JP5268235B2 - 液晶シール剤およびそれを用いた液晶表示セル - Google Patents
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Description
一方、ジヒドラジド化合物を使用した樹脂組成物について、特許文献2にはエポキシ樹脂とジヒドラジド系硬化剤の硬化系において多価カルボン酸類が硬化促進剤として有効であることが示されているが、液晶シール剤に適用できる可能性について言及がない。
即ち、本発明は、
(1)(a)ジヒドラジド化合物、(b)硬化性樹脂としてエポキシ樹脂、(メタ)アクリル化エポキシ樹脂及び部分(メタ)アクリル化エポキシ樹脂から選択される1種もしくは2種以上、及び(c)硬化促進剤として多価カルボン酸を含有することを特徴とする液晶シール剤、
(2)硬化性樹脂(b)がエポキシ樹脂と(メタ)アクリル化エポキシ樹脂の混合物である(1)に記載の液晶シール剤、
(3)多価カルボン酸(c)がドデカン二酸又はデカン二酸である(1)又は(2)に記載の液晶シール剤、
で表される分子骨格を示す]
(8)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(1)乃至(6)のいずれかに記載の液晶シール剤を用いてシールパターンを形成し、シールパターン内又は対向基板に液晶を滴下した後、対向基板を貼り合わせ、次いで硬化することを特徴とする液晶表示セルの製造方法、
(9)紫外線及び/又は可視光線による一次硬化を経て、次いで加熱による二次硬化を行う(8)に記載の液晶表示セルの製造方法、
(10)紫外線及び/又は可視光線による硬化を経ず、加熱のみで硬化を行う(8)に記載の液晶表示セルの製造方法、
に関する。
本発明で用いられる液晶シール剤は硬化剤として、ジヒドラジド化合物(a)を含有する。ジヒドラジド類とは、この場合分子中に2個のヒドラジド基を有するものを指し、その具体例としては、例えば、シュウ酸ジヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、ピメリン酸ジヒドラジド、スベリン酸ジヒドラジド、アゼライン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、ドデカンジオジヒドラジド、ヘキサデカンジオヒドラジド、マレイン酸ジヒドラジド、フマル酸ジヒドラジド、ジグリコール酸ジヒドラジド、酒石酸ジヒドラジド、リンゴ酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、テレフタル酸ジヒドラジド、2,6−ナフトエ酸ジヒドラジド、4,4−ビスベンゼンジヒドラジド、1,4−ナフトエ酸ジヒドラジド、2,6−ピリジンジヒドラジド、1,3−ビス(ヒドラジノカルボノエチル)−5−イソプロピルヒダントイン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。ジヒドラジドを硬化剤として使用する場合には、粒径を細かくして均一に分散することが好ましい。ジヒドラジドのうち、液晶汚染性の観点から特に好ましいのはアジピン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、1,3−ビス(ヒドラジノカルボノエチル)−5−イソプロピルヒダントインである。その平均粒径は、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、3μm以下が好ましく、より好ましくは2μm以下である。また、同様に最大粒径は8μm以下が好ましく、より好ましくは5μm以下である。硬化剤の粒径はレーザー回折・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)により測定した。
本発明における、硬化性樹脂(b)としての使用量は、得られた液晶シール剤の作業性、物性に影響を与えない範囲で用いられ、通常、液晶シール剤中に25〜80重量%程度であり、好ましくは25〜75重量%である。
ラジカル反応型光重合開始剤を添加して用いる場合、その使用量は液晶シール剤中に0.1〜5重量%程度である。
硬化促進剤(c)の添加量は、硬化性樹脂(b)100重量部に対して0.1重量部以上、10重量部以下が好ましい。
本発明で使用される無機充填剤の液晶シール剤中の含有量は、通常2〜60重量%、好ましくは5〜50重量%である。充填剤の含有量が2重量%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。又、充填剤の含有量が60重量%より多い場合、充填剤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る恐れがある。
