JP4702594B2 - 液晶パネルシール用光硬化性組成物及び液晶パネル - Google Patents
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Description
そのため最近は、硬化が速く、液晶滴下工法にも使用できるような、光硬化型樹脂を使用したシール剤の要望が高まっている。
一方、ラジカル重合型は、光硬化時の硬化収縮が大きく、接着性に劣るといった問題がある。接着性を改善するために、例えば、分子内に燐酸基を有する光重合性モノマーを併用することが試みられている。(例えば特許文献1参照)。しかしこれは、基板界面での接着性は若干改善されるものの、硬化収縮の問題は解決できていないので、やはり界面剥離を引き起こすことがあった。
例えば、特許文献1のような(メタ)アクリレートモノマーあるいはオリゴマーからなるシール剤用光硬化性組成物は、硬化後の架橋密度は平均して高い。従って硬化収縮による内部応力に対してひずみが生じやすいと考えられる。
また、特許文献2のように内部緩和剤として熱可塑性ポリマーを使用した場合は、内部応力は緩和される。しかし、硬化後の架橋密度は、ポリマーが偏在する箇所即ち架橋密度の低い部分と、硬化性モノマーが偏在する箇所即ち架橋密度の高い部分とか混在した、架橋密度に分布がある状態になっていると考えられる。従って、内部凝集力に部分的な偏りが生じ、少量の応力に対して凝集破壊する箇所がでてくると考えられる。
本発明で使用する(メタ)アクリル共重合体は、光硬化性基である(メタ)アクリロイル基を(ランダムに)有するので、光照射すると(メタ)アクリレートモノマーと、あまり高すぎない架橋密度でもって架橋構造を形成する。この時、分子量を特定の範囲とすることで、内部緩和と架橋密度のバランスをとることを可能にした。
また、(メタ)アクリル共重合体は(メタ)アクリレートモノマーとの混和性が良いため、硬化時の相分離は起こらずポリマーとモノマーとがそれぞれ偏在することもない。従って、架橋密度に分布が生じるのを極力抑えることができる。
このように、内部凝集力に偏りを生じる原因を極力抑えたので、全体の凝集力に優れつつ、界面剥離を生じることがない。
(メタ)アクリル共重合体は分子量の高い熱可塑性ポリマーであるので、内部緩和剤としても働き、硬化収縮による内部応力を緩和することもできる。
また、エポキシ系の熱硬化性樹脂を含まないので、光硬化のみでも十分な接着性を有するシール剤が得られる。
本発明で使用する(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリル共重合体とは、モノ(メタ)アクリレートを主な重合成分とする(メタ)アクリル共重合体であって、該(メタ)アクリル共重合体が(メタ)アクリロイル基を側鎖に有するものを称する。具体的には、モノ(メタ)アクリレートを主な重合成分とする(メタ)アクリル共重合体の主鎖部分に、(メタ)アクリロイル基をペンダントした、光硬化性を有する(メタ)アクリル共重合体である。
このような(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリル共重合体を得る方法として、例えば、反応性基(A)を有する(メタ)アクリレートを必須重合成分として重合させた(メタ)アクリル共重合体(以下、(メタ)アクリル主鎖と略す)に、反応性基(A)と反応しうる反応性基(B)を有する(メタ)アクリレートを反応させる方法が挙げられる。
(メタ)アクリル共重合体の主鎖部分に(メタ)アクリロイル基をペンダントする方法としては、例えば、反応性基(A)を有する(メタ)アクリレートを必須重合成分として重合させた(メタ)アクリル共重合体(以下、(メタ)アクリル主鎖と略す)に、反応性基(A)と反応しうる反応性基(B)を有する(メタ)アクリレートを反応させる方法が挙げられる。
反応性基(A)がイソシアネート基で反応性基(B)がヒドロキシル基
反応性基(A)がグリシジル基で反応性基(B)がカルボキシル基
反応性基(A)がグリシジル基で反応性基(B)がヒドロキシル基
反応性基(A)がヒドロキシル基で反応性基(B)がカルボキシル基
反応性基(A)がヒドロキシル基で反応性基(B)がグリシジル基
等、公知の組み合わせを選択することができる。
本発明で使用する(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリル共重合体の分子量は、数平均分子量(以下Mnと略す)に換算して1,000〜50,000の範囲である。前記分子量が1,000より小さいと、硬化物の架橋密度が高くなりすぎてしまい、接着性に劣る傾向がある。また、前記分子量が50,000よりも大きいと、(メタ)アクリル共重合体のドメインが大きくなって偏在化が生じ、内部凝集力に偏りが生じる傾向がある。中でも、2,000〜40,000の範囲が好ましく、1,000〜20,000の範囲がなお好ましく、3,000〜10,000の範囲が最も好ましい。分子量は、重合の際、連鎖移動剤等を使用することで調節することができる。
本発明で使用する(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリル共重合体は、該共重合体中の(メタ)アクリロイル基含有量が0.1〜4mmol/gの範囲が好ましい。(メタ)アクリロイル基含有量が0.1mmol/g未満では、架橋密度が低くなりすぎて接着力が低下する傾向にあり、4mmol/gを越える量では、硬化収縮が大きくなりすぎるおそれがある。中でも0.2〜3.5mmol/gが好ましく、0.25〜3.0mmol/gが最も好ましい。
