説明

光学接着剤及びこれを含む表示デバイス

【課題】液晶テレビをはじめとする種々の表示デバイスの作製時に用いられ、長期信頼性に優れる表示デバイスを実現するために有用な光学接着剤を提供すること。
【解決手段】該シリコーン系組成物はアルケニル基を有する化合物とヒドロシリル基を有する化合物、および白金触媒からなる組成物とすることにより、光学接着剤としてハンドリング性に優れる上に、ガラス基板や種々のプラスチック基板に対しても優れた接着性と熱安定性を示す。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、耐熱耐光性に優れる光学接着剤およびこれを用いた表示デバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
液晶表示装置用をはじめとする光学接着剤としては、複屈折率が低く、光弾性係数が小さく、光学的透明性の高い材料が使用される。また、液晶表示装置用等の材料の場合には、製造プロセス上使用する材料には高い耐熱性が必要である。こういった要求を満足する材料として種々の耐熱性高分子材料が使用されてきた。
【0003】
これら耐熱性高分子材料のうち、例えば熱可塑性樹脂の場合は、一般に高い耐熱性を発現させるために芳香族骨格を導入すると、複屈折率が高くなり光弾性係数が大きくなるため、高い耐熱性と光学的性能の両立が困難である。
【0004】
熱硬化性樹脂の場合は、従来知られている熱硬化性樹脂は一般に着色しており、光学用材料用途には向かない。さらに、一般に極性を有しており光学的性能発現にも不利である。そこで、例えば発光ダイオードの封止剤用途では、特殊な熱硬化性樹脂として、酸無水物系硬化剤を用いる透明エポキシ樹脂が広く用いられてきた。しかし、かかる透明エポキシ樹脂においても、樹脂の吸水率が高いために耐湿耐久性が低い、あるいは、特に低波長の光に対する光線透過性が低いために耐光耐久性が低い、あるいは光劣化により着色するという欠点を有していた。
【0005】
また、熱硬化性樹脂は一般に脆く、硬化物あるいは硬化物を用いて作成した製品に熱衝撃を加えた場合に割れ、はがれなどが生じるという問題があった。
【0006】
そこで近年例えばシリコーン系組成物を主成分とする熱硬化性樹脂が開発されているがシリコーン系組成物を主成分とする場合、有機材料との密着性が低いという欠点があった。シリコーン系組成物の中でも特に付加型シリコーン系組成物は、硬化時の収縮が小さく、表示デバイス等の信頼性を支える材料になっている。
【0007】
しかしながら近年の表示デバイス等の表示性能の鮮明化に伴い、例えば基板の張り合わせ時には位置ずれ等の不具合が発生する等の問題が生じている(例えば非特許文献1)。
また、近年ディスプレイの大型化や高性能化の要求が高まり、積層されるフィルムの高機能化が進んでおり、フィルム間の貼り合わせに用いられる接着剤にはさまざまな極性のポリマーを接合することが求められる。例えば、偏光板に使用されているPVC層保護フィルムにおいては、トリアセチルセルロースフィルムからノルボルネン樹脂フィルムに代わる動きがあり、位相差板フィルムおいても、ポリカーボネートの低極性変性フィルムやノルボルネン樹脂フィルムへの置き換えが進んでいる。 しかし、これらのフィルムは、極性が低いものが多く、従来用いられてきた粘着剤では、フィルム表面への密着性が悪く、耐久性に問題が生じることがあった(特許文献1)。
【0008】
ゆえに、フィルムや基材の種類を問わず、優れた接着能を有し、かつ効果収縮が小さく、かつハンドリング性や耐熱耐光性に優れる光学接着剤が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特開2010−100857
【非特許文献】
【0010】
【非特許文献1】スリーボンド社テクニカルレポート、43号、6頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明は上記現状に鑑みなされたもので、たとえば表示デバイス中のガラス貼り合わせ接着剤として用いた場合、耐熱耐光性に優れるとともに硬化時にシワやヒケを生ずることなく、表示デバイス信頼性を支えるような光学接着剤を与えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、架橋成分として特定の構造を用いることによってえられる熱硬化性の光学接着剤が、固定された2枚の基板を貼り合わせた場合でも不具合を発生しないことを発見し、さらに該光学接着剤は有機/無機両材料ともに優れた接着性を有することを発見し、本発明の完成に至った。即ち本発明は以下の構成を有するものである。
【0013】
1)以下の(A)〜(D)からなるシリコーン系硬化性組成物からなる光学接着剤。
