JP4391177B2 - 光硬化型表示素子用シール剤 - Google Patents
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Description
例えば、プラスチックフィルム基板液晶表示素子用のシール剤として、付加重合タイプのシリコーン系シール剤が提案されている。このシリコーン系シール剤は、プラスチックフィルムに対する接着性に優れ、フレキシビリティーの高い液晶パネルを実現できる。しかしながら、シリコーン系材料は、ガスや水蒸気をよく通す性質があるため、高蒸気圧の液晶成分を透過し、特に高温信頼性に問題がある。
他にもプラスチックフィルム基板液晶表示素子用のシール剤としては、例えば、特許文献2には熱可塑性樹脂ワニスで基材表面を溶解して、熱圧着するタイプ、特許文献3には内側がシリコーン系樹脂で外側がエポキシ系樹脂という二重接着構造にしたタイプ、特許文献4には光と熱を併用硬化させるタイプなどが提案されているが、未だ上市されていない。また、ゴム変性エポキシ樹脂を添加することで、可撓性を与え、プラスチックフィルム基板への接着強度を増加させる試みもあるが、シール剤粘度が高くなり、充填剤の添加量が少なくなり、スクリーン印刷性を損ない、更に加熱硬化時に滲みを生じるという問題もある。また、液晶セルの信頼性を低下させ、硬化物が膨潤し、接着強度を劣化させるものもある。
特に大型化に伴い、光硬化型のシール剤も開発されてきているが、アクリル系接着剤の場合、硬化が不十分で未反応モノマーによる配向不良を引き起こしたり、アクリル系モノマーの臭気などの環境上の問題が出てきており、有効な接着剤がない。また、エポキシ系接着剤の光硬化型接着剤ではガラス基板への接着性は良いものの、硬化の際にイオン性不純物が出て、液晶の抵抗値を下げ、表示不良を引き起こす。このようなイオン性不純物は種々電極等を腐食する可能性もあり、有機EL表示素子や液晶表示素子には不適である。また、硬化物が硬く、プラスチックフィルム基板には接着しずらいという問題もある。実際のところ、種々要求仕様には対応出来ていないのが現状である。
1.本発明は、エポキシ化合物及び硬化剤を含む硬化性組成物からなり、少なくとも該硬化性組成物が2価のイオウ原子を持つ化合物を含有し、該2価のイオウ原子を持つ化合物がエピスルフィド化合物である光硬化型表示素子用シール剤であることを特徴とする。
3.エポキシ化合物及び硬化剤を含む硬化性組成物からなり、少なくとも該硬化性組成物が2価のイオウ原子を持つ化合物を含有し、該2価のイオウ原子を持つ化合物が、フェニルスルフィド型エポキシ化合物であることを特徴とする。
5.前記光カチオン重合開始剤が、少なくとも芳香族スルホニウム塩系光カチオン重合開始剤であることを特徴とする。
6.前記硬化剤が、前記光カチオン重合開始剤とともに、前記エポキシ化合物及び/又は前記2価のイオウ原子を持つ化合物と反応する2価のイオウ原子を持つ熱硬化性の硬化剤を含有することを特徴とする。
7.前記2価のイオウ原子を持つ熱硬化性の硬化剤が、ポリチオール又は多官能チオール系化合物であることを特徴とする。
9.前記有機ケイ素化合物が、シランカップリング剤であることを特徴とする。
本発明の光硬化型表示素子用シール剤(以下、単に「シール剤」ということがある。)は、エポキシ化合物と硬化剤とを含む硬化性組成物からなり、少なくとも硬化性組成物に2価のイオウ原子をもつ化合物を含有するものである。2価のイオウ原子をもつ化合物を含有することにより、不純物イオン、水分、熱等に対する物理的・化学的・電気的安定性の良好な、信頼性の高い表示素子に用いられる光硬化型表示素子用シール剤とすることができる。
本発明に使用されるスルフィド構造を持つ化合物としては、例えば、4,4’−ビス(メルカプトメチル)フェニルスルフィド、2,4’−ビス(メルカプトメチル)フェニルスルフィド、2,4,4’−トリ(メルカプトメチル)フェニルスルフィド、2,2’,4,4’−テトラ(メルカプトメチル)フェニルスルフィド、4,4’−ビス(4−メルカプト−2−チアブチル)フェニルスルフィド、2,4’−ビス(4−メルカプト−2−チアブチル)フェニルスルフィド、2,4,4’−トリ(4−メルカプト−2−チアブチル)フェニルスルフィド、2,2’,4,4’−テトラ(4−メルカプト−2−チアブチル)フェニルスルフィド、4,4’−ビス(7−メルカプト−2,5−ジチアヘプチル)フェニルスルフィド、2,4’−ビス(7−メルカプト−2,5−ジチアヘプチル)フェニルスルフィド、2,4,4’−トリ(7−メルカプト−2,5−ジチアヘプチル)フェニルスルフィド、2,2’,4,4’−テトラ(7−メルカプト−2,5−ジチアヘプチル)フェニルスルフィド、4−メルカプトメチル−4’−(4−メルカプト−2−チアブチル)フェニルスルフィド、2−メルカプトメチル−4’−(4−メルカプト−2−チアブチル)フェニルスルフィド、4−メルカプトメチル−2’−(4−メルカプト−2−チアブチル)フェニルスルフィド、4−(4−メルカプト−2−チアブチル)−4’−(7−メルカプト−2,5−ジチアヘプチル)フェニルスルフィド、2−(4−メルカプト−2−チアブチル)−4’−(7−メルカプト−2,5−ジチアヘプチル)フェニルスルフィド、4−(4−メルカプト−2−チアブチル)−2’−(7−メルカプト−2,5−ジチアヘプチル)フェニルスルフィド、4−メルカプトメチル−4’−(7−メルカプト−2,5−ジチアヘプチル)フェニルスルフィド、2−メルカプトメチル−4’−(7−メルカプト−2,5−ジチアヘプチル)フェニルスルフィド、4−メルカプトメチル−2’−(7−メルカプト−2,5−ジチアヘプチル)フェニルスルフィド、ビス(2−メルカプトエチル)スルフィド、ビス(3−メルカプトプロピル)スルフィド、ビス(4−メルカプトブチル)スルフィド、ビス(8−メルカプトオクチル)スルフィド等が挙げられる。
エピスルフィド化合物としては、ビス〔4−(2,3−エピチオプロピルチオ)フェニル〕スルフィド、ビス〔4−(2,3−エピチオプロピルチオ)―3−メチルフェニル〕スルフィド、ビス(β−エピチオプロピル)スルフィドなどがある。
例えば、ビス(β−エピチオプロピルチオ)メタン、1,2−ビス(β−エピチオプロピルチオ)エタン、1,3−ビス(β−エピチオプロピルチオ)プロパン、1,2−ビス(β−エピチオプロピルチオ)プロパン、1−(β−エピチオプロピルチオ)−2−(β−エピチオプロピルチオメチル)プロパン、1,4−ビス(β−エピチオプロピルチオ)ブタン、1,3−ビス(β−エピチオプロピルチオ)ブタン、1−(β−エピチオプロピルチオ)−3−(β−エピチオプロピルチオメチル)ブタン、1,5−ビス(β−エピチオプロピルチオ)ペンタン、1−(β−エピチオプロピルチオ)−4−(β−エピチオプロピルチオメチル)ペンタン、1,6−ビス(β−エピチオプロピルチオ)ヘキサン、1−(β−エピチオプロピルチオ)−5−(β−エピチオプロピルチオメチル)ヘキサン、1−(β−エピチオプロピルチオ)−2−〔(2−β−エピチオプロピルチオエチル)チオ〕エタン、1−(β−エピチオプロピルチオ)−2−[〔2−(2−β−エピチオプロピルチオエチル)チオエチル〕チオ]エタン等や、テトラキス(β−エピチオプロピルチオメチル)メタン、1,1,1−トリス(β−エピチオプロピルチオメチル)プロパン、1,5−ビス(β−エピチオプロピルチオ)−2−(β−エピチオプロピルチオメチル)−3−チアペンタン、1,5−ビス(β−エピチオプロピルチオ)−2,4−ビス(β−エピチオプロピルチオメチル)−3−チアペンタン、1−(β−エピチオプロピルチオ)−2,2−ビス(β−エピチオプロピルチオメチル)−4−チアヘキサン、1,5,6−トリス(β−エピチオプロピルチオ)−4−(β−エピチオプロピルチオメチル)−3−チアヘキサン、1,8−ビス(β−エピチオプロピルチオ)−4−(β−エピチオプロピルチオメチル)−3,6−ジチアオクタン、1,8−ビス(β−エピチオプロピルチオ)−4,5ビス(β−エピチオプロピルチオメチル)−3,6−ジチアオクタン、1,8−ビス(β−エピチオプロピルチオ)−4,4−ビス(β−エピチオプロピルチオメチル)−3,6−ジチアオクタン、1,8−ビス(β−エピチオプロピルチオ)−2,4,5−トリス(β−エピチオプロピルチオメチル)−3,6−ジチアオクタン、1,8−ビス(β−エピチオプロピルチオ)−2,5−ビス(β−エピチオプロピルチオメチル)−3,6−ジチアオクタン、1,9−ビス(β−エピチオプロピルチオ)−5−(β−エピチオプロピルチオメチル)−5−〔(2−β−エピチオプロピルチオエチル)チオメチル〕−3,7−ジチアノナン、1,10−ビス(β−エピチオプロピルチオ)−5,6−ビス〔(2−β−エピチオプロピルチオエチル)チオ〕−3,6,9−トリチアデカン、1,11−ビス(β−エピチオプロピルチオ)−4,8−ビス(β−エピチオプロピルチオメチル)−3,6,9−トリチアウンデカン、1,11−ビス(β−エピチオプロピルチオ)−5,7−ビス(β−エピチオプロピルチオメチル)−3,6,9−トリチアウンデカン、1,11−ビス(β−エピチオプロピルチオ)−5,7−〔(2−β−エピチオプロピルチオエチル)チオメチル〕−3,6,9−トリチアウンデカン、1,11−ビス(β−エピチオプロピルチオ)−4,7−ビス(β−エピチオプロピルチオメチル)−3,6,9−トリチアウンデカン等が挙げられる。また、環状脂肪族系としては、1,3および1,4−ビス(β−エピチオプロピルチオ)シクロヘキサン、1,3および1,4−ビス(β−エピチオプロピルチオメチル)シクロヘキサン、ビス〔4−(β−エピチオプロピルチオ)シクロヘキシル〕メタン、2,2−ビス〔4−(β−エピチオプロピルチオ)シクロヘキシル〕プロパン、ビス〔4−(β−エピチオプロピルチオ)シクロヘキシル〕スルフィド、2,5−ビス(β−エピチオプロピルチオメチル)−1,4−ジチアン、2,5−ビス(β−エピチオプロピルチオエチルチオメチル)−1,4−ジチアン等が挙げられる。これらに限定されるわけではなく、また、これらは単独でも、2種類以上を混合して使用してもかまわない。
これらのアルキレンスルフィド型エピスルフィド化合物の中では、直鎖状のビス(β−エピチオプロピル)スルフィド、ビス(β−エピチオプロピルチオ)エタンが好ましい。
