JP2011102912A - 液晶滴下工法用シール剤、上下導通材料、及び、液晶表示素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】硬化性樹脂、光重合開始剤、及び、熱硬化剤を含有する液晶滴下工法用シール剤であって、前記硬化性樹脂は、光硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂、並びに/又は、光熱硬化性樹脂を含有し、前記熱硬化剤は、ヒドラジド系熱硬化剤とイミダゾール系熱硬化剤とを含有し、前記硬化性樹脂100重量部に対する前記ヒドラジド系熱硬化剤の含有量が0.1〜3.0重量部であり、かつ、前記硬化性樹脂100重量部に対する前記イミダゾール系熱硬化剤の含有量が0.1〜1.5重量部である液晶滴下工法用シール剤。
【選択図】なし
Description
滴下工法では、まず、2枚の電極付き透明基板の一方に、ディスペンスにより長方形状のシールパターンを形成する。次いで、シール剤が未硬化の状態で液晶の微小滴を透明基板の枠内全面に滴下し、すぐに他方の透明基板を重ねあわせ、シール部に紫外線等の光を照射して仮硬化を行う。その後、液晶アニール時に加熱して本硬化を行い、液晶表示素子を作製する。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、現在この滴下工法が液晶表示素子の製造方法の主流となっている。
以下に本発明を詳述する。
そこで本発明者は、ヒドラジド系熱硬化剤の配合量を特定量まで減らし、その代わりに、低電圧型液晶とのマッチング性がよいイミダゾール系熱硬化剤を特定量添加することにより、硬化性及び接着性に優れ、液晶汚染を引き起こすことがほとんどない液晶滴下工法用シール剤が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。
上記熱硬化剤は、ヒドラジド系熱硬化剤とイミダゾール系熱硬化剤とを含有する。
上記2官能以上の多官能ヒドラジド化合物は特に限定されず、例えば、セバシン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、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が挙げられる。
上記ヒドラジド系熱硬化剤のうち市販されているものとしては、例えば、アミキュアVDH(味の素ファインテクノ社製)、アミキュアUDH(いずれも味の素ファインテクノ社製)、SDH、ADH(いずれも大塚化学社製)等が挙げられる。
また、上記イミダゾール系熱硬化剤は、水酸基を有することが好ましい。
上記硬化性樹脂は、光硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂、並びに/又は、光熱硬化性樹脂を含有する。
上記光ラジカル重合性化合物は特に限定されないが、不飽和二重結合を有する化合物が好適であり、反応性に優れることから、(メタ)アクリロイルオキシ基を有する化合物がより好適である。
なお、本明細書において、(メタ)アクリロイルオキシ基とは、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を意味する。
なお、本明細書において、(メタ)アクリルとは、アクリル又はメタクリルを意味する。
なお、本明細書において上記エポキシ(メタ)アクリレートとは、エポキシ化合物中の全てのエポキシ基を(メタ)アクリル酸と反応させた化合物のことを表す。
上記ビスフェノールF型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、エピコート806、エピコート4004(いずれもジャパンエポキシレジン社製)等が挙げられる。
上記ビスフェノールS型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、エピクロンEXA1514(DIC社製)等が挙げられる。
上記2,2’−ジアリルビスフェノールA型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、RE−810NM(日本化薬社製)等が挙げられる。
上記水添ビスフェノール型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、エピクロンEXA7015(DIC社製)等が挙げられる。
上記プロピレンオキシド付加ビスフェノールA型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、EP−4000S(ADEKA社製)等が挙げられる。
上記レゾルシノール型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、EX−201(ナガセケムテックス社製)等が挙げられる。
