JP2891612B2 - 硬化型液晶注入口封止剤及び液晶表示セル - Google Patents

硬化型液晶注入口封止剤及び液晶表示セル

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、硬化型液晶注入口封
止剤及びそれを用いた液晶表示セルに関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示セルは、二枚の電極付き透明基
板を、所定の間隔をおいて対向させ、その周囲を適当な
シール体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、この液晶注入
口を封止剤を用いて封止して作製される。
【0003】液晶注入口の封止剤としては、光硬化型ア
クリル系樹脂液や熱硬化型エポキシ樹脂液が、広く使用
されている(例えば、特開平2−235026号公報及
び特開平3−17625号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、これ等の従
来の硬化型液晶注入口封止剤を用いて液晶注入口を封止
する際には、硬化前の液状の封止剤がセル内の液晶に直
接接触して浸透していき、封止部周辺の液晶が上記液状
の封止剤で汚染される。その結果、液晶表示セルに色む
らが生じ、表示品質が低下するという問題がある。
【0005】この発明は、上記の問題を解決するもの
で、その目的とするところは、液晶表示セルに色むらが
生じにくく、表示品質が良好な液晶表示セルを作製する
ことのできる硬化型液晶注入口封止剤及び液晶表示セル
を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明の硬化型液晶注
入口封止剤は、硬化前の比抵抗値が1.0×109 Ω・
cm以上であることを特徴とし、それにより上記の目的を
達成することができる。
【0007】また、この発明の液晶表示セルは、液晶が
注入されたセルの液晶注入口が、上記の硬化型液晶注入
口封止剤により封止されていることを特徴とし、それに
より上記の目的を達成することができる。
【0008】この発明に用いる硬化型液晶注入口封止剤
は、硬化前の比抵抗値が1.0×109 Ω・cm以上であ
るが、このような特定の比抵抗値を有する封止剤は、例
えば、1分子中に2個以上のチオール基を有するポリチ
オール化合物と、1分子中に2個以上の炭素−炭素二重
結合を有するポリエン化合物と、光重合開始剤とを含有
する光硬化型ポリエン−ポリチオール系樹脂液によって
容易に調製することができる。
【0009】また、従来より硬化型液晶注入口封止剤と
して、広く使用されている光硬化型アクリル系樹脂液や
熱硬化型エポキシ樹脂液などの硬化型樹脂液において、
樹脂を構成する各種成分を特別に選定することによっ
て、硬化前の比抵抗値が1.0×109 Ω・cm以上とな
るように調製することも可能である。
【0010】以下、調製の容易な光硬化型ポリエン−ポ
リチオール系樹脂液について、詳しく述べる。
【0011】光硬化型ポリエン−ポリチオール系樹脂液
を構成するポリエン化合物としては、アリルアルコール
誘導体、アクリル酸と多価アルコールとのエステル類が
好適である。
【0012】この場合、アリルアルコール誘導体として
は、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレ
ート、ジアリルマレエート、ジアリルアジペート、ジア
リルフタレート、トリアリルトリメリテート、テトラア
リルピロメリテート、グリセリンジアリルエーテル、ト
リメチロールプロパンジアリルエーテル、ペンタエリス
リトール、ジアリルエーテル等が用いられる。
【0013】また、アクリル酸と多価アルコールとのエ
ステル類において、多価アルコールとしては、エチレン
グリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジ
オール、1,6−ヘキサンジオール、グリセリン、トリ
メチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビト
ール等が用いられる。
【0014】このようなポリエン化合物のうち、トリア
リルイソシアヌレート又はトリアリルシアヌレートが最
も好ましい。
【0015】さらに、光硬化型ポリエン−ポリチオール
系樹脂液を構成するポリチオール化合物としては、メル
カプトカルボン酸と多価アルコールとのエステル類が好
適である。
【0016】この場合、メルカプトカルボン酸として
は、チオグリコール酸、α−メルカプトプロピオン酸、
β−メルカプトプロピオン酸等が用いられる。また、多
価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレ
ングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキ
サンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、
ペンタエリスリトール、ソルビトール等が用いられる。
【0017】なお、上記ポリエン化合物及びポリチオー
ル化合物には、1分子中に1個以上の炭素−炭素二重結
合を有するウレタン化合物を併用することができる。こ
のようなウレタン化合物としては、ポリイソシアネート
とエチレン性不飽和アルコールとの反応物、ポリイソシ
アネートとエチレン性不飽和アルコールと飽和の1価又
は多価アルコールとの反応物等が挙げられる。
【0018】特に、ポリイソシアネートとエチレン性不
飽和アルコールと飽和の1価又は多価アルコールとを反
応させて得られる、1分子中に1個の炭素−炭素二重結
