JP2555801B2 - 液晶シール材用エポキシ樹脂組成物及び液晶シール材 - Google Patents

液晶シール材用エポキシ樹脂組成物及び液晶シール材

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JP2555801B2 JP3152467A JP15246791A JP2555801B2 JP 2555801 B2 JP2555801 B2 JP 2555801B2 JP 3152467 A JP3152467 A JP 3152467A JP 15246791 A JP15246791 A JP 15246791A JP 2555801 B2 JP2555801 B2 JP 2555801B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業の利用分野】本発明は、硬化時にブリードを生じ
たり、溶出成分を生じることなく、しかも正確な寸法精
度を得ることができる液晶シール材用エポキシ樹脂組成
物及びその硬化物からなる液晶シール材に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、液晶装置のシール材としては、他
の熱硬化性樹脂に比べて成形性、接着性、電気特性、機
械特性、耐湿性等に優れていることからエポキシ樹脂又
はこれに無機質充填剤などを配合したエポキシ樹脂組成
物を用いることが一般的である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エポキ
シ樹脂やエポキシ樹脂組成物は、硬化時にブリードを起
こしたり、硬化時の熱変化により十分な寸法精度が得ら
れないといった問題点を有する。そこで、寸法安定性を
向上させるために、該組成物に液状ゴムを混合する方法
も実施されているが、この場合液晶中に溶出する成分を
生じるという問題点を有する。
【0004】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、硬化時にブリードを生じたり、溶出成分を生じるこ
となく、しかも正確な寸法精度を得ることができる液晶
シール材用エポキシ樹脂組成物及びその硬化物からなる
液晶シール材を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、上
記目的を達成するため、鋭意検討を行った結果、エポキ
シ樹脂と硬化剤とを含有するエポキシ樹脂組成物に、ア
ルケニル基含有エポキシ樹脂のアルケニル基に下記式
(1)で示される有機珪素化合物の≡SiH基が付加さ
れてなるシリコーン変性エポキシ樹脂と、短径3〜10
μmの無機質又は有機質充填剤からなるギャップ剤と、
平均粒径0.2〜3μmの微粉末シリカとを配合するこ
とにより、組成物の低線膨張係数化、形状制御性の向上
及び樹脂成分のブリード防止が達成され、液晶シール材
として優れた性能を有する液晶シール材用エポキシ樹脂
組成物が得られること、更にこの場合上記微粉末シリカ
は、その平均粒径をc、ギャップ剤の短径をdとした場
合にc<e=(3/5)dで表されるe以上の粒径を有
する粗粒の含有量を0.5重量%以下に調整することに
より、上記低線膨張係数化、形状制御性向上、ブリード
防止がより効果的に達成されることを見出し、本発明を
完成したものである。
【0006】
【化2】 (但し、式中Rは、置換又は非置換の一価炭化水素基或
いはアルコキシ基を示し、aは0.01〜1の数、bは
1〜3の数である。また、1分子中の珪素原子の数は、
1〜400の整数であり、1分子中の珪素原子に直結し
た水素原子の数は、1以上の整数である。)
【0007】従って、本発明は、(A)エポキシ樹脂
と、 (B)硬化剤と、 (C)アルケニル基含有エポキシ樹脂のアルケニル基に
上記式(1)で示される有機珪素化合物の≡SiH基が
付加されてなるシリコーン変性エポキシ樹脂と、 (D)短径3〜10μmの無機質又は有機質充填剤から
なるギャップ剤と、 (E)平均粒径が0.2〜3μmの範囲であり、かつそ
の平均粒径をc、上記(D)成分のギャップ剤の短径を
dとした場合、c<e=(3/5)dで表される粒径e
以上の粗粒の含有量が0.5重量%以下である微粉末シ
リカとを含有してなることを特徴とする液晶シール材、
及びその硬化物からなる液晶シール材を提供するもので
ある。
【0008】以下、本発明について更に詳しく説明する
と、本発明の液晶シール材は、(A)成分のエポキシ樹
脂と(B)成分の硬化剤とを主材とするもので、これら
(A)成分と(B)成分とを含有してなるエポキシ樹脂
組成物に(C)シリコーン変性エポキシ樹脂と、(D)
ギャップ剤と、(E)微粉末シリカとを配合したもので
ある。
【0009】上記(A)成分のエポキシ樹脂としては、
1分子中に2個以上のエポキシ基を有し、後述する
(B)成分の硬化剤により硬化させることが可能なもの
であれば分子構造、分子量等に特に制限はなく、従来よ
り知られたエポキシ樹脂を使用することができる。
【0010】このエポキシ樹脂として具体的には、エピ
クロルヒドリンとビスフェノール等の各種ノボラック樹
脂とから合成されるエポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂
或いは塩素や臭素原子等のハロゲン原子を導入したエポ
キシ樹脂などを挙げることができる。これらの中では、
常温で安定な液状組成物を得ることができるビスフェノ
ールA又はビスフエノールFのグリシジルエーテル誘導