なお、ビス[4−(2,3−エポキシプロピルチオ)フェニル]スルフィド、ビス[4−(2,3−エポキシプロピルチオ)−3−メチルフェニル]スルフィド、ビス[4−(2,3−エポキシプロピルチオ)−3,5−ジメチルフェニル]スルフィド、ビス[4−(2,3−エポキシプロピルチオ)−3,5−ジブロモフェニル]スルフィドが接着性向上させる点で好ましい。
芳香族ヨードニウム塩としては、例えばジフェニルヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジ(4−ノニルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート等が挙げられる。
芳香族スルホニウム塩としては、例えばトリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、4,4’−ビス〔ジフェニルスルホニオ〕ジフェニルスルフィド−ビスヘキサフルオロホスフェート、4,4’−ビス〔ジ(β−ヒドロキシエトキシ)フェニルスルホニオ〕ジフェニルスルフィド−ビスヘキサフルオロアンチモネート、4,4’−ビス〔ジ(β−ヒドロキシエトキシ)フェニルスルホニオ〕ジフェニルスルフィド−ビスヘキサフルオロホスフェート、7−〔ジ(p−トルイル)スルホニオ〕−2−イソプロピルチオキサントンヘキサフルオロアンチモネート、7−〔ジ(p−トルイル)スルホニオ〕−2−イソプロピルチオキサントンテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、4−フェニルカルボニル−4’−ジフェニルスルホニオ−ジフェニルスルフィド−ヘキサフルオロホスフェート、4−(p−ter−ブチルフェニルカルボニル)−4’−ジフェニルスルホニオ−ジフェニルスルフィド−ヘキサフルオロアンチモネート、4−(p−ter−ブチルフェニルカルボニル)−4’−ジ(p−トルイル)スルホニオ−ジフェニルスルフィド−テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート等を挙げることができる。これらに限定されるものではない。
特に、芳香族スルホニウム塩は300nm以上の長波長域にも紫外線吸収特性を有することから、紫外線深部硬化性に優れ、接着性を良好とする硬化物を与えることが出来、好ましい。また、特に芳香族スルホニウム/六フッ化アンチモン塩系開始剤のうち、旭電化製SP−170は厚膜硬化性があり、シール剤として配合するには好ましい。
光カチオン重合開始剤の配合量は、エポキシ樹脂及びエピスルフィド化合物100重量部に対して、1〜20重量部、好ましくは3〜15重量部である。1重量部未満であると硬化が不十分となり、接着強度不足となる。また、20重量部以上であると硬化物中のイオン性物質が多くなり、耐液晶性等の電気特性や構成部材を腐食する可能性が高く、好ましくない。
また、これらは単独でも混合して使用しても良い。光増感剤は硬化性組成物を100重量部とした場合に0.1〜20重量部含有することで効果が増し、有効である。光増感剤を使用することで、光硬化性、光反応性が向上し、接着性や電気特性を向上させることが出来る。
例えば、上記ポリチオール化合物としては、次のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。脂肪族ポリチオールとして、例えば、1,2−エタンジチオール、l,3−プロパンジチオール、1,4−ブタンジチオール、1,6−へキサンジチオール、1,8−オクタンジチオール、1,2−シクロヘキサンジチオール、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオブロピオネート、ブタンジオールビスチオグリコレート、ブタンジオールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、ぺンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ぺンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート等が挙げられ、これらは単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。これらのなかでは、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、ぺンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネートは、本発明において好適に使用しうるものである。
これら、エポキシ樹脂及びエピスルフィド化合物とチオール系化合物の反応当量比は1:1から1:5であることが好ましい。1:1以下であると未反応のチオール系化合物が硬化物中に存在し、硬化が不十分となり、好ましくない。また1:5以上であると硬化物に可撓性が乏しくなり、接着強度が低下するので、あまり好ましくない。
