JP2016081064A - 液晶表示素子用シール剤、上下導通材料、及び、液晶表示素子 - Google Patents

液晶表示素子用シール剤、上下導通材料、及び、液晶表示素子 Download PDF

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Abstract

【課題】接着性に優れ、シールブレイクや液晶汚染の発生を抑制できる液晶表示素子用シール剤を提供する。また、該液晶表示素子用シール剤を用いて製造される上下導通材料及び液晶表示素子を提供する。【解決手段】液晶表示素子の基板間における液晶の封止に用いる液晶表示素子用シール剤であって、硬化性樹脂と、重合開始剤及び/又は熱硬化剤と、最大粒子径が前記液晶表示素子のセルギャップの100%以上の柔軟粒子とを含有し、前記柔軟粒子は、液晶表示素子の基板に固着可能な官能基及び/又は硬化性樹脂と反応可能な官能基を有する液晶表示素子用シール剤である。【選択図】なし

Description

本発明は、接着性に優れ、シールブレイクや液晶汚染の発生を抑制できる液晶表示素子用シール剤に関する。また、本発明は、該液晶表示素子用シール剤を用いて製造される上下導通材料及び液晶表示素子に関する。
近年、液晶表示セル等の液晶表示素子の製造方法としては、タクトタイム短縮、使用液晶量の最適化といった観点から、特許文献1、特許文献2に開示されているような、硬化性樹脂と光重合開始剤と熱硬化剤とを含有する光熱併用硬化型のシール剤を用いた滴下工法と呼ばれる液晶滴下方式が用いられている。
滴下工法では、まず、2枚の電極付き透明基板の一方に、ディスペンスにより長方形状のシールパターンを形成する。次いで、シール剤が未硬化の状態で液晶の微小滴を透明基板の枠内全面に滴下し、すぐに他方の透明基板を重ね合わせ、シール部に紫外線等の光を照射して仮硬化を行う。その後、液晶アニール時に加熱して本硬化を行い、液晶表示素子を作製する。基板の貼り合わせを減圧下で行うようにすれば、極めて高い効率で液晶表示素子を製造することができ、現在この滴下工法が液晶表示素子の製造方法の主流となっている。
ところで、携帯電話、携帯ゲーム機等、各種液晶パネル付きモバイル機器が普及している現代において、装置の小型化は最も求められている課題である。小型化の手法として、液晶表示部の狭額縁化が挙げられ、例えば、シール部の位置をブラックマトリックス下に配置することが行われている(以下、「狭額縁設計」ともいう)。
しかしながら、滴下工法で狭額縁設計の液晶表示素子を製造すると、ブラックマトリックスによりシール部に光の当たらない箇所が存在するため、充分に光照射されず硬化が進行しない光硬化性樹脂の部分が生じ、未硬化のシール剤が液晶と接するため、液晶がシール剤に差し込み、シールブレイクが発生して液晶が漏れ出してしまうことや、仮硬化工程後に未硬化の光硬化性樹脂が溶出してしまい、液晶が汚染されることがあるという問題があった。
特開2001−133794号公報 国際公開第02/092718号
本発明は、接着性に優れ、シールブレイクや液晶汚染の発生を抑制できる液晶表示素子用シール剤を提供することを目的とする。また、本発明は、該液晶表示素子用シール剤を用いて製造される上下導通材料及び液晶表示素子を提供することを目的とする。
本発明は、液晶表示素子の基板間における液晶の封止に用いる液晶表示素子用シール剤であって、硬化性樹脂と、重合開始剤及び/又は熱硬化剤と、最大粒子径が上記液晶表示素子のセルギャップの100%以上の柔軟粒子とを含有し、上記柔軟粒子は、液晶表示素子の基板に固着可能な官能基及び/又は硬化性樹脂と反応可能な官能基を有する液晶表示素子用シール剤である。
以下に本発明を詳述する。
本発明者らは、最大粒子径が液晶表示素子のセルギャップの100%以上の柔軟粒子を配合することにより、液晶表示素子の基板を貼り合わせた際に、該柔軟粒子が他のシール剤成分と液晶との間の障壁となって、液状のシール剤成分が流動することによるシールブレイクや液晶汚染の発生を抑制できることを見出した。しかしながら、液晶表示素子を製造する際の基板貼り合わせ工程において、シール剤が流動することにより該柔軟粒子による障壁が形成できない部分が生じ、その結果、シールブレイクの発生を充分に抑制できなくなることがあった。
そこで本発明者らは更に鋭意検討した結果、柔軟粒子に特定の官能基を付与し、柔軟粒子を基板と固着させる又は硬化性樹脂中に留めることにより、接着性に優れ、シールブレイクや液晶汚染の発生を抑制できる液晶表示素子用シール剤を得ることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
本発明の液晶表示素子用シール剤は、液晶表示素子の基板間における液晶の封止に用いられる。
本発明の液晶表示素子用シール剤は、最大粒子径が、液晶表示素子のセルギャップの100%以上である柔軟粒子(以下、単に「柔軟粒子」ともいう)を含有する。上記柔軟粒子は、液晶表示素子を製造する際に、他のシール剤成分と液晶との間の障壁となって、液晶がシール剤に差し込むこと、及び、シール剤が液晶へ溶出することを防止する役割を有する。また、上記柔軟粒子を配合することにより、基板を貼り合わせた後、シール剤が硬化するまでの基板のずれを防止することができる。
液晶表示素子のセルギャップは、表示素子により異なるため限定されないが、一般的な液晶表示素子のセルギャップは、2〜10μmである。
上記柔軟粒子の最大粒子径は、液晶表示素子のセルギャップの100%以上である。上記柔軟粒子の最大粒子径が液晶表示素子のセルギャップの100%未満であると、シールブレイクや液晶汚染を充分に抑制することができなくなる。上記柔軟粒子の最大粒子径は、液晶表示素子のセルギャップの100%を超えることが好ましい。また、上記柔軟粒子の最大粒子径は、5μm以上であることが好ましい。
また、上記柔軟粒子の最大粒子径の好ましい上限は20μmである。上記柔軟粒子の最大粒子径が20μmを超えると、スプリングバックを起こし、得られる液晶表示素子用シール剤が接着性に劣るものとなったり、得られる液晶表示素子にギャップ不良が生じたりすることがある。上記柔軟粒子の最大粒子径のより好ましい上限は15μmである。
更に、上記柔軟粒子の最大粒子径は、セルギャップの2.6倍以下であることが好ましい。上記柔軟粒子の最大粒子径がセルギャップの2.6倍を超えると、スプリングバックを起こし、得られる液晶表示素子用シール剤が接着性に劣るものとなったり、得られる液晶表示素子にギャップ不良が生じたりすることがある。上記柔軟粒子の最大粒子径のより好ましい上限はセルギャップの2.2倍、更に好ましい上限はセルギャップの1.7倍である。
なお、本明細書において、上記柔軟粒子の最大粒子径及び後述する平均粒子径は、シール剤に配合する前の粒子について、レーザー回折式粒度分布測定装置を用いて測定することにより得られる値を意味する。上記レーザー回折式粒度分布測定装置としては、マスターサイザー2000(マルバーン社製)等を用いることができる。
上記柔軟粒子は、液晶表示素子の基板に固着可能な官能基及び/又は硬化性樹脂と反応可能な官能基を有する。上記液晶表示素子の基板に固着可能な官能基及び/又は硬化性樹脂と反応可能な官能基を有することにより、上記柔軟粒子を基板と固着させる又は硬化性樹脂中に留めることができ、該柔軟粒子が障壁となってシールブレイクを充分に抑制できるものとなる。また、このような官能基を有することにより、シール剤中における柔軟粒子の分散性が向上し、かつ、シール剤の塗布性を悪化させることなく配合量を増やすことができるため、シールブレイクや液晶汚染の発生をより抑制できるものとなる。
上記液晶表示素子の基板に固着可能な官能基及び/又は硬化性樹脂と反応可能な官能基としては、エチレン性不飽和二重結合を含む基、エポキシ基、炭素数1〜30の炭化水素基、シロキシ基、イソシアネート基、又は、アミノ基が好ましく、保存安定性の観点から、(メタ)アクリロイルオキシ基、エポキシ基、炭素数1〜30のアルキル基、又は、シロキシ基がより好ましい。
なお、本明細書において上記「(メタ)アクリロイル」はアクリロイル又はメタクリロイルを意味する。
上記液晶表示素子の基板に固着可能な官能基及び/又は硬化性樹脂と反応可能な官能基は、例えば、上記液晶表示素子の基板に固着可能な官能基及び硬化性樹脂と反応可能な官能基のいずれも有さない柔軟粒子(以下、「未処理の柔軟粒子」ともいう)を、上記液晶表示素子の基板に固着可能な官能基及び/又は硬化性樹脂と反応可能な官能基を有する表面処理剤によって表面処理すること等により導入することができる。
具体的には例えば、未処理の柔軟粒子に表面処理剤を噴霧する方法や、未処理の柔軟粒子と表面処理剤とを溶媒中にて混合し、減圧乾燥等により溶媒を除去する方法や、未処理の柔軟粒子の表面に表面処理剤をグラフト重合する方法等が挙げられる。
上記表面処理剤としては、例えば、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、エトキシ−ジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシ−トリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシ−ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−アクリロイロキシエチル−コハク酸、メチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、エチルカルビトール(メタ)アクリレート等が挙げられる。
なお、本明細書において、上記「(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。
また、シランカップリング剤を上記表面処理剤として使用してもよい。
上記シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(ビニルベンジル)−2−アミノエチル−3−アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、3−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
上記柔軟粒子は、上記レーザー回折式分布測定装置により測定された柔軟粒子の粒度分布のうち、5μm以上の粒子径の粒子の含有割合が体積頻度で60%以上であることが好ましい。5μm以上の粒子径の粒子の含有割合が体積頻度で60%未満であると、シールブレイクや液晶汚染を充分に抑制することができなくなることがある。5μm以上の粒子径の粒子の含有割合は、80%以上であることがより好ましい。
上記柔軟粒子は、シールブレイクや液晶汚染の発生を抑制する効果をより発揮する観点から、液晶表示素子のセルギャップの100%以上の粒子を、柔軟粒子全体中における粒度分布の70%以上含有することが好ましく、液晶表示素子のセルギャップの100%以上の粒子のみで構成されることがより好ましい。
上記柔軟粒子の平均粒子径の好ましい下限は2μm、好ましい上限は15μmである。上記柔軟粒子の平均粒子径が2μm未満であると、シール剤の液晶への溶出を充分に防止できないことがある。上記柔軟粒子の平均粒子径が15μmを超えると、得られる液晶表示素子用シール剤が接着性に劣るものとなったり、得られる液晶表示素子にギャップ不良が生じたりすることがある。上記柔軟粒子の平均粒子径のより好ましい下限は4μm、より好ましい上限は12μmである。
上記柔軟粒子としては、全体の最大粒子径が上述した範囲であれば、最大粒子径の異なる2種以上の柔軟粒子を混合して用いてもよい。即ち、最大粒子径が液晶表示素子のセルギャップの100%未満の柔軟粒子と、最大粒子径が液晶表示素子のセルギャップの100%以上の柔軟粒子とを混合して用いてもよい。
上記柔軟粒子の粒子径の変動係数(以下、「CV値」ともいう)は、30%以下であることが好ましい。上記柔軟粒子の粒子径のCV値が30%を超えると、セルギャップ不良を引き起こすことがある。上記柔軟粒子の粒子径のCV値は、28%以下であることがより好ましく、15%以下であることが更に好ましい。
なお、本明細書において粒子径のCV値とは、下記式により求められる数値のことである。
粒子径のCV値(%)=(粒子径の標準偏差/平均粒子径)×100
上記柔軟粒子は、最大粒子径や平均粒子径やCV値が上述した範囲外のものであっても、分級することにより、最大粒子径や平均粒子径やCV値を上述した範囲内とすることができる。また、粒子径が液晶表示素子のセルギャップの100%未満である柔軟粒子は、シールブレイクや液晶汚染の発生の抑制に寄与せず、シール剤に配合するとチクソ値を上昇させることがあるため、分級により除去しておくことが好ましい。
上記柔軟粒子を分級する方法としては、例えば、湿式分級、乾式分級等の方法が挙げられる。なかでも、湿式分級が好ましく、湿式篩分級がより好ましい。
上記柔軟粒子は、負荷を与えるときの原点用荷重値から所定の反転荷重値に至るまでの圧縮変位をL1とし、負荷を解放するときの反転荷重値から原点用荷重値に至るまでの除荷変位をL2としたとき、L2/L1を百分率で表した回復率が80%以下であることが好ましい。上記柔軟粒子の回復率が80%を超えると、障壁となって、シール剤が液晶へ溶出することを防止する機能が低下することがある。上記柔軟粒子の回復率のより好ましい上限は70%、更に好ましい上限は60%である。
なお、上記柔軟粒子の回復率は、微小圧縮試験機を用いて、粒子1個に一定負荷(1g)をかけ、その負荷を除去した後の回復挙動を解析することにより導出することができる。
上記柔軟粒子は、1gの負荷を与えたときの圧縮変位をL3とし、粒子径をDnとしたとき、L3/Dnを百分率で表した1g歪みが30%以上であることが好ましい。上記柔軟粒子の1g歪みが30%未満であると、障壁となって、シール剤が液晶へ溶出することを防止する機能が低下することがある。上記柔軟粒子の1g歪みのより好ましい下限は40%である。
なお、上記柔軟粒子の1g歪みは、微小圧縮試験機を用いて、粒子1個に1gの負荷をかけ、その時の変位量を測定することにより導出することができる。
上記柔軟粒子は、粒子が破壊した時点の圧縮変位をL4とし、粒子径をDnとしたとき、L4/Dnを百分率で表した破壊歪みが50%以上であることが好ましい。上記柔軟粒子の破壊歪みが50%未満であると、障壁となって、シール剤が液晶へ溶出することを防止する機能が低下することがある。上記柔軟粒子の破壊歪みのより好ましい下限は60%である。
なお、上記柔軟粒子の破壊歪みは、微小圧縮試験機を用いて、粒子1個に負荷をかけていき、その粒子が破壊する変位量を測定することにより導出することができる。上記圧縮変位L4は、負荷荷重に対して変位量が不連続に大きくなる時点を、粒子が破壊した時点として算出する。負荷荷重を大きくしても変形するだけで破壊しない場合、破壊歪みは100%以上と考える。
上記柔軟粒子は、ガラス転移温度の好ましい下限が−200℃、好ましい上限が40℃である。上記柔軟粒子のガラス転移温度は、低いほどシールブレイクや液晶汚染を抑制する観点では良好な傾向にあるが、−200℃未満であると粒子としてのハンドリングに問題が生じたり、加熱途中にシール剤が潰れやすくなり、硬化途中のシール剤と液晶とが接触して液晶汚染が生じたりすることがある。上記柔軟粒子のガラス転移温度が40℃を超えると、ギャップ不良が発生することがある。上記柔軟粒子のガラス転移温度のより好ましい下限は−150℃、より好ましい上限は35℃である。
なお、上記柔軟粒子のガラス転移温度は、JIS K 7121の「プラスチックスの転移温度測定方法」に基づいた示差走査熱量測定(DSC)により測定される値を示す。
上記柔軟粒子としては、例えば、シリコーン系粒子、ビニル系粒子、ウレタン系粒子、フッ素系粒子、ニトリル系粒子等が挙げられる。なかでも、シリコーン系粒子、ビニル系粒子が好ましい。
上記シリコーン系粒子としては、樹脂への分散性の観点からシリコーンゴム粒子が好ましい。
上記シリコーン系粒子のうち市販されているものとしては、例えば、KMP−594、KMP−597、KMP−598、KMP−600、KMP−601、KMP−602(信越化学工業社製)、トレフィルE−506S、EP−9215(東レ・ダウコーニング社製)等が挙げられ、これらを分級して用いることができる。上記シリコーン系粒子は、単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。
上記ビニル系粒子としては、(メタ)アクリル粒子が好適に用いられる。
上記(メタ)アクリル粒子は、原料となる単量体を公知の方法により重合させることで得ることができる。具体的には例えば、ラジカル重合開始剤の存在下で単量体を懸濁重合する方法、ラジカル重合開始剤の存在下で非架橋の種粒子に単量体を吸収させることにより種粒子を膨潤させてシード重合する方法等が挙げられる。なお、本明細書において上記「(メタ)アクリル」は、アクリル又はメタクリルを意味する。
上記(メタ)アクリル粒子を形成するための原料となる単量体としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート類や、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレン(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等の酸素原子含有(メタ)アクリレート類や、(メタ)アクリロニトリル等のニトリル含有単量体や、トリフルオロメチル(メタ)アクリレート、ペンタフルオロエチル(メタ)アクリレート等のフッ素含有(メタ)アクリレート類等の単官能単量体が挙げられる。なかでも、単独重合体のガラス転移温度が低く、1g荷重を加えたときの変形量を大きくすることができることから、アルキル(メタ)アクリレート類が好ましい。
また、架橋構造を持たせるため、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、グリセロールトリ(メタ)アクリレート、グリセロールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)テトラメチレンジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸骨格トリ(メタ)アクリレート等の多官能単量体を用いてもよい。なかでも、架橋点間分子量が大きく、1g荷重を加えたときの変形量を大きくすることができることから、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)テトラメチレンジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレートが好ましい。
単量体全体中における上記架橋性単量体の使用量の好ましい下限は1重量%、好ましい上限は90重量%である。上記架橋性単量体の使用量が1重量%以上であることにより、耐溶剤性が上がり、種々のシール剤原料と混練したときに膨潤等の問題を引き起こさず、均一に分散しやすくなる。上記架橋性単量体の使用量が90重量%以下であることにより、回復率を低くすることができ、スプリングバック等の問題が起こりにくくなる。上記架橋性単量体の使用量のより好ましい下限は3重量%、より好ましい上限は80重量%である。