体が好適に用いられる。なお、これらエポキシ樹脂は1
種類の使用に限定されるものではなく、2種以上を混合
して用いることもできる。
【0011】(B)成分の硬化剤としては、エポキシ樹
脂の硬化剤として通常用いられるもの、例えばジアミノ
ジフェニルメタン,ジアミノジフェニルスルホン,メタ
フェニレンジアミン等のアミン系硬化剤、無水フタル
酸,無水ピロメリット酸,無水ベンゾフェノンテトラカ
ルボン酸等の酸無水物硬化剤、フェノールノボラック,
クレゾールノボラック等の1分子中に2個以上の水酸基
を有するフェノールノボラック硬化剤などを用いること
ができる。
【0012】本発明のエポキシ樹脂組成物は、上記
(A)エポキシ樹脂及び上記(B)硬化剤を含有するエ
ポキシ樹脂組成物を主材とするものであるが、このエポ
キシ樹脂組成物には、必要に応じてモノエポキシ化合物
や各種硬化促進剤を配合することができる。モノエポキ
シ化合物として具体的には、スチレンオキシド、シクロ
ヘキセンオキシド、プロピレンオキシド、メチルグリシ
ジルエーテル、エチルグリシジルエーテル、フェニルグ
リシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、オクチ
レンオキシド、ドデセンオキシドなどが例示され、また
硬化促進剤として具体的には、イミダゾール又はその誘
導体、三級アミン系誘導体、ホスフィン系誘導体、シク
ロアミジン系誘導体等を例示することができる。なお、
各成分の配合割合は、通常の配合割合とすることができ
る。
【0013】このエポキシ樹脂組成物に配合する(C)
成分のシリコーン変性エポキシ樹脂は、上述したよう
に、アルケニル基含有エポキシ樹脂のアルケニル基に下
記式(1)で示される有機珪素化合物の≡SiH基が付
加されてなるものである。
【0014】
【化3】 (但し、式中Rは、置換又は非置換の一価炭化水素基或
いはアルコキシ基を示し、aは0.01〜1の数、bは
1〜3の数である。また、1分子中の珪素原子の数は、
1〜400の整数個であり、1分子中の珪素原子に直結
した水素原子の数は、1以上の整数個である。)
【0015】ここで、上記アルケニル基含有エポキシ樹
脂としては、アルケニル基含有フェノール樹脂をエピク
ロルヒドリンによりエポキシ化したり、適宜なエポキシ
樹脂に2−アリルフェノール等を部分的に反応させるこ
とにより得ることができる。このアルケニル基含有エポ
キシ樹脂として具体的には、下記の化合物を挙げること
ができる。なお、下記式中p及びqは特に限定されない
が、通常1<p<10、1<q<3の範囲の整数とされ
る。
【0016】
【化4】
【0017】また、上記式(1)で表される有機珪素化
合物としては、1分子中に少なくとも1個の≡SiH基
を有するものであればよく、具体的には両末端ハイドロ
ジェンメチルポリシロキサン、両末端ハイドロジェンメ
チルフェニルポリシロキサン、両末端ハイドロジェンメ
チル(2−トリメトキシシリルエチル)ポリシロキサン
などが好ましく用いられる。より具体的には、下記構造
式で示されるものを例示することができる。なお、下記
構造式中nは20〜200の数である。
【0018】
【化5】
【0019】なお、一般にオルガノポリシロキサンは、
同一のシリコーン含有の場合、重合度が大きくなるに従
って耐クラック性及び高ガラス転移点化は向上するもの
の、分散性、素子との密着性が低下する傾向がある。こ
のため、下記構造式で示されるような側鎖を上記オルガ
ノポリシロキサンに導入して、素子との密着性を改善す
ることが好ましい。
【0020】
【化6】
【0021】このオルガノポリシロキサンは、重合度1
〜400、特に30〜200程度とすることが好まし
く、重合度が1未満であると可撓性及び高ガラス転移点
を付与することが困難になる場合が有り、また400を
超えると、共重合体を得ることが合成技術上極めて困難
になり、得られた場合でも容易に分散させることが困難
なものとなってしまい、本発明の目的を達成し得ない場
合がある。
【0022】(C)成分のシリコーン変性エポキシ樹脂
は、上記アルケニル基含有エポキシ樹脂と上記式(1)
で示される≡SiHを有するオルガノポリシロキサンと
を塩化白金酸等の白金系触媒の存在下で加熱反応させる
などの公知の方法により得ることができる。
【0023】この(C)成分の配合量は、特に制限され
るものではないが、上記硬化性エポキシ樹脂100重量
部に対して0.5〜60重量部、特に2〜50重量部と
することが好ましい。(C)成分の配合量が0.5重量
部未満であると、満足な寸法安定性が得られない場合が
あり、一方60重量部を超えると、機械的強度が低下す
る傾向を示す。
【0024】次に、(D)成分のギャップ剤としては、
短径3〜10μmのものであればよく、従来より液晶シ
ール材のギャップ剤として用いられている無機質又は有
機質充填剤を用いることができ、これは所定の寸法を設
定することができるものであればいずれの性状のものも
使用することができるが、特に球状又は棒状のものを用
いることが好ましい。この場合、棒状のものを用いる場
合には、長さを上記短径(直径)の5倍から40倍とす
ることが好ましい。このギャップ剤として具体的には、
ガラス繊維,ガラスビーズ,アルミナ等の無機質充填
剤、三次元構造をもったフェノール樹脂、ポリスチレン
樹脂等の有機質充填剤を挙げることができる。
【0025】この(D)成分のギャップ剤は、液晶シー
ル材の厚みを設定するもので、その配合量は全成分の
0.1〜5重量%とすることが好ましい。配合量が0.
