JP2846842B2

JP2846842B2 - 液晶シール材及び液晶表示装置

Info

Publication number: JP2846842B2
Application number: JP15620095A
Authority: JP
Inventors: 聡山田; 秀樹松川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-06-22
Filing date: 1995-06-22
Publication date: 1999-01-13
Anticipated expiration: 2014-01-13
Also published as: JPH095759A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多くの電子機器の表示
装置として用いることのできる液晶表示装置の液晶表示
パネル用の液晶シール材、ならびにこの液晶シール材に
よりシールされた液晶表示パネルを有してなる液晶表示
装置に関する。特に本発明は、液晶シール材形成工程と
２枚の電極付き基板貼合わせ工程の間に、液晶を滴下注
入する工程を含む工程により製造される液晶表示パネル
に用いる液晶シール材、ならびにこの液晶表示パネル用
の液晶シール材により液晶がシールされた液晶表示パネ
ルを有してなる液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】２枚の配向処理を施した透明電極付き基
板の間隙に液晶を封止してなる液晶表示パネルを有する
液晶表示装置に関して、前記２枚の基板を接着し、液晶
を封止する目的で使用されている液晶シール材（以下、
単にシール材と略称する）には、熱硬化型の１液タイプ
のエポキシ樹脂（三井東圧化学工業株式会社製“ストラ
クトボンドＸＮ−２１−Ｆ”）がよく知られている。

【０００３】この熱硬化型のエポキシ樹脂を成分とする
シール材は、硬化時にシール材の粘度が低下し、予め位
置合わせして貼合わせた２枚の基板間に横方向の位置ず
れ、すなわち基板のアライメントずれが生じたり、硬化
に必要な温度が約１５０℃と高いため基板にソリが生じ
たり、硬化時間が長い等の問題があり、歩留まりの低下
や、作業効率の低下、液晶表示装置の表示品位の低下を
引き起こしていた。

【０００４】こうした問題を解決するために、紫外線硬
化型、あるいは、紫外線硬化成分と熱硬化成分との併用
型シール材を使用する方法がある。まず、紫外線硬化型
のシール材としては、硬化機構がラジカル重合である
（メタ）アクリル酸系モノマーを含むものが一般的であ
る。［ここで“（メタ）アクリル……”とは“アクリル
……”及び／または“メタアクリル……”を意味するも
のであり、本発明においても同様の意味で使用され
る。］。しかし、ラジカル重合では、紫外線硬化時の硬
化収縮が大きいため、接着性、液晶パネルの耐湿性に大
きな問題がある。こうした硬化収縮を防止するために特
開平７ー１３１７３号や特開平７ー１３１７４号公報に
は変性ウレタンアクリレートを使用することも提案され
ている。

【０００５】次に、紫外線硬化成分と熱硬化成分との併
用型のシール材に関しては、紫外線硬化成分に（メタ）
アクリル酸系モノマーを、また、熱硬化成分にエポキシ
樹脂を使用している市販品（例えば、協立化学産業株式
会社製“ワールドロックＸ−８７００”）あるいは特開
平７ー１３１７５号等が知られている。

【０００６】さらに、配向処理を施した電極付き基板に
シール材を形成する工程と、対向する基板とをスペーサ
ー手段を介して貼合わせる工程との間で液晶を滴下注入
する工程を設ける滴下工法で製造される液晶パネルにお
いては、未硬化のシール材と液晶が接するため、ラジカ
ル重合機構で重合する紫外線硬化が可能なシール材が必
要となる。ここでもしカチオン重合機構で重合するモノ
マーやオリゴマーを使用する場合には、シール材に光開
始剤としてカチオン系のものを使用するため、液晶中に
イオン成分が溶出し、液晶の配向不良、電流値の増加等
の問題が発生する。そこで、液晶と接する側にラジカル
重合機構で重合する紫外線硬化型シール材、その周囲に
エポキシ系のシール材を使用する二重シール方式が特開
昭６２ー８９０２５号により提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記、紫外線硬化型の
シール材に関して、ラジカル重合の硬化機構を有する
（メタ）アクリル酸系モノマーから形成される樹脂を使
用した場合、硬化時の硬化収縮が大きいために接着性、
液晶パネルの耐湿性の不良といった課題が発生する。こ
うした課題を解決するために特開平７ー１３１７３号や
特開平７ー１３１７４号で提案されているように、ウレ
タンアクリレートを含むことにより硬化収縮を防止し、
基板との密着性を改善し、接着性、耐湿性の向上を図る
方法がある。しかしウレタンアクリレートは、熱膨張が
起こり耐熱性に弱い。とくに、液晶表示装置の表示の面
内均一化をはかるために行われているアニール工程で
は、アニール温度を液晶のネマチック−アイソトロピッ
ク相転移温度（通常８０℃から１２０℃）以上で行うた
めに、ウレタンアクリレートを含むシール材の膨張が発
生し、かかる液晶パネルを備えた液晶表示装置の液晶パ
ネルシール部分周辺でギャップ高による閾値電圧むらが
発生するといった課題が生じる。