(メタ)アクリル主鎖を構成する重合成分には、前述の反応性基(A)を有する(メタ)アクリレートを使用する以外は特に限定無く、公知慣用の重合性モノマーを使用することができる。中でも、重合成分として脂環式構造を有する重合性モノマーを使用すると、水蒸気バリア性にも優れたシール剤を得ることができ好ましい。
本発明において、脂環式構造とは、シクロアルカン又はシクロアルケン等の、炭素数が3以上、好ましくは10以下の飽和又は不飽和単環構造、および炭素数が3以上、好ましくは10以下の飽和又は不飽和脂肪族炭化水素環の2つ以上好ましくは5つ以下が縮合した構造を指す。飽和又は不飽和単環構造としては例えば、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、ビシクロヘキサン環、ビシクロヘプタン環、ビシクロヘプテン環、ビシクロオクタン環、ビシクロオクテン環、ビシクロノナン環、ビシクロノネン環、ビシクロデカン環、ビシクロデセン環、ビシクロウンデカン環、ビシクロドデカン環、トリシクロノナン環、トリシクロノネン環、トリシクロデカン環、トリシクロデセン環、トリシクロウンデカン環、トリシクロドデカン環、トリシクロテトラデカン環、トリシクロペンタデカン環、トリシクロヘキサデカン環、アダマンタン環、キュバン環、メチル基等のアルキル置換基を有するトリメチルシクロヘキサン環(イソホロン環)、トリメチルビシクロヘプタン環(イソボルニル環)などが挙げられる。
本発明で使用する(メタ)アクリレートとは、UV硬化の分野で一般的に使用されるような(メタ)アクリル基を有する公知慣用の化合物であれば特に限定はない。但し、過度の硬化収縮を避けるために、硬化収縮が大きいとされる、ジペンタエリスリトールペンタおよびヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート等の(メタ)アクリレートは少量の使用にとどめておく方が好ましい。また、得られる硬化物のガラス転移点温度(以下Tgと略す)が高い(メタ)アクリレートを使用すると、耐熱性に優れるシール剤を得ることができより好ましい。
また、UV硬化の分野で「光重合性オリゴマー」と称される、主鎖構造にエステル結合を有し、少なくとも2つ以上の(メタ)アクリル基を有するポリエステル(メタ)アクリレート、ウレタン基を少なくとも一つ以上有するウレタン(メタ)アクリレート、エピクロロヒドリンで変性して得られるエポキシ(メタ)アクリレート、エチルオキシド、プロピレンオキシド、環状ラクトンなどで変性された(メタ)アクリレート等も、本発明で使用する(メタ)アクリレートに含めるものとする。
脂環式構造を有する(メタ)アクリレートとしては、例えば、(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリル共重合体の重合成分として例示した、脂環式構造を有する重合性モノマーや、2−アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタレート(HOAHH共栄社)、シクロヘキシルアクリレート(ビスコート#155大阪有機化学)、ジシクロペンタニルアクリレート(ファンクリルFA−513A日立化成)、ジシクロペンテニルアクリレート(ファンクリルFA−511A日立化成)、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート(ファンクリルFA−512A日立化成)、イソボニルアクリレート(アロニックスM−156)、テトラヒドロフルフリルアクリレート(ビスコート#150大阪有機化学)、ジシクロペンタニルメタクリレート(ファンクリルFA−513M日立化成)、ジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレート(ファンクリルFA−512M)、イソボニルメタクリレート(SR−423化薬サートマー)、t−ブチルシクロヘキシルメタクリレート(ブレンマーTBCHMA日本油脂)等、単官能(メタ)アクリレートの他、ジメチロールジシクロペンタンジアクリレート(IRR214ダイセルUCB)、ECH変性ヘキサヒドロフタル酸ジアクリレ−ト(デナコールアクリレートDA−722ナガセ化成)、トリシクロデカンジメタノールアクリレート(カヤラッドR−684日本化薬)等の多官能(メタ)アクリレートが挙げられる。
中でも、脂環式構造及び一分子中に2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)アクリレートが好ましい。これらの脂環式構造の割合は、(メタ)アクリレート層質量に対して20質量%以下であることが好ましい。脂環式構造の割合が高すぎると、基板に対する接着性が下がるおそれがある。
(ヒドロキシル基含有(メタ)アクリレート)
