JP7402382B1 - 液晶表示素子用シール剤及び液晶表示素子 - Google Patents
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Abstract
Description
滴下工法では、まず、2枚の電極付き基板の一方に、ディスペンスにより枠状のシールパターンを形成する。次いで、シール剤が未硬化の状態で液晶の微小滴を基板のシール枠内に滴下し、真空下で他方の基板を重ね合わせ、シール剤の硬化を行い、液晶表示素子を作製する。現在この滴下工法が液晶表示素子の製造方法の主流となっている。
また、タブレット端末や携帯端末の普及に伴い、液晶表示素子には高温高湿環境下での駆動等における耐湿信頼性がますます要求されており、シール剤には外部からの水の浸入を防止する性能が一層求められている。そのため、シール剤の透湿防止性を向上させる必要があるが、狭額縁設計に伴って塗布されるシール剤の線幅が細くなっており、細線化した場合でも透湿防止性に優れるシール剤を得ることは困難であった。
本発明は、配向膜に対する接着性及び透湿防止性に優れ、かつ、信頼性に優れる液晶表示素子を得ることができる液晶表示素子用シール剤を提供することを目的とする。また、本発明は、該液晶表示素子用シール剤を用いてなる液晶表示素子を提供することを目的とする。
本開示2は、上記ハンセン溶解度パラメータの分散項が19.0MPa0.5以上21.9MPa0.5以下であり、かつ、オクタノール/水分配係数が3.0以上9.0以下であるエポキシ化合物は、下記式(1-1)、(1-2)、又は、(1-3)で表される化合物である本開示1の液晶表示素子用シール剤である。
本開示3は、上記ハンセン溶解度パラメータの分散項が19.0MPa0.5以上21.9MPa0.5以下であり、かつ、オクタノール/水分配係数が3.0以上9.0以下であるエポキシ化合物は、下記式(1-2)で表される化合物である本開示2の液晶表示素子用シール剤である。
本開示4は、上記ハンセン溶解度パラメータの分散項が19.0MPa0.5以上21.9MPa0.5以下であり、かつ、オクタノール/水分配係数が3.0以上9.0以下であるエポキシ化合物は、下記式(1-3)で表される化合物である本開示2の液晶表示素子用シール剤である。
本開示5は、上記硬化性樹脂全体100重量部中における上記ハンセン溶解度パラメータの分散項が19.0MPa0.5以上21.9MPa0.5以下であり、かつ、オクタノール/水分配係数が3.0以上9.0以下であるエポキシ化合物、該エポキシ化合物の一部のエポキシ基を(メタ)アクリル変性した化合物、及び、該エポキシ化合物の全部のエポキシ基を(メタ)アクリル変性した化合物の含有量が10重量部以上90重量部以下である本開示1、2、3又は4の液晶表示素子用シール剤である。
本開示6は、上記硬化性樹脂は、更に、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、部分(メタ)アクリル変性ビスフェノールA型エポキシ化合物、部分(メタ)アクリル変性ビスフェノールF型エポキシ化合物、ビスフェノールA型エポキシ(メタ)アクリレート、及び、ビスフェノールF型エポキシ(メタ)アクリレートからなる群より選択される少なくとも1種を含む本開示1、2、3、4又は5の液晶表示素子用シール剤である。
本開示7は、上記硬化性樹脂は、更に、2官能エポキシ化合物の一部のエポキシ基を(メタ)アクリル変性した重量平均分子量が850以上の化合物、及び、2官能エポキシ化合物の全部のエポキシ基を(メタ)アクリル変性した重量平均分子量が850以上の化合物の少なくともいずれかを含む本開示1、2、3、4、5又は6の液晶表示素子用シール剤である。
本開示8は、更に、無機充填剤を含有し、液晶表示素子用シール剤100重量部中における上記無機充填剤の含有量が5重量部以上50重量部以下である本開示1、2、3、4、5、6又は7の液晶表示素子用シール剤である。
本開示9は、本開示1、2、3、4、5、6、7又は8の液晶表示素子用シール剤の硬化物を含む液晶表示素子である。
従来、シール剤の配向膜に対する接着性を向上させるためにシール剤の極性を調整することが行われていたが、近年の液晶表示素子に用いられる配向膜では、高抵抗化に対応するため水素結合可能部位の少ない材料が用いられており、極性に基づかない分子間相互作用によってシール剤の配向膜に対する接着性を向上させる必要があった。
