TW202144531A - 液晶滴下工法用密封劑及液晶顯示面板的製造方法、以及液晶顯示面板 - Google Patents
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Abstract
本發明的課題在於提供一種能夠形成即便暴露於高溫高濕環境中亦與基板具有良好的接著強度的密封構件的液晶滴下工法用密封劑及使用其的液晶顯示面板以及液晶顯示面板的製造方法。解決所述課題的液晶滴下工法用密封劑用於液晶滴下工法中。於將所述液晶滴下工法用密封劑製成厚度100 μm的膜狀,照射3000 mJ/cm2
的光並於120℃下加熱1小時來形成膜時,利用動態黏彈性測定裝置所測定的所述膜的120℃下的初始楊氏模量為1.0×108
Pa以下,且將所述膜於121℃、100%Rh環境下保存24小時後,利用動態黏彈性測定裝置所測定的所述膜的120℃下的PCT後楊氏模量與所述初始楊氏模量的差為8.0×107
Pa以下。
Description
本發明是有關於一種液晶滴下工法用密封劑及液晶顯示面板的製造方法、以及液晶顯示面板。
先前,作為於一對基板間密封液晶的方法,廣泛使用液晶滴下工法。於藉由液晶滴下工法來製造液晶顯示面板的情況下,塗佈密封劑來形成密封圖案。然後,於形成了密封圖案的基板或與其成對的基板上滴下液晶,並於真空下進行貼合。然後,藉由進行紫外線(Ultraviolet,UV)照射或進行加熱而使密封圖案硬化,藉由密封構件來密封液晶。
此處,作為所述液晶滴下工法用密封劑中所使用的密封劑,提出了各種各樣的組成物。例如,亦提出了能夠形成柔軟性高的密封構件的密封劑等(例如,專利文獻1及專利文獻2)。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2017-197731號公報
[專利文獻2]日本專利特開2015-206997號公報
[發明所欲解決之課題]
近年來,伴隨平板終端或行動終端的普及,液晶顯示面板被用於各種環境下。例如,亦要求於高溫高濕環境下使用液晶顯示面板等。然而,先前的液晶顯示面板存在如下課題:即便於通常的環境下,基板與密封構件的接著強度高,但若暴露於高溫高濕環境中,則該些的接著強度容易降低。即便是如所述專利文獻1或專利文獻2中所記載的柔軟性高的密封構件,於高溫高濕試驗後,亦難以與基板維持充分的接著強度。
因此,嘗試藉由進一步提高通常環境下的密封構件與基板的接著強度來抑制高溫高濕環境保存時或保存後的密封構件與基板的剝離。然而,本發明者們進行了努力研究,結果明確高溫高濕環境保存時或保存後的密封構件與基板的接著強度和通常環境下的密封構件與基板的接著強度不一定相關。即,先前的方法難以使高溫高濕環境保存時或保存後的密封構件與基板的接著強度良好。另外,先前的密封構件於高溫高濕環境下的耐濕性有時不充分,有時於液晶顯示面板中產生不良情況。
本發明是鑑於所述課題而成。具體而言,提供一種能夠形成即便暴露於高溫高濕環境中亦與基板具有良好的接著強度的密封構件的液晶滴下工法用密封劑及使用其的液晶顯示面板以及液晶顯示面板的製造方法。另外,亦提供一種能夠形成即便暴露於高溫高濕環境中亦與基板具有良好的接著強度且耐濕性高的密封構件的液晶滴下工法用密封劑及使用其的液晶顯示面板以及液晶顯示面板的製造方法。
[解決課題之手段]
本發明提供以下的第一液晶滴下工法用密封劑。
[1]一種液晶滴下工法用密封劑,其用於液晶滴下工法中,且所述液晶滴下工法用密封劑中,於將所述液晶滴下工法用密封劑製成厚度100 μm的膜狀,照射3000 mJ/cm2
的光並於120℃下加熱1小時來形成膜時,利用動態黏彈性測定裝置所測定的所述膜的120℃下的初始楊氏模量為1.0×108
Pa以下,且將所述膜於121℃、100%Rh環境下保存24小時後,利用動態黏彈性測定裝置所測定的所述膜的120℃下的壓力鍋測試(Pressure Cooker Test,PCT)後楊氏模量與所述初始楊氏模量的差為8.0×107
Pa以下。
[2]如[1]所述的液晶滴下工法用密封劑,其包含具有聚合性官能基的聚合性化合物,所述聚合性化合物包含具有下述通式(1)所表示的結構的硬化性單體。
[化1]
(所述通式(1)中的R1
表示選自由
[化2]
所組成的群組中的基(*表示鍵結鍵),
R2
及R3
分別獨立地表示選自由
[化3]
所組成的群組中的基(*表示鍵結鍵,m、n及p表示1~30的整數),R4
及R5
分別獨立地表示氫原子或甲基)
[3]如[2]所述的液晶滴下工法用密封劑,其中,所述硬化性單體的分子量為700以上。
[4]如[2]或[3]所述的液晶滴下工法用密封劑,其中,相對於所述聚合性化合物的總量的所述硬化性單體的總量為10質量%以上且30質量%以下。
[5]如[2]至[4]中任一項所述的液晶滴下工法用密封劑,其更包含(甲基)丙烯酸系熱塑性聚合物粒子,所述(甲基)丙烯酸系熱塑性聚合物粒子的量為10質量%以上。
[6]如[2]至[5]中任一項所述的液晶滴下工法用密封劑,其更包含選自由咪唑系熱潛在性硬化劑、胺加成物系熱潛在性硬化劑及多胺系熱潛在性硬化劑所組成的群組中的至少一種熱硬化劑。
本發明提供以下的第二液晶滴下工法用密封劑。
[7]一種液晶滴下工法用密封劑,包含具有聚合性官能基的聚合性化合物與熱硬化劑,且所述液晶滴下工法用密封劑中,所述聚合性化合物包含環氧系化合物,所述液晶滴下工法用密封劑中的源自所述熱硬化劑的活性氫的數量相對於所述液晶滴下工法用密封劑中的源自所述環氧系化合物的環氧基的數量的比率為0.25以上,於將所述液晶滴下工法用密封劑製成厚度100 μm的膜狀,照射3000 mJ/cm2
的光並於120℃下加熱1小時來形成膜時,利用動態黏彈性測定裝置所測定的所述膜的120℃下的初始楊氏模量為1.0×108
Pa以下,且將所述膜於121℃、100%Rh環境下保存24小時後,利用動態黏彈性測定裝置所測定的所述膜的120℃下的PCT後楊氏模量與所述初始楊氏模量的差為8.0×107
Pa以下。
[8]如[7]所述的液晶滴下工法用密封劑,其中,所述聚合性化合物更包含具有下述通式(1)所表示的結構的硬化性單體。
[化1]
(所述通式(1)中的R1
表示選自由
[化2]
所組成的群組中的基(*表示鍵結鍵),R2
及R3
分別獨立地表示選自由
[化3]
所組成的群組中的基(*表示鍵結鍵,m、n及p表示1~30的整數),R4
及R5
分別獨立地表示氫原子或甲基)
[9]如[8]所述的液晶滴下工法用密封劑,其中,所述硬化性單體的分子量為700以上。
[10]如[8]或[9]所述的液晶滴下工法用密封劑,其中,相對於所述聚合性化合物的總量的所述硬化性單體的總量為10質量%以上且30質量%以下。
[11]如[7]至[10]中任一項所述的液晶滴下工法用密封劑,其更包含硬化觸媒,所述硬化觸媒的熔點為100℃以上。
[12]如[7]至[11]中任一項所述的液晶滴下工法用密封劑,其更包含被覆粒子,所述被覆粒子具有包含無機粒子的核與覆蓋所述核的聚合物層,所述被覆粒子於表面具有包含環氧基及/或碳-碳雙鍵的官能基。
[13]如[12]所述的液晶滴下工法用密封劑,其中,所述聚合物層包含交聯型聚合物。
[14]如[12]或[13]所述的液晶滴下工法用密封劑,其中,所述被覆粒子的平均粒子徑為0.2 μm~10 μm。
本發明亦提供以下的液晶顯示面板的製造方法。
[15]一種液晶顯示面板的製造方法,包括:於一對基板的其中一基板上塗佈如[1]至[14]中任一項所述的液晶滴下工法用密封劑,來形成密封圖案的步驟;在所述密封圖案未硬化的狀態下,於所述其中一基板的所述密封圖案的區域內或另一基板上滴下液晶的步驟;將所述其中一基板與所述另一基板介隔所述密封圖案而重疊的步驟;以及使所述密封圖案硬化的步驟。
[16]如[15]所述的液晶顯示面板的製造方法,其中,於使所述密封圖案硬化的步驟中,對所述密封圖案照射光。
[17]如[16]所述的液晶顯示面板的製造方法,其中,所述光包含可見光。
[18]如[16]或[17]所述的液晶顯示面板的製造方法,其中,於使所述密封圖案硬化的步驟中,於照射光後進行加熱。
本發明亦提供以下的液晶顯示面板。
[19]一種液晶顯示面板,包含如所述[1]至[14]中任一項所記載的液晶滴下工法用密封劑的硬化物。
[發明的效果]
本發明的第一液晶滴下工法用密封劑能夠形成即便暴露於高溫高濕環境中亦與基板具有良好的接著強度的密封構件。因此,可應用於在各種環境下所使用的液晶顯示面板中。另外,本發明的第二液晶滴下工法用密封劑能夠形成即便暴露於高溫高濕環境中亦與基板具有良好的接著強度且耐濕性高的密封構件。因此,可應用於在各種環境下所使用的液晶顯示面板中。
1.液晶滴下工法用密封劑
本發明的液晶滴下工法用密封劑(以下,亦簡稱為「密封劑」)是用以製作液晶顯示面板的密封構件的組成物,可較佳地用於利用液晶滴下工法來製作液晶顯示面板的情況。其中,亦可用以利用液晶注入工法等來製作液晶顯示面板。以下,對兩個實施形態的液晶滴下工法用密封劑進行說明。
1-1.第一液晶滴下工法用密封劑
如上所述,由先前的密封劑獲得的密封構件多數情況是:若暴露於高溫高濕環境中,則對於基板的接著強度降低。而且,若產生此種接著強度降低,則容易產生液晶洩漏等不良情況。
相對於此,根據本發明者們的努力研究而明確,藉由將密封劑的硬化物的楊氏模量調整為規定的範圍,於高溫高濕環境下保存中或保存後,可使密封構件與基板的接著強度良好。具體而言,明確:在使密封劑於規定的條件下硬化而成的膜的120℃下的初始楊氏模量為1.0×108
Pa以下且於100%Rh環境下保存24小時後的該膜的120℃下的PCT後楊氏模量與所述初始楊氏模量的差為8.0×107
Pa以下的情況下,即便暴露於高溫高濕環境中,密封構件對於基板亦具有優異的接著強度。
其理由推測如下。通常,若密封劑的硬化物(密封構件)暴露於高溫高濕環境中,則因所述熱而密封構件膨脹,從而對密封構件與基板的界面施加應力。另外,因高溫高濕環境中的熱或水分而該密封構件中的未反應成分(例如環氧基等)彼此反應,或未反應成分與環境中的水分反應,從而於密封構件的內部產生應變。而且,因該應變而亦容易於密封構件與基板的界面產生應力,密封構件與基板容易剝離。
相對於此,如本實施形態般,若密封劑的硬化物(密封構件)的120℃下的楊氏模量(初始楊氏模量)為1.0×108
Pa以下,則密封構件相對較柔軟,可吸收於基板與密封構件的界面產生的應力。進而,於高溫高濕環境下放置後的PCT後楊氏模量與初始楊氏模量的變化量少表示高溫高濕環境下的狀態變化少,即於密封構件中產生的應變小。因此,於高溫高濕環境下保存中或保存後,基板與密封構件亦可維持高接著強度。
此處,初始楊氏模量可如以下般測定。首先,使用塗敷器將密封劑以100 μm的厚度塗佈於脫模紙上,製成100 μm的膜狀。然後,放入至氮氣置換用的容器中實施5分鐘氮氣沖洗,然後照射3000 mJ/cm2
的光(利用波長365 nm感測器校正後的光),進而於120℃下加熱1小時,從而製作膜。
然後,將所獲得的膜切割為長度35 mm、寬度10 mm,利用動態黏彈性測定裝置(例如動態機械分析儀(Dynamic Mechanical Analyzer,DMA)、精工儀器(Seiko Instruments)公司製造、DMS6100)自25℃升溫至170℃來測定貯存彈性模量。然後,將所獲得的結果中120℃下的貯存彈性模量作為初始楊氏模量。再者,所述初始楊氏模量更佳為1.0×106
Pa~1.0×108
Pa,進而佳為1.0×107
Pa~5.0×107
Pa。
另一方面,PCT後楊氏模量可如以下般測定。首先,將與所述同樣地製作的膜於121℃、100%Rh環境下靜置24小時。然後,將溫度降低至室溫,利用動態黏彈性測定裝置(例如DMA、精工儀器(Seiko Instruments)公司製造、DMS6100)自25℃升溫至170℃來測定貯存彈性模量。然後,將所獲得的結果中120℃下的貯存彈性模量作為PCT後楊氏模量。再者,PCT後楊氏模量與初始楊氏模量的差更佳為8.0×107
Pa以下,進而佳為7.0×107
Pa以下。
此處,為了將所述初始楊氏模量或PCT後楊氏模量調整為所述範圍,只要調整密封劑的組成即可。本發明的密封劑較佳為包含具有聚合性官能基的聚合性化合物或光聚合起始劑、熱硬化劑、(甲基)丙烯酸熱塑性粒子等。以下,對構成密封劑的成分進行詳細說明。
(1)聚合性化合物
本實施形態的密封劑通常包含具有聚合性官能基的聚合性化合物。於本說明書中,所謂聚合性官能基,是指藉由光照射或加熱、熱硬化劑或光聚合起始劑、觸媒等而活性化並進行聚合反應的官能基。於該聚合性官能基的例子中包含(甲基)丙烯酸基、乙烯基、丙烯醯胺基、環氧基、異氰酸基、矽烷醇基等。再者,本說明書中的(甲基)丙烯酸的記載表示甲基丙烯酸、丙烯酸或所述兩者,(甲基)丙烯醯基的記載表示甲基丙烯醯基、丙烯醯基或所述兩者。
聚合性化合物可為單體,亦可為寡聚物,還可為聚合物,但就密封劑的塗佈性的觀點而言,較佳為單體或寡聚物。另外,本實施形態的密封劑可僅包含一種所述聚合性化合物,亦可包含兩種以上。
此處,若聚合性化合物包含下述通式(1)所表示的硬化性單體,則密封劑的硬化物的初始楊氏模量或PCT後楊氏模量容易處於所述範圍內。
[化4]
所述通式(1)中的R1
表示選自由
[化5]
所組成的群組中的基(*表示鍵結鍵)。即,R1
為源自雙酚A、雙酚E或雙酚F的結構,該些中,較佳為源自雙酚A或雙酚F的結構。
