JP2021172673A - 光硬化性樹脂組成物およびそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(A)成分:エポキシ基を有するアルコキシシラン化合物、およびエポキシ基を有するシロキサン結合を母骨格とする化合物のうちの少なくとも一方の化合物、
(B)成分:1分子内にスルフィド基またはエステル結合を有し、かつ2つまたは3つのチオール基を有する化合物、ならびに
(C)成分:光塩基発生剤
を含み、
(C)成分の含有率は、(A)成分に対して0.5モル百分率以上10モル百分率以下であり、
(B)成分のチオール当量は150g/eq以下である。
以下、光硬化性組成物について詳細に記載する。
炭素原子数1〜10の直鎖アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−へプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、およびn−デシル基が挙げられる。
炭素原子数3〜10の分岐状アルキル基としては、例えば、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、およびイソペンチル基が挙げられる。
炭素原子数4〜10の環状アルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、およびシクロへプチル基が挙げられる。
本実施形態に係る光硬化性樹脂組成物は、
(A)成分:エポキシ基を有するアルコキシシラン化合物、およびエポキシ基を有するシロキサン結合を母骨格とする化合物のうちの少なくとも一方の化合物(以下、(A)成分ということがある)、
(B)成分:1分子内にスルフィド基またはエステル結合を有し、かつ、2つまたは3つのチオール基を有する化合物(以下、(B)成分ということがある)、および
(C)成分:光塩基発生剤(以下、(C)成分ということがある)
を含み、
(C)成分の含有率は、(A)成分に対して0.5モル百分率以上10モル百分率以下であり、
(B)成分のチオール当量は150g/eq以下である。
(A)成分、(B)成分、および(C)成分に加えて、
さらに(D)成分:1分子内にエポキシ基を有するアクリル酸エステル共重合物(以下、(D)成分ということがある)および/または(E)成分:1分子内にエポキシ基を有するアクリル酸エステル(以下、(E)成分ということがある)を含んでいてもよい。
なお、本実施形態に係る光硬化性樹脂組成物は、透明性および反応性、ならびに硬化物の透明性および柔軟性を損なわない範囲において、必要に応じて、各種の樹脂、添加剤等の任意の成分が配合されていてもよい。
(A)成分は、エポキシ基を有するアルコキシシラン化合物、およびエポキシ基を有するシロキサン結合を母骨格とする化合物のうち少なくとも一方の化合物である。
エポキシ基を有するアルコキシシラン化合物は、例えば、下記一般式(1):
YnSi(OR1)4−n (1)
[一般式(1)中、Yは下記一般式(2):
−R2−X (2)
[一般式(2)中、Xはエポキシ基を表し、R2はアルキレン基を表す]
で表される1価の基を表し、R1はアルキル基を表し、nは1以上3以下の整数を表す]で表される。一般式(1)中のnが1または2を表す場合、複数のR1は互いに同一であっても異なってもよい。一般式(1)中のnが2または3を表す場合、複数のYは互いに同一であっても異なってもよい。
(B)成分は1分子内にスルフィド基(−S−)またはエステル結合(−C(=O)O−)を有し、かつ2つまたは3つのチオール基(−SH)を有する化合物である。(B)成分としては、例えば、1分子内にスルフィド基とチオール基とを有する飽和炭化水素(より具体的には、直鎖状または分岐状のアルカン)、および1分子内にエステル結合とチオール基とを有する飽和炭化水素が挙げられる。(B)成分は、好ましくはビス(2−メルカプトエチル)スルフィド(BMS)、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)(TMMP)、および4−ビス(3−メルカプトブチリルオキシ)ブタン(MTBD1)が挙げられる。
(B)成分のチオール当量とは、1g当量のチオール基を含む(B)成分のグラム数を意味し、ヨウ素滴定法にて測定することができる。