更に、これらのアクリル系の単量体に加えて、スチレン、α−メチルスチレン等のスチレン系単量体や、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル等のビニルエーテル類や、酢酸ビニル、酪酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル等の酸ビニルエステル類や、エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエン等の不飽和炭化水素や、塩化ビニル、フッ化ビニル、クロルスチレン等のハロゲン含有単量体や、トリアリル(イソ)シアヌレート、トリアリルトリメリテート、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、ジアリルアクリルアミド、ジアリルエーテル、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、トリメトキシシリルスチレン、ビニルトリメトキシシラン等の単量体を用いてもよい。
また、上記ビニル系粒子としては、例えば、ポリジビニルベンゼン粒子、ポリクロロプレン粒子、ブタジエンゴム粒子等を用いてもよい。
上記ウレタン系粒子のうち市販されているものとしては、例えば、アートパール(根上工業社製)、ダイミックビーズ(大日精化工業社製)等が挙げられ、これらを分級して用いることができる。
上記柔軟粒子の硬度の好ましい下限は3、好ましい上限は50である。上記柔軟粒子の硬度がこの範囲であることにより、得られる液晶表示素子用シール剤がより接着性に優れ、得られる液晶表示素子のギャップ不良を抑制することができる。上記柔軟粒子の硬度のより好ましい下限は10、より好ましい上限は40、更に好ましい下限は20である。
なお、本明細書において上記「柔軟粒子の硬度」は、JIS K 6253に準拠した方法により測定されるデュロメータA硬さを意味する。
上記柔軟粒子の含有量は、硬化性樹脂100重量部に対して、好ましい下限が3重量部、好ましい上限が70重量部である。上記柔軟粒子の含有量が3重量部未満であると、シール剤の液晶への溶出を充分に防止できなくなることがある。上記柔軟粒子の含有量が70重量部を超えると、得られる液晶表示素子用シール剤が接着性に劣るものとなることがある。上記柔軟粒子の含有量のより好ましい下限は5重量部、より好ましい上限は60重量部、更に好ましい下限は10重量部、更に好ましい上限は50重量部である。
本発明の液晶表示素子用シール剤は、硬化性樹脂を含有する。
上記硬化性樹脂は、(メタ)アクリル樹脂を含有することが好ましい。
本発明の液晶表示素子用シール剤は、速やかに硬化させることができるため、硬化性樹脂として(メタ)アクリル樹脂を含有し、かつ、重合開始剤としてラジカル重合開始剤を含有することが好ましい。上記硬化性樹脂は、上記(メタ)アクリル樹脂として、エポキシ(メタ)アクリレートを含有することがより好ましい。
なお、本明細書において、上記「(メタ)アクリル樹脂」とは、(メタ)アクリロイル基を有する樹脂を意味し、上記「エポキシ(メタ)アクリレート」とは、エポキシ樹脂中の全てのエポキシ基を(メタ)アクリル酸と反応させた化合物のことを意味する。
上記エポキシ(メタ)アクリレートを合成するための原料となるエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、2,2’−ジアリルビスフェノールA型エポキシ樹脂、水添ビスフェノール型エポキシ樹脂、プロピレンオキシド付加ビスフェノールA型エポキシ樹脂、レゾルシノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スルフィド型エポキシ樹脂、ジフェニルエーテル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエンノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレンフェノールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、アルキルポリオール型エポキシ樹脂、ゴム変性型エポキシ樹脂、グリシジルエステル化合物、ビスフェノールA型エピスルフィド樹脂等が挙げられる。
上記ビスフェノールA型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、jER828EL、jER1001、jER1004(いずれも三菱化学社製)、エピクロン850−S(DIC社製)等が挙げられる。
上記ビスフェノールF型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、jER806、jER4004(いずれも三菱化学社製)等が挙げられる。
上記ビスフェノールS型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、エピクロンEXA1514(DIC社製)等が挙げられる。
上記2,2’−ジアリルビスフェノールA型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、RE−810NM(日本化薬社製)等が挙げられる。
上記水添ビスフェノール型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、エピクロンEXA7015(DIC社製)等が挙げられる。
上記プロピレンオキシド付加ビスフェノールA型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、EP−4000S(ADEKA社製)等が挙げられる。
上記レゾルシノール型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、EX−201(ナガセケムテックス社製)等が挙げられる。
上記ビフェニル型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、jERYX−4000H(三菱化学社製)等が挙げられる。上記スルフィド型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、YSLV−50TE(新日鉄住金化学社製)等が挙げられる。
上記ジフェニルエーテル型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、YSLV−80DE(新日鉄住金化学社製)等が挙げられる。
上記ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、EP−4088S(ADEKA社製)等が挙げられる。
上記ナフタレン型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、エピクロンHP4032、エピクロンEXA−4700(いずれもDIC社製)等が挙げられる。
上記フェノールノボラック型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、エピクロンN−770(DIC社製)等が挙げられる。
上記オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、エピクロンN−670−EXP−S(DIC社製)等が挙げられる。
上記ジシクロペンタジエンノボラック型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、エピクロンHP7200(DIC社製)等が挙げられる。
上記ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、NC−3000P(日本化薬社製)等が挙げられる。
上記ナフタレンフェノールノボラック型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、ESN−165S(新日鉄住金化学社製)等が挙げられる。
上記グリシジルアミン型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、jER630(三菱化学社製)、エピクロン430(DIC社製)、TETRAD−X(三菱ガス化学社製)等が挙げられる。
上記アルキルポリオール型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、ZX−1542(新日鉄住金化学社製)、エピクロン726(DIC社製)、エポライト80MFA(共栄社化学社製)、デナコールEX−611(ナガセケムテックス社製)等が挙げられる。
上記ゴム変性型エポキシ樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、YR−450、YR−207(いずれも新日鉄住金化学社製)、エポリードPB(ダイセル社製)等が挙げられる。
上記グリシジルエステル化合物のうち市販されているものとしては、例えば、デナコールEX−147(ナガセケムテックス社製)等が挙げられる。
上記ビスフェノールA型エピスルフィド樹脂のうち市販されているものとしては、例えば、jERYL−7000(三菱化学社製)等が挙げられる。
上記エポキシ樹脂のうちその他に市販されているものとしては、例えば、YDC−1312、YSLV−80XY、YSLV−90CR(いずれも新日鉄住金化学社製)、XAC4151(旭化成社製)、jER1031、jER1032(いずれも三菱化学社製)、EXA−7120(DIC社製)、TEPIC(日産化学社製)等が挙げられる。
