JPWO2017002362A1 - 光硬化性樹脂組成物、表示素子シール剤、液晶シール剤、液晶表示パネル及び液晶表示パネルの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
NHCO基当量(g/eq)=分子量/1分子に含まれるNHCO基の数・・・式(I)
[2] 前記化合物Bが、分子内に3以上のNHCO基を有する、[1]に記載の光硬化性樹脂組成物。
[3] 前記化合物Bが、分子内にビューレット骨格又はアロファネート骨格を有する、[1]又は[2]に記載の光硬化性樹脂組成物。
[4] 前記化合物Bは、下記式(4)又は式(5)で表される、[1]〜[3]のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物。
[5] 前記化合物Bが、分子内にエチレン性不飽和二重結合をさらに有し、且つ前記硬化性化合物Aが、アントラキノン骨格又はチオキサントン骨格を有しない、[1]〜[4]のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物。
[6] 前記化合物Bの含有量が、前記硬化性化合物Aに対して0.01〜10質量%である、[1]〜[5]のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物。
[7] 前記硬化性化合物Aが、分子内にエポキシ基をさらに有する、[1]〜[6]のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物。
[8] 分子内にエポキシ基を有する熱硬化性化合物Cと、熱硬化剤Dとをさらに含み、且つ前記熱硬化性化合物Cは、前記硬化性化合物Aとは異なる、[1]〜[7]のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物。
[9] 前記熱硬化剤Dが、ジヒドラジド系熱潜在性硬化剤、イミダゾール系熱潜在性硬化剤、アミンアダクト系熱潜在性硬化剤、及びポリアミン系熱潜在性硬化剤からなる群より選ばれる1以上である、[8]に記載の光硬化性樹脂組成物。
[10] [1]〜[9]のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物からなる、表示素子シール剤。
[11] [1]〜[9]のいずれかに記載の光硬化性樹脂組成物からなる、液晶シール剤。
[12] 液晶滴下工法用の液晶シール剤である、[11]に記載の液晶シール剤。
[13] [11]又は[12]に記載の液晶シール剤を用いて、一方の基板にシールパターンを形成する工程と、前記シールパターンが未硬化の状態において、前記シールパターンの領域内、又は前記一方の基板と対になる他方の基板に液晶を滴下する工程と、前記一方の基板と前記他方の基板とを、前記シールパターンを介して重ね合わせる工程と、前記シールパターンを硬化させる工程と、を含む、液晶表示パネルの製造方法。
[14] 前記シールパターンを硬化させる工程は、前記シールパターンに光を照射して前記シールパターンを硬化させる工程を含む、[13]に記載の液晶表示パネルの製造方法。
[15] 前記シールパターンに照射する光は、可視光領域の光を含む、[14]に記載の液晶表示パネルの製造方法。
[16] 前記シールパターンを硬化させる工程は、光が照射された前記シールパターンを加熱して硬化させる工程をさらに含む、[14]又は[15]に記載の液晶表示パネルの製造方法。
[17] 一対の基板と、前記一対の基板の間に配置された枠状のシール部材と、前記一対の基板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み、前記シール部材が、[11]又は[12]に記載の液晶シール剤の硬化物である、液晶表示パネル。
本発明の光硬化性樹脂組成物は、硬化性化合物Aと、化合物Bとを含み、必要に応じて熱硬化性化合物Cと、熱硬化剤Dとをさらに含みうる。
本発明の光硬化性樹脂組成物に含まれる硬化性化合物Aは、分子内にエチレン性不飽和二重結合を有する化合物である。分子内にエチレン性不飽和二重結合を有する化合物は、分子内に(メタ)アクリロイル基を有する化合物であることが好ましい。1分子あたりの(メタ)アクリロイル基の数は、1又は2以上である。分子内に(メタ)アクリロイル基を有する化合物は、モノマー、オリゴマー又はポリマーのいずれであってもよい。(メタ)アクリロイル基は、アクリロイル基又はメタクリロイル基を意味し、(メタ)アクリレートは、アクリレート又はメタクリレートを意味する。但し、硬化性化合物Aは、アントラキノン骨格又はチオキサントン骨格を有しない。