上記ビフェニル型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、エピコートYX−4000H(ジャパンエポキシレジン社製)等が挙げられる。
上記スルフィド型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、YSLV−50TE(東都化成社製)等が挙げられる。
上記エーテル型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、YSLV−80DE(東都化成社製)等が挙げられる。
上記ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、EP−4088S(ADEKA社製)等が挙げられる。
上記ナフタレン型エポキシ樹脂としては、例えば、エピクロンHP4032、エピクロンEXA−4700(いずれもDIC社製)等が挙げられる。
上記フェノールノボラック型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、エピクロンN−770(DIC社製)等が挙げられる。
上記オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、エピクロンN−670−EXP−S(DIC社製)等が挙げられる。
上記ジシクロペンタジエンノボラック型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、エピクロンHP7200(DIC社製)等が挙げられる。
上記ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、NC−3000P(日本化薬社製)等が挙げられる。
上記ナフタレンフェノールノボラック型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、ESN−165S(東都化成社製)等が挙げられる。
上記グリシジルアミン型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、エピコート630(ジャパンエポキシレジン社製)、エピクロン430(DIC社製)、TETRAD−X(三菱ガス化学社製)等が挙げられる。
上記アルキルポリオール型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、ZX−1542(東都化成社製)、エピクロン726(DIC社製)、エポライト80MFA(共栄社化学社製)、デナコールEX−611、(ナガセケムテックス社製)等が挙げられる。
上記ゴム変性型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、YR−450、YR−207(いずれも東都化成社製)、エポリードPB(ダイセル化学工業社製)等が挙げられる。
上記グリシジルエステル化合物のうち市販されているものとしては、例えば、デナコールEX−147(ナガセケムテックス社製)等が挙げられる。
上記ビスフェノールA型エピスルフィド樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、エピコートYL−7000(ジャパンエポキシレジン社製)等が挙げられる。
上記エポキシ樹脂のうちその他に市販されているものとしては、例えば、YDC−1312、YSLV−80XY、YSLV−90CR(いずれも東都化成社製)、XAC4151(旭化成社製)、エピコート1031、エピコート1032(いずれもジャパンエポキシレジン社製)、EXA−7120(DIC社製)、TEPIC(日産化学社製)等が挙げられる。
また、上記イソシアネートに水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体を反応させることにより得られるウレタン(メタ)アクリレートの原料となるイソシアネートとしては、例えば、エチレングリコール、グリセリン、ソルビトール、トリメチロールプロパン、(ポリ)プロピレングリコール、カーボネートジオール、ポリエーテルジオール、ポリエステルジオール、ポリカプロラクトンジオール等のポリオールと過剰のイソシアネートとの反応により得られる鎖延長されたイソシアネート化合物も使用することができる。
上記エポキシ基を有する化合物は特に限定されず、上記エポキシ(メタ)アクリレートを合成するための原料となるエポキシ化合物と同様のエポキシ化合物、環式脂肪族エポキシ樹脂、イソシアネートとグリシドールとの反応によって得られる化合物等が挙げられる。
上記2官能以上のイソシアネートとしては、上記イソシアネートに水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体を反応させることにより得られるウレタン(メタ)アクリレートの原料として挙げたものを用いることができる。
