CN100410782C - 液晶密封材料和液晶显示单元及制造液晶显示单元的方法 - Google Patents

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Abstract

揭示了一种光聚合引发剂，该引发剂污染液晶的可能性极低，以及提供使用所述光聚合引发剂的液晶密封材料。具体来说，揭示了一种液晶密封材料，其特征是包含(a)通式(1)表示的活性光聚合引发剂和(b)可光致聚合的树脂：(式中R1表示包含1-10个碳原子的二价的直链、支链或环状低级亚烷基，或者亚芳基；R2表示包含1-10个碳原子的二价的支链、支链或环状的低级亚烷基，或亚芳基；Ar表示亚芳基；R3表示氢原子或甲基；X和Y分别表示O或S；Z是羟基或吗啉基)。

Description

液晶密封材料和液晶显示单元及制造液晶显示单元的方法
技术领域
本发明涉及液晶密封材料和使用该密封材料的液晶显示单元(cell)。更具体来说，本发明涉及用于制造液晶显示单元的液晶密封材料，在所述液晶显示单元中，通过以下步骤密封液晶：将液晶滴落在形成于一基片之上的可通过结合的光-热固化法固化的液晶密封材料壁之内，然后将另一基片层叠在其上，并使所述液晶密封材料固化，本发明还涉及使用所述液晶密封材料制造的液晶现实单元。
背景技术
近年来，随着液晶显示单元大型化，已经提出具有更高生产率的所谓液晶滴落(dropping)技术作为制造液晶显示单元的方法(参见专利文献1和专利文献2)。具体来说，该制造方法包括将液晶滴落在形成于一基片上的液晶密封材料之内，然后将另一基片层叠在其上，以密封液晶。
然而，在此液晶滴落法中，由于当液晶密封材料最初与液晶接触时是处于未固化状态的，因此会造成在接触时，所述液晶密封材料的组分溶解在所述液晶中的问题，还会造成液晶的电阻率减小，从而在密封部分的附近产生显示缺陷。
在液晶滴落法中，层叠基片之后，有三种方法用来使液晶密封材料固化，即热固化、光固化和结合的光-热固化。热固化法的问题在于，在固化过程中，由于液晶受热膨胀，使得液晶从变得低粘度的液晶密封材料中漏出，以及变得低粘度的液晶密封材料的组分溶解在液晶中。这些问题难以解决，因此热固化法尚未用于实际应用。
另一方面，用于光固化法的液晶密封材料包括两种，根据光聚合引发剂的种类，它们分别为阳离子聚合型和自由基聚合型。由于阳离子聚合型液晶密封材料(参见专利文献3)在光固化时产生离子，当这种密封材料用于液晶滴落法时，所造成的问题是在接触的状态下离子组分洗提(elute)到液晶中，液晶的电阻率减小。由于自由基聚合型液晶密封材料(参见专利文献4)在光固化时具有很大的固化收缩，因此其问题是粘合强度不足。阳离子聚合型和自由基聚合型光固化法同时具有的问题包括：液晶显示单元阵列基片的金属布线部分和滤色器基片的黑色基质部分形成使光线无法进入的液晶密封材料的遮光部分，使得遮光部分不发生固化。
热固化法和光固化法具有这样的各种问题，实际上人们认为结合的光-热固化法是最实用的方法(参见专利文献5)。结合的光-热固化法的特征是用光对基片之间的液晶密封材料进行辐照，使其发生初次固化，然后进行加热，使其二次固化。用于结合的光-热固化法的液晶密封材料所需的重要特征包括：在光辐照之前和之后以及热固化之前和之后的所有过程中，液晶密封材料都不会污染液晶，具体来说需要应对上述遮光部分的对策，即防止在热固化时，密封材料组分从未光固化的密封材料部分被洗提到液晶中。设想了以下方案作为解决方法：(1)在低温下，在密封材料组分洗提出之前快速固化，(2)选定在密封材料中的组分几乎不会被洗提到液晶组合物中等。当然，在低温下快速固化伴有在使用过程中适用期变差的问题，这实际上是个大问题。因此，为了获得具有长适用期、而且对液晶具有低污染性的液晶密封材料，需要液晶密封材料由几乎不会被洗提到液晶组合物中的组分组成。