本発明者らは、硬化性樹脂として、ハンセン溶解度パラメータの分散項及びオクタノール/水分配係数がそれぞれ特定の範囲であるエポキシ化合物や、該エポキシ化合物の一部又は全部のエポキシ基を(メタ)アクリル変性した化合物を用いることを検討した。その結果、配向膜に対する接着性及び透湿防止性に優れ、かつ、信頼性に優れる液晶表示素子を得ることができる液晶表示素子用シール剤が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。
上記硬化性樹脂は、ハンセン溶解度パラメータの分散項(以下、「dD」ともいう)が19.0MPa0.5以上21.9MPa0.5以下であり、かつ、オクタノール/水分配係数(以下、「LogKow」ともいう)が3.0以上9.0以下であるエポキシ化合物(以下、「本発明にかかるエポキシ化合物」ともいう)、該エポキシ化合物の一部のエポキシ基を(メタ)アクリル変性した化合物(以下、「本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ化合物」ともいう)、及び、該エポキシ化合物の全部のエポキシ基を(メタ)アクリル変性した化合物(以下、「本発明にかかるエポキシ(メタ)アクリレート」ともいう)からなる群より選択される少なくとも1種を含む。本発明にかかるエポキシ化合物、本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ化合物、及び、本発明にかかるエポキシ(メタ)アクリレートからなる群より選択される少なくとも1種を含有することにより、本発明の液晶表示素子用シール剤は、配向膜に対する接着性、透湿防止性、及び、低液晶汚染性に優れるものとなる。
なお、本明細書において上記「(メタ)アクリル」は、アクリル又はメタクリルを意味する。また、上記「部分(メタ)アクリル変性エポキシ化合物」は、1分子中に2つ以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物の一部のエポキシ基を(メタ)アクリル酸と反応させて得られる、1分子中にエポキシ基と(メタ)アクリロイル基とをそれぞれ1つ以上有する化合物を意味する。更に、上記「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート又はメタクリレートを意味し、上記「エポキシ(メタ)アクリレート」とは、エポキシ化合物中の全てのエポキシ基を(メタ)アクリル酸と反応させた化合物のことを意味する。
なお、上記「ハンセン溶解度パラメータの分散項(dD)」は、構造式からHSPソフトを用いて計算することにより導出することができる。上記HSPソフトとしては、Hansen Solubility Parameter in Practice(HSPiP)を用いることができる。
なお、上記「オクタノール/水分配係数(LogKow)」は、構造式からHSPソフトを用いて計算することにより導出することができる。上記HSPソフトとしては、Hansen Solubility Parameter in Practice(HSPiP)を用いることができる。
上記その他の硬化性樹脂を含む場合、上記硬化性樹脂100重量部中における本発明にかかるエポキシ化合物、本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ化合物、及び、本発明にかかるエポキシ(メタ)アクリレートの含有量の好ましい下限は10重量部、好ましい上限は90重量部である。本発明にかかるエポキシ化合物、本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ化合物、及び、本発明にかかるエポキシ(メタ)アクリレートの含有量が10重量部以上であることにより、得られる液晶表示素子用シール剤が透湿防止性により優れるものとなる。本発明にかかるエポキシ化合物、本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ化合物、及び、本発明にかかるエポキシ(メタ)アクリレートの含有量が90重量部以下であることにより、得られる液晶表示素子用シール剤が信頼性により優れるものとなる。本発明にかかるエポキシ化合物、本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ化合物、及び、本発明にかかるエポキシ(メタ)アクリレートの含有量のより好ましい下限は20重量部、より好ましい上限は50重量部である。
