JP5547642B2 - 液晶シール剤、それを用いた液晶表示パネルとその製造方法、および液晶表示装置 - Google Patents

液晶シール剤、それを用いた液晶表示パネルとその製造方法、および液晶表示装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5547642B2
JP5547642B2 JP2010531737A JP2010531737A JP5547642B2 JP 5547642 B2 JP5547642 B2 JP 5547642B2 JP 2010531737 A JP2010531737 A JP 2010531737A JP 2010531737 A JP2010531737 A JP 2010531737A JP 5547642 B2 JP5547642 B2 JP 5547642B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
epoxy resin
substrate
sealant
seal pattern
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2010531737A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2010038431A1 (ja
Inventor
康司 水田
健一 中村
達司 村田
裕明 大塚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Chemicals Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Chemicals Inc filed Critical Mitsui Chemicals Inc
Priority to JP2010531737A priority Critical patent/JP5547642B2/ja
Publication of JPWO2010038431A1 publication Critical patent/JPWO2010038431A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5547642B2 publication Critical patent/JP5547642B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/10Materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers
    • C09K3/1006Materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers characterised by the chemical nature of one of its constituents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • C08L63/10Epoxy resins modified by unsaturated compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J163/00Adhesives based on epoxy resins; Adhesives based on derivatives of epoxy resins
    • C09J163/10Epoxy resins modified by unsaturated compounds
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1339Gaskets; Spacers; Sealing of cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/10Materials in mouldable or extrudable form for sealing or packing joints or covers
    • C09K2003/1034Materials or components characterised by specific properties
    • C09K2003/1062UV-curable materials
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2202/00Materials and properties
    • G02F2202/02Materials and properties organic material
    • G02F2202/022Materials and properties organic material polymeric
    • G02F2202/023Materials and properties organic material polymeric curable

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Sealing Material Composition (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