【０００８】また、紫外線硬化成分と熱硬化成分との併
用型シール材に関しては、その紫外線硬化成分に（メ
タ）アクリル酸系モノマーから重合される樹脂、熱硬化
成分にエポキシ樹脂を使用していることから、紫外線硬
化時にエポキシ樹脂が（メタ）アクリル酸系モノマーの
ラジカル重合を阻害し、十分な重合を得るのに、大きな
紫外線エネルギーが必要となる。また、熱硬化成分がエ
ポキシ樹脂であることから、高温で長時間の熱硬化が必
要となり、生産上ガラス基板のそり等の問題から歩留ま
りが低下する危険性がある。

【０００９】さらに、上記の滴下工法では、二重シール
方式を採用しているが、この二重シール方式では、シー
ル幅が通常の２倍必要となり、それだけ液晶パネルの表
示部として実質的に使用できる面積が狭くなり、液晶パ
ネルの製品設計上大きな制約を与えることとなる。ここ
で前記紫外線硬化成分と熱硬化成分との併用型シール材
を使用する場合、熱硬化成分であるエポキシ樹脂が（メ
タ）アクリル酸系モノマーの紫外線によるラジカル重合
を阻害するために、十分な重合の進行が達成されないこ
とから、その後の熱硬化時に未反応のエポキシ樹脂が液
晶中に溶出し、液晶の配向不良を引き起こすこととな
る。

【００１０】本発明は、紫外線硬化成分と熱硬化成分と
の併用型のシール材が、その重合されるモノマーないし
オリゴマー成分としてラジカル重合機構で重合する（メ
タ）アクリル酸系モノマーないしオリゴマーだけを含有
させることにより、シール材のこれらの問題点を解決
し、接着性、液晶パネルの耐湿性に優れ、紫外線硬化時
にラジカル重合が阻害されず、高温で長時間の熱硬化が
必要でなく、液晶の配向不良を引き起こす欠点がなく、
なおかつ液晶シール材形成工程と２枚の電極付き基板貼
合わせ工程の間に、液晶を滴下注入する工程を含むいわ
ゆる滴下工法により製造される液晶表示パネルに好適に
使用できる液晶表示装置の液晶表示パネル用の液晶シー
ル材、ならびにこの液晶シール材によりシールされた液
晶表示パネルを有してなる表示品位、信頼性の向上した
液晶表示装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の液晶シール材形成工程と２枚の電極付き基
板貼合わせ工程の間に、液晶を滴下注入する工程を含む
工程により製造される液晶表示パネル用の液晶シール材
は、紫外線硬化成分と熱硬化成分とを含有する液晶シー
ル材であって、その成分がエポキシ（メタ）アクリレー
ト、（メタ）アクリル酸エステル、光開始剤、熱硬化
剤、シランカップリング剤、無機充填材を必須成分とし
て含有し、前記（メタ）アクリル酸エステルとして、１
分子中に複数の（メタ）アクリル酸残基を有する（メ
タ）アクリル酸エステルがシール材中に５〜１０重量％
ならびに１分子中に１個の（メタ）アクリル酸残基を有
する（メタ）アクリル酸エステルがシール材中に２〜１
０重量％含有してなる構成を有する。

【００１２】前記本発明の液晶シール材においては、エ
ポキシ（メタ）アクリレートが、ビスフェノールＡ型、
もしくはノボラック型のエポキシ（メタ）アクリレート
であって、エポキシ（メタ）アクリレートが液晶シール
材中に４０〜７０重量％の範囲で含有されている事が好
ましい。

【００１３】また、前記本発明の液晶シール材において
は、光開始剤が、アセトフェノン系光開始剤、ベンゾイ
ン系光開始剤、ベンゾフェノン系光開始剤からなる群か
ら選ばれた光開始剤であって、光開始剤が液晶シール材
中に３〜５重量％の範囲で含有されている事が好まし
い。

【００１４】また、前記本発明の液晶シール材において
は、熱硬化剤が、ヒドラジド、芳香族アミン、酸無水
物、イミダゾールからなる群から選ばれた熱硬化剤であ
って、熱硬化剤が液晶シール材中に２〜５重量％の範囲
で含有されている事が好ましい。

