JP2018022055A5 - - Google Patents

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1)
(A)分子内に1つの反応性官能基と2以上の環構造を併せ持つ単官能化合物を含有する液晶滴下工法用液晶シール剤。
2)
上記成分(A)が有する反応性官能基が(メタ)アクリロイル基である上記1)に記載の液晶滴下工法用液晶シール剤。
3)
上記成分(A)が、分子内に更にアルキレンオキサイド骨格を有する化合物である上記1)又は2)に記載の液晶滴下工法用液晶シール剤。
4)
上記(A)が、下記式(1)で表される化合物である上記1)に記載の液晶滴下工法用液晶シール剤。
(式中、RはC1−C4アルキレン基を、Aは環状置換基を、Bは水素原子又はメチル基を、nは1〜10の整数を表す。)
5)
更に、(B)熱ラジカル重合開始剤を含有する上記1)乃至4)のいずれか一項に記載の液晶滴下工法用液晶シール剤。
6)
更に、(C)(メタ)アクリル化合物を含有する上記1)乃至5)のいずれか一項に記載の液晶滴下工法用液晶シール剤。
7)
更に、(D)有機フィラーを含有する上記1)乃至6)のいずれか一項に記載の液晶滴下工法用液晶シール剤。
8)
上記成分(D)が、ウレタン微粒子、アクリル微粒子、スチレン微粒子、スチレンオレフィン微粒子、及びシリコーン微粒子からなる群より選択される1又は2以上の有機フィラーである上記7)に記載の液晶滴下工法用液晶シール剤。
9)
更に、(E)無機フィラーを含有する上記1)乃至8)のいずれか一項に記載の液晶滴下工法用液晶シール剤。
10)
更に、(F)シランカップリング剤を含有する上記1)乃至9)のいずれか一項に記載の液晶滴下工法用液晶シール剤。
11)
更に、(G)エポキシ化合物を含有する上記1)乃至10)のいずれか一項に記載の液晶滴下工法用液晶シール剤。
12)
更に、(H)熱硬化剤を含有する上記1)乃至11)のいずれか一項に記載の液晶滴下工法用液晶シール剤。
13)
上記成分(H)が有機酸ヒドラジド化合物である上記12)に記載の液晶滴下工法用液晶シール剤。
14)
更に、(I)光ラジカル重合開始剤を含有する上記1)乃至13)のいずれか一項に記載の液晶滴下工法用液晶シール剤。
15)
2枚の基板により構成される液晶表示セルにおいて、一方の基板に形成された上記1)乃至14)のいずれか一項に記載の液晶滴下工法用液晶シール剤の堰の内側に液晶を滴下した後、もう一方の基板を貼り合わせ、その後熱により硬化することを特徴とする液晶表示セルの製造方法。
16)
上記1)乃至14)のいずれか一項に記載の液晶滴下工法用液晶シール剤を硬化して得られる硬化物でシールされた液晶表示セル。
[(B)熱ラジカル重合開始剤]
本発明の液晶シール剤は、成分(B)として、熱ラジカル重合開始剤を含有しても良い。当該熱ラジカル重合開始剤は、加熱によりラジカルを生じ、連鎖重合反応を開始させる化合物であれば特に限定されないが、有機過酸化物、アゾ化合物、ベンゾイン化合物、ベンゾインエーテル化合物、アセトフェノン化合物、ベンゾピナコール等が挙げられ、ベンゾピナコールが好適に用いられる。例えば、有機過酸化物としては、カヤメックRTMA、M、R、L、LH、SP-30C、パーカドックスCH−50L、BC−FF、カドックスB−40ES、パーカドックス14、トリゴノックスRTM22−70E、23−C70、121、121−50E、121−LS50E、21−LS50E、42、42LS、カヤエステルRTMP−70、TMPO−70、CND−C70、OO−50E、AN、カヤブチルRTMB、パーカドックス16、カヤカルボンRTMBIC−75、AIC−75(化薬アクゾ株式会社製)、パーメックRTMN、H、S、F、D、G、パーヘキサRTMH、HC、TMH、C、V、22、MC、パーキュアーRTMAH、AL、HB、パーブチルRTMH、C、ND、L、パークミルRTMH、D、パーロイルRTMIB、IPP、パーオクタRTMD(日油株式会社製)などが市販品として入手可能である。また、アゾ化合物としては、VA−044、V−070、VPE−0201、VSP−1001(和光純薬工業株式会社製)等が市販品として入手可能である。なお、本明細書中、上付きのRTMは登録商標を意味する。