(A)一分子中にアルケニル基を2つ有するオルガノシロキサン
(B)一分子中にヒドロシリル基を2つ有するオルガノシロキサン
(C)(C−1)アルケニル基を少なくとも2つ有する有機化合物と(C−2)1分子中に少なくともヒドロシリル基を2つ有する鎖状及び/又は環状のオルガノハイドロジェンシロキサンとをヒドロシリル化反応させることにより得られる1分子中にアルケニル基とヒドロシリル基を合わせて3つ以上有する架橋剤
(D)ヒドロシリル化触媒
2)前記(A)成分と(B)成分の合計100重量部に対して、(C)成分が0.5〜10重量部であることを特徴とする1)に記載のシリコーン系硬化性組成物からなる光学接着剤。
3)前記硬化性組成物の粘度が、700センチポイズ以下であることを特徴とする1)または2)に記載の光学接着剤。
4)前記硬化性組成物を固めて得られる硬化物のJISK2220にしたがって測定した針入度が、65以上であることを特徴とする1)〜3)いずれか1項に記載の光学接着剤。
5)前記(C−1)成分が、ポリブタジエン、ビニルシクロヘキサン、シクロペンタジエン、ジビニルビフェニル、ビスフェノールAジアリレート、及びトリビニルシクロヘキサン、及び下記一般式(1)
【0014】
【化1】

【0015】
(式中R1、R2、R3はいずれも有機基であり、これらのうち少なくとも2つはアルケニル基である)で表される有機化合物からなる群より選択される少なくとも一つの化合物であることを特徴とする1)〜4)いずれか1項に記載のシリコーン系硬化性組成物からなる光学接着剤。
6)前記(C−1)成分が、下記一般式(2)
【0016】
【化2】

【0017】
(式中R1、R2、R3はいずれも有機基であり、これらのうち少なくとも2つはアルケニル基である)で表されることを特徴とする1)〜5)いずれか1項に記載のシリコーン系硬化性組成物からなる光学接着剤。
7)(A)成分が、分子量が750〜100000の範囲内であることを特徴とする1)〜6)いずれか1項に記載のシリコーン系硬化性組成物からなる光学接着剤。
8)(B)成分が、分子量1000〜100000の範囲内であることを特徴とする1)〜7)いずれか1項に記載のシリコーン系硬化性組成物からなる光学接着剤。
9) 1)〜8)いずれか1項に記載のシリコーン系硬化性組成物からなる光学接着剤を有する表示デバイス。
10)前記表示デバイスのうち、該光学接着剤によって貼り合わせられる基板のうち少なくとも1枚がガラス基板であることを特徴とする9)に記載の表示デバイス。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、密着性・熱安定性に優れた光学接着剤を与えることができ、またその光学接着剤を用いれば表示デバイスに信頼性を付与することができる。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明の詳細を説明する。
【0020】
<(A)一分子中にアルケニル基を2つ有するオルガノシロキサン>
本発明における(A)成分は一分子中にアルケニル基を2つ有するオルガノシロキサンであれば特に限定はしないが、組成物の操作性の観点から末端にアルケニル基を有する直鎖状のポリジメチルシロキサンを用いることが好ましい。
【0021】
また、(A)成分に含まれるアルケニル基は特に限定はしないが、あえて例示するとすればビニル基、アリル基、メタリル基、アクリル基、メタクリル基、2−ヒドロキシ−3−(アリルオキシ)プロピル基、2−アリルフェニル基、3−アリルフェニル基、4−アリルフェニル基、2−(アリルオキシ)フェニル基、3−(アリルオキシ)フェニル基、4−(アリルオキシ)フェニル基、2−(アリルオキシ)エチル基、2、2−ビス(アリルオキシメチル)ブチル基、3−アリルオキシ−2、2−ビス(アリルオキシメチル)プロピル基等が挙げられる。
【0022】
また、(A)成分中のケイ素原子にアルケニル基以外の官能基が結合していても良く、例えば、非置換または置換の一価炭化水素基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基等のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基;ベンジル基、2−フェニルエチル基、2−フェニルプロピル基等のアラルキル基;クロロメチル基、3,3,3-トリフルオロプロピル基、3−クロロプロピル基等のハロゲン化アルキル基等が挙げられる。これらのうち、耐熱耐光性の観点からアルケニル基以外の官能基の個数のうち、90%以上がメチル基であることが好ましい。このような(A)成分の好適な具体例としては、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ポリジメチルシロキサン、分子鎖両末端メチルジビニルシロキシ基封鎖ポリジメチルシロキサン、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ封鎖ジメチルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体等が挙げられる。 この(A)成分のオルガノシロキサンは、1種単独でも、例えば粘度が異なる2種以上を組み合わせても使用することができる。