上記2官能以上のイソシアネート及び上記水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体としては、上記イソシアネートに水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体を反応させることにより得られるウレタン(メタ)アクリレートの原料として挙げたものを用いることができる。
上記光重合開始剤は特に限定されず、例えば、紫外線等の光が照射されることでラジカル又はカチオンを生成する重合開始剤が挙げられる。上記光重合開始剤は、上記硬化性樹脂の種類によって適当なものが選択される。
上記光ラジカル重合開始剤のうち市販されているものとしては、例えば、イルガキュア184、イルガキュア369、イルガキュア379、イルガキュア651、イルガキュア819、イルガキュア907、イルガキュア2959、イルガキュアOXE01(いずれもチバ・ジャパン社製)、ベンソインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル(以上、いずれも東京化成工業社製)、ルシリンTPO(BASF Japan社製)等が挙げられる。なかでも吸収波長域が広いことから、イルガキュア651、イルガキュア907、ベンゾインイソプロピルエーテル、及び、ルシリンTPOが好適である。これらの光ラジカル重合開始剤は単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記光カチオン重合開始剤のうち市販されているものとしては、例えば、オプトマーSP−150、オプトマーSP−151、オプトマーSP−170、オプトマーSP−171(いずれもADEKA社製)、UVE−1014(ゼネラルエレクトロニクス社製)、イルガキュア−261(チバガイギー社製)、サンエイドSI−60L、サンエイドSI−80L、UVIー6990(ユニオンカーバイド社製)、BBIー103、MPIー103、TPSー103、MDSー103、DTSー103、NATー103、NDSー103(いずれもミドリ化学社製)、サンエイドSI−100L(いずれも三新化学工業社製)、CI−2064、CI−2639、CI−2624、CI−2481(いずれも日本曹達社製)、RHODORSIL PHOTOINITIATOR 2074(ローヌ・プーラン社製)、CD−1012(サートマー社製)等が挙げられる。これらの光カチオン重合開始剤は単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。また、必要に応じてアントラセン系、チオキサントン系等の増感剤を併用しても良い
上記フィラーは特に限定されず、例えば、タルク、石綿、シリカ、珪藻土、スメクタイト、ベントナイト、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、アルミナ、モンモリロナイト、珪藻土、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、ガラスビーズ、窒化珪素、硫酸バリウム、石膏、珪酸カルシウム、セリサイト活性白土、窒化アルミニウム等の無機フィラーや、ポリエステル微粒子、ポリウレタン微粒子、ビニル重合体微粒子、アクリル重合体微粒子等の有機フィラーが挙げられる。これらのフィラーは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、本明細書において上記低電圧液晶とは、液晶の駆動電圧が3.5V以下の液晶のことを指し、特に2.5〜3.0Vの駆動電圧のものが好適に使用される。
本発明の液晶滴下工法用シール剤と導電性微粒子とを含有する上下導通材料もまた、本発明の1つである。
まず、ITO薄膜等の2枚の電極付き透明基板の一方に、本発明の液晶滴下工法用シール剤及び/又は本発明の上下導通材料をスクリーン印刷、ディスペンサー塗布等により長方形状のシールパターンを形成する。次いで、シール剤未硬化の状態で液晶の微小滴を透明基板の枠内全面に滴下塗布し、すぐに他方の透明基板を重ねあわせ、シール部に紫外線を照射して硬化させる。その後、100〜200℃のオーブン中で約1時間加熱硬化させて硬化を完了させ、液晶表示素子を作製する。
本発明の液晶滴下工法用シール剤及び/又は本発明の上下導通材料を用いてなる液晶表示素子もまた、本発明の1つである。
硬化性樹脂として、ビスフェノールA型エポキシアクリレート(ダイセルサイテック社製、「エベクリル3700」)75重量部、及び、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC社製、「エピクロン850−S」)25重量部と、光重合開始剤として2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン(チバ・ジャパン社製、「イルガキュア651」)1.0重量部と、ヒドラジド系熱硬化剤としてセバシン酸ジヒドラジド(大塚化学社製、「SDH」)0.1重量部と、イミダゾール系熱硬化剤として2−メチルイミダゾール(四国化成社製、「2MZ−PW」)0.1重量部とを、遊星式撹拌機(シンキー社製、「あわとり練太郎」)を用いて混合した後、3本ロールを用いて更に混合することによりシール剤を調製した。