但是问题在于，苯乙酮引发剂、苯偶姻引发剂和二苯甲酮引发剂之类的光聚合引发剂在与液晶接触时很容易洗提到液晶中，进一步减小液晶的电阻率数值。
专利文献6描述了光聚合引发剂。认为所述的聚合引发剂能够在加热过程中减少洗提，这是由于所述引发剂分子中同时具有光活性基团(丙烯酰基)和光引发位点，使得该引发剂在光聚合之后被俘获在固化的材料中。从结构考虑，假定引发剂是使用三种组分IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)、2-羟基-4’-羟基乙氧基-2-甲基苯基乙基酮和HEA(2-羟基丙烯酸酯)作为原料化合物，通过依次的加成反应或同时的加成反应合成的。然而很难设想所述专利文献中所述的结构式会产生光生自由基。另外，由于该引发剂是用三种组分合成的产物，因此由于大量副产物和残余的原料组分造成的对液晶的污染问题尚有待解决。另外，预计对目标化合物的分离和纯化将会具有很高的成本，而且工业上很难实现。
专利文献7也描述了光聚合引发剂。但是这种引发剂也是基于类似的原理，是一种用三种组分合成的产物。因此，由于副产物和残留原料组分对液晶造成污染的问题以及难以分离和纯化的问题仍有待解决。
如上所述，从液晶污染方面来看，目前尚无能够用于液晶滴落法中使用的结合光-热固化类液晶密封材料的令人满意的光聚合引发剂。
[专利文献1]：日本专利申请公开公报(特开)第63-179323号
[专利文献2]：日本专利申请公开公报(特开)第10-239694号
[专利文献3]：日本专利申请公开公报(特开)第2001-89743号
[专利文献4]：日本专利申请公开公报(特开)第01-243029号
[专利文献5]：日本专利第2846842号
[专利文献6]：日本专利申请公开公报(特开)第2001-133794号
[专利文献7]：日本专利申请公开公报(特开)第2004-163763号
发明内容
发明要解决的问题
本发明涉及用于液晶滴落法的液晶密封材料，在所述液晶滴落法中通过以下步骤制造液晶显示单元：将液晶滴在一基片周边上形成的液晶密封材料壁之内，然后在其上叠置另一基片，用光对液晶密封部分进行辐照，然后对该密封部分进行热固化，本发明提供了一种液晶密封材料，这种密封材料在制造过程中对液晶的污染显著降低，对基片具有极好的涂覆操作性、层叠性和粘合强度。
解决这些问题的方法
为解决上述问题，本发明人通过广泛的研究，完成了本发明。具体来说，本发明涉及：
(1)一种液晶密封材料，该材料包含(a)通式(1)表示的活性光聚合引发剂和(b)可光固化的树脂：
[式1]
Figure C20058002979200061
X＝O或S
Y＝O或S
Z＝OH或
Figure C20058002979200062
(式中R1表示包含1-10个碳原子的二价的直链、支链或环状低级亚烷基，或者亚芳基；R2表示包含1-10个碳原子的二价的支链、支链或环状的低级亚烷基，或亚芳基；Ar表示亚芳基；R3表示氢原子或甲基；X和Y分别表示O或S；Z是羟基或吗啉代基)；
(2)如(1)所述的液晶密封材料，其中通式(1)中的R1是亚乙基；
(3)如(1)或(2)所述的液晶密封材料，其中通式(1)中的R2是亚乙基，Ar是亚苯基；
(4)如(1)-(3)中任一项所述的液晶密封材料，其中以液晶密封材料的总量为基准计，所述活性光聚合引发剂的含量为0.5-20重量％；
(5)如(1)-(4)中任一项所述的液晶密封材料，其中所述可光固化的树脂(b)是环氧(甲基)丙烯酸酯树脂；
(6)如(1)-(5)中任一项所述的液晶密封材料，该液晶密封材料还包含(c)无机填料；
(7)如(1)-(6)中任一项所述的液晶密封材料，该液晶密封材料还包含(d)环氧树脂和(e)热固化剂；
(8)如(7)所述的液晶密封材料，其中所述热固化剂(e)是二酰肼(dihydrazide)；