1重量%未満では、液晶シール材として用いる場合など
にその厚さを確保することができない場合があり、一方
5重量%を超えると、コストが増加するだけでさしたる
効果は見られない。
【0026】(E)成分の微粉末シリカは、平均粒径が
0.2〜3μmであり、かつ平均粒径をc、上記(D)
成分のギャップ剤の短径をdとした場合にc<e=(3
/5)dで表されるe以上の粒径を有する粗粒含有量が
0.5重量%以下のものである。この(E)成分は、シ
ール材の形状を制御すると共に、線膨張係数を低下さ
せ、かつ樹脂成分のブリードを防止するために配合され
るもので、上記平均粒径が上記範囲外であると、これら
の効果が十分に得られないものである。
【0027】(E)成分の配合量は、全成分中の10〜
60重量%、より好ましくは20〜60重量%とするこ
とが好適であり、10重量%未満であると上述の効果が
十分発揮されず、一方60重量%を超えると組成物の粘
度が高くなり、作業性に劣る場合がある。
【0028】本発明のエポキシ樹脂組成物は、上記
(A)〜(E)成分を含有するものであるが、必要に応
じて上記成分以外に各種の添加剤を添加することができ
る。例えば、接着性向上用の炭素官能性シラン、カーボ
ンブラック等の顔料、染料、酸化防止材、γ−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン等の表面処理剤などを
必要に応じ、適宜添加することができる。
【0029】本発明のエポキシ樹脂組成物は、上記
(A)〜(E)成分及び各種添加剤を混合することによ
り得られ、この場合各成分の混合順序に特に制限はない
が、まず本発明組成物の主材である(A)成分及び
(B)成分を含有するエポキシ樹脂と(C)成分のシリ
コーン変性エポキシ樹脂とを混合し、この混合物に
(C)〜(E)成分及び各種添加剤を配合することが好
ましい。なお、この場合(A)成分、(B)成分及び
(C)成分を含有する混合物の粘度は、25℃において
BH粘度計、4rpm(以下、同様)で10000ポイ
ズ以下、とりわけ液状の組成物とする場合には500ポ
イズ以下、特に200ポイズ以下とすることが好まし
く、最終的にはこれに(C)〜(E)成分を加えて粘度
10000ポイズ以下の組成物とすることが好ましい。
【0030】本発明のエポキシ樹脂組成物は、液晶シー
ル材として好適に使用することができ、これにより寸法
精度に優れ、ブリードやシール材成分の溶出を生じるこ
とのない液晶装置を得ることができる。
【0031】
【実施例】以下、実施例,比較例を示して本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるもの
ではない。なお、実施例,比較例の前にシリコーン変性
エポキシ樹脂の製造例を参考例として示す。
【0032】[参考例]リフラックスコンデンサー、温
度計、撹拌機及び滴下ロートを具備した内容積1リット
ルの4つ口フラスコに軟化点80℃のエポキシ化フェノ
ールノボラック樹脂(エポキシ当量195)300gを
収容し、温度110℃で撹拌しながら2−アリルフェノ
ール32gとトリブチルアミン1gとの混合物を10分
間かけて滴下し、更に110℃で2時間撹拌した。得ら
れた内容物から未反応の2−アリルフェノール及びトリ
ブチルアミンを減圧下に留去し、アリル基含有エポキシ
樹脂(アリル当量1490、エポキシ235)を得た。
【0033】次いで、上記と同様の4つ口フラスコに得
られたアリル基含有エポキシ樹脂120g、メチルイソ
ブチルケトン100g、トルエン200g及び2%白金
濃度の2−エチルヘキサノール変性塩化白金酸溶液0.