本発明の光硬化性樹脂組成物に含まれる化合物Bは、分子内にアントラキノン骨格又はチオキサントン骨格と、NHCO基とを有する。
NHCO基当量(g/eq)=分子量/1分子に含まれるNHCO基の数・・・式(I)
(HPLC測定条件)
装置:waters製 Acquity TM UPLC H-Class system
カラム:Acquity UPLC BEH C18、2.1mmID×100mm 粒子径:1.7μm
移動相:A:アセトニトリル
B:5mM酢酸アンモニウム水溶液
A/B = 60/40(0〜4分)
95/5(4〜9分)
95/5(9〜10分)
流速:0.4mL/分
PDA検出器:測定波長:190〜500nm、抽出波長:400nm
(LC/MS測定条件)
装置:waters製 Acquity TM H-Class system / SQ Detector
カラム:Acquity UPLC BEH C18、2.1mmID×100mm 粒子径:1.7μm
移動相:A:アセトニトリル
B:5mM酢酸アンモニウム水溶液
A/B = 60/40(0〜4分)
95/5(4〜9分)
95/5(9〜10分)
流速:0.4mL/分
イオン化:ESI(エレクトロスプレーイオン化)、正・負イオン測定
PDA検出器:測定波長:190〜500nm、抽出波長:400nm
1)光硬化性樹脂組成物をテトラヒドロフラン(THF)に溶解させた溶液を、遠心分離機により遠心分離し、シリカ粒子や熱可塑性樹脂粒子等の粒子成分を沈降させる。得られた溶液をフィルターで濾過して粒子成分を除去し、試料液を得る。
2)前記1)で得られた試料液について、高速液体クロマトグラフフィー(HPLC)測定を行う。HPLCの測定方法・条件は、化合物Bの分子量の測定におけるHPLCの測定方法・条件と同様である。
次いで、HPLC測定において、アントラキノン骨格又はチオキサントン骨格に特徴的な波長400nmの検出器で検出されたメインピークの、ピーク頂点に対応する相対分子質量と組成式を、液体クロマトグラフィー質量分析(LC/MS)により測定する。LC/MSの測定方法・条件は、化合物Bの分子量の測定におけるLC/MSの測定方法・条件と同様である。
3)一方、前記1)で得られた試料液について、NMR測定又はIR測定を行う。それにより、アントラキノン骨格又はチオキサントン骨格やNHCO基に特徴的なスペクトルの有無を確認し、化学構造を特定する。
4)前記2)で得られた分子量と前記3)で得られたNHCO基の数とを、前述の式(I)に当てはめて、NHCO基当量(g/eq)を求める。
また、化合物Bが、分子内にチオキサントン骨格を有する化合物である場合、化合物Bの含有量は、硬化性化合物Aに対して0.1〜6質量%であることがより好ましく、0.1質量%以上4質量%未満であることがさらに好ましい。
熱硬化性化合物Cは、分子内にエポキシ基を有するエポキシ化合物であることが好ましい。但し、熱硬化性化合物Cは、硬化性化合物Aとは異なるものである。熱硬化性化合物Cは、分子内に(メタ)アクリロイル基を有さないエポキシ化合物であることがより好ましい。エポキシ化合物は、モノマー、オリゴマー又はポリマーのいずれであってもよい。エポキシ化合物は、例えば光硬化性樹脂組成物を液晶シール剤として用いた際に、液晶に対する溶解性や拡散性が低く、得られる液晶パネルの表示特性を良好とするだけでなく、硬化物の耐湿性を高めうる。
熱硬化剤Dは、通常の保存条件下(室温、可視光線下等)では熱硬化性化合物Cを硬化させないが、熱を与えられると当該化合物を硬化させる化合物である。熱硬化剤Dを含有する光硬化性樹脂組成物は、保存安定性に優れ、且つ熱硬化性に優れる。熱硬化剤Dは、エポキシ硬化剤であることが好ましい。
1−5−1.熱可塑性ポリマー微粒子
本発明の光硬化性樹脂組成物は、必要に応じて熱可塑性ポリマー微粒子をさらに含んでいてもよい。熱可塑性ポリマー微粒子は、環球法により測定される軟化点温度が50〜120℃、好ましくは70〜100℃の熱可塑性ポリマーを含み、且つ数平均粒子径が0.05〜5μm、好ましくは0.1〜3μmでありうる。そのような熱可塑性ポリマー微粒子を含む光硬化性樹脂組成物は、硬化物に発生する収縮応力を緩和できる。また、数平均粒子径を上限値以下とすることにより、線幅の細いシール部材を形成する際に、熱可塑性ポリマー微粒子によって、塗工安定性が低下することを防ぐことができる。数平均粒子径は、乾式粒度分布計で測定されうる。