これらは1種もしくは2種以上の混合系で使用される。この使用量は、エポキシ樹脂及びエピスルフィド化合物100重量部に対して、通常、0.1〜10重量部、好ましくは1〜5重量部である。使用量が0.1重量部未満の場合には、十分な硬化特性が得られず、10重量部を超える場合には、コスト高や接着性が低下するなどの問題を生じる場合がある。
従って、本発明では、こうして生成したシラノール性水酸基がエポキシ樹脂/エピスルフィド化合物に対して高い触媒活性を示し、エポキシ樹脂/エピスルフィド化合物を非常に短時間、かつ充分な重合効率で硬化させることができる。しかも、上述したようにポリシランが酸化される際に酸素等を取りこむことに起因してその体積が膨張するので、エポキシ樹脂/エピスルフィド化合物の重合に伴う体積収縮を抑制することが出来る。また、ポリシランは、電気的特性等の低下の原因となるイオン性不純物となって硬化物中に残留することもないので電気部品の接着に有効である。
具体的には、効果的なシランカップリング剤として、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−(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、γ−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等のエポキシシランカップリング剤、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン等のビニルシランカップリング剤、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン等のアクリルシランカップリング剤、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロメチルトリメトキシシラン等の一般式(3):
RSi(OR’)3 ・・・(3)
〔式中、Rは1個又は2個以上のハロゲン原子が置換してもよい炭素数1〜4程度の直鎖又は分岐鎖状のアルキル基を示し、R’は炭素数1〜4程度の直鎖又は分岐鎖状のアルキル基を示す。〕
で表されるアルキルトリアルコキシシラン等を挙げることができる。なお、特にこれらに限定されるものではない。
更に、より加水分解性が高く、よりシラノール基を生成しやすいγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−(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を配合することが好ましく、生成したシラノール基が活性でエポキシ樹脂/エピスルフィド化合物とより反応しやすく、またエポキシ基を持つために相溶、反応するため良好な硬化物を与える。
更に、シラノール基がガラス面等と結合し、接着力を高めるので特に好ましい。
なお、硬化性を向上させる場合は低粘度な脂環式エポキシ樹脂、リモネンジオキサイド、4−ビニルシクロヘキセンモノオキサイド等を用いると良い。
例えば、シリカ(R972:pH=4.0〜5.5、A200:pH=4.0〜4.5等)、酸化チタン(P25:pH=3.5〜4.5、T805:pH=3.0〜4.0等)が挙げられる。
また、これら無機充填剤の粒径は小さい方が好ましく、特に1μm以下、1次粒子が30nm以下程度のものであることが特に好ましい。粒径が1μm以上である場合、微細塗布接着が困難となり、更に硬化接着時における染み出しの防止効果が少なくなる。
無機充填剤を混合する場合、硬化性組成物の粘度調整が容易にでき、種々塗布粘度に対応することができる。更に、無機充填剤添加は硬化物の膨潤性を向上させる。
これら充填剤を添加する場合の添加量は、特に充填剤そのものの種類により大きく変化するが、エポキシ樹脂及びエピスルフィド化合物100重量部に対して、100重量部以内が望ましい。更に硬化物の耐膨潤性の面からもこの範囲内が好ましい。但し、100重量部を越えると、粘度上昇で硬化性組成物の塗布性が損なわれる。その上、接着性が劣化する傾向にある。なお、充填剤の混合に当たっては、均一分散するために三本ロール等で混練し、微細化して使用することが望ましい。
高分子粒子を使用することで、硬化接着時の染み出しを防止することができ、更に硬化物に可撓性を与えることができ、接着強度が向上する。特に、架橋ポリアクリレート系粒子においては硬化の際、染み出し防止に寄与するだけでなく、柔軟性を硬化物に付与することもでき、接着強度を増加させる効果もある。硬化性組成物の粘度調整も混合量で任意に調整でき、塗布工程などの作業性を良好にする。また、理由は不明だが、架橋ポリアクリレート系粒子の添加がエポキシ樹脂/エピスルフィド化合物の硬化を促進する効果もあり、混合しない場合に比べ、硬化促進を可能にしている。
これら高分子粒子の粒径は小さい方が好ましく、特に1μm以下であることが特に好ましい。粒径が1μm以上である場合、微細塗布接着が困難となり、更に硬化接着時における染み出しの防止効果が少なくなり、接着強度も低下する。