なお、上記「本発明にかかるエポキシ化合物、本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ化合物、及び、本発明にかかるエポキシ(メタ)アクリレートの含有量」は、上記硬化性樹脂が、本発明にかかるエポキシ化合物、本発明にかかる部分(メタ)アクリル変性エポキシ化合物、及び、本発明にかかるエポキシ(メタ)アクリレートのうち、1種の化合物を単独で含有する場合はその化合物の含有量を意味し、2種以上の化合物を組み合わせて含有する場合はその合計の含有量を意味する。
上記柔軟骨格としては、例えば、ラクトンの開環構造、ポリアルキレンオキサイド構造、共役ジエンに由来するゴム構造、ポリシロキサン構造等が挙げられる。
上記ラクトンとしては、例えば、γ-ウンデカラクトン、ε-カプロラクトン、γ-デカラクトン、σ-ドデカラクトン、γ-ノナノラクトン、γ-ヘプタノラクトン、γ-バレロラクトン、σ-バレロラクトン、β-ブチロラクトン、γ-ブチロラクトン、β-プロピオラクトン、σ-ヘキサノラクトン、7-ブチル-2-オキセパノン等が挙げられる。
上記その他の硬化性樹脂Bの重量平均分子量の好ましい下限は1000、より好ましい下限は1300である。
また、上記その他の硬化性樹脂Bの重量平均分子量の好ましい上限は特にないが実質的な上限は6000である。
なお、本明細書において上記「重量平均分子量」は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で溶媒としてテトラヒドロフランを用いて測定温度25℃にて測定を行い、ポリスチレン換算により求められる値である。GPCによってポリスチレン換算による重量平均分子量を測定する際に用いるカラムとしては、例えば、Shodex LF-804(昭和電工社製)等が挙げられる。
また、上記部分(メタ)アクリル変性ビスフェノールA型エポキシ化合物、上記部分(メタ)アクリル変性ビスフェノールF型エポキシ化合物、上記ビスフェノールA型エポキシ(メタ)アクリレート、又は、上記ビスフェノールF型エポキシ(メタ)アクリレートであっても、重量平均分子量が850以上である化合物は上記その他の硬化性樹脂Bとして扱う。
上記光ラジカル重合開始剤としては、具体的には例えば、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-1-ブタノン、2-(ジメチルアミノ)-2-((4-メチルフェニル)メチル)-1-(4-(4-モルホリニル)フェニル)-1-ブタノン、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルフォリノプロパン-1-オン、1-(4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、1-(4-(フェニルチオ)フェニル)-1,2-オクタンジオン2-(O-ベンゾイルオキシム)、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、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等が挙げられる。
上記光ラジカル重合開始剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
上記熱ラジカル重合開始剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
なお、本明細書において上記「高分子アゾ化合物」とは、アゾ基を有し、熱によって(メタ)アクリロイル基を硬化させることができるラジカルを生成する、数平均分子量が300以上の化合物を意味する。
なお、本明細書において、上記数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で溶媒としてテトラヒドロフランを用いて測定温度25℃にて測定を行い、ポリスチレン換算により求められる値である。GPCによってポリスチレン換算による数平均分子量を測定する際のカラムとしては、例えば、Shodex LF-804(昭和電工社製)等が挙げられる。