カップリング剤を加える場合、その使用量は、液晶シール剤中に0.1〜15重量%程度である。
エポキシアクリレート樹脂KAYARAD R−94220(日本化薬株式会社製;ビスフェノールFエポキシ樹脂のエポキシアクリレート)75重量部、エポキシ樹脂RE−203(日本化薬株式会社製;エポキシ当量233g/eq、エチレンオキサイド付加ビスフェノールS型エポキシ樹脂)25重量部、光開始剤KAYACURE RPI−4(日本化薬株式会社製;2−イソシアナトエチルメタクリレートと2−ヒドロキシ−1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−メチルプロパン−1−オンとの反応生成物)5重量部、シランカップリング剤サイラエースS−510(チッソ株式会社製;3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)1.5重量部を混合して樹脂液を得た。次にフィラーとしてナノテックアルミナSPC(シーアイ化成株式会社製;球状アルミナ、平均粒径50nm)17.5重量部、ブタジエン・メタクリル酸アルキル・スチレン共重合物(ロームアンドハース株式会社製;パラロイドEXL−2655)3重量部をビーズミルで均一に混合し、更にイソフタル酸ジヒドラジド微粉砕品(大塚化学株式会社製;IDH−Sをジェットミルで平均粒径1.5μm、最大粒径5μmに微粉砕したもの)7.55重量部、ドデカン二酸粉砕品(宇部興産株式会社製:ドデカン二酸をジェットミルで平均粒径1.5μm、最大粒径5μmに微粉砕したもの)0.75重量部を混合、三本ロールにより混練して本発明の液晶シール剤を得た。液晶シール剤の粘度(25℃)は320Pa・sであった(25℃、R型粘度計(東機産業株式会社製))。
エポキシアクリレート樹脂KAYARAD R−94220(日本化薬株式会社製;ビスフェノールFエポキシ樹脂のエポキシアクリレート)75重量部、エポキシ樹脂RE−203(日本化薬株式会社製;エポキシ当量233g/eq、エチレンオキサイド付加ビスフェノールS型エポキシ樹脂)25重量部、光開始剤KAYACURE RPI−4(日本化薬株式会社製;2−イソシアナトエチルメタクリレートと2−ヒドロキシ−1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−メチルプロパン−1−オンとの反応生成物)5重量部、シランカップリング剤サイラエースS−510(チッソ株式会社製;3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)1.5重量部を混合して樹脂液を得た。次にフィラーとしてナノテックアルミナSPC(シーアイ化成株式会社製;球状アルミナ、平均粒径50nm)17.5重量部、ブタジエン・メタクリル酸アルキル・スチレン共重合物(ロームアンドハース株式会社製;パラロイドEXL−2655)3重量部をビーズミルで均一に混合し、更にイソフタル酸ジヒドラジド微粉砕品(大塚化学株式会社製;IDH−Sをジェットミルで平均粒径1.5μm、最大粒径5μmに微粉砕したもの)7.55重量部、トリス(2−カルボキシエチル)イソシアヌレート粉砕品(四国化成工業株式会社製:CIC酸をジェットミルで平均粒径1.5μm、最大粒径5μmに微粉砕したもの)3重量部を混合三本ロールにより混練して本発明の液晶シール剤を得た。液晶シール剤の粘度(25℃)は340Pa・sであった(25℃、R型粘度計(東機産業株式会社製))。
エポキシアクリレート樹脂KAYARAD R−94220(日本化薬株式会社製;ビスフェノールFエポキシ樹脂のエポキシアクリレート)75重量部、エポキシ樹脂RE−203(日本化薬株式会社製;エポキシ当量233g/eq、エチレンオキサイド付加ビスフェノールS型エポキシ樹脂)25重量部、光開始剤KAYACURE RPI−4(日本化薬株式会社製;2−イソシアナトエチルメタクリレートと2−ヒドロキシ−1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−メチルプロパン−1−オンとの反応生成物)5重量部、シランカップリング剤サイラエースS−510(チッソ株式会社製;3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)1.5重量部を混合して樹脂液を得た。