(9)如(1)-(8)中任一项所述的液晶密封材料，该液晶密封材料还包含(f)硅烷偶联剂；
(10)如(9)所述的液晶密封材料，其中所述硅烷偶联剂(f)包含氨基；
(11)一种液晶显示单元，该液晶显示单元被固化的材料密封，所述固化的材料可通过对(1)-(10)中任一项所述的液晶密封材料进行固化而得到；
(12)一种制造液晶显示单元的方法，该方法的特征是，将液晶滴落在形成于一基片上的如(1)-(10)中任一项所述的液晶密封材料壁之内，然后在其上叠置另一基片。
发明的效果
证明用于本发明的活性光聚合引发剂是对液晶造成污染的可能性显著降低，而且能够提高密封材料的可靠性的引发剂。另外，使用本发明具有极佳的对液晶污染可能性低的液晶密封材料，可以制造具有极佳可靠性的液晶显示单元。
本发明最佳实施方式
下面将详细描述本发明。
本发明中通式(1)表示的活性光聚合引发剂(a)可通过通式(2)所示的包含异氰酸酯基的(甲基)丙烯酸酯单体与通式(3)所示的包含羟基或巯基的芳酰基(aryloyl)化合物反应制得：
[式2]
Figure C20058002979200081
(式中R1表示包含1-10个碳原子的二价的直链、支链或环状低级亚烷基，或者亚芳基；R3表示氢原子或甲基)
[式3]
Figure C20058002979200082
X＝O或S
Y＝O或S
Z＝OH或
Figure C20058002979200083
(式中R2表示包含1-10个碳原子的二价的直链、支链或环状低级亚烷基，或者亚芳基；Ar是亚芳基；X和Y分别表示O或S；Z是羟基或吗啉代基)。
通式(2)所示的包含异氰酸酯基的自由基活性(甲基)丙烯酸酯单体并无特别限制，只要其结构包含能够与羟基或巯基反应的异氰酸酯基、而且分子中包含可自由基聚合的基团即可。R1这样的低级亚烷基表示包含1-10个碳原子的直链、支链或环状的、取代或未取代、饱和或不饱和烃，优选为包含1-10个碳原子的直链或支链的亚烷基，例如亚乙基、亚丙基或亚丁基。特别优选包含亚乙基的甲基丙烯酸2-异氰酸酯基乙酯。
对通式(3)表示的包含羟基或巯基的芳酰基化合物(不含活性基团的光聚合引发剂)并无特别的限制，只要该芳酰基化合物分子中包含能够与异氰酸酯基反应的羟基或巯基即可。R2这样的低级亚烷基表示包含1-10个碳原子的直链、支链或环状的、取代或未取代的、饱和或不饱和的烃。优选的是包含1-10个碳原子的直链或支链的亚烷基，例如亚乙基、亚丙基或亚丁基；亚芳基包括亚苯基、亚萘基、亚联苯基、亚吡咯基(pyrrolylene)和亚噻吩基(thienylene group)。特别优选的是2-羟基-4’-羟基乙氧基-2-甲基苯基乙基酮、1-[4-[(2-羟基乙基)-硫代]苯基]-2-甲基-2-(4-吗啉代)-1-丙酮或1-[4-(2-巯基乙基)-硫代]苯基]-2-甲基-2-(4-吗啉代)-1-丙酮，其R2为亚乙基，Ar为亚苯基。
这两种化合物在加热至70-100℃的条件下发生缩合反应，以制得目标活性光聚合引发剂(a)。反应中这两种化合物的用量使得通式(3)所表示的化合物的量约为0.9-1.1摩尔/1.0摩尔通式(2)所示的化合物。在此反应过程中，可任选地使用溶剂。
由于通过该方法合成的活性光聚合引发剂包含可自由基聚合的活性基团以及自由基生成基团，该引发剂也会由于存在活性基团而发生交联，促进了固化反应。因此，所述活性光聚合引发剂几乎不会洗提到对未反应的杂质十分敏感的液晶中，不会在液晶排列中造成缺陷，可以保持平板的可靠性。另外，由于所述活性光聚合引发剂是使用通式(2)表示的包含异氰酸酯基的自由基活性(甲基)丙烯酸酯单体与通式(3)表示的包含羟基或巯基的芳酰基化合物以1∶1的比例反应生成的产物，因此既不会产生杂质，也不会产生异构体。因此，从污染液晶的可能性方面来看，所述引发剂是更可靠的材料。
