WO2019221044A1 - 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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WO2019221044A1
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liquid crystal
crystal display
meth
acrylate
display element
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Inventor
友樹 田村
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積水化学工業株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/16Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/22Compounds containing nitrogen bound to another nitrogen atom
    • C08K5/24Derivatives of hydrazine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1339Gaskets; Spacers; Sealing of cells

Definitions

  • the present invention relates to a sealant for a liquid crystal display element that is excellent in storage stability and curability and can suppress the occurrence of display defects even when used in a thin liquid crystal display element. Moreover, this invention relates to the vertical conduction material and liquid crystal display element which use this sealing compound for liquid crystal display elements.
  • a method for manufacturing a liquid crystal display element such as a liquid crystal display cell
  • dripping using a sealing agent as disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 from the viewpoint of shortening tact time and optimizing the amount of liquid crystal used.
  • a liquid crystal dropping method called a construction method is used.
  • the dropping method first, a frame-like seal pattern is formed on one of the two substrates with electrodes by dispensing. Next, liquid crystal microdroplets are dropped into the frame of the seal pattern in a state where the sealant is uncured, and after the other substrate is superposed under vacuum, the sealant is cured to produce a liquid crystal display element.
  • this dripping method has become the mainstream method for manufacturing liquid crystal display elements.
  • a narrow frame of the liquid crystal display unit can be cited.
  • the position of the seal portion is arranged under the black matrix (hereinafter also referred to as a narrow frame design).
  • the sealing agent is arranged directly under the black matrix, when the dripping method is performed, the light irradiated when photocuring the sealing agent is blocked, and it is difficult for the light to reach the inside of the sealing agent.
  • the conventional sealant is insufficiently cured. As described above, when the sealant is insufficiently cured, there is a problem in that the uncured sealant component is eluted in the liquid crystal and easily causes liquid crystal contamination.
  • the sealant is cured by heating.
  • a thermosetting agent is added to the sealant. It has been broken.
  • a thermosetting agent that is highly reactive to heat is used in order to improve the curability of the sealing agent, the resulting sealing agent may have poor storage stability.
  • liquid crystal display elements have been made thinner.
  • a conventional sealant is used for a thin liquid crystal display element, there is a problem that display defects may occur.
  • the present invention is a sealant for a liquid crystal display element containing a curable resin and a thermosetting agent, and the thermosetting agent has a solubility parameter of 37.0 (J / cm 3 ) 1/2 or more and 60.0. (J / cm 3 ) A sealing agent for liquid crystal display elements containing 1/2 or less hydrazide compound.
  • the present invention is described in detail below.
  • a liquid crystal having a high polarity including a liquid crystal molecule having a polar group such as a fluoro group, a chloro group, or a cyano group is often used.
  • a conventional sealant is used in a thin liquid crystal display element, the cause of display failure is compatibility between a highly polar liquid crystal containing liquid crystal molecules having such a polar group and the sealant ( In particular, it was considered that liquid crystal contamination is likely to occur due to high compatibility (with the thermosetting agent contained in the sealant).
  • the present inventor has excellent storage stability and curability by using a hydrazide compound having a solubility parameter in a specific range as a thermosetting agent, and even when it is used for a thin liquid crystal display device, display defects occur.
  • the present inventors have found that a sealing agent for liquid crystal display elements capable of suppressing the above can be obtained and completed the present invention.
  • the sealing agent for liquid crystal display elements of the present invention is further less compatible with the conventional liquid crystal having a low polarity, the liquid crystal display element using such a conventional liquid crystal also has a display defect. Occurrence can be suppressed.
  • the sealing agent for liquid crystal display elements of this invention contains a thermosetting agent.
  • the thermosetting agent forms a covalent bond with an epoxy group or a (meth) acryloyl group in the sealing agent for liquid crystal display elements by heating and crosslinks, and the adhesiveness and moisture resistance of the cured sealing agent for liquid crystal display elements are increased.
  • the “(meth) acryloyl” means acryloyl or methacryloyl.
  • the thermosetting agent includes a hydrazide compound having a solubility parameter (hereinafter also referred to as “SP value”) of 37.0 (J / cm 3 ) 1/2 or more and 60.0 (J / cm 3 ) 1/2 or less.
  • SP value solubility parameter
  • a hydrazide compound having an SP value of 37.0 (J / cm 3 ) 1/2 or more and 60.0 (J / cm 3 ) 1/2 or less is also referred to as “hydrazide compound according to the present invention”.
  • the sealing agent for liquid crystal display elements of the present invention is excellent in storage stability and curability and has poor display even when used in a thin liquid crystal display element. Occurrence can be suppressed.
  • the preferable lower limit of the SP value of the hydrazide compound according to the present invention is 40 (J / cm 3 ) 1/2 , and the more preferable lower limit is 45 (J / cm 3 ) 1/2 .
  • the upper limit with preferable SP value of the hydrazide compound concerning this invention is 50.0 (J / cm ⁇ 3 >) ⁇ 1/2 >.
  • the “SP value” is a value calculated based on a calculation method devised by Fedors (Journal of the Adhesion Society of Japan, vol. 22, no. 10 (1986) (53) (566) ( Journal of Adhesion Society of Japan)). In this calculation method, since the density value is unnecessary, the solubility parameter can be easily calculated.
  • SP value ( ⁇ ei / ⁇ vi) 1/2
  • ⁇ ei is the sum of evaporation energy of atoms and atomic groups
  • ⁇ vi sum of molar capacity
  • the hydrazide compound according to the present invention preferably has one or more hydroxyl groups in one molecule.
  • the resulting liquid crystal display element sealing agent is more excellent in the effect of achieving both storage stability and curability.
  • hydrazide compound according to the present invention examples include malic acid dihydrazide (SP value 39.7 (J / cm 3 ) 1/2 ), 2-hydroxypropane-1,2,3-tricarbohydrazide ( SP value 40.5 (J / cm 3 ) 1/2 ), tartaric acid dihydrazide (SP value 45.9 (J / cm 3 ) 1/2 ), gluconic acid hydrazide (SP value 48.5 (J / cm 3 )) 1/2 ) and the like.
  • at least one selected from the group consisting of 2-hydroxypropane-1,2,3-tricarbohydrazide, tartaric acid dihydrazide, and gluconic acid hydrazide is preferable.
  • the content of the hydrazide compound according to the present invention in the thermosetting agent is preferably 80 mol% or more, more preferably 90 mol% or more, further preferably 95 mol% or more, 100 Most preferably, it is mol%.
  • thermosetting agent As for content of the said thermosetting agent, a preferable minimum is 1 weight part and a preferable upper limit is 10 weight part with respect to 100 weight part of curable resin. When the content of the thermosetting agent is within this range, the obtained sealing agent for liquid crystal display elements is more excellent in the effect of achieving both storage stability and curability.
  • the minimum with more preferable content of the said thermosetting agent is 3 weight part, and a more preferable upper limit is 8 weight part.
  • the sealing agent for liquid crystal display elements of this invention contains curable resin.
  • the curable resin preferably contains an epoxy compound.
  • the epoxy compound include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol E type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, 2,2′-diallyl bisphenol A type epoxy resin, hydrogenated bisphenol type epoxy resin.