(メタ)アクリルエステル化合物の具体例としては、N−アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド、アクリロイルモルホリン、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、シクロヘキサン−1,4−ジメタノールモノ(メタ)アクリレート、テトラヒドロフフリル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェニルポリエトキシ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェニルオキシプロピル(メタ)アクリレート、o−フェニルフェノールモノエトキシ(メタ)アクリレート、o−フェニルフェノールポリエトキシ(メタ)アクリレート、p−クミルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、イソボニル(メタ)アクリレート、トリブロモフェニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノール(メタ)アクリレート、ビスフェノールAポリエトキシジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAポリプロポキシジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールFポリエトキシジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンポリエトキシトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールとヒドロキシピバリン酸のエステルジアクリレートやネオペンチルグリコールとヒドロキシピバリン酸のエステルのε−カプロラクトン付加物のジアクリレート等のモノマー類を挙げることができる。好ましくは、N−アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレートを挙げることができる。
エポキシ(メタ)アクリレート化合物は、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応により公知の方法で得られる。原料となるエポキシ樹脂としては、特に限定されるものではないが、2官能以上のエポキシ樹脂が好ましく、例えば、レゾルシンジグリシジルエーテル、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールFノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族鎖状エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ヒダントイン型エポキシ樹脂、イソシアヌレート型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン骨格を有するフェノールノボラック型エポキシ樹脂、その他、カテコール、レゾルシノール等の二官能フェノール類のジグリシジルエーテル化物、二官能アルコール類のジグリシジルエーテル化物、およびそれらのハロゲン化物、水素添加物などが挙げられる。これらのうち液晶汚染性の観点から、ビスフェノールA型エポキシ樹脂やレゾルシンジグリシジルエーテルが好ましい。また、エポキシ基と(メタ)アクリロイル基との比率は限定されるものではなく、工程適合性及び液晶汚染性の観点から適切に選択される。
成分(C)としては、重量平均分子量300〜20000のものを含有する場合が好ましく、更には分子内にウレタン結合を有するものを含有する場合が好ましい。特に好ましいものは、分子内にウレタン結合を有する重量平均分子量2000〜15000のものを含有する場合である。
成分(C)は単独で用いても良いし、2種類以上を混合しても良い。本発明の液晶シール剤において、成分(C)を使用する場合には、液晶シール剤の総量中、通常10〜80質量%、好ましくは20〜70質量%である。
[(E)無機フィラー]
本発明の液晶シール剤は、成分(E)として、無機フィラーを含有しても良い。本発明で含有する無機フィラーとしては、シリカ、シリコンカーバイド、窒化珪素、窒化ホウ素、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、マイカ、タルク、クレー、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、珪酸カルシウム、珪酸アルミニウム、珪酸リチウムアルミニウム、珪酸ジルコニウム、チタン酸バリウム、硝子繊維、炭素繊維、二硫化モリブデン、アスベスト等が挙げられ、好ましくは溶融シリカ、結晶シリカ、窒化珪素、窒化ホウ素、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、マイカ、タルク、クレー、アルミナ、水酸化アルミニウム、珪酸カルシウム、珪酸アルミニウムが挙げられるが、より好ましくはシリカ、アルミナ、タルクである。これら無機フィラーは2種以上を混合して用いても良い。