ヒドロキシル基を有する(メタ)アクリレートとしては、例えば、2−ヒドロキシブチルアクリレート(ライトアクリレートHOB−A、共栄社化学)、2−ヒドロキシエチルアクリレート(BHEA、日本触媒)、2−ヒドロキシプロピルアクリレート(HPA、大阪有機化学)、ブタンジオールモノアクリレート、カプロラクトンアクリレート(SR−495、化薬サートマー)、ジプロピレングリコールアクリレート(ニューフロンティアDPGA、第一工業製薬)、ポリプロピレングリコールアクリレート(ブレンマーAP−400、AP−550、AP−800、日本油脂)、2−ヒドロキシ−3−アクリロイロキシプロピルメタクリレート(ライトエステルG−201P、共栄社化学)、2−ヒドロキシブチルメタクリレート(ライトエステルHOB、共栄社化学)、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート(ライトエステルHOP、共栄社化学)、2−ヒドロキシエチルメタクリレート(ライトエステルHO、共栄社化学)、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート(ライトエステルCL共栄社化学)、グリセロールメタクリレート(ブレンマーGLM−R、日本油脂)、グリセロールポリメタクリレート(ブレンマーGDM、日本油脂)、ポリエチレングリコールメタクリレート、ポリプロピレングリコールメタクリレート、ポリテトレメチレングリコールメタクリレート等の(メタ)アクリレートや、ヒドロキシブチルビニルエーテル(HBVE、丸善石油化学)、ヒドロキシエチルビニルエーテル(HEVE、丸善石油化学)などが挙げられる。
カルボキシル基を有する(メタ)アクリレートとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、2−アクリロイロキシエチルフタレート(アロニックスM5400、東亞合成)、2−アクリロイロキシエチルー2−ヒドロキシエチルフタレート(HOA−MPE、共栄社化学)、2−アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタレート(HOA−HH、共栄社化学)、2−アクリロイロキシプロピルフタレート(ビスコート#2100、大阪有機化学)EO変性コハク酸アクリレート(ライトエステルHOAMS、共栄社化学)、β−カルボキシエチルアクリレート(βCEA、ダイセルUCB)、ω−カルボキシポリカプロラクトンモノアクリレート(アロニックスM5300、東亞合成)、EO,PO変性フタル酸メタクリレート(ライトエステルHO−MPP、共栄社化学)、EO変性フタル酸メタクリレート(ライトエステルHO−HH、共栄社化学)、EO変性コハク酸メタクリレート(ライトエステルHO−MS、共栄社化学)等の(メタ)アクリレートや、4−ビニル安息香酸などが挙げられる。
燐酸基を有する(メタ)アクリレートとしては、例えば、ビス−2−(メタ)アクリロイルオキシエチルフォスフェート、エポキシ変性燐酸アクリレート等、を挙げることが出来る。そのような燐酸基及び一分子中に少なくとも1つ以上の(メタ)アクリロイル基を有する光重合性化合物の市販品としては、例えば共栄社油脂化学工業社製の商品名「P−2M」、「P−1M」、第一工業製薬社製「S−23A」などが挙げられる。
本発明の液晶パネルシール用光硬化性組成物は、必要に応じて慣用の光重合開始剤や光増感剤を使用することができる。光重合開始剤の代表的なものとしては、ジエトキシアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン等のアセトフェノン系化合物;ベンゾイン、ベンゾインイソプロピルエーテル等のベンゾイン系化合物;2,4,6−トリメチルベンゾインジフェニルホスフィンオキシド等のアシルホスフィンオキシド系化合物;ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル−4−フェニルベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物;2,4−ジメチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物;4,4′−ジエチルアミノベンゾフェノン等のアミノベンゾフェノン系化合物;ポリエーテル系マレイミドカルボン酸エステル化合物などが挙げられ、これらは併用して使用することもできる。中でも、チオキサントン系・アセトフェノン系の光重合開始剤が好ましい。光増感剤としては、例えば、トリエタノールアミン、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル等のアミン類が挙げられる。
本発明の液晶パネルシール用光硬化性組成物に使用するマレイミド化合物は、汎用のマレイミド化合物であれば特に限定はないが、中でも、縮合型脂環式構造を有するものはガラス転移温度(以下、Tgと略す)が高く、水蒸気バリア性に優れるのでより望ましい。
このようなマレイミド化合物としては、例えば、特開2004−70297号公報に例示されているような縮合型脂環式構造を有するマレイミド化合物を使用することができる。
ここでの縮合型脂環式構造は、炭素数が3以上、好ましくは10以下の飽和脂肪族炭化水素環の2つ以上、好ましくは5つ以下が縮合した構造を指す。縮合型脂環式構造としては、例えば、ビシクロヘキサン環、ビシクロヘプタン環、ビシクロオクタン環、ビシクロノナン環、ビシクロデカン環、ビシクロウンデカン環、ビシクロドデカン環、トリシクロデカン環、トリシクロウンデカン環、トリシクロドデカン環、トリシクロテトラデカン環、トリシクロペンタデカン環、トリシクロヘキサデカン環、アダマンタン環、キュバン環などが挙げられる。これらの縮合型脂環式構造は、カルボキシル基、スルホン酸基等の酸基を有しないもの、アミノ基、第4級アミノ基などの塩基性基を有しないものが好ましい。