本発明は、液晶シール剤、それを用いた液晶表示パネルとその製造方法、および液晶表示装置に関する。
近年、携帯電話やパーソナルコンピュータなどの各種電子機器の画像表示パネルとして、軽量かつ高精細であるなどの利点から、液晶表示パネルが広く用いられている。液晶表示パネルは、表面に電極が設けられた2枚の透明基板と、その2枚の透明基板の間に挟持され、その周囲が液晶シール剤によりシールされた液晶材料(以下、単に「液晶」という)と、を有する。
液晶シール剤は、その使用量は僅かではあるものの、液晶と直接接触するため、液晶表示パネルの信頼性に大きな影響を与える。したがって、液晶表示パネルの高画質化を実現するため、現在、液晶シール剤には、高度かつ多様な特性が求められている。
従来、液晶表示パネルは、主に液晶注入工法によって製造されている。液晶注入工法は、一般に、1)一方の透明な基板上に液晶シール剤を塗布して、液晶を充填するための枠を形成する工程、2)当該基板をプレキュア処理して液晶シール剤を乾燥させた後、他方の透明な基板を貼り合わせる工程、3)貼り合わせた2枚の基板を加熱圧締により接着させて、液晶注入用セルを得る工程、4)液晶注入用セルに適量の液晶を注入した後、液晶の注入口を封止して液晶表示パネルを得る工程、を含む方法である。
一方、最近では、生産性を向上しうる液晶表示パネルの製造方法として、液晶滴下工法が検討されている。液晶滴下工法は、1)一方の透明な基板上に液晶シール剤を塗布して、液晶を充填するための枠を形成する工程、2)液晶シール剤が未硬化状態のままで、前記枠内に少量の液晶を滴下する工程、3)一方の透明な基板と、他方の透明な基板とを高真空下で重ね合わせる工程、4)液晶シール剤を硬化させて液晶表示パネルを得る工程、を含む方法である。通常、液晶滴下工法の3)および4)の工程では、光硬化性と熱硬化性とを有する液晶シール剤に紫外線などの光を照射して液晶シール剤を仮硬化させた後、加熱して本硬化させている。
ところで、近年、液晶表示パネルには、高い表示信頼性を有すること、具体的には高温高湿条件においても表示が変化しないことが要求されている。高い表示信頼性を得るための液晶シール剤として、エポキシ樹脂を主体とした熱硬化性樹脂が提案されている。
液晶注入工法用の液晶シール剤または液晶滴下工法用の液晶シール剤として、液状エポキシ樹脂が提案されている(例えば特許文献1および2)。これらの文献には、液状エポキシ樹脂として、ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂およびビスフェノールF型液状エポキシ樹脂が好ましいとされている。しかしながら、これらの液状エポキシ樹脂は、常温においても液晶に対する溶解性を有するため、液晶表示パネルの表示特性を低下させる要因となる。
液晶に対する溶解性が低い液晶シール剤として、融点が140℃以下である結晶性エポキシ樹脂と、アクリル酸とを反応させて得られる(メタ)アクリル酸変性エポキシ樹脂が提案されている(例えば特許文献3)。この(メタ)アクリル酸変性エポキシ樹脂は、高い結晶性を有するため、液晶に対して溶解しにくいとされている。また(メタ)アクリル酸変性エポキシ樹脂と、水酸基を有する液状エポキシ樹脂とを含む液晶滴下工法用の液晶シール剤も提案されている(例えば、特許文献5)。
さらに近年、液晶表示パネルの生産量が増加していることから、液晶シール剤の硬化時間の短縮化も要求されている。液晶シール剤の硬化時間を短縮するために、硬化触媒を最適化する種々の提案がなされている。トリスフェノール型エポキシ樹脂と、2位にフェニル基を有しかつ融点が170℃以上であるイミダゾール系硬化促進剤とを含む、液晶注入工法用の液晶シール剤が提案されている(例えば、特許文献4)。
特開平10−273644号公報 特許第3955038号 特開2005−018022号公報 特開2004−123909号公報 特開2005−232370号公報
特許文献3の(メタ)アクリル酸変性エポキシ樹脂は、室温付近では液晶に対して溶解しにくいが、高温高湿条件下では液晶に対して溶解しやすかった。このため、特許文献3の液晶シール剤は、液晶表示パネルの表示特性を低下させることがあった。特許文献4の液晶シール剤は、従来の液晶シール剤よりも高い硬化速度を有するものの、未だ十分なレベルではなかった。特許文献5の液晶シール剤の硬化物は、架橋密度が低く、耐熱性が低かった。
すなわち、液晶表示パネルに用いた場合に、高温高湿条件下においても表示特性を変化させず(以下「表示信頼性に優れる」ともいう)、かつ短時間で硬化できる、液晶注入方式用または液晶滴下方式用の液晶シール剤が望まれている。本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、液晶表示パネルの表示信頼性を高め、かつ硬化物の架橋密度が高く、硬化性に優れた液晶シール剤を提供することを目的とする。
本発明の第1は、以下の液晶シール剤およびその硬化物に関する。
[1] 1分子内に、1以上の水酸基と、合計で3以上のエポキシ基および(メタ)アクリル基と、を有する脂肪族エポキシ樹脂αを含み、前記脂肪族エポキシ樹脂αの、質量平均分子量が0.3×10〜1.0×10である、液晶シール剤。
[2] 前記脂肪族エポキシ樹脂αの芳香環当量が400g/eq以上である、[1]記載の液晶シール剤。
[3] 前記脂肪族エポキシ樹脂αの、水酸基当量は100〜300g/eqであり、かつエポキシ当量は50〜150g/eqである、[1]または[2]記載の液晶シール剤。
[4] 1モルの、n価(nは4以上の整数を表す)の多価アルコール化合物に対して、3モル以上(n−1)モル以下のエポキシ化化合物を反応させて得られる脂肪族エポキシ樹脂α1、および前記脂肪族エポキシ樹脂α1と(メタ)アクリル酸とを反応させて得られる、エポキシ基と(メタ)アクリル基とを両方含む脂肪族エポキシ樹脂α2のいずれか一方または両方からなる脂肪族エポキシ樹脂αを含み、前記脂肪族エポキシ樹脂αの質量平均分子量が0.3×10〜1.0×10である、液晶シール剤。
[5] 前記脂肪族エポキシ樹脂αの芳香環当量が400g/eq以上である、[4]記載の液晶シール剤。
[6] 潜在性硬化剤と、フィラーと、をさらに含む、[1]〜[5]のいずれかに記載の液晶シール剤。
[7] 前記脂肪族エポキシ樹脂αは、エポキシ基と(メタ)アクリル基とを両方含む脂肪族エポキシ樹脂α2である、[1]〜[6]のいずれかに記載の液晶シール剤。
[8] アクリル樹脂と、光ラジカル重合開始剤とをさらに含む、[1]〜[7]のいずれかに記載の液晶シール剤。
[9] 前記脂肪族エポキシ樹脂αの合計量は、液晶シール剤に対して5〜65質量%である、[1]〜[8]のいずれかに記載の液晶シール剤。
[10] 芳香族エポキシ樹脂βをさらに含む、[1]〜[9]のいずれかに記載の液晶シール剤。
[11] 前記芳香族エポキシ樹脂βの軟化点は50℃以上である、[10]記載の液晶シール剤。
[12] 前記芳香族エポキシ樹脂βの含有量は、前記脂肪族エポキシ樹脂αの合計量に対して5〜40質量%である、[10]または[11]記載の液晶シール剤。
[13] [1]〜[12]のいずれかに記載の液晶シール剤を硬化してなる、硬化物。
本発明の第2は、以下の液晶表示パネルの製造方法に関する。
[14] 第1の基板に、[1]〜[12]のいずれかに記載の液晶シール剤のシールパターンを形成する第1の工程と、前記シールパターンが未硬化の状態において、前記第1の基板の前記シールパターンで囲まれた領域、または前記シールパターンで囲まれた領域に対向する第2の基板の領域に、液晶を滴下する第2の工程と、前記第1の基板と、前記第2の基板とを、前記シールパターンを介して重ね合わせる第3の工程と、前記シールパターンを熱硬化させる、または熱硬化および光硬化させる第4の工程と、を含む、液晶表示パネルの製造方法。
[15] 第1の基板に、[1]〜[12]のいずれかに記載の液晶シール剤のシールパターンを形成する第1の工程と、前記第1の基板と第2の基板とを、前記シールパターンを介して重ね合わせる第2の工程と、前記シールパターンを熱硬化させて、液晶を注入するための注入口を有する液晶注入用セルを得る第3の工程と、液晶を、前記注入口を介して前記液晶注入用セルに注入する第4の工程と、前記注入口を封止する第5の工程と、を含む、液晶表示パネルの製造方法。
本発明の第3は、以下の液晶表示パネルおよび液晶表示装置に関する。
[16] 表示基板と、前記表示基板と対になる対向基板と、前記表示基板と、前記対向基板との間に介在している、枠状のシール部材と、前記表示基板と前記対向基板との間の、前記シール部材で囲まれた空間に充填された液晶層と、を含む液晶表示パネルであって、前記シール部材は、[13]記載の硬化物である、液晶表示パネル。
[17] [16]記載の液晶表示パネルを含む、液晶表示装置。
本発明は、液晶表示パネルの表示信頼性を高め、かつ硬化物の架橋密度が高く硬化性に優れた液晶シール剤を提供できる。
液晶滴下工法による、本発明の液晶表示パネルの製造方法の一例を示す図である。 液晶注入工法による、本発明の液晶表示パネルの製造方法の一例を示す図である。
1.液晶シール剤
本発明の液晶シール剤は、(A−1)エポキシ樹脂α(脂肪族エポキシ樹脂α)を含み、必要に応じて、(A−4)潜在性硬化剤、(B)フィラー、(C)アクリル樹脂および(D)光ラジカル重合開始剤などを含む。
(A)エポキシ樹脂
(A−1)エポキシ樹脂α
エポキシ樹脂αは、脂肪族エポキシ樹脂であり、1分子内に1以上の水酸基と、合計で3以上のエポキシ基および(メタ)アクリル基と、を有する。
本発明における脂肪族エポキシ樹脂とは、分子内に芳香環を含まない、あるいは分子内に実質的に芳香環を含まないエポキシ樹脂である。一般的に、脂肪族エポキシ樹脂の主鎖構造は、芳香族エポキシ樹脂のような剛直な構造を有しないため、柔軟性を有する。柔軟性を有する液晶シール剤は、内部応力等を吸収し易く、温度変化のある環境下においても良好な接着性およびシール性を有する。このため、エポキシ樹脂αは、分子内に芳香環を含まないことが好ましいが、エポキシ樹脂の柔軟性が保たれる範囲で分子内に芳香環を有してもよい。エポキシ樹脂の柔軟性が保たれる範囲で分子内に芳香環を有してもよいことを、分子内に実質的に芳香環を含まない、ともいう。
エポキシ樹脂αの芳香環当量は、400g/eq以上であることが好ましく、無限大であることがより好ましい。エポキシ樹脂αの芳香環当量が400g/eq未満であると、液晶シール剤の硬化物に柔軟性を付与できず、接着強度が低下する。エポキシ樹脂の芳香環当量は、エポキシ樹脂の分子量を、1分子のエポキシ樹脂αに含まれる芳香環の数で除すことにより求められる。エポキシ樹脂αが縮合環を含む場合、縮合環に含まれる芳香環の数をカウントする。たとえば、縮合環がナフタレンに由来する構造である場合、ナフタレンに由来する構造の芳香環の数は2つである。縮合環がアントラセンに由来する構造である場合、アントラセンに由来する構造の芳香環の数は3つである。
このようなエポキシ樹脂αの硬化物の弾性率は、後述する芳香族エポキシ樹脂βの硬化物の弾性率よりも低い。このため、エポキシ樹脂αを含む本発明の液晶シール剤の硬化物は、柔軟性を有しており、液晶表示パネルで発生する内部応力を低下させる。その結果、本発明の液晶シール剤の硬化物は、温度変化のある環境下においても安定した接着性およびシール性を有する。
エポキシ樹脂αの、E型粘度計を用いて25℃、2.5rpmで測定される粘度は、2〜300Pa・sであることが好ましい。液晶シール剤を均一に塗布しやすいからである。エポキシ樹脂αの粘度は、エポキシ樹脂αの質量平均分子量などにより制御されうる。本発明において「〜」はその両端の数値を含む。
エポキシ樹脂αの質量平均分子量は、0.3×10〜1.0×10であることが好ましい。液晶シール剤の粘度を上記範囲に制御しやすいからである。エポキシ樹脂αの質量平均分子量は、例えばFD−MS等の質量分析により測定されうる。
液晶シール剤は、液晶に溶解すると、液晶表示パネルの表示特性を低下させることがある。また脂肪族エポキシ樹脂の硬化物は、芳香族エポキシ樹脂の硬化物と比較して耐熱性が低い傾向がある。そこで本発明では、エポキシ樹脂αに、水酸基などの極性基を導入して、液晶に対する溶解性を低くしている。またエポキシ樹脂αに、エポキシ基および(メタ)アクリル基を多く導入して、硬化速度および硬化物の架橋密度を高めている。
前述のように、エポキシ樹脂αは、水酸基、チオール基およびカルボキシル基からなる群より選ばれる極性基を有する。エポキシ樹脂αの分子の極性を高めて、液晶に対する溶解性を低くするためである。エポキシ樹脂αは、硬化物の架橋密度が高く、取り扱いが容易である等の点から、分子内に水酸基を有することが好ましい。
水酸基は、エポキシ樹脂αの極性を高めて、液晶への溶解性を低下させる。また、水酸基は水素結合を生じるため、エポキシ樹脂αの分子同士を隣接させて反応させやすくする。このため、水酸基は、エポキシ樹脂αの硬化物の架橋密度も高めうると考えられる。
エポキシ樹脂αの水酸基当量は、100〜300g/eqであることが好ましい。分子量が大きくなりすぎることなく、エポキシ樹脂αを親水化できるためである。エポキシ樹脂αの水酸基当量は、エポキシ樹脂αを、無水酢酸を含むピリジンに溶解させて、エポキシ樹脂αの水酸基と無水酢酸を反応させた後、生成した酢酸をKOHで滴定することにより測定されうる。
従来は、ビスフェノール型エポキシ樹脂などの芳香族エポキシ樹脂に水酸基を導入しようとする場合、エポキシ基を重合させて開環させることで水酸基を生成させていた。しかしながら、芳香族エポキシ樹脂自体の分子量が大きいため、得られるエポキシ樹脂の分子量も大きかった。分子量の大きいエポキシ樹脂を含む液晶シール剤は、粘度が高く、作業性が低下する。