本発明の光硬化性樹脂組成物は、必要に応じて充填剤をさらに含んでいてもよい。充填剤を含む光硬化性樹脂組成物は、粘度や硬化物の強度、及び線膨張性等が良好でありうる。
本発明の光硬化性樹脂組成物の、E型粘度計の25℃、2.5rpmにおける粘度は、200〜450Pa・sであることが好ましく、300〜400Pa・sであることがより好ましい。粘度が上記範囲にあると、光硬化性樹脂組成物のディスペンサーによる塗布性が良好となる。
本発明の表示素子パネルは、一対の基板と、該一対の基板の間に配置される表示素子と、該表示素子を封止するシール部材とを含む。シール部材を、本発明の表示素子シール剤の硬化物とし得る。本発明の表示素子シール剤は、本発明の光硬化性樹脂組成物からなる。
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工程と、
2)シールパターンが未硬化の状態において、該基板のシールパターンで囲まれた領域内、又は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工程と、
4)シールパターンを硬化させる工程とを含む。
(1)合成
(合成例1)
攪拌機、窒素ガス導入管、還流冷却管、温度計を備えた4つ口フラスコ中へ、ヘキサメチレンジイソシアネートビウレット変性体(三井化学社製、タケネートD-165N、イソシアネート当量179.5g/eq)3.16gと、トルエン40gとを加えて80℃で撹拌した。次いで、2-(2-ヒドロキシエチルチオ)-9,10-アントラキノン2.50g(8.80×10−3モル)をトルエン100gに溶解させた溶液を加え、ジブチル錫を触媒として1滴添加した後、そのまま窒素雰囲気下80℃で1時間撹拌した。
薄層クロマトグラフィー(TLC)にて、2-(2-ヒドロキシエチルチオ)-9,10-アントラキノンの消失を確認した後、4-ヒドロキシブチルアクリレート(東京化成工業社製)1.27gをトルエン5gに溶解させた溶液をさらに滴下して加え、大気下80℃で1時間撹拌した。反応終了後、4つ口フラスコを室温にて放冷し、析出した結晶成分を分離した。得られた結晶成分を再びトルエンと混合し、100℃で1時間撹拌した後、再度氷冷して不純成分を除去した。回収した結晶成分をオーブンで十分に乾燥させて、化合物B−1を得た。
攪拌機、窒素ガス導入管、還流冷却管、温度計を備えた4つ口フラスコ中へ、2-ヒドロキシメチルアントラキノン(純正化学社製)0.5g(2.1×10−3モル)とトルエン20gとを加えて90℃で撹拌した後、ジブチル錫を触媒として1滴添加した。次いで、ヘキサメチレンジイソシアネートビウレット変性体(三井化学社製、タケネートD-165N、イソシアネート当量179.5g/eq)0.45gをトルエン10gに溶解させた溶液を20分かけて滴下した後、そのまま窒素雰囲気下80℃で2時間撹拌した。反応終了後、4つ口フラスコを氷浴で冷却し、析出した結晶成分を分離した。得られた結晶成分を再びトルエンと混合し、90℃で1時間撹拌した後、再度氷冷して不純成分を除去した。回収した結晶成分をオーブンで十分に乾燥させて、化合物B−2を得た。
攪拌機、窒素ガス導入管、還流冷却管、温度計を備えた4つ口フラスコ中へ、2-(2-ヒドロキシエチルチオ)-9,10-アントラキノン5.00g1.76×10−2モル)とトルエン150gとを加えて80℃で撹拌した後、ジブチル錫を触媒として1滴添加した。次いで、ヘキサメチレンジイソシアネートビウレット変性体(三井化学社製、タケネートD-165N、イソシアネート当量179.5g/eq)3.79gをトルエン10gに溶解させた溶液を30分かけて滴下した。滴下終了後、窒素雰囲気下80℃で3時間撹拌した後、イソプロピルアルコール10.6gを添加し、そのまま2時間撹拌した。反応終了後、4つ口フラスコを氷浴で冷却し、結晶成分を分離した。得られた結晶成分を再びトルエンと混合し、100℃で1時間撹拌した後、再度氷冷して不純成分を除去した。回収した結晶成分をオーブンで十分に乾燥し、化合物B−3を得た。
攪拌機、窒素ガス導入管、還流冷却管、温度計を備えた4つ口フラスコ中へ、2-(2-ヒドロキシエチルチオ)-9,10-アントラキノン3.0g(1.06×10−2モル)とトルエン100gとを加えて110℃で撹拌した後、ジブチル錫を触媒として1滴添加した。次いで、ヘキサメチレンジイソシアネートビウレット変性体(三井化学社製、タケネートD-165N、イソシアネート当量179.5g/eq)2.95gをトルエン10gに溶解させた溶液を30分かけて滴下した。