  • Propylene oxide-added bisphenol A type epoxy resin resorcinol type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, sulfide type epoxy resin, diphenyl ether type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, orthocresol Novolac epoxy resin, dicyclopentadiene novolac epoxy resin, biphenyl novolac epoxy resin, naphthalenephenol novolac And a glycidyl amine type epoxy resin, an alkyl polyol type epoxy resin, a rubber-modified epoxy resin, and a glycidyl ester compound.
  • Examples of commercially available 2,2′-diallylbisphenol A type epoxy resins include RE-810NM (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.). As what is marketed among the said hydrogenated bisphenol type
  • Examples of commercially available propylene oxide-added bisphenol A type epoxy resins include EP-4000S (manufactured by ADEKA).
  • Examples of commercially available resorcinol type epoxy resins include EX-201 (manufactured by Nagase ChemteX Corporation). Examples of commercially available biphenyl type epoxy resins include jER YX-4000H (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation).
  • Examples of commercially available sulfide type epoxy resins include YSLV-50TE (manufactured by Nippon Steel Chemical & Materials Co., Ltd.). Examples of commercially available diphenyl ether type epoxy resins include YSLV-80DE (manufactured by Nippon Steel Chemical & Materials). Examples of commercially available dicyclopentadiene type epoxy resins include EP-4088S (manufactured by ADEKA). Examples of commercially available naphthalene type epoxy resins include Epicron HP4032, Epicron EXA-4700 (both manufactured by DIC) and the like. Examples of commercially available phenol novolac epoxy resins include Epicron N-770 (manufactured by DIC).
  • Examples of the ortho-cresol novolac type epoxy resin that are commercially available include epiclone N-670-EXP-S (manufactured by DIC). As what is marketed among the said dicyclopentadiene novolak-type epoxy resins, epiclone HP7200 (made by DIC) etc. are mentioned, for example.
  • Examples of commercially available biphenyl novolac epoxy resins include NC-3000P (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.). Examples of commercially available naphthalene phenol novolac type epoxy resins include ESN-165S (manufactured by Nippon Steel Chemical & Materials Co., Ltd.).
  • Examples of commercially available glycidylamine type epoxy resins include jER630 (manufactured by Mitsubishi Chemical), Epicron 430 (manufactured by DIC), and TETRAD-X (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical).
  • Examples of commercially available alkyl polyol type epoxy resins include ZX-1542 (manufactured by Nippon Steel Chemical & Materials), Epiklon 726 (manufactured by DIC), Epolite 80MFA (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), Denacol EX. -611 (manufactured by Nagase ChemteX Corporation).
  • Examples of commercially available rubber-modified epoxy resins include YR-450, YR-207 (both manufactured by Nippon Steel Chemical & Materials Co., Ltd.), Epolide PB (manufactured by Daicel Corp.), and the like.
  • Examples of commercially available glycidyl ester compounds include Denacol EX-147 (manufactured by Nagase ChemteX Corporation).
  • Other commercially available epoxy compounds include, for example, YDC-1312, YSLV-80XY, YSLV-90CR (all manufactured by Nippon Steel Chemical & Materials Co., Ltd.), XAC4151 (manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.), jER1031, and jER1032. (All manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), EXA-7120 (manufactured by DIC Corporation), TEPIC (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) and the like.
  • the epoxy compound a partial (meth) acryl-modified epoxy resin is also preferably used.
  • the partial (meth) acryl-modified epoxy resin can be obtained by reacting an epoxy group of a part of an epoxy compound having two or more epoxy groups with (meth) acrylic acid. It means a compound having at least one epoxy group and one (meth) acryloyl group in the molecule.
  • Examples of commercially available partial (meth) acrylic-modified epoxy resins include UVACURE 1561 and KRM8287 (both manufactured by Daicel Ornex).
  • the minimum with preferable content of the said epoxy compound in 100 weight part of said curable resin is 5 weight part, and a preferable upper limit is 60 weight part.
  • a preferable upper limit is 60 weight part.
  • the said curable resin may contain the (meth) acryl compound.
  • the (meth) acrylic compound include (meth) acrylic acid ester compounds, epoxy (meth) acrylates, urethane (meth) acrylates, and the like. Of these, epoxy (meth) acrylate is preferable.
  • the (meth) acrylic compound preferably has two or more (meth) acryloyl groups in one molecule because of its high reactivity.
  • the “(meth) acryl” means acryl or methacryl
  • the “(meth) acryl compound” means a compound having a (meth) acryloyl group.
  • the “(meth) acrylate” means acrylate or methacrylate
  • the “epoxy (meth) acrylate” is a compound obtained by reacting all epoxy groups in the epoxy compound with (meth) acrylic acid. Represents that.
  • Examples of the monofunctional compounds among the (meth) acrylic acid ester compounds include, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, and isobutyl (meth) acrylate.
  • Examples of the bifunctional compound among the (meth) acrylic acid ester compounds include 1,3-butanediol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, and 1,6-hexane.
  • those having three or more functions include, for example, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ethylene oxide-added trimethylolpropane tri (meth) acrylate, propylene oxide-added trimethylolpropane tri ( (Meth) acrylate, caprolactone-modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ethylene oxide-added isocyanuric acid tri (meth) acrylate, glycerin tri (meth) acrylate, propylene oxide-added glycerin tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, Tris (meth) acryloyloxyethyl phosphate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tetra Meth) acrylate, dipentaerythritol pen
  • Examples of the epoxy (meth) acrylate include those obtained by reacting an epoxy compound and (meth) acrylic acid in the presence of a basic catalyst according to a conventional method.
  • Examples of commercially available epoxy (meth) acrylates include, for example, an epoxy (meth) acrylate manufactured by Daicel Ornex, an epoxy (meth) acrylate manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., and an epoxy ( Examples include (meth) acrylate and epoxy (meth) acrylate manufactured by Nagase ChemteX Corporation.
  • Examples of the epoxy (meth) acrylates manufactured by Daicel Ornex include EBECRYL860, EBECRYL3200, EBECRYL3201, EBECRYL3412, EBECRYL3600, EBECRYL3700, EBECRYL3701, EBECRYL3702, EBECRYL3702, Examples of the epoxy (meth) acrylate manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd. include EA-1010, EA-1020, EA-5323, EA-5520, EA-CHD, EMA-1020 and the like. Examples of the epoxy (meth) acrylate manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.
  • epoxy ester M-600A examples include epoxy ester M-600A, epoxy ester 40EM, epoxy ester 70PA, epoxy ester 200PA, epoxy ester 80MFA, epoxy ester 3002M, epoxy ester 3002A, epoxy ester 1600A, Epoxy ester 3000M, epoxy ester 3000A, epoxy ester 200EA, epoxy ester 400EA, and the like can be given.
  • Examples of the epoxy (meth) acrylate manufactured by Nagase ChemteX examples include Denacol acrylate DA-141, Denacol acrylate DA-314, Denacol acrylate DA-911, and the like.
  • the urethane (meth) acrylate can be obtained, for example, by reacting a (meth) acrylic acid derivative having a hydroxyl group with an isocyanate compound in the presence of a catalytic amount of a tin-based compound.
  • isocyanate compound examples include isophorone diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, diphenylmethane-4,4′-diisocyanate (MDI), and hydrogenation.
  • MDI polymeric MDI, 1,5-naphthalene diisocyanate, norbornane diisocyanate, tolidine diisocyanate, xylylene diisocyanate (XDI), hydrogenated XDI, lysine diisocyanate, triphenylmethane triisocyanate, tris (isocyanatophenyl) thiophosphate, tetramethylxylylene diene Examples thereof include isocyanate and 1,6,11-undecane triisocyanate.
