JP2754004B2 - 液晶表示パネル - Google Patents

液晶表示パネル

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JP2754004B2 JP63070229A JP7022988A JP2754004B2 JP 2754004 B2 JP2754004 B2 JP 2754004B2 JP 63070229 A JP63070229 A JP 63070229A JP 7022988 A JP7022988 A JP 7022988A JP 2754004 B2 JP2754004 B2 JP 2754004B2
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  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液晶表示パネルに関する。
〔従来の技術〕 一般に液晶表示パネルは少なくとも一方に液晶の電気
光学効果を制御する手段を備えた一対の基板をシール部
材により接着し該シール部材により液晶組成物を密封、
保持した構造からなる。従来上記シール部材として熱硬
化型のエポキシ接着剤が広く採用されてきた。すなわち
一方の基板上に該エポキシ接着剤を所望の形状にスクリ
ーン印刷し塗布後、所望のセル厚に達するように圧力を
加えながら加熱し接着せしめたものである。エポキシ接
着剤は他の接着剤に比べて耐水性や接着強度などの点で
優れていることが知られている。一方、最近では上記エ
ポキシ接着剤にかわり紫外線硬化型の接着剤を用い作業
性の改善を試みることが提案されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、熱硬化型エポキシ接着剤を用いた液晶
表示パネルにおいてはパネルを製造する際シール部材の
硬化に長時間にわたる加熱工程を必要とするため温度制
御及び大量連続処理が困難となる。また加熱による基板
の熱膨張に起因する上下基板のアライメントずれ、セル
厚不良が発生し歩留を低下させている。
上述の製造上の問題点を解決するために紫外線硬化型
のシール部材を使用することが提案されているが、紫外
線硬化型樹脂においては光重合を起こす過程において液
晶組成物と反応を起こし液晶組成物の特性、特に抵抗
値、配向を劣化させてしまうため実用化に至っていな
い。
本発明は上述の問題点を解決するもので低温かつ大量
処理が可能でありかつ液晶の信頼性及び表示特性に悪影
響を及ぼすことないシール部材を備えた液晶表示パネル
を提供するものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、少なくとも一方の基板上に液晶電気光学効
果を制御する手段を具備する一対の基板をシール部材に
より貼り合せ該基板間に液晶組成物を保持せしめた液晶
表示パネルにおいて上記シール部材が、エポキシ(メ
タ)アクリレートのみから選ばれるプレポリマーまたは
オリゴマーとヒドロキシアルキル(メタ)アクリレー
ト、アルキレングリコールジ(メタ)アクリレートから
選ばれる少なくとも一種の反応性希釈剤とラジカル発生
型光重合性開始剤より構成された紫外線硬化型樹脂であ
ることを特徴とする。
〔作用〕
本発明者らは液晶表示パネルの製造を短時間に歩留良
く大量処理するために紫外線硬化型樹脂を用いた液晶表
示パネルを以下の事実を見い出すことにより発明した。
すなわち従来紫外線硬化型樹脂の使用上問題となってい
た紫外線硬化樹脂と液晶組成物との反応及び液晶組成物
の劣化が紫外線硬化型樹脂の光重合過程及び光重合する
ことにより高分子化合物を形成する主成分の材料に強く
依存すること、更にはエポキシ(メタ)アクリレートの
プレポリマーあるいはオリゴマーと(メタ)アクリルモ
ノマーから成る反応稀釈剤とラジカル発生型光重合開始
剤の混合からなる紫外線硬化型樹脂のみが液晶組成物と
何ら反応することがなく十分な耐水性及び安定性と接着
強度を有し液晶パネルのシール部材として使用できるこ
とを見い出したのである。
一般に紫外線硬化型樹脂には上記エポキシアクリレー
ト系ポリマーの他にポリウレタン変性(メタ)アクリレ
ート系ポリマーあるいはポリブタジエン変性(メタ)ア
クリレート系ポリマーあるいは紫外線硬化型エポキシポ
リマーが知られている。本発明者は上記4種類の紫外線
硬化型樹脂を液晶表示パネルのシール部材に使用しその
実用性について詳細に調べたところ表1のような結果を
得た。
ここで液晶表示パネルのシール部材として要求される
基本的な特性としては光重合硬化する過程で液晶と反応
しないこと、液晶の比抵抗を低下させないこと、外部か
らの湿気に対して十分な耐性を有すること、最後にシー
ル部材と接する液晶表示パネルの配線の腐食を誘発しな
いことが上げられる。表1に示されるように上記全ての
項目を満たす紫外線硬化他樹脂がエポキシ(メタ)アク