なお、高分子粒子の混合量としては、染み出し防止の点などからエポキシ樹脂及びエピスルフィド化合物100重量部に対して、40重量部以下が好ましい。40重量部を越えると粘度上昇でエポキシ樹脂組成物の塗布性が損なわれる。その上、耐インク性が劣化する傾向にある。なお、充填剤の混合に当たっては、均一分散するために三本ロール等で混練し、微細化して使用することが望ましい。なお、これら無機フィラーと高分子粒子は併用して用いることによって、より効果がでる。
しかし、これら化合物系は光照射のみでは硬化性がやや劣る場合があり、光照射後に加熱により硬化性向上することが出来る。接着強度は出るが、未反応物が場合によっては滲み出て、電気的な影響を及ぼす可能性があるのを防止する。また、光照射/硬化時に加熱し、硬化速度向上することで、硬化性向上、接着強度向上をすることも出来る。
光照射後の熱硬化及び光照射時に加熱する温度条件は通常のエポキシ樹脂/エピスルフィド化合物の硬化温度域・時間で良い。例えば常温〜130℃で30分〜7日間、好ましくは室温〜120℃で60分〜2日間の範囲が好適である。
光照射後の熱硬化時間は硬化温度と硬化性組成物により変化するが、その組成物の標準硬化温度、時間であることが好ましい。このような処理をすることで、基材の水分や被着有機物をエージングし、プレ処理になるという効果も出る。
なお、ポットライフは光カチオン開始剤を配合しており、光照射がなければ、重合は開始しにくく、長く、作業性が良い。但し、チオール系化合物を配合した場合、エポキシ樹脂/エピスルフィド化合物との硬化速度は遅いが反応するので、長ポットライフには冷凍保存が必要となる。
プラスチックフィルム基板樹脂材料としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ナイロン、ポリアセタール(POM)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、液晶性ポリエステル(LCP)、ポリカーボネート(PC)、変性ポリフェニレンオキシド(変性PPO)、ポリアリレート(PAR)、ポリスルホン(PSF)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリイミド(PI)、ポリアミノビスマレイミド、トリアジン樹脂などが挙げられる。
また、基板表面は、透明電極(ITO電極)や配向膜(ポリイミド系配向膜)を付けたものでも、問題はない。
なお、シール剤中の固形物最大粒径が5μm未満であるときに特に良好なギャップ保持特性を示す。固形物最大粒径が5μm以上であるときはスクリーン印刷性が低下する場合があり、更に固形物どうしが二次凝集をおこすことにより、ギャップ保持が困難になる場合があり好ましくない。
本発明におけるプレキュアーとは、シール剤中に含有する水分や有機不純物を揮発及びシール剤中の脱泡をさせ、かつその後、プラスチックフィルム基板をあわせ、硬化させる際にシール剤が対向プラスチックフィルム基板の接着部分になじむようレベリングを行うことである。プレキュアーの条件としては、気流中、室温から130℃2分〜2時間の範囲であり、生産性や経済性及び硬化剤特性を考慮すると、60〜110℃で2〜30分の範囲が好適である。
また、本発明における光硬化は、シール剤中のエポキシ樹脂/エピスルフィド化合物と光カチオン重合開始剤との硬化反応を充分行わせ、かつプラスチックフィルム基板を接着させることを意味する。なお、硬化条件は光照射後、加熱を行うことも可能である。このような加熱をすることで、硬化物の架橋密度向上による膨潤防止や水分や被着有機物や染み出し不純物をエージングし、液晶注入前のプレ処理になるという効果も出る。
(i)接着性
100μm厚のポリエチレンテレフタレートフィルムを、7μm厚でシール剤により接着し、20mm/minの速度でピール強度を測定し、以下の基準で評価した。
○:200g/cm以上
△:100〜200g/cm
×:100g/cm以下
(ii)接着信頼性
上記接着したサンプルを60℃−90%RH及び85℃の環境保存テストを100時間実施後、剥離試験(ピール強度測定)を行った。両試験ともに満たすことを判断基準とした。
○:200g/cm以上
△:100〜200g/cm
×:100g/cm以下
(iii)耐液晶性
膨潤度、消費電流値が全て下記の条件を満足するものを○とし、いずれか1つでも満足しないものを×とした。
膨潤度:液晶中の浸漬テストでシール剤の重量変化が10重量%以下
消費電流値:60℃−90%RHの環境保存テストを100時間実施後、消費電流値が初期値の1.5倍以下
(iv)印刷性
連続印刷性が良好なものを○とした。
(v)染み出し(滲み)
接着硬化後、シールパターン直進性の良好なものを○とした。
各成分をヘンシェルミキサーで混合し、セラミックス製三本ロールにて充填剤及び硬化剤の粒径が5μm以下になるまで混練し、シール剤を得た。