(C)成分は光塩基発生剤である。光塩基発生剤としては、例えば、カルボン酸塩、ボレートアニオンを含む塩、第4級アンモニウム塩、およびカルバメートが挙げられる。(C)成分としてカルボン酸塩、ボレートアニオンを含む塩を用いる場合、脂肪族アミンのような弱塩基から、アミジン、グアニジン、ホスファゼン塩基などの強塩基を発生させることができ、エポキシ系化合物等との反応が連鎖的に進行し、優れた反応効率を備えるため、硬化性に優れる。
(D)成分である1分子内にエポキシ基を有するアクリル酸エステル共重合物は、後述の(E)成分の化合物が2種類以上用いて重合された共重合物である。
(E)成分は、1分子内にエポキシ基を有するアクリル酸エステルである。(E)成分は、好ましくはアクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、および4−ヒドロキシプロピルアクリレートグリシジルエーテル4−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテルである。
系、シリコーン系などの各種高分子物質で形成されている。エラストマーは1種単独で使用可能であり、あるいは2種以上を併用可能である。
本発明の実施形態に係る液晶表示装置は、上記光硬化性樹脂組成物を用いる。本実施形態に係る液晶表示装置を図2に示す。図2に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置4は、光硬化性樹脂組成物の硬化物1と、カバーパネル5と、筐体6と、ディスプレイパネル7と、回路基板8とからなる。このように、カバーパネル5と、ディスプレイパネル7の間に、光硬化性樹脂組成物の硬化物1を配置することで、視認性の高い液晶表示装置としても適用できる。
施例により何ら限定されるものではない。また、特に明記しない限り、実施例における部
および%は質量基準である。
表1は、実施例および比較例の光硬化性樹脂組成物の組成((A)〜(E)成分などの組成)、ならびにそれらの評価結果を示す。
実施例1について、以下詳細に説明する。
((A)〜(D)成分および溶媒の準備)
(A)成分として3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業株式会社製「KBE403」、1000当量)を準備した。(B)成分としてトリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート(SC有機化学株式会社製「TMMP」、133当量、3官能)を準備した。(C)成分として(8E)−8−エチルイデン−4−メトキシ−5,6,7,8テトラヒドロナフタレン−1−カルボン酸1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデカ−7−エンを準備した。溶媒としてシクロペンタノンを準備した。
(A)成分1.400質量部と、(B)成分2.361質量部と、(C)成分0.140質量部とをシクロペンタノン2.0質量部に投入して、混合液を作製した。次いで、遊星式混錬機を用いて、混合液を十分に混練し、光硬化性樹脂組成物(1)を調製した。(C)成分の含有率は、(A)成分に対して6.5モル百分率(6.5モル%)であった。
(テストピースの作製)
まず、評価用試料としてテストピースを作製した。図1を参照してテストピースの作製方法を説明する。
具体的には、スリットノズルを用いて、調製した光硬化性樹脂組成物(1)をガラス(松波硝子社製「スライドグラスS1111」、厚さ0.8〜1mm)(ガラス基材)3の表面に塗布した。これにより、塗布膜厚500μmの塗布膜を形成した。その後、真空貼合装置を使用し、塗布膜が形成されたガラス3の表面側に、別途準備したガラス3を貼り合せ、積層体を作製した。積層体は、光硬化性樹脂組成物の塗布膜を介して2つのガラス3の表面が対向する構造を有していた。
(光硬化性樹脂組成物の反応性評価)
反応性に関して、テストピース2を作製する際の、光照射(UV照射)、1時間常温放置、50℃30分の熱処理、および1時間常温放置の計4工程において、光硬化性樹脂組成物(1)が硬化しているかどうかを判断した。表1に各工程での判断結果を「未硬化」、「半硬化」、あるいは「硬化」で示す。上記判断結果から下記評価基準に基づいて光硬化性樹脂組成物(1)の反応性を評価した。
(反応性の評価基準)
○ :熱処理後に硬化している
△ :熱処理後1時間常温放置で硬化している
× :熱処理後1時間常温放置で硬化していない