これに対して、脂肪族エポキシ樹脂の分子量は、芳香族エポキシ樹脂の分子量と比較して小さい。このため、脂肪族エポキシ樹脂の主骨格に水酸基を導入することで、分子量の小さい親水化エポキシ樹脂が得られる。一般的に、分子量の小さい脂肪族エポキシ樹脂は、液晶に対して溶解しやすい。しかし、主骨格に水酸基が導入された脂肪族エポキシ樹脂は親水性であるため、液晶に対する溶解性が低くなる。すなわち、主骨格に水酸基が導入されたエポキシ樹脂αを含む液晶シール剤は、液晶表示パネルの表示信頼性と作業性のバランスに優れる。
前述のように、エポキシ樹脂αは、合計で3以上のエポキシ基および(メタ)アクリル基を有する。このため、エポキシ樹脂αを含む液晶シール剤の硬化物の架橋密度が高く、硬化性に優れる。さらに本発明の液晶シール剤の硬化物は、高い架橋密度を有するので、実質的に脂肪族エポキシ樹脂の硬化物であるにも係わらず、耐熱性に優れる。
エポキシ樹脂αの1分子に含まれるエポキシ基と(メタ)アクリル基の総数は3〜6であることが好ましい。1分子に含まれるエポキシ基と(メタ)アクリル基の総数が3未満であるエポキシ樹脂αは、硬化物の架橋密度が低いため、硬化物の耐熱性が低くなる。一方、エポキシ樹脂αの1分子に含まれるエポキシ基と(メタ)アクリル基の総数が多すぎると、エポキシ樹脂αの保存安定性が低下することがある。
エポキシ樹脂αに含まれる(メタ)アクリル基の数は、用途によって決定されうる。たとえば、熱硬化性が求められる、液晶注入方式用の液晶シール剤には、分子中に(メタ)アクリル基を含まないエポキシ樹脂α1が用いられる。熱硬化性と光硬化性とが求められる、液晶滴下方式用の液晶シール剤には、分子中に1以上の(メタ)アクリル基を含むエポキシ樹脂α2が用いられる。
エポキシ樹脂α1に含まれるエポキシ基は3〜6であることが好ましい。前述と同様に、エポキシ基の数が少なすぎると、エポキシ樹脂α1の硬化物の架橋密度が低く、多すぎるとエポキシ樹脂α1の保存安定性が低下することがある。
エポキシ樹脂α1の1分子中に含まれるエポキシ基の数は、エポキシ樹脂α1の分子量とエポキシ当量とにより求められる。たとえば、エポキシ樹脂α1の分子量が300であり、エポキシ当量が100g/eqである場合、エポキシ樹脂α1の1分子中に含まれるエポキシ基の数は、300/100=3として求められる。求められたエポキシ基の数が小数である場合、小数点以下は四捨五入される。たとえば、エポキシ樹脂α1の分子量が320であり、エポキシ当量が109g/eqである場合、エポキシ樹脂α1の1分子中に含まれるエポキシ基の数は、320/109=2.9=3としてよい。
エポキシ樹脂α1のエポキシ当量は、50〜150g/eqであることが好ましい。エポキシ樹脂α1のエポキシ当量は、エポキシ樹脂α1を塩酸ジオキサン溶液に溶解させた後、エポキシ基によって消費された塩酸量を滴定することにより測定されうる。
エポキシ樹脂α1は、任意の方法で得られる。エポキシ樹脂α1は、1モルの、n価の脂肪族多価アルコール化合物に対して、3モル以上(n−1)モル以下のエポキシ化化合物をアルカリ存在下で反応させることにより得られる。nは4以上の整数である。
n価(nは4以上の整数である)の脂肪族多価アルコール化合物の例には、キシリトール、ソルビトール、ペンタエリスリトール、マンニトール、ジグリセリン、ポリグリセリン等が含まれる。エポキシ化化合物の例には、エピクロロヒドリン等が含まれる。
エポキシ樹脂α1は、不飽和二重結合を有する脂肪族多価アルコール化合物を、過酸でエポキシ化することによっても得られる。またエポキシ樹脂α1は、水素添加ビスフェノールA型エポキシ樹脂等の水素添加ビスフェノールと、エピクロロヒドリンとを、アルカリ存在下で反応させることによっても得られる。
エポキシ樹脂α2((メタ)アクリル酸変性エポキシ樹脂)は、1分子中にエポキシ基と(メタ)アクリル基とを有する。このため、エポキシ樹脂α2は、エポキシ樹脂とアクリル樹脂との相溶性を高めうる。その結果、ガラス転移温度(Tg)が高く、接着性に優れる硬化物を得ることができる。
エポキシ樹脂α2に含まれる(メタ)アクリル基の数は、1個以上であればよい。(メタ)アクリル基を多く含むエポキシ樹脂α2は、光硬化性が高く、アクリル樹脂などとの親和性が高い。エポキシ基を多く含むエポキシ樹脂α2は、熱硬化性が高く、エポキシ樹脂α1などとの親和性が高い。
エポキシ樹脂α2は、前述のエポキシ樹脂α1と、(メタ)アクリル酸とを反応させて得られる。(メタ)アクリル酸が、エポキシ樹脂α1に含まれる水酸基とではなく、エポキシ基と優先的に反応するように反応条件を調整することが好ましい。たとえば、エポキシ樹脂α1と、(メタ)アクリル酸とを、三級アミン存在下かつ比較的低温下(30〜100℃)で反応させることが好ましい。エポキシ樹脂α1に含まれるエポキシ基と、(メタ)アクリル酸に含まれるカルボキシル基との反応が優先して起こるためである。エポキシ樹脂α1は、分子蒸留法、洗浄法等により高純度化されていることが好ましい。
(A−2)芳香族エポキシ樹脂β
本発明の液晶シール剤は、芳香族エポキシ樹脂βを含んでもよい。
芳香族エポキシ樹脂βの例には、芳香族ジオール類またはそれらをエチレングリコール、プロピレングリコール、アルキレングリコール等で変性した芳香族ジオール類と、エピクロルヒドリンとの反応により得られる芳香族多価グリシジルエーテル化合物;ポリフェノール類と、エピクロルヒドリンとの反応により得られるノボラック型多価グリシジルエーテル化合物;キシレンフェノール樹脂と、エピクロルヒドリンとの反応により得られるグリシジルエーテル化合物等が含まれる。
芳香族ジオール類の例には、ビスフェノールA、ビスフェノールS、ビスフェノールF、ビスフェノールAD等が含まれる。たとえば、ビスフェノールAと、エピクロルヒドリンとの反応により得られる芳香族多価グリシジルエーテル化合物は、ビスフェノールA型エポキシ樹脂である。
ポリフェノール類の例には、フェノールとホルムアルデヒドとから誘導されたノボラック樹脂、クレゾールとホルムアルデヒドとから誘導されたノボラック樹脂、ポリアルケニルフェノールやそのコポリマー等が含まれる。
芳香族エポキシ樹脂βは、中でもクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリフェノールエタン型エポキシ樹脂、トリスフェノール型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ジフェニルエーテル型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂等が好ましい。これらは、1種類で用いてもよいし、2種類以上組み合わせて用いてもよい。
芳香族エポキシ樹脂βの、環球法による軟化点が40℃以上、好ましくは50℃以上である。芳香族エポキシ樹脂βの軟化点が上記範囲内にあると、芳香族エポキシ樹脂βの液晶に対する溶解性および拡散性が低く、得られる液晶表示パネルの表示特性が良好となる。軟化点が50℃以上である芳香族エポキシ樹脂βの例には、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂およびフェノールノボラック型エポキシ樹脂などが含まれる。
芳香族エポキシ樹脂βの、質量平均分子量が0.1×10〜1.0×10であることが好ましい。芳香族エポキシ樹脂βの質量平均分子量が上記範囲にあると、粘度が高くなりすぎず、エポキシ樹脂αや後述するアクリル樹脂等との相溶性が良好であり、液晶シール剤の接着信頼性が向上する。芳香族エポキシ樹脂βの、環球法による軟化点が40℃以上であり、かつ質量平均分子量が0.1×10〜1.0×10であることがより好ましい。
芳香族エポキシ樹脂βの質量平均分子量は、例えば、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、ポリスチレンを標準として測定されうる。芳香族エポキシ樹脂βは、分子蒸留法などにより高純度化処理されていることが好ましい。
(A−3)他のエポキシ樹脂
本発明の液晶シール剤は、必要に応じて他のエポキシ樹脂を含んでもよい。他のエポキシ樹脂には、(メタ)アクリル酸変性芳香族エポキシ樹脂が含まれる。(メタ)アクリル酸変性芳香族エポキシ樹脂は、1分子内に、エポキシ基と(メタ)アクリル基とを有する芳香族エポキシ樹脂である。
(メタ)アクリル変性芳香族エポキシ樹脂の例には、芳香族エポキシ樹脂と、(メタ)アクリル酸またはフェニルメタクリレートとを、例えば塩基性触媒下で反応させることにより得られる樹脂が含まれる。原料となる芳香族エポキシ樹脂は、ビスフェノール型エポキシ樹脂およびノボラック型エポキシ樹脂等の、公知の芳香族エポキシ樹脂でありうる。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂およびビスフェノールF型エポキシ樹脂等の、分子内にエポキシ基を2つ有する二官能性エポキシ樹脂を原料とする場合、エポキシ基の数と(メタ)アクリル基の数がほぼ1:1の比率となるように、二官能性エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸とを反応させることが好ましい。
(A−4)潜在性硬化剤
本発明の液晶シール剤は、潜在性硬化剤を含んでもよい。潜在性硬化剤とは、エポキシ樹脂と混合されていても、通常の保存状態(室温、可視光線下等)ではエポキシ樹脂を硬化させないが、熱や光が与えられるとエポキシ樹脂を硬化させる硬化剤をいう。潜在性硬化剤を含有する液晶シール剤は、保存安定性に優れ、かつ熱硬化性に優れる。潜在性硬化剤は、公知のものが用いられうるが、融点または環球法(JACT試験法:RS−2)による軟化点温度が100℃以上であるものが好ましい。液晶シール剤の粘度安定性を高められるからである。
潜在性硬化剤の好ましい例には、有機酸ジヒドラジド化合物、イミダゾール、イミダゾールの誘導体、ジシアンジアミド、および芳香族アミン等が含まれる。これらは単独で用いてもよいし、複数を組み合わせて用いてもよい。
エポキシ樹脂全体のエポキシ当量に対する、潜在性硬化剤の活性水素当量の比が0.8〜1.2となるように、潜在性硬化剤を添加することが好ましい。エポキシ樹脂の硬化物の架橋密度を高めるためである。
このように、潜在性硬化剤を含む液晶シール剤は、一液硬化性樹脂組成物となりうる。一液硬化性樹脂組成物は、その使用に際して、硬化剤をさらに混合する必要がないので、作業性に優れている。
(B)フィラー
本発明の液晶シール剤は、さらにフィラーを含んでいてもよい。フィラーとは、液晶シール剤の粘度制御、硬化物の強度向上、線膨張率の制御等を目的として添加される充填剤をいう。フィラーを含む液晶シール剤の硬化物は、温度や湿度変化の大きい環境下においても接着性を維持しやすい(接着信頼性が向上する)。
フィラーは、通常電子材料分野で使用されるものであれば限定されない。フィラーは、無機フィラーであっても、有機フィラーであってもよい。
無機フィラーの例には、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸マグネシウム、珪酸アルミニウム、珪酸ジルコニウム、酸化鉄、酸化チタン、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化亜鉛、二酸化ケイ素、チタン酸カリウム、カオリン、タルク、ガラスビーズ、セリサイト活性白土、ベントナイト、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の無機フィラーが含まれる。
有機フィラーは、環球法(JACT試験法:RS−2)による軟化点温度が120℃を超えるポリマー粒子であってもよい。このような有機フィラーの例には、ポリスチレン、およびスチレンと、それと共重合可能なモノマーとを共重合させて得られる共重合体、ポリエステル微粒子、ポリウレタン微粒子、ゴム微粒子等が含まれる。中でも、液晶シール剤の線膨張率を低減し、液晶シール剤の形状を良好に保持できることから、無機フィラーが好ましく、二酸化ケイ素、タルクなどが特に好ましい。
フィラーの形状は、特に限定されず、球状、板状、針状等の定形状であってもよいし、非定形状であってもよい。フィラーの平均一次粒子径は1.5μm以下であり、かつその比表面積は1m/g〜500m/gであることが好ましい。
フィラーの平均一次粒子径は、JIS Z8825−1に記載のレーザー回折法で測定できる。フィラーの比表面積測定は、JIS Z8830に記載のBET法により測定できる。
フィラーの含有量は、(A−1)エポキシ樹脂α、(A−2)芳香族エポキシ樹脂β、(A−4)潜在性硬化剤、および(C)アクリル樹脂の合計(以下「樹脂ユニット」ともいう)100質量部に対して、1〜50質量部であることが好ましく、10〜30質量部であることがより好ましい。
(C)アクリル樹脂
本発明の液晶シール剤は、アクリル樹脂を含んでもよい。アクリル樹脂とは、アクリル酸エステルおよび/またはメタクリル酸エステルまたはそのオリゴマーをいう。
アクリル樹脂の例には、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール等のジアクリレートおよび/またはジメタクリレート;
トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートのジアクリレートおよび/またはジメタクリレート;