上記アゾ基を介してポリアルキレンオキサイド等のユニットが複数結合した構造を有する高分子アゾ化合物としては、ポリエチレンオキサイド構造を有するものが好ましい。
上記高分子アゾ化合物としては、具体的には例えば、4,4’-アゾビス(4-シアノペンタン酸)とポリアルキレングリコールの重縮合物や、4,4’-アゾビス(4-シアノペンタン酸)と末端アミノ基を有するポリジメチルシロキサンの重縮合物等が挙げられる。
上記高分子アゾ開始剤のうち市販されているものとしては、例えば、VPE-0201、VPE-0401、VPE-0601、VPS-0501、VPS-1001(いずれも富士フイルム和光純薬社製)等が挙げられる。
また、高分子ではないアゾ開始剤としては、例えば、V-65、V-501(いずれも富士フイルム和光純薬社製)等が挙げられる。
上記熱硬化剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
上記有機酸ヒドラジドのうち市販されているものとしては、例えば、大塚化学社製の有機酸ヒドラジド、味の素ファインテクノ社製の有機酸ヒドラジド等が挙げられる。
上記大塚化学社製の有機酸ヒドラジドとしては、例えば、SDH、ADH、MDH等が挙げられる。
上記味の素ファインテクノ社製の有機酸ヒドラジドとしては、例えば、アミキュアVDH、アミキュアVDH-J、アミキュアUDH、アミキュアUDH-J等が挙げられる。
上記無機充填剤としては、例えば、シリカ、タルク、ガラスビーズ、石綿、石膏、珪藻土、スメクタイト、ベントナイト、モンモリロナイト、セリサイト、活性白土、アルミナ、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化錫、酸化チタン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素、硫酸バリウム、珪酸カルシウム等が挙げられる。なかでも、シリカが好ましい。
上記無機充填剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
上記有機充填剤としては、例えば、ポリエステル微粒子、ポリウレタン微粒子、ビニル重合体微粒子、アクリル重合体微粒子等が挙げられる。
上記有機充填剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
上記シランカップリング剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
上記チタンブラックは、1μmあたりの光学濃度(OD値)が、3以上であることが好ましく、4以上であることがより好ましい。上記チタンブラックの遮光性は高ければ高いほどよく、上記チタンブラックのOD値に好ましい上限は特にないが、通常は5以下となる。
また、遮光剤として上記チタンブラックを配合した本発明の液晶表示素子用シール剤を用いて製造した液晶表示素子は、充分な遮光性を有するため、光の漏れ出しがなく高いコントラストを有し、優れた画像表示品質を有する液晶表示素子を実現することができる。
上記三菱マテリアル社製のチタンブラックとしては、例えば、12S、13M、13M-C、13R-N、14M-C等が挙げられる。
上記赤穂化成社製のチタンブラックとしては、例えば、ティラックD等が挙げられる。
また、上記チタンブラックの体積抵抗の好ましい下限は0.5Ω・cm、好ましい上限は3Ω・cmであり、より好ましい下限は1Ω・cm、より好ましい上限は2.5Ω・cmである。
なお、上記遮光剤の一次粒子径は、NICOMP 380ZLS(PARTICLE SIZING SYSTEMS社製)を用いて、上記遮光剤を溶媒(水、有機溶媒等)に分散させて測定することができる。
更に、本発明の液晶表示素子を製造する際の本発明の液晶表示素子用シール剤の塗布幅は1mm以下であることが好ましい。
まず、基板に本発明の液晶表示素子用シール剤をスクリーン印刷、ディスペンサー塗布等により塗布し、枠状のシールパターンを形成する工程を行う。次いで、本発明の液晶表示素子用シール剤等が未硬化の状態で液晶の微小滴をシールパターンの枠内全面に滴下塗布し、すぐに別の基板を重ね合わせる工程を行う。その後、シールパターン部分に紫外線等の光を照射してシール剤を仮硬化させる工程、及び、仮硬化させたシール剤を加熱して本硬化させる工程を行う方法により、液晶表示素子を得ることができる。