本発明の液晶パネルシール用光硬化性組成物は、光照射によって充分な接着強度を有するが、ブラックマトリックス下などの非露光部を加熱によって硬化させるために、熱ラジカル発生剤を併用することができる。熱ラジカル発生剤として、有機過酸化物の使用が好ましく、例えば、オクタノイルペルオキシド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルペルオキシド、デカノイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、コハク酸ペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキシド、m−トルイルペルオキシドのようなジアシルペルオキシド;ジ−n−プロピルペルオキシジカルボナート、ジイソプロピルペルオキシジカルボナート、ジ−2−エチルヘキシルペルオキシジカルボナート、ジ−(2−エトキシエチル)ペルオキシジカルボナートのようなペルオキシジカルボナート;tert−ブチルペルオキシイソブチラート、tert−ブチルペルオキシピバラート、tert−ブチルペルオキシオクタノアート、オクチルペルオキシオクタノアート、tert−ブチルペルオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノアート、tert−ブチルペルオキシネオドデカノアート、オクチルペルオキシネオドデカノアート、tert−ブチルペルオキシラウラート、tert−ブチルペルオキシベンゾアートのようなペルオキシエステル;ジ−tert−ブチルペルオキシド、tert−ブチルクミルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5−(tert−ブチルペルオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチル)ヘキシン−3のようなジアルキルペルオキシド;2,2−ビス(tert−ブチルペルオキシ)ブタン、1,1−ビス(tert−ブチルペルオキシ)シクロヘキサン、1,1−ビス(tert−ブチルペルオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、n−ブチル−4,4−ビス(tert−ブチルペルオキシ)バレラートのようなペルオキシケタール;メチルエチルケトンペルオキシドのようなケトンペルオキシド;p−メンタンヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシドのようなヒドロペルオキシドなど、各種の過酸化物が挙げられる。このような有機過酸化物は、1種を用いても2種以上を併用してもよく、また溶媒で希釈したり、粉体に吸着させて用いてもよい。
本発明の液晶パネルシール用光硬化性組成物には、その他、接着性や、電圧保持率を低下させない範囲で、アルミナ、シリカゲル、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウムなど、公知慣用の添加剤を適宜添加することもできる。
本発明の液晶パネルシール用光硬化性組成物は、液晶パネルを作成するときのメインシール剤として、また、液晶パネルに液晶材料を注入した後、注入口を封止する封止剤として使用することができる。
水蒸気バリア性の評価は、JIS Z−0208に準じて行った。40℃、相対湿度90%の条件で、24時間でシール剤を透過した水分量(g/m2・24時間)を測定した。シール剤は、後述する液晶パネルシール用光硬化性組成物をアプリケータで厚さ約200μmに基板上に塗布し、窒素雰囲気下、高圧水銀灯を使用して250W/m2の紫外線を200秒間照射したものを使用した。
平均粒径が約9μmの積水化学社製の球状スペーサ−「ミクロパール SP−209」と、後述する液晶パネルシール用光硬化性組成物0.01〜0.02gを、厚さ2.7mm、大きさ76×26mmの松浪ガラス工業社製のガラス板の中心に塗布し、上からもう1枚のガラス板を十字になるように重ねた。空気雰囲気下、ガラス板の上から、高圧水銀灯を使用して50mW/m2の紫外線を40秒照射し、液晶アニール温度である、120℃に60分加熱した後、接着面積が0.2〜0.4cm2である評価サンプルを得た。貼り合わせた該評価サンプルのガラス板を、上下から10mm/分の速度で接着面に対して垂直に引っ張り、ガラス基板間の接着部が破壊されるのに要する力(N)を評価し、単位面積当りの力(N/cm2)の大小によって評価した。
また、剥離形態が界面剥離によるものか、凝集破壊によるものかを、接着試験後のガラス基板の剥離跡を目視することにより評価した。
1.液晶パネル作製1(光硬化)
EHC社製のITO付きガラス基板「RZ−B107N1N」1枚に、積水化学工業社製のスペーサ−「ミクロパールSP209」の5%エタノール分散液を噴霧した。次にもう1枚のITO付きガラス基板に、後述する液晶パネルシール用光硬化性組成物を、それぞれディスペンサーを用いて、基板の外縁部に2箇所の液晶注入口が設けられるように約1mm幅で塗布した後、2枚のガラス基板を対向させて貼り合わせ、窒素雰囲気下、高圧水銀灯を使用して400W/m2の紫外線を100秒間、該シール剤部分に照射し、2穴セルを作製した。2穴セルに真空下で下記に示した組成から成るTFT(薄膜トランジスタ)駆動用液晶組成物を注入し、前記液晶組成物が紫外線に直接さらされない様にマスクした後、液晶パネル封止剤(スリーボンド社製の商品名「3026B」)で2穴を封止し、窒素雰囲気下、高圧水銀灯を使用して400W/m2の紫外線を100秒間再照射して、液晶パネルを作製した。