上記エポキシ(メタ)アクリレートのうち市販されているものとしては、例えば、EBECRYL860、EBECRYL3200、EBECRYL3201、EBECRYL3412、EBECRYL3600、EBECRYL3700、EBECRYL3701、EBECRYL3702、EBECRYL3703、EBECRYL3800、EBECRYL6040、EBECRYLRDX63182(いずれもダイセル・オルネクス社製)、EA−1010、EA−1020、EA−5323、EA−5520、EA−CHD、EMA−1020(いずれも新中村化学工業社製)、エポキシエステルM−600A、エポキシエステル40EM、エポキシエステル70PA、エポキシエステル200PA、エポキシエステル80MFA、エポキシエステル3002M、エポキシエステル3002A、エポキシエステル1600A、エポキシエステル3000M、エポキシエステル3000A、エポキシエステル200EA、エポキシエステル400EA(いずれも共栄社化学社製)、デナコールアクリレートDA−141、デナコールアクリレートDA−314、デナコールアクリレートDA−911(いずれもナガセケムテックス社製)等が挙げられる。
上記エポキシ(メタ)アクリレート以外の他の(メタ)アクリル樹脂としては、例えば、(メタ)アクリル酸に水酸基を有する化合物を反応させることにより得られる(メタ)アクリル酸エステル化合物、イソシアネート化合物に水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体を反応させることにより得られるウレタン(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記(メタ)アクリル酸に水酸基を有する化合物を反応させることにより得られる(メタ)アクリル酸エステル化合物のうち単官能のものとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ビシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−ブトキシエチル(メタ)アクリレート、2−フェノキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、エチルカルビトール(メタ)アクリレート、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、イミド(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイロキシエチルコハク酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチル2−ヒドロキシプロピルフタレート、2−(メタ)アクリロイロキシエチルホスフェート、グリシジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記(メタ)アクリル酸エステル化合物のうち2官能のものとしては、例えば、1,3−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、2−n−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、ジメチロールジシクロペンタジエニルジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性イソシアヌル酸ジ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−(メタ)アクリロイロキシプロピル(メタ)アクリレート、カーボネートジオールジ(メタ)アクリレート、ポリエーテルジオールジ(メタ)アクリレート、ポリエステルジオールジ(メタ)アクリレート、ポリカプロラクトンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリブタジエンジオールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記(メタ)アクリル酸エステル化合物のうち3官能以上のものとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド付加イソシアヌル酸トリ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド付加グリセリントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリス(メタ)アクリロイルオキシエチルフォスフェート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記ウレタン(メタ)アクリレートは、例えば、2つのイソシアネート基を有するイソシアネート化合物1当量に対して水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体2当量を、触媒量のスズ系化合物存在下で反応させることによって得ることができる。
上記ウレタン(メタ)アクリレートの原料となるイソシアネート化合物としては、例えば、イソホロンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート(MDI)、水添MDI、ポリメリックMDI、1,5−ナフタレンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、水添XDI、リジンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス(イソシアネートフェニル)チオフォスフェート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、1,6,11−ウンデカントリイソシアネート等が挙げられる。
また、上記イソシアネート化合物としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ソルビトール、トリメチロールプロパン、カーボネートジオール、ポリエーテルジオール、ポリエステルジオール、ポリカプロラクトンジオール等のポリオールと過剰のイソシアネート化合物との反応により得られる鎖延長されたイソシアネート化合物も使用することができる。
上記ウレタン(メタ)アクリレートの原料となる、水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体としては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートや、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ポリエチレングリコール等の二価のアルコールのモノ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン等の三価のアルコールのモノ(メタ)アクリレート又はジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールA型エポキシアクリレート等のエポキシ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記ウレタン(メタ)アクリレートのうち市販されているものとしては、例えば、M−1100、M−1200、M−1210、M−1600(いずれも東亞合成社製)、EBECRYL230、EBECRYL270、EBECRYL4858、EBECRYL8402、EBECRYL8804、EBECRYL8803、EBECRYL8807、EBECRYL9260、EBECRYL1290、EBECRYL5129、EBECRYL4842、EBECRYL210、EBECRYL4827、EBECRYL6700、EBECRYL220、EBECRYL2220(いずれもダイセル・オルネクス社製)、アートレジンUN−9000H、アートレジンUN−9000A、アートレジンUN−7100、アートレジンUN−1255、アートレジンUN−330、アートレジンUN−3320HB、アートレジンUN−1200TPK、アートレジンSH−500B(いずれも根上工業社製)、U−122P、U−108A、U−340P、U−4HA、U−6HA、U−324A、U−15HA、UA−5201P、UA−W2A、U−1084A、U−6LPA、U−2HA、U−2PHA、UA−4100、UA−7100、UA−4200、UA−4400、UA−340P、U−3HA、UA−7200、U−2061BA、U−10H、U−122A、U−340A、U−108、U−6H、UA−4000(いずれも新中村化学工業社製)、AH−600、AT−600、UA−306H、AI−600、UA−101T、UA−101I、UA−306T、UA−306I(いずれも共栄社化学社製)等が挙げられる。
上記(メタ)アクリル樹脂は、液晶への悪影響を抑える点で、−OH基、−NH−基、−NH基等の水素結合性のユニットを有するものが好ましい。
また、上記(メタ)アクリル樹脂は、反応性の高さから分子中に(メタ)アクリロイル基を2〜3個有するものが好ましい。
上記硬化性樹脂は、得られる液晶表示素子用シール剤の接着性を向上させることを目的として、エポキシ樹脂を含有してもよい。
上記エポキシ樹脂としては、例えば、上記エポキシ(メタ)アクリレートを合成するための原料となるエポキシ樹脂や、部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂等が挙げられる。
なお、本明細書において上記部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂とは、1分子中にエポキシ基と(メタ)アクリロイル基とをそれぞれ1つ以上有する樹脂を意味し、例えば、2つ以上のエポキシ基を有する樹脂の一部分のエポキシ基を(メタ)アクリル酸と反応させることによって得ることができる。
上記部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂のうち、市販されているものとしては、例えば、KRM8287(ダイセル・オルネクス社製)等が挙げられる。