温度計、冷却管、ディーン・スターク・トラップ、滴下ロート、及び、撹拌機を備えた200mL容の三口丸底フラスコを用意した。該三口丸底フラスコに、2,2-ビス(2-ヒドロキシ-5-ビフェニルイル)プロパン(東京化成工業社製)38g、エピクロロヒドリン(東京化成工業社製)174g、及び、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド(東京化成工業社製)3.8gを入れた。次いで、得られた混合物を、50トール(torr)の減圧下で撹拌しながら約50℃に加熱し、48%水酸化ナトリウム水溶液(関東化学社製)28.2gを3時間かけて滴下した。共沸で留出した水/エピクロロヒドリン混合物のうち、エピクロロヒドリンを反応系に戻しながら撹拌を続けた。添加終了後、3時間にわたり撹拌を継続した。次いで、反応混合物を室温に冷却し、トルエン90g及びメチルイソブチルケトン30gを加えて150mLの水で4回洗浄した。得られた有機相の溶媒を減圧留去により除去し、黄色透明粘稠物の上記式(2)で表される化合物38gを得た。
得られた式(2)で表される化合物の構造は、1H-NMR、13C-NMR、及び、FT-IRにより確認した。
2,2-ビス(2-ヒドロキシ-5-ビフェニルイル)プロパン38gに代えて4,4’-ジヒドロキシ-p-ターフェニル26gを用いたこと以外は、上記「(式(2)で表される化合物の作製)」と同様にして上記式(3)で表される化合物26gを得た。
得られた式(3)で表される化合物の構造は、1H-NMR、13C-NMR、及び、FT-IRにより確認した。
式(3)で表される化合物26gに対して、トリフェニルホスフィン1.3g、ヒドロキノン0.1g、及び、アクリル酸18gを加えて、100℃で8時間加熱撹拌した後、100mLの水で3回洗浄し、黄色透明粘稠物の式(4)で表される化合物15gを得た。
得られた式(4)で表される化合物の構造は、1H-NMR、13C-NMR、及び、FT-IRにより確認した。
式(3)で表される化合物26gに対して、トリフェニルホスフィン1.3g、ヒドロキノン0.1g、及び、アクリル酸7.2gを加えて、100℃で8時間加熱撹拌した後、100mLの水で3回洗浄し、黄色透明粘稠物の式(5)で表される化合物15gを得た。
得られた式(5)で表される化合物の構造は、1H-NMR、13C-NMR、及び、FT-IRにより確認した。
2,2-ビス(2-ヒドロキシ-5-ビフェニルイル)プロパン38gに代えて4,4’-ジヒドロキシ-m-ターフェニル26gを用いたこと以外は、上記「(式(2)で表される化合物の作製)」と同様にして上記式(6)で表される化合物26gを得た。
得られた式(6)で表される化合物の構造は、1H-NMR、13C-NMR、及び、FT-IRにより確認した。
2,2-ビス(2-ヒドロキシ-5-ビフェニルイル)プロパン38gに代えて4,4’-ジヒドロキシ-3-メチル-p-ターフェニル28gを用いたこと以外は、上記「(式(2)で表される化合物の作製)」と同様にして上記式(7)で表される化合物28gを得た。
得られた式(7)で表される化合物の構造は、1H-NMR、13C-NMR、及び、FT-IRにより確認した。
2,2-ビス(2-ヒドロキシ-5-ビフェニルイル)プロパン38gに代えて4,4’-ジヒドロキシ-3,5-ジメチル-p-ターフェニル29gを用いたこと以外は、上記「(式(2)で表される化合物の作製)」と同様にして上記式(8)で表される化合物29gを得た。
得られた式(8)で表される化合物の構造は、1H-NMR、13C-NMR、及び、FT-IRにより確認した。
2,2-ビス(2-ヒドロキシ-5-ビフェニルイル)プロパン38gに代えて4,4’-(2-フリル-メチレン)ビス(2,6-ジメチルフェノール)32gを用いたこと以外は、上記「(式(2)で表される化合物の作製)」と同様にして上記式(9)で表される化合物32gを得た。
得られた式(9)で表される化合物の構造は、1H-NMR、13C-NMR、及び、FT-IRにより確認した。
2,2-ビス(2-ヒドロキシ-5-ビフェニルイル)プロパン38gに代えて4,4’-(フェニルメチレン)ビスフェノール28gを用いたこと以外は、上記「(式(2)で表される化合物の作製)」と同様にして上記式(10)で表される化合物28gを得た。