リレートポリマーであることが判明した。ポリウレタン
変性(メタ)アクリレート系ポリマー及びポリブタジエ
ン変性(メタ)アクリレート系ポリマーは光重合後も樹
脂表面に未反応基が残り該未反応基が液晶組成物と反応
し液晶配向及び比抵抗を低下させる。一方芳香族エポキ
シ樹脂、脂環族エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂に代
表される紫外線硬化型エポキシ樹脂は紫外線を受けてル
イス酸を放出する第V a、第Vi a、第Vii a族元素のオニ
ウム塩を光重合開始剤とするため上記ルイス酸が液晶組
成物と反応し比抵抗を低下させるとともに配線材の腐食
をも誘発する。
以上述べたように液晶表示パネルのシール部材として
はエポキシ(メタ)アクリレート系ポリマーのみが使用
可能であることが判明した。これにより初めて大量かつ
歩留り良く液晶表示パネルの製造が可能となる。上記エ
ポキシ(メタ)アクリレート系ポリマーとはエポキシ
(メタ)アクリレートのプレポリマー又はオリゴマーと
(メタ)アクリルモノマーから選ばれた反応性稀釈剤と
ラジカル発生光重合開始剤からなる紫外線硬化型樹脂で
あるが、必要に応じ上記成分に粘度を調整するための充
填剤や密着を向上させる目的でシランカップリング剤あ
るいは液晶表示パネルのセル厚を制御するために間隙調
整物質を添加してもシール部材として良好な結果を与え
本発明の目的を達成することができる。
〔実施例〕
本発明の液晶表示パネルの1実施例を図1に用いて説
明する。図1は本実施例の液晶パネルの断面図を示す。
透明基板101上に液晶電気光学効果を制御する手段と
してマトリックス状にアモルファスシリコン薄膜トラン
ジスター(TFT)あるいはポリシリコン薄膜トランジス
ター(TFT)等に代表されるTFTスイッチング素子102を
作り、対向基板上103に該マトリック状に配列されたTFT
に対応したレッド、グリーン、ブルーの色からなる三原
色カラーフィルター104を染色法、印刷法あるいは蒸着
法等により形成した。上記2枚の基板の対向する面側に
有機高分子膜105を形成し所望の方向に液晶組成物が配
向するようにラビング処理を行った。上述の一対の基板
の一方にエポキシ(メタ)アクリレート系の紫外線硬化
型樹脂106をスクリーン印刷法により塗布しカラーフィ
ルター層TFT画素が対応するようにアライメントした後
紫外線露光にて、上下基板を接着せしめ液晶セルを得
た。本実施例に用いた紫外線硬化型樹脂はエポキシ(メ
タ)アクリレートのプレポリマーとしてビスフェノール
Aとエピクロルヒドリンから合成されたエポキシ樹脂
(平均分子量1000)をアクリル酸で付加開環させエポキ
シアクリレートとしたもの(U−1と称する)と、反応
性稀釈剤としてテトラエチレングリコールジメタクリレ
ートを用い光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘ
キシルフェニルケトンを混合し更に密着向上剤及び粘度
調整剤、セルスペーサーを表2に示す重量比で配合した
ものである。ここでシール部材としての紫外線硬化型樹
脂としてはスクリーン印刷された該紫外線硬化型樹脂が
有効画面内に流れ込まないといった作業性から粘度が20
000〜50000cpsに制御されることが望ましい。
上記液晶セルにピリミジン系、フェニルシクロヘキサ
ン系、ビフェニル系あるいはトラン系より成る液晶組成
物107を封入し液晶表示パネルを得た。
本発明の液晶表示パネルは基板貼り合せ時に従来のよ
うに長時間熱処理する必要がなく、紫外線露光するだけ
で液晶セルが得られるため大量連続処理が可能とない大
巾にコストが低減できる。また熱処理時による上下基板
の熱膨張が原因となる上下基板の位置ずれ、あるいはセ
ル厚不良が本質的に発生しないため、パネル製造の歩留
が大巾に向上した。特に上下基板の材質が異なるような
液晶表示パネル(例えば石英基板を用いたポリシリコン
TFT基板とフュージョンガラスを用いたカラーフィルタ
ー基板とを組み合せたセル)においてその効果は非常に
大きい。
本実施例においては表2に示すところのエポキシ(メ
タ)アクリレート系紫外線硬化型樹脂を用いたがこの材
料及び組成比に限定されるものではない。すなわちエポ
キシ(メタ)アクリレートのプレポリマーまたはオリゴ
マーとは分子注に1つ以上のエポキシ基を有するエポキ
シ樹脂にエポキシ基とほぼ等量のアクリル酸またはカル
ボキシル基を有するアクリレートと耐塩基酸との混合物
を反応される物質でありビスフェノールA型ジグリシジ
ルエーテル型、グリセリンジグリシジルエーテル型、ポ
リアルキレングリコールジグリシジルエーテル型、多塩
基酸ジグリシジルエステル型、シクロヘキセンオキサイ
ド型などのエポキシ化合物とアクリル酸またはカルボキ
シル基を持つアクリレートとの付加反応物が挙げられ
る。一方反応性希釈剤としては本実施例以外に1ヒドロ
キシエチル(メタ)アクリレート、1ヒドロキシプロピ