1モルのネオペンチルグリコールに、4モル以上のエチレンオキサイド若しくはプロピレンオキサイドを付加して得られたジオールのジアクリレートおよび/またはジメタクリレート;
1モルのビスフェノールAに、2モルのエチレンオキサイド若しくはプロピレンオキサイドを付加して得られたジオールのジアクリレートおよび/またはジメタクリレート;
1モルのトリメチロールプロパンに、3モル以上のエチレンオキサイド若しくはプロピレンオキサイドを付加して得られたトリオールのジまたはトリアクリレートおよび/またはジまたはトリメタクリレート;
1モルのビスフェノールAに、4モル以上のエチレンオキサイド若しくはプロピレンオキサイドを付加して得られたジオールのジアクリレートおよび/またはジメタクリレート;
トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレートおよび/またはトリメタクリレート;
トリメチロールプロパントリアクリレートおよび/またはトリメタクリレート、またはそのオリゴマー;
ペンタエリスリトールトリアクリレートおよび/またはトリメタクリレート、またはそのオリゴマー;
ジペンタエリスリトールのポリアクリレートおよび/またはポリメタクリレート;
トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート;
カプロラクトン変性トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート;
カプロラクトン変性トリス(メタクリロキシエチル)イソシアヌレート;
アルキル変性ジペンタエリスリトールのポリアクリレートおよび/またはポリメタクリレート;
カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールのポリアクリレートおよび/またはポリメタクリレート;
ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレートおよび/またはジメタクリレート;
カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレートおよび/またはジメタクリレート;
エチレンオキサイド変性リン酸アクリレートおよび/またはジメタクリレート;
エチレンオキサイド変性アルキル化リン酸アクリレートおよび/またはジメタクリレート;
ネオペンチルグルコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールのオリゴアクリレートおよび/またはオリゴメタクリレート等が含まれる。
アクリル樹脂の例には、エポキシ樹脂に含まれる全てのエポキシ基を(メタ)アクリル酸と反応させて得られる樹脂も含まれる。原料となるエポキシ樹脂の例には、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリフェノールエタン型エポキシ樹脂、トリスフェノール型エポキシ樹脂、ジフェニルエーテル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂等が含まれる。
(D)光ラジカル重合開始剤
本発明の液晶シール剤は、光ラジカル重合開始剤を含んでもよい。液晶シール剤が光ラジカル重合開始剤を含んでいると、液晶パネルを製造する際に光硬化により液晶シール剤を仮硬化させることができるので、作業性に優れる。
光ラジカル重合開始剤としては、公知のものが用いられる。光ラジカル重合開始剤の例には、ベンゾイン系化合物、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、チオキサトン類、α−アシロキシムエステル類、フェニルグリオキシレート類、ベンジル類、アゾ系化合物、ジフェニルスルフィド系化合物、アシルホスフィンオキシド系化合物、有機色素系化合物、鉄−フタロシアニン系、ベンゾイン類、ベンゾインエーテル類、アントラキノン類等が含まれる。
(E)エポキシ変性粒子
本発明の液晶シール剤は、エポキシ変性粒子を含んでもよい。エポキシ変性粒子は、エポキシ樹脂で変性された熱可塑性樹脂粒子である。エポキシ変性粒子は、特に液晶注入方式用の液晶シール剤に含まれることが好ましい。エポキシ変性粒子は、熱硬化時の加熱により液晶シール剤の硬化物に生じる収縮応力を緩和できるからである。
エポキシ変性粒子は、エポキシ基と二重結合基とを含む樹脂を、ラジカル重合可能なモノマーと懸濁重合させて得られる。エポキシ基と二重結合基を含む樹脂の例には、ビスフェノールF型エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸とを、三級アミン存在下で反応させて得られる樹脂が含まれる。ラジカル重合可能なモノマーの例には、ブチルアクリレート、グリシジルメタクリレート、およびジビニルベンゼン等が含まれる。
エポキシ変性粒子の平均粒径は、通常0.05〜5μmであることが好ましく、0.07〜3μmの範囲であることがより好ましい。液晶セルの、液晶が充填される空間のギャップが5μm以下であることが多いためである。エポキシ変性粒子の添加量は、樹脂ユニット100質量部に対して1〜30質量部であることが好ましい。
(F)その他の添加剤
本発明の液晶シール剤は、必要に応じて、各種添加剤を含んでもよい。添加剤の例には、熱ラジカル重合開始剤、シランカップリング剤等のカップリング剤、イオントラップ剤、イオン交換剤、レベリング剤、顔料、染料、可塑剤、消泡剤等が含まれる。液晶セルの、液晶が充填される空間のギャップを調整するために、スペーサー等が配合されてもよい。
加熱のみで硬化する液晶シール剤は、熱ラジカル重合開始剤を含むことが好ましい。液晶シール剤が、(メタ)アクリル基を有するエポキシ樹脂α2を含んでいても、加熱のみによって硬化できるからである。
本発明の液晶シール剤は、(A−1)エポキシ樹脂αと、用途に応じて、さらに(A−2)芳香族エポキシ樹脂β、(A−3)他のエポキシ樹脂、(A−4)潜在性硬化剤、(B)フィラー、(C)アクリル樹脂および(D)光ラジカル重合開始剤からなる群から選ばれる1以上の化合物を任意に含んでよい。
エポキシ樹脂αの合計量は、液晶シール剤中、5〜65質量%であることが好ましく、5〜30質量%であることがより好ましい。
液晶注入工法に用いられる液晶シール剤は、(A−1)エポキシ樹脂α1と、(A−4)潜在性硬化剤とを含むことが好ましい。液晶注入工法では、液晶シール剤を加熱のみにより硬化させることが多いからである。
液晶滴下工法に用いられる液晶シール剤は、(A−1)エポキシ樹脂α2と、(A−4)潜在性硬化剤と、(C)アクリル樹脂と、(D)光ラジカル重合開始剤とを含むことが好ましく、(A−1)エポキシ樹脂α1をさらに含むことがより好ましい。液晶シール剤の熱硬化を可能にするだけでなく、(短時間で硬化する)光硬化を可能にするためである。
(A−1)エポキシ樹脂α2の含有量は、液晶滴下工法用の液晶シール剤の樹脂ユニット中、60質量%以下であることが好ましく、25質量%以下であることがより好ましく、15質量%以下であることがさらに好ましい。(C)アクリル樹脂の含有量は、樹脂ユニット中、20質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることがより好ましい。液晶滴下工法用の液晶シール剤が、(A−3)(メタ)アクリル酸変性芳香族エポキシ樹脂を含む場合、その含有量も、樹脂ユニット中、15質量%以下であることが好ましい。
光ラジカル重合開始剤の含有量は、樹脂ユニット100質量部に対して0.3〜5.0質量部であることが好ましい。光ラジカル重合開始剤の含有量を0.3質量部以上とすることで、光照射による液晶シール剤の硬化物の架橋密度が向上する。光ラジカル重合開始剤の含有量を5.0質量部以下とすることにより、液晶シール剤を基板に塗布する際の、液晶シール剤の保存安定性が良好となる。
本発明の液晶シール剤は、液晶注入工法用または液晶滴下工法用に係わらず、(A−2)芳香族エポキシ樹脂βをさらに含むことが好ましい。液晶シール剤の耐熱性を高めうるからである。芳香族エポキシ樹脂βの含有量は、樹脂ユニット中、15質量%以下であることが好ましい。また芳香族エポキシ樹脂βの含有量は、エポキシ樹脂αの合計量に対して5〜40質量%であることが好ましく、5〜30質量%であることがより好ましい。
本発明の液晶シール剤の、E型粘度計を用いて25℃、2.5rpmで測定される粘度は、30〜350Pa・sであることが好ましい。液晶シール剤を、均一に塗布でき、作業性がよいためである。液晶シール剤の粘度は、エポキシ樹脂αおよび芳香族エポキシ樹脂βの質量平均分子量、含有量などによって制御されうる。たとえば、エポキシ樹脂αに対する芳香族エポキシ樹脂βの質量比を少なくすれば、液晶シール剤の粘度を低くできる。
本発明の液晶シール剤は、発明の効果を損なわない範囲で、任意に製造されうる。本発明の液晶シール剤は、(A−1)エポキシ樹脂αと、前述の各成分(A−2)〜(F)のうち必要な成分と、を混合して調製される。
各成分の混合方法の例には、双腕式攪拌機、ロール混練機、2軸押出機、ボールミル混練機、遊星式撹拌機等の公知の混練機を用いた混合方法が含まれる。混練温度は、25〜35℃であることが好ましい。液晶シール剤をゲル化させることなく、均一に混練するためである。得られた混合物は、必要に応じて、フィルターによるろ過処理や真空脱泡処理がなされた後、ガラス瓶やポリ容器に密封充填される。
2.液晶表示パネルとその製造方法
本発明の液晶表示パネルは、表示基板と、それと対になる対向基板と、表示基板と対向基板との間に介在している枠状のシール部材と、表示基板と対向基板との間のシール部材で囲まれた空間に充填された液晶層とを含む。本発明の液晶シール剤の硬化物を、シール部材とすることができる。
表示基板および対向基板は、いずれも透明基板である。透明基板の材質は、ガラス、または、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォンおよびPMMA等のプラスチックでありうる。
表示基板または対向基板の表面には、マトリックス状のTFT、カラーフィルタ、ブラックマトリクスなどが配置されうる。表示基板または対向基板の表面には、さらに配向膜が形成される。配向膜には、公知の有機配向剤や無機配向剤などが含まれる。
液晶表示パネルは、本発明の液晶シール剤を用いて製造されうる。液晶表示パネルの製造方法には、液晶滴下工法と、液晶注入工法とがある。
液晶滴下工法による液晶表示パネルの製造方法は、
1)一方の基板に、本発明の液晶シール剤のシールパターンを形成する第1の工程と、
2)シールパターンが未硬化の状態において、前記基板のシールパターンで囲まれた領域、または該シールパターンで囲まれた領域に対向する他方の基板の領域に、液晶を滴下する第2の工程と、
3)一方の基板と、他方の基板とを、シールパターンを介して重ね合わせる第3の工程と、
4)シールパターンを硬化させる第4の工程と、を含む。
2)の工程における、シールパターンが未硬化の状態とは、液晶シール剤の硬化反応がゲル化点までは進行していない状態を意味する。このため、2)の工程において、シールパターンを光照射または加熱して半硬化させてもよい。半硬化した液晶シール剤は、液晶に対して溶解しにくいためである。一方の基板および他方の基板は、それぞれ表示基板または対向基板である。
4)の工程では、加熱による硬化のみを行ってもよいが、光照射による硬化(仮硬化)を行った後、加熱による硬化(本硬化)を行うことが好ましい。
光硬化時間は、液晶シール剤の組成にもよるが、例えば10分程度である。光照射エネルギーは、エポキシ樹脂α2またはアクリル樹脂などを硬化反応させる程度のエネルギーであればよい。光は、好ましくは紫外線である。熱硬化温度は、液晶シール剤の組成にもよるが、例えば120℃であり、熱硬化時間は2時間程度である。
図1は、液晶滴下工法による液晶表示パネルの製造方法の一例を示す図である。図1aに示されるように、基板12に、本発明の液晶シール剤のシールパターン14を形成する(1)の工程)。次いで、図1bに示されるように、シールパターン14が未硬化の状態において、基板12のシールパターン14で囲まれた領域に液晶16を滴下する(2)の工程)。次いで、図1cに示されるように、基板12と、基板18とをシールパターン14を介して重ね合わせて積層体20を得る。この積層体20を光照射し、シールパターン14を光硬化させる(3)および4)の工程)。その後、図1dに示されるように、積層体20を加熱して、シールパターン14をさらに熱硬化させる(4)の工程)。
液晶滴下工法では、未硬化の液晶シール剤と液晶との接触時間が比較的長く、液晶汚染を生じやすい。これに対して本発明の液晶シール剤は、液晶への溶解性が低いため、液晶を汚染しにくい。そのため、本発明の液晶シール剤を用いた液晶滴下工法により得られる液晶表示パネルは、表示信頼性に優れている。
液晶注入工法による液晶表示パネルの製造方法は、
1)一方の基板に、本発明の液晶シール剤のシールパターンを形成する第1の工程と、
2)一方の基板と、他方の基板とを、シールパターンを介して重ね合わせる第2の工程と、
3)シールパターンを熱硬化させて、液晶を注入するための注入口を有する液晶注入用セルを得る第3の工程と、
4)液晶を、注入口を介して液晶注入用セルに注入する第4の工程と、
5)注入口を封止する第5の工程と、を含む。