得られた式(10)で表される化合物の構造は、1H-NMR、13C-NMR、及び、FT-IRにより確認した。
2,2-ビス(2-ヒドロキシ-5-ビフェニルイル)プロパン38gに代えて4,4’-(4-メチルシクロヘキシリデン)ビスフェノール28gを用いたこと以外は、上記「(式(2)で表される化合物の作製)」と同様にして上記式(11)で表される化合物28gを得た。
得られた式(11)で表される化合物の構造は、1H-NMR、13C-NMR、及び、FT-IRにより確認した。
2,2-ビス(2-ヒドロキシ-5-ビフェニルイル)プロパン38gに代えて3,3’-メチレンビス(1,1’-ビフェニル-4-オール)35gを用いたこと以外は、上記「(式(2)で表される化合物の作製)」と同様にして上記式(12)で表される化合物35gを得た。
得られた式(12)で表される化合物の構造は、1H-NMR、13C-NMR、及び、FT-IRにより確認した。
2,2-ビス(2-ヒドロキシ-5-ビフェニルイル)プロパン38gに代えて4,4’-(1-フェニルエチリデン)ビスフェノール29gを用いたこと以外は、上記「(式(2)で表される化合物の作製)」と同様にして上記式(13)で表される化合物29gを得た。
得られた式(13)で表される化合物の構造は、1H-NMR、13C-NMR、及び、FT-IRにより確認した。
2,2-ビス(2-ヒドロキシ-5-ビフェニルイル)プロパン38gに代えて4,4’-ジヒドロキシ-3-イソプロピル-p-ターフェニル30gを用いたこと以外は、上記「(式(2)で表される化合物の作製)」と同様にして上記式(14)で表される化合物30gを得た。
得られた式(14)で表される化合物の構造は、1H-NMR、13C-NMR、及び、FT-IRにより確認した。
2,2-ビス(2-ヒドロキシ-5-ビフェニルイル)プロパン38gに代えて4,4’-(1-フェニルエチリデン)ビス(2-メチルフェノール)28gを用いたこと以外は、上記「(式(2)で表される化合物の作製)」と同様にして上記式(15)で表される化合物32gを得た。
得られた式(15)で表される化合物の構造は、1H-NMR、13C-NMR、及び、FT-IRにより確認した。
2,2-ビス(2-ヒドロキシ-5-ビフェニルイル)プロパン38gに代えて4,4’-ジヒドロキシ3-ter-ブチル-p-ターフェニル28gを用いたこと以外は、上記「(式(2)で表される化合物の作製)」と同様にして上記式(16)で表される化合物32gを得た。
得られた式(16)で表される化合物の構造は、1H-NMR、13C-NMR、及び、FT-IRにより確認した。
2,2-ビス(2-ヒドロキシ-5-ビフェニルイル)プロパン38gに代えて4,4’-(3,4-ジメトキシフェニルメチレン)ビス(2-シクロヘキシル-5-メチルフェノール)53gを用いたこと以外は、上記「(式(2)で表される化合物の作製)」と同様にして上記式(17)で表される化合物53gを得た。
得られた式(17)で表される化合物の構造は、1H-NMR、13C-NMR、及び、FT-IRにより確認した。
2,2-ビス(2-ヒドロキシ-5-ビフェニルイル)プロパン38gに代えて4,4’-(4-メチルシクロヘキシリデン)ビスフェノール28gを用いたこと以外は、上記「(式(2)で表される化合物の作製)」と同様にして上記式(18)で表される化合物28gを得た。
得られた式(18)で表される化合物の構造は、1H-NMR、13C-NMR、及び、FT-IRにより確認した。
2,2-ビス(2-ヒドロキシ-5-ビフェニルイル)プロパン38gに代えて4,4’-ジヒドロキシテトラフェニルメタン35gを用いたこと以外は、上記「(式(2)で表される化合物の作製)」と同様にして上記式(19)で表される化合物35gを得た。
得られた式(19)で表される化合物の構造は、1H-NMR、13C-NMR、及び、FT-IRにより確認した。
2,2-ビス(2-ヒドロキシ-5-ビフェニルイル)プロパン38gに代えて5,5’-(1-フェニルエチリデン)ビス((1,1’-ビフェニル)-2-オール)44gを用いたこと以外は、上記「(式(2)で表される化合物の作製)」と同様にして上記式(20)で表される化合物44gを得た。