另外,所述通式(1)中的R2
及R3
分別獨立地表示選自由
[化6]
所組成的群組中的基(*表示鍵結鍵)。另外,m、n及p分別表示1~30的整數,m、n及p更佳為2~10。進而,所述通式(1)中的R4
及R5
分別獨立地表示氫原子或甲基。
此處,所述硬化性單體的分子量(或重量平均分子量)較佳為700以上,更佳為750~1300。若所述硬化性單體的分子量(或重量平均分子量)為700以上,則硬化性單體的硬化物變得柔軟,吸收於基板與密封構件的界面產生的應力的效果變高。硬化性單體的分子量可根據所述通式(1)中的n、m或p的數即源自環氧乙烷的結構或源自環氧丙烷的結構的量來調整。另外,硬化性單體的重量平均分子量例如可藉由凝膠滲透層析法(Gel Permeation Chromatography,GPC)來測定(聚苯乙烯換算)。
相對於聚合性化合物的總量,所述硬化性單體的總量較佳為10質量%以上且30質量%以下,更佳為10質量%以上且20質量%以下。若硬化性單體的量過多,則存在硬化性單體對液晶顯示面板的顯示特性造成影響的情況。相對於此,若硬化性單體的量為30質量%以下,則液晶顯示面板的顯示特性容易變得良好。另一方面,若硬化性單體的量為10質量%以上,則所述初始楊氏模量及PCT後楊氏模量容易處於所述範圍內。
此處,聚合性化合物較佳為除所述硬化性單體以外,還更包含環氧化合物或含(甲基)丙烯酸基-環氧基的化合物、所述硬化性單體以外的(甲基)丙烯酸化合物(以下,亦簡稱為「(甲基)丙烯酸化合物」)等。若聚合性化合物包含該些,則所獲得的密封構件與基板的接著強度容易變得良好,或液晶顯示面板的顯示特性容易變得良好。
環氧化合物只要為具有環氧基的化合物即可(其中,相當於後述的(甲基)丙烯酸-環氧化合物的化合物除外)。環氧化合物於一分子中所含的環氧基的數量較佳為兩個以上。若環氧化合物中的環氧基的數量為兩個以上,則所獲得的密封構件與液晶顯示面板的基板的接著性變得良好。進而,所獲得的密封構件的耐濕性亦容易提高。
環氧化合物於常溫下可為液狀,亦可為固體狀。就將密封劑的黏度設為所期望的範圍的觀點而言,環氧化合物的軟化點較佳為40℃~120℃。
另外,環氧化合物可為單體,亦可為寡聚物,還可為聚合物。環氧化合物的分子量(或重量平均分子量)通常較佳為220~3000,更佳為250~2500,進而佳為300~2000。其中,相對於環氧化合物的總量,分子量為500以上的成分的比例較佳為25質量%以上。分子量為500以上的環氧化合物於製作液晶顯示面板時不易溶解於液晶中。因此,所獲得的液晶顯示面板的顯示特性變得良好。環氧化合物的重量平均分子量例如可藉由凝膠滲透層析法(GPC)來測定(聚苯乙烯換算)。
此處,環氧化合物的結構並無特別限制,於其例中包含在主鏈含有芳香環的芳香族環氧化合物。於芳香族環氧化合物的例子中包含藉由雙酚A、雙酚S、雙酚F、雙酚AD等所代表的芳香族二醇類或對該些進行乙二醇、丙二醇、烷二醇改質而成的二醇類,與表氯醇的反應而獲得的芳香族多元縮水甘油醚化合物;藉由由苯酚或甲酚等與甲醛衍生的酚醛清漆樹脂、或者聚烯基苯酚或其共聚物等所代表的多酚類,與表氯醇的反應而獲得的酚醛清漆型多元縮水甘油醚化合物;伸二甲苯基苯酚樹脂的縮水甘油醚化合物類;萘型環氧化合物;二苯基醚型環氧化合物;聯苯型環氧化合物等。
更具體而言,所述芳香族環氧化合物較佳為甲酚酚醛清漆型環氧化合物、苯酚酚醛清漆型環氧化合物、雙酚A型環氧化合物、雙酚F型環氧化合物、三苯酚甲烷型環氧化合物、三苯酚乙烷型環氧化合物、三苯酚型環氧化合物、二苯基醚型環氧化合物、聯苯型環氧化合物。聚合性化合物可僅包含一種環氧化合物,亦可包含兩種以上。
此處,相對於聚合性化合物的總量,所述環氧化合物的總量較佳為5質量%~70質量%,更佳為10質量%~50質量%。若聚合性化合物中的環氧化合物的量為5質量%以上,則密封劑的硬化物與液晶顯示面板的基板的接著強度容易提高。另一方面,若環氧化合物的量為70質量%以下,則所獲得的密封構件中所含的未反應成分容易變少。因此,密封劑的硬化物的PCT後楊氏模量與初始楊氏模量的差容易變小。
另一方面,所謂含(甲基)丙烯酸基-環氧基的化合物,是指於1分子中具有環氧基及(甲基)丙烯酸基的化合物。於聚合性化合物包含所述環氧化合物與所述硬化性單體的情況下,存在該些的相容性低的情況。相對於此,若聚合性化合物更包含含(甲基)丙烯酸基-環氧基的化合物,則環氧化合物與所述硬化性單體的相容性提高。進而,亦可藉由含(甲基)丙烯酸基-環氧基的化合物來抑制環氧化合物溶出至液晶中。
此處,含(甲基)丙烯酸基-環氧基的化合物的1分子中的環氧基及(甲基)丙烯酸基的數量並無特別限制,例如可為各一個,亦可為各多個。另外,環氧基的數量及(甲基)丙烯酸基的數量可相同,亦可不同。於含(甲基)丙烯酸基-環氧基的化合物的例子中包含使環氧化合物與(甲基)丙烯酸於鹼性觸媒的存在下反應而獲得的(甲基)丙烯酸改質環氧化合物。
(甲基)丙烯酸改質環氧化合物的製備中所使用的環氧化合物只要為於分子內具有兩個以上的環氧基的二官能以上的環氧化合物即可,包含雙酚A型、雙酚F型、2,2'-二烯丙基雙酚A型、雙酚AD型及氫化雙酚型等的雙酚型環氧化合物;苯酚酚醛清漆型、甲酚酚醛清漆型、聯苯酚醛清漆型及三苯酚酚醛清漆型等的酚醛清漆型環氧化合物;聯苯型環氧化合物;萘型環氧化合物等。
其中,對三官能或四官能等的多官能環氧化合物進行(甲基)丙烯酸改質而獲得的(甲基)丙烯酸改質環氧化合物的硬化時的交聯密度高。因此,若密封劑包含此種(甲基)丙烯酸改質環氧化合物,則存在難以滿足所述初始楊氏模量的情況。因此,較佳為對二官能環氧化合物進行(甲基)丙烯酸改質而獲得的(甲基)丙烯酸改質環氧化合物。
因此,(甲基)丙烯酸改質環氧化合物製備用的環氧化合物更佳為聯苯型環氧化合物、萘型環氧化合物及雙酚型環氧化合物,就密封劑的塗佈效率的觀點而言,進而佳為雙酚A型及雙酚F型等的雙酚型環氧化合物。再者,(甲基)丙烯酸改質環氧化合物製備用的環氧化合物可為一種,亦可為兩種以上。另外,(甲基)丙烯酸改質環氧化合物製備用的環氧化合物較佳為藉由分子蒸餾法、清洗法等來進行高純度化。
另外,所述環氧化合物與(甲基)丙烯酸的反應可依據常規方法來進行。當進行該反應時,(甲基)丙烯酸與環氧化合物中的一部分環氧基反應而獲得具有(甲基)丙烯酸基與環氧基的(甲基)丙烯酸改質環氧化合物。
此處,含(甲基)丙烯酸基-環氧基的化合物的分子量(重量平均分子量)例如較佳為310~1000,更佳為350~900。含(甲基)丙烯酸基-環氧基的化合物的重量平均分子量例如可藉由凝膠滲透層析法(GPC)來測定(聚苯乙烯換算)。若含(甲基)丙烯酸基-環氧基的化合物的分子量為該範圍,則密封劑的黏度容易成為所期望的範圍。
相對於聚合性化合物的總量,含(甲基)丙烯酸基-環氧基的化合物的總量較佳為30質量%~80質量%,更佳為40質量%~70質量%。若聚合性化合物中的含(甲基)丙烯酸基-環氧基的化合物的量為40質量%以上,則硬化性單體與環氧化合物的相容性容易提高。另一方面,若含(甲基)丙烯酸基-環氧基的化合物的量為70質量%以下,則所述初始楊氏模量或PCT後楊氏模量容易成為所期望的範圍。
另外,(甲基)丙烯酸化合物為於一分子中包含一個以上的(甲基)丙烯酸基的化合物,且是不具有環氧基的化合物(其中,相當於所述硬化性單體的化合物除外)。(甲基)丙烯酸化合物可為單體,亦可為寡聚物,還可為聚合物。
(甲基)丙烯酸化合物於一分子中所含的(甲基)丙烯酸基的數量較佳為兩個以上。若(甲基)丙烯酸化合物中的(甲基)丙烯酸基的數量為兩個以上,則密封劑的光硬化性變得良好。
此處,於(甲基)丙烯酸化合物的例子中包含聚乙二醇、丙二醇、聚丙二醇等的二(甲基)丙烯酸酯;三(2-羥基乙基)異氰脲酸酯的二(甲基)丙烯酸酯;於1莫耳的新戊二醇中加成4莫耳以上的環氧乙烷或環氧丙烷而獲得的二醇的二(甲基)丙烯酸酯;於1莫耳的三羥甲基丙烷中加成3莫耳以上的環氧乙烷或環氧丙烷而獲得的三醇的二(甲基)丙烯酸酯或三(甲基)丙烯酸酯;三(2-羥基乙基)異氰脲酸酯的三(甲基)丙烯酸酯;三羥甲基丙烷的三(甲基)丙烯酸酯或其寡聚物;季戊四醇的三(甲基)丙烯酸酯或其寡聚物;二季戊四醇的聚(甲基)丙烯酸酯;三(丙烯醯氧基乙基)異氰脲酸酯;己內酯改質三(丙烯醯氧基乙基)異氰脲酸酯;己內酯改質三(甲基丙烯醯氧基乙基)異氰脲酸酯;烷基改質二季戊四醇的聚(甲基)丙烯酸酯;己內酯改質二季戊四醇的聚(甲基)丙烯酸酯;羥基三甲基乙酸新戊二醇的二(甲基)丙烯酸酯;己內酯改質羥基三甲基乙酸新戊二醇的二(甲基)丙烯酸酯;環氧乙烷改質磷酸(甲基)丙烯酸酯;環氧乙烷改質烷基化磷酸的(甲基)丙烯酸酯;新戊二醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇的寡聚(甲基)丙烯酸酯等。
該些中,就密封劑的硬化物的初始楊氏模量容易處於所期望的範圍內的觀點而言,(甲基)丙烯酸化合物的玻璃轉移溫度較佳為25℃以上且200℃以下。玻璃轉移溫度更佳為40℃~200℃,進而佳為50℃~150℃。玻璃轉移溫度可藉由黏彈性測定裝置(Dynamic Mechanical Spectrometer,DMS)來測定。
另外,(甲基)丙烯酸化合物的分子量(或重量平均分子量)較佳為310~1000,更佳為400~900。(甲基)丙烯酸化合物的重量平均分子量例如可藉由凝膠滲透層析法(GPC)來測定(聚苯乙烯換算)。若(甲基)丙烯酸化合物的分子量為該範圍,則密封劑的黏度容易成為所期望的範圍。
相對於聚合性化合物的總量,(甲基)丙烯酸化合物的量較佳為5質量%~70質量%,更佳為10質量%~50質量%。若(甲基)丙烯酸化合物的量為5質量%以上,則密封劑的光硬化性容易變得良好。另一方面,若(甲基)丙烯酸化合物的量為70質量%以下,則所獲得的密封構件的耐濕性容易變得良好。
再者,相對於密封劑的總量,聚合性化合物的總量(所述硬化性單體、環氧化合物、含(甲基)丙烯酸基-環氧基的化合物及(甲基)丙烯酸化合物等的合計量)較佳為60質量%~80質量%,更佳為65質量%~75質量%。若於密封劑中以該範圍包含聚合性化合物,則密封劑的硬化性變得良好,可獲得強度高的密封構件。
(2)光聚合起始劑
密封劑較佳為包含光聚合起始劑。光聚合起始劑只要為能夠藉由光的照射而產生活性種的化合物即可,可為自裂解型的光聚合起始劑,亦可為去氫型的光聚合起始劑。密封劑可僅包含一種光聚合起始劑,亦可包含兩種以上。
於自裂解型的光聚合起始劑的例子中包含苯烷基酮系化合物(例如2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮(巴斯夫(BASF)公司製造的豔佳固(IRGACURE)651)等苄基二甲基縮酮、2-甲基-2-嗎啉基(4-硫代甲基苯基)丙烷-1-酮(巴斯夫(BASF)公司製造的豔佳固(IRGACURE)907)等α-胺基苯烷基酮、1-羥基-環己基-苯基-酮(巴斯夫(BASF)公司製造的豔佳固(IRGACURE)184)等α-羥基苯烷基酮等);醯基氧化膦系化合物(例如2,4,6-三甲基安息香二苯基氧化膦等);二茂鈦系化合物(例如雙(η5-2,4-環戊二烯-1-基)-雙(2,6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)-苯基)鈦等);苯乙酮系化合物(例如二乙氧基苯乙酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、苄基二甲基縮酮、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮、4-(2-羥基乙氧基)苯基-(2-羥基-2-丙基)酮、1-羥基環己基-苯基酮、2-甲基-2-嗎啉基(4-硫代甲基苯基)丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-丁酮等);苯甲醯甲酸酯系化合物(例如苯甲醯甲酸甲酯等);安息香醚系化合物(例如安息香、安息香甲醚、安息香異丙醚等);肟酯系化合物(例如1,2-辛二酮-1-[4-(苯硫基)-2-(O-苯甲醯基肟)](巴斯夫(BASF)公司製造的豔佳固(IRGACURE)OXE01)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙醯基肟)(巴斯夫(BASF)公司製造的豔佳固(IRGACURE)OXE02)等)等。
於去氫型的光聚合起始劑的例子中包含二苯甲酮系化合物(例如二苯甲酮、鄰苯甲醯基苯甲酸甲酯-4-苯基二苯甲酮、4,4'-二氯二苯甲酮、羥基二苯甲酮、4-苯甲醯基-4'-甲基-二苯基硫醚、丙烯酸化二苯甲酮、3,3',4,4'-四(過氧化第三丁基羰基)二苯甲酮、3,3'-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮等);硫雜蒽酮系化合物(例如硫雜蒽酮、2-氯硫雜蒽酮、1-氯-4-丙氧基硫雜蒽酮、1-氯-4-乙氧基硫雜蒽酮(蘭姆森有限公司(Lambson Limited)製造的斯派克(Speedcure)CPTX)、2-異丙基硫雜蒽酮(蘭姆森有限公司(Lambson Limited)製造的斯派克(Speedcure)ITX)、4-異丙基硫雜蒽酮、2,4-二甲基硫雜蒽酮、2,4-二乙基硫雜蒽酮(蘭姆森有限公司(Lambson Limited)製造的斯派克(Speedcure)DETX)、2,4-二氯硫雜蒽酮(IGM雷金(Regins)公司製造、奧尼帕爾(Omnipol)-TX));蒽醌系化合物(例如2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、2-第三丁基蒽醌、1-氯蒽醌等、2-羥基蒽醌(東京化成工業公司製造的2-Hydroxyanthraquinone)、2,6-二羥基蒽醌(東京化成工業公司製造的Anthraflavic Acid)、2-羥基甲基蒽醌(純正化學公司製造的2-(Hydroxymethyl)anthraquinone)等);苯偶醯系化合物等。