次にフィラーとしてナノテックアルミナSPC(シーアイ化成株式会社製;球状アルミナ、平均粒径50nm)17.5重量部、ブタジエン・メタクリル酸アルキル・スチレン共重合物(ロームアンドハース株式会社製;パラロイドEXL−2655)3重量部をビーズミルで均一に混合し、更にイソフタル酸ジヒドラジド微粉砕品(大塚化学株式会社製;IDH−Sをジェットミルで平均粒径1.5μm、最大粒径5μmに微粉砕したもの)7.55重量部、トリス(2−カルボキシプロピル)イソシアヌレート粉砕品(四国化成工業株式会社製:C3−CIC酸をジェットミルで平均粒径1.5μm、最大粒径5μmに微粉砕したもの)3重量部を混合、三本ロールにより混練して本発明の液晶シール剤を得た。液晶シール剤の粘度(25℃)は380Pa・sであった(25℃、R型粘度計(東機産業株式会社製))。
エポキシアクリレート樹脂KAYARAD R−94220(日本化薬株式会社製;ビスフェノールFエポキシ樹脂のエポキシアクリレート)75重量部、エポキシ樹脂RE−203(日本化薬株式会社製;エポキシ当量233g/eq、エチレンオキサイド付加ビスフェノールS型エポキシ樹脂)25重量部、光開始剤KAYACURE RPI−4(日本化薬株式会社製;2−イソシアナトエチルメタクリレートと2−ヒドロキシ−1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−メチルプロパン−1−オンとの反応生成物)5重量部、シランカップリング剤サイラエースS−510(チッソ株式会社製;3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)1.5重量部を混合して樹脂液を得た。次にフィラーとしてナノテックアルミナSPC(シーアイ化成株式会社製;球状アルミナ、平均粒径50nm)17.5重量部、ブタジエン・メタクリル酸アルキル・スチレン共重合物(ロームアンドハース株式会社製;パラロイドEXL−2655)3重量部をビーズミルで均一に混合し、更にアジピン酸ジヒドラジド微粉砕品(大塚化学株式会社製;ADH−Sをジェットミルで平均粒径1.5μm、最大粒径5μmに微粉砕したもの)7重量部、ドデカン二酸粉砕品(宇部興産株式会社製:ドデカン二酸をジェットミルで平均粒径1.5μm、最大粒径5μmに微粉砕したもの)0.75重量部を混合、三本ロールにより混練して本発明の液晶シール剤を得た。液晶シール剤の粘度(25℃)は300Pa・sであった(25℃、R型粘度計(東機産業株式会社製))。
エポキシアクリレート樹脂KAYARAD R−94220(日本化薬株式会社製;ビスフェノールFエポキシ樹脂のエポキシアクリレート)75重量部、エポキシ樹脂RE−203(日本化薬株式会社製;エポキシ当量233g/eq、エチレンオキサイド付加ビスフェノールS型エポキシ樹脂)25重量部、光開始剤KAYACURE RPI−4(日本化薬株式会社製;2−イソシアナトエチルメタクリレートと2−ヒドロキシ−1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−メチルプロパン−1−オンとの反応生成物)5重量部、シランカップリング剤サイラエースS−510(チッソ株式会社製;3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)1.5重量部を混合して樹脂液を得た。次にフィラーとしてナノテックアルミナSPC(シーアイ化成株式会社製;球状アルミナ、平均粒径50nm)17.5重量部、ブタジエン・メタクリル酸アルキル・スチレン共重合物(ロームアンドハース株式会社製;パラロイドEXL−2655)3重量部をビーズミルで均一に混合し、更にアジピン酸ジヒドラジド微粉砕品(大塚化学株式会社製;ADH−Sをジェットミルで平均粒径1.5μm、最大粒径5μmに微粉砕したもの)7重量部、トリス(2−カルボキシエチル)イソシアヌレート粉砕品(四国化成工業株式会社製:CIC酸をジェットミルで平均粒径1.5μm、最大粒径5μmに微粉砕したもの)1重量部を混合三本ロールにより混練して本発明の液晶シール剤を得た。液晶シール剤の粘度(25℃)は320Pa・sであった(25℃、R型粘度計(東機産業株式会社製))。