得られた式(20)で表される化合物の構造は、1H-NMR、13C-NMR、及び、FT-IRにより確認した。
2,2-ビス(2-ヒドロキシ-5-ビフェニルイル)プロパン38gに代えて4,4’-(4-メトキシ-フェニルメチレンビス(2-シクロヘキシル-5-メチルフェノール))50gを用いたこと以外は、上記「(式(2)で表される化合物の作製)」と同様にして上記式(21)で表される化合物50gを得た。
得られた式(21)で表される化合物の構造は、1H-NMR、13C-NMR、及び、FT-IRにより確認した。
2,2-ビス(2-ヒドロキシ-5-ビフェニルイル)プロパン38gに代えて5,5’-(4-(1,1’-ビフェニル)メチレン)ビス((1,1’-ビフェニル)-2-オール)50gを用いたこと以外は、上記「(式(2)で表される化合物の作製)」と同様にして上記式(22)で表される化合物50gを得た。
得られた式(22)で表される化合物の構造は、1H-NMR、13C-NMR、及び、FT-IRにより確認した。
2,2-ビス(2-ヒドロキシ-5-ビフェニルイル)プロパン38gに代えて5,5’-(1,1-シクロヘキシリデン)ビス-(1,1’-(ビフェニル)-2-オール)42gを用いたこと以外は、上記「(式(2)で表される化合物の作製)」と同様にして上記式(23)で表される化合物42gを得た。
得られた式(23)で表される化合物の構造は、1H-NMR、13C-NMR、及び、FT-IRにより確認した。
表1~4に記載された配合比に従い、各材料を、遊星式撹拌装置(シンキー社製、「あわとり練太郎」)にて撹拌した後、セラミック3本ロールにて均一に混合して実施例1~28、比較例1~3の液晶表示素子用シール剤を得た。比較例3に用いた9,9-ビス(6-グリシジルオキシ-2-ナフチル)フルオレンは特開2012-102228号公報の合成例1に準じて合成した。
実施例及び比較例で得られた各液晶表示素子用シール剤について以下の評価を行った。結果を表1~4に示した。
実施例及び比較例で得られた各液晶表示素子用シール剤100重量部にスペーサー微粒子1重量部を分散させた。スペーサー微粒子としては、ミクロパールSI-H050(積水化学工業社製)を用いた。次いで、スペーサー粒子を分散させた液晶表示素子用シール剤を、2枚のTN用配向膜SE7492(日産化学社製)付きガラス基板(長さ60mm、幅30mm)のうちの一方に微小滴下した。これにもう一方のTN用配向膜SE7492付きガラス基板を十字状に貼り合わせ、メタルハライドランプにて3000mJ/cm2の紫外線を照射した後、120℃で60分加熱することによって接着性試験片を得た。作製した接着試験片における基板の端部を半径5mmの金属円柱を使って5mm/minの速度で押し込んだときに、パネル剥がれが起こる際の強度を測定した。
得られた測定値(kgf)をシール直径(cm)で除した値が、3.0kgf/cmを超えた場合を「◎」、2.5kgf/cmを超え3.0kgf/cm以下であった場合を「○」、2.0kgf/cmを超え2.5kgf/cm以下であった場合を「△」、2.0kgf/cm以下であった場合を「×」として接着性を評価した。
また、TN用配向膜SE7492付きガラス基板に代えてVA用配向膜JALS2021(JSR社製)付きガラス基板を用いて同様にして接着性を評価した。
実施例及び比較例で得られた各液晶表示素子用シール剤を、平滑な離型フィルム上にコーターを用いて厚さ200~300μmとなるように塗布した。次いで、メタルハライドランプを用いて3000mJ/cm2の紫外線を照射した後、120℃で1時間加熱してシール剤を硬化させ、透湿度測定用フィルムを得た。JIS Z 0208の防湿包装材料の透湿度試験方法(カップ法)に準じた方法で透湿度試験用カップを作製し、得られた透湿度測定用フィルムを取り付け、80℃、90%RHの恒温恒湿オーブンに投入して透湿度を測定した。
得られた透湿度の値が、50g/m2・24hr未満であった場合を「◎」、50g/m2・24hr以上75g/m2・24hr未満であった場合を「○」、75g/m2・24hr以上100g/m2・24hr未満であった場合を「△」、100g/m2・24hr以上であった場合を「×」として透湿防止性を評価した。