光硬化性樹脂組成物(1)の透明性は、光硬化性樹脂組成物(1)の全光線透過率Tを用いて評価した。
積分球式光線透過率測定装置を用いて、テストピース2および積層体の全光線透過率を測定した。表1に測定結果を示す。上記測定結果から下記評価基準に基づいて光硬化性樹脂組成物(1)およびその硬化物の透明性を評価した。
(透明性の評価基準)
○:光硬化性樹脂組成物(1)および硬化物の全光線透過率がいずれも90%以上である
△:光硬化性樹脂組成物(1)および硬化物の全光線透過率がいずれも85%以上90%未満である
×:光硬化性樹脂組成物(1)および硬化物の全光線透過率がいずれも85%未満である
硬化物1の柔軟性は、硬化物1のガラス転移点(ガラス転移温度)を用いて評価した。テストピース2から硬化物1を取り出し、測定試料とした。
示差熱量分析計(DSC)(SII製「DSC7000X」)を用いて硬化物1のガラス転移点(単位:℃)を測定した。温度プロファイルは、−45℃から25℃まで昇温するものであった。表1に測定結果を示す。得られた側手結果から下記評価基準に基づいて硬化物1の柔軟性を評価した。
(柔軟性の評価基準)
〇 :硬化物1のガラス転移点が−15℃未満である
△ :硬化物1のガラス転移点が−15℃以上−10℃以下である
× :硬化物1のガラス転移点が−10℃を超える
上記透明性、柔軟性、反応性の評価結果から下記評価基準に基づいて総合的に評価した。
◎ :反応性、透明性、および柔軟性の評価結果がそれぞれで全て○である
○ :総合判定◎および×以外である
× :反応性、透明性、および柔軟性の評価結果のうち少なくとも1つが×である
表1に示す組成および配合量に変更した以外は、実施例1と同様にして光硬化性組成物2〜5およびC1〜C4を作製した。透明性等の評価を行った。表1に評価結果を示す。比較例1では、光硬化性樹脂組成物が硬化せず、硬化物を得ることができなかった。このため、硬化物の全光線透過率を測定できず、硬化物の透明性を評価できなかった。また、硬化物のガラス転移点を測定できず、硬化物の柔軟性を評価できなかった。
比較例2〜4の光硬化性樹脂組成物(C2)〜(C4)では、柔軟性の評価結果がすべて×であった。比較例2では(C)成分は(A)成分に対し10モル百分率を超えているため、UV照射直後に硬化でき反応性は良いが、UV照射面と表面深さ方向でエポキシとチオールの架橋密度が異なり、柔軟性としてはガラス転移度が悪くなったと考えられる。
2 テストピース
3 ガラス
4 液晶表示装置
5 カバーパネル
6 筐体
7 ディスプレイパネル
8 回路基板
9 硬化物
10 ITO付ガラス
Claims (7)
- (A)成分:エポキシ基を有するアルコキシシラン化合物、およびエポキシ基を有するシロキサン結合を母骨格とする化合物のうちの少なくとも一方の化合物、
(B)成分:1分子内にスルフィド基またはエステル結合を有し、かつ2つまたは3つのチオール基を有する化合物、ならびに
(C)成分:光塩基発生剤
を含み、
前記(C)成分の含有率は、前記(A)成分に対して0.5モル百分率以上10モル百分率以下であり、
前記(B)成分のチオール当量は150g/eq以下である、光硬化性樹脂組成物。 - 全光線透過率が85%以上である、請求項1に記載の光硬化性樹脂組成物。
- 前記(A)成分のうち前記シロキサン結合を母骨格とする化合物は、1分子内に2つ以上のエポキシ基を有する、請求項1または2に記載の光硬化性樹脂組成物。
- 前記(C)成分は、カルボン酸塩、ボレートアニオンを含む塩、第4級アンモニウム塩、およびカルバメートから選ばれる少なくとも1つを有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光硬化性樹脂組成物。
- さらに、(D)成分:1分子内にエポキシ基を有するアクリル酸エステル共重合物を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の光硬化性樹脂組成物。
- さらに、(E)成分:1分子内にエポキシ基を有するアクリル酸エステルを含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の光硬化性樹脂組成物。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の光硬化性樹脂組成物を用いた液晶表示装置。
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