【００１５】また、前記本発明の液晶シール材において
は、熱硬化剤が、平均粒子径が３μｍ以下の固形粒子状
の熱硬化剤である事が好ましい。また、前記本発明の液
晶シール材においては、シランカップリング剤が、グリ
シジルエトキシシラン及びグリシジルメトキシシランか
らなる群から選ばれたシランカップリング剤であって、
シランカップリング剤が液晶シール材中に２〜７重量％
の範囲で含有されている事が好ましい。

【００１６】また、前記本発明の液晶シール材において
は、無機充填材が、含水硅酸マグネシウム、炭酸カルシ
ウム、酸化アルミニウム、シリカからなる群から選ばれ
た平均粒径が１．５μｍ以下の無機充填材であって、無
機充填材が液晶シール材中に８〜２０重量％の範囲で含
有されている事が好ましい。

【００１７】また、本発明の液晶表示装置は、上記のい
ずれかに記載の液晶シール材形成工程と２枚の電極付き
基板貼合わせ工程の間に、液晶を滴下注入する工程を含
む工程（滴下工法）により製造される液晶表示パネル用
の液晶シール材により液晶が滴下工法によりシールされ
た液晶表示パネルを有してなる液晶表示装置である。

【００１８】

【作用】本発明による液晶シール材は、紫外線硬化成分
として紫外線でラジカル重合するエポキシ（メタ）アク
リレート、（メタ）アクリル酸エステル、光開始剤の組
み合わせを使用し、熱硬化成分として、紫外線硬化成分
の紫外線照射によるラジカル重合で生成する樹脂成分を
架橋するための熱硬化剤を使用している。このようにエ
ポキシ樹脂を含有していないので、長時間加熱してエポ
キシ樹脂を硬化させる必要がなく、加熱によってシール
材の粘度が低下する事がないので、貼合わせた基板のア
ライメントずれが生じたり、基板の反りが生じる恐れが
なく、硬化収縮も少なく抑えられ、また、紫外線硬化時
にエポキシ樹脂の存在により、エポキシ（メタ）アクリ
レート、（メタ）アクリル酸エステルのラジカル重合が
阻害される恐れがない。また、特に滴下工法の場合に生
じやすい熱硬化時に未反応のエポキシ樹脂が液晶中に溶
出し、液晶の配向不良を引き起こす恐れもなく、接着
性、耐湿性に優れた液晶パネルが実現可能なシール材を
提供できる。従って本発明のシール材で液晶をシールさ
れた液晶パネルを備えた液晶表示装置は、液晶の配向不
良や電流値の増加がなく、接着性、耐湿性に優れた液晶
パネルを有する表示品位が良好で信頼性のよい液晶表示
装置を提供することができる。この様に本発明で用いる
シール材はラジカル重合の硬化機構でありながら、接着
性、耐湿性に優れた液晶パネルを作成することができる
ので、表示品位、信頼性の高い液晶表示装置を提供する
ことができる。

【００１９】特に、本発明のシール材は、硬化機構がラ
ジカル重合機構であることから、紫外線硬化時の反応割
合が高く、２枚の配向処理を施した電極付き基板の一方
にシール材を形成し、残り他方の基板とスペーサー手段
を介して前記２枚の基板を貼合わせる工程の間に液晶を
滴下注入する工程を含む滴下工法を採用した場合に、液
晶の配向状態、及び電気特性に大きな影響を与える事が
ない。その上、紫外線硬化後に行うシール材の熱硬化で
も液晶パネルのアニール温度以下で重合する熱硬化剤を
適宜選択することにより、生産性の効率を落とすことは
ない。従って、滴下工法において表示品位の良好な液晶
表示装置を効率よく提供できる。

【００２０】尚、本発明のシール材の成分に於いては、
エポキシ（メタ）アクリレート成分は比較的熱膨張が少
なく、重合が早く進むので、配向処理を施した電極付き
基板にシール材を形成する工程と、対向する基板とをス
ペーサー手段を介して貼合わせる工程との間で液晶を滴
下注入する工程を設けるいわゆる滴下工法に使用する場
合において、シール材と液晶が接することにより未硬化
のシール材中の成分が液晶中に溶けだして、液晶の配向
不良や得られる液晶表示装置の電流値の増大を防止する
のに有効な成分である。尚、エポキシ（メタ）アクリレ
ート成分は通常オリゴマーの形で入手でき、オリゴマー
の形で本発明の一成分原料として使用される。

【００２１】（メタ）アクリル酸エステルとして、１分
子中に複数の（メタ）アクリル酸残基を有する（メタ）
アクリル酸エステルは、硬化密度を高め、熱硬化を促進
し、高温信頼性の高いシールを実現するのに有用な役割
を果たしており、この成分がシール材中に５重量％より
少ない場合には、架橋密度が不足し、熱信頼性の高い液
晶表示装置を実現することができなくなる。また、１０
重量％を越える場合には、硬化収縮が生じやすく好まし
くない。