光聚合起始劑的吸收波長並無特別限定,例如較佳為吸收波長360 nm以上的光的光聚合起始劑。其中,更佳為吸收可見光區域的光,進而佳為吸收波長360 nm~780 nm的光的光聚合起始劑,特佳為吸收波長360 nm~430 nm的光的光聚合起始劑。
於吸收波長360 nm以上的光的光聚合起始劑的例子中包含苯烷基酮系化合物、醯基氧化膦系化合物、二茂鈦系化合物、肟酯系化合物、硫雜蒽酮系化合物、蒽醌系化合物,較佳為苯烷基酮系化合物或肟酯系化合物。
再者,光聚合起始劑的結構可藉由將高效液相層析法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)及液相層析質量分析(Liquid Chromatography Mass Spectrometry,LC/MS)與核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)測定或紅外線(Infrared,IR)測定加以組合來特定。
光聚合起始劑的分子量例如較佳為200以上且5000以下。若光聚合起始劑的分子量為200以上,則於密封劑與液晶接觸時,光聚合起始劑不易溶出至液晶中。另一方面,若分子量為5000以下,則與所述(甲基)丙烯酸化合物等的相容性提高,密封劑的硬化性容易變得良好。光聚合起始劑的分子量更佳為230以上且3000以下,進而佳為230以上且1500以下。
光聚合起始劑的分子量可作為利用高效液相層析法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)進行分析時所檢測到的主峰的、分子結構的「相對分子質量」來求出。
具體而言,製備使光聚合起始劑溶解於四氫呋喃(tetrahydrofuran,THF)中而成的試樣液,並進行高效液相層析法(HPLC)測定。然後,求出所檢測到的峰值的面積百分率(各峰值的面積相對於所有峰值的面積的合計的比率),來確認有無主峰。所謂主峰,是指對各化合物以特徵性的檢測波長(例如,若為硫雜蒽酮系化合物,則為400 nm)所檢測到的所有峰值中強度最大的峰值(峰值的高度最高的峰值)。與所檢測到的主峰的峰值頂點對應的相對分子質量可藉由液相層析質量分析(Liquid Chromatography Mass Spectrometry,LC/MS)來測定。
相對於密封劑的總量,光聚合起始劑的量較佳為0.1質量%~15質量%,更佳為0.5質量%~10質量%,進而佳為1質量%~10質量%。若光聚合起始劑的量為0.1質量%以上,則密封劑的光硬化性容易變得良好。若光聚合起始劑的量為15質量%以下,則光聚合起始劑不易溶出至液晶中。
(3)熱硬化劑
密封劑亦較佳為包含熱硬化劑。熱硬化劑只要為能夠藉由加熱而使所述聚合性化合物、特別是環氧化合物或含(甲基)丙烯酸基-環氧基的化合物硬化的成分即可。其中,熱硬化劑較佳為於通常的保存條件下(室溫、可見光線下等)不使所述環氧化合物或含(甲基)丙烯酸基-環氧基的化合物硬化,但藉由加熱而使該些化合物硬化的化合物。根據含有此種熱硬化劑的密封劑,可兼顧保存穩定性與熱硬化性。
另外,熱硬化劑的20℃下的於水中的溶解度較佳為5 g/100 g以下,更佳為3 g/100 g以下,進而佳為1 g/100 g以下。若熱硬化劑於水中的溶解度為該範圍,則不易與大氣中的水一起溶出至液晶中。
作為所述熱硬化劑,較佳為能夠使環氧化合物硬化的化合物(以下,亦稱為「環氧硬化劑」)。
就提高密封劑的黏度穩定性且不損及所獲得的密封構件的耐濕性的觀點而言,環氧硬化劑的熔點較佳為50℃以上且250℃以下,更佳為100℃以上且200℃以下,進而佳為150℃以上且200℃以下。若環氧硬化劑的熔點為該範圍,則可使密封劑為一液硬化性。若密封劑為一液硬化性,則於使用時不需要將主劑與硬化劑混合,因此作業性優異。
於環氧硬化劑的例子中包含有機酸二醯肼系熱潛在性硬化劑、咪唑系熱潛在性硬化劑、二氰二胺系熱潛在性硬化劑、胺加成物系熱潛在性硬化劑及多胺系熱潛在性硬化劑。
於有機酸二醯肼系熱潛在性硬化劑的例子中包含己二酸二醯肼(熔點181℃)、1,3-雙(肼基羰乙基)-5-異丙基乙內醯脲(熔點120℃)、7,11-十八烷二烯-1,18-二羰醯肼(熔點160℃)、十二烷二酸二醯肼(熔點190℃)及癸二酸二醯肼(熔點189℃)等。
於咪唑系熱潛在性硬化劑的例子中包含2,4-二胺基-6-[2'-乙基咪唑基-(1')]-乙基三嗪(熔點215℃~225℃)及2-苯基咪唑(熔點137℃~147℃)等。
於二氰二胺系熱潛在性硬化劑的例子中包含二氰二胺(熔點209℃)等。
胺加成物系熱潛在性硬化劑是包含使具有觸媒活性的胺系化合物與任意化合物進行反應而獲得的加成化合物的熱潛在性硬化劑。於胺加成物系熱潛在性硬化劑的例子中包含味之素精細化學(Ajinomoto Fine-Techno)公司製造的阿米固(Amicure)PN-40(熔點110℃)、味之素精細化學公司製造的阿米固(Amicure)PN-23(熔點100℃)、味之素精細化學公司製造的阿米固(Amicure)PN-31(熔點115℃)、味之素精細化學公司製造的阿米固(Amicure)PN-H(熔點115℃)、味之素精細化學公司製造的阿米固(Amicure)MY-24(熔點120℃)及味之素精細化學公司製造的阿米固(Amicure)MY-H(熔點131℃)等。
多胺系熱潛在性硬化劑是使胺與環氧進行反應而獲得的具有聚合物結構的熱潛在性硬化劑,於其例中包含艾迪科(ADEKA)公司製造的艾迪科硬化劑(Adeka Hardener)EH4339S(軟化點120℃~130℃)及艾迪科(ADEKA)公司製造的艾迪科硬化劑(Adeka Hardener)EH4357S(軟化點73℃~83℃)等。
所述中,就獲取容易性、與其他成分的相容性等觀點而言,較佳為咪唑系熱潛在性硬化劑、胺加成物系熱潛在性硬化劑或多胺系熱潛在性硬化劑。密封劑可僅包含一種環氧硬化劑,亦可包含兩種以上。
相對於密封劑的總量,熱硬化劑的含量較佳為1質量%~20質量%,更佳為2質量%~18質量%,進而佳為3質量%~15質量%。若熱硬化劑的量為該範圍,則密封劑的熱硬化性變得良好。
(4)(甲基)丙烯酸系熱塑性聚合物粒子
另外,密封劑較佳為更包含(甲基)丙烯酸系熱塑性聚合物粒子(以下,亦簡稱為「聚合物粒子」)。就確保於密封劑中的良好的分散性的方面而言,聚合物粒子的平均粒子徑較佳為0.05 μm~5 μm,較佳為0.07 μm~3 μm。該平均粒子徑是利用庫爾特計數器法所測定的值。
該聚合物粒子的軟化點溫度較佳為50℃~120℃,更佳為60℃~80℃。若聚合物粒子的軟化點溫度處於該範圍內,則於加熱密封劑時,(甲基)丙烯酸系熱塑性聚合物熔融,與密封劑中的其他成分相容。而且,所相容的(甲基)丙烯酸熱塑性聚合物膨潤,抑制密封劑的硬化前的黏度降低。其結果,密封劑中的成分不易溶出至液晶中。
聚合物粒子只要為包含源自(甲基)丙烯酸酯單體的結構單元的聚合物的粒子即可,但較佳為使(甲基)丙烯酸酯單體與其他單體共聚而獲得的聚合物的粒子。聚合物粒子中的源自(甲基)丙烯酸酯的結構單元的量較佳為50質量%~99.9質量%,更佳為60質量%~80質量%。另一方面,聚合物粒子中的源自其他單體的結構單元的量較佳為0.1質量%~50質量%,進而佳為20質量%~40質量%。
於(甲基)丙烯酸酯單體的例子中包含(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸十六酯、(甲基)丙烯酸十八酯、(甲基)丙烯酸丁氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等單官能(甲基)丙烯酸酯單體。該些中,較佳為(甲基)丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯。聚合物粒子可僅包含一種源自該些的結構,亦可包含兩種以上。
另一方面,於其他單體的例子中包含丙烯醯胺類;(甲基)丙烯酸、衣康酸、馬來酸等酸單體;苯乙烯、苯乙烯衍生物等芳香族乙烯基化合物;1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、異戊二烯、1,3-己二烯、氯丁二烯等共軛二烯類;二乙烯基苯、二丙烯酸酯類等多官能單體等。聚合物粒子可僅包含一種源自其他單體的結構,亦可包含兩種以上。
此處,聚合物粒子可為非交聯型、交聯型的任一種,進而亦可為具有包含交聯型的核與非交聯型的殼層的核殼結構的複合型。聚合物粒子成為非交聯型或交聯型的哪一種可根據其他單體的種類來調整。
相對於密封劑的總量,聚合物粒子的含量較佳為3質量%以上,更佳為5質量%~30質量%。若聚合物粒子的量為該範圍,則所獲得的密封構件的耐濕性變得良好。
(5)無機粒子
密封劑亦可更包含無機粒子。若密封劑包含無機粒子,則密封劑的黏度或所獲得的密封構件的強度及線膨脹性等容易變得良好。
於無機粒子的材料的例子中包含碳酸鈣、碳酸鎂、硫酸鋇、硫酸鎂、矽酸鋁、矽酸鋯、氧化鐵、氧化鈦、氮化鈦、氧化鋁(礬土(alumina))、氧化鋅、二氧化矽、鈦酸鉀、高嶺土(kaolin)、滑石、玻璃珠、絹雲母(sericite)、活性白土、膨土(bentonite)、氮化鋁、氮化矽等。密封劑可僅包含一種無機粒子,亦可包含兩種以上。所述中,無機粒子較佳為二氧化矽或滑石。
無機粒子的形狀可為球狀、板狀、針狀等固定形狀,亦可為不定形狀。於無機粒子為球狀的情況下,無機粒子的平均一次粒子徑較佳為1.5 μm以下,且比表面積較佳為0.5 m2
/g~20 m2
/g。無機粒子的平均一次粒子徑可藉由日本工業標準(Japanese Industrial Standards,JIS)Z8825-1中記載的雷射繞射法來測定。無機粒子的比表面積可藉由JIS Z8830中記載的布厄特法(Brunauer-Emmett-Teller method,BET法)來測定。
相對於密封劑的總量,無機粒子的含量較佳為0.1質量%~25質量%,更佳為3質量%~20質量%,進而佳為5質量%~18質量%。若無機粒子的含量為0.1質量%以上,則所獲得的密封構件的耐濕性容易提高,若為25質量%以下,則密封劑的塗敷穩定性不易受損。
(6)有機粒子
密封劑除所述(甲基)丙烯酸系熱塑性聚合物粒子或無機粒子以外,亦可更包含有機粒子。若密封劑包含有機粒子,則容易調整密封劑的光硬化後的彈性模量等。
於有機粒子的例子中包含矽酮粒子、苯乙烯-二乙烯基苯共聚物等的苯乙烯粒子及聚烯烴粒子等。密封劑可僅包含一種有機粒子,亦可包含兩種以上。有機粒子的平均一次粒子徑較佳為0.05 μm~13 μm,更佳為0.1 μm~10 μm,進而佳為0.1 μm~8 μm。
另外,有機粒子的形狀並無特別限制,但較佳為球狀,進而佳為圓球狀。所謂球狀,是指各粒子的直徑的最小值(b)相對於最大值(a)的比b/a=0.9~1.0。有機粒子的平均一次粒子徑可藉由顯微鏡法、具體而言電子顯微鏡的圖像解析來測定。另外,有機粒子的表面較佳為平滑。若表面平滑,則比表面積降低,能夠添加於密封劑中的有機粒子的量增加。
相對於密封劑的總量,有機粒子的含量較佳為0.1質量%~20質量%,更佳為1質量%~15質量%,進而佳為3質量%~12質量%。若有機粒子的量為該範圍,則密封劑的光硬化後的楊氏模量容易處於所期望的範圍內。
(7)其他
本實施形態的密封劑視需要亦可更包含熱自由基聚合起始劑、矽烷偶合劑等偶合劑、離子捕捉劑、離子交換劑、調平劑、顏料、染料、增感劑、塑化劑及消泡劑等添加劑。
於矽烷偶合劑的例子中包含乙烯基三甲氧基矽烷、γ-(甲基)丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷等。相對於密封劑的總量,矽烷偶合劑的量較佳為0.01質量%~6質量%,更佳為0.1質量%~5質量%,進而佳為0.5質量%~3質量%。若矽烷偶合劑的含量為0.01質量%以上,則所獲得的密封構件容易具有充分的接著性。
密封劑亦可更包含用以調整液晶顯示面板的間隙的間隔物等。
相對於密封劑的總量,其他成分的合計量較佳為1質量%~50質量%。若其他成分的合計量為50質量%以下,則密封劑的黏度不易過度上升,密封劑的塗敷穩定性不易受損。
(8)密封劑的物性
密封劑的E型黏度計的25℃、2.5 rpm下的黏度較佳為200 Pa·s~450 Pa·s,更佳為250 Pa·s~400 Pa·s。若黏度處於所述範圍內,則於介隔密封劑(密封圖案)而使一對基板重疊時,密封劑容易變形,以便填埋該些的縫隙。因此,可適當地控制液晶顯示面板的一對基板間的間隙。