  • isocyanate compound a chain-extended isocyanate compound obtained by a reaction between a polyol and an excess of an isocyanate compound can also be used.
  • the polyol include ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, sorbitol, trimethylolpropane, carbonate diol, polyether diol, polyester diol, and polycaprolactone diol.
  • Examples of the (meth) acrylic acid derivative having a hydroxyl group include hydroxyalkyl mono (meth) acrylate, mono (meth) acrylate of divalent alcohol, mono (meth) acrylate or di (meth) acrylate of trivalent alcohol. And epoxy (meth) acrylate.
  • Examples of the hydroxyalkyl mono (meth) acrylate include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, and 4-hydroxybutyl (meth) acrylate. Can be mentioned.
  • Examples of the divalent alcohol include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, and polyethylene glycol.
  • Examples of the trivalent alcohol include trimethylolethane, trimethylolpropane, and glycerin.
  • Examples of the epoxy (meth) acrylate include bisphenol A type epoxy acrylate.
  • urethane (meth) acrylates examples include, for example, urethane (meth) acrylate manufactured by Toagosei Co., Ltd., urethane (meth) acrylate manufactured by Daicel Ornex, and urethane (meth) manufactured by Negami Kogyo Co., Ltd. Examples thereof include acrylate, urethane (meth) acrylate manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., urethane (meth) acrylate manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., and the like. Examples of the urethane (meth) acrylate manufactured by Toagosei include M-1100, M-1200, M-1210, and M-1600.
  • the urethane (meth) acrylate manufactured by the Daicel Orunekusu Inc. for example, EBECRYL210, EBECRYL220, EBECRYL230, EBECRYL270, EBECRYL1290, EBECRYL2220, EBECRYL4827, EBECRYL4842, EBECRYL4858, EBECRYL5129, EBECRYL6700, EBECRYL8402, EBECRYL8803, EBECRYL8804, EBECRYL8807, EBECRYL9260 etc. Can be mentioned.
  • Examples of the urethane (meth) acrylate manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd. include AH-600, AI-600, AT-600, UA-101I, UA-101T, UA-306H, UA-306I, and UA-306T. It is done.
  • the epoxy group in the curable resin and (meth) contains the (meth) acrylic compound in addition to the epoxy compound, or when it contains the partial (meth) acryl-modified epoxy compound
  • the epoxy group in the curable resin and (meth) The ratio of (meth) acryloyl groups in the total with acryloyl groups is preferably 30 mol% or more and 95 mol% or less. When the ratio of the (meth) acryloyl group is within this range, the resulting liquid crystal display element sealant is more excellent in adhesiveness while suppressing the occurrence of liquid crystal contamination.
  • the curable resin preferably has a hydrogen bonding unit such as —OH group, —NH— group, and —NH 2 group from the viewpoint of further suppressing liquid crystal contamination.
  • the preferable lower limit of the SP value of the entire curable resin is 25.0 (J / cm 3 ) 1/2
  • the preferable upper limit is 50.0 (J / cm 3 ) 1/2 .
  • SP value of the said whole curable resin means the average value of SP value by the weight fraction of each curable resin structural component, when the said curable resin is comprised with multiple types of structural component.
  • the sealing agent for liquid crystal display elements of the present invention preferably contains a radical polymerization initiator.
  • the radical polymerization initiator include a photo radical polymerization initiator that generates radicals by light irradiation and a thermal radical polymerization initiator that generates radicals by heating.
  • photo radical polymerization initiator examples include benzophenone compounds, acetophenone compounds, acylphosphine oxide compounds, titanocene compounds, oxime ester compounds, benzoin ether compounds, thioxanthones, and the like.
  • photo radical polymerization initiator examples include 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -1-butanone, and 2- (dimethylamino).
  • thermal radical polymerization initiator what is comprised with an azo compound, an organic peroxide, etc. is mentioned, for example.
  • an initiator composed of an azo compound hereinafter also referred to as “azo initiator”
  • an initiator composed of a polymer azo compound hereinafter referred to as “polymer azo”.
  • azo initiator an initiator composed of an azo compound
  • polymer azo an initiator composed of a polymer azo compound
  • Also referred to as “initiator” is more preferred.
  • the said thermal radical polymerization initiator may be used independently, and 2 or more types may be used in combination.
  • the “polymer azo compound” means a compound having an azo group and generating a radical capable of curing a (meth) acryloyl group by heat and having a number average molecular weight of 300 or more. To do.
  • the preferable lower limit of the number average molecular weight of the polymer azo compound is 1000, and the preferable upper limit is 300,000.
  • the more preferable lower limit of the number average molecular weight of the polymer azo compound is 5000, the more preferable upper limit is 100,000, the still more preferable lower limit is 10,000, and the still more preferable upper limit is 90,000.
  • the said number average molecular weight is a value calculated
  • Examples of the polymer azo compound include those having a structure in which a plurality of units such as polyalkylene oxide and polydimethylsiloxane are bonded via an azo group.
  • the polymer azo compound having a structure in which a plurality of units such as polyalkylene oxide are bonded via the azo group those having a polyethylene oxide structure are preferable.
  • Specific examples of the polymer azo compound include polycondensates of 4,4′-azobis (4-cyanopentanoic acid) and polyalkylene glycol, and 4,4′-azobis (4-cyanopentanoic acid). And a polycondensate of polydimethylsiloxane having a terminal amino group.
  • Examples of commercially available polymer azo initiators include VPE-0201, VPE-0401, VPE-0601, VPS-0501, VPS-1001 (all manufactured by FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). Can be mentioned.
  • Examples of the azo initiator that is not a polymer include V-65 and V-501 (both manufactured by FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd.).
  • organic peroxide examples include ketone peroxide, peroxyketal, hydroperoxide, dialkyl peroxide, peroxyester, diacyl peroxide, and peroxydicarbonate.
  • the content of the radical polymerization initiator is preferably 0.1 parts by weight and preferably 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the curable resin.
  • the content of the radical polymerization initiator is within this range, the obtained sealing agent for liquid crystal display elements is excellent in storage stability and curability while suppressing liquid crystal contamination.
  • the minimum with more preferable content of the said radical polymerization initiator is 1 weight part, A more preferable upper limit is 10 weight part, Furthermore, a preferable upper limit is 5 weight part.
  • the sealing agent for liquid crystal display elements of the present invention may contain a filler for the purpose of improving the viscosity, improving the adhesiveness due to the stress dispersion effect, improving the linear expansion coefficient, and improving the moisture resistance of the cured product.
  • an inorganic filler or an organic filler can be used as the filler.
  • the inorganic filler include silica, talc, glass beads, asbestos, gypsum, diatomaceous earth, smectite, bentonite, montmorillonite, sericite, activated clay, alumina, zinc oxide, iron oxide, magnesium oxide, tin oxide, and titanium oxide.
  • the organic filler include polyester fine particles, polyurethane fine particles, vinyl polymer fine particles, and acrylic polymer fine particles. The said filler may be used independently and 2 or more types may be used in combination.
  • the preferable lower limit of the content of the filler in 100 parts by weight of the sealant for liquid crystal display elements of the present invention is 10 parts by weight, and the preferable upper limit is 70 parts by weight.
  • the minimum with more preferable content of the said filler is 20 weight part, and a more preferable upper limit is 60 weight part.