【0023】
また、(A)成分の粘度は組成物の操作性の観点から10〜10000cPの範囲内であることが好ましく、10〜5000cPの範囲内であることがより好ましく、10〜1000cP以下であることがさらに好ましい。また(A)成分の分子量は同様に組成物の操作性の観点から750〜100000の範囲内であることが好ましく、750〜50000の範囲内であることがより好ましく、750〜20000の範囲内であることがさらに好ましい。粘度や分子量が高すぎると、例えば本発明を貼り合わせ接着剤として用いた場合に基板上に塗布することが困難になる場合があり、また低すぎた場合はたとえば基板上に塗布装置を用いて塗布する場合に塗布量が安定しにくくなる場合がある。分子量の測定は、たとえばGPC(東ソー製、HLC−8220GPC)を用いて行うことができる。
【0024】
<(B)一分子中にヒドロシリル基を2つ有するオルガノシロキサン>
本発明における(B)成分は一分子中にヒドロシリル基を2つ有するオルガノシロキサンであれば特に限定はしないが、組成物の操作性の観点から末端にヒドロシリル基を有する直鎖状のポリジメチルシロキサンを用いることが望ましい。
【0025】
また、(B)成分中のケイ素原子にヒドロシリル基以外の官能基が結合していても良く、例えば、非置換または置換の一価炭化水素基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基等のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基;ベンジル基、2−フェニルエチル基、2−フェニルプロピル基等のアラルキル基;クロロメチル基、3,3,3-トリフルオロプロピル基、3−クロロプロピル基等のハロゲン化アルキル基等が挙げられる。これらのうち、耐熱耐光性の観点からヒドロシリル基以外の官能基の個数のうち、90%以上がメチル基であることが好ましい。このような(B)成分の好適な具体例としては分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン及び分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジエンシロキシ基封鎖メチルフェニルポリシロキサン等が挙げられる。また、(B)成分のヒドロシリル基を2つ有するオルガノシロキサンは、1種単独でも2種以上を組み合わせても使用することができる。
【0026】
また、(B)成分の粘度は組成物の操作性の観点から10〜10000cPの範囲内であることが好ましく、10〜5000cPの範囲内であることがより好ましく、10〜1000cP以下であることがさらに好ましい。また(B)成分の分子量は同様に組成物の操作性の観点から1000〜100000の範囲内であることが好ましく、1000〜50000の範囲内であることがより好ましく、1000〜20000の範囲内であることがさらに好ましい。粘度や分子量が高すぎると、例えば本発明を貼り合わせ接着剤として用いた場合に基板上に塗布することが困難になる場合があり、また低すぎた場合はたとえば基板上に塗布装置を用いて塗布する場合に塗布量が安定しにくくなる場合がある。分子量の測定は、たとえばGPC(東ソー製、HLC−8220GPC)を用いて行うことができる。
【0027】
<(C)(C−1)アルケニル基を少なくとも2つ有する有機化合物と(C−2)1分子中に少なくともヒドロシリル基を2つ有する鎖状及び/又は環状のオルガノハイドロジェンシロキサンとをヒドロシリル化反応させることにより得られる1分子中にアルケニル基とヒドロシリル基を合わせて3つ以上有する架橋剤>
本発明における(C)成分は(A)成分、(B)成分との相溶性の観点から、アルケニル基を少なくとも2つ有する有機化合物(C−1)と一分子中に少なくともヒドロシリル基を2つ有する鎖状及び/又は環状のオルガノハイドロジェンシロキサン(C−2)とをヒドロシリル化反応させることによって得られる一分子中にアルケニル基とヒドロシリル基を合わせて3つ以上有する架橋剤を(C)として使用することが好ましい。
【0028】
「アルケニル基とヒドロシリル基を合わせて3つ以上有する」とは、例えば一分子中にアルケニル基が3つ以上ヒドロシリル基が0の場合、逆にアルケニル基が0でヒドロシリル基が3つ以上の場合、アルケニル基が2つ以上ヒドロシリル基が1の場合等も含む。