【００２２】また１分子中に１個の（メタ）アクリル酸
残基を有する（メタ）アクリル酸エステルは、硬化収縮
が比較的少なく、硬化収縮を抑制する成分として有用で
あり、また、重合前のモノマーの段階でエポキシ（メ
タ）アクリレート成分などの溶剤的な役割を担い、従っ
て粘度の調整剤としてシール材を印刷などによって基板
に塗布する場合に適当な粘度に調整することができる役
割を果たすことができる。この成分がシール材中に２重
量％よりも少ない場合には、シール材の硬化収縮が生じ
やすくなり、一方、１０重量％よりも多い場合には、架
橋密度が低くなり、得られる液晶表示装置の熱信頼性が
低下すると共に、量が多すぎることにより、未硬化成分
が液晶中に溶けだし、液晶の配向不良などの問題を生じ
る。

【００２３】光開始剤は、前記（メタ）アクリル系の各
種モノマーないしオリゴマー成分を紫外線重合するのに
必要なラジカル発生源の役割をする。熱硬化剤は、前記
紫外線重合で生成したポリマー成分の熱架橋、熱硬化に
主として寄与し、接着性の向上、熱信頼性の向上を達成
する役割を担う。

【００２４】また、シランカップリング剤は、更に耐湿
性を向上させるに有効な成分であり、無機充填材は、剥
離強度の向上など、接着性に寄与すると共に、シール材
の粘度の調整の役割も兼ねている成分である。

【００２５】本発明のシール材は以上の様な成分を用い
ているので、ラジカル重合の硬化機構でありながら、接
着性、耐湿性に優れ、表示品位、信頼性の高いものとな
る。次に、更に本発明の好ましい態様について更に説明
すると、エポキシ（メタ）アクリレートが、ビスフェノ
ールＡ型、もしくは、ノボラック型のエポキシ（メタ）
アクリレートであって、液晶シール材中に４０〜７０重
量％の範囲で含有されていることが好ましく、ビスフェ
ノールＡ型、もしくはノボラック型のエポキシ（メタ）
アクリレートは印刷でシール剤を塗布する場合に適当な
粘度範囲に調整し得る粘度を有し、変性ウレタンアクリ
レートなどに比べて熱膨張などが生じにくく、好まし
い。また、使用割合を４０〜７０重量％の範囲とするこ
とにより、他のモノマー成分の割合が多くなって生じる
硬化収縮や液晶の配向不良などの問題や、シール材を印
刷などで塗布する場合に粘度が高過ぎたり、低過ぎると
言う問題もなく好ましい。

【００２６】また、光開始剤がアセトフェノン系光開始
剤、ベンゾイン系光開始剤、ベンゾフェノン系光開始剤
からなる群から選ばれた光開始剤の場合には、通常の紫
外線ランプの波長で重合が進行しやすく、また、これら
の光開始剤は、ポットライフが長いので、シール材調整
中に重合が進行してしまう恐れがないので好ましい。光
開始剤の配合割合は、余りに少な過ぎると、紫外線硬化
が十分進行しないので、未硬化成分が液晶中に溶けだ
し、液晶の配向不良などの問題が生じる恐れが有り、余
りに多すぎると、余分な光開始剤から発生したラジカル
などが液晶中に溶け出して、得られる液晶表示装置の電
流値などに影響を及ぼすので、光開始剤は液晶シール材
中に３〜５重量％の範囲で含有されていることが好まし
い。

【００２７】また、熱硬化剤をヒドラジド、芳香族アミ
ン、酸無水物、イミダゾールからなる群から選ばれた熱
硬化剤とすることにより、これらの熱硬化剤は、硬化温
度が通常液晶の分解点よりも低く、液晶を熱劣化させる
恐れが少なく好ましい。また、これらの熱硬化剤は、ポ
ットライフが長く、通常８時間以上のポットライフを有
するので、シール材調整中に熱硬化剤が分解してしまう
恐れがなく好ましい。

【００２８】また、熱硬化剤を、平均粒子径が３μｍ以
下の固形粒子状の熱硬化剤とすることにより、固形粒子
状のものはポットライフが長く、好ましい。また、平均
粒子径が３μｍ以下とすることにより、スペーサーなど
で調整する液晶パネルの２枚の基板のギャップよりも平
均粒子径が小さいので、液晶パネルの２枚の基板のギャ
ップに、悪影響を及ぼす恐れが無く、好ましい。熱硬化
剤の平均粒子径の下限は特に制限はないが通常１μｍ程
度である。