1)〜3)の工程では、液晶注入用セルを準備する。まず、2枚の透明な基板(例えば、ガラス板)を準備する。そして、一方の基板に液晶シール剤でシールパターンを形成する。基板のシールパターンが形成された面に、他方の基板を重ね合わせた後、シールパターンを硬化させればよい。この際、液晶注入用セルの一部に、液晶を注入するための注入口を設ける必要がある。注入口を形成する方法には、シールパターンを描画する際に一部に開口部を設ける方法;枠状のシールパターンを形成後、所望の箇所のシールパターンを除去して開口部を設ける方法などが含まれる。
3)の工程における熱硬化条件は、液晶シール剤の組成にもよるが、例えば150℃で2〜5時間程度である。
4)の工程は、1)〜3)の工程で得られた液晶注入用セルの内部を真空状態にして、液晶注入用セルの注入口から液晶を吸い込ませるという公知の方法に準じて行えばよい。5)の工程では、液晶シール剤を、液晶注入用セルの注入口に封入した後、硬化させてもよい。
図2は、液晶注入工法による液晶表示パネルの製造方法の一例を示す図である。同図において、図1と同一の機能を有する部材は同一の符号を付す。図2aに示されるように、基板12に、本発明の液晶シール剤のシールパターン14を形成する(1の工程)。図2bに示されるように、基板12と基板18とを、シールパターン14を介して重ね合わせた後、シールパターン14を熱硬化させる。これにより、注入口22Aを有する液晶注入用セル22を得る(2)および3)の工程)。図2cに示されるように、液晶16を、注入口22Aを介して、液晶注入用セル22に注入する。図2dに示されるように、液晶シール剤等を注入口22Aに封入して封止する(5)の工程)。
このように、液晶注入工法では、液晶注入用セルを準備する際に、液晶シール剤を熱硬化させる。このため、未硬化の液晶シール剤と液晶とが接触する時間は比較的短い。しかしながら、液晶シール剤の硬化が不十分であっても、液晶を液晶注入用セルに注入する場合もある。そのような場合でも、本発明の液晶シール剤は、液晶への溶解性が低く、液晶を汚染しにくい。その結果、本発明の液晶シール剤を用いた液晶注入工法により得られる液晶表示パネルも、表示信頼性に優れている。
また本発明の液晶シール剤の硬化物は、柔軟性を有するため、液晶表示パネルで発生する内部応力を低下させ、高いシール性を有する。このため、本発明の液晶シール剤の硬化物をシール部材として含む液晶表示パネルは、高温高湿条件下における表示信頼性にも優れている。
〔合成例1〕
液状エポキシ樹脂A(エポキシ樹脂α1)の合成
0.1molのキシリトールを、100mlのジメチルスルフォオキシドに溶解させた。この溶液に、0.4molのペレット状の水酸化カリウムを加え、攪拌しながら25℃で0.3molのエピクロロヒドリンを滴下した。滴下終了後、さらに12時間攪拌して反応させた。反応終了後、得られた反応液に300mlの純水を加えて、へキサンで5回抽出し、抽出液を回収した。抽出液からへキサンを留去し、シリカゲルクロマトグラフィーにより精製して、透明な液状エポキシ樹脂A 16.8gを得た。
液状エポキシ樹脂Aの分子量を、電解解離質量分析法(FD−MS法)により測定したところ、分子量320であった。また、液状エポキシ樹脂Aの水酸基当量を、無水酢酸を含むピリジン溶液に溶解させ、水で加水分解させた。加水分解後、生成した酢酸をKOHで滴定することにより測定した。液状エポキシ樹脂Aの水酸基当量は160g/eqであった。さらに、液状エポキシ樹脂Aのエポキシ当量を、塩酸ジオキサン法により測定した。エポキシ当量は109g/eqであった。液状エポキシ樹脂Aのエポキシ当量と分子量から、液状エポキシ樹脂Aのエポキシ基の数は、320/109=約3と算出された。
〔合成例2〕
液状エポキシ樹脂B(エポキシ樹脂α1)の合成
0.1molのソルビトールを、100mlのジメチルスルフォオキシドに溶解させた。この溶液に、0.4molのペレット状の水酸化カリウムを加え、攪拌しながら25℃で0.4molのエピクロロヒドリンを滴下した。滴下終了後、さらに12時間攪拌して反応させた。反応終了後、得られた反応液に300mlの純水を加え、ヘキサンで5回抽出し、抽出液を回収した。抽出液からへキサンを留去し、シリカゲルクロマトグラフィーにより精製し、透明な液状エポキシ樹脂B 19.2gを得た。
得られた液状エポキシ樹脂Bの分子量、水酸基当量およびエポキシ当量を、合成例1と同様に測定した。液状エポキシ樹脂Bの分子量は、406であった。液状エポキシ樹脂Bの水酸基当量は203g/eqであり、エポキシ当量は102g/eqであった。液状エポキシ樹脂Bのエポキシ当量と分子量から、液状エポキシ樹脂Bのエポキシ基の数は、406/203=約4と算出された。
〔合成例3〕
液状エポキシ樹脂Cの合成
0.1molのペンタエリスリトールを、100mlのジメチルスルフォオキシドに溶解させた。この溶液に、0.4molのペレット状の水酸化カリウムを加え、攪拌しながら25℃で0.2molのエピクロロヒドリンを滴下した。滴下終了後、さらに12時間攪拌して反応させた。反応終了後、得られた反応液に300mlの純水を加え、ヘキサンで5回抽出し、抽出液を回収した。抽出液からへキサンを留去し、シリカゲルクロマトグラフィーにより精製し、透明な液状エポキシ樹脂C 24.8gを得た。
得られた液状エポキシ樹脂Cの分子量、水酸基当量およびエポキシ当量を、合成例1と同様に測定した。液状エポキシ樹脂Cの分子量は、248であった。液状エポキシ樹脂Cの水酸基当量は124g/eqであり、エポキシ当量は124g/eqであった。液状エポキシ樹脂Cのエポキシ当量と分子量から、液状エポキシ樹脂Cのエポキシ基の数は、248/124=2と算出された。
〔合成例4〕
液状エポキシ樹脂Dの合成
0.1molの4官能液状エポキシ樹脂(YH−434:東都化成社製)に、0.1molの酢酸と、2mmolのトリエタノールアミンとを加え、130℃で6時間加熱攪拌させて、水酸基を有する芳香族エポキシ樹脂D48.2gを得た。
得られた芳香族エポキシ樹脂Dの分子量、水酸基当量およびエポキシ当量を、合成例1と同様に測定した。芳香族エポキシ樹脂Dの分子量は、482であった。芳香族エポキシ樹脂Dの水酸基当量は482g/eqであり、エポキシ当量は161g/eqであった。芳香族エポキシ樹脂Dのエポキシ当量と分子量から、芳香族エポキシ樹脂Dのエポキシ基の数は、482/161=約3と算出された。
上記化合物以外に、以下の材料を準備した。
エポキシ樹脂E:脂肪族エポキシモノマー、1,6−へキサンジオールジグリシジルエーテル(ナガセケムテックス社製:EX−212L、エポキシ当量135g/eq)
エポキシ樹脂F:水酸基含有エポキシモノマー(ディー・アイ・シー社製:EXA−7120)
エポキシ樹脂G:芳香族エポキシモノマー、0−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬社製:EOCN−1020−75、エポキシ当量215g/eq)
〔合成例5〕
メタアクリル酸変性エポキシ樹脂A(エポキシ樹脂α2)の合成
合成例1で得られた0.5molの液状エポキシ樹脂Aと、0.5molのメタアクリル酸とを、2mmolのトリエタノールアミン存在下、乾燥空気にてバブリング下、110℃で6時間加熱攪拌させてメタアクリル変性エポキシ樹脂A 203gを得た。
得られたメタアクリル変性エポキシ樹脂Aの分子量、水酸基当量、およびエポキシ当量を、合成例1と同様に測定した。メタアクリル酸変性エポキシ樹脂Aの分子量は406であり、水酸基当量は135g/eqであり、エポキシ当量は203g/eqであった。
〔合成例6〕
メタアクリル酸変性エポキシ樹脂B(エポキシ樹脂α2)の合成
0.5molのビスフェノールF型エポキシ樹脂(エポトートYDF−8170C:東都化成社製)と、0.5molのメタアクリル酸とを、2mmolのトリエタノールアミン存在下、乾燥空気下でバブリングしながら、110℃で6時間加熱攪拌して反応させた。この反応液をトルエンで希釈後、純水で12回洗浄し、トルエンを留去することにより、メタアクリル変性エポキシ樹脂B 146gを得た。
得られたメタアクリル変性エポキシ樹脂Bの分子量、水酸基当量、およびエポキシ当量を、合成例1と同様に測定した。メタアクリル酸変性エポキシ樹脂Bの分子量は396であり、水酸基当量は396g/eqであり、エポキシ当量は396g/eqであった。
液状エポキシ樹脂A〜Gおよび(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂A〜Bの特性を、表1に示す。
Figure 0005547642
〔合成例7〕
エポキシ変性粒子の合成
0.625molのビスフェノールF型エポキシ樹脂(エポトートYDF−8170C:東都化成社製)と、0.12molのメタアクリル酸とを、8.2mmolのトリエタノールアミン存在下、50mlのトルエン中、乾燥空気下においてバブリングしながら、110℃で5時間反応させた。この反応液に、0.16molのブチルアクリレート、0.16molのグリシジルメタクリレート、7.7mmolのジビニルベンゼン、7mmolのアゾビスメチルバレロニトリル、14mmolのアゾビスイソブチロニトリルを加えた。この反応液を70℃で3時間、さらに90℃で1時間重合させて、エポキシ変性粒子を得た。
さらに、以下の材料を準備した。
潜在性硬化剤A(エポキシ硬化剤A):1,3−ビス(ヒドラジノカルボエチル)−5−イソプロピルヒダントイン(味の素社製 アミキュアVDH、融点120℃)
潜在性硬化剤B(エポキシ硬化剤B):キシリレンフェノールノボラック樹脂(三井化学社製、ミレックスXLC−LL、融点120℃)
潜在性硬化剤C(エポキシ硬化剤C):2フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物(四国化成工業社製、キュアゾール2PZ−OK)
アクリル樹脂:ビスフェノールA型エポキシ樹脂変性ジアクリレート
フィラー:球状シリカ(日本触媒社製、シーフォスターS−30)
光ラジカル発生剤:イルガキュア184(チバスペシャルティー・ケミカルズ社製)
カップリング剤:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製 KBM−403)
溶剤:プロピレングリコールジアセテート
〔実施例1〕
75質量部の液状エポキシ樹脂B、15質量部のエポキシ樹脂G、10質量部の潜在性硬化剤A、2質量部の潜在性硬化剤C、30質量部のフィラー、10質量部のエポキシ変性粒子、1質量部のカップリング剤および8質量部の溶剤を、ダルトンミキサーにて混合後、3本ロールを用いて充分に混練してペースト液状の液晶シール剤を得た。
液晶シール剤の、1)粘度、2)粘度安定性、3)耐リーク性、4)ディスペンス塗布性、5)スクリーン印刷塗布性、6)液晶表示パネルの表示特性、7)シール観察および8)接着強度を、以下の方法により評価した。また、9)液晶シール剤の硬化物のガラス転移温度(Tg)を測定した。これらの結果を表2に示す。
1)粘度測定
液晶シール剤の粘度は、E型回転型粘度計(BROOKFIELD社製:デジタルレオメータ型式DV−III ULTRA)を使用して測定した。具体的には、液晶シール剤を25℃で5分間放置した後、半径12mm、角度3°のCP−52型コーンプレート型センサーを用いて、回転数2.5rpmで測定した。実施例1のペースト状の液晶シール剤の、E型粘度計による25℃、2.5rpmでの粘度は50Pa・sであった。
2)粘度安定性
液晶シール剤を、ディスペンス用シリンジ内の液晶シール剤の質量が10gになるよう秤量した後、脱泡処理をした。そのうち2gを用いて、1)と同様の方法により初期の粘度aを測定した。次いで、23℃50%RHで1週間保存した後の、液晶シール剤の粘度bを再度測定した。初期粘度aに対する1週間後の粘度bの上昇率を、(b−a)/aとした。粘度安定性は以下の基準で評価した。
前記上昇率が1.5倍以下:優れている(記号◎)
前記上昇率が1.5倍を超え2倍以下:やや劣る(記号△)
前記上昇率が2倍を超える:劣る(記号×)
3)耐リーク性
前述のペースト液に、さらに5μmの球状スペーサーを1質量部添加した後、脱泡処理して、スペーサーを含む液晶シール剤を得た。この液晶シール剤の粘度安定性を、以下の方法で測定した。
前述のスペーサーを含む液晶シール剤を、ディスペンス用シリンジに充填した。そして、ディスペンス装置(日立プラントテクノロジー社製)を用いて、360mm×470mmの液晶表示パネル用ガラス基板(日本電気硝子社製)の上に、液晶シール剤のシールパターン(断面積3500μm)を50個、作製した。シールパターンの一部に、35mm×40mm角の液晶注入口を設けた。描画スピードは、100mm/sとした。
このガラス基板を、80℃のオーブン中に10分間放置した後、取り出して、対向するガラス基板を重ね合わせた。貼り合わされた2枚のガラス基板を、信越エンジニアリング社製の真空熱プレス装置を用いて、150℃、10分間熱プレスした。これにより、2枚のガラス基板間のセルギャップを調整した。その後、この2枚のガラス基板を、オーブン内で、150℃で60分間加熱して、シールパターンを硬化させた。
得られたシールパターンの直線性(シールラインの直線性)を以下の方法で評価した。シールラインの直線性は、耐リーク性の指標となる。
シールラインの最大幅と最小幅の比率(%)=(シールラインの最小幅/シールラインの最大幅)×100
上記比率が95%以上:◎(優れる)
上記比率が80%以上95%未満:○(やや優れる)
上記比率が80%未満:×(劣る)
シールパターン内に気泡が入り込んでいる場合は、耐リーク性に劣るため×とした。
4)ディスペンス塗布性