無機フィラーの平均粒子径は、大きすぎると狭ギャップの液晶セル製造時に上下ガラス基板の貼り合わせ時のギャップ形成がうまくできない等の不良要因となるため、2000nm以下が適当であり、好ましくは1000nm以下、さらに好ましくは300nm以下である。また好ましい下限は10nm程度であり、さらに好ましくは100nm程度である。粒子径はレーザー回折・散乱式粒度分布測定器(乾式)(株式会社セイシン企業製;LMS−30)により測定することができる。
本発明の液晶シール剤において、無機フィラーを使用する場合には、液晶シール剤の総量中、通常5〜50質量%、好ましくは5〜40質量%である。無機フィラーの含有量が5質量%より低い場合、ガラス基板に対する接着強度が低下し、また耐湿信頼性も劣るために、吸湿後の接着強度の低下も大きくなる場合がある。又、無機フィラーの含有量が50質量%より多い場合、フィラー含有量が多すぎるため、つぶれにくく液晶セルのギャップ形成ができなくなってしまう場合がある。
[ラジカル重合防止剤]
上記ラジカル重合防止剤としては、光ラジカル重合開始剤や熱ラジカル重合開始剤等から発生するラジカルと反応して重合を防止する化合物であれば特に限定されるものではなく、キノン系、ピペリジン系、ヒンダードフェノール系、ニトロソ系等を用いることができる。具体的には、ナフトキノン、2−ヒドロキシナフトキノン、2−メチルナフトキノン、2−メトキシナフトキノン、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル、2,2,6,6−テトラメチル−4−ヒドロキシピペリジン−1−オキシル、2,2,6,6−テトラメチル−4−メトキシピペリジン−1−オキシル、2,2,6,6−テトラメチル−4−フェノキシピペリジン−1−オキシル、ハイドロキノン、2−メチルハイドロキノン、2−メトキシハイドロキノン、パラベンゾキノン、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、2,6−ジ−tert−ブチルクレゾール、ステアリルβ−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、3,9−ビス[1,1−ジメチル−2−[β―(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ]エチル]、2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、テトラキス−[メチレン−3−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェニルプロピオネート)メタン、1,3,5−トリス(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキシベンジル)−sec−トリアジン−2,4,6−(1H,3H,5H)トリオン、パラメトキシフェノール、4−メトキシ−1−ナフトール、チオジフェニルアミン、N−ニトロソフェニルヒドロキシアミンのアルミニウム塩、商品名アデカスタブLA−81、商品名アデカスタブLA−82(株式会社アデカ製)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらのうちナフトキノン系、ハイドロキノン系、ニトロソ系ピペラジン系のラジカル重合防止剤が好ましく、ナフトキノン、2−ヒドロキシナフトキノン、ハイドロキノン、2,6−ジ−tert−ブチル−P−クレゾール、ポリストップ7300P(伯東株式会社製)が更に好ましく、ポリストップ7300P(伯東株式会社製)が最も好ましい。
ラジカル重合防止剤の含有量としては本発明の液晶シール剤総量中、0.0001〜1質量%が好ましく、0.001〜0.5質量%が更に好ましく、0.01〜0.2質量%が特に好ましい。
[実施例1〜、比較例1〜の調製]