実施例及び比較例で得られた各液晶表示素子用シール剤100重量部にスペーサー微粒子1重量部を分散させた。スペーサー微粒子としては、ミクロパールSI-H050(積水化学工業社製)を用いた。スペーサー粒子を分散させたシール剤をディスペンス用のシリンジに充填し、脱泡処理を行ってから、ディスペンサーにて2枚のラビング処理したTN用配向膜SE7492及びITO薄膜付きの透明基板の一方の配向膜上に長方形の枠を描く様に塗布した。シリンジとしてはPSY-10E(武蔵エンジニアリング社製)を用い、ディスペンサーとしてはSHOTMASTER300(武蔵エンジニアリング社製)を用いた。続いて液晶の微小滴をシール剤の枠内全面に滴下塗布し、すぐにもう一方の基板を貼り合わせた。液晶としては、JC-5004LA(チッソ社製)を用いた。続いて、メタルハライドランプを用いて3000mJ/cm2の紫外線を照射した後、120℃で1時間加熱して液晶表示素子用シール剤を硬化させることにより、液晶表示素子を得た。
得られた液晶表示素子について、25℃、50%RHの環境下で4Vの電圧を印加し、液晶表示素子の液晶配向乱れ(表示むら)を目視にて確認した。
電圧を印加してから500時間以上経過しても表示むらが確認されなかった場合を「◎」、250時間以上500時間未満の間に表示むらが確認された場合を「○」、24時間以上250時間未満の間に表示むらが確認された場合を「△」、24時間未満で表示むらが確認された場合を「×」として液晶表示素子の信頼性を評価した。
Claims (9)
- 硬化性樹脂と、重合開始剤及び熱硬化剤の少なくともいずれかとを含有する液晶表示素子用シール剤であって、
前記硬化性樹脂は、ハンセン溶解度パラメータの分散項が19.0MPa0.5以上21.9MPa0.5以下であり、かつ、オクタノール/水分配係数が3.0以上9.0以下であるエポキシ化合物、該エポキシ化合物の一部のエポキシ基を(メタ)アクリル変性した化合物、及び、該エポキシ化合物の全部のエポキシ基を(メタ)アクリル変性した化合物からなる群より選択される少なくとも1種を含む
ことを特徴とする液晶表示素子用シール剤。 - 前記ハンセン溶解度パラメータの分散項が19.0MPa0.5以上21.9MPa0.5以下であり、かつ、オクタノール/水分配係数が3.0以上9.0以下であるエポキシ化合物は、上記式(1-2)で表される化合物である請求項2記載の液晶表示素子用シール剤。
- 前記ハンセン溶解度パラメータの分散項が19.0MPa0.5以上21.9MPa0.5以下であり、かつ、オクタノール/水分配係数が3.0以上9.0以下であるエポキシ化合物は、上記式(1-3)で表される化合物である請求項2記載の液晶表示素子用シール剤。
- 前記硬化性樹脂全体100重量部中における前記ハンセン溶解度パラメータの分散項が19.0MPa0.5以上21.9MPa0.5以下であり、かつ、オクタノール/水分配係数が3.0以上9.0以下であるエポキシ化合物、該エポキシ化合物の一部のエポキシ基を(メタ)アクリル変性した化合物、及び、該エポキシ化合物の全部のエポキシ基を(メタ)アクリル変性した化合物の含有量が10重量部以上90重量部以下である請求項1、2、3又は4記載の液晶表示素子用シール剤。
- 前記硬化性樹脂は、更に、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、部分(メタ)アクリル変性ビスフェノールA型エポキシ化合物、部分(メタ)アクリル変性ビスフェノールF型エポキシ化合物、ビスフェノールA型エポキシ(メタ)アクリレート、及び、ビスフェノールF型エポキシ(メタ)アクリレートからなる群より選択される少なくとも1種を含む請求項1、2、3又は4記載の液晶表示素子用シール剤。
- 前記硬化性樹脂は、更に、2官能エポキシ化合物の一部のエポキシ基を(メタ)アクリル変性した重量平均分子量が850以上の化合物、及び、2官能エポキシ化合物の全部のエポキシ基を(メタ)アクリル変性した重量平均分子量が850以上の化合物の少なくともいずれかを含む請求項1、2、3又は4記載の液晶表示素子用シール剤。
- 更に、無機充填剤を含有し、
液晶表示素子用シール剤100重量部中における前記無機充填剤の含有量が5重量部以上50重量部以下である請求項1、2、3又は4記載の液晶表示素子用シール剤。 - 請求項1、2、3又は4記載の液晶表示素子用シール剤の硬化物を含む液晶表示素子。
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