ITO透明電極の形成されたポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム基板を、ポリイミド系配向剤を用いて配向処理し、その外周部にシール剤をシール部パターンに印刷し、所定温度、所定時間プレキュアーし、室温まで冷却した。ついで、この基板に同様に配向処理したPETフィルム基板をギャップ剤を介して重ね合わせ、エアバッグにて圧着した後、紫外線照射してシール剤を硬化せしめて両基板を接着し、必要であれば、その後アフタキュアし、完全硬化接着させ、液晶としてLixon 6220(チッソ(株)製)およびZLI−1565(メルク社製)(カイラルネマチック液晶C−15,0.5wt%含有)あるいは液晶としてLixon 6200(チッソ(株)製)およびZLI−1800,000(メルク社製)(カイラルネマチック液晶C−15,0.5wt%含有)を封入して液晶セルを作製した。
ビス[4−(2,3−エポキシプロピルチオ)フェニル]スルフィド(住友精化製)
50重量部
脂環式エポキシ樹脂(ダイセル化学社製:セロキサイド2021) 30重量部
ビスフェノール型エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ社製:エピコート828)
20重量部
光カチオン重合開始剤:芳香族ヨードニウム塩系重合開始剤
ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート 3重量部
上記組成を攪拌混合し、光硬化型表示素子用シール剤を得た。
このシール剤を用い、前記セル作製方法にしたがい、高圧水銀灯にて3J/cm2照射後、後熱硬化条件:120℃1時間で接着強度試験サンプル、及び空液晶セルを作製した。この空液晶セルに対して、前記シール剤評価方法に従い、評価した結果を表1に示した。
紫外線硬化型シリコーン系接着剤(スリーボンド製:TB3161)を使用して、実施例1と同様にサンプルを作製し、前記評価方法に従い、評価した結果を表1に示した。なお、接着硬化条件は3J/cm2のみとした。
ビス[4−(2,3−エピチオプロピルチオ)フェニル]スルフィド(住友精化製)
10重量部
ビス[4−(2,3−エポキシプロピルチオ)フェニル]スルフィド(住友精化製)
20重量部
脂環式エポキシ樹脂(ダイセル化学社製:セロキサイド2081) 30重量部
ビスフェノール型エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ社製:エピコート806)
40重量部
光カチオン重合開始剤(旭電化製:SP-150) 5重量部
上記組成を攪拌混合し、光硬化型表示素子用シール剤を得た。
このシール剤を用い、前記セル作製方法にしたがい、高圧水銀灯にて3J/cm2照射後、後熱硬化条件:120℃1時間で接着強度試験サンプル、及び空液晶セルを作製した。この空液晶セルに対して、前記シール剤評価方法に従い、評価した結果を表1に示した。
紫外線硬化型接着剤(セメダイン製:Y-877)を使用して、実施例2と同様にサンプルを作製し、前記評価方法に従い、評価した結果を表1に示した。なお、接着硬化条件は3J/cm2のみとした。
ビス(β−エピチオプロピル)スルフィド 40重量部
脂環式エポキシ樹脂(ダイセル化学社製、セロキサイド2021) 10重量部
固形エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ社製:エピコート1001) 25重量部
ビスフェノール型エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ社製:YL980) 25重量部
反応性希釈剤(ダイセル化学社製:セロキサイド3000) 30重量部
光カチオン重合開始剤(旭電化製:SP-172) 5重量部
上記組成を攪拌混合し、光硬化型表示素子用シール剤を得た。
このシール剤を用い、前記セル作製方法にしたがい、高圧水銀灯にて3J/cm2照射後、後熱硬化条件:100℃1時間で接着強度試験サンプル、及び空液晶セルを作製した。この空液晶セルに対して、前記シール剤評価方法に従い、評価した結果を表1に示した。
紫外線硬化型接着剤(協立産業製:WR8120T3)を使用して、実施例3と同様にサンプルを作製し、前記評価方法に従い、評価した結果を表1に示した。なお、接着硬化条件は3J/cm2のみとした。
ビス[4−(2,3−エポキシプロピルチオ)フェニル]スルフィド(住友精化製)
10重量部
脂環式可撓性エポキシ樹脂(ダイセル化学社製:セロキサイド2081) 20重量部
ビスフェノール型エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ社製:YL980) 40重量部
反応性希釈剤(ダイセル化学社製:セロキサイド3000) 10重量部
光カチオン重合開始剤(旭電化製:SP-170) 5重量部
上記組成を攪拌混合し、光硬化型表示素子用シール剤を得た。
このシール剤を用い、前記セル作製方法にしたがい、高圧水銀灯にて3J/cm2照射後、後熱硬化条件:120℃1時間で接着強度試験サンプル、及び空液晶セルを作製した。この空液晶セルに対して、前記シール剤評価方法に従い、評価した結果を表1に示した。
紫外線硬化型接着剤(セメダイン製:Y-878-1)を使用して、実施例4と同様にサンプルを作製し、前記評価方法に従い、評価した結果を表1に示した。なお、接着硬化条件は3J/cm2のみとした。