下記表1に示す割合で(メタ)アクリル化合物(成分(C))に成分(A)、エポキシ化合物(成分(G))、光ラジカル重合開始剤(成分(I))を加え、90℃で加熱溶解した。室温まで冷却し、熱ラジカル重合開始剤(成分(B))、有機フィラー(成分(D))、無機フィラー(成分(E)、熱硬化剤(成分())、シランカップリング剤(成分())、等を加え、攪拌した後、3本ロールミルにて分散させ、金属メッシュ(635メッシュ)で濾過し、液晶滴下工法用シール剤(実施例1〜、比較例1〜)を調製した。
[実施例1〜、比較例1〜3の評価]
実施例1〜、比較例1〜3について、以下評価を行い、結果を表1にまとめる。
[透湿度]
実施例、比較例で製造された液晶シール剤をポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムに挟み厚み100μmの薄膜としたものにメタルハライドランプ(ウシオ電機株式会社製)にて3000mJ/cm (100mW/cm で30秒)の紫外線を照射したのち120℃のオーブンに60分間投入して硬化させた。硬化後PETフィルムをはがしシール剤硬化膜を得られたのち、90mm×90mmの正方形状にカットしサンプル片とした。このサンプル片をJIS−K7129 A法に準拠したSystech Illinois社製の透湿度測定装置Lyssy L80−5000にて60℃の温度条件で透湿度の測定を行った。
[接着強度]
実施例、比較例で製造された液晶シール剤1gにスペーサーとして5μmのグラスファイバー0.01gを添加して混合攪拌を行い、この液晶シール剤を約20mm×30mmのガラス基片上に、ディスペンサーを用いて描画した。この際、線幅が0.8mmとなるように塗布量を設定し、また図1のような形で描画を行った。その後、対向基板として約10mm×25mmのガラス基板を貼り合わせ、3000mJ/cm のUV照射により光硬化させ、120℃オーブンに1時間投入してさらに熱硬化させ、テストピースを作成した。得られたテストピースをボンドテスター(SS−30WD:西進商事株式会社製)にて下から上へ引き剥がす試験を行い、ピール接着強度を測定した。
[液晶汚染性]
実施例、比較例で製造された各液晶シール剤について、10mlバイアル瓶の底にシール剤100mg程度を塗り広げ、次いで、その上から、液晶(MLC−7026−100:メルク株式会社製)を、塗布した各シール剤の10倍量加えた。得られたバイアル瓶を加熱して、120℃で1時間保持した後、室温にあるまで、30分冷却した。それぞれの液晶の上澄みをデカンテーションにて取り分け、デジタル超高抵抗計(R8340:株式会社アドバンテスト製)にて電気抵抗値を測定し、シール剤なしの液晶の値に対する比抵抗値で、以下の基準により判定を行った。
[実施例〜8、比較例4〜5の評価]
実施例〜8、比較例4〜5について、以下評価を行い、結果を表2にまとめる。
[透湿度]
実施例、比較例で製造された液晶シール剤をポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムに挟み厚み100μmの薄膜としたものにメタルハライドランプ(ウシオ電機株式会社製)にて3000mJ/cm (100mW/cm で30秒)の紫外線を照射したのち120℃のオーブンに40分間投入して硬化させた。硬化後PETフィルムをはがしシール剤硬化膜を得られたのち、90mm×90mmの正方形状にカットしサンプル片とした。このサンプル片をJIS−K7129 A法に準拠したSystech Illinois社製の透湿度測定装置Lyssy L80−5000にて60℃の温度条件で透湿度の測定を行った。
[接着強度]
実施例、比較例で製造された液晶シール剤1gにスペーサーとして5μmのグラスファイバー0.01gを添加して混合攪拌を行い、この液晶シール剤を約20mm×30mmのガラス基片上に、ディスペンサーを用いて描画した。この際、線幅が0.5mmとなるように塗布量を設定し、また図1のような形で描画を行った。その後、対向基板として約10mm×25mmのガラス基板を貼り合わせ、3000mJ/cm のUV照射により光硬化させ、120℃オーブンに40分間投入してさらに熱硬化させ、テストピースを作成した。得られたテストピースをボンドテスター(SS−30WD:西進商事株式会社製)にて下から上へ引き剥がす試験を行い、ピール接着強度を測定した。
[弾性率]