在本发明的液晶密封材料中，活性光聚合引发剂组分(a)的含量优选为0.5-20重量％，特别优选为2-10重量％。当所述活性光聚合引发剂的含量小于2重量％时，有时光固化反应无法充分进行。另一方面，当其含量大于20重量％时，有时过多的引发剂会造成引发剂污染液晶、降低固化的树脂的性能的问题。
对用于本发明的可光固化的树脂(b)并没有特别的限制，只要其洗提到液晶中的程度很低即可，但是从污染液晶的方面来看，特别优选环氧(甲基)丙烯酸酯。所述环氧丙烯酸酯树脂或环氧甲基丙烯酸酯树脂(b)组分可通过使用丙烯酸或甲基丙烯酸对分子中包含至少两个环氧基团的环氧树脂进行酯化而制得。这种合成反应可通过公知的方法进行。例如，在80-110℃下，在催化剂(例如，苄基二甲基胺、三乙基胺、氯化苄基三甲基铵、三苯基膦和三苯基
Figure C20058002979200091
)和聚合引发剂(例如米吐醌(metoquinone)、氢醌、甲基氢醌、吩噻嗪和二丁基羟基甲苯)的存在下，用当量比的丙烯酸或甲基丙烯酸对环氧树脂进行酯化。分子中包含至少两个环氧基的环氧树脂包括例如双酚A环氧树脂、烷基取代的双酚A环氧树脂、烯化氧加成的双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、烷基取代的双酚F环氧树脂、烯化氧加成的双酚F环氧树脂、双酚S环氧树脂、烷基取代的双酚S环氧树脂、烯化氧加成的双酚S环氧树脂、酚醛清漆环氧树脂、甲酚线型酚醛环氧树脂、联苯环氧树脂、萘环氧树脂、缩水甘油胺环氧树脂、二环戊二烯环氧树脂、硅氧烷改性的环氧树脂、氨基甲酸酯改性的环氧树脂和橡胶改性的环氧树脂。优选的是双酚A环氧树脂、烷基取代的双酚A环氧树脂、烯化氧加成的双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、烷基取代的双酚F环氧树脂、烯化氧加成的双酚F环氧树脂、双酚S环氧树脂、烷基取代的双酚S环氧树脂和烯化氧加成的双酚S环氧树脂。
在本发明中，液晶密封材料中可光固化的树脂(b)的含量优选约为20-80重量％。
可用于本发明的无机填料(c)包括熔凝氧化硅、结晶氧化硅、碳化硅、氮化硅、氮化硼、碳酸钙、碳酸镁、硫酸钡、硫酸钙、云母、滑石、粘土、氧化铝、氧化镁、氧化锆、氢氧化铝、氢氧化镁、硅酸钙、硅酸铝、硅酸铝锂、硅酸锆、钛酸钡、玻璃纤维、碳纤维、二硫化钼、石棉等，优选是熔凝氧化硅，结晶氧化硅，氮化硅，氮化硼，碳酸钙，硫酸钡，硫酸钙，云母，滑石，粘土，氧化铝，氢氧化铝，硅酸钙和硅酸铝；更优选是熔凝氧化硅，结晶氧化硅，氧化铝和滑石。这些无机填料可以两种或更多种混合使用。
本发明中可用于液晶密封材料中的无机填料的含量通常为5-40重量％，优选为15-25重量％。当无机填料的含量小于5重量％时，由于与玻璃基片的粘合强度减小，而且防潮可靠性很差，所以有时候吸潮之后的粘合强度会显著减小。另一方面，当含量超过40重量％的时候，由于无机填料含量过高，有时候难以对密封材料进行压制，无法形成液晶单元的间隙。
可用于本发明的环氧树脂(d)并无特殊限制，但是从污染液晶的可能性方面来看，优选的是几乎不会洗提到液晶中的环氧树脂。这些环氧树脂包括但不限于例如双酚S环氧树脂(式4)：
[式4]
Figure C20058002979200101
间苯二酚二缩水甘油醚多聚体(式5)：
[式5]
Figure C20058002979200111
(式中n表示1-10的整数)
环氧乙烷加成的双酚S的二缩水甘油醚(式6)：
[式6]
Figure C20058002979200112
环氧乙烷加成的双酚芴的二缩水甘油醚(式7)：
[式7]
Figure C20058002979200113