TN型配向膜を塗布し220℃で焼成したガラス基板に、得られた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、60分程度放置した。その後、別のガラス基板を重ね合わせ、基板側からシール部に高圧水銀ランプを用いて100mW/cm2の紫外線を30秒間照射した。次いで、熱硬化工程として、120℃のオーブンで60分間加熱し、液晶表示パネルを得た。
用いた材料の配合量を表1に示したものとしたこと以外は、実施例1と同様にしてシール剤及び液晶表示パネルを調製した。
用いた材料の配合量を表2に示したものとしたこと以外は、実施例1と同様にしてシール剤及び液晶表示パネルを調製した。
実施例及び比較例で得られたシール剤及び液晶表示パネルについて以下の評価を行った。結果を表1、2に示した。
(表示ムラ)
実施例及び比較例で得られた液晶表示パネルについて、シール部周辺の液晶(特にコーナー部)に生じる表示ムラを目視にて観察し、以下の基準で評価した。
◎:表示ムラが全く無い
○:表示ムラがほとんど無い
△:少しの表示ムラが確認される
×:酷い表示ムラが確認される
(比抵抗)
標準温度湿度状態(20℃、65%RH)で、比抵抗測定機(東洋テクニカ社製、「SR−6517型」)と液体用電極(安藤電気社製、「LE−21型」)を用いて非汚染液晶の比抵抗値とシール剤硬化前の汚染液晶の比抵抗値を測定し、以下の基準で評価した。
◎:非汚染液晶に対する汚染液晶の比抵抗値が1/2以上
○:非汚染液晶に対する汚染液晶の比抵抗値が1/5以上1/2未満
△:非汚染液晶に対する汚染液晶の比抵抗値が1/10以上1/5未満
×:非汚染液晶に対する汚染液晶の比抵抗値が1/10未満
実施例及び比較例で得られた液晶表示パネルの上下基板を、カッターを用いて剥がし、顕微IR法によって基板上のシール剤のスペクトルを測定した。この時、アクリル基の定量には810cm−1付近のピーク面積を用い、845〜820cm−1のピーク面積をリファレンスピーク面積として、それぞれのスペクトルからシール剤中のアクリル基の転化率を下記式により算出した。
アクリル基の転化率={1−(硬化後のアクリル基のピーク面積/硬化後のリファレンスピーク面積)/(硬化前のアクリル基のピーク面積/硬化前のリファレンスピーク面積)}×100
以下の基準で評価した。
◎:アクリル基の転化率が95%以上
○:アクリル基の転化率が90%以上95%未満
△:アクリル基の転化率が80%以上90%未満
×:アクリル基の転化率が80%未満
実施例及び比較例で得られたシール剤100重量部に対して平均粒径5μmのポリマービーズ(積水化学工業社製、「ミクロパールSP」)3重量部を遊星式攪拌装置によって均一に分散させ、得られた極微量のシール剤をスライドガラスの中央部にとり、他のスライドガラスをその上に重ね合わせてシール剤を押し広げ、100mW/cm2の紫外線を30秒間照射した。その後120℃で60分加熱を行い、接着試験片を得た。得られた接着試験片についてテンションゲージを用いて接着強度を測定した。
以下の基準で評価した。
◎:接着強度が20kgf/cm以上
○:接着強度が15kgf/cm以上、20kgf/cm未満
△:接着強度が10kgf/cm以上、15kgf/cm未満
×:接着強度が10kgf/cm未満
Claims (5)
- 硬化性樹脂、光重合開始剤、及び、熱硬化剤を含有する液晶滴下工法用シール剤であって、
前記硬化性樹脂は、光硬化性樹脂及び熱硬化性樹脂、並びに/又は、光熱硬化性樹脂を含有し、
前記熱硬化剤は、ヒドラジド系熱硬化剤とイミダゾール系熱硬化剤とを含有し、
前記硬化性樹脂100重量部に対する前記ヒドラジド系熱硬化剤の含有量が0.1〜3.0重量部であり、かつ、前記硬化性樹脂100重量部に対する前記イミダゾール系熱硬化剤の含有量が0.1〜1.5重量部である
ことを特徴とする液晶滴下工法用シール剤。 - ヒドラジド系熱硬化剤は、2官能以上の多官能ヒドラジド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シール剤。
- イミダゾール系熱硬化剤は、水酸基を有することを特徴とする請求項1又は2記載の液晶滴下工法用シール剤。
- 請求項1、2又は3記載の液晶滴下工法用シール剤と、導電性微粒子とを含有することを特徴とする上下導通材料。
- 請求項1、2又は3記載の液晶滴下工法用シール剤及び/又は請求項4記載の上下導通材料を用いてなることを特徴とする液晶表示素子。
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