【００２９】また、シランカップリング剤を、グリシジ
ルエトキシシラン及びグリシジルメトキシシランからな
る群から選ばれたシランカップリング剤とすることによ
り、これらは耐湿性の改良効果が大きく好ましい。ま
た、これらのシランカップリング剤の配合割合が余りに
少なすぎると、液晶パネルの更なる耐湿性の向上にほと
んど寄与せず、余りに多すぎると液晶中に混入して配向
不良などを生ずる恐れが有り、液晶シール材中に２〜７
重量％の範囲で含有されている場合には、この様な問題
は全く考慮しなくてよいので好ましい。

【００３０】また、無機充填材が、含水硅酸マグネシウ
ム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、シリカからな
る群から選ばれた無機充填材とすることにより、これら
は平均粒径が１．５μｍ以下のものが比較的容易に入手
しやすいこと、接着性の向上効果がより大きいことと、
シール材を印刷により塗布する場合に、シール材の粘度
が調整しやすいことなどの理由から好ましい。また、平
均粒径が１．５μｍ以下の無機充填材とすることにより
シール材中への分散性が良好であり、また、スペーサー
などで調整する液晶パネルの２枚の基板のギャップより
も平均粒子径が小さいので、液晶パネルの２枚の基板の
ギャップに悪影響を及ぼす恐れが無く、好ましい。無機
充填材の平均粒子径の下限は特に制限はないが通常１５
ｎｍ程度の小さいものも好適に使用できる。無機充填材
の配合割合は、余りに少な過ぎると、更なる接着性の改
良効果が十分でなく、余りに多すぎる場合には、印刷な
どでシール材を基板に塗布形成する場合に、不適当にな
り、２枚の基板のギャップも所定の間隔に保ちにくくな
るので、液晶シール材中に８〜２０重量％の範囲で含有
されている場合には、この様な問題は全く考慮しなくて
よく、好ましい。

【００３１】また、１分子中に１個以上の（メタ）アク
リル酸残基を含む（メタ）アクリル酸エステルの配合量
と、無機充填剤の配合量を上記配合量マージンの中で調
節することにより、印刷性、及び貼合わせ後のアライメ
ント調整に適したシール材の粘性が得られ、効率よく液
晶表示装置の生産が行える。

【００３２】しかも、無機充填剤の粒径を１．５μｍ以
下とすることにより、シール材のチキソトロピー性の向
上が図れることから、滴下工法においては、シール材の
たれによる配向の劣化、基板貼合わせ後のシール材の破
れ等の問題もなく表示品位の良好な液晶表示装置を提供
できる。

【００３３】

【実施例】本発明の液晶表示装置は、使用するシール材
がラジカル重合機構である、紫外線硬化成分と熱硬化成
分との併用型であることから、信頼性と表示品位の高い
ものがえられる。本発明の液晶表示装置自体は前記シー
ル材の組成の点を除いては、従来公知の構成のものが採
用できるので、詳細な説明は省略する。

【００３４】シール材の各成分に関して具体例を説明す
る。エポキシ（メタ）アクリレートとしては、ビスフェ
ノールＡ型もしくはノボラック型のエポキシ（メタ）ア
クリレートが好ましく、ビスフェノールＡ型エポキシ
（メタ）アクリレートの具体例としては、例えばビスフ
ェノールＡ型グリシジルエーテル変性ジアクリレートな
どが挙げられ、ノボラック型エポキシ（メタ）アクリレ
ートの具体例としては、例えばノボラック型グリシジル
エーテル変性ジアクリレートなどが挙げられる。実施例
においては、昭和高分子株式会社製のビスフェノールＡ
型エポキシアクリレートオリゴマーである“ＳＰ−１５
６３”を使用した。

【００３５】（メタ）アクリル酸エステルのうち、１分
子中に複数の（メタ）アクリル酸残基を有する（メタ）
アクリル酸エステルの具体例としては、例えばペンタエ
リスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトール
テトラアクリレートなどが挙げられ、実施例において
は、大阪有機化学工業株式会社製のペンタエリスリトー
ルトリアクリレート“ビスコート＃３００”を用いた。

【００３６】（メタ）アクリル酸エステルのうち、１分
子中に１個の（メタ）アクリル酸残基を有する（メタ）
アクリル酸エステルの具体例としては、例えばテトラヒ
ドロフルフリルアクリレート、２−ヒドロキシプロピル
アクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレ
ートなどが挙げられ、実施例においては、共栄社化学株
式会社製のエトキシジエチレングリコールアクリレート
“ＥＣ−Ａ”を使用した。