EHC社製のITO付きガラス基板「RZ−B107N1N」1枚に、積水化学工業社製のスペーサ−「ミクロパールSP209」の5%エタノール分散液を噴霧した。次にもう1枚のITO付きガラス基板に、後述する液晶パネルシール用光硬化性組成物を、それぞれディスペンサーを用いて、基板の外縁部に2箇所の液晶注入口が設けられるように約1mm幅で塗布した後、2枚のガラス基板を対向させて貼り合わせ、窒素雰囲気下、高圧水銀灯を使用して400W/m2の紫外線を100秒間、該シール剤部分に照射後、120℃の恒温乾燥機中に30分間静置し、2穴セルを作製した。2穴セルに真空下で下記に示した組成から成るTFT(薄膜トランジスタ)駆動用液晶組成物を注入し、前記液晶組成物が紫外線に直接さらされない様にマスクした後、液晶パネル封止剤(スリーボンド社製の商品名「3026B」)で2穴を封止し、窒素雰囲気下、高圧水銀灯を使用して400W/m2の紫外線を100秒間再照射して、液晶パネルを作製した。
誘電率の異方性(△ε):5.30
比抵抗値 :5.2×1014Ω・cm
前記方法で作成した液晶パネルを、80℃の恒温漕の中に1時間放置する前と放置した後の電圧保持率を測定した。
(メタアクリロイル基を有するアクリル共重合体の合成1)
攪拌機及び温度計を備えた4つ口フラスコに、スチレン75部と2−ヒドロキシプロピルメタクリレート25部、溶剤としてトルエン100部を仕込み、攪拌、窒素雰囲気下で80℃まで昇温し、重合開始剤としてパーブチルZ(日本油脂社製)を4部加え、100℃で4時間、後110℃で8時間攪拌し、ラジカル重合を行った。次いで、反応溶液を40℃にし、メタアクリロイルオキシエチルイソシアネート(カレンズMOI、昭和電工製)を27部およびジブチルスズジラウレート触媒量添加して1時間攪拌後、60℃に昇温し、6時間攪拌した。反応物をエバポレータでトルエンを留去して、(共)重合体1を得た。数平均分子量は8340、分散度は2.35であった(GPC測定によるポリスチレン換算)。
また、該共重合体単位質量あたりの(メタ)アクリロイル基含有量は1.60mmol/gであった。
(メタアクリロイル基を有するアクリル共重合体の合成2)
攪拌機及び温度計を備えた4つ口フラスコに、ジシクロペンタニルアクリレート(ファンクリルFA−513A(日立化成社製))75部と2−ヒドロキシプロピルメタクリレート25部、溶剤としてトルエン1000部を仕込み、攪拌、窒素雰囲気下で75℃まで昇温し、重合開始剤としてパーヘキシルPV(日本油脂社製)を15部加え、75℃で2時間、後110℃で4時間攪拌し、ラジカル重合を行った。次いで、反応溶液を70℃にし、メタアクリロイルオキシエチルイソシアネート(カレンズMOI、昭和電工製)を27部およびジブチルスズジラウレート触媒量添加して6時間攪拌した。反応物を、攪拌したヘキサンに滴下し、粉体状の(共)重合体2を得た。数平均分子量は3434、分散度は1.83であった(GPC測定によるポリスチレン換算)。
また、該共重合体単位質量あたりの(メタ)アクリロイル基含有量は0.93mmol/g、脂環構造部分の割合は40.6質量%であった。
(メタアクリロイル基を有するアクリル共重合体の合成3)
攪拌機及び温度計を備えた4つ口フラスコに、ジシクロペンタニルアクリレート(ファンクリルFA−513A(日立化成社製))75部と2−ヒドロキシプロピルメタクリレート25部、溶剤としてトルエン1000部を仕込み、攪拌、窒素雰囲気下で75℃まで昇温し、重合開始剤としてパーヘキシルPV(日本油脂社製)を2部加え、75℃で2時間、後110℃で4時間攪拌し、ラジカル重合を行った。次いで、反応溶液を70℃にし、メタアクリロイルオキシエチルイソシアネート(カレンズMOI、昭和電工製)を13部およびジブチルスズジラウレート触媒量添加して6時間攪拌した。反応物を、攪拌したヘキサンに滴下し、粉体状の(共)重合体3を得た。数平均分子量は10100、分散度は2.10であった(GPC測定によるポリスチレン換算)。
また、該共重合体単位質量あたりの(メタ)アクリロイル基含有量は0.27mmol/g、脂環構造部分の割合は44.2質量%であった。
(メタアクリロイル基を有するアクリル共重合体の合成4)
攪拌機及び温度計を備えた4つ口フラスコに、ジシクロペンタニルアクリレート(ファンクリルFA−513A(日立化成社製))25部と2−ヒドロキシプロピルメタクリレート75部、溶剤としてトルエン1000部を仕込み、攪拌、窒素雰囲気下で75℃まで昇温し、重合開始剤としてパーヘキシルPV(日本油脂社製)を1.5部加え、75℃で2時間、後110℃で4時間攪拌し、ラジカル重合を行った。次いで、反応溶液を70℃にし、メタアクリロイルオキシエチルイソシアネート(カレンズMOI、昭和電工製)を81部およびジブチルスズジラウレート触媒量添加して6時間攪拌した。反応物を、攪拌したヘキサンに滴下し、粉体状の(共)重合体4を得た。数平均分子量は12050、分散度は2.36であった(GPC測定によるポリスチレン換算)。
また、該共重合体単位質量あたりの(メタ)アクリロイル基含有量は2.79mmol/g、脂環構造部分の割合は8.64質量%であった。
攪拌機及び温度計を備えた4つ口フラスコに、マレイミド酢酸ブチルエステル(以下、MIABと略す。)60部と、丸善石油化学社製のビス−ヒドロキシ−トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン27部と、ヒドロキノン0.12部、ジオクチルチンオキシド0.5部を仕込み、減圧下127℃まで昇温し、生成するブタノールを留去しながらエステル交換反応を行った。反応物を同量のトルエンに希釈し、該トルエン溶液と同量の7.5質量%硫酸水溶液を用いて洗浄を3回繰り返した。硫酸マグネシウムで一晩乾燥後、エバポレータでトルエンを留去して、下記式(4)で表わされるマレイミド化合物(分子式=C22H22N2O8、分子量=442.42)を得た。この化合物の縮合型脂環式構造部分の分子式はC10H14(分子量=134.22)であるので、この化合物中の縮合型脂環式構造部分の割合は、30.3質量%であった。