另外,就密封劑的塗佈性的觀點而言,密封劑的觸變指數(TI(thixotropy index)值)較佳為1.0~1.5,更佳為1.1~1.3。TI值是使用E型黏度計,於室溫(25℃)下,將0.5 rpm下的密封劑的黏度設為η1,將5 rpm下的密封劑的黏度設為η2,並將該些測定值適用於下述式(1)而獲得的值。
TI值=(0.5 rpm下的黏度η1(25℃))/(5 rpm下的黏度η2(25℃))···(1)
1-2.第二液晶滴下工法用密封劑
如上所述,由先前的密封劑獲得的密封構件多數情況是:若暴露於高溫高濕環境中,則對於基板的接著強度降低。而且,若產生此種接著強度降低,則容易產生液晶洩漏等不良情況。先前的密封構件有時耐濕性不充分,於暴露於高溫高濕環境中時或之後,容易影響液晶顯示面板。
相對於此,如上所述,明確:藉由將密封劑的硬化物的楊氏模量調整為規定的範圍,於高溫高濕環境下保存中或保存後,可使密封構件與基板的接著強度良好。具體而言,明確:在使密封劑於規定的條件下硬化而成的膜的120℃下的初始楊氏模量為1.0×108
Pa以下且於100%Rh環境下保存24小時後的該膜的120℃下的PCT後楊氏模量與所述初始楊氏模量的差為8.0×107
Pa以下的情況下,即便暴露於高溫高濕環境中,密封構件對於基板亦具有優異的接著強度。其理由或楊氏模量的測定方法如於第一密封劑一項中敘述般。
於本實施形態中,所述初始楊氏模量亦更佳為1.0×106
Pa~1.0×108
Pa,進而佳為1.0×107
Pa~5.0×107
Pa。另外,PCT後楊氏模量與初始楊氏模量的差更佳為8.0×107
Pa以下,進而佳為7.0×107
Pa以下。
進而,於本實施形態中,密封劑中的源自熱硬化劑的活性氫的數量相對於密封劑中的源自環氧系化合物的環氧基的數量的比率(所述活性氫的數量/所述環氧基的數量)為0.25以上。因此,所獲得的密封構件的耐濕性變得非常良好。作為其理由,可列舉相對於環氧基的數量,活性氫的量相對較多。藉由設為此種比率,未反應的環氧基於硬化後不易殘留,進而,密封構件中的交聯密度變高。因此,密封構件不易吸濕水分或使水分透過。
再者,源自環氧系化合物的環氧基的數量是將密封劑中的環氧系化合物的量(質量)除以該化合物的環氧當量來求出。再者,環氧當量是將環氧系化合物的分子量(或重量平均分子量)除以該環氧系化合物一分子所含的環氧基的數量而得的值(環氧系化合物的分子量/環氧基的數量)。另一方面,源自熱硬化劑的活性氫的量是將密封劑中的熱硬化劑的量(質量)除以該熱硬化劑的活性氫當量而得的值。活性氫當量是將熱硬化劑的分子量(或重量平均分子量)除以熱硬化劑一分子所含的與氮原子鍵結的活性氫的數量而得的值(熱硬化劑的分子量/活性氫的數量)。
再者,於密封劑包含多種環氧系化合物的情況下,對於每一環氧系化合物,算出環氧基的數量,將該些全部合計所得的值作為密封劑整體的環氧基的數量。同樣地,於包含多種熱硬化劑的情況下,對於每一熱硬化劑,算出活性氫的數量,將該些全部合計所得的值作為密封劑整體的活性氫的數量。
所述比率(所述活性氫的數量/所述環氧基的數量)更佳為0.25~1.0,進而佳為0.3~0.6。
此處,為了將所述初始楊氏模量或PCT後楊氏模量調整為所述範圍,只要調整密封劑的組成即可。以下,對構成密封劑的成分進行詳細說明。
(1)聚合性化合物
本實施形態的密封劑包含具有聚合性官能基的聚合性化合物。聚合性化合物可為單體,亦可為寡聚物,還可為聚合物,但通常為單體或寡聚物。另外,本實施形態的密封劑可僅包含一種所述聚合性化合物,亦可包含兩種以上。
本實施形態的密封劑至少包含環氧系化合物作為聚合性化合物。再者,本說明書中的環氧系化合物為具有環氧基的聚合性化合物,且後述的被覆粒子不包含於環氧系化合物中。此處,本實施形態的密封劑亦較佳為一併包含所述通式(1)所表示的硬化性單體。
於環氧系化合物的例子中包含具有環氧基且不具有(甲基)丙烯酸基的化合物(以下,亦稱為「環氧化合物」)或具有環氧基及(甲基)丙烯酸基的化合物(以下,亦簡稱為「(甲基)丙烯酸-環氧化合物」)。
所述環氧化合物只要為具有環氧基的化合物即可(其中,相當於後述的(甲基)丙烯酸-環氧化合物的化合物除外)。環氧化合物於一分子中所含的環氧基的數量較佳為兩個以上。若環氧化合物中的環氧基的數量為兩個以上,則所獲得的密封構件與液晶顯示面板的基板的接著性變得良好。進而,所獲得的密封構件的耐濕性亦容易提高。
環氧化合物於常溫下可為液狀,亦可為固體狀。就所獲得的密封劑的黏度的觀點而言,環氧化合物的軟化點較佳為40℃~110℃。
環氧化合物的環氧當量較佳為200~2000,更佳為300~1000。若環氧當量為該範圍,則容易滿足所述熱硬化劑的活性氫當量相對於環氧化合物的環氧當量的比率。
另外,環氧化合物可為單體,亦可為寡聚物,還可為聚合物。環氧化合物的分子量(或重量平均分子量)通常較佳為220~3000,更佳為250~2500,進而佳為300~2000。其中,相對於環氧化合物的總量,分子量為500以上的成分的比例較佳為25質量%以上。分子量為500以上的環氧化合物於製作液晶顯示面板時不易溶解於液晶中。因此,所獲得的液晶顯示面板的顯示特性變得良好。環氧化合物的重量平均分子量例如可藉由凝膠滲透層析法(GPC)來測定(聚苯乙烯換算)。
此處,環氧化合物的結構並無特別限制,於其例中包含在主鏈含有芳香環的芳香族環氧化合物。該環氧化合物的結構與所述第一密封劑所含的環氧化合物相同。密封劑可僅包含一種環氧化合物,亦可包含兩種以上。
此處,相對於聚合性化合物的總量,所述環氧化合物的總量較佳為5質量%~70質量%,更佳為10質量%~50質量%。若聚合性化合物中的環氧化合物的量為5質量%以上,則密封劑的硬化物與液晶顯示面板的基板的接著強度容易提高。另一方面,若環氧化合物的量為70質量%以下,則所獲得的密封構件中所含的未反應成分容易變少。因此,密封劑的硬化物的PCT後楊氏模量與初始楊氏模量的差容易變小。
另一方面,所謂含(甲基)丙烯酸基-環氧基的化合物,是指於1分子中具有環氧基及(甲基)丙烯酸基的化合物。於聚合性化合物包含所述環氧化合物與後述的硬化性單體的情況下,存在該些的相容性低的情況。相對於此,若聚合性化合物更包含含(甲基)丙烯酸基-環氧基的化合物,則環氧化合物與硬化性單體的相容性提高。進而,亦可藉由含(甲基)丙烯酸基-環氧基的化合物來抑制環氧化合物溶出至液晶中。
此處,含(甲基)丙烯酸基-環氧基的化合物的具體結構或較佳結構與所述第一密封劑所含的(甲基)丙烯酸-環氧化合物相同。
此處,含(甲基)丙烯酸基-環氧基的化合物的分子量(重量平均分子量)例如較佳為310~1000,更佳為350~900。含(甲基)丙烯酸基-環氧基的化合物的重量平均分子量例如可藉由凝膠滲透層析法(GPC)來測定(聚苯乙烯換算)。若含(甲基)丙烯酸基-環氧基的化合物的分子量為該範圍,則密封劑的黏度容易成為所期望的範圍。
相對於聚合性化合物的總量,含(甲基)丙烯酸基-環氧基的化合物的總量較佳為30質量%~80質量%,更佳為40質量%~70質量%。若含(甲基)丙烯酸基-環氧基的化合物的量為30質量%以上,則硬化性單體與環氧化合物的相容性容易提高。另一方面,若含(甲基)丙烯酸基-環氧基的化合物的量為80質量%以下,則所述初始楊氏模量或PCT後楊氏模量容易成為所期望的範圍。
另一方面,若聚合性化合物更包含第一密封劑一項中所說明的通式(1)所表示的硬化性單體,則密封劑的硬化物的初始楊氏模量或PCT後楊氏模量容易處於所述範圍內。
此處,所述通式(1)所表示的硬化性單體的分子量(或重量平均分子量)較佳為700以上,更佳為750~1300。若所述硬化性單體的分子量(或重量平均分子量)為700以上,則硬化性單體的硬化物變得柔軟,吸收於基板與密封構件的界面產生的應力的效果變高。該硬化性單體的分子量可根據所述通式(1)中的n或m、p的數即源自環氧乙烷的結構或源自環氧丙烷的結構的量來調整。另外,硬化性單體的重量平均分子量例如可藉由凝膠滲透層析法(GPC)來測定(聚苯乙烯換算)。
相對於聚合性化合物的總量,所述硬化性單體的總量較佳為10質量%以上且30質量%以下,更佳為10質量%以上且20質量%以下。若硬化性單體的量過多,則存在硬化性單體對液晶顯示面板的顯示特性造成影響的情況。相對於此,若硬化性單體的量為30質量%以下,則液晶顯示面板的顯示特性容易變得良好。另一方面,若硬化性單體的量為10質量%以上,則所述初始楊氏模量及PCT後楊氏模量容易處於所述範圍內。
另外,聚合性化合物較佳為除所述環氧系化合物及所述硬化性單體以外,還更包含所述硬化性單體以外的(甲基)丙烯酸化合物等。若聚合性化合物包含(甲基)丙烯酸化合物,則基板與密封構件的接著強度容易變得良好,或液晶顯示面板的顯示特性容易變得良好。
本實施形態的聚合性化合物所含的(甲基)丙烯酸化合物為於一分子中包含一個以上的(甲基)丙烯酸基的化合物,且是不具有環氧基的化合物(其中,相當於所述硬化性單體的化合物除外)。(甲基)丙烯酸化合物可為單體,亦可為寡聚物,還可為聚合物。
(甲基)丙烯酸化合物於一分子中所含的(甲基)丙烯酸基的數量較佳為兩個以上。若(甲基)丙烯酸化合物中的(甲基)丙烯酸基的數量為兩個以上,則密封劑的光硬化性變得良好。
該(甲基)丙烯酸化合物與所述第一密封劑所含的(甲基)丙烯酸化合物相同。所述(甲基)丙烯酸化合物中,就密封劑的硬化物的初始楊氏模量容易處於所期望的範圍內的觀點而言,(甲基)丙烯酸化合物的玻璃轉移溫度較佳為25℃以上且未滿200℃。玻璃轉移溫度更佳為40℃~200℃,進而佳為50℃~150℃。玻璃轉移溫度可藉由黏彈性測定裝置(DMS)來測定。
另外,(甲基)丙烯酸化合物的分子量(或重量平均分子量)較佳為310~1000,更佳為400~900。(甲基)丙烯酸化合物的重量平均分子量例如可藉由凝膠滲透層析法(GPC)來測定(聚苯乙烯換算)。若(甲基)丙烯酸化合物的分子量為該範圍,則密封劑的黏度容易成為所期望的範圍。
相對於聚合性化合物的總量,(甲基)丙烯酸化合物的量較佳為5質量%~70質量%,更佳為10質量%~50質量%。若(甲基)丙烯酸化合物的量為5質量%以上,則密封劑的光硬化性容易變得良好。另一方面,若(甲基)丙烯酸化合物的量為70質量%以下,則所獲得的密封構件的耐濕性容易變得良好。
再者,相對於密封劑的總量,聚合性化合物的總量(環氧化合物、含(甲基)丙烯酸基-環氧基的化合物、硬化性單體及(甲基)丙烯酸化合物等的合計量)較佳為60質量%~80質量%,更佳為65質量%~75質量%。若於密封劑中以該範圍包含聚合性化合物,則密封劑的硬化性變得良好,進而可獲得強度高的密封構件。
(2)熱硬化劑
密封劑包含熱硬化劑。熱硬化劑若為能夠藉由加熱而使所述聚合性化合物、特別是環氧化合物或含(甲基)丙烯酸基-環氧基的化合物硬化的成分,且是所述密封劑中的源自熱硬化劑的活性氫的數量相對於密封劑中的環氧基的數量的比率為0.25以上的成分,則並無特別限制。再者,熱硬化劑較佳為於通常的保存條件下(室溫、可見光線下等)不使所述環氧化合物或含(甲基)丙烯酸基-環氧基的化合物硬化,但藉由加熱而使該些化合物硬化的化合物。根據含有此種熱硬化劑的密封劑,可兼顧保存穩定性與熱硬化性。
熱硬化劑的活性氫當量較佳為10~500,更佳為100~300。若熱硬化劑的活性氫當量為該範圍,則容易滿足所述密封劑中的源自熱硬化劑的活性氫的數量相對於密封劑中的環氧基的數量的比率。
作為所述熱硬化劑,較佳為與所述第一密封劑所含的環氧硬化劑相同的環氧硬化劑。就提高密封劑的黏度穩定性且不損及所獲得的密封構件的耐濕性的觀點而言,該環氧硬化劑的熔點較佳為50℃以上且250℃以下,更佳為100℃以上且200℃以下,進而佳為150℃以上且200℃以下。若環氧硬化劑的熔點為該範圍,則可使密封劑為一液硬化性。若密封劑為一液硬化性,則於使用時不需要將主劑與硬化劑混合,因此作業性優異。
環氧硬化劑的結構與所述第一密封劑所含的環氧硬化劑的結構相同。環氧硬化劑中,就獲取容易性、與其他成分的相容性等觀點而言,較佳為咪唑系熱潛在性硬化劑、胺加成物系熱潛在性硬化劑或多胺系熱潛在性硬化劑。密封劑可僅包含一種環氧硬化劑,亦可包含兩種以上。
相對於密封劑的總量,熱硬化劑的含量較佳為1質量%~20質量%,更佳為2質量%~18質量%,進而佳為3質量%~15質量%。若熱硬化劑的量為該範圍,則密封劑的熱硬化性變得良好。
(3)硬化觸媒
另外,密封劑較佳為包含硬化觸媒。硬化觸媒只要為於所述聚合性化合物進行聚合或進行交聯時作為觸媒發揮功能的化合物即可。於硬化觸媒的例子中包含咪唑系硬化觸媒、胺加成物系硬化觸媒、改質胺系硬化觸媒等。
於咪唑系硬化觸媒的例子中包含2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑、2-羥基甲基咪唑、1-苄基-5-羥基甲基咪唑、1,2-二羥基乙基咪唑、1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮與6-[2-(2-甲基-1H-咪唑-1-基)乙基]-1,3,5-三嗪-2,4-二胺的混合物等。
於胺加成物系硬化觸媒的例子中包含阿米固(Amicure)PN-23(味之素精細化學公司製造)等。於改質胺系硬化觸媒的例子中包含富士固(Fujicure)FXR-1020、FXR-1081、FXR-1121、FXR-1032、FXR-1131(均為富士化成工業公司製造)等。
所述中,硬化觸媒的熔點較佳為100℃以上,更佳為140℃~300℃。若硬化觸媒的熔點為100℃以上,則密封劑的保存穩定性容易變得良好。