上記硬化性樹脂として上記(メタ)アクリル樹脂と上記エポキシ樹脂とを含有する場合、上記硬化性樹脂全体における(メタ)アクリロイル基とエポキシ基との合計量に対するエポキシ基の比率の好ましい上限は50モル%である。上記エポキシ基の比率が50モル%を超えると、得られる液晶表示素子用シール剤の液晶に対する溶解性が高くなって液晶汚染を引き起こし、得られる液晶表示素子が表示性能に劣るものとなることがある。上記エポキシ基の比率のより好ましい上限は20モル%である。
本発明の液晶表示素子用シール剤は、重合開始剤及び/又は熱硬化剤を含有する。
なかでも、重合開始剤としてラジカル重合開始剤を含有することが好ましい。スプリングバックは、上記柔軟粒子の最大粒子径の影響だけでなくシール剤の硬化速度にも影響を受ける。上記ラジカル重合開始剤は、熱硬化剤に比べて硬化速度が格段に速くすることができるため、上記柔軟粒子と組み合わせて用いることにより、上記柔軟粒子により発生しやすいスプリングバックの発生を抑制する効果に更に優れるものとすることができる。
上記ラジカル重合開始剤としては、光照射によりラジカルを発生する光ラジカル重合開始剤、加熱によりラジカルを発生する熱ラジカル重合開始剤等が挙げられる。
上記光ラジカル重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン系化合物、アセトフェノン系化合物、アシルフォスフィンオキサイド系化合物、チタノセン系化合物、オキシムエステル系化合物、ベンゾインエーテル系化合物、チオキサントン等が挙げられる。
上記光ラジカル重合開始剤のうち市販されているものとしては、例えば、IRGACURE184、IRGACURE369、IRGACURE379、IRGACURE651、IRGACURE819、IRGACURE907、IRGACURE2959、IRGACURE OXE01、ルシリンTPO(いずれもBASF社製)、ベンソインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル(いずれも東京化成工業社製)等が挙げられる。
上記熱ラジカル重合開始剤としては、例えば、アゾ化合物、有機過酸化物等からなるものが挙げられる。なかでも、高分子アゾ化合物からなる高分子アゾ開始剤が好ましい。
なお、本明細書において高分子アゾ化合物とは、アゾ基を有し、熱によって(メタ)アクリロイルオキシ基を硬化させることができるラジカルを生成する、数平均分子量が300以上の化合物を意味する。
上記高分子アゾ開始剤の数平均分子量の好ましい下限は1000、好ましい上限は30万である。上記高分子アゾ開始剤の数平均分子量が1000未満であると、高分子アゾ開始剤が液晶に悪影響を与えることがある。上記高分子アゾ開始剤の数平均分子量が30万を超えると、硬化性樹脂への混合が困難になることがある。上記高分子アゾ開始剤の数平均分子量のより好ましい下限は5000、より好ましい上限は10万であり、更に好ましい下限は1万、更に好ましい上限は9万である。
なお、本明細書において、上記数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定を行い、ポリスチレン換算により求められる値である。GPCによってポリスチレン換算による数平均分子量を測定する際のカラムとしては、例えば、Shodex LF−804(昭和電工社製)等が挙げられる。
上記高分子アゾ開始剤としては、例えば、アゾ基を介してポリアルキレンオキサイドやポリジメチルシロキサン等のユニットが複数結合した構造を有するものが挙げられる。
上記アゾ基を介してポリアルキレンオキサイド等のユニットが複数結合した構造を有する高分子アゾ開始剤としては、ポリエチレンオキサイド構造を有するものが好ましい。このような高分子アゾ開始剤としては、例えば、4,4’−アゾビス(4−シアノペンタン酸)とポリアルキレングリコールの重縮合物や、4,4’−アゾビス(4−シアノペンタン酸)と末端アミノ基を有するポリジメチルシロキサンの重縮合物等が挙げられ、具体的には例えば、VPE−0201、VPE−0401、VPE−0601、VPS−0501、VPS−1001(いずれも和光純薬工業社製)等が挙げられる。
また、高分子ではないアゾ化合物からなるアゾ開始剤の例としてはV−65、V−501(いずれも和光純薬工業社製)等が挙げられる。
上記有機過酸化物としては、例えば、ケトンパーオキサイド、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、パーオキシエステル、ジアシルパーオキサイド、パーオキシジカーボネート等が挙げられる。
本発明の液晶表示素子用シール剤は、上記重合開始剤としてカチオン重合開始剤を含有してもよい。
上記カチオン重合開始剤としては、光カチオン重合開始剤を好適に用いることができる。上記光カチオン重合開始剤は、光照射によりプロトン酸又はルイス酸を発生するものであれば特に限定されず、イオン性光酸発生タイプのものであってもよいし、非イオン性光酸発生タイプであってもよい。
上記光カチオン重合開始剤としては、例えば、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ハロニウム塩、芳香族スルホニウム塩等のオニウム塩類、鉄−アレン錯体、チタノセン錯体、アリールシラノール−アルミニウム錯体等の有機金属錯体類等が挙げられる。
上記光カチオン重合開始剤のうち市販されているものとしては、例えば、アデカオプトマーSP−150、アデカオプトマーSP−170(いずれもADEKA社製)等が挙げられる。
上記重合開始剤の含有量は、上記硬化性樹脂100重量部に対して、好ましい下限が0.1重量部、好ましい上限が30重量部である。上記重合開始剤の含有量が0.1重量部未満であると、得られる液晶表示素子用シール剤を充分に硬化させることができないことがある。上記重合開始剤の含有量が30重量部を超えると、得られる液晶表示素子用シール剤の貯蔵安定性が低下することがある。上記重合開始剤の含有量のより好ましい下限は1重量部、より好ましい上限は10重量部であり、更に好ましい上限は5重量部である。
上記熱硬化剤としては、例えば、有機酸ヒドラジド、イミダゾール誘導体、アミン化合物、多価フェノール系化合物、酸無水物等が挙げられる。なかでも、固形の有機酸ヒドラジドが好適に用いられる。
上記固形の有機酸ヒドラジドとしては、例えば、1,3−ビス(ヒドラジノカルボエチル)−5−イソプロピルヒダントイン、セバシン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド等が挙げられ、市販されているものとしては、例えば、アミキュアVDH、アミキュアUDH(いずれも味の素ファインテクノ社製)、SDH、IDH、ADH、MDH(いずれも大塚化学社製)等が挙げられる。
上記熱硬化剤の含有量は、上記硬化性樹脂100重量部に対して、好ましい下限が1重量部、好ましい上限が50重量部である。上記熱硬化剤の含有量が1重量部未満であると、得られる液晶表示素子用シール剤を充分に熱硬化させることができないことがある。上記熱硬化剤の含有量が50重量部を超えると、得られる液晶表示素子用シール剤の粘度が高くなりすぎ、塗布性が悪くなることがある。上記熱硬化剤の含有量のより好ましい上限は30重量部である。
本発明の液晶表示素子用シール剤は、硬化促進剤を含有することが好ましい。上記硬化促進剤を用いることにより、高温で加熱しなくても充分にシール剤を硬化させることができる。
上記硬化促進剤としては、例えば、イソシアヌル環骨格を有する多価カルボン酸やエポキシ樹脂アミンアダクト物等が挙げられ、具体的には例えば、トリス(2−カルボキシメチル)イソシアヌレート、トリス(2−カルボキシエチル)イソシアヌレート、トリス(3−カルボキシプロピル)イソシアヌレート、ビス(2−カルボキシエチル)イソシアヌレート等が挙げられる。
上記硬化促進剤の含有量は、上記硬化性樹脂100重量部に対して、好ましい下限が0.1重量部、好ましい上限が10重量部である。上記硬化促進剤の含有量が0.1重量部未満であると、得られる液晶表示素子用シール剤が充分に硬化しなかったり、硬化させるために高温での加熱が必要となったりすることがある。上記硬化促進剤の含有量が10重量部を超えると、得られる液晶表示素子用シール剤が接着性に劣るものとなることがある。
本発明の液晶表示素子用シール剤は、粘度の向上、応力分散効果による接着性の改善、線膨張率の改善、硬化物の耐湿性の向上等を目的として充填剤を含有することが好ましい。
上記充填剤としては、例えば、シリカ、タルク、ガラスビーズ、石綿、石膏、珪藻土、スメクタイト、ベントナイト、モンモリロナイト、セリサイト、活性白土、アルミナ、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化錫、酸化チタン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素、硫酸バリウム、珪酸カルシウム等の無機充填剤や、ポリエステル微粒子、ポリウレタン微粒子、ビニル重合体微粒子、アクリル重合体微粒子等の有機充填剤が挙げられる。これらの充填剤は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記充填剤の含有量は、液晶表示素子用シール剤全体に対して、好ましい下限が10重量%、好ましい上限が70重量%である。上記充填剤の含有量が10重量%未満であると、接着性の改善等の効果が充分に発揮されないことがある。上記充填剤の含有量が70重量%を超えると、得られる液晶表示素子用シール剤の粘度が高くなり、塗布性が悪くなることがある。上記充填剤の含有量のより好ましい下限は20重量%、より好ましい上限は60重量%である。
本発明の液晶表示素子用シール剤は、シランカップリング剤を含有することが好ましい。上記シランカップリング剤は、主にシール剤と基板等とを良好に接着するための接着助剤としての役割を有する。