【0029】
(C−1)成分は、アルケニル基を少なくとも2つ有する有機化合物であれば特に限定はしないが、(C−1)成分の具体的な例としては、ジアリルフタレート、トリアリルトリメリテート、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、1,1,2,2−テトラアリロキシエタン、ジアリリデンペンタエリスリット、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、1,2,4−トリビニルシクロヘキサン、ジビニルベンゼン類(純度50〜100%のもの、好ましくは純度80〜100%のもの)、ジビニルビフェニル、1,3−ジイソプロペニルベンゼン、1,4−ジイソプロペニルベンゼン、ジアリルモノグリシジルイソシアヌレート、ビスフェノールAのジアリルエーテル、ビスフェノールSのジアリルエーテル、およびそれらのオリゴマー、1,2−ポリブタジエン(1、2比率10〜100%のもの、好ましくは1、2比率50〜100%のもの)、ノボラックフェノールのアリルエーテル、アリル化ポリフェニレンオキサイド、また、従来公知のエポキシ樹脂のグルシジル基の一部あるいは全部をアリル基に置き換えたもの等が挙げられる。
【0030】
また、(C−1)成分としては、上記のように骨格部分とアルケニル基とに分けて表現しがたい、低分子量化合物も用いることができる。これらの低分子量化合物の具体例としては、ブタジエン、イソプレン、オクタジエン、デカジエン等の脂肪族鎖状ポリエン化合物系、シクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、シクロオクタジエン、ジシクロペンタジエン、トリシクロペンタジエン、ノルボルナジエン等の脂肪族環状ポリエン化合物系、ビニルシクロペンテン、ビニルシクロヘキセン、ビニルノルボルネン等の置換脂肪族環状オレフィン化合物系等が挙げられる。
【0031】
(C−1)成分としては複素環骨格を有する有機化合物であることが好ましい。複素環骨格を有する有機化合物とは、環状骨格中にヘテロ元素を有する化合物であれば特に限定されない。ただし、環を形成する原子にSiが含まれるものは除かれる。また、環を形成する原子数は特に限定はなく、3以上であればよい。入手性からは10以下であることが好ましい。複素環の具体的な例としては、エポキシ系、オキセタン系、フラン系、チオフェン系、ピラロール系、オキサゾール系、フラザン系、トリアゾール系、テトラゾール系、ピラン系、チイン系、ピリジン系、オキサジン系、チアジン系、ピリダジン系、ピリミジン系、ピラジン系、ピペラジン系がある。中でも、本発明の効果を高めることから、複素環としてはイソシアヌレートが好ましく、(C−1)成分の具体例としては、トリアリルイソシアヌレート、ジアリルモノグリシジルメタクリレートが好ましい例として挙げられる。
【0032】
本発明に用いられる(C−2)成分は、一分子中に少なくとも2つのヒドロシリル基を有するオルガノハイドロジェンシロキサン化合物であれば特に限定されず、例えば国際公開WO96/15194に記載される化合物で、1分子中に少なくとも2個のヒドロシリル基を有するもの等が使用できる。
【0033】
これらのうち、入手性の面からは、1分子中に少なくとも2個のヒドロシリル基を有する鎖状及び/又は環状オルガノポリシロキサンが好ましく、シリコーン系硬化性組成物中における相溶性が良いという観点からは環状オルガノポリシロキサンが好ましい。ヒドロシリル基を含有する環状シロキサンとしては、1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1−プロピル−3,5,7−トリハイドロジェン−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,5−ジハイドロジェン−3,7−ジヘキシル−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,3,5−トリハイドロジェン−トリメチルシクロシロキサン、1,3,5,7,9−ペンタハイドロジェン−1,3,5,7,9−ペンタメチルシクロシロキサン、1,3,5,7,9,11−ヘキサハイドロジェン−1,3,5,7,9,11−ヘキサメチルシクロシロキサンなどが例示される。入手容易性の観点からは、1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサンであることが好ましい。
【0034】
