JPH11174472A - 液晶素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接着粒子のベーク時での主剤と硬化剤の流れ
を防ぎ、セルの中において接着粒子から柱状に形成され
た接着剤の液晶配向や駆動への影響を少なくする接着粒
子を用いた液晶素子を提供する。 【解決手段】 二種以上の硬化剤を含むエポキシ樹脂系
一液型接着剤からなる粒子であり、その粒子は第一種の
硬化剤とエポキシ樹脂の硬化反応を途中で中断した半硬
化状態であり、かつ第二種の硬化剤がエポキシ樹脂との
反応を終了した状態である接着粒子により、一対の基板
を貼り合せ、その基板間に液晶を挟持してなる液晶素
子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、接着粒子を用いた
液晶素子に関し、特にスペーサーによって形成される液
晶表示素子のギャップを固定・維持するための接着粒子
を用いた液晶素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶セルギャップを接着・固定す
るための接着粒子には、特公平４−２６３７号公報、米
国特許第４７３２９６１号明細書等に記載されており、
その接着粒子の製造方法は特公平３−３１７５２号公報
に記載されている。これらの従来の接着粒子は、潜在型
硬化剤を含むエポキシ樹脂からなる粒子の表面をアミン
系硬化剤で部分硬化させた構成になっているものがあ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、実用時、加温により主剤（エポキシ樹脂）と
反応し強度を出すための潜在型硬化剤が一種類であるこ
と、更に粒子の表面をアミン系硬化剤で部分硬化させて
いるため、次のような欠点があった。

【０００４】液晶セルを形成する一対の基板の貼り合わ
せ工程においては、まず、一方の基板の周囲にはシール
材を形成し、他方の基板には、セル厚（ギャップ）を決
めるスペーサと、セル内で基板を接着するスペーサより
粒径の大きい接着粒子を散布して、前記二枚の基板を重
ね合わせて加熱しながら圧力をかけることで、接着粒子
をスペーサのサイズまで押しつぶしてセルを形成する。
ここでギャップを一定にするための工程をギャップ出し
と呼ぶ。ギャップ出し時の温度は、シール材、接着粒子
が軟化する程度の温度であり、接着粒子はつぶされて円
柱形状となる。この後に、熱硬化型のシール材や接着粒
子を硬化するためにさらに圧力をかけたまま温度をあ
げ、保持する。

【０００５】しかしながら、上記の従来の接着粒子を用
いたセルのギャップ出しの工程においては、硬化のため
の温度上昇において、潜在型硬化剤はある一定温度に到
達した時、急激に溶解し液化するため、Ｂステージでつ
ぶされて形成される接着粒子の円柱形状は維持されず
に、配向膜面を流れて変形する。このために、図２に示
す様に、硬化反応が終了後、接着界面との強度とは別
に、円柱形状の側面が凹状９に形成されることと併せ、
更にその中に空隙８が発生する。その結果、円柱そのも
のは弾性に変化を生じ、強誘電性液晶では耐衝撃性の低
下を起す。図２はこの様な従来の接着粒子１１を用いて
形成したセルを示す概略説明図である。

【０００６】更に、接着粒子の表面のみを、潜在型硬化
剤と別の硬化剤で部分硬化させることは、主剤に対し、
潜在型硬化剤と表面硬化剤の配合比を確実に合わせるこ
とは製造上、また粒子径・表面積のバラツキから不可能
である。

【０００７】それは、また接着強度を低下させるだけで
なく、未反応硬化剤中のアルカリイオンの存在は、配向
膜であるポリイミドと反応を起し、接着粒子の回りのポ
リイミド膜は液晶材料の配向規制力を失う。更に、アル
カリイオンは液晶材料と反応し、液晶材料を劣化させる
ことからも液晶の配向・駆動に悪影響を及ぼす。