上記シランカップリング剤としては、基板等との接着性を向上させる効果に優れ、硬化性樹脂と化学結合することにより液晶中への硬化性樹脂の流出を抑制することができることから、例えば、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン等が好適に用いられる。これらのシランカップリング剤は単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記シランカップリング剤の含有量は、液晶表示素子用シール剤全体に対して、好ましい下限が0.1重量%、好ましい上限が20重量%である。上記シランカップリング剤の含有量が0.1重量%未満であると、シランカップリング剤を配合することによる効果が充分に発揮されないことがある。上記シランカップリング剤の含有量が20重量%を超えると、得られる液晶表示素子用シール剤が液晶を汚染することがある。上記シランカップリング剤の含有量のより好ましい下限は0.5重量%、より好ましい上限は10重量%である。
本発明の液晶表示素子用シール剤は、遮光剤を含有してもよい。上記遮光剤を含有することにより、本発明の液晶表示素子用シール剤は、遮光シール剤として好適に用いることができる。
上記遮光剤としては、例えば、酸化鉄、チタンブラック、アニリンブラック、シアニンブラック、フラーレン、カーボンブラック、樹脂被覆型カーボンブラック等が挙げられる。なかでも、チタンブラックが好ましい。
上記チタンブラックは、波長300〜800nmの光に対する平均透過率と比較して、紫外線領域付近、特に波長370〜450nmの光に対する透過率が高くなる物質である。即ち、上記チタンブラックは、可視光領域の波長の光を充分に遮蔽することで本発明の液晶表示素子用シール剤に遮光性を付与する一方、紫外線領域付近の波長の光は透過させる性質を有する遮光剤である。本発明の液晶表示素子用シール剤に含有される遮光剤としては、絶縁性の高い物質が好ましく、絶縁性の高い遮光剤としてもチタンブラックが好適である。
上記チタンブラックは、1μmあたりの光学濃度(OD値)が、3以上であることが好ましく、4以上であることがより好ましい。上記チタンブラックの遮光性は高ければ高いほどよく、上記チタンブラックのOD値に好ましい上限は特にないが、通常は5以下となる。
上記チタンブラックは、表面処理されていないものでも充分な効果を発揮するが、表面がカップリング剤等の有機成分で処理されているものや、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ゲルマニウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム等の無機成分で被覆されているもの等、表面処理されたチタンブラックを用いることもできる。なかでも、有機成分で処理されているものは、より絶縁性を向上できる点で好ましい。
また、遮光剤として上記チタンブラックを含有する本発明の液晶表示素子用シール剤を用いて製造した液晶表示素子は、充分な遮光性を有するため、光の漏れ出しがなく高いコントラストを有し、優れた画像表示品質を有する液晶表示素子を実現することができる。
上記チタンブラックのうち市販されているものとしては、例えば、12S、13M、13M−C、13R−N、14M−C(いずれも三菱マテリアル社製)、ティラックD(赤穂化成社製)等が挙げられる。
上記チタンブラックの比表面積の好ましい下限は13m/g、好ましい上限は30m/gであり、より好ましい下限は15m/g、より好ましい上限は25m/gである。
また、上記チタンブラックの体積抵抗の好ましい下限は0.5Ω・cm、好ましい上限は3Ω・cmであり、より好ましい下限は1Ω・cm、より好ましい上限は2.5Ω・cmである。
上記遮光剤の一次粒子径は、液晶表示素子の基板間の距離以下であれば特に限定されないが、好ましい下限は1nm、好ましい上限は5μmである。上記遮光剤の一次粒子径がこの範囲であることにより、得られる液晶表示素子用シール剤の塗布性等を悪化させることなく遮光性により優れるものとすることができる。上記遮光剤の一次粒子径のより好ましい下限は5nm、より好ましい上限は200nm、更に好ましい下限は10nm、更に好ましい上限は100nmである。
なお、上記遮光剤の一次粒子径は、NICOMP 380ZLS(PARTICLE SIZING SYSTEMS社製)を用いて、上記遮光剤を溶媒(水、有機溶媒等)に分散させて測定することができる。
上記遮光剤の含有量は、液晶表示素子用シール剤全体に対して、好ましい下限が5重量%、好ましい上限が80重量%である。上記遮光剤の含有量が5重量%未満であると、充分な遮光性が得られないことがある。上記遮光剤の含有量が80重量%を超えると、得られる液晶表示素子用シール剤の基板に対する密着性や硬化後の強度が低下したり、描画性が低下したりすることがある。上記遮光剤の含有量のより好ましい下限は10重量%、より好ましい上限は70重量%であり、更に好ましい下限は30重量%、更に好ましい上限は60重量%である。
本発明の液晶表示素子用シール剤は、更に、必要に応じて、応力緩和剤、反応性希釈剤、揺変剤、スペーサー、硬化促進剤、消泡剤、レベリング剤、重合禁止剤、その他添加剤等を含有してもよい。
本発明の液晶表示素子用シール剤を製造する方法は特に限定されず、例えば、ホモディスパー、ホモミキサー、万能ミキサー、プラネタリーミキサー、ニーダー、3本ロール等の混合機を用いて、硬化性樹脂と、重合開始剤及び/又は熱硬化剤と、柔軟粒子と、必要に応じて添加するシランカップリング剤等の添加剤とを混合する方法等が挙げられる。
本発明の液晶表示素子用シール剤における、E型粘度計を用いて25℃、1rpmの条件で測定した粘度の好ましい下限は5万Pa・s、好ましい上限は50万Pa・sである。上記粘度が5万Pa・s未満であったり、50万Pa・sを超えたりすると、液晶表示素子用シール剤を基板等に塗布する際の作業性が悪くなることがある。上記粘度のより好ましい上限は40万Pa・sである。
本発明の液晶表示素子用シール剤に導電性微粒子を配合することにより、上下導通材料を製造することができる。このような本発明の液晶表示素子用シール剤と導電性微粒子とを含有する上下導通材料もまた、本発明の1つである。
上記導電性微粒子は特に限定されず、金属ボール、樹脂微粒子の表面に導電金属層を形成したもの等を用いることができる。なかでも、樹脂微粒子の表面に導電金属層を形成したものは、樹脂微粒子の優れた弾性により、透明基板等を損傷することなく導電接続が可能であることから好適である。
本発明の液晶表示素子用シール剤又は本発明の上下導通材料を有する液晶表示素子もまた、本発明の1つである。
本発明の液晶表示素子を製造する方法としては、液晶滴下工法が好適である。具体的には例えば、ITO薄膜等の電極付きのガラス基板やポリエチレンテレフタレート基板等の2枚の透明基板の一方に、本発明の液晶表示素子用シール剤等をスクリーン印刷、ディスペンサー塗布等により長方形状のシールパターンを形成する工程、本発明の液晶表示素子用シール剤等が未硬化の状態で液晶の微小滴を透明基板の枠内全面に滴下塗布し、すぐに別の基板を重ね合わせる工程、シールパターン部分に紫外線等の光を照射してシール剤を仮硬化させる工程、及び、仮硬化したシール剤を加熱して本硬化させる工程を有する方法等が挙げられる。
本発明によれば、接着性に優れ、シールブレイクや液晶汚染の発生を抑制できる液晶表示素子用シール剤を提供することができる。また、本発明によれば、該液晶表示素子用シール剤を用いて製造される上下導通材料及び液晶表示素子を提供することができる。
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されない。
(シリコーン粒子の分級)
未処理の柔軟粒子としてシリコーン粒子(信越化学工業社製、「KMP−601」)について、10μm篩を用いた分級操作により、所定以上の大粒子を取り除いた。
分級後のシリコーン粒子について、レーザー回折式粒度分布測定装置(マルバーン社製、「マスターサイザー2000」)を用いて測定した最大粒子径は10.2μm、平均粒子径は5.7μmであり、粒子径のCV値は24.5%であった。また、JIS K 7121に準じて測定したシリコーン粒子のガラス転移温度(Tg)は−47℃であった。更に、微小圧縮試験器(島津製作所社製、「PCT−200」)を用い、ダイヤモンド製の直径50μmの円柱平滑端面で、圧縮速度0.28mN/sec、原点荷重値1.0mN、反転荷重値10mNの条件で測定したシリコーン粒子の回復率は76.1%、1g歪みは68.0%、破壊歪みは70.1%、硬度は30であった。
(低Tgポリマー処理シリコーン粒子Aの作製)
未処理の柔軟粒子として上記「(シリコーン粒子の分級)」と同様にして10μm篩を用いた分級操作を行ったシリコーン粒子(信越化学工業社製、「KMP−601」)50重量部を、N,N−ジメチルホルムアミド135重量部とラウリルメタクリレート40重量部とメチルメタクリレート30重量部とイソブチルアクリレート150重量部との入った加温ジャケット付反応槽に入れて、約30分間撹拌を行った。その後、撹拌を続けながら窒素バブリングを60分行い、加温ジャケットを50℃に昇温、保持した。そこへ硝酸二アンモニウムセリウム2重量部を2mol/Lの硝酸11重量部に溶解したものを添加し、5時間反応を行った。
反応後、反応液をビーカーに取り出し、約8Lのテトラヒドロフラン中で約30分撹拌し、遠心分離で固液分離を行い、上澄み液を廃棄する操作を5回繰り返した。次いで、約8Lのメタノール中で約30分撹拌し、遠心分離で固液分離を行い、上澄み液を廃棄する操作を3回繰り返した。更に、約8Lの純水中で約30分撹拌し、遠心分離で固液分離を行い、上澄み液を廃棄する操作を3回繰り返した。その後、28℃で約3日真空乾燥を行うことにより、アルキル基を有する柔軟粒子として、低Tgポリマー処理シリコーン粒子Aを得た。得られた低Tgポリマー処理シリコーン粒子Aについて、10μm篩を用いた分級操作により、所定以上の大粒子を取り除いた。