04gを収容し、1時間共沸脱水を行い、還流温度にお
いて下記構造式で示されるオルガノポリシロキサン(化
合物A,B)80gを30分かけて滴下し、更に同一温
度で4時間撹拌して反応させた後、得られた反応物を水
洗し、溶剤を減圧下で溜去することにより、粗反応生成
物を得た。
【0034】
【化7】
【0035】この粗反応生成物100gをアセトン38
0gに溶解し、これに水140gを加えて放置すること
により、二層分離した溶液を得、この溶液の上層を廃棄
した後、再びアセトン200gを加えて混合し、これに
水50gを加えて放置した。得られた二層分離溶液より
その下層を採取し、アセトン及び水を減圧溜去して下記
表1に示したシリコーン変性エポキシ樹脂I及びIIを
得た。
【0036】
【表1】
【0037】[実施例,比較例]エポキシ化フェノール
A(油化シェル社製、エピコート282)(表3では、
単にエポキシ樹脂という)、4−メチルヘキサヒドロ無
水フタル酸(新日本理化社製、リカシッドMH700)
(表3では、単に酸無水物という)、上記参考例で製造
したシリコーン変性エポキシ樹脂I,II及び表2に示
すシリカ粉末A〜Cを表3に示した割合で混合した。
【0038】
【表2】
【0039】得られた混合物にギャップ剤としてガラス
繊維(短辺5μm、長辺50〜100μm)2重量部、
3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン0.5重
量部、1,8−ジアザビシクロウンデセン−7(DB
U)を0.5重量部を配合し、均一に混合して6種類の
エポキシ樹脂組成物を得た。
【0040】得られた各液晶シール材について25℃に
おける粘度(BH粘度計,4rpm)を測定すると共
に、下記の試験を行った。結果を表3に示す。
【0041】ガラス板2枚を貼り合わせてシール部が2
0×18mm角、0.3mmの線巾で5μm厚となるよ
うに上記液晶シール材を塗布し、120℃で4時間硬化
させた。これを25℃まで冷却した後、シール部分の
0.1mm以上のボイドの有無を調べると共に、シール
部分の最大厚さ及びブリード部分の最大長さを測定し
た。結果を表3に示す。
【0042】
【表3】
【0043】表3の結果から明らかなように、本発明の
エポキシ樹脂組成物は、液晶シール材として使用した場
合、寸法精度に優れ、ブリード及びボイドの発生を可及
的に防止することができ、品質の安定した液晶装置を確
実に製造し得ることが確認された。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のエポキシ
樹脂組成物によれば、液晶シール材として使用した場
合、寸法精度に優れ、ブリード及びボイドの発生を可及
的に防止することができ、このため液晶シール材として
有効で、この組成物でシールした液晶装置は、寸法精
度、使用安定性に優れるものである。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G02F 1/1339 505 G02F 1/1339 505 G03F 7/075 511 G03F 7/075 511 (72)発明者 神宮 慎一 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 信越化学工業株式会社 シリコーン電 子材料技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−238125(JP,A) 特開 昭62−17729(JP,A) 特開 昭55−99982(JP,A)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)エポキシ樹脂と、 (B)硬化剤と、 (C)アルケニル基含有エポキシ樹脂のアルケニル基に
    下記式(1)で示される有機珪素化合物の≡SiH基が
    付加されてなるシリコーン変性エポキシ樹脂と、 【化1】 (但し、式中Rは、置換又は非置換の一価炭化水素基或
    いはアルコキシ基を示し、aは0.01〜1の数、bは
    1〜3の数である。また、1分子中の珪素原子の数は、
    1〜400の整数であり、1分子中の珪素原子に直結し
    た水素原子の数は、1以上の整数である。) (D)短径3〜10μmの無機質又は有機質充填剤から
    なるギャップ剤と、 (E)平均粒径が0.2〜3μmの範囲であり、かつそ
    の平均粒径をc、上記(D)成分のギャップ剤の短径を
    dとした場合、c<e=(3/5)dで表される粒径e
    以上の粗粒の含有量が0.5重量%以下である微粉末シ
    リカとを含有してなることを特徴とする液晶シール材用
    エポキシ樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 25℃における粘度がBH型粘度計4r
    pmにおいて10000ポイズ以下である請求項1記載
    のエポキシ樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載のエポキシ樹脂組成
    物の硬化物からなる液晶シール材。
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