攪拌機及び温度計を備えた4つ口フラスコに、メチルメタクリレート7部と2−ヒドロキシプロピルメタクリレート3部、溶剤としてトルエン100部を仕込み、攪拌、窒素雰囲気下で95℃まで昇温し、V−59(和光純薬)1部を加え、95℃で2時間、後110℃で4時間攪拌し、ラジカル重合を行った。反応物をワコーゲルC−200のカラムに通し、モレキュラーシーブで一晩乾燥後、エバポレータでトルエンを留去して、(共)重合体5を得た。数平均分子量は1779、分散度は1.73であった(GPC測定によるポリスチレン換算)。
合成例1で得た(共)重合体1を30部、
ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート(FA−512A日立化成)20部、
ジシクロペンテニルアクリレート(FA−511A日立化成)10部、
EO変性ビスフェノールFジアクリレート20部、
2−ヒドロキシプロピルメタクリレート8部、
2−アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタレート(HOAHH共栄社)7部、
ベンジルジメチルケタール(イルガキュア651、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ)3部、
t−ブチルパーオキシベンゾエート(パーブチルZ、日本油脂)2部および
フィラーとしてシリカ5部を
80℃で攪拌、脱泡し、液晶パネルシール用光硬化性組成物を得た。
(シール剤全量に対する共重合体の含有率:28.6質量%、(メタ)アクリレートが有する(メタ)アクリロイル基の含有量:2.80mmol/g、(メタ)アクリレートが有するヒドロキシル基の含有量:0.53mmol/g、(メタ)アクリレートが有するカルボキシル基の含有量:0.25mmol/g、(メタ)アクリレートが有する脂環構造の含有率:29.6質量% 表3に該値をまとめて記載した)
前記液晶パネル作製2の方法で液晶パネルを作製するとともに、前記評価方法に従い評価して、その結果を表1に示した。
合成例1で得た(共)重合体1を15部、
ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート(FA−512A日立化成)30部、
EO変性ビスフェノールFジアクリレート(アロニックスM−208東亞合成)30部、
EO変性リン酸ジメタクリレート(P−2M、日本化薬)5部、
2−ヒドロキシプロピルメタクリレート5部、
2−アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタレート(HOAHH共栄社)5部、
ベンジルジメチルケタール(イルガキュア651、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ)6部、
t−ブチルパーオキシベンゾエート(パーブチルZ、日本油脂)2部および
フィラーとしてシリカ5部を
80℃で攪拌、脱泡し、液晶パネルシール用光硬化性組成物を得た。
(シール剤全量に対する共重合体の含有率:14.6質量%、(メタ)アクリレートが有する(メタ)アクリロイル基の含有量:3.19mmol/g、(メタ)アクリレートが有するヒドロキシル基の含有量:0.34mmol/g、(メタ)アクリレートが有するカルボキシル基の含有量:0.18mmol/g、(メタ)アクリレートが有するリン酸基の含有量は0.15mmol/g、(メタ)アクリレートが有する脂環構造の含有率:23.3質量% 表3に該値をまとめて記載した)
前記液晶パネル作製2の方法で液晶パネルを作製するとともに、前記評価方法に従い評価して、その結果を表1に示した。
合成例2で得た(共)重合体2を30部、
EO変性ビスフェノールFジアクリレート(アロニックスM−208東亞合成)35部、
EO変性リン酸ジメタクリレート(P−2M、日本化薬)5部、
2−ヒドロキシプロピルメタクリレート5部、
合成例5で得たマレイミド化合物を15部、
ジメチロールジシクロペンタンジアクリレート(IRR214ダイセルUCB)5部
t−ブチルパーオキシベンゾエート(パーブチルZ、日本油脂)2部および
フィラーとしてシリカ5部を
80℃で攪拌、脱泡し、液晶パネルシール用光硬化性組成物を得た。
(シール剤全量に対する共重合体の含有率:29.4質量%、(メタ)アクリレートが有する(メタ)アクリロイル基の含有量:2.37mmol/g、(メタ)アクリレートが有するヒドロキシル基の含有量:0.34mmol/g、(メタ)アクリレートが有するリン酸基の含有量:0.15mmol/g、(メタ)アクリレートが有する脂環構造の含有率:10.0質量% 表3に該値をまとめて記載した)
前記液晶パネル作製2の方法で液晶パネルを作製するとともに、前記評価方法に従い評価して、その結果を表1に示した。
合成例2で得た(共)重合体2を20部、
ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート(FA−512A日立化成)15部、
EO変性ビスフェノールFジアクリレート(アロニックスM−208東亞合成)40部、
EO変性リン酸ジメタクリレート(P−2M、日本化薬)5部、
2−ヒドロキシプロピルメタクリレート5部、
合成例5で得たマレイミド化合物を10部、