本发明所用的环氧树脂中可水解的氯的含量优选不大于600ppm，更优选是不大于300ppm。如果水解氯量超过600ppm，有时会发生液晶密封材料污染液晶的问题。可水解氯的量可采用以下方法定量测定：例如将约0.5g环氧树脂溶解在20ml二噁烷中，用5ml 1N KOH/乙醇溶液回流30分钟后，用0.01N的硝酸银溶液滴定。
液晶用密封材料中环氧树脂(d)的含量优选约为5-50重量％。
本发明液晶密封材料优选包含热固化剂(e)。尽管对热固化剂没有特殊的限制，只要其能够与环氧树脂反应形成固化材料即可，但是重要的是，在加热时，固化剂就快速均匀地开始反应，使液晶密封材料不对液晶造成污染，另外，当在室温下使用时，粘度几乎不会随时间发生变化。为了使要密封的液晶的性质降低最小，液晶密封材料通常需要能够在120℃、约1小时的条件下发生低温固化。从上面几点来看，特别优选将多官能酰肼和多元胺用作本发明液晶密封材料的热固化组分。
多官能酰肼表示每分子包含两个或两个以上酰肼基的酰肼，其具体例子包括，但不限于碳酰肼、乙二酰肼、丙二酰肼、丁二酰肼、己二酰肼、庚二酰肼、辛二酰肼、壬二酰肼、癸二酰肼、十二烷二酰肼、十六烷二酰肼、顺丁烯二酰肼、反丁烯二酰肼、二甘醇二酰肼、酒石二酰肼、羟基丁二酰肼、间苯二酰肼、对苯二酰肼、2，6-萘二酰肼、4，4-双苯二酰肼、1，4-萘二酰肼、2，6-吡啶二酰肼、1，2，4-苯三酰肼、均苯四酰肼、1，4，5，8-萘四酰肼和1，3-双(肼基碳乙基)-5-异丙基乙内酰脲之类的具有缬氨酸乙内酰脲骨架的二酰肼。当使用多官能二酰肼为固化剂时，优选使其粒度变小，使其能够均匀分散，从而能够用作潜固化剂。在这些多官能二酰肼中，优选是二酰肼。从液晶污染性的角度来看，特别优选的是己二酰肼、间苯二酰肼和具有缬氨酸乙内酰脲骨架的二酰肼。平均粒度优选不大于3微米，更优选不大于2微米，这是由于如果平均粒度过大，在制造窄间隙的液晶单元时，上下玻璃基片层叠时会造成无法良好形成间隙的毛病。类似地，最大粒度较优选不大于8微米，更优选不大于5微米。固化剂的粒度采用激光衍射-散射型粒度分布测定仪(干型)(LMS-30，Seishin Enterprise Co.，Ltd.制造)测量。优选对平均粒度进行控制，使其不要过小(例如，不大于0.1微米)。
另一方面，多元胺包括二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基砜和二氨基二苯基醚。
在本发明的液晶密封材料中，以组分(d)的环氧基的当量为基准计，组分(e)的配比优选为0.8-1.5当量，更优选为0.9-1.2当量。当化合物(d)的量小于0.8当量时，热固化反应无法充分进行，有时粘合强度和玻璃化转变温度会降低。另一方面，如果当量超过1.5，固化剂会剩下来，粘合强度会减小，有时适用期会变差。
为了提高粘合强度，本发明的液晶密封材料宜含有硅烷偶联剂(f)。硅烷偶联剂的例子包括：3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)3-氨基丙基甲基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、N-(2-(乙烯基苄基氨基)乙基)3-氨基丙基三甲氧基硅烷盐酸盐、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷和3-氯丙基三甲氧基硅烷。这些硅烷偶联剂可两种或更多种混合使用。在这些硅烷偶联剂中优选使用含一个氨基的硅烷偶联剂，以获得更佳的粘合强度。通过使用硅烷偶联剂，提高粘合强度，获得具有优良的抗湿可靠性的液晶密封材料。
液晶密封材料中硅烷偶联剂(f)的含量优选约为0.01-1重量％。
本发明的液晶密封材料还可任选地包含有机溶剂、有机填料、无机填料和添加剂，例如颜料、流平剂和消泡剂。