  • the sealing agent for liquid crystal display elements of the present invention may contain a silane coupling agent.
  • the silane coupling agent mainly has a role as an adhesion assistant for favorably bonding the sealing agent and the substrate.
  • silane coupling agent for example, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltrimethoxysilane and the like are preferably used. These are excellent in the effect of improving the adhesion to a substrate or the like, and can suppress the outflow of the curable resin into the liquid crystal by chemically bonding with the curable resin.
  • the said silane coupling agent may be used independently and 2 or more types may be used in combination.
  • the minimum with preferable content of the said silane coupling agent in 100 weight part of sealing compounds for liquid crystal display elements of this invention is 0.1 weight part, and a preferable upper limit is 10 weight part.
  • a preferable upper limit is 10 weight part.
  • the minimum with more preferable content of the said silane coupling agent is 0.3 weight part, and a more preferable upper limit is 5 weight part.
  • the sealing agent for liquid crystal display elements of the present invention may contain a light shielding agent.
  • the sealing compound for liquid crystal display elements of this invention can be used suitably as a light shielding sealing agent.
  • Examples of the light-shielding agent include iron oxide, titanium black, aniline black, cyanine black, fullerene, carbon black, and resin-coated carbon black. Of these, titanium black is preferable.
  • Titanium black is a substance having higher transmittance for light in the vicinity of the ultraviolet region, particularly for light with a wavelength of 370 nm to 450 nm, compared to the average transmittance for light with a wavelength of 300 nm to 800 nm. That is, the above-described titanium black sufficiently shields light having a wavelength in the visible light region, thereby providing a light shielding property to the sealing agent for liquid crystal display elements of the present invention, while transmitting light having a wavelength in the vicinity of the ultraviolet region.
  • a shading agent is a substance having higher transmittance for light in the vicinity of the ultraviolet region, particularly for light with a wavelength of 370 nm to 450 nm, compared to the average transmittance for light with a wavelength of 300 nm to 800 nm. That is, the above-described titanium black sufficiently shields light having a wavelength in the visible light region, thereby providing a light shielding property to the sealing agent for liquid crystal display elements of the present invention, while transmitting light having a wavelength
  • the sealing agent for a liquid crystal display element of the present invention can be used. Photocurability can be further increased.
  • the light shielding agent contained in the liquid crystal display element sealant of the present invention is preferably a highly insulating material, and titanium black is also preferred as the highly insulating light shielding agent.
  • the titanium black preferably has an optical density (OD value) per ⁇ m of 3 or more, more preferably 4 or more. The higher the light-shielding property of the titanium black, the better.
  • the OD value of the titanium black is not particularly limited, but is usually 5 or less.
  • the above-mentioned titanium black exhibits a sufficient effect even if it is not surface-treated, but the surface is treated with an organic component such as a coupling agent, silicon oxide, titanium oxide, germanium oxide, aluminum oxide, oxidized Surface-treated titanium black such as those coated with an inorganic component such as zirconium or magnesium oxide can also be used. Especially, what is processed with the organic component is preferable at the point which can improve insulation more.
  • the liquid crystal display element produced using the sealing agent for liquid crystal display elements of the present invention containing the above-described titanium black as a light-shielding agent has sufficient light-shielding properties, and therefore has high contrast without light leakage. A liquid crystal display element having excellent image display quality can be realized.
  • Examples of commercially available titanium black include titanium black manufactured by Mitsubishi Materials Corporation and titanium black manufactured by Ako Kasei Co., Ltd. Examples of the titanium black manufactured by Mitsubishi Materials include 12S, 13M, 13M-C, 13R-N, and 14M-C. Examples of the titanium black manufactured by Ako Kasei Co., Ltd. include Tilac D.
  • the preferable lower limit of the specific surface area of the titanium black is 13 m 2 / g, the preferable upper limit is 30 m 2 / g, the more preferable lower limit is 15 m 2 / g, and the more preferable upper limit is 25 m 2 / g.
  • the preferred lower limit of the volume resistance of the titanium black is 0.5 ⁇ ⁇ cm, the preferred upper limit is 3 ⁇ ⁇ cm, the more preferred lower limit is 1 ⁇ ⁇ cm, and the more preferred upper limit is 2.5 ⁇ ⁇ cm.
  • the primary particle diameter of the said light-shielding agent will not be specifically limited if it is below the distance between the board
  • the more preferable lower limit of the primary particle diameter of the light shielding agent is 5 nm
  • the more preferable upper limit is 200 nm
  • the still more preferable lower limit is 10 nm
  • the still more preferable upper limit is 100 nm.
  • the primary particle size of the light shielding agent can be measured by using NICOMP 380ZLS (manufactured by PARTICS SIZING SYSTEMS) and dispersing the light shielding agent in a solvent (water, organic solvent, etc.).
  • the preferable lower limit of the content of the light-shielding agent in 100 parts by weight of the sealant for liquid crystal display elements of the present invention is 5 parts by weight, and the preferable upper limit is 80 parts by weight.
  • the more preferable lower limit of the content of the light shielding agent is 10 parts by weight, the more preferable upper limit is 70 parts by weight, the still more preferable lower limit is 30 parts by weight, and the still more preferable upper limit is 60 parts by weight.
  • the sealing agent for liquid crystal display elements of the present invention is further added with a stress relaxation agent, reactive diluent, thixotropic agent, spacer, curing accelerator, antifoaming agent, leveling agent, polymerization inhibitor, etc., if necessary.
  • An agent may be contained.
  • the sealing agent for liquid crystal display elements of the present invention for example, using a mixer, a curable resin, a thermosetting agent, a radical polymerization initiator added as necessary, and the like are mixed.
  • Methods and the like examples include a homodisper, a homomixer, a universal mixer, a planetary mixer, a kneader, and a three roll.
  • a vertical conduction material can be produced by blending conductive fine particles with the sealing agent for liquid crystal display elements of the present invention.
  • Such a vertical conduction material containing the sealing agent for liquid crystal display elements of the present invention and conductive fine particles is also one aspect of the present invention.
  • electroconductive fine particles what formed the conductive metal layer on the surface of a metal ball, resin microparticles
  • the one in which the conductive metal layer is formed on the surface of the resin fine particles is preferable because the conductive connection is possible without damaging the transparent substrate due to the excellent elasticity of the resin fine particles.
  • the liquid crystal display element using the sealing agent for liquid crystal display elements of this invention or the vertical conduction material of this invention is also one of this invention. Since the sealing agent for liquid crystal display elements of the present invention has low compatibility with liquid crystal molecules having a polar group, the liquid crystal display element of the present invention uses a highly polar liquid crystal containing liquid crystal molecules having a polar group. In this case, the effect of suppressing display defects is more remarkable than that of a conventional sealant. That is, the liquid crystal display element of the present invention preferably uses a highly polar liquid crystal containing a liquid crystal molecule having a polar group. Examples of the polar group of the liquid crystal molecule include a fluoro group, a chloro group, and a cyano group.
  • the sealing agent for a liquid crystal display element of the present invention uses a liquid crystal having an SP value of 22.0 (J / cm 3 ) 1/2 or more and 50.0 (J / cm 3 ) 1/2 or less.
  • the SP value of the liquid crystal means an average value of SP values based on the weight fraction of each liquid crystal molecule when the liquid crystal is composed of a plurality of types of liquid crystal molecules.