t−ブチルパーオキシベンゾエート(パーブチルZ、日本油脂)2部および
フィラーとしてシリカ5部を
80℃で攪拌、脱泡し、液晶パネルシール用光硬化性組成物を得た。
(シール剤全量に対する共重合体の含有率:19.6質量%、(メタ)アクリレートが有する(メタ)アクリロイル基の含有量:2.85mmol/g、(メタ)アクリレートが有するヒドロキシル基の含有量:0.34mmol/g、(メタ)アクリレートが有するリン酸基の含有量:0.15mmol/g、(メタ)アクリレートが有する脂環構造の含有率:14.5質量% 表3に該値をまとめて記載した)
前記液晶パネル作製2の方法で液晶パネルを作製するとともに、前記評価方法に従い評価して、その結果を表1に示した。
合成例3で得た(共)重合体3を25部、
EO変性ビスフェノールFジアクリレート(アロニックスM−208東亞合成)25部、
EO変性リン酸ジメタクリレート(P−2M、日本化薬)5部、
2−ヒドロキシプロピルメタクリレート15部、
合成例5で得たマレイミド化合物を15部、
ジメチロールジシクロペンタンジアクリレート(IRR214ダイセルUCB)20部を
80℃で攪拌、脱泡し、液晶パネルシール用光硬化性組成物を得た。
(シール剤全量に対する共重合体の含有率:25質量%、(メタ)アクリレートが有する(メタ)アクリロイル基の含有量:3.35mmol/g、(メタ)アクリレートが有するヒドロキシル基の含有量:0.69mmol/g、(メタ)アクリレートが有するリン酸基の含有量:0.16mmol/g、(メタ)アクリレートが有する脂環構造の含有率:17.6質量% 表3に該値をまとめて記載した))
前記液晶パネル作製1の方法で液晶パネルを作製するとともに、前記評価方法に従い評価して、その結果を表1に示した。
合成例4で得た(共)重合体4を25部、
EO変性ビスフェノールFジアクリレート(アロニックスM−208東亞合成)25部、
EO変性リン酸ジメタクリレート(P−2M、日本化薬)5部、
2−ヒドロキシプロピルメタクリレート15部、
合成例5で得たマレイミド化合物を15部、
ジメチロールジシクロペンタンジアクリレート(IRR214ダイセルUCB)20部を
80℃で攪拌、脱泡し、液晶パネルシール用光硬化性組成物を得た。
(シール剤全量に対する共重合体の含有率:25質量%、(メタ)アクリレートが有する(メタ)アクリロイル基の含有量:3.35mmol/g、(メタ)アクリレートが有するヒドロキシル基の含有量:0.69mmol/g、(メタ)アクリレートが有するリン酸基の含有量:0.16mmol/g、(メタ)アクリレートが有する脂環構造の含有率:17.6質量% 表3に該値をまとめて記載した)
前記液晶パネル作製1の方法で液晶パネルを作製するとともに、前記評価方法に従い評価して、その結果を表1に示した。
ジメチロールジシクロペンタンジアクリレート(IRR214ダイセルUCB)10部
ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート(FA−512A日立化成)20部、
ジシクロペンテニルアクリレート(FA−511A日立化成)10部、
EO変性ビスフェノールFジアクリレート(アロニックスM−208東亞合成)40部、
2−ヒドロキシプロピルメタクリレート8部、
2−アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタレート(HOAHH共栄社)7部、
ベンジルジメチルケタール(イルガキュア651、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ)3部、
t−ブチルパーオキシベンゾエート(パーブチルZ、日本油脂)2部および
フィラーとしてシリカ5部を
80℃で攪拌、脱泡し、液晶パネルシール用光硬化性組成物を得た。
((メタ)アクリレートが有する(メタ)アクリロイル基の含有量:4.21mmol/g、(メタ)アクリレートが有するヒドロキシル基の含有量:0.53mmol/g、(メタ)アクリレートが有するカルボキシル基の含有量:0.25mmol/g、(メタ)アクリレートが有する脂環構造の含有率:24.9質量% 表4に該値をまとめて記載した)
前記液晶パネル作製2の方法で液晶パネルを作製するとともに、前記評価方法に従い評価して、その結果を表2に示した。
分岐型ウレタンアクリレート(数平均分子量6100、(メタ)アクリレート含有量1.3mmol/g)30部、
ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート(FA−512A日立化成)20部、
ジシクロペンテニルアクリレート(FA−511A日立化成)10部、
EO変性ビスフェノールFジアクリレート(アロニックスM−208東亞合成)20部、
2−ヒドロキシプロピルメタクリレート8部、
2−アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタレート(HOAHH共栄社)7部、
ベンジルジメチルケタール(イルガキュア651、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ)3部、
t−ブチルパーオキシベンゾエート(パーブチルZ、日本油脂)2部および
フィラーとしてシリカ5部を
80℃で攪拌、脱泡し、液晶パネルシール用光硬化性組成物を得た。