20gの、前記3)で調製した液晶シール剤を、ディスペンス用シリンジに真空下で充填した。次いで、ディスペンス用シリンジの口径0.35mmの針先から、1gの液晶シール剤を吐出させた後、23℃で1日間放置した。次いで、ディスペンス用シリンジをディスペンス装置(日立プラントテクノロジー社製)にセットし、360mm×470mmの液晶表示パネル用ガラス基板(日本電気硝子社製)の上に、35mm×40mmのシールパターンを50個描画した。シリンジの吐出圧力を0.3MPaとした。シールパターンの断面積3000μm、描画スピードを100mm/sとした。得られたシールパターンを観察し、以下のように評価した。
シール切れ、およびシールかすれが全く発生していないシールパターンの数が50個:◎(優れる)
シール切れ、およびシールかすれが全く発生していないシールパターンの数が48個〜49個:△(やや劣る)
シール切れ、およびシールかすれが全く発生していないシールパターンの数が48個未満:×(劣る)
5)スクリーン印刷塗布性
前記3)で調製した液晶シール剤を、スクリーン印刷機(東海精機社製)を用いて塗布することにより、360mm×470mmの液晶表示パネル用ガラス基板(日本電気硝子社製)の上に、35mm×40mmのシールパターンを50個作製した。80回印刷後のシールパターンを観察し、以下のように評価した。
シール切れ、シールかすれが全く発生していないシールパターンの数が50個:◎(優れる)
シール切れ、シールかすれが全く発生していないシールパターンの数が48個〜49個:△(やや劣る)
シール切れ、シールかすれが全く発生していないシールパターンの数が48個未満:×(劣る)
6)液晶表示パネルの表示特性
透明電極および配向膜を配置した40mm×45mmガラス基板(EHC社製、RT−DM88−PIN)上に、ディスペンサー(ショットマスター:武蔵エンジニアリング製)により前記3)で調製した液晶シール剤を吐出させて、35mm×40mmの四角形のシールパターン(断面積3500μm)を描画した。シールパターンの一部に、液晶注入口を設けた。
このガラス基板を、80℃のオーブン中に10分間放置した後、取り出して、対向するガラス基板を重ね合わせた。貼り合わされた2枚のガラス基板を、真空熱プレス装置(信越エンジニアリング社製)を用いて、150℃、10分間熱プレスした。これにより、2枚のガラス基板間のセルギャップを調整した。その後、この2枚のガラス基板を、オーブン内で、150℃で60分間加熱して、シールパターンを硬化させた。これにより液晶注入用セルを得た。
液晶材料(MLC−11900−000:メルク社製)を、液晶注入口を介して液晶注入用セルに注入した。その後、紫外線硬化樹脂を液晶注入口に封入した。これにより、液晶表示パネルを得た。
この液晶表示パネルを、70℃、95%RHで500時間放置し、放置前後における、液晶表示パネルのシール部周辺の液晶に生じる色むらを目視観察した。次いで、この液晶表示パネルを、直流電源装置を用いて5Vの印加電圧で駆動させた。このとき、液晶シール剤近傍の液晶表示機能が、駆動初期から正常に機能するか否かで、液晶表示パネルの表示特性を評価した。評価基準は以下のとおりとした。
シール際まで液晶表示機能が発揮できている場合:表示特性が良好(記号◎)
シール際の近傍0.3mm未満で表示機能の異常を見た場合:表示特性が劣る(記号△)
シール際の近傍0.3mmを超えて表示機能の異常を見た場合:表示特性が著しく劣る(記号×)
7)シールの観察
前記3)で調製した液晶シール剤を、スクリーン版で25mm×45mm厚さ0.7mmの無アルカリガラス板上に塗布して、直径1mmの円状のシールパターンを得た。
このガラス基板を、80℃のオーブン中に10分間放置した後、取り出して、対向する無アルカリガラス基板を重ね合わせて固定した。固定された2枚の無アルカリガラス基板を、真空熱プレス装置(信越エンジニアリング社製)を用いて、150℃、60分間熱プレスして貼り合わせた。貼り合わせた2枚のアルカリガラス基板(以下「試験片」という)を、25℃湿度50%の恒温槽にて24時間保管した。保管後のシールの状態を、目視および光学顕微鏡で観察した。
シールの状態を、以下のように評価した。
目視で流れ出しおよび空隙あり:×(劣る)
目視でわずかな空隙あるいは流れ出しあり:△(やや劣る)
目視で空隙および流れ出しはないが、光学顕微鏡観察にてシール分離あり:○(良い)
目視で空隙および流れ出しはなく、さらに光学顕微鏡観察にてシール分離なし:◎(優れる)
8)接着強度
前記7)の恒温槽から取り出した試験片の平面引張り強度(接着強度)を、引張り試験装置(インテスコ製)を用いて測定した。引張り速度は2mm/分とした。接着強度を、以下のように評価した。
接着強度が15MPa以上:◎(優れる)
接着強度が7MPa以上15MPa未満:△(やや劣る)
接着強度が7MPa未満:×(劣る)
9)液晶シール剤の硬化物のガラス転移温度
液晶シール剤を支持体上に塗布後、加熱(硬化)させて、厚さ100μmのフィルムを作製した。このフィルムのガラス転移温度を、動的粘弾性測定法(DMS)により5℃/分の昇温速度で測定した。ガラス転移温度を未測定である場合は、表2において「−」と示した。
〔実施例2〜4〕
表2に示す組成とした以外は実施例1と同様にして、液晶シール剤を得た。さらに、実施例1と同様に液晶シール剤の評価を行った。これらの結果を表2に示す。
〔実施例5〕
40質量部の液状エポキシ樹脂B、10質量部のエポキシ樹脂G、5質量部の潜在性硬化剤A、20質量部のアクリル樹脂、25質量部のメタアクリル酸変性エポキシ樹脂B、1質量部の光ラジカル発生剤、20質量部のフィラー、1質量部のカップリング剤を、ダルトンミキサーにて混合後、3本ロールを用いて充分に混練して、ペースト液状の液晶シール剤を得た。液晶シール剤の粘度を、前述と同様の方法で測定した。液晶シール剤の、E型粘度計(2.5rpm)による25℃における粘度は、300Pa・sであった。
さらに、液晶シール剤の、2)粘度安定性、4)ディスペンス塗布性、5)スクリーン印刷塗布性については、前述と同様に測定および評価した。さらに、液晶シール剤の、3)耐リーク性、6)液晶表示パネルの表示特性、7)シール観察および8)接着強度を、以下のようにして評価した。これらの結果を表2に示す。
3)耐液晶リーク性(耐リーク性)
液晶シール剤に、さらに5μmの球状スペーサーを1質量部添加し、脱泡処理を行い、スペーサーを含む液晶シール剤を得た。この液晶シール剤を、イエローランプ下で、ディスペンス用シリンジに充填した。さらにディスペンス装置(日立プラントテクノロジー社製)を用いて、360mm×470mmの液晶表示パネル用ガラス基板(日本電気硝子社製)の上に、35mm×40mm角の四角形のシールパターン(断面積3500μm)を50個作製した。描画スピードは、100mm/sとした。50個のシールパターンのそれぞれの外周に、上記と同条件で、さらにシールパターンを作製し、2重枠のシールパターンを得た。
ガラス基板のシールパターンの内側に、貼り合わせ後のパネル内容量に相当する液晶材料(MLC−11900ー000:メルク社製)を、ディスペンス装置(日立プラントテクノロジー社製)を用いて、精密に滴下した。
前述のガラス基板と、対向するガラス基板とを、真空貼り合せ装置(信越エンジニアリング社製)を用いて、5Paの減圧下で重ね合わせた。貼りあわせた2枚のガラス基板を、遮光ボックス内で3分間保持後、2000mJ/cmの紫外線を照射して仮硬化させ、次いで120℃で60分加熱して硬化させた。
得られた液晶表示パネルのシールパターン直線性(シールラインの直線性)を以下の方法で評価した。シールラインの直線性は耐リーク性の指標となる。
シールラインの最大幅と最小幅の比率(%)=(シールラインの最小幅/シールラインの最大幅)×100
上記比率が95%以上:◎(優れる)
上記比率が80%以上95%未満:○(やや優れる)
上記比率が80%未満:×(劣る)
シールライン内に液晶が入り込んでいるものについては、耐リーク性に劣るため×とした。
6)液晶表示パネルの表示特性
透明電極および配向膜を付した、40mm×45mmガラス基板(EHC社製、RT−DM88−PIN)上に、ディスペンサー(ショットマスター:武蔵エンジニアリング製)を用いて、液晶シール剤の、35mm×40mmの四角形のシールパターン(断面積3500μm)(メインシール)を描画した。また、このメインシールの外周に、メインシールと相似形のシールパターンを描画した。次いで、貼り合せた後のパネル内容量に相当する液晶材料(MLC−11900−000:メルク社製)を、ディスペンサーを用いてメインシールの枠内に精密に滴下した。
このガラス基板に、対になるガラス基板を減圧下で貼り合せた後、大気開放して遮光ボックス内で3分間保持した。その後、貼り合わせたガラス基板に、2000mJ/cmの紫外線を照射した。次いで、貼り合わせたガラス基板を120℃で1時間加熱して、シールパターンを硬化させて、液晶表示パネルを得た。
この液晶表示パネルを、70℃、95%RHで500時間放置し、放置の前後におけるシール部周辺の液晶に生じる色むらを目視で観察した。この液晶表示パネルを、直流電源装置を用いて5Vの印加電圧で駆動させた。このときの、液晶シール剤近傍の液晶表示機能が駆動初期から正常に機能するか否かで、液晶表示パネルの表示特性を評価した。評価基準は以下のとおりとした。
シール際まで液晶表示機能が発揮出来ている場合:表示特性が良好(記号◎)
シール際の近傍0.3mm未満で表示機能の異常を見た場合:表示特性が劣る(記号△)
シール際の近傍0.3mmを超えて表示機能の異常を見た場合:表示特性が著しく劣る(記号×)
7)シールの観察
前記3)で調製した液晶シール剤(球状スペーサー入りの液晶シール剤)を用いスクリーン版で25mm×45mm厚さ0.7mmの無アルカリガラス板上に、直径1mmの円状のシールパターンを塗布した。次に、対となる無アルカリガラス板を十字に重ね合わせ固定した。この重ね合わされ固定された二枚のガラス板に、紫外線2000mJ/cmを照射した後、120℃で60分加熱して、貼り合わせた。貼り合わせられた二枚のガラス板(以下「試験片」という)を、25℃湿度50%の恒温槽にて24時間保管した。保管後のシールの状態を、目視および光学顕微鏡で観察した。
シールの状態を、以下のように評価した。
目視で流れ出しおよび空隙あり:×(劣る)
目視でわずかな空隙あるいは流れ出しあり:△(やや劣る)
目視で空隙および流れ出しはないが、光学顕微鏡観察にてシール分離あり:○(良い)
目視で空隙および流れ出しはなく、さらに光学顕微鏡観察にてシール分離なし:◎(優れる)
8)接着強度
7)の恒温槽から取り出した試験片の平面引張り強度(接着強度)を、引張り試験装置(インテスコ製)を用いて測定した。引張り速度は2mm/分とした。接着強度は、以下のように評価した。
接着強度が15MPa以上:◎(優れる)
接着強度が7MPa以上15MPa未満:△(やや劣る)
接着強度が7MPa未満:×(劣る)
〔実施例6〜10〕
表2に示す組成とした以外は実施例5と同様にして、液晶シール剤を得た。さらに、実施例5と同様に液晶シール剤の評価を行った。これらの結果を表2に示す。
〔比較例1〜6〕
表3に示す組成とした以外は実施例1と同様にして、液晶シール剤を得た。さらに、実施例1と同様に液晶シール剤の評価を行った。これらの結果を表3に示す。
〔比較例7〜12〕
表3に示す組成とした以外は実施例5と同様にして、液晶シール剤を得た。さらに実施例5と同様に液晶シール剤の評価を行った。これらの結果を表3に示す。
Figure 0005547642
Figure 0005547642
実施例1〜10では、液晶表示パネルの高温高湿条件下での表示特性がいずれも優れることがわかる。
また実施例5と6、実施例9と10との比較より、液晶シール剤に含まれるエポキシ樹脂の1分子中に含まれるエポキシ基の数が多いと、その硬化物の接着強度が高くなる傾向がみられる。エポキシ樹脂に含まれるエポキシ基は、ガラス基板表面の官能基と反応して、接着性が高まるためと考えられる。
これに対して、比較例1〜12では、液晶表示パネルの高温高湿条件下における良好な表示特性を示すものはなかった。たとえば、エポキシ樹脂Cを含む液晶シール剤を用いた比較例5では、液晶表示パネルの高温高湿条件下での表示特性が低いことがわかる。液晶シール剤の硬化物の耐リーク性が低いためと考えられる。比較例6と12では、液晶表示パネルの表示特性が低いことがわかる。比較例6と12の液晶シール剤は、芳香族エポキシ樹脂Dを多く含むことから、その硬化物の柔軟性が低くなり、シール性が低下したためと考えられる。比較例1、3、7および8では、液晶表示パネルの表示特性および耐リーク性が低いことがわかる。比較例1、3、7および8の液晶シール剤は、水酸基を含まないエポキシ樹脂E、またはエポキシ樹脂Gを含み、液晶に溶解しやすくなったためと考えられる。
本出願は、2008年9月30日出願の特願2008−253612に基づく優先権を主張する。当該出願明細書および図面に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。
本発明の液晶シール剤は、硬化物の架橋密度が高く、硬化性に優れている。また、本発明の液晶シール剤の硬化物をシール部材(液晶シール部)として適用すると、シール部材の変形や、液晶のシール部材へのリークがなく、表示信頼性に優れた液晶パネルを提供できる。このため、本発明の液晶シール剤は、液晶表示パネルの製造に好適である。
12、18 基板
14 シールパターン
16 液晶
20 積層体
22 液晶注入用セル
22A 注入口

