著しく悪くなることがある。

このような熱硬化剤としては、１，３−ビス［ヒドラジノカルボノエチル−５−イソプロ
ピルヒダントイン］等のヒドラジド化合物、ジシアンジアミド、グアニジン誘導体、１−
シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、N−［２−（２−メチル−１−イミダゾリル
）エチル］尿素、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エ
チル−ｓ−トリアジン、Ｎ，Ｎ’−ビス（２−メチル−１−イミダゾリルエチル）尿素、
Ｎ，Ｎ’−（２−メチル−１−イミダゾリルエチル）−アジポアミド、２−フェニル−４
−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメ
チルイミダゾール等のイミダゾール誘導体、変性脂肪族ポリアミン、テトラヒドロ無水フ
タル酸、エチレングリコールービス（アンヒドロトリメリテート）等の酸無水物、各種ア
ミンとエポキシ樹脂との付加生成物等が挙げられる。これらは、単独で用いても、２種類
以上が用いられてもよい。

上記熱硬化剤としては、固体硬化剤粒子の表面が微粒子により被覆されている被覆硬化剤
も好適である。このような被覆硬化剤を用いれば、予め硬化剤を配合していても高い保存
安定性を有する樹脂組成物が得られる。

本発明の樹脂組成物は、シランカップリング剤を含有していてもよい。シランカップリン
グ剤は、主に本発明の樹脂組成物をシール剤又は封口剤として用いた場合に、透明基板と
の接着性を向上させる接着助剤としての役割を有する。
上記シランカップリング剤としては特に限定されないが、透明基板等との接着性向上効果
に優れ、硬化性樹脂と化学結合することにより液晶材料中への流出を防止するとができる
ことから、例えば、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルト
リメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアネート
プロピルトリメトキシシラン等や、スペーサー基を介してイミダゾール骨格とアルコキシ
シリル基とが結合した構造を有するイミダゾールシラン化合物からなるもの等が好適に用
いられる。これらのシランカップリング剤は単独で用いてもよく、２種以上を併用しても
よい。

本発明の樹脂組成物は、応力分散効果による接着性の改善、線膨張率の改善等の目的にフ
ィラーを含有してもよい。上記フィラーとしては特に限定されず、例えば、シリカ、珪藻
土、アルミナ、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化錫、酸化チタン、水酸化マグ
ネシウム、水酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、石膏、珪酸カルシウ
ム、タルク、ガラスビーズ、セリサイト活性白土、ベントナイト、窒化アルミニウム、窒
化珪素等の無機フィラー等が挙げられる。

本発明の樹脂組成物を製造する方法としては特に限定されず、上記硬化性樹脂及び熱硬化
剤等を、従来公知の方法により混合する方法等が挙げられる。このとき、イオン性の不純
物を除去するために層状珪酸塩鉱物等のイオン吸着性固体と接触させてもよい。

本発明の樹脂組成物は、樹脂成分として１分子中に水素結合性官能基と２以上のエポキシ
基とを有し、１分子中の水素結合性官能基数を分子量で除した値が３．５×１０^−３以上
である硬化性樹脂のみを含有することにより、硬化性樹脂の溶出による液晶の汚染がほと
んどなく、シール剤又は封口剤として滴下工法による液晶表示素子の製造に用いた場合に
も、液晶を汚染しにくく、色むら等の少ない画像表示が可能な液晶表示素子が得られる。
本発明の樹脂組成物を用いてなる液晶表示素子用シール剤及び液晶表示素子用封口剤もま
た、本発明の１つである。
更に、本発明の液晶表示素子用シール剤及び／又は液晶表示素子用封口剤を用いてなる液
晶表示素子もまた、本発明の１つである。

本発明によれば、滴下工法による液晶表示素子の製造に用いた場合にも、液晶を汚染しに
くく、色むら等の少ない画像表示が可能な液晶表示素子が得られる液晶滴下工法用硬化性
樹脂組成物、表示素子用シール剤、液晶表示用封口剤及び液晶表示素子を提供できる。

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
されるものではない。

（実施例１）
硬化性樹脂として、上記式（２）で表されるビス（３，５−ビス−ヒドロキシメチル−４
−グリシジルオキシフェニル）メタンを用いた。この硬化性樹脂について１分子中の水素
結合性官能基数を分子量で除した値を算出したところ、５．０×１０^−３であった。

次に、この硬化性樹脂６０重量部、潜在性熱硬化剤としてヒドラジド系硬化剤（味の素フ
ァインテクノ社製、アミキュアＶＤＨ）１５重量部、シリカ粒子（平均粒径１．５μｍ）
２４重量部、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン１重量部を均一な液となるよ
うに三本ロールを用いて充分に混合し、液晶滴下工法用硬化性樹脂組成物を得た。

得られた液晶滴下工法用硬化性樹脂組成物を液晶表示素子用シール剤とし、透明電極付き
の２枚の透明基板の一方に、液晶表示素子用シール剤を長方形の枠を描くようにディスペ
ンサーで塗布した。続いて、液晶（チッソ社製、ＪＣ−５００４ＬＡ）の微小滴を透明基
板の枠内全面に滴下塗布し、直ぐに他方の透明基板を重ねあわせた後、液晶アニールを１
２０℃にて１時間行い熱硬化させ、液晶表示セルを作製した。
得られた液晶表示セルについて、６０℃、９５％ＲＨ、５００時間放置前後に、シール部
周辺の液晶に生じる色むらを目視で観察したところ、色むらは全く認められなかった。

（比較例１）
上記式（２）で表されるビス（３，５−ビス−ヒドロキシメチル−４−グリシジルオキシ
フェニル）メタンの配合量を５０重量部とし、更に、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（
ＤＩＣ社製、８５０−Ｓ）１０重量部を配合した以外は、実施例１と同様の方法により液
晶滴下工法用硬化性樹脂組成物を調製し、これを液晶表示素子用シール剤として用いて液
晶表示セルを作製した。
得られた液晶表示セルについて、６０℃、９５％ＲＨ、５００時間放置前後に、シール部
周辺の液晶に生じる色むらを目視で観察したところ、色むらが認められた。

本発明によれば、滴下工法による液晶表示素子の製造に用いた場合にも、液晶を汚染しに
くく、色むら等の少ない画像表示が可能な液晶表示素子が得られる液晶滴下工法用硬化性
樹脂組成物、表示素子用シール剤、液晶表示用封口剤及び液晶表示素子を提供できる。

Claims (5)

1. 樹脂成分として１分子中に水素結合性官能基と２以上のエポキシ基とを有し、１分子中の
   水素結合性官能基数を分子量で除した値が３．５×１０^−３以上である硬化性樹脂のみ、
   及び、熱硬化剤を含有することを特徴とする液晶滴下工法用硬化性樹脂組成物。
2. 水素結合性官能基は、水酸基及び／又はウレタン基であることを特徴とする請求項１記載
   の液晶滴下工法用硬化性樹脂組成物。
3. 請求項１又は２記載の液晶滴下工法用硬化性樹脂組成物からなることを特徴とする液晶表
   示素子用シール剤。
4. 請求項１又は２記載の液晶滴下工法用硬化性樹脂組成物からなることを特徴とする液晶表
   示素子用封口剤。
5. 請求項３記載の液晶表示素子用シール剤及び／又は請求項４記載の液晶表示素子用封口剤
   を用いてなることを特徴とする液晶表示素子。