(シール剤全量に対する共重合体の含有量:28.6質量%、(メタ)アクリレートが有する(メタ)アクリロイル基の含有量:2.80mmol/g、(メタ)アクリレートが有するヒドロキシル基の含有量:0.53mmol/g、(メタ)アクリレートが有するカルボキシル基の含有量:0.25mmol/g、(メタ)アクリレートが有する脂環構造の含有率:29.6質量% 表4に該値をまとめて記載した)
前記液晶パネル作製2の方法で液晶パネルを作製するとともに、前記評価方法に従い評価して、その結果を表2に示した。
比較合成例で得た(共)重合体5を30部、
ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート(FA−512A日立化成)20部、
ジシクロペンテニルアクリレート(FA−511A日立化成)10部、
EO変性ビスフェノールFジアクリレート(アロニックスM−208東亞合成)20部、
2−ヒドロキシプロピルメタクリレート8部、
2−アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタレート(HOAHH共栄社)7部、
ベンジルジメチルケタール(イルガキュア651、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ)3部、
t−ブチルパーオキシベンゾエート(パーブチルZ、日本油脂)2部および
フィラーとしてシリカ5部を
80℃で攪拌、脱泡し、液晶パネルシール用光硬化性組成物を得た。
(シール剤全量に対する共重合体の含有率:28.6質量%、(メタ)アクリレートが有する(メタ)アクリロイル基の含有量:2.80mmol/g、(メタ)アクリレートが有するヒドロキシル基の含有量:0.53mmol/g、(メタ)アクリレートが有するカルボキシル基の含有量:0.25mmol/g、(メタ)アクリレートが有する脂環構造の含有率:29.6質量質量% 表4に該値をまとめて記載した)
前記液晶パネル作製2の方法で液晶パネルを作製するとともに、前記評価方法に従い評価して、その結果を表2に示した。
ビスフェノールAエポキシアクリレート95部、ジペンタエリスリトール・カプロラクトンとアクリル酸の反応物(日本化薬製、DPCA−60、6官能)5質量部、3,6−ビス(2−メチル−2−モルホリノプロピオニル)−9−n−オクチルカルバゾール(旭電化工業製、アデカオプトマーN−1414)1.8質量部、エチレンオキサイド変性リン酸ジメタアクリレート(日本化薬製、KAYAMER PM−2)1質量部を90℃で加熱溶解した。更に炭酸カルシウム(宇部マテリアル製、CS−3NA、平均粒径0.5μm)3.5質量部、タルク(巴工業製、HTPultra5C、平均粒径0.5μm)7質量部を添加して3本ロールにより混練して液晶パネルシール用光硬化性組成物を得た。
((メタ)アクリレートが有する(メタ)アクリロイル基の含有量:3.80mmol/g、(メタ)アクリレートが有するヒドロキシル基の含有量:3.49mmol/g、(メタ)アクリレートが有するリン酸基の含有量:0.03mmol/g 表4に該値をまとめて記載した)。
前記液晶パネル作製1の方法で液晶パネルを作製するとともに、前記評価方法に従い評価して、その結果を表2に示した。
Claims (11)
- 数平均分子量が1,000〜50,000の(メタ)アクリル共重合体と、(メタ)アクリレートを含有する液晶パネルシール用光硬化性組成物であって、前記(メタ)アクリル共重合体が(メタ)アクリロイル基を側鎖に有することを特徴とする液晶パネルシール用光硬化性組成物。
- 前記(メタ)アクリル共重合体の(メタ)アクリロイル基含有量が、(メタ)アクリル共重合体に対して0.1〜4mmol/gである、請求項1記載の液晶パネルシール用光硬化性組成物。
- 前記(メタ)アクリル共重合体を7〜60質量%含有する、請求項1又は2に記載の液晶パネルシール用光硬化性組成物。
- 前記(メタ)アクリレートが、組成物全量に対して(メタ)アクリロイル基を1.5〜6.5mmol/g有する、請求項1〜3のいずれかに記載の液晶パネルシール用光硬化性組成物。
- 前記(メタ)アクリル共重合体が、(メタ)アクリル共重合体100質量%に対して脂環式構造を5〜50質量%有し、且つ、前記(メタ)アクリレートが、(メタ)アクリレート100質量%に対して脂環式構造を20質量%以下有する、請求項1〜4のいずれかに記載の液晶パネルシール用光硬化性組成物。
- 前記(メタ)アクリレートが、ヒドロキシル基またはカルボキシル基含有量が組成物全量に対して0.3〜4.5mmol/gである、請求項1〜5のいずれかに記載の液晶パネルシール用光硬化性組成物。
- 前記(メタ)アクリレートが、燐酸基含有量が組成物全量に対して0.003〜0.35mmol/gである、請求項1〜6のいずれかに記載の液晶パネルシール用光硬化性組成物。
- マレイミド化合物を組成物全量に対して1〜30質量%含有する請求項1〜7のいずれかに記載の液晶パネルシール用光硬化性組成物。
- 熱ラジカル発生剤を組成物全量に対して0.1〜10質量%含有する請求項1〜8のいずれかに記載の液晶パネルシール用光硬化性組成物。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の液晶パネルシール用光硬化性組成物の硬化物から成るメインシール部を有することを特徴とする液晶パネル。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の液晶パネルシール用光硬化性組成物の硬化物から成る封止部を有することを特徴とする液晶パネル。
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