Claims (14)

  1. 1分子内に、1以上の水酸基と、合計で3以上のエポキシ基および(メタ)アクリル基と、を有する脂肪族エポキシ樹脂αを含み、
    前記脂肪族エポキシ樹脂αの、質量平均分子量が0.3×10〜1.0×10であり、水酸基当量が100〜300g/eqであり、かつエポキシ当量が50〜150g/eqである、液晶シール剤。
  2. 1モルの、n価(nは4以上の整数を表す)の多価アルコール化合物に対して、3モル以上(n−1)モル以下のエポキシ化化合物を反応させて得られる脂肪族エポキシ樹脂α1、および
    前記脂肪族エポキシ樹脂α1と(メタ)アクリル酸とを反応させて得られる、エポキシ基と(メタ)アクリル基とを両方含む脂肪族エポキシ樹脂α2のいずれか一方または両方からなる脂肪族エポキシ樹脂αを含み、
    前記脂肪族エポキシ樹脂αの質量平均分子量が0.3×10〜1.0×10である、液晶シール剤。
  3. 潜在性硬化剤と、フィラーと、をさらに含む、請求項1または2に記載の液晶シール剤。
  4. 前記脂肪族エポキシ樹脂αは、エポキシ基と(メタ)アクリル基とを両方含む脂肪族エポキシ樹脂α2である、請求項1〜のいずれか一項に記載の液晶シール剤。
  5. アクリル樹脂と、光ラジカル重合開始剤とをさらに含む、請求項1〜のいずれか一項に記載の液晶シール剤。
  6. 前記脂肪族エポキシ樹脂αの合計量は、液晶シール剤に対して5〜65質量%である、請求項1〜のいずれか一項に記載の液晶シール剤。
  7. 芳香族エポキシ樹脂βをさらに含む、請求項1〜のいずれか一項に記載の液晶シール剤。
  8. 前記芳香族エポキシ樹脂βの軟化点は50℃以上である、請求項記載の液晶シール剤。
  9. 前記芳香族エポキシ樹脂βの含有量は、前記脂肪族エポキシ樹脂αの合計量に対して5〜40質量%である、請求項7または8に記載の液晶シール剤。
  10. 請求項1〜のいずれか一項に記載の液晶シール剤を硬化してなる、硬化物。
  11. 第1の基板に、請求項1〜のいずれか一項に記載の液晶シール剤のシールパターンを形成する第1の工程と、
    前記シールパターンが未硬化の状態において、前記第1の基板の前記シールパターンで囲まれた領域、または前記シールパターンで囲まれた領域に対向する第2の基板の領域に、液晶を滴下する第2の工程と、
    前記第1の基板と、前記第2の基板とを、前記シールパターンを介して重ね合わせる第3の工程と、
    前記シールパターンを熱硬化させる第4の工程と、
    を含む、液晶表示パネルの製造方法。
  12. 第1の基板に、請求項1〜のいずれか一項に記載の液晶シール剤のシールパターンを形成する第1の工程と、
    前記第1の基板と第2の基板とを、前記シールパターンを介して重ね合わせる第2の工程と、
    前記シールパターンを熱硬化させて、液晶を注入するための注入口を有する液晶注入用セルを得る第3の工程と、
    液晶を、前記注入口を介して前記液晶注入用セルに注入する第4の工程と、
    前記注入口を封止する第5の工程と、
    を含む、液晶表示パネルの製造方法。
  13. 表示基板と、
    前記表示基板と対になる対向基板と、
    前記表示基板と、前記対向基板との間に介在している、枠状のシール部材と、
    前記表示基板と前記対向基板との間の、前記シール部材で囲まれた空間に充填された液晶層と、を含む液晶表示パネルであって、
    前記シール部材は、請求項10記載の硬化物である、液晶表示パネル。
  14. 請求項13に記載の液晶表示パネルを含む、液晶表示装置
JP2010531737A 2008-09-30 2009-09-29 液晶シール剤、それを用いた液晶表示パネルとその製造方法、および液晶表示装置 Active JP5547642B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010531737A JP5547642B2 (ja) 2008-09-30 2009-09-29 液晶シール剤、それを用いた液晶表示パネルとその製造方法、および液晶表示装置