薄層クロマトグラフィー(TLC)にて、2-(2-ヒドロキシエチルチオ)-9,10-アントラキノンの消失を確認した後、1-オクタデカノール(東京化成工業社製)1.43gをトルエン10gに溶解させた溶液をさらに滴下して加え、窒素雰囲気下110℃で2時間撹拌した。反応終了後、4つ口フラスコを氷浴で冷却し、析出した結晶成分を分離した。得られた結晶成分を再びトルエンと混合し、100℃で1時間撹拌した後、再度氷冷して不純成分を除去した。ろ過により回収した結晶成分をオーブンで十分に乾燥させて、化合物B−4を得た。
攪拌機、窒素ガス導入管、還流冷却管、温度計を備えた4つ口フラスコ中へ、2-(2-ヒドロキシエチルチオ)-9,10-アントラキノン5.0g(1.76×10−2モル)とトルエン150gとを加えて、80℃で撹拌した後、ジブチル錫を触媒として1滴添加した。次いで、ヘキサメチレンジイソシアネートアロファネート変性体(三井化学社製、タケネートD-178NL、イソシアネート当量216.1g/eq)3.98gをトルエン10gに溶解させた溶液を30分かけて滴下した後、そのまま窒素雰囲気下80℃で2時間撹拌した。反応終了後、4つ口フラスコを氷浴で冷却し、析出した結晶成分を分離した。得られた結晶成分を再びトルエンと混合し、100℃で1時間撹拌した後、再度氷冷して不純成分を除去した。回収した結晶成分をオーブンで十分に乾燥し、化合物B−5を得た。
攪拌機、窒素ガス導入管、還流冷却管、温度計を備えた4つ口フラスコ中へ、2-(2-ヒドロキシエチルチオ)-9,10-アントラキノン1.0g(3.52×10−3モル)と酢酸エチル70gとを加えて70℃で撹拌した後、ジブチル錫を触媒として1滴添加した。次いで、ヘキサメチレンジイソシアネート(東京化成工業社製)0.28gを酢酸エチル10gに溶解させた溶液を10分かけて滴下した後、そのまま窒素雰囲気下70℃で1時間撹拌した。反応終了後、4つ口フラスコを室温にて放冷し、析出した結晶成分を分離した。得られた結晶成分を再び酢酸エチルと混合し、80℃で1時間撹拌した後、氷冷して不純成分を除去した。回収した結晶成分をオーブンで十分に乾燥させて、化合物R−1を得た。
攪拌機、窒素ガス導入管、還流冷却管、温度計を備えた4つ口フラスコ中へ、2-(2-ヒドロキシエチルチオ)-9,10-アントラキノン10.0g(3.52×10−2モル)とメチルイソブチルケトン150gとを加えて80℃で撹拌した後、ジブチル錫を触媒として1滴添加した。次いで、ジシクロヘキシルメタン4,4'-ジイソシアナート(東京化成工業社製)5.53gをメチルイソブチルケトン25gに溶解させた溶液を30分かけて滴下した後、そのまま窒素雰囲気下80℃で3時間撹拌した。反応終了後、4つ口フラスコを氷浴で冷却し、析出した結晶成分を分離した。得られた結晶成分を再びトルエンと混合し、100℃で1時間撹拌した後、再度氷冷して、不純成分を除去した。回収した結晶成分をオーブンで十分に乾燥させて、化合物R−2を得た。
攪拌機、窒素ガス導入管、還流冷却管、温度計を備えた4つ口フラスコ中へ、2-(2-ヒドロキシエチルチオ)-9,10-アントラキノン5.0g(1.76×10−2モル)とトルエン150gとを加えて80℃で撹拌した後、ジブチル錫を触媒として1滴添加した。次いで、1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート(昭和電工社製、カレンズBEI)5.25g(2.20×10−2モル)をトルエン10gに溶解させた溶液を30分かけて滴下後、そのまま窒素雰囲気下80℃で2時間撹拌した。反応終了後、エバポレーターを用いてトルエンを留去した。残渣にトルエン70gと酢酸エチル20gを加えて均一溶解し、超純水40gにて10回洗浄した。水洗後、再度エバポレーターを用いて溶媒を留去し、化合物R−3を得た。
攪拌機、窒素ガス導入管、還流冷却管、温度計を備えた4つ口フラスコ中へ、2-(2-ヒドロキシエチルチオ)-9,10-アントラキノン3.43g(1.21×10−2モル)と1液型ポリウレタン樹脂(三井化学社製、タケネートM−631N、NCO%=4.58%、重量平均分子量17000、溶剤:酢酸エチル/メチルエチルケトン)12.15gを加えて80℃で撹拌した後、さらにメチルエチルケトン30gを添加して均一な溶解液とした。次いで、トルエンに溶解させたジブチル錫を触媒として滴下し、窒素雰囲気下80℃で2時間撹拌した。反応終了後、4つ口フラスコを氷浴で冷却し、析出した結晶成分を分離した。得られた結晶成分を再びトルエンと混合し、100℃で1時間撹拌した後、再度氷冷して不純成分を除去した。回収した結晶成分をオーブンで十分に乾燥させて、化合物R−4を得た。