ビス[4−(2,3−エピチオプロピルチオ)フェニル]スルフィド(住友精化製)
34重量部
ビス[4−(2,3−エポキシプロピルチオ)フェニル]スルフィド(住友精化製)
56重量部
反応性希釈剤(ダイセル化学社製:セロキサイド3000) 6重量部
テトラキス−(7−メルカプト−2,5−ジチアヘプチル)メタン(住友精化製)
10重量部
光カチオン重合開始剤(旭電化製:SP-170) 5重量部
上記組成を攪拌混合し、光硬化型表示素子用シール剤を得た。
このシール剤を用い、前記セル作製方法にしたがい、高圧水銀灯にて3J/cm2照射後、後熱硬化条件:120℃1時間で接着強度試験サンプル、及び空液晶セルを作製した。この空液晶セルに対して、前記シール剤評価方法に従い、評価した結果を表1に示した。
紫外線硬化型接着剤(スリーボンド製:TB3018)を使用して、実施例5と同様にサンプルを作製し、前記評価方法に従い、評価した結果を表1に示した。なお、接着硬化条件は4.5J/cm2のみとした。
ビス[4−(2,3−エピチオプロピルチオ)フェニル]スルフィド(住友精化製)
24重量部
ビス[4−(2,3−エポキシプロピルチオ)フェニル]スルフィド(住友精化製)
40重量部
脂環式可撓性エポキシ樹脂(ダイセル化学社製:セロキサイド2081) 5重量部
ビスフェノール型エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ社製:YL980) 66重量部
反応性希釈剤(ダイセル化学社製:セロキサイド3000) 34重量部
2,4,6−トリチオキソ−1,3,5−トリイルトリエチル−トリス(3−メルカプトプロピオナート)(淀化学製) 30重量部
光カチオン重合開始剤(旭電化製:SP-170) 5重量部
上記組成を攪拌混合し、光硬化型表示素子用シール剤を得た。
このシール剤を用い、前記セル作製方法にしたがい、高圧水銀灯にて3J/cm2照射後、後熱硬化条件:120℃1時間で接着強度試験サンプル、及び空液晶セルを作製した。この空液晶セルに対して、前記シール剤評価方法に従い、評価した結果を表1に示した。
紫外線硬化型接着剤(スリーボンド製:TB3014C)を使用して、実施例6と同様にサンプルを作製し、前記評価方法に従い、評価した結果を表1に示した。なお、接着硬化条件は2J/cm2とした。
ビス[4−(2,3−エピチオプロピルチオ)フェニル]スルフィド(住友精化製)
24重量部
ビス[4−(2,3−エポキシプロピルチオ)フェニル]スルフィド(住友精化製)
40重量部
脂環式可撓性エポキシ樹脂(ダイセル化学社製:セロキサイド2081) 10重量部
ビスフェノール型エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ社製:YL980) 26重量部
光カチオン重合開始剤(旭電化製:SP-170) 5重量部
有機ケイ素化合物:ジ−(tert−ブチルペルオキシ)ジフェニルシラン 5重量部
上記組成を攪拌混合し、光硬化型表示素子用シール剤を得た。
このシール剤を用い、前記セル作製方法にしたがい、高圧水銀灯にて3J/cm2照射後、後熱硬化条件:120℃1時間で接着強度試験サンプル、及び空液晶セルを作製した。この空液晶セルに対して、前記シール剤評価方法に従い、評価した結果を表1に示した。
ビス[4−(2,3−エピチオプロピルチオ)フェニル]スルフィド、ビス[4−(2,3−エポキシプロピルチオ)フェニル]スルフィド、ジ−(tert−ブチルペルオキシ)ジフェニルシランを使用しない以外は、実施例7と同様にサンプルを作製し、前記評価方法に従い、評価した結果を表1に示した。
ビス[4−(2,3−エポキシプロピルチオ)フェニル]スルフィド(住友精化製)
40重量部
脂環式可撓性エポキシ樹脂(ダイセル化学社製:セロキサイド2081) 10重量部
ビスフェノール型エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ社製:YL980) 50重量部
光カチオン重合開始剤(旭電化製:SP-170) 5重量部
シランカップリング剤:γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン(信越化学製:KBE403) 3重量部
上記組成を攪拌混合し、光硬化型表示素子用シール剤を得た。
このシール剤を用い、前記セル作製方法にしたがい、高圧水銀灯にて3J/cm2照射後、後熱硬化条件:120℃1時間で接着強度試験サンプル、及び空液晶セルを作製した。この空液晶セルに対して、前記シール剤評価方法に従い、評価した結果を表1に示した。
ビス[4−(2,3−エポキシプロピルチオ)フェニル]スルフィド、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランを使用しない以外は、実施例8と同様にサンプルを作製し、前記評価方法に従い、評価した結果を表1に示した。
ビス[4−(2,3−エピチオプロピルチオ)フェニル]スルフィド(住友精化製)
