JP5520009B2 - 液晶滴下工法用シール剤、上下導通材料、及び、液晶表示素子 - Google Patents
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Description
以下に本発明を詳述する。
上記硬化性樹脂は、上記式(1)で表される構造を有するエピスルフィド樹脂、上記式(2)で表される構造を有するエピスルフィド樹脂、上記式(3)で表される構造を有するエピスルフィド樹脂、上記式(4)で表される構造を有するエピスルフィド樹脂、及び、上記式(5)で表される構造を有するエピスルフィド樹脂からなる群より選択される少なくとも1種のエピスルフィド樹脂を含有する。このような構造を有するエピスルフィド樹脂を含有することにより、本発明の液晶滴下工法用シール剤は、極めて速やかに熱硬化させることができ、本硬化工程において未硬化の低分子量物質と液晶とが接触する時間が極めて短くなり、液晶汚染を抑制することができる。
上記式(1)のR1及びR2、上記式(2)中のR7及びR8、上記式(3)中のR15及びR16、上記式(6)中のR38、上記式(7)中のR39、並びに、上記式(8)中のR40はそれぞれ、炭素数1〜3のアルキレン基であることが好ましく、メチレン基であることがより好ましい。上記アルキレン基は直鎖構造を有するアルキレン基であってもよく、分岐構造を有するアルキレン基であってもよい。
上記チイラン環含有基は、分子中に少なくとも1個のチイラン環を有していれば特に限定されず、例えば、チイラン環に加えて、アルキル基又はアルキルエーテル基を有する官能基等が挙げられる。なかでも、下記式(18)で表される構造を有するチイラン環含有基が好ましい。
上記アルキル基は特に限定されず、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられる。
上記式(5)中のR35は炭素数1〜3のアルキル基、又は、上記式(9)で表される基であることが好ましく、上記式(9)で表される基であることがより好ましい。上記アルキル基は直鎖構造を有するアルキル基であってもよく、分岐構造を有するアルキル基であってもよい。
上記式(5)中のR36及びR37は炭素数1〜3のアルキレン基であることが好ましく、メチレン基であることがより好ましい。上記アルキレン基は直鎖構造を有するアルキレン基であってもよく、分岐構造を有するアルキレン基であってもよい。また、上記R36と上記R37とは、同一であってもよく、異なっていてもよい。
上記式(9)中のR41は炭素数1〜3のアルキレン基であることが好ましく、メチレン基であることがより好ましい。上記アルキレン基は直鎖構造を有するアルキレン基であってもよく、分岐構造を有するアルキレン基であってもよい。
上記硫化剤の添加量は特に限定されないが、上記エポキシ化合物100重量部に対して、好ましい下限が5重量部、好ましい上限が200重量部である。上記硫化剤の添加量が5重量部未満であると、酸素原子から硫黄原子への置換が充分に進行しないことがある。上記硫化剤の添加量が200重量部を超えると、得られたエピスルフィド樹脂が自己重合することがある。
なお、上記エポキシ化合物のオキシラン環上の酸素原子が硫黄原子に置換されたことは、1H−NMRを測定することにより確認することができる。
上記ラジカル重合性樹脂は特に限定されないが、(メタ)アクリル樹脂が好適であり、上記(メタ)アクリル樹脂としては特に限定されないが、エポキシ(メタ)アクリレート又はウレタン(メタ)アクリレートであることが好ましい。なお、本明細書において、上記(メタ)アクリルとは、アクリル又はメタクリルを意味する。
上記熱硬化剤は、加熱によりシール剤中のエピスルフィド基等を反応させ、架橋させるためのものであり、硬化後のシール剤の接着性及び耐湿性を向上させる役割を有する。上記熱硬化剤としては、融点が100℃以上の潜在性硬化剤が好適に用いられる。融点が100℃以下の硬化剤を使用すると保存安定性が著しく悪くなることがある。