一种制得本发明液晶密封材料的方法包括首先组分(a)、组分(b)以及任选的组分(d)和组分(f)溶解混合。随后以规定的量向该混合物中加入无机填料组分(c)，如果使用组分(d)的话，还要加入组分(e)作为热固化剂，还任选地加入有机填料、消泡剂、流平剂等，本发明的液晶密封材料可通过公知的混合设备均匀混合而制得，例如三辊机、砂磨机、球磨机等。
本发明的液晶显示单元包括：一对以规定间隙对置的基片，基片上形成有预定的电极，基片周边部分用本发明的液晶密封材料密封，液晶包封在间隙内。对包封的液晶种类没有特别的限制。在此，基片由以下材料的组合制成，这些基片中的至少一片具有透光性：玻璃、石英、塑料或硅。制备方法包括：例如将玻璃纤维之类的间隔材料(间隙控制材料)加在本发明的液晶密封材料中，然后使用分配器等，将液晶密封材料施涂在成对基片之一的周边上，然后将液晶滴在液晶密封材料壁之内，在真空条件下将另一基片叠放在其上，调节间隙。形成间隙后，使用紫外线辐照设备，对液晶密封部分进行紫外线辐照，使液晶密封部分光固化。紫外线辐照剂量优选是500-6000毫焦/平方厘米，更优选是1000-4000毫焦/平方厘米。之后，在90-130℃固化1-2小时制得本发明的液晶显示单元。这样制得的本发明的液晶显示单元没有液晶污染所导致的显示缺陷，具有极好的粘合性和抗湿可靠性。间隔材料的例子包括玻璃纤维、二氧化硅小球、聚合物小球等。尽管间隔材料的直径依目的不同而不同，但是间隔材料的直径通常为2-8微米，优选是4-7微米。其用量以本发明液晶用密封剂为100重量份计，通常为0.1-4重量份，优选是0.5-2重量份，更优选是0.9-1.5重量份。
实施例
以下实施例进一步详细描述了本发明。
合成实施例1  (a)活性光聚合引发剂的合成1
将155克作为包含异氰酸酯基的自由基活性(甲基)丙烯酸酯单体的甲基丙烯酸-2-异氰酸酯基乙酯(Karenz MOI，Showa Denko KK生产)和224克作为包含羟基的芳酰基化合物的2-羟基-4’-羟基乙氧基-2-甲基苯基乙基酮(IRG-2959，Chiba Speciality Chemicals Corp.生产)置于反应容器中，向其中加入0.76克作为聚合引发剂的甲基氢醌。使该混合物升温至80℃，该混合物在所述温度下搅拌约26小时。制得的反应溶液溶解在甲基异丁基酮和甲苯的混合溶剂中，然后用水洗涤。然后蒸馏除去甲基异丁基酮和甲苯，使用乙酸乙酯和正己烷重结晶制得以下结构式表示的目标活性光聚合引发剂：
[式8]
Figure C20058002979200141
合成实施例2  (a)活性光聚合引发剂的合成2
将155克作为包含异氰酸酯基的自由基活性(甲基)丙烯酸酯单体的甲基丙烯酸-2-异氰酸酯基乙酯(Karenz MOI，Showa Denko KK生产)与325克作为包含巯基的芳酰基化合物的1-[4-[2-(-巯基乙基)-硫代]苯基]-2-甲基-2-(4-吗啉代)-1-丙酮(CGI967，Chiba Speciality Chemicals Corp.生产)置于反应容器中，然后溶于320克甲苯中；向其中加入0.96克作为聚合引发剂的甲基氢醌。使该混合物升温至80℃，该混合物在所述温度下搅拌约32小时。将制得的反应溶液溶解在甲基异丁基酮和甲苯的混合溶剂中，然后用水洗涤。然后蒸馏除去甲基异丁基酮和甲苯，制得以下结构所示的目标活性光聚合引发剂：
[式9]
Figure C20058002979200142
比较合成实施例1  专利文献6的活性光聚合引发剂的合成
