JPH0121483B2

JPH0121483B2 -

Info

Publication number: JPH0121483B2
Application number: JP56029864A
Authority: JP
Inventors: Masaru Sasaki; Shigeru Matsuyama; Masaharu Kamyama; Kazuyoshi Ichihara
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-03-04
Filing date: 1981-03-04
Publication date: 1989-04-21
Also published as: US4494825A; JPS57144527A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、液晶表示素子において液晶封入口
を封止するために用いられる封止材に関するもの
である。

第１図は、従来用いられている液晶表示装置の
一実施例を示す平面図、第２図はそのＡ−A′断
面図である。即ち、２枚の透明電極付きのガラス
等からなる基板１を、一定の間隔を保つてシール
材２によつて固定し、この間に封入口３を通して
液晶４を注入した後、当該液晶が漏れ出ないよう
に封入口３を封止材５によつて封止している。

従来、このような封入口３を封止するには、(1)
封入口周辺にNi、Cr等の金属を予め蒸着してお
き、最後に半田付けする、(2)封入口に軟質金属片
を差し込んで外側を樹脂で固定する、(3)エポキシ
樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂等の熱
硬化性の樹脂を直接封入口に付けて加熱硬化して
固着する、(4)光硬化性樹脂を直接封入口に付けて
光で固着する等の方法が用いられて来た。このう
ち、(1)〜(3)は作業が繁雑で液晶表示素子のコスト
を上昇させたり、封止材の成分の一部が液晶中に
溶解して素子の動作特性を劣化させるという問題
がある。

この点、(4)の方法は比較的問題が少ないが、従
来用いられている光硬化性樹脂、例えばアクリル
樹脂やメタクリル樹脂においては、反応時間と接
着強さ、信頼性、動作特性との間に相関関係が存
在することが知られている。例えば、反応時間の
遅い組成系では未硬化状態において液晶と接触す
る時間が長くなるため、樹脂中のイオン性物質が
液晶中に混入して動作特性を悪化させる確率が増
大する。また、接着強さと信頼性を向上させるた
めには樹脂の分子量を10000以上にして反応時間
を速くする方が望ましい。更に液晶自身、紫外線
によつて劣化し易いことから反応時間が長くなれ
ばそれだけ液晶の劣化も大きくなる。このような
ことから、反応時間は、例えば6000μW／cm²の照
射強度において１分30秒以下に抑えることが要求
される。勿論この場合、照射強度が大きくなれば
反応時間もそれに応じて短かくする必要がある。

上述したようなアクリル系およびメタクリル系
の光硬化性樹脂の反応時間は、一般に反応開始剤
として添加される光増感剤の種類および量によつ
て決定されるが、このような光増感剤としては、
光によつて分解されてラジカルを生じるラジカル
発生型と水素引き抜き反応によつてラジカルを生
じる水素引き抜き型とがある。このうちラジカル
発生型の光増感剤を用いた場合には反応が速い
が、発生したラジカルが空気中の酸素と反応する
ために樹脂の表面が硬化しにくくべとつくという
欠点を有している。また、反応速度を上げようと
して１種類の光増感剤を多量に用いた場合、樹脂
がもろくなるという問題もある。これに対して水
素引き抜き型の光増感剤を用いた場合には、表面
の反応阻害は少ないという利点を有するが、反応
が遅いという欠点を有している。

この発明は、以上のような状況に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、表面硬化性および信
頼性の優れた液晶表示素子用封止材を提供するこ
とにある。

このような目的を達成するために、この発明に
よる液晶表示素子用封止材は、反応時間の異なる
２種以上の光増感剤を混合したアクリル系または
メタクリル系の光硬化型樹脂組成物によつて構成
したものである。即ち、例えば反応時間の異なる
２種の光増感剤を加えた場合、光増感剤の総量は
同じでも、単一の光増感剤を用いた場合に比較し
て良好な特性が得られることが見出された。