相對於密封劑的總量,硬化觸媒的含量較佳為0.1質量%~20質量%,更佳為0.2質量%~15質量%,進而佳為0.3質量%~13質量%。若硬化觸媒的量為該範圍,則密封劑的硬化變得良好。
(4)被覆粒子
密封劑較佳為更包含被覆粒子。本說明書中的被覆粒子為具有包含無機粒子的核與覆蓋該核的聚合物層的粒子,且是指於表面具有包含環氧基及/或碳-碳雙鍵的官能基的粒子。於碳-碳雙鍵的例子中包含乙烯基、烯丙基、(甲基)丙烯酸基。
聚合物層可覆蓋全部核,亦可僅被覆一部分。其中,被覆率較佳為50%以上,更佳為80%以上。
另外,於被覆粒子的表面具有環氧基的情況下,每1 g被覆粒子的環氧基的數量較佳為1 μeq/g~300 μeq/g。就貯存穩定性的觀點而言,所述值較佳為1 μeq/g~150 μeq/g。另外,就提高接著強度的觀點而言,所述值較佳為5 μeq/g~300 μeq/g。環氧基的量可利用公知的測定法來特定。
另外,於被覆粒子的表面具有包含碳-碳雙鍵的官能基的情況下,每1 g被覆粒子的具有碳-碳雙鍵的官能基的數量較佳為1 μeq/g~300 μeq/g。若為該範圍,則密封劑的貯存穩定性變得良好。具有碳-碳雙鍵的官能基當量的測定法並無特別限制,作為其一例,可列舉碘價法(第十四修訂日本藥典一般試驗法65.油脂試驗法)。
另外,被覆粒子的平均粒子徑較佳為0.2 μm~10 μm,更佳為0.2 μm~5 μm,進而佳為0.2 μm~3 μm。另外,該被覆粒子中的聚合物層的厚度較佳為0.001 μm~1 μm,更佳為0.001 μm~0.5 μm。若聚合物層的厚度為該範圍,則被覆粒子與所述聚合性化合物的親和性提高,不僅密封劑的塗佈性變得良好,而且亦可抑制所獲得的密封構件的變形。聚合物層的厚度可根據核的平均粒子徑與被覆粒子的平均粒子徑來特定。具體而言,可以聚合物層的平均厚度=(被覆粒子的平均粒子徑-核的平均粒子徑)/2的形式來求出。另外,核的平均粒子徑及被覆粒子的平均粒子徑可藉由使用波長632.8 nm的雷射的雷射法粒子徑測定器來特定,設為將一次粒子的平均粒子徑測定10次時的平均值。
於被覆粒子的核的例子中包含結晶性二氧化矽、熔融二氧化矽、藉由沈澱法而獲得的二氧化矽、藉由溶膠凝膠法而獲得的二氧化矽、碳酸鈣、碳酸鎂、硫酸鋇、硫酸鎂、矽酸鋁、矽酸鋯、二氧化鋯、氧化鐵、氧化鈦、礬土(alumina)、氧化鋅、二氧化矽、二氧化鈦、鈦酸鉀、高嶺土、滑石、氮化矽、氮化硼、氮化鋁、石英粉、雲母、玻璃纖維等;二氧化矽與二氧化鈦、二氧化矽與氧化鋯等二氧化矽與其他金屬的複合氧化物等。該些中,更佳為熱穩定性優異的結晶性二氧化矽、熔融二氧化矽、藉由溶膠凝膠法而獲得的二氧化矽等二氧化矽類。再者,核亦可進行疏水化處理。
於疏水化處理的例子中包含利用環狀矽氧烷、矽烷偶合劑、鈦酸酯系偶合劑、六烷基二矽氮烷等疏水化表面處理劑來處理所述成為核的材料的方法。該些中,若利用六甲基環三矽氧烷等環狀矽氧烷或六甲基二矽氮烷等六烷基二矽氮烷進行疏水化處理,則所獲得的密封構件的吸濕性容易變低。
另一方面,聚合物層可藉由在所述核的存在下使具有自由基聚合性官能基的單體進行自由基聚合而形成。例如,亦可對核噴霧具有自由基聚合性官能基的單體(具有碳-碳雙鍵的丙烯酸環氧酯或多官能碳-碳雙鍵性化合物等)等,使單體附著於核的表面,然後使該單體進行自由基聚合而形成聚合物層。另外,亦可藉由脫醇縮合反應等而使核上的官能基與具有自由基聚合性官能基的單體(具有碳-碳雙鍵的丙烯酸環氧酯或多官能碳-碳雙鍵性化合物)接枝結合,從而形成聚合物層。另外,特佳為使丙烯酸矽烷化合物等具有碳-碳雙鍵的化合物與核反應,然後進而與具有自由基聚合性官能基的單體(具有碳-碳雙鍵的丙烯酸環氧酯或多官能碳-碳雙鍵性化合物)反應來形成核層的方法。再者,於本說明書中,將使多官能碳-碳雙鍵性化合物聚合而獲得的聚合物稱為交聯型聚合物。所述聚合物層較佳為包含交聯型聚合物。
再者,於形成所述聚合物層時,亦可一併使用作為具有自由基聚合性官能基的單體的具有碳-碳雙鍵的丙烯酸環氧酯或多官能碳-碳雙鍵性化合物及熱硬化劑或光聚合起始劑。該些可設為與密封劑所含的熱硬化劑或光聚合起始劑相同。另外,其量亦可根據所需的聚合物層來適宜選擇。
於形成所述聚合物層時,於與核反應的丙烯酸矽烷化合物的例子中包含甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷等。
於形成所述聚合物層時所使用的丙烯酸環氧酯的例子中包含(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、縮水甘油氧基苯乙烯、縮水甘油氧基甲基苯乙烯、縮水甘油氧基乙基苯乙烯等。
另外,形成所述聚合物層時所使用的多官能碳-碳雙鍵性化合物為具有兩個以上的碳-碳雙鍵的化合物,於其例中包含二乙烯基苯、二乙烯基聯苯、三乙烯基苯、二乙烯基萘等多官能芳香族乙烯基化合物類等芳香族乙烯基系的單量體類;乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、六亞甲基二(甲基)丙烯醯胺等多官能(甲基)丙烯酸系的單量體類;(甲基)丙烯酸(甲基)烯丙酯等。再者,為了使碳-碳雙鍵殘存於粒子表面,可控制光聚合起始劑的量等。另外,即便組合具有反應性不同的多個官能基的單體,亦可使碳-碳雙鍵的一部分殘存於表面。
另外,於形成所述聚合物層時,亦可併用丙烯酸環氧酯或多官能碳-碳雙鍵性化合物以外的單體。於其他單體的例子中包含苯乙烯、乙烯基甲苯、2,4-二甲基苯乙烯、對第三丁基苯乙烯、乙烯基萘等芳香族乙烯基系的單體類;(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯腈等(甲基)丙烯酸系的單體類;二乙烯基碸、乙基乙烯基醚、甲基乙烯基酮、乙烯基吡咯啶酮等。
相對於密封劑的總量,所述被覆粒子的含量較佳為0.1質量%~30質量%,更佳為3質量%~20質量%,進而佳為5質量%~20質量%。若被覆粒子的量為該範圍,則密封劑的耐濕性變得良好。
(5)光聚合起始劑
密封劑較佳為包含光聚合起始劑。光聚合起始劑只要為能夠藉由光的照射而產生活性種的化合物即可,可為自裂解型的光聚合起始劑,亦可為去氫型的光聚合起始劑。密封劑可僅包含一種光聚合起始劑,亦可包含兩種以上。
本實施形態的密封劑所含的光聚合起始劑的具體例與所述第一密封劑所含的光聚合起始劑相同。
光聚合起始劑的吸收波長並無特別限定,例如較佳為吸收波長360 nm以上的光的光聚合起始劑。其中,更佳為吸收可見光區域的光,進而佳為吸收波長360 nm~780 nm的光的光聚合起始劑,特佳為吸收波長360 nm~430 nm的光的光聚合起始劑。
於吸收波長360 nm以上的光的光聚合起始劑的例子中包含苯烷基酮系化合物、醯基氧化膦系化合物、二茂鈦系化合物、肟酯系化合物、硫雜蒽酮系化合物、蒽醌系化合物,較佳為苯烷基酮系化合物或肟酯系化合物。再者,光聚合起始劑的結構可利用所述方法來特定。
光聚合起始劑的分子量例如較佳為200以上且5000以下。若光聚合起始劑的分子量為200以上,則於密封劑與液晶接觸時,光聚合起始劑不易溶出至液晶中。另一方面,若分子量為5000以下,則與所述(甲基)丙烯酸化合物等的相容性提高,密封劑的硬化性容易變得良好。光聚合起始劑的分子量更佳為230以上且3000以下,進而佳為230以上且1500以下。光聚合起始劑的分子量可利用所述方法來求出。
相對於密封劑的總量,光聚合起始劑的量較佳為0.1質量%~15質量%,更佳為0.5質量%~10質量%,進而佳為1質量%~10質量%。若光聚合起始劑的量為0.1質量%以上,則密封劑的光硬化性容易變得良好。若光聚合起始劑的量為15質量%以下,則光聚合起始劑不易溶出至液晶中。
(6)有機粒子
密封劑視需要亦可更包含有機粒子。若密封劑包含有機粒子,則容易調整密封劑的楊氏模量等。
於有機粒子的例子中包含矽酮粒子、丙烯酸粒子、苯乙烯-二乙烯基苯共聚物等的苯乙烯粒子及聚烯烴粒子等。密封劑可僅包含一種有機粒子,亦可包含兩種以上。有機粒子的平均一次粒子徑較佳為0.05 μm~13 μm,更佳為0.1 μm~10 μm,進而佳為0.1 μm~8 μm。
另外,有機粒子的形狀並無特別限制,但較佳為球狀,進而佳為圓球狀。所謂球狀,是指各粒子的直徑的最小值(b)相對於最大值(a)的比b/a=0.9~1.0。有機粒子的平均一次粒子徑能夠藉由所述方法來特定。
相對於密封劑的總量,有機粒子的含量較佳為0.1質量%~20質量%,更佳為1質量%~15質量%,進而佳為3質量%~13質量%。若有機粒子的量為該範圍,則密封劑的光硬化後的彈性模量容易處於所期望的範圍內。
(7)無機粒子
密封劑亦可更包含無機粒子。若密封劑包含無機粒子,則密封劑的黏度或所獲得的密封構件的強度及線膨脹性等容易變得良好。
本實施形態的密封劑所含的無機粒子的具體例與所述第一密封劑所含的無機粒子相同。
相對於密封劑的總量,無機粒子的含量較佳為0.1質量%~25質量%,更佳為3質量%~20質量%,進而佳為5質量%~18質量%。若無機粒子的含量為0.1質量%以上,則所獲得的密封構件的耐濕性容易提高,若為25質量%以下,則密封劑的塗敷穩定性不易受損。
(8)其他
本實施形態的密封劑視需要亦可更包含熱自由基聚合起始劑、矽烷偶合劑等偶合劑、離子捕捉劑、離子交換劑、調平劑、顏料、染料、增感劑、塑化劑及消泡劑等添加劑。
於矽烷偶合劑的例子中包含乙烯基三甲氧基矽烷、γ-(甲基)丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷等。相對於密封劑的總量,矽烷偶合劑的量較佳為0.01質量%~6質量%,更佳為0.1質量%~5質量%,進而佳為0.5質量%~3質量%。若矽烷偶合劑的含量為0.01質量%以上,則所獲得的密封構件容易具有充分的接著性。
密封劑亦可更包含用以調整液晶顯示面板的間隙的間隔物等。
相對於密封劑的總量,其他成分的合計量較佳為1質量%~50質量%。若其他成分的合計量為50質量%以下,則密封劑的黏度不易過度上升,密封劑的塗敷穩定性不易受損。
(9)密封劑的物性
密封劑的E型黏度計的25℃、2.5 rpm下的黏度較佳為200 Pa·s~450 Pa·s,更佳為250 Pa·s~400 Pa·s。若黏度處於所述範圍內,則於介隔密封劑(密封圖案)而使一對基板重疊時,密封劑容易變形,以便填埋該些的縫隙。因此,可適當地控制液晶顯示面板的一對基板間的間隙。
另外,就密封劑的塗佈性的觀點而言,密封劑的觸變指數(TI值)較佳為1.0~1.5,更佳為1.1~1.3。TI值是使用E型黏度計,於室溫(25℃)下,將0.5 rpm下的密封劑的黏度設為η1,將5 rpm下的密封劑的黏度設為η2,並將該些測定值適用於下述式(1)而獲得的值。
TI值=(0.5 rpm下的黏度η1(25℃))/(5 rpm下的黏度η2(25℃))···(1)
2.液晶顯示面板
本發明的液晶顯示面板具有一對基板、配置於該基板之間的框狀的密封構件、以及填充於一對基板間且框狀的密封構件的內部的液晶。於該液晶顯示面板中,密封構件為所述密封劑的硬化物。由所述第一密封劑或第二密封劑獲得的密封構件與基板的接著強度高,即便將密封構件細線化,亦不易產生液晶洩漏等。進而,該密封劑不易污染液晶。因此,於使用液晶顯示面板時,不易產生殘像等。
一對基板(亦稱為「顯示基板及相向基板」)均為透明基板。於透明基板的材質的例子中包含玻璃、或聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚醚碸及聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)等。
於顯示基板或相向基板的表面配置有矩陣狀的薄膜電晶體(Thin Film Transistor,TFT)、彩色濾光片、黑色矩陣等。於顯示基板或相向基板的表面進而形成有配向膜。於配向膜中包含公知的有機配向劑或無機配向劑等。另外,液晶能夠使用公知的液晶。
於液晶顯示面板的製造方法中通常有液晶滴下工法與液晶注入工法,但本發明的液晶顯示面板的製造方法較佳為液晶滴下工法。
利用液晶滴下工法的液晶顯示面板的製造方法包括:1)密封圖案形成步驟,於其中一基板上塗佈所述密封劑,形成框狀的密封圖案;2)液晶滴下步驟,在密封圖案未硬化的狀態下,於其中一基板上且由密封圖案包圍的區域內、或者於另一基板上且使另一基板與其中一基板相向時被密封圖案包圍的區域內滴下液晶;3)重疊步驟,將其中一基板及另一基板介隔密封圖案而重疊;以及4)硬化步驟,使密封圖案硬化。
1)於密封圖案形成步驟中,於其中一基板上塗佈所述密封劑。塗佈密封劑的方法並無特別限制,若為例如網版印刷或利用分配器的塗佈等能夠以所期望的厚度或寬度形成密封圖案的方法,則並無特別限制,與公知的密封劑的塗佈方法相同。
另外,所形成的密封圖案的形狀可根據液晶顯示面板的用途等來適宜選擇,只要為液晶不漏出的形狀即可。例如可設為矩形形狀的框狀,但並不限制於該形狀。密封圖案的線寬度較佳為0.2 mm~1.0 mm,更佳為0.2 mm~0.5 mm。
2)於液晶滴下步驟中,在密封圖案未硬化的狀態下使一對基板相向。此處,所謂密封圖案未硬化的狀態,是指密封劑的硬化反應未進行至凝膠化點的狀態。再者,於液晶滴下步驟前,為了抑制密封劑溶解於液晶中,亦可對密封圖案進行光照射或加熱而使其半硬化。另外,液晶的滴下方法與公知的液晶的滴下方法相同,可對形成有密封圖案的基板滴下液晶,亦可對未形成密封圖案的基板(另一基板)滴下液晶。