エポキシアクリレート樹脂KAYARAD R−94220(日本化薬株式会社製;ビスフェノールFエポキシ樹脂のエポキシアクリレート)75重量部、エポキシ樹脂RE−203(日本化薬株式会社製;エポキシ当量233g/eq、エチレンオキサイド付加ビスフェノールS型エポキシ樹脂)25重量部、光開始剤KAYACURE RPI−4(日本化薬株式会社製;2−イソシアナトエチルメタクリレートと2−ヒドロキシ−1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−メチルプロパン−1−オンとの反応生成物)5重量部、シランカップリング剤サイラエースS−510(チッソ株式会社製;3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)1.5重量部を混合して樹脂液を得た。次にフィラーとしてナノテックアルミナSPC(シーアイ化成株式会社製;球状アルミナ、平均粒径50nm)17.5重量部、ブタジエン・メタクリル酸アルキル・スチレン共重合物(ロームアンドハース株式会社製;パラロイドEXL−2655)3重量部をビーズミルで均一に混合し、更にアジピン酸ジヒドラジド微粉砕品(大塚化学株式会社製;ADH−Sをジェットミルで平均粒径1.5μm、最大粒径5μmに微粉砕したもの)7重量部、トリス(2−カルボキシプロピル)イソシアヌレート粉砕品(四国化成工業株式会社製:C3−CIC酸をジェットミルで平均粒径1.5μm、最大粒径5μmに微粉砕したもの)1重量部を混合、三本ロールにより混練して本発明の液晶シール剤を得た。液晶シール剤の粘度(25℃)は350Pa・sであった(25℃、R型粘度計(東機産業株式会社製))。
エポキシアクリレート樹脂KAYARAD R−94220(日本化薬株式会社製;ビスフェノールFエポキシ樹脂のエポキシアクリレート)75重量部、エポキシ樹脂RE−203(日本化薬株式会社製;エポキシ当量233g/eq、エチレンオキサイド付加ビスフェノールS型エポキシ樹脂)25重量部、光開始剤KAYACURE RPI−4(日本化薬株式会社製;2−イソシアナトエチルメタクリレートと2−ヒドロキシ−1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−メチルプロパン−1−オンとの反応生成物)5重量部、シランカップリング剤サイラエースS−510(チッソ株式会社製;3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)1.5重量部を混合して樹脂液を得た。次にフィラーとしてナノテックアルミナSPC(シーアイ化成株式会社製;球状アルミナ、平均粒径50nm)17.5重量部、ブタジエン・メタクリル酸アルキル・スチレン共重合物(ロームアンドハース株式会社製;パラロイドEXL−2655)3重量部をビーズミルで均一に混合し、更にイソフタル酸ジヒドラジド微粉砕品(大塚化学株式会社製;IDH−Sをジェットミルで平均粒径1.5μm、最大粒径5μmに微粉砕したもの)7.55重量部を三本ロールにより混練して本発明の液晶シール剤を得た。液晶シール剤の粘度(25℃)は320Pa・sであった(25℃、R型粘度計(東機産業株式会社製))。
エポキシアクリレート樹脂KAYARAD R−94220(日本化薬株式会社製;ビスフェノールFエポキシ樹脂のエポキシアクリレート)75重量部、エポキシ樹脂RE−203(日本化薬株式会社製;エポキシ当量233g/eq、エチレンオキサイド付加ビスフェノールS型エポキシ樹脂)25重量部、光開始剤KAYACURE RPI−4(日本化薬株式会社製;2−イソシアナトエチルメタクリレートと2−ヒドロキシ−1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−メチルプロパン−1−オンとの反応生成物)5重量部、シランカップリング剤サイラエースS−510(チッソ株式会社製;3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)1.5重量部を混合して樹脂液を得た。次にフィラーとしてナノテックアルミナSPC(シーアイ化成株式会社製;球状アルミナ、平均粒径50nm)17.5重量部、ブタジエン・メタクリル酸アルキル・スチレン共重合物(ロームアンドハース株式会社製;パラロイドEXL−2655)3重量部をビーズミルで均一に混合し、更にアジピン酸ジヒドラジド微粉砕品(大塚化学株式会社製;ADH−Sをジェットミルで平均粒径1.5μm、最大粒径5μmに微粉砕したもの)7重量部を三本ロールにより混練して本発明の液晶シール剤を得た。液晶シール剤の粘度(25℃)は300Pa・sであった(25℃、R型粘度計(東機産業株式会社製))。
実施例1〜6、比較例1〜2に記載した液晶シール剤につき、その組成表を表1に示す。