【０００８】本発明は、この様な従来技術の欠点を改善
するためになされたものであり、接着粒子のベーク時で
の主剤と硬化剤の流れを防ぐことにより、セルの中にお
いて接着粒子から柱状に形成された接着剤の液晶配向や
駆動への影響を少なくした液晶素子を提供することを目
的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、二種以
上の硬化剤を含むエポキシ樹脂系一液型接着剤からなる
粒子であり、その粒子は第一種の硬化剤とエポキシ樹脂
の硬化反応を途中で中断した半硬化状態であり、かつ第
二種の硬化剤がエポキシ樹脂との反応を終了した状態で
ある接着粒子により、一対の基板を貼り合せ、その基板
間に液晶を挟持してなることを特徴とする液晶素子であ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
図１は本発明の液晶素子の一例を示す概略断面図であ
る。図中１ａ、１ｂはガラス基板、２ａ、２ｂはＩＴＯ
などの透明電極、３ａ、３ｂは配向膜、１０は液晶層、
５は本発明の接着粒子を用いて接着した円柱形状のエポ
キシ樹脂系一液型接着剤、４はスペーサーである。カイ
ラルスメクチック液晶を用いる液晶素子は一般に衝撃に
弱く、衝撃やたわみによって液晶の層構層が破壊され正
常な表示が出来なくなることがあるため、その防止のた
め上記の様に上下基板間に接着粒子を配置して上下基板
を部分的に接着することで、衝撃が加わったときに上下
基板が歪み難くする。

【００１１】液晶セルを形成する一対の基板１ａ、１ｂ
の貼り合わせ工程においては、まず、基板１ａの周囲に
はシール材（不図示）を形成し、基板１ｂにはスペーサ
４と接着粒子を散布して、前記二枚の基板１ａ、１ｂを
重ね合わせて加熱しながら圧力をかけることで、接着粒
子をスペーサ４のサイズまで押しつぶして円柱形状の接
着剤５にしてセルを形成する。セルギャップを一定にし
た後、シール材や接着粒子の接着剤５を硬化するために
さらに圧力をかけたまま温度をあげて液晶セルを形成す
る。

【００１２】本発明の液晶素子は、主剤であるエポキシ
樹脂に対し、反応開始温度の異なる二種類以上の潜在型
硬化剤を含む一液型接着剤からなる粒子で構成され、そ
の接着粒子の散布前の状態は、潜在型硬化剤の一種類が
エポキシ樹脂との反応を終了した状態であることを特徴
とする。

【００１３】上記構成において、接着粒子の硬化反応の
ための温度上昇において、Ｂステージ状態から、溶解・
反応開始温度で、それぞれ未反応硬化剤、既反応硬化剤
の存在により粘度の極端な低下がなくなり、接着剤の配
向膜面への流れを防ぎギャップ出し時に形成される円柱
形状を硬化後も保つことができる。それは接着粒子から
の接着剤の流れによって生じる配向不良エリアを少なく
し、円柱状態は硬化後の接着剤そのものの強度を強くす
ることから、必要とする強度を粒子径を小さくしても得
られる。

【００１４】本発明の液晶素子は、エポキシ樹脂と種類
の異なる二種以上の硬化剤を含むエポキシ樹脂系一液型
接着剤からなる接着粒子により構成される。

【００１５】エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ
系の汎用液状型か固形型を加熱液化し、溶液型とのブレ
ンドにより粘度調整を行ったものが用いられる。

【００１６】硬化剤としては、ｍ−キシリレンジアミ
ン、１，３−ビスアミノメチルシクロヘキサン、Ｎ−
（アミノエチル）−ピペラジン、ｍ−フェニルレンジア
ミン、４，４−ジアミノジフェニルメタン、ジエチルア
ミノプロピルアミンなどのアミン系硬化剤が用いられ
る。

【００１７】上記の硬化剤の中で、反応開始温度の異な
る二種類以上の潜在型硬化剤の組み合わせとしては、例
えばジエチルアミノプロピルアミン（反応開始温度：６
０℃）とｍ−フェニルレンジアミン（１２０℃）、ｍ−
キシリレンジアミン（室温）と４，４−ジアミノジフェ
ニルメタン（１２０℃）等が挙げられる。

【００１８】また、上記の接着粒子の製造方法として
は、例えば主剤と硬化剤を均一にブレンドした液状接着
剤を原材料として使用し、ミキサー（特殊機化工業
（株）、セイシン（株））、スプレードライ機（（株）
坂本技研）、ナノマイザー（ナノマイザー（株））など
による製造と、ブレンドした原材料を一定条件まで加熱
硬化させたものの砕細装置による微粒化による方法など
が挙げられる。

【００１９】上記の二種類以上の潜在型硬化剤の含む接
着粒子の、硬化剤の一種類がエポキシ樹脂との反応を終
了した状態にする方法としては、例えば粒子原材料のブ
レンド段階において３日以上の放置を行うこと、また粒
子化段階で５０℃〜１００℃に１時間以上の加熱を行う
ことが挙げられる。本発明の接着粒子の粒径は、５±２
μｍが好ましい。