  • the liquid crystal display element of the present invention a liquid crystal display element having a narrow frame design is preferable.
  • the width of the frame portion around the liquid crystal display unit is preferably 2 mm or less.
  • variety of the sealing compound for liquid crystal display elements of this invention at the time of manufacturing the liquid crystal display element of this invention is 1 mm or less.
  • the sealing agent for liquid crystal display elements of this invention can be used suitably for manufacture of the liquid crystal display element by a liquid crystal dropping method.
  • Examples of the method for producing the liquid crystal display element of the present invention by the liquid crystal dropping method include the following methods. First, a step of forming a frame-shaped seal pattern on the substrate by screen printing, dispenser application, or the like of the sealing agent for liquid crystal display elements of the present invention is performed. Next, in a state where the sealant for the liquid crystal display element of the present invention is uncured, a droplet of liquid crystal is dropped on the entire surface of the frame of the seal pattern, and another substrate is immediately superimposed. Thereafter, a liquid crystal display element can be obtained by a method of heating and curing the sealing agent. Moreover, you may perform the process of irradiating light, such as an ultraviolet-ray, to a seal pattern part, and preliminarily hardening a sealing agent before the process of heating and hardening a sealing agent.
  • irradiating light such as an ultraviolet-ray
  • ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is excellent in storage stability and sclerosis
  • Examples 1 to 7, Comparative Examples 1 to 3 According to the blending ratio described in Table 1, each material was mixed using a planetary stirrer (“Shinky Co., Ltd.,“ Awatori Nertaro ”), and then mixed using three rolls. The sealants for liquid crystal display elements 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3 were prepared.
  • Curing rate (%) 100 ⁇ (1- (peak area of epoxy group after curing) / (peak area of epoxy group before curing)) The curability was evaluated as “ ⁇ ” when the curing rate was 90% or more, “ ⁇ ” when 70% or more and less than 90%, and “X” when less than 70%.
  • a seal pattern was formed on one of the two rubbed alignment films and the substrate with a transparent electrode by applying each liquid crystal display element sealant obtained in Examples and Comparative Examples with a dispenser so as to draw a square frame. .
  • a sealant for a liquid crystal display element was spotted on the inner side of the formed seal pattern.
  • a liquid crystal molecule containing a liquid crystal molecule having a cyano group as a polar group (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., “4-pentyl-4-biphenylcarbonitrile”, SP value 22.4 (J / cm 3 ) 1/2 )) Fine droplets were dropped onto the entire surface of the sealing agent frame of the substrate with a transparent electrode, and the other substrate was superposed in a vacuum. After releasing the vacuum, the outer frame seal portion was irradiated with ultraviolet rays of 100 mW / cm 2 for 30 seconds using a metal halide lamp.
  • the masked sealant for the liquid crystal display element was masked so as not to be irradiated with ultraviolet rays. Thereafter, liquid crystal annealing was performed at 120 ° C. for 1 hour, and the liquid crystal display element sealant was thermally cured to obtain a liquid crystal display element.
  • the liquid crystal alignment disorder of the periphery of the sealing agent for liquid crystal display elements dotted was confirmed by visual observation. The liquid crystal alignment disorder was judged by color unevenness and bright spots in a range of less than 500 ⁇ m from the time of sealing the periphery of the liquid crystal display element.
  • indicates no color unevenness and / or bright spots within a range of less than 500 ⁇ m from the sealing of the periphery of the liquid crystal display element, and “ ⁇ ” indicates a slight color unevenness and / or bright spots are observed.
  • the display performance (immediately after the production) of the liquid crystal display element was evaluated with “ ⁇ ” when there was considerable unevenness and / or bright spots.
  • the liquid crystal alignment disorder of the sealing agent for liquid crystal display elements dotted was visually confirmed in the energized state.
  • the liquid crystal alignment disorder was judged by color unevenness and bright spots in the range of less than 500 ⁇ m and 500 ⁇ m or more from the time of sealing the periphery of the liquid crystal display element. “ ⁇ ” when no color unevenness and / or bright spots are observed in the range of less than 500 ⁇ m from the sealing, “ ⁇ ” when no color unevenness and / or bright spots are seen, “ ⁇ ”, color unevenness and / or bright spots “ ⁇ ” indicates that there was a considerable amount of light, and “ ⁇ ” indicates that there were color irregularities and bright spots even in the range of 500 ⁇ m or more from the time of sealing, and the display performance of the liquid crystal display element (after 24 hours from fabrication) was evaluated. did.
  • ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is excellent in storage stability and sclerosis

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Abstract