3)於重疊步驟中,介隔密封圖案而使其中一基板與另一基板以相向的方式重疊。此時,以基板間的間隙成為所期望的範圍的方式控制。
4)於硬化步驟中,使密封圖案硬化。密封圖案的硬化方法並無特別限制,但較佳為於藉由規定波長的光的照射而使其暫時硬化後,藉由加熱而使其正式硬化。根據光照射,可使密封圖案瞬間硬化,可抑制密封劑中的成分溶解於液晶中。
所照射的光的波長可根據光聚合起始劑的種類來適宜選擇,較佳為包含可見光的光。另外,光照射時間亦取決於密封劑的組成,例如為10分鐘左右。此時,所照射的能量只要為可使(甲基)丙烯酸化合物或含(甲基)丙烯酸基-環氧基的化合物硬化的程度的能量即可。
於照射光後,可藉由加熱而使環氧化合物或含(甲基)丙烯酸基-環氧基的化合物硬化。加熱溫度亦取決於密封劑的組成,但例如為100℃~150℃,加熱時間較佳為2小時左右。
[實施例]
基於實施例對本發明進行詳細說明,但本發明並不限定於該些實施例。
1.第一實施形態
[合成例1]硬化性單體(A-1)的合成
將228 g的液狀雙酚A(富士軟片和光純藥公司製造)及0.74 g的觸媒(氫氧化鉀、富士軟片和光純藥公司製造)裝入至帶攪拌機的高壓反應器(高壓釜)中,利用氮氣進行置換。其次,一邊攪拌一邊加熱高壓反應器,於內溫達到70℃時,將440 g的環氧乙烷(東京化成工業公司製造)壓入至高壓反應器中,進而加熱至100℃並半反應4小時。反應後,冷卻至23℃,分取雙酚A型乙氧基化物。將316 g的所獲得的雙酚A型乙氧基化物與144 g的丙烯酸(東京化成工業公司製造)裝入至燒瓶內,送入乾燥空氣,於105℃下進行回流攪拌,同時反應20小時。利用超純水將所獲得的化合物清洗20次,從而獲得滿足所述通式(1)的結構的硬化性單體(A-1)(環氧乙烷(Ethylene Oxide,EO)改質雙酚A型丙烯酸單體(所述通式(1)中的m+n+p=10))。將平均分子量示於表1中。
[合成例2]硬化性單體(A-2)的合成
將228 g的液狀雙酚A(富士軟片和光純藥公司製造)及0.74 g的觸媒(氫氧化鉀、富士軟片和光純藥公司製造)裝入至帶攪拌機的高壓反應器(高壓釜)中,利用氮氣進行置換。其次,一邊攪拌一邊加熱高壓反應器,於內溫達到70℃時,將704 g的環氧乙烷(東京化成工業公司製造)壓入至高壓反應器中,進而加熱至100℃並半反應4小時。反應後,冷卻至23℃,分取雙酚A型乙氧基化物。將316 g的所獲得的雙酚A型乙氧基化物與144 g的丙烯酸(東京化成工業公司製造)裝入至燒瓶內,送入乾燥空氣,於105℃下進行回流攪拌,同時反應20小時。利用超純水將所獲得的化合物清洗20次,從而獲得滿足所述通式(1)的結構的硬化性單體(A-2)(環氧乙烷(EO)改質雙酚A型丙烯酸單體(所述通式(1)中的m+n+p=16))。將平均分子量示於表1中。
[合成例3]硬化性單體(A-3)的合成
將228 g的液狀雙酚A(富士軟片和光純藥公司製造)及0.74 g的觸媒(氫氧化鉀、富士軟片和光純藥公司製造)裝入至帶攪拌機的高壓反應器(高壓釜)中,利用氮氣進行置換。其次,一邊攪拌一邊加熱高壓反應器,於內溫達到70℃時,將440 g的環氧乙烷(東京化成工業公司製造)壓入至高壓反應器中,進而加熱至100℃並半反應4小時。反應後,冷卻至23℃,分取雙酚A型乙氧基化物。將316 g的所獲得的雙酚A型乙氧基化物與200 g的甲基丙烯酸(東京化成工業公司製造)裝入至燒瓶內,送入乾燥空氣,於105℃下進行回流攪拌,同時反應20小時。利用超純水將所獲得的化合物清洗20次,從而獲得滿足所述通式(1)的結構的硬化性單體(A-3)(環氧乙烷(EO)改質雙酚A型甲基丙烯酸單體(所述通式(1)中的m+n+p=10))。將平均分子量示於表1中。
[合成例4]硬化性單體(A-4)的合成
將200 g的液狀雙酚F(富士軟片和光純藥公司製造)、0.74 g的觸媒(氫氧化鉀、富士軟片和光純藥公司製造)裝入至帶攪拌機的高壓反應器(高壓釜)中,利用氮氣進行置換。其次,一邊攪拌一邊加熱高壓反應器,於內溫達到70℃時,將440 g的環氧乙烷(東京化成工業公司製造)壓入至高壓反應器中,進而加熱至100℃並半反應4小時。反應後,冷卻至23℃,分取雙酚F型乙氧基化物。將288 g的所獲得的雙酚F型乙氧基化物與144 g的丙烯酸(東京化成工業公司製造)裝入至燒瓶內,送入乾燥空氣,於105℃下進行回流攪拌,同時反應20小時。利用超純水將所獲得的化合物清洗20次,從而獲得滿足所述通式(1)的結構的硬化性單體(A-4)(EO改質雙酚F型丙烯酸單體(所述通式(1)中的m+n+p=10))。將重量平均分子量示於表1中。
[合成例5]硬化性單體(A-5)的合成
將200 g的液狀雙酚F(富士軟片和光純藥公司製造)、0.74 g的觸媒(氫氧化鉀、富士軟片和光純藥公司製造)裝入至帶攪拌機的高壓反應器(高壓釜)中,利用氮氣進行置換。其次,一邊攪拌一邊加熱高壓反應器,於內溫達到70℃時,將440 g的環氧乙烷(東京化成工業公司製造)壓入至高壓反應器中,進而加熱至100℃並半反應4小時。反應後,冷卻至23℃,分取雙酚F型乙氧基化物。將288 g的所獲得的雙酚F型乙氧基化物與200 g的甲基丙烯酸(東京化成工業公司製造)裝入至燒瓶內,送入乾燥空氣,於105℃下進行回流攪拌,同時反應20小時。利用超純水將所獲得的化合物清洗20次,從而獲得滿足所述通式(1)的結構的硬化性單體(A-5)(EO改質雙酚F型甲基丙烯酸單體(所述通式(1)中的m+n+p=10))。將重量平均分子量示於表1中。
[合成例6]硬化性單體(A-6)的合成
將456 g的液狀雙酚A(富士軟片和光純藥公司製造)、0.74 g的觸媒(氫氧化鉀、富士軟片和光純藥公司製造)裝入至帶攪拌機的高壓反應器(高壓釜)中,利用氮氣進行置換。其次,一邊攪拌一邊加熱高壓反應器,於內溫達到70℃時,將352 g的環氧乙烷(東京化成工業公司製造)壓入至高壓反應器中,進而加熱至100℃並半反應4小時。反應後,冷卻至23℃,分取雙酚A型乙氧基化物。將316 g的所獲得的雙酚A型乙氧基化物與144 g的丙烯酸(東京化成工業公司製造)裝入至燒瓶內,送入乾燥空氣,於105℃下進行回流攪拌,同時反應20小時。利用超純水將所獲得的化合物清洗20次,從而獲得滿足所述通式(1)的結構的硬化性單體(A-6)(EO改質雙酚A型丙烯酸單體(所述通式(1)中的m+n+p=4))。將重量平均分子量示於表1中。
[其他化合物的準備]
所述硬化性單體以外的成分使用以下化合物。
·聚合性化合物
環氧化合物1:JER公司製造、埃皮考特(Epikote)1004、軟化點97℃、環氧當量:900、重量平均分子量:1650
環氧化合物2:艾迪科(ADEKA)公司製造、EP-4003S、環氧當量:470、重量平均分子量:940
丙烯酸改質環氧化合物:KSM公司製造、BAEM-50、環氧當量:470左右(推測)
丙烯酸化合物:大賽璐湛新(Daicel allnex)公司製造、EBECRYL3700、重量平均分子量:500
聚丁二烯末端二丙烯酸酯:大阪有機化學工業公司製造、BAC-45、重量平均分子量:10000
·熱硬化劑
熱硬化劑1:艾迪科(ADEKA)公司製造、EH-4357S、多胺型、熔點75℃~85℃、於水中的溶解度:不溶、胺基當量:0.013
熱硬化劑2:日本精細化工(FINE CHEM)公司製造、丙二酸二醯肼(Malonic acid dihydrazide,MDH)、熔點150℃~160℃、於水中的溶解度:10 g/100 g、胺基當量:0.045
·光聚合起始劑
光聚合起始劑1:巴斯夫(BASF)公司製造、豔佳固(Irgacure)651
光聚合起始劑2:IGM雷金(Regins)公司製造、奧尼帕爾(Omnipol)-TX
·無機粒子
亞都瑪科技(Admatechs)公司製造、SO-C1(二氧化矽粒子)
·(甲基)丙烯酸系熱塑性聚合物粒子
愛克(Aica)工業公司製造的微粒子聚合物、F351
·矽烷偶合劑
信越化學工業公司製造、KBM-403
[實施例1-1]
使用三根輥,以成為均勻的液體的方式將100質量份的環氧化合物2、495質量份的丙烯酸改質環氧化合物、60質量份的丙烯酸化合物、80質量份的合成例1中所製備的硬化性單體(A-1)、30質量份的熱硬化劑、120質量份的無機粒子、100質量份的丙烯酸系熱塑性聚合物粒子、10質量份的矽烷偶合劑、10質量份的光聚合起始劑1充分混合,從而獲得液晶滴下工法用密封劑。
[實施例1-2~實施例1-10及比較例1-1~比較例1-5]
除如表1所示般變更各成分的種類或量以外,與實施例1-1同樣地獲得液晶滴下工法用密封劑。
[評價]
針對實施例1-1~實施例1-10及比較例1-1~比較例1-5中所獲得的液晶滴下工法用密封劑,利用以下方法來評價楊氏模量、PCT後接著強度及顯示特性。
·楊氏模量的測定
使用塗敷器將所獲得的液晶滴下工法用密封劑以100 μm的厚度塗佈於脫模紙上。然後,放入至氮氣置換用的容器中實施5分鐘氮氣沖洗,然後照射3000 mJ/cm2
的光(利用波長365 nm感測器校正後的光),進而於120℃下加熱1小時,從而製作膜。
關於所獲得的膜的楊氏模量,利用剪刀將所獲得的硬化膜切割為長度35 mm、寬度10 mm,利用動態黏彈性測定裝置(DMA、精工儀器(Seiko Instruments)公司製造、DMS6100)自25℃升溫至170℃來測定。然後,將所獲得的結果中120℃下的貯存彈性模量的值作為初始楊氏模量。
繼而,將與所述同樣地製作的膜放入至PCT試驗機(平山製作所公司製造、PC-422R8D)中,於121℃、100%Rh環境下暴露24小時。然後,溫度降低至室溫後,取出膜,並與所述同樣地使用動態黏彈性測定裝置來測定。然後,將所獲得的結果中120℃的貯存彈性模量的值作為PCT後楊氏模量。
·PCT後接著強度評價
使用分配器(武藏高科技(Musashi Engineering)公司製造、點膠機(Shotmaster)),將所述液晶滴下工法用密封劑呈38 mm×38 mm的四邊形(框狀)塗佈於預先形成有透明電極與配向膜的40 mm×45 mm玻璃基板(RT-DM88-PIN、EHC公司製造)上,形成密封圖案(剖面積2500 μm2
)。繼而,以與形成有密封圖案的玻璃基板垂直的方式,將成對的玻璃基板於減壓下貼合,然後開放大氣而貼合。然後,將所貼合的兩片玻璃基板於遮光箱內保持1分鐘,然後照射3000 mJ/cm2
的包含可見光的光(波長370 nm~450 nm的光),進而於120℃下加熱1小時而使密封劑硬化。
然後,將所貼合的玻璃基板放入至PCT試驗機(平山製作所公司製造、PC-422R8D)中,於121℃、100%Rh環境下暴露24小時後,於溫度降低至室溫後取出,從而獲得試驗片。
針對所獲得的試驗片的距密封圖案的外周為4.5 mm的部分,使用壓痕試驗機(因特斯克(Intesco)公司製造、型號(Model)210)以5 mm/分鐘的速度進行垂直壓入,測定密封劑剝離時的應力。接著強度是藉由將所述應力除以用液晶密封劑描繪的密封線寬度來求出。然後,按照以下基準進行評價。
◎:25 N/mm以上時剝離
○:15 N/mm以上且未滿25 N/mm時剝離
×:未滿15 N/mm時剝離
·顯示特性評價
使用分配器(武藏高科技(Musashi Engineering)公司製造、點膠機(Shotmaster)),於預先形成有透明電極與配向膜的40 mm×45 mm玻璃基板(EHC公司製造、RT-DM88-PIN)上,將所述液晶滴下工法用密封劑形成35 mm×35 mm的四邊形(框狀)的密封圖案(剖面積3500 μm2
)作為主密封,且於其外周形成38 mm×38 mm的四邊形(框狀)的密封圖案。
繼而,使用分配器,將與貼合後的面板內容量相當的液晶材料(默克(Merck)公司製造、MLC-6609-000)精密地滴下至主密封的框內。繼而,將成對的玻璃基板於減壓下貼合,然後開放大氣而貼合。然後,將所貼合的兩片玻璃基板於遮光箱內保持1分鐘,然後在利用36 mm×36 mm的四邊形的塗佈有黑色矩陣的基板來遮蔽主密封的狀態下,照射500 mJ/cm2
的包含可見光的光(波長370 nm~450 nm的光),進而於120℃下加熱1小時,使主密封硬化。然後,於所獲得的液晶單元的兩面貼附偏光膜,從而獲得液晶顯示面板。評價是以如下方式進行。
○:至液晶顯示面板的主密封邊緣為止,液晶配向而完全無顏色不均的情況
△:於主密封邊緣的附近未滿1 mm的範圍內產生顏色不均的情況
×:於距主密封邊緣附近為1 mm以上的範圍內產生顏色不均的情況
[表1]
實施例 | 比較例 | ||||||||||||||||
分子量 | 1-1 | 1-2 | 1-3 | 1-4 | 1-5 | 1-6 | 1-7 | 1-8 | 1-9 | 1-10 | 1-1 | 1-2 | 1-3 | 1-4 | 1-5 | ||
聚合性化合物 | 環氧化合物1 | 1650 | 50 | ||||||||||||||
環氧化合物2 | 940 | 100 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 50 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | |
丙烯酸改質環氧化合物 | - | 495 | 435 | 395 | 515 | 515 | 515 | 515 | 495 | 515 | 535 | 555 | 515 | 515 | 515 | 555 | |
丙烯酸化合物 | 500 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | |
硬化性單體A-1 | 776 | 80 | 160 | 200 | 80 | 80 | 80 | 40 | 80 | 80 | |||||||
硬化性單體A-2 | 1216 | 80 | |||||||||||||||
硬化性單體A-3 | 806 | 80 | |||||||||||||||
硬化性單體A-4 | 746 | 80 | |||||||||||||||
硬化性單體A-5 | 776 | 80 | |||||||||||||||
硬化性單體A-6 | 512 | 80 | |||||||||||||||
聚丁二烯末端二丙烯酸酯 | 10000 | 80 | |||||||||||||||
熱硬化劑1 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | |||
熱硬化劑2 | 25 | ||||||||||||||||
無機粒子 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 80 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | ||
(甲基)丙烯酸系熱塑性聚合物粒子 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 120 | 100 | 100 | 100 | 100 | 60 | ||
矽烷偶合劑 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | ||
光聚合起始劑1 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | |||
光聚合起始劑2 | 10 | ||||||||||||||||
初始楊氏模量 | 1.50E+07 | 1.20E+07 | 1.70E+07 | 1.60E+07 | 1.60E+07 | 1.60E+07 | 1.60E+07 | 1.90E+07 | 1.60E+07 | 1.30E+07 | 2.00E+07 | 1.90E+07 | 1.10E+08 | 2.60E+07 | 1.70E+07 | ||
PCT後楊氏模量 | 8.40E+07 | 8.00E+07 | 8.40E+07 | 8.10E+07 | 8.20E+07 | 8.30E+07 | 8.20E+07 | 8.80E+07 | 8.20E+07 | 7.70E+07 | 1.03E+08 | 2.30E+08 | 1.88E+08 | 1.10E+08 | 9.90E+07 | ||
Δ楊氏模量 | 6.90E+07 | 6.80E+07 | 6.70E+07 | 6.50E+07 | 6.60E+07 | 6.70E+07 | 6.60E+07 | 6.90E+07 | 6.60E+07 | 6.40E+07 | 8.30E+07 | 2.11E+08 | 7.80E+07 | 8.40E+07 | 8.20E+07 | ||
聚合性化合物中的硬化性單體的比例(質量%) | 11% | 22% | 27% | 11% | 11% | 11% | 11% | 11% | 11% | 11% | 5% | 11% | 11% | 0% | 10% | ||
PCT後接著強度評價 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ◎ | × | × | × | × | × | ||
顯示特性評價 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | × | × | ○ | ○ |
如表1所示,於初始楊氏模量為1.0×108
Pa以下且PCT後楊氏模量與初始楊氏模量的差為8.0×107
Pa以下的情況下,PCT後的接著強度均高,且顯示特性亦均良好(實施例1-1~實施例1-10)。
另一方面,於初始楊氏模量超過1.0×108
Pa的情況(比較例1-3)或者PCT後楊氏模量與初始楊氏模量的差超過8.0×107
Pa的情況(比較例1-1、比較例1-2、比較例1-4及比較例1-5)下,PCT後接著強度均低。另外,特別是於不含所述通式(1)所表示的硬化性單體的情況下,顯示特性亦低(比較例1-2、比較例1-3)。
2.第二實施形態
[合成例1~合成例6]硬化性單體(A-1)~硬化性單體(A-6)的合成
與所述第一實施形態的硬化性單體(A-1)~硬化性單體(A-6)的合成方法同樣地製備各硬化性單體。於表2及表3中示出平均分子量。
[合成例7]被覆粒子的合成
於帶具有鐵氟龍(Teflon)(註冊商標)製攪拌翼的攪拌機的1 L鐵氟龍(Teflon)(註冊商標)製三燒瓶中裝入100 g的溶膠凝膠二氧化矽,一邊高速攪拌一邊利用雙流體噴嘴來噴霧混合有0.28 g的丙烯酸縮水甘油酯、0.026 g的二乙烯基苯及0.04 g的全丁基(PERBUTYL)O(日本油脂公司製造)的溶液。於噴霧結束後,進而攪拌2小時。然後,一邊攪拌一邊歷時1小時將燒瓶升溫至100℃,並於100℃下保持4小時。
針對以所述方式獲得的被覆粒子,測定每1 g被覆粒子的環氧基的量,結果為22 μeq/g。進而,雖對雙鍵性官能基當量進行了測定,但無法檢測到。根據其結果,確認到被覆粒子於表面具有環氧基。再者,該被覆粒子的聚合物層的厚度為0.009 μm。
[其他化合物的準備]
所述硬化性單體及被覆粒子以外的成分使用以下化合物。
·聚合性化合物
環氧化合物1:JER公司製造、埃皮考特(Epikote)1004、軟化點97℃、環氧當量:900、重量平均分子量:1650
環氧化合物2:艾迪科(ADEKA)公司製造、EP-4003S、環氧當量:470、重量平均分子量:940
丙烯酸改質環氧化合物:KSM公司製造、BAEM-50、環氧當量:470左右(推測)
丙烯酸化合物:大賽璐湛新(Daicel allnex)公司製造、EBECRYL3700、重量平均分子量:500
聚丁二烯末端二丙烯酸酯:大阪有機化學工業公司製造、BAC-45、重量平均分子量:10000
·熱硬化劑
艾迪科(ADEKA)公司製造、EH-4357S、多胺型、熔點75℃~85℃、於水中的溶解度:不溶、活性氫當量:79.75
·硬化觸媒
四國化成公司製造、邱爾唑(Curezol)2MZ-H、熔點140℃~148℃
·光聚合起始劑
巴斯夫(BASF)公司製造、豔佳固(Irgacure)651
IGM公司製造、奧尼帕爾(Omnipol)-TX
·無機粒子
亞都瑪科技(Admatechs)公司製造、SO-C1、二氧化矽粒子
·有機粒子
愛克(Aica)工業公司製造的微粒子聚合物、F351
·矽烷偶合劑
信越化學工業公司製造、KBM-403
[實施例2-1]
使用三根輥,以成為均勻的液體的方式將80質量份的環氧化合物2、510質量份的丙烯酸改質環氧化合物、60質量份的丙烯酸化合物、80質量份的合成例1中所製備的硬化性單體(A-1)、30質量份的熱硬化劑、120質量份的無機粒子、100質量份的有機粒子、10質量份的矽烷偶合劑、10質量份的光聚合起始劑充分混合,從而獲得液晶滴下工法用密封劑。
[實施例2-2~實施例2-14及比較例2-1~比較例2-5]
除如表2或表3所示般變更各成分的種類或量以外,與實施例2-1同樣地獲得液晶滴下工法用密封劑。
[評價]
針對實施例2-1~實施例2-14及比較例2-1~比較例2-5中所獲得的液晶滴下工法用密封劑,利用以下方法來評價楊氏模量、PCT後接著強度及顯示特性。
·楊氏模量的測定
使用塗敷器將所獲得的液晶滴下工法用密封劑以100 μm的厚度塗佈於脫模紙上。然後,放入至氮氣置換用的容器中實施5分鐘氮氣沖洗,然後照射3000 mJ/cm2
的光(利用波長365 nm感測器校正後的光),進而於120℃下加熱1小時,從而製作膜。
關於所獲得的膜的楊氏模量,利用剪刀將所獲得的硬化膜切割為長度35 mm、寬度10 mm,利用動態黏彈性測定裝置(DMA、精工儀器(Seiko Instruments)公司製造、DMS6100)自25℃升溫至170℃來測定。然後,將所獲得的結果中120℃下的貯存彈性模量的值作為初始楊氏模量。
繼而,將與所述同樣地製作的膜放入至PCT試驗機(平山製作所公司製造、PC-422R8D)中,於121℃、100%Rh環境下暴露24小時。然後,溫度降低至室溫後,取出膜,並與所述同樣地使用動態黏彈性測定裝置來測定。然後,將所獲得的結果中120℃的貯存彈性模量的值作為PCT後楊氏模量。
·密封劑中的活性氫的數量相對於環氧基的數量的比率
首先,基於以下式來算出源自環氧系化合物的環氧基的數量及源自熱硬化劑的活性氫的數量。
環氧基的數量=(環氧化合物1的含量/環氧化合物1的環氧當量)+(環氧化合物2的含量/環氧化合物2的環氧當量)+(丙烯酸改質環氧化合物的含量/該化合物的環氧當量)
活性氫的數量=熱硬化劑的含量/熱硬化劑的活性氫當量
而且,算出將所述活性氫的數量除以環氧基的數量而得的值(活性氫的數量/環氧基的數量)來作為密封劑中的源自熱硬化劑的活性氫的數量相對於密封劑中的源自環氧系化合物的環氧基的數量的比率。
·PCT後接著強度評價
使用分配器(武藏高科技(Musashi Engineering)製造、點膠機(Shotmaster)),將所述液晶滴下工法用密封劑呈38 mm×38 mm的四邊形(框狀)塗佈於預先形成有透明電極與配向膜的40 mm×45 mm玻璃基板(RT-DM88-PIN、EHC公司製造)上,形成密封圖案(剖面積2500 μm2
)。繼而,以與形成有密封圖案的玻璃基板垂直的方式,將成對的玻璃基板於減壓下貼合,然後開放大氣而貼合。然後,將所貼合的兩片玻璃基板於遮光箱內保持1分鐘,然後照射3000 mJ/cm2
的包含可見光的光(波長370 nm~450 nm的光),進而於120℃下加熱1小時而使密封劑硬化。
然後,將所貼合的玻璃基板放入至PCT試驗機(平山製作所公司製造、PC-422R8D)中,於121℃、100%Rh環境下暴露24小時後,於溫度降低至室溫後取出,從而獲得試驗片。
針對所獲得的試驗片的距密封圖案的外周為4.5 mm的部分,使用壓痕試驗機(因特斯克(Intesco)公司製造、型號(Model)210)以5 mm/分鐘的速度進行垂直壓入,測定密封劑剝離時的應力。接著強度是藉由將所述應力除以用液晶密封劑描繪的密封線寬度來求出。然後,按照以下基準進行評價。
◎:25 N/mm以上時剝離
○:15 N/mm以上且未滿25 N/mm時剝離
×:未滿15 N/mm時剝離
·透濕量評價
與楊氏模量的測定同樣地製作硬化膜。於封入了作為吸濕劑的氯化鈣(無水)的鋁杯上載置硬化膜,進而載置鋁環來進行螺固。然後,測量鋁杯整體的初始質量。然後,將鋁杯放入至設定為60℃、90%Rh的恆溫槽中並放置24小時。然後,取出鋁杯來測量質量。將所獲得的質量代入計算式「透濕量=(試驗後質量-試驗前質量)*膜厚度/(膜面積×100)」來算出透濕量。按照以下基準來評價所獲得的值。
◎:未滿70 g/m2
○:70 g/m2
以上且未滿150 g/m2
×:150 g/m2
以上
·黏度穩定性評價
將密封劑抽取至塑膠製的注射器中,利用E型黏度計於25℃、2.5 rpm的條件下測定初始的黏度(黏度:A)。另一方面,將密封劑(注射器)於23℃的恆溫槽中保管168小時,然後再次測定黏度(黏度:B)。針對所獲得的黏度,利用以下計算式來算出黏度增加率,按照以下基準進行評價。再者,黏度增加率越接近100%,表示黏度穩定性越高。
黏度增加率(%)=B/A×100
○:黏度增加率為120%以下
×:黏度增加率超過120%
·塗佈性評價
將所獲得的密封劑填充至10 cc的注射器中,然後進行脫泡,繼而填充至分配器(點膠機(Shotmaster);武藏高科技(Musashi Engineering)公司製造)中。使用該分配器以每秒4 cm的速度塗佈於玻璃基板上來進行描繪。塗佈性是按照以下基準進行評價。
○:不存在密封劑自所期望的描繪線滲出或拉絲,且外觀亦良好
△:不存在所述滲出或拉絲,但外觀不良
×:產生所述滲出或拉絲,塗佈適應性極其不良
[表2]
實施例2-1 | 實施例2-2 | 實施例2-3 | 實施例2-4 | 實施例2-5 | 實施例2-6 | 實施例2-7 | 實施例2-8 | 實施例2-9 | 實施例2-10 | ||
聚合性化合物 | 環氧化合物1 (環氧當量:900) | 40 | |||||||||
環氧化合物2 (環氧當量:470) | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 40 | 80 | 80 | |
丙烯酸改質環氧化合物 (環氧當量:470) | 510 | 500 | 490 | 510 | 510 | 510 | 510 | 510 | 510 | 505 | |