上記「(シリコーン粒子の分級)」と同様にして測定した分級後の低Tgポリマー処理シリコーン粒子Aの最大粒子径は11.3μm、平均粒子径は6.3μm、粒子径のCV値は24.8%、ガラス転移温度(Tg)は−47℃、回復率は75.8%、1g歪みは67.2%、破壊歪みは70.2%、硬度は30であった。
(低Tgポリマー処理アクリル粒子の作製)
ビーカーにn−オクチルアクリレート150重量部と、ポリテトラメチレングリコールジアクリレート6.5重量部に過酸化ベンゾイル2.2重量部とを投入し、そこへ純水8.3重量部と5.5重量%のポリビニルアルコール水溶液230重量部とを添加し、約30分予備撹拌した後、孔径10μmのSPG膜を用いて、圧力2.0kPaで乳化を行った。得られた乳化液に純水400重量部を追加して、加温ジャケット付反応槽内に投入した。投入後、撹拌しながら85℃まで昇温し、9時間重合反応を行った。得られた反応液を固液分離し、上澄み液を廃棄し、そこへ純水を2L添加して10分撹拌した後に固液分離を行い、上澄み液を廃棄する操作を2回繰り返した。次いで、t−ブチルアルコール1Lと純水1Lの混合溶液を添加して10分撹拌した後に固液分離を行った。更に、t−ブチルアルコール250mLと純水250mLとの混合液中に粒子を分散させ、コロイダルシリカ(日産化学工業社製、「MP−2040」、平均粒子径200nm)1.6重量部を添加し、30分撹拌を行った。撹拌後の懸濁液を凍結乾燥し、未処理の柔軟粒子としてアクリル粒子を得た。
得られたアクリル粒子50重量部を、N,N−ジメチルホルムアミド135重量部とラウリルメタクリレート40重量部とメチルメタクリレート30重量部とイソブチルアクリレート150重量部との入った加温ジャケット付反応槽に入れて、約30分間撹拌を行った。その後、撹拌を行いながら窒素バブリングを60分行い、加温ジャケットを50℃に昇温、保持した。そこへ硝酸二アンモニウムセリウム2重量部を2mol/Lの硝酸11重量部に溶解したものを添加し、5時間反応を行った。反応後、反応液をビーカーに取り出し、約8Lのテトラヒドロフラン中で約30分撹拌し、遠心分離で固液分離を行い、上澄み液を廃棄する操作を5回繰り返した。次いで、約8Lのメタノール中で約30分撹拌し、遠心分離で固液分離を行い、上澄み液を廃棄する操作を3回繰り返した。更に、約8Lの純水中で約30分撹拌し、遠心分離で固液分離を行い、上澄み液を廃棄する操作を3回繰り返した。その後、28℃で約3日真空乾燥を行うことにより、アルキル基を有する柔軟粒子として、低Tgポリマー処理アクリル粒子を得た。得られた低Tgポリマー処理アクリル粒子について、10μm篩を用いた分級操作により、所定以上の大粒子を取り除いた。
上記「(シリコーン粒子の分級)」と同様にして測定した分級後の低Tgポリマー処理アクリル粒子の最大粒子径は11.0μm、平均粒子径は8.5μm、粒子径のCV値は56.5%、回復率は53.0%、1g歪みは33.4%、破壊歪みは41.0%、硬度は48であった。
(アクリル処理シリコーン粒子の作製)
未処理の柔軟粒子としてシリコーン粒子(信越化学工業社製、「KMP−601」)50重量部をメタノール200重量部に分散させた。そこへ、酢酸0.5重量部と純水5重量部とメタノール50重量部との混合液を添加し、30分撹拌した後に、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、「KBM−5103」)3.1重量部とメタノール60重量部とを滴下しながら25℃で60分撹拌を行った。得られた懸濁液をろ過した後、100℃で1時間乾燥を行うことにより、アクリル基を有する柔軟粒子として、アクリル処理シリコーン粒子を得た。得られたアクリル処理シリコーン粒子について、10μm篩を用いた分級操作により、所定以上の大粒子を取り除いた。
上記「(シリコーン粒子の分級)」と同様にして測定した分級後のアクリル処理シリコーン粒子の最大粒子径は11.1μm、平均粒子径は6.5μm、粒子径のCV値は23.8%、ガラス転移温度(Tg)は−46℃、回復率は75.0%、1g歪みは66.9%、破壊歪みは70.2%、硬度は29であった。
(エポキシ処理シリコーン粒子の作製)
未処理の柔軟粒子としてシリコーン粒子(信越化学工業社製、「KMP−601」)50重量部をメタノール200重量部に分散させた。そこへ、酢酸0.5重量部と純水5重量部とメタノール50重量部との混合液を添加し、30分撹拌した後に、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、「KBM−403」)3.1重量部とメタノール60重量部とを滴下しながら25℃で60分撹拌を行った。得られた懸濁液をろ過した後、100℃で1時間乾燥を行うことにより、エポキシ基を有する柔軟粒子として、エポキシ処理シリコーン粒子を得た。得られたエポキシ処理シリコーン粒子について、10μm篩を用いた分級操作により、所定以上の大粒子を取り除いた。
上記「(シリコーン粒子の分級)」と同様にして測定した分級後のエポキシ処理シリコーン粒子の最大粒子径は11.2μm、平均粒子径は6.9μm、粒子径のCV値は24.5%、ガラス転移温度(Tg)は−43℃、回復率は71.5%、1g歪みは62.5%、破壊歪みは68.7%、硬度は25であった。
(ビニル処理シリコーン粒子の作製)
未処理の柔軟粒子としてシリコーン粒子(信越化学工業社製、「KMP−601」)50重量部をメタノール200重量部に分散させた。そこへ、酢酸0.5重量部と純水5重量部とメタノール50重量部との混合液を添加し、30分撹拌した後に、ビニルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、「KBM−1003」)3.1重量部とメタノール60重量部とを滴下しながら25℃で60分撹拌を行った。得られた懸濁液をろ過した後、100℃で1時間乾燥を行うことにより、シロキシ基を有する柔軟粒子として、ビニル処理シリコーン粒子を得た。得られたビニル処理シリコーン粒子について、10μm篩を用いた分級操作により、所定以上の大粒子を取り除いた。
上記「(シリコーン粒子の分級)」と同様にして測定した分級後のビニル処理シリコーン粒子の最大粒子径は10.8μm、平均粒子径は6.5μm、粒子径のCV値は23.1%、ガラス転移温度(Tg)は−47℃、回復率は73.0%、1g歪みは65.8%、破壊歪みは70.6%、硬度は30であった。
(イソシアネート処理シリコーン粒子の作製)
未処理の柔軟粒子としてシリコーン粒子(信越化学工業社製、「KMP−601」)50重量部をメタノール200重量部に分散させた。そこへ、酢酸0.5重量部と純水5重量部とメタノール50重量部との混合液を添加し、30分撹拌した後に、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業社製、「KBE−9007」)3.1重量部とメタノール60重量部とを滴下しながら25℃で90分撹拌を行った。得られた懸濁液をろ過した後、100℃で1時間乾燥を行うことにより、イソシアネート基を有する柔軟粒子として、イソシアネート処理シリコーン粒子を作製した。得られたイソシアネート処理シリコーン粒子について、10μm篩を用いた分級操作により、所定以上の大粒子を取り除いた。
上記「(シリコーン粒子の分級)」と同様にして測定した分級後のイソシアネート処理シリコーン粒子の最大粒子径は10.8μm、平均粒子径は6.8μm、粒子径のCV値は24.9%、ガラス転移温度(Tg)は−47℃、回復率は73.0%、1g歪みは66.3%、破壊歪みは70.1%、硬度は30であった。
(アミノ処理シリコーン粒子の作製)
未処理の柔軟粒子としてシリコーン粒子(信越化学工業社製、「KMP−601」)50量部をメタノール200重量部に分散させた。そこへ、酢酸0.5重量部と純水5重量部とメタノール50重量部との混合液を添加し、30分撹拌した後に、3−アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、「KBM−903」)3.1重量部とメタノール60重量部とを滴下しながら25℃で60分撹拌を行った。得られた懸濁液をろ過した後、100℃で1時間乾燥を行うことにより、アミノ基を有する柔軟粒子として、アミノ処理シリコーン粒子を作製した。得られたアミノ処理シリコーン粒子について、10μm篩を用いた分級操作により、所定以上の大粒子を取り除いた。
上記「(シリコーン粒子の分級)」と同様にして測定した分級後のアミノ処理シリコーン粒子の最大粒子径は10.8μm、平均粒子径は6.9μm、粒子径のCV値は24.4%、ガラス転移温度(Tg)は−45℃、回復率は69.7%、1g歪みは61.3%、破壊歪みは69.0%、硬度は29であった。
(低Tgポリマー処理シリコーン粒子Bの作製)
未処理の柔軟粒子として上記「(シリコーン粒子の分級)」と同様にして5μm篩を用いた分級操作を行ったシリコーン粒子(信越化学工業社製、「KMP−600」)50重量部を、N,N−ジメチルホルムアミド135重量部とラウリルメタクリレート40重量部とメチルメタクリレート30重量部とイソブチルアクリレート150重量部との入った加温ジャケット付反応槽に入れて、約30分間撹拌を行った。その後、撹拌を続けながら窒素バブリングを60分行い、加温ジャケットを50℃に昇温、保持した。そこへ硝酸二アンモニウムセリウム2重量部を2mol/Lの硝酸11重量部に溶解したものを添加し、5時間反応を行った。