サンプル瓶に液晶シール剤を0.5g入れ、液晶(メルク社製、MLC−6866−100)1gを加えた後、UV照射機により3000mJ/cm2の紫外線を照射後、120℃オーブンに1時間投入した。室温に30分放置後、サンプル瓶から液晶を取り出しガスクロマトグラフィーによりシール剤成分の溶出量(ppm)を定量した。結果を表2に示す(液晶汚染性(UV照射及び熱硬化):溶出量(ppm))。
サンプル瓶に液晶シール剤を0.5g入れ、液晶(メルク社製、MLC−6866−100)1gを加えた後、120℃オーブンに1時間投入した。オーブンから取り出した後、直ちにサンプル瓶から液晶を取り出しガスクロマトグラフィーによりシール剤成分の溶出量(ppm)を定量した。結果を表3に示す(液晶汚染性(熱硬化のみ):溶出量(ppm))。
得られた液晶シール剤100gにスペーサーとして5μmのグラスファイバー1gを添加して混合撹拌を行う。この液晶シール剤を50mm×50mmのガラス基板上に塗布し、その液晶シール剤上に1.5mm×1.5mmのガラス片を貼り合わせUV照射機により3J/cm2の紫外線を照射後、オーブンに投入して熱硬化させた。熱硬化条件は100℃1時間と120℃1時間の2条件とした。西進商事製ボンドテスターにてガラス片のせん断接着強度を測定した。結果を表4に示す。
得られた液晶シール剤の25℃における粘度変化を測定した。初期粘度に対する粘度増加率(%)を表4に示す。
透明電極付き基板に配向膜液(PIA−5540−05A;チッソ株式会社製)を塗布、焼成し、ラビング処理を施した。この基板に実施例及び比較例の液晶シール剤を貼り合せ後の線幅が1mmとなるようにディスペンサーでシールパターン及びダミーシールパターンを形成し、次いで液晶(JC−5015LA;チッソ株式会社製)の微小滴をシールパターンの枠内に滴下した。更にもう一枚のラビング処理済み基板に面内スペーサ(ナトコスペーサKSEB−525F;ナトコ株式会社製;貼り合せ後のギャップ幅5μm)を散布、熱固着し、貼り合せ装置を用いて真空中で先の液晶滴下済み基板と貼り合せた。大気開放してギャップ形成した後、シール剤部分にメタルハライドランプ(ウシオ電機株式会社製)で3J/cm2(100mW/cm2で30秒)の紫外線を照射して硬化させた。更に120℃オーブンに投入して1時間加熱硬化させ評価用液晶テストセルを作成した。
透明電極付き基板に配向膜液(PIA−5540−05A;チッソ株式会社製)を塗布、焼成し、ラビング処理を施した。この基板に実施例及び比較例の液晶シール剤を貼り合せ後の線幅が1mmとなるようにディスペンサーでシールパターン及びダミーシールパターンを形成し、次いで液晶(JC−5015LA;チッソ株式会社製)の微小滴をシールパターンの枠内に滴下した。更にもう一枚のラビング処理済み基板に面内スペーサ(ナトコスペーサKSEB−525F;ナトコ株式会社製;貼り合せ後のギャップ幅5μm)を散布、熱固着し、貼り合せ装置を用いて真空中で先の液晶滴下済み基板と貼り合せた。大気開放してギャップ形成した後、UV硬化を経ずに、そのまま120℃オーブンに投入して1時間加熱硬化させ評価用液晶テストセルを作成した。
○(シール近傍に配向乱れがない)
△(シール近傍に僅かに配向乱れがある)
×(シールに液晶が差し込む、或いはシール近傍に配向乱れがある)
××(シールが決壊しセルが形成出来ない)
Claims (7)
- (a)ジヒドラジド化合物、(b)硬化性樹脂として(メタ)アクリル化エポキシ樹脂及び/又は部分(メタ)アクリル化エポキシ樹脂、(c)硬化促進剤として多価カルボン酸を含有することを特徴とする液晶滴下工法用液晶シール剤。
- 硬化性樹脂(b)がエポキシ樹脂と(メタ)アクリル化エポキシ樹脂の混合物である請求項1に記載の液晶滴下工法用液晶シール剤。
- 多価カルボン酸(c)がドデカン二酸又はデカン二酸である請求項1又は2に記載の液晶滴下工法用液晶シール剤。
- 請求項1乃至3のいずれかに記載の液晶滴下工法用液晶シール剤の硬化物でシールされた液晶表示セル。
- 2枚の基板により構成される液晶表示セルにおいて、一方の基板に請求項1乃至3のいずれかに記載の液晶滴下工法用液晶シール剤を用いてシールパターンを形成し、シールパターン内又は対向基板に液晶を滴下した後、対向基板を貼り合わせ、次いで硬化することを特徴とする液晶表示セルの製造方法。
- 紫外線及び/又は可視光線による一次硬化を経て、次いで加熱による二次硬化を行う請求項5に記載の液晶表示セルの製造方法。
- 紫外線及び/又は可視光線による硬化を経ず、加熱のみで硬化を行う請求項5に記載の液晶表示セルの製造方法。
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