また、チオール型熱硬化剤としては特に限定されないが、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が好ましく、例えば、エタンジチオール、プロパンジチオール、ヘキサメチレンジチオール、デカメチレンジチオール、トリレン−2,4−ジチオール等の脂肪族ポリチオールや、キシレンジチオール等の芳香族ポリチオールや、ジグリコールジメルカプタン、トリグリコールジメルカプタン、テトラグリコールジメルカプタン、チオジグリコールジメルカプタン、チオトリグリコールジメルカプタン、チオテトラグリコールジメルカプタン、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、1,4−ジチアン環含有ポリチオール化合物等の環状スルフィド化合物等が挙げられる。これらのポリチオール化合物は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記光重合開始剤は特に限定されないが、反応性二重結合と光反応開始部とを有するものが好適である。このような光重合開始剤を用いれば、シール剤に充分な反応性を付与することができるとともに、液晶中に溶出して液晶を汚染することがない。なかでも、反応性二重結合と水酸基及び/又はウレタン結合とを有するベンゾイン(エーテル)類化合物が好適である。なお、本明細書において上記ベンゾイン(エーテル)類化合物とは、ベンゾイン類及びベンゾインエーテル類を表す。
これらの光重合開始剤は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記シランカップリング剤は特に限定されないが、基板等との接着性を向上させる効果に優れ、上記硬化性樹脂と化学結合することにより、上記硬化性樹脂の液晶材料中への流出を防止することができることから、例えば、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン等や、スペーサ−基を介してイミダゾール骨格とアルコキシシリル基とが結合した構造を有するイミダゾールシラン化合物からなるもの等が好適に用いられる。これらのシランカップリング剤は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
なお、上記ガラス転移温度は、DMA法により昇温速度5℃/分、周波数10Hzの条件で測定した値である。ただし、DMA法によるガラス転移点温度の測定には大量の試料を要することから、少量の試料しか得られない場合にはDSC法により昇温速度10℃/分の条件で測定を行うことが好ましい。一般に、DSC法によって測定したガラス転移点温度は、DMA法によって測定したガラス転移点温度よりも30℃程度低くなる。したがって、DSC法によってガラス転移点温度を測定する場合には、本発明の液晶滴下工法用シール剤は、硬化後におけるガラス転移温度の好ましい下限が50℃、好ましい上限が120℃である。
本発明の液晶滴下工法用シール剤と導電性微粒子とを含有する上下導通材料もまた、本発明の1つである。
まず、ITO薄膜等の2枚の電極付き透明基板の一方に、本発明の液晶滴下工法用シール剤及び/又は本発明の上下導通材料をスクリーン印刷、ディスペンサー塗布等により長方形状のシールパターンを形成する。次いで、シール剤未硬化の状態で液晶の微小滴を透明基板の枠内全面に滴下塗布し、すぐに他方の透明基板を重ねあわせ、シール部に紫外線を照射して硬化させる。その後、100〜200℃のオーブン中で約1時間加熱硬化させて硬化を完了させ、液晶表示素子を作製する。
本発明の液晶滴下工法用シール剤及び/又は本発明の上下導通材料を用いてなる液晶表示素子もまた、本発明の1つである。
次に、純水100mLと、エタノール100mLとを含む溶液に、チオシアン酸カリウム20gを溶解させた第2の溶液を調製した。得られたエポキシ化合物含有溶液に、調製した第2の溶液を5mL/分の速度で添加した後、30分間攪拌した。攪拌後、再度調製した第2の溶液を5mL/分の速度で更に添加し、30分間攪拌した。その後、容器内の温度を10℃に冷却して2時間攪拌し、レゾルシノールジグリシジルエーテルとチオシアン酸カリウムとを反応させた。