【００３７】光開始剤としてはアセトフェノン系光開始
剤、ベンゾイン系光開始剤、ベンゾフェノン系光開始剤
などが好ましく、アセトフェノン系光開始剤の具体例と
しては、例えばジエトキシアセトフェノン、４−ｔ−ブ
チル−ジシクロアセトフェノン、２，２ージメトキシー
２ーフェニルアセトンなどが挙げられ、ベンゾイン系光
開始剤の具体例としては、例えばベンゾイン、ベンゾイ
ンエチルエーテル、ベンジルメチルケタールなどが挙げ
られ、ベンゾフェノン系光開始剤の具体例としては、例
えばベンゾフェノン、４−フェニルベンゾフェノン、ヒ
ドロキシベンゾフェノンなどが挙げられ、実施例におい
ては、日本チバガイギー株式会社製の２，２ージメトキ
シー２ーフェニルアセトン“イルガキュアー６５１”を
使用した。

【００３８】熱硬化剤としてはヒドラジド系、芳香族ア
ミン系、酸無水物系、イミダゾール系が好ましく、ヒド
ラジド系熱硬化剤の具体例としては、例えば７，１１−
オクタデカジエンジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジ
ドなどが挙げられ、芳香族アミン系熱硬化剤の具体例と
しては、例えば、ジアミノジフェニルメタン、メタフェ
ニレンジアミンなどが挙げられ、酸無水物系熱硬化剤の
具体例としては、例えば、ヘキサハイドロ無水フタール
酸、テトラハイドロ無水フタール酸などが挙げられ、イ
ミダゾール系熱硬化剤の具体例としては、例えば２−エ
チルメチルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、１
−ベンジル−２−メチルイミダゾールなどが挙げられ、
実施例においては、ヒドラジド系の固形粒子熱硬化剤で
味の素株式会社製の“ＵＤＨ”（三本ロールで平均粒子
径３μｍに調整したもの）、もしくは変性芳香族アミン
で鱗片状の油化シェルエポキシ株式会社製の“エピキュ
アＺ”を使用した。

【００３９】シランカップリング剤としては、グリシジ
ルエトキシシラン及びグリシジルメトキシシランが好ま
しく用いられ、実施例においては、信越化学工業株式会
社製のγーグリシドキシプロピルトリメトキシシラン
“ＫＢＭ４０３”を使用した。

【００４０】無機充填剤としては、含水硅酸マグネシウ
ム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、シリカなどが
好ましく用いられ、実施例においては、日本タルク株式
会社製の含水硅酸マグネシウム“スーパータルクＳＧ−
９５”（平均粒子径１．４μｍ）と、日本アエロジル株
式会社製の二酸化珪素“アエロジルＲ２０２”（平均一
次粒子径１５ｎｍ）を採用した。

【００４１】硬化条件としては、紫外線硬化には通常高
圧水銀ランプが用いられ、照射条件は用いるランプの種
類やシール材の組成や量、ランプからの距離などによっ
て異なり、これらの条件に応じて適宜調整すればよく、
特に限定するものではないが、例えばエネルギー量で６
００ｍＪ〜５０００ｍＪ程度の照射条件が採用される。
実施例においては高圧水銀ランプとして日本電池株式会
社製の“ＨＧＱ−２０００”を使用し、シール材への波
長４２０ｎｍ以下の紫外線の照度が２０ｍｗ／ｃｍ²
で、２分間照射し、照射エネルギーが４８００ｍＪとな
るようにした。熱硬化に関しても、用いた熱硬化剤の種
類やその他の素材の種類、配合割合などによって異な
り、特に限定するものではないが、例えば１００〜１５
０℃で１時間以上程度の条件が通常採用され、実施例に
おいては液晶パネルのアニール条件と同等の１２０℃で
１２時間行った。

【００４２】以下、具体的実施例ならびに比較例を挙げ
て本発明を更に説明するが、本発明はこの実施例に記載
されたもののみに限定されるものではない。本発明なら
びに比較例によるシール材を用いた液晶表示装置の断面
構造の一具体例を説明する。図１は、今回評価に用いた
液晶パネルの断面模式図である。ガラス基板１ａには、
その内側面にＩＴＯ（インジウムとスズの酸化物）から
なる透明電極２ａが設けられ、更にその内側面に配向処
理されたポリイミド配向膜３ａが設けられており、ガラ
ス基板１ｂには、その内側面にＩＴＯ（インジウムとス
ズの酸化物）からなる透明電極２ｂが設けられ、更にそ
の内側面に配向処理されたポリイミド配向膜３ｂが設け
られ、かかる配向処理を施した２枚の電極付きガラス基
板１ａ、１ｂを、散布により一定の密度で配置した樹脂
ビーズスペーサー材４（粒子径７．４μｍ）によりセル
ギャップを制御し、シール材６により前記２枚の電極付
き基板を接着し、なおかつ液晶５が封止されているもの
である。なお配向を制御するためのポリイミド配向膜３
ａ、３ｂの設けられている領域の外側の領域にシール材
６を設け、ポリイミド配向膜３ａ、３ｂの設けられてい
る領域とは重複しないようにしてある。尚、滴下工法に
よる液晶５の注入については実施例１〜３と比較例１〜
３において説明する。