合を有する単官能性のウレタン化合物が、硬化後の収縮
が少ない点で好適である。
【0019】この場合、ポリイソシアネートとしては、
トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネー
ト、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイ
ソシアネート、ジフェニルメタン−4 ,4'−ジイソシア
ネート、ジシクロヘキシルメタン−4 ,4'−ジイソシア
ネート等が用いられる。
【0020】また、エチレン性不飽和アルコールとして
は、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−
ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロ
キシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシオク
チル(メタ)アクリレート等が用いられる。
【0021】また、飽和の1価又は多価アルコールとし
ては、エタノール、プロパノール、ブタノール、オクタ
ノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、
1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、
グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリ
トール、ソルビトール等が用いられる。
【0022】光重合開始剤としては、一般に、ベンゾフ
ェノン、アセトフェノン、ベンズアルデヒド、p−アミ
ノベンゾフェノン、p,p' −ジメチルアミノベンゾフ
ェノン等の芳香族カルボニル化合物、ベンゾインメチル
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、ベンゾインブチルエーテル等のベン
ゾインエーテル化合物、その他ベンジルジメチルケター
ル等が用いられる。
【0023】上述のポリチオール化合物とポリエン化合
物との配合比は、ポリチオール化合物のチオール基とポ
リエン化合物の炭素−炭素二重結合とが、モル比で2:
1〜1:2となるように配合するのが好ましく、特にモ
ル比で1:1付近が最適である。
【0024】また、炭素−炭素二重結合を有するウレタ
ン化合物が配合される場合は、ポリチオール化合物のチ
オール基と、ポリエン化合物及びウレタン化合物の合計
の炭素−炭素二重結合とが、モル比で2:1〜1:2と
なるように配合するのが好ましく、特にモル比で1:1
付近が最適である。
【0025】光重合開始剤は、一般に、前記のポリチオ
ール化合物とポリエン化合物との合計量、或いはこれ等
とウレタン化合物との合計量に対して、0.0001〜
10重量%、好ましくは0.05〜5重量%の範囲で配
合される。
【0026】こうして、硬化前の比抵抗値が1.0×1
9 Ω・cm以上である硬化型液晶注入口封止剤が調製さ
れる。このような硬化型液晶注入口封止剤を用いて液晶
表示セルを作製するには、例えば、次のような方法が採
用される。
【0027】先ず、ITO(酸化インジウム及び酸化錫
の混合物)薄膜等の透明電極付きの二枚の透明基板(無
機ガラス板又はプラスチック板)を、所定の間隔をおい
て対向させ、その周囲を液晶の注入口を残して適当なシ
ール材(ガラス系又は樹脂系のスペーサーを分散させた
エポキシ樹脂など)で硬化シールしてセルを形成する。
なお、液晶表示セルが大型の場合は、二枚の透明基板を
対向させる際に、一方の透明基板面に球状微粒子のスペ
ーサーを散布し、それにより液晶層内にもスペーサーを
分散させる。
【0028】次に、液晶注入口からセル内に液晶を注入
した後、液晶注入口を上述の液晶注入口封止剤で塞ぎ、
これに活性光を照射して封止剤を光硬化させ、それによ
り液晶注入口を封止して、液晶表示セルを作製する。
【0029】液晶としては、一般に、ネマチック液晶、
特に正の誘電率異方性を有するネマチック液晶が用いら
れるが、コレステリック液晶やスメチック液晶も使用で
きる。
【0030】活性光としては、例えば、超高圧、高圧、
低圧の水銀灯、メタルハライドランプによる紫外線が用
いられる。このような光の照射により、液晶注入口に充
填された液晶注入口封止剤が速やかに重合して硬化す
る。
【0031】
【作用】液晶の比抵抗値は、通常1.0×1012 Ω・
cm以上であり、このような比抵抗値の大きな液晶の中
に、比抵抗値の小さな液状の封止剤が浸透して汚染され
ると、この封止剤の比抵抗値が小さいものほど、汚染さ
れた液晶も全体として比抵抗値が小さくなって液晶分子
の配向が阻害され、色むらが生じるものと推察される。
【0032】そこで、硬化前の比抵抗値が1.0×10
9 Ω・cm以上の液状の封止剤を用いると、この液状の封
止剤が液晶に浸透して汚染されても、汚染された液晶の
比抵抗値は全体としてあまり低下せず、そのため、液晶
分子の配向が阻害されることがなく、色むらが生じなく
なる。
【0033】
【実施例】以下、この発明の実施例及び比較例を示す。実施例1 トリメチロールプロパントリス−β−メルカプトプロピ
オネート61.5重量部と、トリアリルイソシアヌレー
ト38.5重量部と、ベンゾフェノン2.3重量部と
を、均一な液となるように混合して光硬化型の液晶注入
口封止剤を調製した。
【0034】この光硬化型の液晶注入口封止剤につい
て、硬化前の比抵抗値を比抵抗測定機により、標準温度
湿度状態(20℃、65%RH)で測定した。その結
果、比抵抗値は1.8×1010Ω・cmであった。なお、