(C−2)成分の分子量は特に制約はなく任意のものが好適に使用できるが、より流動性を発現しやすいという観点からは低分子量のものが好ましく用いられる。この場合、好ましい分子量の下限は58であり、好ましい分子量の上限は100,000、より好ましくは1,000、さらに好ましくは700である。
【0035】
また、(C−1)成分のアルケニル基は、その全てが(C−2)成分のヒドロシリル基と反応する必要はなく、(C−1)成分と(C−2)成分を反応させた後に、(C−1)成分由来の残アルケニル基と(C−2)成分由来の残ヒドロシリル基の数が合わせて3以上であればよいが、アルケニル基の数が多過ぎる場合、組成物の耐熱耐光性が低下する恐れがある。
【0036】
また、本発明における(C)成分はシリコーン系硬化性組成物を硬化させた場合の応力を低減させるという観点から、(A)成分と(B)成分の合計100重量部に対して、(C)成分が0.5〜10重量部であり、0.5〜5重量部の範囲内にあることが好ましく、0.5〜3重量部であることがより好ましく、0.5〜1重量部であることがさらに好ましい。0.5重量部未満である場合、硬化が不十分になる場合があり、また10重量部を超える場合、硬化したときの応力が大きくなり、たとえば本発明を表示デバイス内の基板貼り合わせ接着剤として用いた場合に、表示デバイスに不具合が発生する可能性がある。
【0037】
<(D)ヒドロシリル化触媒>
本発明におけるヒドロシリル化触媒としては、ヒドロシリル化反応の触媒活性があれば特に限定されないが、例えば、白金の単体、アルミナ、シリカ、カーボンブラック等の担体に固体白金を担持させたもの、塩化白金酸、塩化白金酸とアルコール、アルデヒド、ケトン等との錯体、白金−オレフィン錯体(例えば、Pt(CH=CH(PPh、Pt(CH=CHCl)、白金−ビニルシロキサン錯体(例えば、Pt(ViMeSiOSiMeVi)、Pt[(MeViSiO))、白金−ホスフィン錯体(例えば、Pt(PPh4、Pt(PBu)、白金−ホスファイト錯体(例えば、Pt[P(OPh)、Pt[P(OBu))(式中、Meはメチル基、Buはブチル基、Viはビニル基、Phはフェニル基を表し、n、mは、整数を示す。)、ジカルボニルジクロロ白金、カールシュテト(Karstedt)触媒、また、アシュビー(Ashby)の米国特許第3159601号および3159662号明細書中に記載された白金−炭化水素複合体、ならびにラモロー(Lamoreaux)の米国特許第3220972号明細書中に記載された白金アルコラート触媒が挙げられる。さらに、モディック(Modic)の米国特許第3516946号明細書中に記載された塩化白金−オレフィン複合体も本発明において有用である。
【0038】
また、白金化合物以外の触媒の例としては、RhCl(PPh)、RhCl、RhAl、RuCl、IrCl、FeCl、AlCl、PdCl・2HO、NiCl、TiCl、等が挙げられる。
【0039】
これらの中では、触媒活性の点から塩化白金酸、白金−オレフィン錯体、白金−ビニルシロキサン錯体等が好ましい。また、これらの触媒は単独で使用してもよく、2種以上併用してもよい。
【0040】
触媒の添加量は特に限定されないが、十分な硬化性を有し、かつ硬化性組成物のコストを比較的低く抑えるために、アリル基1モルに対して、10−1〜10−8モルの範囲が好ましく、より好ましくは、10−2〜10−6モルの範囲である。
【0041】
また、上記触媒には助触媒を併用することが可能であり、例としてトリフェニルホスフィン等のリン系化合物、ジメチルマレート等の1、2−ジエステル系化合物、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−ブチン等のアセチレンアルコール系化合物、単体の硫黄等の硫黄系化合物、トリエチルアミン等のアミン系化合物等が挙げられる。助触媒の添加量は特に限定されないが、触媒1モルに対して、10−2〜10モルの範囲が好ましく、より好ましくは10−1〜10モルの範囲である。
【0042】
<その他添加剤>
本発明におけるシリコーン系硬化性組成物を固めて得られる硬化物の架橋密度を調整する目的で、1分子中に3個以上のアルケニル基またはヒドロシリル基を有する化合物を添加することができる。該化合物の構造は特に限定されないが、あえて例示するとすれば1分子中に3個以上のアルケニル基を有する化合物の例としてトリアリルイソシアヌレート、トリビニルシクロヘキサン、トリビニルベンゼン、2,3−ジビニル−1−ペンテン等が挙げられるが、本発明における光学接着剤の耐光性の観点からはトリアリルイソシアヌレートまたはトリビニルシクロヘキサンを用いることが好ましく、さらに耐熱性の観点からトリアリルイソシアヌレートを用いることがさらに好ましい。