【００４３】（実施例１〜３と比較例１〜３）２枚の配向処理を施した電極付き基板の一方にシール材
を形成し、残りの他方の基板とスペーサー手段を介して
前記２枚の基板を貼合わせる工程の間に液晶を滴下注入
する工程を含む、いわゆる滴下工法で液晶表示装置を作
製した場合の本発明による液晶表示装置の一実施例を説
明する。

【００４４】まず滴下工法に関して図２と図３を用いて
説明する。図２は本実施例で採用する滴下工法で液晶表
示装置用の液晶パネルを製造する場合の、液晶を滴下す
る工程の概略斜視図であり、図３は滴下工法で液晶表示
装置用の液晶パネルを製造する場合の、液晶を滴下した
基板とスペーサー材を配置した対向する基板とを貼合わ
せる工程の概略断面の端面図である。

【００４５】図２から配向処理を施した電極付き基板１
０ｂ（図１で説明した基板１ｂと同様）の内側面の一部
にスクリーン印刷等を用いてシール材１１を任意のパタ
ーン状に形成し、そのシール材で囲まれた範囲に液晶１
２をディスペンサー等の液体吐出装置１３を用いて滴下
配置する。次に図３に示す様に、前記液晶を配置した基
板１０ｂと対向する配向処理を施した電極付き基板１０
ａ（図１で説明した基板１ａと同様）の内側面に樹脂ビ
ーズスペーサー材１４（粒子径７．４μｍ）を散布によ
り面内均一な密度で配置し固着する。そして前記基板１
０ａと１０ｂとを０．４〜１Ｔｏｒｒの減圧にした真空
槽１５内で減圧下で貼合わせ、その後大気圧により基板
を押圧することによりギャップ制御を行う。

【００４６】以下、表１に実施例１〜３と比較例１〜３
の各成分とその配合量、および、シール際の配向状態、
１２０℃、１０００時間の高温試験後の電流値変化と液
晶の配向状態、６０℃９５％、１０００時間の耐湿試験
後の電流値変化と液晶の配向状態とを示す。

【００４７】尚、評価基準は、通常のパソコンやワープ
ロなどのＯＡ機器が使用される環境で使用可能かどうか
の評価であるが、△印の“将来の使用に際し問題あり”
とは、よりシビアーな環境、すなわち自動車などの車載
用とか屋外での使用など近い将来開発される用途を想定
した環境条件下での使用に際し問題ありと言う意味であ
る。

【００４８】

【表１】

【００４９】ここで、実施例１と２は１分子中に１個の
（メタ）アクリル酸残基を有する（メタ）アクリル酸エ
ステルの一種である“ＥＣ−Ａ”の配合量が２重量％と
１０重量％と違い、実施例１と３は熱硬化剤がそれぞれ
変性芳香族アミン系の熱硬化剤“エピキュアＺ”とヒド
ラジド系の熱硬化剤“ＵＤＨ”と違い，各成分の配合量
は同じものである。比較例１は、熱硬化剤である“エピ
キュアＺ”が配合されていないもので、比較例２は、１
分子中に複数の（メタ）アクリル酸残基を有する（メ
タ）アクリル酸エステルの一種である“ビスコート＃３
００”が１５重量％と過剰に配合されたもので、比較例
３は、エポキシ樹脂として油化シェルエポキシ株式会社
製の“エピコート８０２”を配合し、熱硬化剤をそのエ
ポキシ当量だけ配合してものである。

【００５０】この結果から、比較例２と３では未硬化成
分が液晶中にとけ出しやすく、シール際での液晶の配向
不良の領域が広いため、表示エリアを侵食している。ま
た、比較例１と３では、耐湿試験後で電流値の増加が見
られ、信頼性に弱い結果となっている。これは、エポキ
シ樹脂のような紫外線硬化時に重合に関与しない成分が
多量に含まれているために、未硬化成分が水分や、高温
時の液晶により溶出した場合と、熱硬化剤が存在しない
ので、架橋密度が小さくなりその結果透湿度が大きくな
って耐湿性が低下するなどのためと考えられる。

【００５１】これに対し、実施例１〜３では、シール際
の配向状態も良好で、しかも高温、耐湿中での信頼性も
問題ない。従って、本発明のシール材を使用する事によ
り、滴下工法の上で信頼性の高い、表示品位の良好な本
発明の液晶表示装置を提供できる。