20重量部
ビス[4−(2,3−エポキシプロピルチオ)フェニル]スルフィド(住友精化製)
35重量部
脂環式可撓性エポキシ樹脂(ダイセル化学社製:セロキサイド2081) 10重量部
ビスフェノール型エポキシ樹脂(油化シェルエポキシ社製:YL980) 30重量部
反応性希釈剤(ダイセル化学社製:セロキサイド3000) 5重量部
テトラキス−(7−メルカプト−2,5−ジチアヘプチル)メタン(住友精化製)
10重量部
光カチオン重合開始剤(旭電化製:SP-170) 5重量部
シランカップリング剤:γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン(信越化学製:KBE403) 3重量部
光増感剤:ベンゾフェノン 1重量部
上記組成を攪拌混合し、光硬化型表示素子用シール剤を得た。
このシール剤を用い、前記セル作製方法にしたがい、高圧水銀灯にて3J/cm2照射後、後熱硬化条件:120℃1時間で接着強度試験サンプル、及び空液晶セルを作製した。この空液晶セルに対して、前記シール剤評価方法に従い、評価した結果を表1に示した。
ビス[4−(2,3−エピチオプロピルチオ)フェニル]スルフィド、ビス[4−(2,3−エポキシプロピルチオ)フェニル]スルフィド、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランを使用しない以外は、実施例9と同様に接着強度試験サンプルおよびで空液晶セル作製し、前記評価方法に従い、評価した結果を表1に示した。
実施例9の光硬化型表示素子用シール剤で120℃に加熱しながら、高圧水銀灯にて3J/cm2照射し、接着強度試験サンプル、及び空液晶セルを作製した。この空液晶セルに対して、前記シール剤評価方法に従い、評価した結果を表1に示した。
比較例9における硬化条件を高圧水銀灯にて3J/cm2照射のみで同様にサンプルを作製し、前記評価方法に従い、評価した結果を表1に示した。
前記実施例1〜10で作製した空液晶セルに、液晶Lixon 6200(チッソ(株)製)及びZLI−1800,000(メルク社製)(カイラルネマチック液晶C−15,0.5wt%含有)封入して、液晶セルを作製した。これらの液晶セルに対して、85℃及び60℃−90%RHの環境保存テストを行った。結果を表2に示す。
いずれの環境下においても、500時間経過後の耐液晶性、接着信頼性は良好であった。(表2)
前記比較例1〜10で作製した空液晶セルに、実施例7と同様にして液晶セルを作製し、85℃及び60℃−90%RHの環境保存テストを行った。結果を表2に示す。
500時間実施した後の液晶パネルには、剥離が生じたり、電流を測定することができないものがあった。
Claims (10)
- エポキシ化合物及び硬化剤を含む硬化性組成物からなり、少なくとも該硬化性組成物が2価のイオウ原子を持つ化合物を含有し、該2価のイオウ原子を持つ化合物がエピスルフィド化合物であることを特徴とする光硬化型表示素子用シール剤。
- 前記エピスルフィド化合物が、直鎖アルキレンスルフィド型エピスルフィド化合物であることを特徴とする請求項1に記載の光硬化型表示素子用シール剤。
- エポキシ化合物及び硬化剤を含む硬化性組成物からなり、少なくとも該硬化性組成物が2価のイオウ原子を持つ化合物を含有し、該2価のイオウ原子を持つ化合物がフェニルスルフィド型エポキシ化合物であることを特徴とする光硬化型表示素子用シール剤。
- 前記硬化剤が、光カチオン重合開始剤であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の光硬化型表示素子用シール剤。
- 前記光カチオン重合開始剤が、少なくとも芳香族スルホニウム塩系光カチオン重合開始剤であることを特徴とする請求項4に記載の光硬化型表示素子用シール剤。
- 前記硬化剤が、前記光カチオン重合開始剤とともに、前記エポキシ化合物及び/又は前記2価のイオウ原子を持つ化合物と反応する2価のイオウ原子を持つ熱硬化性の硬化剤を含有することを特徴とする請求項4又は5に記載の光硬化型表示素子用シール剤。
- 前記2価のイオウ原子を持つ熱硬化性の硬化剤が、ポリチオール又は多官能チオール系化合物であることを特徴とする請求項6に記載の光硬化型表示素子用シール剤。
- 前記光硬化型表示素子用シール剤は、添加剤として有機ケイ素化合物を少なくとも含有し、該有機ケイ素化合物が、光照射、加熱及び加水分解から選ばれる少なくとも一つによってシラノール基を生成する化合物であることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の光硬化型表示素子用シール剤。
- 前記有機ケイ素化合物が、シランカップリング剤であることを特徴とする請求項8に記載の光硬化型表示素子用シール剤。
- 前記光硬化型表示素子用シール剤は、光照射後に後熱硬化する、あるいは光照射時に加熱することを特徴とする請求項1ないし9のいずれかに記載の光硬化型表示素子用シール剤。
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