5.6g(0.0225モル)の2−クロロチオキサントンと、2.6g(0.0225モル)の2−メルカプトエタノールのカリウム塩とを、20mlのN,N−ジメチルアセトアミド中で、100℃で18時間攪拌した。次いで、得られた反応混合物を、2N塩酸に添加し、酢酸エチルで抽出した。抽出物を慣用の後処理及びクロマトグラフィー精製後、3.5gの2-(2-ヒドロキシエチルチオ)-チオキサンテン−9−オンを得た。
攪拌機、窒素ガス導入管、還流冷却管、温度計を備えた4つ口フラスコ中へ、合成例10で合成した2-(2-ヒドロキシエチルチオ)-チオキサンテン−9−オン5.00g(1.74×10−2モル)とトルエン50gとを加えて80℃で撹拌した後、ジブチル錫を触媒として1滴添加した。次いで、ヘキサメチレンジイソシアネートビウレット変性体(三井化学社製、タケネートD-165N、イソシアネート当量179.5g/eq)2.08gをトルエン10gに溶解させた溶液を30分かけて滴下し、そのまま窒素雰囲気下80℃で3時間撹拌した。
薄層クロマトグラフィー(TLC)にて、2-(2-ヒドロキシエチルチオ)-チオキサントンの消失を確認した後、4-ヒドロキシブチルアクリレート(東京化成工業社製)0.84gをトルエン5gに溶解させた溶液をさらに滴下して加え、大気下80℃で1時間撹拌した。反応終了後、4つ口フラスコを室温にて放冷し、析出した固体成分を分離した。回収した固体成分をオーブンで十分に乾燥し、化合物B−6を得た。
攪拌機、窒素ガス導入管、還流冷却管、温度計を備えた4つ口フラスコ中へ、合成例10で合成した2-(2-ヒドロキシエチルチオ)-チオキサンテン−9−オン5.00g(1.74×10−2モル)とトルエン50gとを加えて80℃で撹拌した後、ジブチル錫を触媒として1滴添加した。次いで、ヘキサメチレンジイソシアネートビウレット変性体(三井化学社製、タケネートD-165N、イソシアネート当量179.5g/eq)3.74gをトルエン10gに溶解させた溶液を30分かけて滴下した。滴下終了後、窒素雰囲気下80℃で3時間撹拌した後、イソプロピルアルコール1.04gを添加し、そのまま2時間撹拌した。反応終了後、4つ口フラスコを室温で放冷し、固体成分を分離した。回収した固体成分をオーブンで十分に乾燥し、化合物B−7を得た。
攪拌機、窒素ガス導入管、還流冷却管、温度計を備えた4つ口フラスコ中へ、合成例10で合成した2-(2-ヒドロキシエチルチオ)-チオキサンテン−9−オン5.00g(1.74×10−2モル)とトルエン50gとを加えて80℃で撹拌した後、ジブチル錫を触媒として1滴添加した。次いで、ヘキサメチレンジイソシアネートビウレット変性体(三井化学社製、タケネートD-165N、イソシアネート当量179.5g/eq)2.08gをトルエン10gに溶解させた溶液を30分かけて滴下し、そのまま窒素雰囲気下80℃で3時間撹拌した。
薄層クロマトグラフィー(TLC)にて、2-(2-ヒドロキシエチルチオ)-チオキサントンの消失を確認した後、1-オクタデカノール(東京化成工業社製)1.57gをトルエン5gに溶解させた溶液をさらに滴下して加え、大気下80℃で1時間撹拌した。反応終了後、4つ口フラスコを室温にて放冷し、析出した固体成分を分離した。回収した固体成分をオーブンで十分に乾燥し、化合物B−8を得た。
攪拌機、窒素ガス導入管、還流冷却管、温度計を備えた4つ口フラスコ中へ、合成例10で合成した2-(2-ヒドロキシエチルチオ)-チオキサンテン−9−オン5.00g(1.74×10−2モル)とトルエン50gとを加えて80℃で撹拌した後、ジブチル錫を触媒として1滴添加した。次いで、ヘキサメチレンジイソシアネートアロファネート変性体(三井化学社製、タケネートD-178NL、イソシアネート当量216.1g/eq)4.51gをトルエン10gに溶解させた溶液を30分かけて滴下し、そのまま窒素雰囲気下80℃で3時間撹拌した。反応終了後、4つ口フラスコを室温で放冷し、固体成分を分離した。回収した固体成分をオーブンで十分に乾燥し、化合物B−9を得た。