本発明は、保存安定性及び硬化性に優れ、かつ、薄型の液晶表示素子に用いた場合でも表示不良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な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、硬化性樹脂と熱硬化剤とを含有する液晶表示素子用シール剤であって、前記熱硬化剤は、溶解度パラメータが37.0(J/cm1/2以上60.0(J/cm1/2以下のヒドラジド化合物を含む液晶表示素子用シール剤である。

Description

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
本発明は、保存安定性及び硬化性に優れ、かつ、薄型の液晶表示素子に用いた場合でも表示不良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な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枚の電極付き基板の一方に、ディスペンスにより枠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シールパターンの枠内に滴下し、真空下で他方の基板を重ね合わせた後にシール剤を硬化させ、液晶表示素子を作製する。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、機器の小型化は最も求められている課題である。機器の小型化の手法としては、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、狭額縁設計ではシール剤がブラックマトリックスの直下に配置されるため、滴下工法を行うと、シール剤を光硬化させる際に照射した光が遮られ、シール剤の内部に光が到達し難く、従来のシール剤では硬化が不充分となる。このようにシール剤の硬化が不充分となると、未硬化のシール剤成分が液晶中に溶出して液晶汚染を発生させやすくなるという問題があった。
このようにシール剤を光硬化させることが困難となる場合は、加熱によって硬化させることが考えられ、シール剤を加熱によって硬化させるための方法として、シール剤に熱硬化剤を配合することが行われている。しかしながら、シール剤の硬化性を向上させるために熱に対する反応性の高い熱硬化剤を用いた場合、得られるシール剤が保存安定性に劣るものとなることがあった。
また、近年、液晶表示素子の薄型化が進んでいるが、薄型の液晶表示素子に従来のシール剤を用いた場合、表示不良が生じ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、保存安定性及び硬化性に優れ、かつ、薄型の液晶表示素子に用いた場合でも表示不良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な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、硬化性樹脂と熱硬化剤とを含有する液晶表示素子用シール剤であって、上記熱硬化剤は、溶解度パラメータが37.0(J/cm1/2以上60.0(J/cm1/2以下のヒドラジド化合物を含む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。
液晶表示素子の薄型化に対応して、液晶としてフルオロ基、クロロ基、シアノ基等の極性基を有する液晶分子を含む極性の高いものが用いられることが多くなっている。本発明者は、薄型の液晶表示素子に従来のシール剤を用いた場合に表示不良が生じる原因が、このような極性基を有する液晶分子を含む極性の高い液晶とシール剤との相溶性(特にシール剤に含まれる熱硬化剤との相溶性)が高いことで液晶汚染が生じやすくなっていることにあると考えた。そこで本発明者は、熱硬化剤として特定の範囲の溶解度パラメータを有するヒドラジド化合物を用いることにより、保存安定性及び硬化性に優れ、かつ、薄型の液晶表示素子に用いた場合でも表示不良の発生を抑制できる液晶表示素子用シール剤が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。
なお、本発明の液晶表示素子用シール剤は、極性の低い従来の液晶に対しては更に相溶性の低いものとなるため、このような従来の液晶を用いた液晶表示素子においても表示不良の発生を抑制できるものとなる。
本発明の液晶表示素子用シール剤は、熱硬化剤を含有する。
上記熱硬化剤は、加熱により液晶表示素子用シール剤中のエポキシ基や(メタ)アクリロイル基と共有結合を形成して架橋させ、硬化後の液晶表示素子用シール剤の接着性及び耐湿性を向上させる役割を有する。
なお、本明細書において上記「(メタ)アクリロイル」とは、アクリロイル又はメタクリロイルを意味する。
上記熱硬化剤は、溶解度パラメータ(以下、「SP値」ともいう)が37.0(J/cm1/2以上60.0(J/cm1/2以下のヒドラジド化合物を含む。以下、SP値が37.0(J/cm1/2以上60.0(J/cm1/2以下のヒドラジド化合物を「本発明にかかるヒドラジド化合物」ともいう。
SP値がこの範囲であるヒドラジド化合物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、保存安定性及び硬化性に優れ、かつ、薄型の液晶表示素子に用いた場合でも表示不良の発生を抑制できるものとなる。本発明にかかるヒドラジド化合物のSP値の好ましい下限は40(J/cm1/2、より好ましい下限は45(J/cm1/2である。
また、本発明にかかるヒドラジド化合物のSP値の好ましい上限は50.0(J/cm1/2である。
なお、本明細書において上記「SP値」は、Fedorsが考案した計算方法に基づき算出される値である(日本接着学会誌、vol.22、no.10(1986)(53)(566)(Journal of Adhesion Society of Japan)等参照)。当該計算方法では、密度の値が不要であるために、溶解度パラメータを容易に算出することが可能である。上記Fedorsの理論SP値は、以下の式で算出される。
 SP値 =(ΣΔei/ΣΔvi)1/2
ただし、ΣΔeiは、原子及び原子団の蒸発エネルギーの和であり、ΣΔvi=モル容量の和である。
本発明にかかるヒドラジド化合物は、1分子中に水酸基を1つ以上有することが好ましい。本発明にかかるヒドラジド化合物が1分子中に水酸基を1つ以上有することにより、得られる液晶表示素子用シール剤が保存安定性と硬化性とを両立する効果により優れるものとなる。
本発明にかかるヒドラジド化合物としては、具体的には例えば、リンゴ酸ジヒドラジド(SP値39.7(J/cm1/2)、2-ヒドロキシプロパン-1,2,3-トリカルボヒドラジド(SP値40.5(J/cm1/2)、酒石酸ジヒドラジド(SP値45.9(J/cm1/2)、グルコン酸ヒドラジド(SP値48.5(J/cm1/2)等が挙げられる。なかでも、2-ヒドロキシプロパン-1,2,3-トリカルボヒドラジド、酒石酸ジヒドラジド、及び、グルコン酸ヒドラジドからなる群より選択される少なくとも1種が好ましい。
上記熱硬化剤中における本発明にかかるヒドラジド化合物の含有割合は、80モル%以上であることが好ましく、90モル%以上であることがより好ましく、95モル%以上であることが更に好ましく、100モル%であることが最も好ましい。
上記熱硬化剤の含有量は、硬化性樹脂100重量部に対して、好ましい下限が1重量部、好ましい上限が10重量部である。上記熱硬化剤の含有量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保存安定性と硬化性とを両立する効果により優れるものとなる。上記熱硬化剤の含有量のより好ましい下限は3重量部、より好ましい上限は8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、エポキシ化合物を含むことが好ましい。
上記エポキシ化合物としては、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E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、jER1004(いずれも三菱ケミカル社製)、エピクロン850(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(いずれも三菱ケミカル社製)等が挙げられる。
上記ビスフェノールE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、エポミックR710(三井化学社製)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、jER YX-4000H(三菱ケミカル社製)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(日鉄ケミカル&マテリアル社製)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(日鉄ケミカル&マテリアル社製)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(日鉄ケミカル&マテリアル社製)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(三菱ケミカル社製)、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(日鉄ケミカル&マテリアル社製)、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(いずれも日鉄ケミカル&マテリアル社製)、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。
上記エポキシ化合物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(いずれも日鉄ケミカル&マテリアル社製)、XAC4151(旭化成社製)、jER1031、jER1032(いずれも三菱ケミカル社製)、EXA-7120(DIC社製)、TEPIC(日産化学社製)等が挙げられる。
上記エポキシ化合物としては、部分(メタ)アクリル変性エポキシ樹脂も好適に用いられる。
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、2つ以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物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、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つ以上有する化合物を意味する。
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、UVACURE1561、KRM8287(いずれもダイセル・オルネクス社製)等が挙げられる。
上記硬化性樹脂100重量部中における上記エポキシ化合物の含有量の好ましい下限は5重量部、好ましい上限は60重量部である。上記エポキシ化合物の含有量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硬化性及び低液晶汚染性により優れるものとなる。上記エポキシ化合物の含有量のより好ましい上限は45重量部である。
また、上記硬化性樹脂は、(メタ)アクリル化合物を含んでいてもよい。
上記(メタ)アクリル化合物としては、例えば、(メタ)アクリル酸エステル化合物、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート等が挙げられる。なかでも、エポキシ(メタ)アクリレートが好ましい。また、上記(メタ)アクリル化合物は、反応性の高さから1分子中に(メタ)アクリロイル基を2個以上有するものが好ましい。
なお、本明細書において、上記「(メタ)アクリル」とは、アクリル又はメタクリルを意味し、上記「(メタ)アクリル化合物」とは、(メタ)アクリロイル基を有する化合物を意味する。また、上記「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート又はメタクリレートを意味し、上記「エポキシ(メタ)アクリレート」とは、エポキシ化合物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表す。
上記(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。
また、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。