これは、例えば反応時間、即ち比感度の異なる
２種類の光増感剤を１対１の割合で加えた場合、
先ず、感度の高い半量の光増感剤の作用によつて
樹脂の架橋が進み、遅れて残り半量の低感度の光
増感剤による架橋が徐々に進むため、硬化した樹
脂に生じる内部歪が小さくなることによると考え
られる。そしてこれらの反応時間の異なる２種以
上の光増感剤としては、前述したラジカル発生型
と水素引抜き型とを組み合わせて用いてもよい。
以下、実施例を用いてこの発明による液晶表示素
子用封止剤を詳細に説明する。

先ず、この発明による液晶表示素子用封止材を
構成するアクリル系もしくはメタクリル系の光硬
化型樹脂組成物は、アクリル系もしくはメタクリ
ル系樹脂に前述したように反応時間の異なる２種
以上の光増感剤を加えたものを基本とするが、必
要に応じ、特性改善のために更に接着促進剤、充
填剤等を加えてもよい。

アクリル系およびメタクリル系の樹脂は、１分
子中にアクリルもしくはメタクリル基を１個以上
含み、ラジカル重合によつて高速度で硬化するも
のであれば、特に限定はないが、防湿性、接着
性、液晶との不相溶性等の観点からは、ポリエス
テル類、ポリエーテル類、炭化水素類、シリコー
ン類等を分子骨格とするものが望ましい。

このようなアクリル系もしくはメタクリル系の
樹脂としては、例えばアジピン酸とエチレングリ
コールから作られるポリエステルの両末端にアク
リル基またはメタクリル基を付けたもの、ポリエ
チレングリコールの両末端にアクリル基またはメ
タクリル基を付けたもの、ビスフエノールＡジグ
リシジルエーテルにアクリル酸またはメタクリル
酸を反応させたもの、ヘキサンジオールのジアク
リレートまたはジメタクリレート、ポリ１，２ブ
タジエンの両末端にアクリル基またはメタクリル
基を付けたもの、ポリジメチルシロキサンの両末
端にアクリル基またはメタクリル基を付けたもの
等が挙げられる。

また、上述したような多官能のアクリル基また
はアクリル基を有する化合物として、樹脂の特性
を低下させない範囲内で粘度低下、熱変形温度の
調整等を目的として、例えば２−エチルヘキシル
アルコールのアクリレートまたはメタクリレー
ト、２−ヒドロキシプロピルアクリレートまたは
２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ラウリ
ルアルコールのアクリレートまたはメタクリレー
ト等の化合物を用いてもよい。

更に接着促進剤としては、チタン系カツプリン
グ剤、シラン系カツプリング剤等の他、ポリクロ
ロプレン、ポリ１，４ブタジエン、スチレン・ブ
タジエン共重合体、エチレン・プロピレン系ゴム
等のゴム類とアクリル系またはメタクリル系樹脂
とのクラフト共重合体などがある。

また、充填剤としては、樹脂組成物の塗布性を
改良し、熱膨張係数等を調整すると共に液晶への
溶解を防止するものとしてシリカ、アルミナ、炭
酸カルシウム等が使用できる。

更に、光増感剤としては、例えばラジカル発生
型ならばベンゾイソプロピルエーテル、ベンゾイ
ンエチルエーテル等のベンゾインエーテル類があ
り、水素引き抜き型の光増感剤としては、例えば
ベンゾフエノン、ミヒラーケトン、４−メトキシ
ベンゾフエノン、２−メチルアントラキノン、
１，５ジニトロアントラキノン、アントラキノン
等のアントラキノン類等がある。そしてこれらの
光増感剤の添加量としては１〜10wt％程度が適
当である。