攪拌機、窒素ガス導入管、還流冷却管、温度計を備えた4つ口フラスコ中へ、合成例10で合成した2-(2-ヒドロキシエチルチオ)-チオキサンテン−9−オン5.00g(1.74×10−2モル)と酢酸エチル50gとを加えて80℃で撹拌した後、ジブチル錫を触媒として1滴添加した。次いで、ヘキサメチレンジイソシアネート(東京化成工業社製)1.46gを酢酸エチル10gに溶解させた溶液を10分かけて滴下した後、そのまま窒素雰囲気下70℃で1時間撹拌した。反応終了後、4つ口フラスコを室温にて放冷し、析出した固体成分を分離した。回収した固体成分をオーブンで十分に乾燥し、化合物R−5を得た。
攪拌機、窒素ガス導入管、還流冷却管、温度計を備えた4つ口フラスコ中へ、合成例10で合成した2-(2-ヒドロキシエチルチオ)-チオキサンテン−9−オン5.00g(1.74×10−2モル)とメチルイソブチルケトン50gとを加えて80℃で撹拌した後、ジブチル錫を触媒として1滴添加した。次いで、ジシクロヘキシルメタン4,4'-ジイソシアナート(東京化成工業社製)2.28gをメチルイソブチルケトン25gに溶解させた溶液を30分かけて滴下した後、そのまま窒素雰囲気下80℃で3時間撹拌した。反応終了後、4つ口フラスコを室温にて放冷し、析出した固体成分を分離した。回収した固体成分をオーブンで十分に乾燥し、化合物R−6を得た。
攪拌機、窒素ガス導入管、還流冷却管、温度計を備えた4つ口フラスコ中へ、合成例10で合成した2-(2-ヒドロキシエチルチオ)-チオキサンテン−9−オン5.00g(1.74×10−2モル)とメチルイソブチルケトン50gとを加えて80℃で撹拌した後、ジブチル錫を触媒として1滴添加した。次いで、1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート(昭和電工社製、カレンズBEI)4.58g(1.91×10−2モル)をトルエン10gに溶解させた溶液を30分かけて滴下後、そのまま窒素雰囲気下80℃で2時間撹拌した。反応終了後、エバポレーターを用いてトルエンを留去した。残渣にトルエン70gと酢酸エチル20gを加えて均一溶解し、超純水40gにて10回洗浄した。水洗後、再度エバポレーターを用いて溶媒を留去し、化合物R−7を得た。
(実験例1〜9、比較実験例1〜10)
合成例1〜5及び合成例11〜14で得られた化合物B−1〜B−9、合成例6〜9及び合成例15〜17で得られた化合物R−1〜R−7、2-(2-ヒドロキシエチルチオ)-9,10-アントラキノン、2-ヒドロキシメチル-9,10-アントラキノン(HMAQ)、及び合成例10で得られた2-(2-ヒドロキシエチルチオ)-チオキサンテン−9−オンの分子量、液晶の電圧保持率及び液晶のN-I点降下を、以下の方法で評価した。
1)高速液体クロマトグラフィー(HPLC)測定
上記化合物について、それぞれテトラヒドロフラン(THF)に溶解した試料液を調製し、下記測定条件で高速液体クロマトグラフフィー(HPLC)測定を行った。
(HPLC測定条件)
装置:waters製 Acquity TM UPLC H-Class system
カラム:Acquity UPLC BEH C18、2.1mmID×100mm 粒子径:1.7μm
移動相:A:アセトニトリル
B:5mM酢酸アンモニウム水溶液
A/B = 60/40(0〜4分)
95/5(4〜9分)
95/5(9〜10分)
流速:0.4mL/分
PDA検出器:測定波長:190〜500nm、抽出波長:400nm
メインピークが検出された化合物について、検出されたメインピークのピーク頂点に対応する相対分子質量を、液体クロマトグラフィー質量分析(LC/MS)により測定した。
(LC/MS測定条件)
装置:waters製 Acquity TM H-Class system / SQ Detector
カラム:Acquity UPLC BEH C18、2.1mmID×100mm 粒子径:1.7μm
移動相:A:アセトニトリル
B:5mM酢酸アンモニウム水溶液
A/B = 60/40(0〜4分)
95/5(4〜9分)
95/5(9〜10分)
流速:0.4mL/分
イオン化:ESI(エレクトロスプレーイオン化)、正・負イオン測定
PDA検出器:測定波長:190〜500nm、抽出波長:400nm
0.1gの上記化合物と、1gの液晶(MLC-7021-000、メルク社製)とをバイアル瓶に投入し、120℃で1時間加熱して液晶混合物を得た。次いで、この液晶混合物を取り出して、透明電極が予め形成されたガラスセル(KSSZ-10/B111M1NSS05、EHC社製)に注入し、電圧1Vを印加し、60Hzでの電圧保持率を6254型測定装置(東陽テクニカ製)により測定した。