また、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、カプロラクトン変性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。
上記エポキシ(メタ)アクリレートとしては、例えば、エポキシ化合物と(メタ)アクリル酸とを、常法に従って塩基性触媒の存在下で反応させることにより得られるもの等が挙げられる。
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化合物としては、本発明の液晶表示素子用シール剤の含有する硬化性樹脂として上述したエポキシ化合物と同様のものを用いることができる。
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、ダイセル・オルネクス社製のエポキシ(メタ)アクリレート、新中村化学工業社製のエポキシ(メタ)アクリレート、共栄社化学社製のエポキシ(メタ)アクリレート、ナガセケムテックス社製のエポキシ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記ダイセル・オルネクス社製のエポキシ(メタ)アクリレートとしては、例えば、EBECRYL860、EBECRYL3200、EBECRYL3201、EBECRYL3412、EBECRYL3600、EBECRYL3700、EBECRYL3701、EBECRYL3702、EBECRYL3703、EBECRYL3708、EBECRYL3800、EBECRYL6040、EBECRYL RDX63182等が挙げられる。
上記新中村化学工業社製のエポキシ(メタ)アクリレートとしては、例えば、EA-1010、EA-1020、EA-5323、EA-5520、EA-CHD、EMA-1020等が挙げられる。
上記共栄社化学社製のエポキシ(メタ)アクリレートとしては、例えば、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等が挙げられる。
上記ナガセケムテックス社製のエポキシ(メタ)アクリレートとしては、例えば、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、イソシアネート化合物に対して水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体を、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、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。
上記ポリオールとしては、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が挙げられる。
上記水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体としては、例えば、ヒドロキシアルキルモノ(メタ)アクリレート、二価のアルコールのモノ(メタ)アクリレート、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、エポキシ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記ヒドロキシアルキルモノ(メタ)アクリレートとしては、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、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)アクリレート等が挙げられる。
上記二価のアルコールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、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が挙げられる。
上記三価のアルコールとしては、例えば、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン等が挙げられる。
上記エポキシ(メタ)アクリレートとしては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ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、東亞合成社製のウレタン(メタ)アクリレート、ダイセル・オルネクス社製のウレタン(メタ)アクリレート、根上工業社製のウレタン(メタ)アクリレート、新中村化学工業社製のウレタン(メタ)アクリレート、共栄社化学社製のウレタン(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記東亞合成社製のウレタン(メタ)アクリレートとしては、例えば、M-1100、M-1200、M-1210、M-1600等が挙げられる。
上記ダイセル・オルネクス社製のウレタン(メタ)アクリレートとしては、例えば、EBECRYL210、EBECRYL220、EBECRYL230、EBECRYL270、EBECRYL1290、EBECRYL2220、EBECRYL4827、EBECRYL4842、EBECRYL4858、EBECRYL5129、EBECRYL6700、EBECRYL8402、EBECRYL8803、EBECRYL8804、EBECRYL8807、EBECRYL9260等が挙げられる。
上記根上工業社製のウレタン(メタ)アクリレートとしては、例えば、アートレジンUN-330、アートレジンSH-500B、アートレジンUN-1200TPK、アートレジンUN-1255、アートレジンUN-3320HB、アートレジンUN-7100、アートレジンUN-9000A、アートレジンUN-9000H等が挙げられる。
上記新中村化学工業社製のウレタン(メタ)アクリレートとしては、例えば、U-2HA、U-2PHA、U-3HA、U-4HA、U-6H、U-6HA、U-6LPA、U-10H、U-15HA、U-108、U-108A、U-122A、U-122P、U-324A、U-340A、U-340P、U-1084A、U-2061BA、UA-340P、UA-4000、UA-4100、UA-4200、UA-4400、UA-5201P、UA-7100、UA-7200、UA-W2A等が挙げられる。
上記共栄社化学社製のウレタン(メタ)アクリレートとしては、例えば、AH-600、AI-600、AT-600、UA-101I、UA-101T、UA-306H、UA-306I、UA-306T等が挙げられる。
上記硬化性樹脂として上記エポキシ化合物に加えて上記(メタ)アクリル化合物を含有する場合、又は、上記部分(メタ)アクリル変性エポキシ化合物を含有する場合、上記硬化性樹脂中のエポキシ基と(メタ)アクリロイル基との合計中における(メタ)アクリロイル基の比率を30モル%以上95モル%以下になるようにすることが好ましい。上記(メタ)アクリロイル基の比率がこの範囲であることにより、液晶汚染の発生を抑制しつつ、得られる液晶表示素子用シール剤が接着性により優れるものとなる。
上記硬化性樹脂は、液晶汚染をより抑制する観点から、-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。
上記硬化性樹脂全体のSP値の好ましい下限は25.0(J/cm1/2、好ましい上限は50.0(J/cm1/2である。上記硬化性樹脂全体のSP値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低液晶汚染性により優れ、液晶表示素子の表示不良を抑制する効果により優れるものとなる。
なお、上記硬化性樹脂全体のSP値は、上記硬化性樹脂が複数種の構成成分により構成される場合は、各硬化性樹脂構成成分の重量分率によるSP値の平均値を意味する。
本発明の液晶表示素子用シール剤は、ラジカル重合開始剤を含有することが好ましい。
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や加熱によりラジカルを発生する熱ラジカル重合開始剤が挙げられる。
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としては、具体的には例えば、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-1-ブタノン、2-(ジメチルアミノ)-2-((4-メチルフェニル)メチル)-1-(4-(4-モルホリニル)フェニル)-1-ブタノン、2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルフォリノプロパン-1-オン、1-(4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、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)、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ベンゾ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等が挙げられる。
上記光ラジカル重合開始剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
上記熱ラジカル重合開始剤としては、例えば、アゾ化合物や有機過酸化物等で構成されるものが挙げられる。なかでも、液晶汚染を抑制する観点から、アゾ化合物で構成される開始剤(以下、「アゾ開始剤」ともいう)が好ましく、高分子アゾ化合物で構成される開始剤(以下、「高分子アゾ開始剤」ともいう)がより好ましい。
上記熱ラジカル重合開始剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
なお、本明細書において上記「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。
上記高分子アゾ化合物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。上記高分子アゾ化合物の数平均分子量がこの範囲であることにより、液晶への悪影響を防止しつつ、硬化性樹脂へ容易に混合することができる。上記高分子アゾ化合物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)で溶媒としてテトラヒドロフランを用いて測定を行い、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。
上記高分子アゾ化合物としては、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化合物としては、ポリエチレンオキサイド構造を有するものが好ましい。
上記高分子アゾ化合物としては、具体的には例えば、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る。
上記高分子アゾ開始剤のうち市販されているものとしては、例えば、VPE-0201、VPE-0401、VPE-0601、VPS-0501、VPS-1001(いずれも富士フイルム和光純薬社製)等が挙げられる。
また、高分子ではないアゾ開始剤としては、例えば、V-65、V-501(いずれも富士フイルム和光純薬社製)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。
上記ラジカル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。上記ラジカル重合開始剤の含有量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液晶汚染を抑制しつつ、保存安定性や硬化性により優れるものとなる。上記ラジカル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。
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してもよい。
上記充填剤としては、無機充填剤や有機充填剤を用いることができる。
上記無機充填剤としては、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、珪酸カルシウム等が挙げられる。
上記有機充填剤としては、例えば、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が挙げられる。
上記充填剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