将58克作为自由基活性丙烯酸酯单体的丙烯酸-2-羟基乙酯(HEA，OsakaOrganic Chemical Industry Ltd.生产)与84克作为二异氰酸酯的异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI，Nippon Polyurethane Industry Co.，Ltd.生产)置于反应容器中，向其中加入0.51克作为聚合引发剂的甲基氢醌。该混合物升温至80℃，该混合物在所述温度下搅拌约12小时。向得到的反应混合物中加入112克作为包含羟基的芳酰基化合物的2-羟基-4’-羟基乙氧基-2-甲基苯基乙基酮(IRG-2959，ChibaSpeciality Chemicals Corp.生产)；然后使该溶液升温至80℃，该溶液在所述温度下搅拌约26小时。将得到的反应溶液溶解在甲基异丁基酮和甲苯的混合溶剂中。然后将甲基异丁基酮和甲苯蒸馏出来，以制得专利文献6中所述的活性光聚合引发剂(KR-02)。
实施例1
在90℃对7.2重量份合成实施例1合成的活性光聚合引发剂、120重量份双酚F环氧树脂的环氧丙烯酸酯(YDF-8170C，环氧当量：160克/当量，Tohto KaseiCo.，Ltd.生产)、30重量份作为环氧树脂的RE-203(环氧乙烷加成的双酚S环氧树脂，环氧当量：233克/当量，Nippon Kayaku Co.，Ltd.生产)和0.2重量份氨基硅烷偶联剂(N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三甲氧基硅烷，Shin-Etsu Silicones Co.，Ltd.生产KBM-603)进行加热和溶解，制得树脂溶液。将此树脂溶液冷却至室温，然后加入10.1重量份的己二酰肼(商品名：ADH；Otsuka Chemical Co.，Ltd.生产的气流粉碎机粉碎级别，经过进一步细粉碎)、25重量份氧化铝(SPC-A1生产，平均粒度：1.0微米)和5.8重量份橡胶(Paraloid EXL-2655，Osaka Kasei Co.，Ltd.生产，平均粒度：微米)，使用三轴辊捏合制得本发明的液晶密封材料。液晶密封材料的粘度(25℃)为240Pa·s(使用Toki Sangyo Co.，Ltd.制造的R-型粘度计测量)。
实施例2
依照与实施例1相同的步骤制备液晶密封材料，其不同之处在于使用合成实施例2中合成的活性光聚合引发剂代替合成实施例1中合成的活性光聚合引发剂。液晶密封材料的粘度(25℃)为260Pa·s(使用Toki Sangyo Co.，Ltd.制造的R-型粘度计测量)。
比较例1
依照与实施例1相同的步骤制备液晶密封材料，其不同之处在于使用比较合成实施例1中合成的活性光聚合引发剂代替合成实施例1中合成的活性光聚合引发剂。液晶密封材料的粘度(25℃)为320Pa·s(使用Toki Sangyo Co.，Ltd.制造的R-型粘度计测量)。
材料对液晶污染的测试
四种光聚合引发剂(合成实施例1、合成实施例2中合成的两种光聚合引发剂和比较合成实施例1的光聚合引发剂，以及常用的咔唑引发剂，3，6-二(2-甲基-2-吗啉基丙酰基)-9-正辛基咔唑)各自在接近其熔点的温度下熔融，然后将0.1克的各样品加入样品管中；各种样品在80℃下用2,000毫焦/厘米2的紫外线辐照；将所得的固化的样品中加入1毫升液晶(MLC-6866-100，Merck Ltd.生产)，然后放入烘箱中，在120℃处理1小时，然后使其在室温下静置0.5小时。仅从每个处理过的样品瓶中取出液晶，置于Liquid电极LE21(Ando Electric Co.，Ltd.中)，使用电位计R-8340(Advantest Corp.制造)，在4分钟后，在10伏的测量电压下测量液晶的电阻率数值。溶出的物质也使用气相色谱定量。结果列于表1。
密封材料粘合强度的测试
在100克制得的液晶密封材料中加入作为间隔材料的1克(5微米)玻璃纤维，搅拌混合该混合物。将制得的液晶密封材料施涂在50毫米×50毫米的玻璃基片上，并将一1.5毫米×1.5毫米的玻璃片粘合在该液晶密封材料上，用UV辐照设备产生的2000毫焦/平方厘米的紫外线辐照后，将该组件放入一烘箱内，并于120℃保持1小时以进行固化。测定玻璃片的剪切粘合强度。结果列于表2。