反応後、反応液をビーカーに取り出し、約8Lのテトラヒドロフラン中で約30分撹拌し、遠心分離で固液分離を行い、上澄み液を廃棄する操作を5回繰り返した。次いで、約8Lのメタノール中で約30分撹拌し、遠心分離で固液分離を行い、上澄み液を廃棄する操作を3回繰り返した。更に、約8Lの純水中で約30分撹拌し、遠心分離で固液分離を行い、上澄み液を廃棄する操作を3回繰り返した。その後、28℃で約3日真空乾燥を行うことにより、アルキル基を有する柔軟粒子として、低Tgポリマー処理シリコーン粒子Bを得た。得られた低Tgポリマー処理シリコーン粒子Bについて、5μm篩を用いた分級操作により、所定以上の大粒子を取り除いた。
上記「(シリコーン粒子の分級)」と同様にして測定した分級後の低Tgポリマー処理シリコーン粒子Bの最大粒子径は4.2μm、平均粒子径は3.0μm、粒子径のCV値は20.5%、ガラス転移温度(Tg)は−47℃、回復率は74.5%、1g歪みは68.3%、破壊歪みは71.5%、硬度は30であった。
(実施例1)
硬化性樹脂としてビスフェノールA型エポキシアクリレート(ダイセル・オルネクス社製、「EBECRYL3700」)30重量部、カプロラクトン変性ビスフェノールA型エポキシアクリレート(ダイセル・オルネクス社製、「EBECRYL3708」)20重量部、エチレンオキシド変性イソシアヌル酸ジアクリレート及びエチレンオキシド変性イソシアヌル酸トリアクリレートの混合物(東亞合成社製、「M−315」)30重量部、並びに、部分アクリル変性ビスフェノールE型エポキシ樹脂(ダイセル・オルネクス社製、「KRM8287」)20重量部と、光ラジカル重合開始剤として1−(4−(フェニルチオ)フェニル)−1,2−オクタンジオン2−(O−ベンゾイルオキシム)(BASF Japan社製、「IRGACURE OXE01」))2重量部と、熱硬化剤としてマロン酸ジヒドラジド(大塚化学社製、「MDH」)10重量部と、柔軟粒子として上述した方法で作製した低Tgポリマー処理シリコーン粒子A30重量部と、充填剤としてシリカ(アドマテックス社製、「アドマファインSO−C2」)20重量部と、シランカップリング剤として3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、「KBM−403」)2重量部と、応力緩和剤としてコアシェルアクリレート共重合体微粒子(ゼオン化成社製、「F351」)15重量部とを配合し、遊星式撹拌装置(シンキー社製、「あわとり練太郎」)にて撹拌した後、セラミック3本ロールにて均一に混合して液晶表示素子用シール剤を得た。
(実施例2〜15、比較例1〜3)
表1〜3に記載された配合比に従い、各材料を、実施例1と同様にして、遊星式撹拌機(シンキー社製「あわとり練太郎」)を用いて混合した後、更に3本ロールを用いて混合することにより実施例2〜15、比較例1〜3の液晶表示素子用シール剤を調製した。
<評価>
実施例及び比較例で得られた各液晶表示素子用シール剤について以下の評価を行った。結果を表1〜3に示した。
(保存安定性)
実施例及び比較例で得られた各液晶表示素子用シール剤について、製造直後の初期粘度と、25℃で1週間保管したときの粘度とを測定し、(25℃、1週間保管後の粘度)/(初期粘度)を粘度変化率とし、粘度変化率が1.2未満であったものを「◎」、1.2以上1.5未満であったものを「○」、1.5以上2.0未満であったものを「△」、2.0以上であったものを「×」として保存安定性を評価した。
なお、シール剤の粘度は、E型粘度計(BROOK FIELD社製、「DV−III」)を用い、25℃において回転速度1.0rpmの条件で測定した。
(接着性)
実施例及び比較例で得られた各液晶表示素子用シール剤100重量部に対して平均粒子径5μmのスペーサー粒子(積水化学工業社製、「ミクロパールSP−2050」)1重量部を遊星式撹拌装置によって均一に分散させ、極微量をコーニングガラス1737(20mm×50mm×厚さ0.7mm)の中央部に取り、同型のガラスをその上に重ね合わせて液晶表示素子用シール剤を押し広げ、メタルハライドランプを用いて100mW/cmの紫外線を30秒照射した後、120℃で1時間加熱してシール剤を硬化させ、接着試験片を得た。
得られた接着試験片について、テンションゲージを用いて接着強度を測定した。接着強度が270N/cm以上であった場合を「○」、接着強度が250N/cm以上270N/cm未満であった場合を「△」、接着強度が250N/cm未満であった場合を「×」として接着性を評価した。
(液晶汚染性)
実施例及び比較例で得られた各液晶表示素子用シール剤100重量部に対して平均粒子径5μmのスペーサー粒子(積水化学工業社製、「ミクロパールSP−2050」)1重量部を遊星式撹拌装置によって均一に分散させ、得られたシール剤をディスペンス用のシリンジ(武蔵エンジニアリング社製、「PSY−10E」)に充填し、脱泡処理を行ってから、ディスペンサー(武蔵エンジニアリング社製、「SHOTMASTER300」)にてITO薄膜付きの透明電極基板に長方形の枠を描く様にシール剤を塗布した。続いて、TN液晶(チッソ社製、「JC−5001LA」)の微小滴を液晶滴下装置にて滴下塗布し、他方の透明基板を、真空貼り合わせ装置にて5Paの真空下にて貼り合わせた。貼り合わせた後のセルに、メタルハライドランプを用いて100mW/cmの紫外線を30秒照射した後、120℃で1時間加熱してシール剤を熱硬化させ、液晶表示素子(セルギャップ5μm)を得た。
得られた液晶表示素子について、シール部周辺の液晶(特にコーナー部)に生じる表示むらを目視にて観察し、表示むらがなかった場合を「○」、わずかに表示むらが発生した場合「△」、酷い表示むらが確認された場合を「×」として液晶汚染性を評価した。
(シールブレイク)
上記「液晶汚染性」の評価で得られた液晶表示素子について、シールパターンの形状観察を行った。その結果、内部の液晶によりシールパターンの形状が乱されていなかったものを「○」、シールパターンの形状が乱されているが液晶がシールパターンを突き破ってはいなかったものを「△」、液晶がシールパターンを突き破って外部に漏れ出したものを「×」としてシールブレイクを評価した。
Figure 2016081064
Figure 2016081064
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本発明によれば、接着性に優れ、シールブレイクや液晶汚染の発生を抑制できる液晶表示素子用シール剤を提供することができる。また、本発明によれば、該液晶表示素子用シール剤を用いて製造される上下導通材料及び液晶表示素子を提供することができる。

Claims (12)

  1. 液晶表示素子の基板間における液晶の封止に用いる液晶表示素子用シール剤であって、
    硬化性樹脂と、重合開始剤及び/又は熱硬化剤と、最大粒子径が前記液晶表示素子のセルギャップの100%以上の柔軟粒子とを含有し、
    前記柔軟粒子は、液晶表示素子の基板に固着可能な官能基及び/又は硬化性樹脂と反応可能な官能基を有する
    ことを特徴とする液晶表示素子用シール剤。
  2. 液晶表示素子の基板に固着可能な官能基及び/又は硬化性樹脂と反応可能な官能基は、エチレン性不飽和二重結合を含む基、エポキシ基、炭素数1〜30の炭化水素基、シロキシ基、イソシアネート基、又は、アミノ基であることを特徴とする請求項1記載の液晶表示素子用シール剤。
  3. 液晶表示素子の基板に固着可能な官能基及び/又は硬化性樹脂と反応可能な官能基は、(メタ)アクリロイルオキシ基、エポキシ基、炭素数1〜30のアルキル基、又は、シロキシ基であることを特徴とする請求項1又は2記載の液晶表示素子用シール剤。
  4. 柔軟粒子の含有量が、硬化性樹脂100重量部に対して、3〜70重量部であることを特徴とする請求項1、2又は3記載の液晶表示素子用シール剤。
  5. 柔軟粒子は、負荷を与えるときの原点用荷重値から反転荷重値に至るまでの圧縮変位をL1とし、負荷を解放するときの反転荷重値から原点用荷重値に至るまでの除荷変位をL2としたとき、L2/L1を百分率で表した回復率が80%以下である
    ことを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の液晶表示素子用シール剤。
  6. 柔軟粒子は、1gの負荷を与えたときの圧縮変位をL3とし、粒子径をDnとしたとき、L3/Dnを百分率で表した1g歪みが30%以上であることを特徴とする請求項1、2、3、4又は5記載の液晶表示素子用シール剤。
  7. 柔軟粒子は、ガラス転移温度が−200〜40℃であることを特徴とする請求項1、2、3、4、5又は6記載の液晶表示素子用シール剤。
  8. 柔軟粒子は、粒子が破壊した時点の圧縮変位をL4とし、粒子径をDnとしたとき、L4/Dnを百分率で表した破壊歪みが50%以上であることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6又は7記載の液晶表示素子用シール剤。
  9. 柔軟粒子は、粒子径の変動係数が30%以下であることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7又は8記載の液晶表示素子用シール剤。
  10. 遮光剤を含有することを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8又は9記載の液晶表示素子用シール剤。
  11. 請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9又は10記載の液晶表示素子用シール剤と、導電性微粒子とを含有することを特徴とする上下導通材料。
  12. 請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9若しくは10記載の液晶表示素子用シール剤又は請求項11記載の上下導通材料を有することを特徴とする液晶表示素子。
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