【００２０】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。

【００２１】実施例１ 図１に示す本発明の液晶素子を作成した。下記の組成か
らなる一液タイプ（反応開始温度１２０度）の接着剤
で、液晶セルのシール材（三井東圧化学（株）社製、ス
トラクトボンドＮＦ−２１−Ｆ）に対し、潜在型硬化剤
（三井東圧化学（株）社製、Ｘ−７０５）（反応開始温
度３０℃）を全体の２重量％分を添加した、下記の方法
でＢステージで作製した接着粒子を、スペーサ４と共に
セルの片側基板１ａの配向膜３ａの上にドライ散布し
た。

【００２２】配向膜３ｂおよびシール材を形成したもう
一枚の基板１ｂと重ねあわせ、圧力を加えながら、常温
から１６０℃まで１時間かけて温度を上げ、そのまま１
６０℃で３０分保持するという従来品と同じ条件で硬化
した。

【００２３】その後接着された２枚の基板を剥がして、
接着粒子が剥がれた部分の形状を確認した。剥がれた部
分では、接着粒子と配向膜との接着界面から剥がれてい
て、接着粒子中に空隙は見られなかった。また、形成さ
れた接着剤の柱には流れは生じていなかった。接着され
た基板間に液晶を注入したセルでは、接着粒子の周囲に
わずかな配向異常が見られた。

【００２４】 一液タイプ（反応開始温度１２０度）の接着剤の組成 （１）主剤＋潜在型硬化剤 ５０ｇ ストラクトボンドＮＦ−２１−Ｆ（三井東圧化学（株）） （２）添加剤 硬化剤 Ｘ−７０５（三井東圧化学（株）） １ｇ カップリング剤 ＳＨ６０２０（トーレ・シリコーン（株））０．２ｇ

【００２５】Ｂステージの接着粒子の作製方法 プラスチックビーカにおいて、上記接着剤と添加剤をブ
レンドし、恒温槽（７０℃）にて２時間、１１０℃にて
１０分間放置したＢステージ状接着剤を乳鉢にて砕細
し、５０μｍ以下の粒子に紛細化した。分液ロートを使
用し水ヒ法分級を５回行い、１μｍ〜１０μｍの砕状微
粒子を２ｇ製造した。

【００２６】比較例１ 接着粒子に別種の潜在型硬化剤を加えなかったほかは実
施例１と同様に接着粒子を形成し、液晶セルを作成し
た。硬化後空セルを剥がして、剥がれた部分の接着粒子
の形状を確認したところ、接着粒子の中ほどで剥がれ、
接着剤の破断面には、空隙が見られた。形成された接着
剤の柱は、配向膜表面で流れて側面が凹状になってい
た。また、液晶を注入したセルでは、接着粒子周辺で配
向の異常が見られた。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶素子
によれば、接着粒子の主剤と硬化剤の配合比を適切に合
せることが可能となることから接着強度が上がる。その
結果、必要とする接着強度を、粒子径を小さくしても得
られ、その効果は、硬化反応時での流れがなくなること
と併せ、接着粒子の存在が作る液晶の配向不可能な範囲
を狭くする。

【００２８】また、硬化反応時の流れの防止は、実使用
において、反応に必要な最高温度までの到達時間が短縮
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶素子の一例を示す概略断面図であ
る。

【図２】従来の接着粒子を用いて形成したセルを示す概
略説明図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ ガラス基板 ２ａ，２ｂ 透明電極 ３ａ，３ｂ 配向膜 ４ スペーサー ５ エポキシ樹脂系一液型接着剤 ７ アミン系硬化剤による表面硬化部 ８ 空隙 ９ 凹状 １０ 液晶層 １１ 接着粒子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二種以上の硬化剤を含むエポキシ樹脂系
   一液型接着剤からなる粒子であり、その粒子は第一種の
   硬化剤とエポキシ樹脂の硬化反応を途中で中断した半硬
   化状態であり、かつ第二種の硬化剤がエポキシ樹脂との
   反応を終了した状態である接着粒子により、一対の基板
   を貼り合せ、その基板間に液晶を挟持してなることを特
   徴とする液晶素子。