本発明の液晶表示素子用シール剤100重量部中における上記充填剤の含有量の好ましい下限は10重量部、好ましい上限は70重量部である。上記充填剤の含有量がこの範囲であることにより、塗布性等を悪化させることなく、接着性の改善等の効果により優れるものとなる。上記充填剤の含有量のより好ましい下限は20重量部、より好ましい上限は60重量部である。
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してもよい。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、例えば、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。
上記シランカップリング剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わせて用いられてもよい。
本発明の液晶表示素子用シール剤100重量部中における上記シランカップリング剤の含有量の好ましい下限は0.1重量部、好ましい上限は10重量部である。上記シランカップリング剤の含有量がこの範囲であることにより、液晶汚染の発生を抑制しつつ、接着性を向上させる効果により優れるものとなる。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0.3重量部、より好ましい上限は5重量部である。
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300nm以上800nm以下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370nm以上450nm以下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。従って、上記光ラジカル重合開始剤として、上記チタンブラックの透過率の高くなる波長(370nm以上450nm以下)の光によって反応を開始可能なものを用いることで、本発明の液晶表示素子用シール剤の光硬化性をより増大させることができる。また一方で、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配合した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、三菱マテリアル社製のチタンブラック、赤穂化成社製のチタンブラック等が挙げられる。
上記三菱マテリアル社製のチタンブラックとしては、例えば、12S、13M、13M-C、13R-N、14M-C等が挙げられる。
上記赤穂化成社製のチタンブラックとしては、例えば、ティラックD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5000nm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。
本発明の液晶表示素子用シール剤100重量部中における上記遮光剤の含有量の好ましい下限は5重量部、好ましい上限は80重量部である。上記遮光剤の含有量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接着性、硬化後の強度、及び、描画性を大きく低下させることなく、より優れた遮光性を発揮することができる。上記遮光剤の含有量のより好ましい下限は10重量部、より好ましい上限は70重量部であり、更に好ましい下限は30重量部、更に好ましい上限は60重量部である。
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、重合禁止剤等の添加剤を含有してもよい。
本発明の液晶表示素子用シール剤を製造する方法としては、例えば、混合機を用いて、硬化性樹脂と、熱硬化剤と、必要に応じて添加されるラジカル重合開始剤等とを混合する方法等が挙げられる。上記混合機としては、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本ロール等が挙げられる。
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。
上記導電性微粒子としては、例えば、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用いてな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用シール剤は、極性基を有する液晶分子に対する相溶性が低いため、本発明の液晶表示素子が極性基を有する液晶分子を含む極性の高い液晶を用いてなるものである場合に、従来のシール剤に比べて表示不良を抑制する効果がより顕著となる。即ち、本発明の液晶表示素子は、極性基を有する液晶分子を含む極性の高い液晶を用いてなることが好ましい。
上記液晶分子の極性基としては、例えば、フルオロ基、クロロ基、シアノ基等が挙げられる。
また、本発明の液晶表示素子用シール剤は、SP値が22.0(J/cm1/2以上50.0(J/cm1/2以下である液晶を用いてなるものである場合に、従来のシール剤に比べて表示不良を抑制する効果がより顕著となる。
なお、上記液晶のSP値は、液晶が複数種の液晶分子により構成される場合は、各液晶分子の重量分率によるSP値の平均値を意味する。
本発明の液晶表示素子としては、狭額縁設計の液晶表示素子が好ましい。具体的には、液晶表示部の周囲の枠部分の幅が2mm以下であることが好ましい。
また、本発明の液晶表示素子を製造する際の本発明の液晶表示素子用シール剤の塗布幅は1mm以下であることが好ましい。
本発明の液晶表示素子用シール剤は、液晶滴下工法による液晶表示素子の製造に好適に用いることができる。
液晶滴下工法によって本発明の液晶表示素子を製造する方法としては、例えば、以下の方法等が挙げられる。
まず、基板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枠状のシールパターンを形成する工程を行う。次いで、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シールパターン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を行う。その後、シール剤を加熱して硬化させる工程を行う方法により、液晶表示素子を得ることができる。また、シール剤を加熱して硬化させる工程の前に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を行ってもよい。
本発明によれば、保存安定性及び硬化性に優れ、かつ、薄型の液晶表示素子に用いた場合でも表示不良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な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。
(実施例1~7、比較例1~3)
表1に記載された配合比に従い、各材料を、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1~7、比較例1~3の各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、製造後に25℃、50%RHの雰囲気下で48時間保管した後の粘度とを測定した。(保管後の粘度)/(初期粘度)を増粘率とし、増粘率が1.2未満であったものを「○」、1.2以上1.3未満であったものを「△」、1.3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。
(硬化性)
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を2枚の透明基板の一方に点打ちし、もう一方の透明基板を重ね合わせた後、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。その後、120℃で1時間加熱し、液晶表示素子用シール剤を熱硬化させた。透明基板を剥がし、透明基板上に残った硬化物を赤外分光計(Agilent Technologies社製、「UMA600」)を用いて測定し、得られた測定結果と予め測定しておいた硬化前の測定結果とから下記式にて硬化率を計算した。
 硬化率(%)=100×(1-(硬化後のエポキシ基のピーク面積)/(硬化前のエポキシ基のピーク面積))
硬化率が90%以上であったものを「○」、70%以上90%未満であったものを「△」、70%未満であったものを「×」として硬化性を評価した。
(液晶表示素子の表示性能)
2枚のラビング済み配向膜及び透明電極付き基板の一方に、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を正方形の枠を描くようにディスペンサーで塗布してシールパターンを形成した。形成したシールパターンの内側に液晶表示素子用シール剤を点打ちした。
続いて、極性基としてシアノ基を有する液晶分子(東京化成工業社製、「4-ペンチル-4-ビフェニルカルボニトリル」、SP値22.4(J/cm1/2)を含む液晶の微小滴を透明電極付き基板のシール剤の枠内全面に滴下塗布し、真空中にてもう一方の基板を重ね合わせた。真空を解除した後、外枠シール部分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。この時、点打ちした液晶表示素子用シール剤には紫外線が照射されないようにマスクをした。その後、液晶アニールを120℃で1時間行い、液晶表示素子用シール剤を熱硬化させて液晶表示素子を得た。
作製直後の液晶表示素子について、点打ちした液晶表示素子用シール剤周辺の液晶配向乱れを目視によって確認した。液晶配向乱れは、液晶表示素子周辺部のシール際から500μm未満の範囲における色むらや輝点により判断した。
液晶表示素子周辺部のシール際から500μm未満の範囲に、色むら及び輝点が全くなかった場合を「○」、色むら及び/又は輝点が僅かに見られた場合を「△」、色むら及び/又は輝点がかなりあった場合を「×」として液晶表示素子の表示性能(作製直後)を評価した。
また、液晶表示素子を作製してから25℃で24時間経過した後の液晶表示素子について、点打ちした液晶表示素子用シール剤周辺の液晶配向乱れを通電状態で目視によって確認した。液晶配向乱れは、液晶表示素子周辺部のシール際から500μm未満及び500μm以上の範囲における色むらや輝点により判断した。
シール際から500μm未満の範囲に、色むら及び輝点が全くなかった場合を「◎」、色むら及び/又は輝点が僅かに見られた場合を「○」、色むら及び/又は輝点がかなりあった場合を「△」とし、シール際から500μm以上の範囲にも色むら及び輝点があった場合を「×」として液晶表示素子の表示性能(作製後24時間経過後)を評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
本発明によれば、保存安定性及び硬化性に優れ、かつ、薄型の液晶表示素子に用いた場合でも表示不良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な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 (7)

  1. 硬化性樹脂と熱硬化剤とを含有する液晶表示素子用シール剤であって、
    前記熱硬化剤は、溶解度パラメータが37.0(J/cm1/2以上60.0(J/cm1/2以下のヒドラジド化合物を含む
    ことを特徴とする液晶表示素子用シール剤。
  2. 前記ヒドラジド化合物は、溶解度パラメータが50.0(J/cm1/2以下である請求項1記載の液晶表示素子用シール剤。
  3. 前記硬化性樹脂全体の溶解度パラメータが25.0(J/cm1/2以上50.0(J/cm1/2以下である請求項1又は2記載の液晶表示素子用シール剤。
  4. 前記硬化性樹脂は、エポキシ化合物を含み、
    前記硬化性樹脂100重量部中における前記エポキシ化合物の含有量が5重量部以上60重量部以下である請求項1、2又は3記載の液晶表示素子用シール剤。
  5. 請求項1、2、3又は4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上下導通材料。
  6. 請求項1、2、3若しくは4記載の液晶表示素子用シール剤又は請求項5記載の上下導通材料を用いてなる液晶表示素子。
  7. 極性基を有する液晶分子を含む極性の高い液晶を用いてなる請求項6記載の液晶表示素子。
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