丙烯酸化合物 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | |
聚丁二烯末端二丙烯酸酯 | |||||||||||
硬化性單體(A-1) (分子量:776) | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | |||||
硬化性單體(A-2) (分子量:1216) | 80 | ||||||||||
硬化性單體(A-3) (分子量:806) | 80 | ||||||||||
硬化性單體(A-4) (分子量:746) | 80 | ||||||||||
硬化性單體(A-5) (分子量:776) | 80 | ||||||||||
硬化性單體(A-6) (分子量:512) | |||||||||||
熱硬化劑 (活性氫當量79.75) | 30 | 40 | 50 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | |
硬化觸媒 (熔點140℃~148℃) | 5 | ||||||||||
二氧化矽粒子 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | |
被覆粒子 | |||||||||||
微粒子聚合物 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
矽烷偶合劑 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | |
光聚合起始劑 (豔佳固(IRGACURE)651) | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | ||
光聚合起始劑 (奧尼帕爾(Omnipol)-TX) | 10 | ||||||||||
初始楊氏模量 | 1.70E+07 | 2.20E+07 | 3.70E+07 | 1.60E+07 | 1.60E+07 | 1.60E+07 | 1.60E+07 | 1.90E+07 | 1.60E+07 | 2.50E+07 | |
PCT後楊氏模量 | 8.40E+07 | 9.10E+07 | 1.06E+08 | 8.10E+07 | 8.20E+07 | 8.30E+07 | 8.20E+07 | 8.80E+07 | 8.20E+07 | 9.10E+07 | |
Δ楊氏模量 | 6.70E+07 | 6.90E+07 | 6.90E+07 | 6.50E+07 | 6.60E+07 | 6.70E+07 | 6.60E+07 | 6.90E+07 | 6.60E+07 | 6.60E+07 | |
密封劑中的活性氫的數量相對於環氧基的數量的比率 | 0.30 | 0.41 | 0.52 | 0.30 | 0.30 | 0.30 | 0.30 | 0.31 | 0.30 | 0.30 | |
相對於聚合性化合物的總量的硬化性單體的量 | 11% | 11% | 11% | 11% | 11% | 11% | 11% | 11% | 11% | 11% | |
接著強度評價 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | |
透濕量評價 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | |
黏度穩定性評價 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | |
塗佈性評價 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
[表3]
實施例2-11 | 實施例2-12 | 實施例2-13 | 實施例2-14 | 比較例2-1 | 比較例2-2 | 比較例2-3 | 比較例2-4 | 比較例2-5 | ||
聚合性化合物 | 環氧化合物1 (環氧當量:900) | |||||||||
環氧化合物2 (環氧當量:470) | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | |
丙烯酸改質環氧化合物 (環氧當量:470) | 500 | 510 | 430 | 500 | 550 | 510 | 510 | 520 | 517 | |
丙烯酸化合物 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | |
聚丁二烯末端二丙烯酸酯 | 80 | |||||||||
硬化性單體(A-1) (分子量:776) | 80 | 80 | 80 | 80 | 40 | 80 | 80 | |||
硬化性單體(A-2) (分子量:1216) | ||||||||||
硬化性單體(A-3) (分子量:806) | ||||||||||
硬化性單體(A-4) (分子量:746) | ||||||||||
硬化性單體(A-5) (分子量:776) | ||||||||||
硬化性單體(A-6) (分子量:512) | 80 | |||||||||
熱硬化劑 (活性氫當量79.75) | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 20 | 20 | |
硬化觸媒 (熔點140℃~148℃) | 10 | 10 | 3 | |||||||
二氧化矽粒子 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | 120 | ||||
被覆粒子 | 120 | 200 | 120 | |||||||
微粒子聚合物 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
矽烷偶合劑 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | |
光聚合起始劑 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | |
初始楊氏模量 | 3.20E+07 | 1.80E+07 | 1.90E+07 | 3.30E+07 | 2.00E+07 | 2.60E+07 | 1.90E+07 | 1.80E+07 | 1.80E+07 | |
PCT後楊氏模量 | 9.60E+07 | 8.10E+07 | 8.30E+07 | 9.50E+07 | 1.03E+08 | 1.10E+08 | 2.30E+08 | 9.90E+07 | 9.70E+07 | |
Δ楊氏模量 | 6.40E+07 | 6.30E+07 | 6.40E+07 | 6.20E+07 | 8.30E+07 | 8.40E+07 | 2.11E+08 | 8.10E+07 | 7.90E+07 | |
密封劑中的活性氫的數量相對於環氧基的數量的比率 | 0.30 | 0.30 | 0.35 | 0.30 | 0.28 | 0.30 | 0.30 | 0.20 | 0.20 | |
相對於聚合性化合物的總量的硬化性單體的量 | 11% | 11% | 12% | 11% | 5% | 0% | 11% | 11% | 11% | |
接著強度評價 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | × | × | × | × | ○ | |
透濕量評價 | ◎ | ○ | ◎ | ◎ | ○ | ○ | × | × | × | |
黏度穩定性評價 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | |
塗佈性評價 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
如表2及表3所示,於初始楊氏模量為1.0×108
Pa以下且PCT後楊氏模量與初始楊氏模量的差為8.0×107
Pa以下且熱硬化劑的活性氫當量相對於環氧化合物的環氧當量的比率為0.25以上的情況下,PCT後的接著強度評價均高,且透濕量亦均低。進而,黏度穩定性或塗佈性評價亦良好(實施例2-1~實施例2-15)。另外,特別是於包含熔點為100℃以上的硬化觸媒的情況(實施例2-11及實施例2-14)下,接著強度特別高,進而,透濕量亦低。另外,於包含被覆粒子的情況下,接著強度亦提高,透濕量減低(實施例2-12~實施例2-14)。
另一方面,於PCT後楊氏模量與初始楊氏模量的差超過8.0×107
Pa的情況(比較例2-1~比較例2-4)下,PCT後接著強度均低。另外,於密封劑中的源自熱硬化劑的活性氫的數量相對於密封劑中的源自環氧系化合物的環氧基的數量的比率未滿0.25的情況下,透濕量評價降低(比較例2-4及比較例2-5)。
本申請案主張基於2020年3月30日提出申請的日本專利特願2020-060596號的優先權及2020年3月30日提出申請的日本專利特願2020-060603號的優先權。將該些申請案說明書中所記載的內容全部引用至本申請案說明書中。
[產業上的可利用性]
本發明的密封劑的硬化物即便於在高溫高濕環境下保存後,與基板的接著強度亦高。因此,該密封劑作為用以製作各種液晶顯示面板的密封構件的密封劑等而非常有用。
無
無
Claims (19)
- 一種液晶滴下工法用密封劑,其用於液晶滴下工法中,且所述液晶滴下工法用密封劑中, 於將所述液晶滴下工法用密封劑製成厚度100 μm的膜狀,照射3000 mJ/cm2 的光並於120℃下加熱1小時來形成膜時, 利用動態黏彈性測定裝置所測定的所述膜的120℃下的初始楊氏模量為1.0×108 Pa以下,且 將所述膜於121℃、100%Rh環境下保存24小時後,利用動態黏彈性測定裝置所測定的所述膜的120℃下的壓力鍋測試後楊氏模量與所述初始楊氏模量的差為8.0×107 Pa以下。
- 如請求項2所述的液晶滴下工法用密封劑,其中, 所述硬化性單體的分子量為700以上。
- 如請求項2所述的液晶滴下工法用密封劑,其中, 相對於所述聚合性化合物的總量的所述硬化性單體的總量為10質量%以上且30質量%以下。
- 如請求項2所述的液晶滴下工法用密封劑, 其更包含(甲基)丙烯酸系熱塑性聚合物粒子, 所述(甲基)丙烯酸系熱塑性聚合物粒子的量為10質量%以上。
- 如請求項2所述的液晶滴下工法用密封劑, 其更包含選自由咪唑系熱潛在性硬化劑、胺加成物系熱潛在性硬化劑及多胺系熱潛在性硬化劑所組成的群組中的至少一種熱硬化劑。
- 一種液晶滴下工法用密封劑,包含具有聚合性官能基的聚合性化合物與熱硬化劑,且所述液晶滴下工法用密封劑中, 所述聚合性化合物包含環氧系化合物, 所述液晶滴下工法用密封劑中的源自所述熱硬化劑的活性氫的數量相對於所述液晶滴下工法用密封劑中的源自所述環氧系化合物的環氧基的數量的比率為0.25以上, 於將所述液晶滴下工法用密封劑製成厚度100 μm的膜狀,照射3000 mJ/cm2 的光並於120℃下加熱1小時來形成膜時, 利用動態黏彈性測定裝置所測定的所述膜的120℃下的初始楊氏模量為1.0×108 Pa以下,且 將所述膜於121℃、100%Rh環境下保存24小時後,利用動態黏彈性測定裝置所測定的所述膜的120℃下的壓力鍋測試後楊氏模量與所述初始楊氏模量的差為8.0×107 Pa以下。
- 如請求項8所述的液晶滴下工法用密封劑,其中, 所述硬化性單體的分子量為700以上。
- 如請求項8所述的液晶滴下工法用密封劑,其中, 相對於所述聚合性化合物的總量的所述硬化性單體的總量為10質量%以上且30質量%以下。
- 如請求項7所述的液晶滴下工法用密封劑, 其更包含硬化觸媒, 所述硬化觸媒的熔點為100℃以上。
- 如請求項7所述的液晶滴下工法用密封劑, 其更包含被覆粒子,所述被覆粒子具有包含無機粒子的核與覆蓋所述核的聚合物層, 所述被覆粒子於表面具有包含環氧基及/或碳-碳雙鍵的官能基。
- 如請求項12所述的液晶滴下工法用密封劑,其中, 所述聚合物層包含交聯型聚合物。
- 如請求項12所述的液晶滴下工法用密封劑,其中, 所述被覆粒子的平均粒子徑為0.2 μm~10 μm。
- 一種液晶顯示面板的製造方法,包括: 於一對基板的其中一基板上塗佈如請求項1至請求項14中任一項所述的液晶滴下工法用密封劑,來形成密封圖案的步驟; 在所述密封圖案未硬化的狀態下,於所述其中一基板的所述密封圖案的區域內或另一基板上滴下液晶的步驟; 將所述其中一基板與所述另一基板介隔所述密封圖案而重疊的步驟;以及 使所述密封圖案硬化的步驟。
- 如請求項15所述的液晶顯示面板的製造方法,其中, 於使所述密封圖案硬化的步驟中,對所述密封圖案照射光。
- 如請求項16所述的液晶顯示面板的製造方法,其中, 所述光包含可見光。
- 如請求項16或請求項17所述的液晶顯示面板的製造方法,其中, 於使所述密封圖案硬化的步驟中,於照射光後進行加熱。
- 一種液晶顯示面板,包含: 如請求項1至請求項14中任一項所述的液晶滴下工法用密封劑的硬化物。
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