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、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、
トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テト
ラエチレングルコールジ(メタ)アクリレート、1、2
−プロピレングリコールジ(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、ジ−(ペ
ンタエチレングリコール)ジ(メタ)アクリレートから
選ばれる1種または2種以上から選ばれる(メタ)アク
リレートモノマーが用いられる。光重合開始剤は2,2ジ
エトキシアセトフェノン,1ヒドロキシフェニルケトン,
ベンゾインアルキルエーテル,ベンゾフェノン,メチル
ベンゾイルフォーマート等の紫外線を照射するとラジカ
ルを発生する化合物ならば本発明に使用できるのであ
る。
本実施例の液晶表示パネルの耐環境性を調べたとこ
ろ、高温高湿下の通電試験、高温、低温の放置試験、及
びヒートサイクル試験に対して十分な耐性を有すること
が判明した。すなわち外部からの湿気に対して十分な耐
性を有するとともに熱応力に対してもクラッキング等を
起こすこともなく、液晶表示パネルとして十分な信頼性
を保持しているのである。また紫外線硬化時に液晶組成
物を劣化させることもなく表示特性も優れたものであっ
た。
〔実施例2〕 実施例1と同様の方法により液晶表示パネルを得た。
本実施例では紫外線硬化型樹脂として表3に示すような
エポキシ(メタ)アクリレート系ポリマーをシール部材
に用いた。エポキシ(メタ)アクリレートオリゴマーと
して実施例1に用いたU−1に加え、ビスフェノールA
とエピクロルヒドリンから合成されたエポキシ樹脂(平
均分子量400)をアクリル酸で付加開環させて得たエポ
キシアクリレート(U−2)を加えたものである。
本実施例の液晶表示パネルにおいても実施例1と同様
に大巾に製造工程の簡略化及び大量処理が可能であり、
かつ歩留も向上した。また液晶表示パネルとして十分な
信頼性及び表示特性を有することも確認された。
本実施例及び実施例1において液晶表示パネルの駆動
手段としてTFTスイッチング素子を用いたが、駆動手段
としてはMIM,バックツウバックダイオード、あるいはPI
Nダイオードのようなダイオード特性を使った2端子素
子を用いても良い。また上記アクティブデバイス以外に
も単純マトリックス駆動パネルを用いても本発明の目的
は容易に達成される。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明の液晶表示パネルは液晶表示
パネルのシール部材にエポキシ(メタ)アクリレートの
プレポリマーあるいはオリゴマーとアクリルモノマーか
ら選ばれた少なくとも一種の反応性稀釈剤とラジカル発
生型光重合開始剤より構成された紫外線硬化型樹脂を用
いることにより耐環境性及び表示特性の優れた液晶表示
パネルを低温処理かつ大量連続処理が可能なプロセスに
て提供できるという効果を有する。該効果に加え、低温
処理が可能になったことにより上下基板に材質の異なる
ものを使用しても位置ずれやセル厚不良を引き起こすこ
とがなくパネル組立歩留を向上できるため非常に安価に
液晶表示パネルを提供できるという効果も有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例における液晶表示パネルの断面
図を示す。 101……透明基板(TFT基板) 102……TFTスイッチング素子 103……透明基板(カラーフィルター基板) 104……3原色カラーフィルター 105……有機高分子膜 106……エポキシ(メタ)アクリレート系紫外線硬化型
樹脂 107……液晶組成物
フロントページの続き (72)発明者 平林 和広 東京都八王子市佐入町358―1 スリー ボンド第二八王子寮内 (56)参考文献 特開 昭62−89930(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも一方の基板上に液晶電気光学効
    果を制御する手段を具備する一対の基板をシール部材に
    より貼り合せ該基板間に液晶組成物を保持せしめた液晶
    表示パネルにおいて上記シール部材が、エポキシ(メ
    タ)アクリレートのみから選ばれるプレポリマーまたは
    オリゴマーとヒドロキシアルキル(メタ)アクリレー
    ト、アルキレングリコールジ(メタ)アクリレートから
    選ばれる少なくとも一種の反応性希釈剤とラジカル発生
    型光重合性開始剤より構成された紫外線硬化型樹脂であ
    ることを特徴とする液晶表示パネル。
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