電圧保持率が95%以上である場合を◎、90%以上95%未満である場合を○、90%未満である場合を×とした。
電圧保持率が高いほど、液晶の汚染性が抑制されていることを意味する。
0.1gの上記化合物と、1gの液晶(MLC-7021-000、メルク社製)とをバイアル瓶に投入し、120℃で1時間加熱して液晶混合物を得た。次いで、この液晶混合物を、アルミ製オープンパン(エポリードサービス社製)に10mg入れ、DTA-TG装置(セイコーインスツル社製)によりN-I点を測定した。測定は、昇温速度2℃/minで、55℃から150℃まで液晶混合物を加熱して行った。
液晶のN-I点に対する変化量が2℃未満である場合を◎、2℃以上5℃未満の場合を○、5℃以上である場合を×とした。
(硬化性化合物A)
硬化性化合物A−1:
以下の方法で、メタアクリル酸変性ビスフェノールF型エポキシ樹脂(95%部分メタアクリル化物)を合成した。
160gの液状ビスフェノールF型エポキシ樹脂(エポトートYDF-8170C、新日鉄住金化学社製、エポキシ当量160g/eq)、重合禁止剤として0.1gのp-メトキシフェノール、触媒として0.2gのトリエタノールアミン、及び81.7gのメタアクリル酸をフラスコ内に仕込み、乾燥空気を送り込んで90℃で還流攪拌しながら5時間反応させた。得られた化合物を、超純水にて20回洗浄し、メタアクリル酸変性ビスフェノールF型エポキシ樹脂(硬化性樹脂A-1)を得た。
共栄社化学製ライトアクリレート14EG-A:
下記式で表されるポリエチレングリコールジアクリレート(分子量600)
合成例1〜5及び合成例11〜14で得られた化合物B−1〜B−9
(比較用化合物)
合成例6〜9及び合成例15〜17で得られた化合物R−1〜R−7
2-(2-ヒドロキシエチルチオ)-9,10-アントラキノン
2-ヒドロキシメチル-9,10-アントラキノン(HMAQ)
合成例10で得られた2-(2-ヒドロキシエチルチオ)-チオキサンテン−9−オン
三菱化学社製jER樹脂1004(ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量875〜975g/eq、分子量1650、軟化点97℃)
日本化成社製ADH(アジピン酸ジヒドラジド、融点177〜184℃)
シリカ粒子S-100((株)日本触媒製)
微粒子ポリマーF351(熱可塑性樹脂粒子、アイカ工業社製、軟化点120℃、平均粒子径0.3μm)
信越化学工業社製KBM-403(γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、シランカップリング剤)
硬化性化合物Aとして、上記合成した硬化性化合物A−1を430質量部及び共栄社化学製ライトアクリレート14EG-Aを200質量部と、化合物Bとして合成例1で得られた化合物B−1を10質量部と、熱硬化性化合物Cとして三菱化学社製jER樹脂1004を50質量部と、熱硬化剤Dとして日本化成社製ADHを90質量部と、その他成分Eとして(株)日本触媒製シリカ粒子S-100を130質量部、アイカ社製微粒子ポリマーF351を70質量部、及び信越化学工業社製シランカップリング剤KBM−403を20質量部とを三本ロールミルを用いて均一な液となるように十分に混合して、光硬化性樹脂組成物を得た。
表7又は8に示される組成に変更した以外は実施例1と同様にして光硬化性樹脂組成物を得た。
得られた光硬化性樹脂組成物を、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、透明電極と配向膜が予め形成された40mm×45mmガラス基板(RT-DM88-PIN、EHC社製)上に、メインシールとして35mm×40mmの四角形のシールパターン(断面積3500μm2)と、その外周に38mm×43mmの四角形のシールパターンとを形成した。
次いで、貼り合せ後のパネル内容量に相当する液晶材料(MLC-7021-000、メルク社製)を、メインシールの枠内にディスペンサーを用いて精密に滴下した。次いで、対になるガラス基板を減圧下で貼り合せた後、大気開放して貼り合わせた。そして、貼り合わせた2枚のガラス基板を3分間遮光ボックス内で保持した後、メインシールを36mm×41mmの四角形のブラックマトリックスを塗布した基板でマスクした状態で、3000mJ/cm2の可視光を含む光(波長370〜450nmの光)を照射し、さらに120℃で1時間加熱して、メインシールを硬化させた。その後、得られた液晶セルの両面に偏光フィルムを貼り付けて、液晶表示パネルを得た。