次に、容器内に飽和食塩水100mLを加え、10分間攪拌した。攪拌後、容器内にトルエン300mLを加え、10分間攪拌した。その後、容器内の溶液を分液ロートに移し、2時間静置し、溶液を分離させた。分液ロート内の下方の溶液を排出し、上澄み液を取り出し、取り出された上澄み液にトルエン100mLを加え、攪拌し、2時間静置した。更に、トルエン100mLを加え、攪拌し、2時間静置した。次に、硫酸マグネシウム50gを加え、5分間攪拌した。攪拌後、ろ紙により硫酸マグネシウムを取り除いて、溶液を分離した。真空乾燥機を用いて、分離された溶液を80℃で減圧乾燥することにより、残存している溶剤を除去した。このようにして、エピスルフィド化合物含有混合物を得た。
クロロホルムを溶媒として、得られたエピスルフィド化合物含有混合物の1H−NMRの測定を行った。この結果、エポキシ基の存在を示す6.5〜7.5ppmの領域のシグナルが減少し、エピスルフィド基の存在を示す2.0〜3.0ppmの領域にシグナルが現れた。これにより、レゾルシノールジグリシジルエーテルの一部のエポキシ基がエピスルフィド基に変換されていることを確認した。また、1H−NMRの測定結果の積分値より、エピスルフィド化合物含有混合物は、レゾルシノールジグリシジルエーテル70重量%と、式(12)で表されるエピスルフィド化合物30重量%とを含有することを確認した。
硬化性樹脂として、得られたエピスルフィド化合物含有混合物40重量部、及び、ビスフェノールA型エポキシアクリレート(ダイセルサイテック社製、「エベクリル3700」)60重量部と、ヒドラジド系熱硬化剤(味の素ファインテクノ社製、「アミキュアVDH」)15重量部と、光重合開始剤として2,2−ジエトキシアセトフェノン2重量部と、フィラーとして平均粒子径1.5μmのシリカ粒子20重量部と、シランカップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越シリコーン社製、「KBM−403」)0.5重量部とを、遊星式撹拌機(シンキー社製、「あわとり練太郎」)を用いて混合した後、3本ロールを用いて更に混合することによりシール剤を調製した。
得られたシール剤100重量部に対して、スチレン−ジビニルベンゼン樹脂からなる樹脂微粒子の表面に金からなる導電金属層が形成された導電性微粒子(積水化学工業社製、ミクロパールAU)5重量部を添加し、充分に混練して上下導通材料を得た。
透明電極付きの2枚の透明基板の一方に、得られたシール剤を長方形の枠を描くようにディスペンサーを用いて塗布した。また透明基板の電極の位置に得られた上下導通材料を塗布した。次いで、液晶(チッソ社製、JC−5004LA)の微小滴を透明基板上に、シール剤による枠内全面に滴下し、すぐに他方の透明基板を重ね合わせて、高圧水銀ランプを用いて100mW/cm2の紫外線を30秒間照射して仮固定を行った。その後、120℃で1時間加熱して、液晶アニールとともにシール剤の本硬化を行い、液晶表示素子を得た。
Claims (7)
- 硬化性樹脂は、ラジカル重合性樹脂を含有することを特徴とする請求項1記載の液晶滴下工法用シール剤。
- ラジカル重合性樹脂は、(メタ)アクリル樹脂であることを特徴とする請求項2記載の液晶滴下工法用シール剤。
- (メタ)アクリル樹脂は、エポキシ(メタ)アクリレート又はウレタン(メタ)アクリレートであることを特徴とする請求項3記載の液晶滴下工法用シール剤。
- 熱硬化剤は、アミン又はチオール型熱硬化剤であることを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の液晶滴下工法用シール剤。
- 請求項1、2、3、4又は5記載の液晶滴下工法用シール剤と、導電性微粒子とを含有することを特徴とする上下導通材料。
- 請求項1、2、3、4又は5記載の液晶滴下工法用シール剤及び/又は請求項6記載の上下導通材料を用いてなることを特徴とする液晶表示素子。
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