【００５２】

【発明の効果】本発明のシール材は、ラジカル重合機構
を有する成分を使用したシール材であり、硬化収縮、熱
膨張が小さく、紫外線硬化時にラジカル重合が阻害され
ず、未硬化成分の液晶への溶け出しが少ない、接着性、
耐湿性に優れた滴下工法による液晶パネル用の液晶シー
ル材を提供できる。またかかる液晶シール材によりシー
ルされ、滴下工法により製造された液晶表示パネルを有
してなる表示品位が良好で信頼性の高い液晶表示装置を
提供できる。

【００５３】また、シール材はラジカル重合機構で重合
が進行するので、紫外線硬化を併用することにより、特
に滴下工法の採用で生じる問題を解決し、基板のアライ
メントずれ、及び、シール材の液だれやシール切れとい
った問題もなく、従って液晶表示装置に適用した場合に
生産性の向上、及び歩留まりの向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明ならびに比較例の一具体例の液晶表示装
置用の液晶パネルの断面模式図。

【図２】本発明で用いる滴下工法で液晶表示装置用の液
晶パネルを製造する場合の、液晶を滴下する工程の概略
斜視図。

【図３】本発明で用いる滴下工法で液晶表示装置用の液
晶パネルを製造する場合の、液晶を滴下した基板とスペ
ーサー材を配置した対向する基板とを貼合わせる工程の
概略断面の端面図。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ基板２ａ、２ｂ透明電極３ａ、３ｂポリイミド配向膜４樹脂ビーズスペーサー材５液晶６シール材１０ａ、１０ｂ配向処理を施した電極付き基板１１シール材１２液晶１３液体吐出装置１４樹脂ビーズスペーサー材１５真空槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平８−328026（ＪＰ，Ａ) 特開平３−188186（ＪＰ，Ａ) 特開平５−295087（ＪＰ，Ａ) 特開平６−160872（ＪＰ，Ａ) 特開平８−313919（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02F 1/1339 G02F 1/13

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶シール材形成工程と２枚の電極付き
基板貼合わせ工程の間に、液晶を滴下注入する工程を含
む工程により製造される液晶表示パネルに用いる紫外線
硬化成分と熱硬化成分とを含有する液晶シール材であっ
て、その成分がエポキシ（メタ）アクリレート、（メ
タ）アクリル酸エステル、光開始剤、熱硬化剤、シラン
カップリング剤、無機充填材を必須成分として含有し、
前記（メタ）アクリル酸エステルとして、１分子中に複
数の（メタ）アクリル酸残基を有する（メタ）アクリル
酸エステルがシール材中に５〜１０重量％ならびに１分
子中に１個の（メタ）アクリル酸残基を有する（メタ）
アクリル酸エステルがシール材中に２〜１０重量％含有
してなる液晶表示パネル用の液晶シール材。
【請求項２】エポキシ（メタ）アクリレートが、ビス
フェノールＡ型、もしくはノボラック型のエポキシ（メ
タ）アクリレートであって、液晶シール材中に４０〜７
０重量％の範囲で含有されてなる請求項１記載の液晶表
示パネル用の液晶シール材。
【請求項３】光開始剤が、アセトフェノン系光開始
剤、ベンゾイン系光開始剤、ベンゾフェノン系光開始剤
からなる群から選ばれた光開始剤であって、液晶シール
材中に３〜５重量％の範囲で含有されてなる請求項１ま
たは２のいずれかに記載の液晶表示パネル用の液晶シー
ル材。
【請求項４】熱硬化剤が、ヒドラジド、芳香族アミ
ン、酸無水物、イミダゾールからなる群から選ばれた熱
硬化剤であって、液晶シール材中に２〜５重量％の範囲
で含有されてなる請求項１〜３のいずれかに記載の液晶
表示パネル用の液晶シール材。
【請求項５】熱硬化剤が、平均粒子径が３μｍ以下の
固形粒子状の熱硬化剤である請求項１〜４のいずれかに
記載の液晶表示パネル用の液晶シール材。
【請求項６】シランカップリング剤が、グリシジルエ
トキシシラン及びグリシジルメトキシシランからなる群
から選ばれたシランカップリング剤であって、液晶シー
ル材中に２〜７重量％の範囲で含有されてなる請求項１
〜５のいずれかに記載の液晶表示パネル用の液晶シール
材。
【請求項７】無機充填材が、含水硅酸マグネシウム、
炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、シリカからなる群
から選ばれた平均粒径が１．５μｍ以下の無機充填材で
あって、液晶シール材中に８〜２０重量％の範囲で含有
されてなる請求項１〜６のいずれかに記載の液晶表示パ
ネル用の液晶シール材。
【請求項８】液晶シール材形成工程と２枚の電極付き
基板貼合わせ工程の間に、液晶を滴下注入する工程を含
む工程により製造される液晶表示パネルであって、且つ
請求項１〜７のいずれかに記載の液晶表示パネル用の液
晶シール材により液晶がシールされた液晶表示パネルを
有してなる液晶表示装置。