比抵抗測定機は、東亜電波工業製の極超絶縁計(SM−
8210型)を使用し、その電極には安藤電気製の液体
用電極(LE−21型)を用いた。
【0035】一方、図1に断面図で示すように、透明電
極(ITO薄膜)2を蒸着した二枚の透明ガラス基板1
を、樹脂系の球状微粒子からなる多数のスペーサーAを
介して一定の間隔をおいて対向させ、その周囲を液晶注
入口6を残して、ガラス系のスペーサーを分散させたエ
ポキシ樹脂製のシール材5で硬化シールしてセルを形成
した。なお、3は配向膜、4は偏光板である。
【0036】液晶注入口6からセル内にネマチック液晶
8を注入した後、液晶注入口6を前記光硬化型の液晶注
入口封止剤7で塞ぎ、これに20mW/cm2 水銀灯によ
り紫外線を150秒照射して上記封止剤7を硬化させ、
液晶注入口6を封止して、液晶表示セル9を作製した。
【0037】この液晶表示セル(5個のサンプル)につ
いて、封止部周辺の液晶に生じる色むらを目視で観察
し、◎(色むらが全くない)、○(色むらが微かにあ
る)、△(色むらが少しある)、×(色むらがかなりあ
る)の4段階で液晶汚染性の評価を行った。その結果を
まとめて表1に示す。
【0038】実施例2 2,4−トリレンジイソシアネート174重量部をセパ
ラブルビーカーに仕込み50℃に加熱し、これに2−ヒ
ドロキシプロピルアクリレート130重量部を約1時間
かけて滴下して反応させ、これにエタノール46重量部
を約30分かけて滴下して反応させて、1分子中に1個
の炭素−炭素二重結合を有するウレタン化合物を合成し
た。
【0039】このウレタン化合物40.3重量部と、ト
リメチロールプロパントリス−β−メルカプトプロピオ
ネート42.5重量部と、トリアリルイソシアヌレート
17.2重量部と、ベンゾフェノン2.3重量部とを、
均一な液となるように混合して光硬化型の液晶注入口封
止剤を調製した。
【0040】この光硬化型の液晶注入口封止剤につい
て、硬化前の比抵抗値を測定した。その結果、比抵抗値
は1.2×1010Ω・cmであった。また、この光硬化型
の液晶注入口封止剤を使用したこと以外は、実施例1と
同様に行った。その結果をまとめて表1に示す。
【0041】比較例1 ウレタンアクリレート(アートレジンUN−1000P
EP:根上工業社製)35重量部と、2−ヒドロキシエ
チルアクリレート15重量部と、イソボニルアクリレー
ト50重量部と、ベンゾフェノン2.3重量部とを均一
な液となるように混合して、光硬化型の液晶注入口封止
剤を調製した。
【0042】この光硬化型の液晶注入口封止剤につい
て、硬化前の比抵抗値を測定した。その結果、比抵抗値
は6.0×107 Ω・cmであった。また、この光硬化型
の液晶注入口封止剤を使用すること、及び20mW/cm
2 水銀灯による紫外線を300秒照射したこと以外は、
実施例1と同様に行った。その結果をまとめて表1に示
す。
【0043】比較例2 ウレタンアクリレート(アートレジンUN−1000P
EP:根上工業社製)70重量部と、テトラヒドロフル
フリルアクリレート30重量部と、ベンジルジメチルケ
タール2.3重量部とを均一な液となるように混合し
て、光硬化型の液晶注入口封止剤を調製した。
【0044】この光硬化型の液晶注入口封止剤につい
て、硬化前の比抵抗値を測定した。その結果、比抵抗値
は4.0×108 Ω・cmであった。また、この光硬化型
の液晶注入口封止剤を使用すること、及び20mW/cm
2 水銀灯による紫外線を300秒照射したこと以外は、
実施例1と同様に行った。その結果をまとめて表1に示
す。
【0045】
【表1】
【0046】
【発明の効果】上述の通り、この発明の硬化型液晶注入
口封止剤は、硬化前の比抵抗値が1.0×109 Ω・cm
以上になされており、それにより、この硬化型液晶注入
口封止剤を用いて液晶注入口を封止する際に、硬化前の
液状の封止剤がセル内の液晶に直接接触して浸透して汚
染されても、汚染された液晶の比抵抗値の低下が非常に
小さくなり、そのため、液晶分子の配向が阻害されるこ
とがなく、液晶に色むらを生じにくく、液晶表示セルの
表示品質が低下しない。
【0047】それゆえ、液晶が注入されたセルの液晶注
入口を、上記の硬化型液晶注入口封止剤を用いて封止し
て作製された液晶表示セルは、信頼性の高い品質を有
し、事務機器、家電製品、自動車計器などの文字や記号
の表示パネルとして好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の液晶表示セルの一例を模式的に示す
断面図である。
【符号の説明】
1 透明ガラス基板 2 透明電極 3 配向膜 4 偏光板 5 シール材 6 液晶注入口 7 硬化型液晶注入口封止剤 8 液晶 9 液晶表示セル A スペーサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02F 1/1339 G02F 1/1341 G02F 1/13 101

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 硬化前の比抵抗値が1.0×109 Ω・
    cm以上であることを特徴とする硬化型液晶注入口封止
    剤。
  2. 【請求項2】 液晶が注入されたセルの液晶注入口が、
    請求項1記載の硬化型液晶注入口封止剤により封止され
    ていることを特徴とする液晶表示セル。
JP20389393A 1993-08-18 1993-08-18 硬化型液晶注入口封止剤及び液晶表示セル Expired - Lifetime JP2891612B2 (ja)

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