上述したようなアクリル系もしくはメタクリル
系の樹脂に反応時間の異なる２種以上の光増感
剤、および場合によつて接着促進剤、充填剤等を
加えた樹脂組成物を、液晶セルの液晶注入口に塗
布して液晶表示素子用封止材を構成する場合に
は、先ず、当該樹脂組成物を塗布しようとする面
に付着している液晶を紙もしくは布等によつてよ
く拭き取つて清浄にした後、へらあるいは注射器
状のものを用いて該樹脂組成物を塗布し、これに
光を当てて硬化させる。この光の光源としては、
例えば波長500nｍ以下の可視および紫外線を多
量に発生する水銀ランプ、キセノンランプ、メタ
ルハライドランプ等が有用である。これらの光源
を使用して、4000〜25000μW／cm²のエネルギで
0.5〜３分間程度照射する。この場合、光量が少
ない場合には当然に照射時間を長くしなければな
らない。ただし、光量の絶対値が小さ過ぎる場合
には、硬化、特に表面の硬化が不十分となる恐れ
があり、逆に大き過ぎると液晶表示素子の特性に
悪影響を与えることは周知の通りである。

以下、具体例について説明する。

先ず、ビスフエノールＦジグリシジルエーテル
のジアクリレート65重量部、ブタジオールジメタ
クリレート15重量部、エチレングリコールジメタ
クリレート15重量部、光増感剤としてのベンゾフ
エノン３重量部および２−メチルアントラキノン
２重量部からなる樹脂組成物を配合した。他方、
電卓用のTN型液晶セルにビフエニル型液晶を封
入し、封入口周辺に付着した液晶を拭き取つた
後、直ちに前記樹脂組成物を塗布し、水銀ランプ
を用いて6000μW／cm²で１分間の光照射を行なつ
たところ、順調に硬化した。これに対し、光増感
剤として２−メチルアントラキノンのみ単独で５
重量部配合した系においては未硬化であり、同じ
くベンゾフエノンのみを５重量部配合した系にお
いては表面が未硬化であつた。また、この表面の
べと付きは、液晶の拭き取りが十分でなかつた場
合に特にひどかつた。更に、上述した混合系の光
増感剤を用いた樹脂組成物からなる封止剤と光増
感剤としてベンゾフエノン系のみを用いた樹脂組
成物からなる封止材とについて、70℃、500時間
の高温放置試験および70℃、90％、500時間の高
温高湿試験を行ない、封止材の状態観察およびセ
ロテープを用いた剥離試験を行なつた。その結
果、ベンゾフエノン単独系においてはセロテープ
の粘着力によつて容易に剥離したのに対し、混合
系のものにおいてはそのような剥離に十分に耐え
る信頼性を有していることが確認された。

なお、上述した実施例においては光増感剤とし
てラジカル発生型のベンゾフエノンと水素引き抜
き型の２−メチルアントラキノンとを混合した場
合についてのみ説明したが、この発明はこれに限
定されるものではなく、混合する光増感剤は、反
応時間の互いに異なるものであれば同じ型、例え
ばラジカル発生型の光増感剤のうちから２種もし
くはそれ以上を選択してもよい。

以上説明したように、この発明による液晶表示
素子用封止材によれば、該封止材を構成する樹脂
組成物の光増感剤として反応時間の異なる２種以
上の光増感剤を混合して用いたことにより、硬化
が各光増感剤の反応時間に応じて逐次進行し、硬
化後の樹脂の内部歪が小さくなるために、表面硬
化性のみならず信頼性が向上するという優れた効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は液晶表示素子の一例を示す平面図、第
２図はそのＡ−A′断面図である。１……基板、２……シール材、３……封入口、
４……液晶、５……封止材。

Claims

【特許請求の範囲】１対向面に透明導電膜を有する２枚の基板間に
液晶が挾持された液晶表示素子の当該液晶の封入
口を封止する液晶表示素子用封止材において、主
剤としてアクリル系もしくはメタクリル系の樹脂
を用いると共に光増感剤として反応時間の異なる
２種以上の光増感剤を混合した樹脂組成物によつ
て構成したことを特徴とする液晶表示素子用封止
材。２光増感剤としてラジカル発生型光増感剤と水
素引き抜き型光増感剤とを混合したことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の液晶表示素子用
封止材。