密封材料的玻璃化转变温度
将制得的液晶用密封剂夹在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜之间，将密封剂制成100微米厚的薄膜，用UV辐照设备发出的2000毫焦/平方厘米的紫外线辐照后，放入烘箱，并于120℃保持1小时以进行固化。固化后，剥去PET薄膜得到样品。使用热-机械分析装置TMA(Shinku-Riko Inc.的产品)，以拉伸模式测定样品的玻璃化转变温度。结果列于表2。
从表1可以清楚地看出，本发明合成实施例1和合成实施例2的引发剂在电阻率数值和溶出物质方面都获得了理想的结果；另一方面，比较合成实施例1的活性光聚合引发剂具有相当量的不含光活性基团的副产物溶出。另外，如表2所示，本发明的实施例1的粘度低于比较实施例1；因此实施例1具有优良的可处理性，例如可分散性，还具有优良的液晶密封材料特质，例如粘合强度和玻璃化转变温度。
如上所述，证明本发明的引发剂提供了很低的污染液晶的可能性，而且该引发剂提高了密封材料的可靠性。密封材料的机械性质，例如粘合强度和玻璃化转变温度并不逊于常规的密封材料，该引发剂可很有效地用作液晶滴落法中所用的密封材料的光聚合引发剂。
[表1]
合成实施例1的引发剂 合成实施例2的引发剂 比较合成实施例1的引发剂 咔唑引发剂
与污染相关的电阻率数值 3.09E+12 2.22E+12 4.21E+11 6.30E+9
溶入液晶中的量 0.03％ 0.02％ 0.15％ 12％
[表2]
实施例1 实施例2 比较例1
粘度(25℃) 240Pa·s 260Pa·s 320Pa·s
粘合强度 87兆帕 83兆帕 82兆帕
玻璃化转变温度 110℃ 115℃ 101℃

Claims (12)

1. 一种液晶密封材料，该液晶密封材料包含(a)通式(1)所示的活性光聚合引发剂和(b)可光致固化的树脂：
[式1]
Figure C2005800297920002C1
X＝O或S
Y＝O或S
Z＝OH或
式中，R1表示包含1-10个碳原子的二价的直链、支链或环状的低级亚烷基，或者亚芳基；R2表示包含1-10个碳原子的二价的直链、支链或环状的低级亚烷基，或亚芳基；Ar表示亚芳基；R3表示氢原子或甲基；X和Y分别表示O或S；Z是羟基或吗啉基。
2. 如权利要求1所述的液晶密封材料，其特征在于，通式(1)中的R1是亚乙基。
3. 如权利要求1或2所述的液晶密封材料，其特征在于，通式(1)中的R2是亚乙基，Ar是亚苯基。
4. 如权利要求1或2所述的液晶密封材料，其特征在于，以全部液晶密封材料为基准计，所述活性光聚合引发剂的含量为0.5-20重量％。
5. 如权利要求1或2所述的液晶密封材料，其特征在于，所述(b)可光致固化的树脂是环氧(甲基)丙烯酸酯树脂。
6. 如权利要求1或2所述的液晶密封材料，其特征在于，该液晶密封材料还包含(c)无机填料。
7. 如权利要求1或2所述的液晶密封材料，其特征在于，该液晶密封材料还包含(d)环氧树脂和(e)热固化剂。
8. 如权利要求7所述的液晶密封材料，其特征在于，所述(e)热固化剂是二酰肼。
9. 如权利要求1或2所述的液晶密封材料，其特征在于，该液晶密封材料还包含(f)硅烷偶联剂。
10. 如权利要求9所述的液晶密封材料，其特征在于，所述(f)硅烷偶联剂包含氨基。
11. 一种液晶显示单元，该液晶显示单元用固化的材料密封，所述固化的材料是通过对权利要求1-10中任一项所述的液晶密封材料进行固化而得到。
12. 一种制造液晶显示单元的方法，其特征在于，将液晶滴落在形成于基片上的如权利要求1-10中任一项所述的液晶密封材料的壁之内，然后在其上叠置另一基片。
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