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008253612 2008-09-30
JP2008253612 2008-09-30
JP2010531737A JP5547642B2 (ja) 2008-09-30 2009-09-29 液晶シール剤、それを用いた液晶表示パネルとその製造方法、および液晶表示装置
PCT/JP2009/004997 WO2010038431A1 (ja) 2008-09-30 2009-09-29 液晶シール剤、それを用いた液晶表示パネルとその製造方法、および液晶表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2010038431A1 JPWO2010038431A1 (ja) 2012-03-01
JP5547642B2 true JP5547642B2 (ja) 2014-07-16

Family

ID=42073213

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010531737A Active JP5547642B2 (ja) 2008-09-30 2009-09-29 液晶シール剤、それを用いた液晶表示パネルとその製造方法、および液晶表示装置

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JP5547642B2 (ja)
KR (1) KR101269792B1 (ja)
CN (1) CN102159991B (ja)
HK (1) HK1157451A1 (ja)
TW (1) TWI453271B (ja)
WO (1) WO2010038431A1 (ja)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5493422B2 (ja) * 2008-05-16 2014-05-14 Jsr株式会社 液晶シール剤用硬化性組成物及び液晶表示素子
JP5238910B1 (ja) * 2011-08-17 2013-07-17 積水化学工業株式会社 液晶表示素子用シール剤及び液晶表示素子
WO2013065828A1 (ja) * 2011-11-04 2013-05-10 積水化学工業株式会社 液晶表示素子用シール剤、上下導通材料、及び、液晶表示素子
KR102073453B1 (ko) * 2013-03-21 2020-02-04 닛뽄 가야쿠 가부시키가이샤 액정 시일제 및 그것을 사용한 액정 표시 셀
KR101849892B1 (ko) 2014-03-31 2018-04-17 교리쯔 가가꾸 산교 가부시키가이샤 경화 후 유연성이 우수한 경화성 수지, (메트)아크릴화 경화성 수지 및 액정 밀봉제 조성물
JP6420772B2 (ja) * 2014-11-17 2018-11-07 積水化学工業株式会社 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
US10401665B2 (en) * 2015-05-27 2019-09-03 Sharp Kabushiki Kaisha Method of producing display panels
KR102588717B1 (ko) * 2015-06-02 2023-10-12 세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤 액정 표시 소자용 시일제, 상하 도통 재료 및 액정 표시 소자
CN107533261B (zh) * 2015-11-09 2019-10-11 积水化学工业株式会社 液晶显示元件用密封剂、上下导通材料和液晶显示元件
CN105219331A (zh) * 2015-11-14 2016-01-06 华玉叶 一种用于粘接窄边框显示设备的密封剂组合物
CN105219332A (zh) * 2015-11-14 2016-01-06 华玉叶 一种用于粘接窄边框显示设备的密封剂组合物
CN105219330A (zh) * 2015-11-14 2016-01-06 华玉叶 一种用于粘接窄边框显示设备的密封剂组合物
CN105219335A (zh) * 2015-11-14 2016-01-06 华玉叶 一种用于粘接窄边框显示设备的密封剂组合物
CN105199647A (zh) * 2015-11-14 2015-12-30 华玉叶 一种用于粘接窄边框显示设备的密封剂组合物
CN105219334A (zh) * 2015-11-14 2016-01-06 华玉叶 一种用于粘接窄边框显示设备的密封剂组合物
JP2018059984A (ja) * 2016-10-03 2018-04-12 積水化学工業株式会社 表示素子用封止剤及び表示素子
WO2018201428A1 (en) * 2017-05-05 2018-11-08 Henkel Ag & Co. Kgaa Thermally curable sealant composition and use thereof
JP7145329B2 (ja) * 2019-05-17 2022-09-30 三井化学株式会社 液晶滴下工法用封止剤、これを用いた液晶表示パネル、およびその製造方法
EP3913011A1 (en) 2020-05-19 2021-11-24 Nouryon Chemicals International B.V. Aliphatic epoxy-terminated polysulfide polymer

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005232370A (ja) * 2004-02-20 2005-09-02 Sekisui Chem Co Ltd 硬化性樹脂組成物、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
WO2006121030A1 (ja) * 2005-05-09 2006-11-16 Nippon Kayaku Kabushki Kaisha エポキシ樹脂、その製造方法及びその用途
JP2008179796A (ja) * 2006-12-26 2008-08-07 Mitsui Chemicals Inc (メタ)アクリロイル基およびグリシジル基を有する化合物、および当該化合物を含む重合性組成物

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100449379C (zh) * 2002-09-19 2009-01-07 三井化学株式会社 液晶密封剂组合物及使用它的液晶显示板的制造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005232370A (ja) * 2004-02-20 2005-09-02 Sekisui Chem Co Ltd 硬化性樹脂組成物、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
WO2006121030A1 (ja) * 2005-05-09 2006-11-16 Nippon Kayaku Kabushki Kaisha エポキシ樹脂、その製造方法及びその用途
JP2008179796A (ja) * 2006-12-26 2008-08-07 Mitsui Chemicals Inc (メタ)アクリロイル基およびグリシジル基を有する化合物、および当該化合物を含む重合性組成物

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010038431A1 (ja) 2010-04-08
CN102159991A (zh) 2011-08-17
KR20110061591A (ko) 2011-06-09
TW201022422A (en) 2010-06-16
HK1157451A1 (en) 2012-06-29
JPWO2010038431A1 (ja) 2012-03-01
CN102159991B (zh) 2013-07-10
KR101269792B1 (ko) 2013-05-30
TWI453271B (zh) 2014-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5547642B2 (ja) 液晶シール剤、それを用いた液晶表示パネルとその製造方法、および液晶表示装置
JP5345393B2 (ja) 液晶シール剤、それを用いた液晶表示パネルの製造方法、および液晶表示パネル
TWI446076B (zh) A liquid crystal sealant, a liquid crystal display unit, and a liquid crystal display unit using the same
JP5008682B2 (ja) 光硬化性樹脂と熱硬化性樹脂を含有する液晶滴下工法用シール剤
TWI470067B (zh) 液晶密封劑及使用該密封劑的液晶顯示單元
JP5986987B2 (ja) 液晶シール剤、それを用いた液晶表示パネルの製造方法、および液晶表示パネル
JP4815027B1 (ja) 液晶シール剤、それを用いた液晶表示パネルの製造方法、および液晶表示パネル
JP5221963B2 (ja) 液晶シール用硬化性樹脂組成物、およびこれを使用する液晶表示パネルの製造方法
KR20120125552A (ko) 액정 시일제, 그것을 이용한 액정 표시 패널의 제조 방법, 및 액정 표시 패널
JP5571436B2 (ja) 液晶シール剤、それを用いた液晶表示パネルの製造方法、及び液晶表示パネル
JP5138405B2 (ja) 液晶シール剤およびこれを用いた液晶表示パネルの製造方法
JP2011219682A (ja) 硬化性樹脂組成物
TWI506347B (zh) 液晶密封劑及使用該密封劑的液晶顯示單元
JP4845667B2 (ja) 液晶シール剤、それを用いた液晶表示パネルの製造方法及び液晶表示パネル
CN106662781B (zh) 液晶密封剂及液晶显示面板的制造方法
JP5153123B2 (ja) 液晶滴下工法用シール剤、それを用いた液晶表示パネルの製造方法及び液晶表示パネル
JP5424411B2 (ja) 液晶表示パネルの製造方法および液晶表示パネル
JP6338586B2 (ja) 液晶シール剤、および液晶表示パネルの製造方法
JP5149487B2 (ja) 液晶シール剤、及びそれを用いた液晶表示パネル
JP2007225774A (ja) 液晶シール剤及びそれを用いた液晶表示パネル
JP5302615B2 (ja) タッチパネル用接着剤組成物
JP2007225772A (ja) 液晶シール剤及びそれを用いた液晶表示パネル
JP2007225773A (ja) 液晶滴下工法用液晶シール剤、それを用いた液晶表示パネルの製造方法及び液晶表示パネル

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130827

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131023

RD05 Notification of revocation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425

Effective date: 20131111

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140507

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140515

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5547642

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250