実施例及び比較例製造した液晶シール剤について、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムに挟み厚み100μmの薄膜としてものに、メタルハライドランプ(ウシオ電機株式会社製)にて3000mJ/cm (100mW/cm で30秒)の紫外線を照射して硬化させ、その後、120℃のオーブンに40分間投入して硬化させ、PETフィルムをはがしシール剤硬化膜を得られたのち、ダンベル状試験片(全体長75mm、全体幅10mm、狭い平行部分の長さ50mm、幅5mm、厚さ0.1mm)にカットしサンプル片とした。得られた試験片について、テンシロン万能試験機(株式会社エー・アンド・デイ製、RTG−1210)を用いて、室温(22℃)下、試験速度3mm/分で引張試験を行い、比例限度内の引張応力とひずみの結果から弾性率を算出した。
[破断点伸度]
実施例及び比較例製造した液晶シール剤について、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムに挟み厚み100μmの薄膜としものに、メタルハライドランプ(ウシオ電機株式会社製)にて3000mJ/cm (100mW/cm で30秒)の紫外線を照射して硬化させ、その後、120℃のオーブンに40分間投入して硬化させ、PETフィルムをはがしシール剤硬化膜を得られたのち、ダンベル状試験片(全体長75mm、全体幅10mm、狭い平行部分の長さ50mm、幅5mm、厚さ0.1mm)にカットしサンプル片とした。得られた試験片について、テンシロン万能試験機( 株式会社エー・アンド・デイ製、RTG−1210)を用いて、室温(22℃)下、試験速度3mm/分で引張試験を行い、平行部分の距離の増加量から伸び率を算出した。
[折り曲げ試験]
弾性率測定方法と同様の方法によりシール剤硬化膜を作製し、長さ50mm、幅5mm、厚さ0.1mmの長方形にカットし、サンプル片とした。得られたサンプル片を半分の長さ25mmになるように折り曲げて、10秒間固定した。試験片が割れていないものを○、試験片が割れたものを×として評価した。

Claims (16)

  1. (A)分子内に1つの反応性官能基と2以上の環構造を併せ持つ単官能化合物を含有する液晶滴下工法用液晶シール剤。
  2. 前記成分(A)が有する反応性官能基が(メタ)アクリロイル基である請求項1に記載の液晶滴下工法用液晶シール剤。
  3. 前記成分(A)が、分子内に更にアルキレンオキサイド骨格を有する化合物である請求項1又は2に記載の液晶滴下工法用液晶シール剤。
  4. 前記(A)が、下記式(1)で表される化合物である請求項1に記載の液晶滴下工法用液晶シール剤。
    (式中、RはC1−C4アルキレン基を、Aは環状置換基を、Bは水素原子又はメチル基を、nは1〜10の整数を表す。)
  5. 更に、(B)熱ラジカル重合開始剤を含有する請求項1乃至4のいずれか一項に記載の液晶滴下工法用液晶シール剤。
  6. 更に、(C)(メタ)アクリル化合物を含有する請求項1乃至5のいずれか一項に記載の液晶滴下工法用液晶シール剤。
  7. 更に、(D)有機フィラーを含有する請求項1乃至6のいずれか一項に記載の液晶滴下工法用液晶シール剤。
  8. 前記成分(D)が、ウレタン微粒子、アクリル微粒子、スチレン微粒子、スチレンオレフィン微粒子、及びシリコーン微粒子からなる群より選択される1又は2以上の有機フィラーである請求項7に記載の液晶滴下工法用液晶シール剤。
  9. 更に、(E)無機フィラーを含有する請求項1乃至8のいずれか一項に記載の液晶滴下工法用液晶シール剤。
  10. 更に、(F)シランカップリング剤を含有する請求項1乃至9のいずれか一項に記載の液晶滴下工法用液晶シール剤。
  11. 更に、(G)エポキシ化合物を含有する請求項1乃至10のいずれか一項に記載の液晶滴下工法用液晶シール剤。
  12. 更に、(H)熱硬化剤を含有する請求項1乃至11のいずれか一項に記載の液晶滴下工法用液晶シール剤。
  13. 前記成分(H)が有機酸ヒドラジド化合物である請求項12に記載の液晶滴下工法用液晶シール剤。
  14. 更に、(I)光ラジカル重合開始剤を含有する請求項1乃至13のいずれか一項に記載の液晶滴下工法用液晶シール剤。
  15. 2枚の基板により構成される液晶表示セルにおいて、一方の基板に形成された請求項1乃至14のいずれか一項に記載の液晶滴下工法用液晶シール剤の堰の内側に液晶を滴下した後、もう一方の基板を貼り合わせ、その後熱により硬化することを特徴とする液晶表示セルの製造方法。
  16. 請求項1乃至14のいずれか一項に記載の液晶滴下工法用液晶シール剤を硬化して得られる硬化物でシールされた液晶表示セル。
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