液晶表示パネル表示特性テストと同様にして液晶表示パネルを作製し、直流電源を用いて5Vの印加電圧で駆動させた。その際に、メインシール近傍の白ムラがなく、液晶表示機能が十分に発揮できている場合を○;メインシール近傍に1mm未満の範囲にわたり白ムラが発生する場合を△;メインシール近傍から1mm以上の範囲にわたり白ムラが発生して正常に駆動しない場合を×とした。〇以上を本発明とした。
攪拌機、窒素ガス導入管、還流冷却管、温度計を備えた4つ口フラスコ中へ、2-(2-ヒドロキシエチルチオ)-9,10-アントラキノン5.00g(1.76×10−2モル)とトルエン150gとを加えて80℃で撹拌した後、ジブチル錫を触媒として1滴添加した。次いで、ヘキサメチレンジイソシアネートビウレット変性体(三井化学社製、タケネートD-165N、イソシアネート当量179.5g/eq)3.79gをトルエン10gに溶解させた溶液を30分かけて滴下した。滴下終了後、窒素雰囲気下80℃で3時間撹拌した後、イソプロピルアルコール10.6gを添加し、そのまま2時間撹拌した。反応終了後、4つ口フラスコを氷浴で冷却し、結晶成分を分離した。得られた結晶成分を再びトルエンと混合し、100℃で1時間撹拌した後、再度氷冷して不純成分を除去した。回収した結晶成分をオーブンで十分に乾燥し、化合物B−3を得た。
Claims (17)
- 分子内にエチレン性不飽和二重結合を有する硬化性化合物Aと、
分子内にアントラキノン骨格又はチオキサントン骨格と、NHCO基とを有し、式(I)で表されるNHCO基当量が350g/eq以下である化合物Bと、を含む、光硬化性樹脂組成物。
NHCO基当量(g/eq)=分子量/1分子に含まれるNHCO基の数・・・式(I) - 前記化合物Bが、分子内に3以上のNHCO基を有する、請求項1に記載の光硬化性樹脂組成物。
- 前記化合物Bが、分子内にビューレット骨格又はアロファネート骨格を有する、請求項1に記載の光硬化性樹脂組成物。
- 前記化合物Bが、分子内にエチレン性不飽和二重結合をさらに有し、且つ
前記硬化性化合物Aが、アントラキノン骨格又はチオキサントン骨格を有しない、請求項1に記載の光硬化性樹脂組成物。 - 前記化合物Bの含有量が、前記硬化性化合物Aに対して0.01〜10質量%である、請求項1に記載の光硬化性樹脂組成物。
- 前記硬化性化合物Aが、分子内にエポキシ基をさらに有する、請求項1に記載の光硬化性樹脂組成物。
- 分子内にエポキシ基を有する熱硬化性化合物Cと、
熱硬化剤Dとをさらに含み、且つ
前記熱硬化性化合物Cは、前記硬化性化合物Aとは異なる、請求項1に記載の光硬化性樹脂組成物。 - 前記熱硬化剤Dが、ジヒドラジド系熱潜在性硬化剤、イミダゾール系熱潜在性硬化剤、アミンアダクト系熱潜在性硬化剤、及びポリアミン系熱潜在性硬化剤からなる群より選ばれる1以上である、請求項8に記載の光硬化性樹脂組成物。
- 請求項1に記載の光硬化性樹脂組成物からなる、表示素子シール剤。
- 請求項1に記載の光硬化性樹脂組成物からなる、液晶シール剤。
- 液晶滴下工法用の液晶シール剤である、請求項11に記載の液晶シール剤。
- 請求項11に記載の液晶シール剤を用いて、一方の基板にシールパターンを形成する工程と、
前記シールパターンが未硬化の状態において、前記シールパターンの領域内、又は前記一方の基板と対になる他方の基板に液晶を滴下する工程と、
前記一方の基板と前記他方の基板とを、前記シールパターンを介して重ね合わせる工程と、
前記シールパターンを硬化させる工程と、を含む、液晶表示パネルの製造方法。 - 前記シールパターンを硬化させる工程は、前記シールパターンに光を照射して前記シールパターンを硬化させる工程を含む、請求項13に記載の液晶表示パネルの製造方法。
- 前記シールパターンに照射する光は、可視光領域の光を含む、請求項14に記載の液晶表示パネルの製造方法。
- 前記シールパターンを硬化させる工程は、光が照射された前記シールパターンを加熱して硬化させる工程をさらに含む、請求項14に記載の液晶表示パネルの製造方法。
- 一対の基板と、
前記一対の基板の間に配置された枠状のシール部材と、
前記一対の基板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み、
前記シール部材が、請求項11に記載の液晶シール剤の硬化物である、液晶表示パネル。
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