また、1分子中に3個以上のヒドロシリル基を有する化合物の例としては、直鎖状ジメチルハイドロジェンポリシロキサン、1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1−プロピル−3,5,7−トリハイドロジェン−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,5−ジハイドロジェン−3,7−ジヘキシル−1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン、1,3,5−トリハイドロジェン−トリメチルシクロシロキサン、1,3,5,7,9−ペンタハイドロジェン−1,3,5,7,9−ペンタメチルシクロシロキサン、1,3,5,7,9,11−ヘキサハイドロジェン−1,3,5,7,9,11−ヘキサメチルシクロシロキサンが例として挙げられるが、組成物の操作性の観点から直鎖状ジメチルハイドロジェンポリシロキサンを用いることが好ましい。また、該添加剤の添加量については、同様に耐光性の観点からは(A)成分と(B)成分の合計100重量部に対して5重量部以下であることが好ましく、3重量部以下であることがより好ましく、1重量部以下であることがさらに好ましい。
【0043】
<シリコーン系硬化性組成物>
本発明におけるシリコーン系硬化性組成物は、ヒドロシリル化によって硬化反応を起こすような硬化性組成物であって、ケイ素原子を含む化合物を成分の一つとして含むものであれば特に限定はされず、種々の有機及び無機化合物を使用することができる。また、該組成物の粘度は、光学接着剤としてのハンドリング性の観点から、700cP以下であることが好ましく、500cP以下であることが好ましく、300cP以下であることがさらに好ましい。粘度が700cPを超える場合、例えば本発明におけるシリコーン系組成物を薄く塗布する場合に、均一な塗膜物を得ることが困難になる場合がある。
【0044】
<硬化遅延剤>
本発明のシリコーン系硬化性組成物の保存安定性を改良する目的、あるいは製造過程でのヒドロシリル化反応の反応性を調整する目的で、硬化遅延剤を使用することができる。硬化遅延剤としては、脂肪族不飽和結合を含有する化合物、有機リン化合物、有機イオウ化合物、窒素含有化合物、スズ系化合物、有機過酸化物などが挙げられ、これらを併用してもかまわない。脂肪族不飽和結合を含有する化合物として、プロパギルアルコール類、エン−イン化合物類、マレイン酸エステル類などが例示される。有機リン化合物としては、トリオルガノフォスフィン類、ジオルガノフォスフィン類、オルガノフォスフォン類、トリオルガノフォスファイト類などが例示される。有機イオウ化合物としては、オルガノメルカプタン類、ジオルガノスルフィド類、硫化水素、ベンゾチアゾール、ベンゾチアゾールジサルファイドなどが例示される。窒素含有化合物としては、アンモニア、1〜3級アルキルアミン類、アリールアミン類、尿素、ヒドラジンなどが例示される。スズ系化合物としては、ハロゲン化第一スズ2水和物、カルボン酸第一スズなどが例示される。有機過酸化物としては、ジ−t−ブチルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、過安息香酸t−ブチルなどが例示される。
【0045】
これらの硬化遅延剤のうち、遅延活性が良好で原料入手性がよいという観点からは、ベンゾチアゾール、チアゾール、ジメチルマレート、3−ヒドロキシ−3−メチル−1−ブチンが好ましい。
【0046】
貯蔵安定性改良剤の添加量は、使用するヒドロシリル化触媒1molに対し、下限10−1モル、上限10モルの範囲が好ましく、より好ましくは下限1モル、上限50モルの範囲である。
【0047】
<接着付与剤>
本発明におけるシリコーン系硬化性組成物に対して、被着体に対する接着性を向上させる目的で接着付与剤を添加剤として加えることができ、たとえばシランカップリング剤、ほう素系カップリング剤、チタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等を使用することが可能である。
【0048】
前記、シランカップリング剤の例としては、分子中にエポキシ基、メタクリル基、アクリル基、イソシアネート基、イソシアヌレート基、ビニル基、カルバメート基から選ばれる少なくとも1個の官能基と、ケイ素原子結合アルコキシ基を有するシランカップリング剤が好ましい。前記官能基については、中でも、硬化性及び接着性の点から、分子中にエポキシ基、メタクリル基、アクリル基が特に好ましい。
【0049】
具体的に例示すると、エポキシ官能基とケイ素原子結合アルコキシ基を有する有機ケイ素化合物としては3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシランが挙げられる。
【0050】
また、メタクリル基あるいはアクリル基とケイ素原子結合アルコキシ基を有する有機ケイ素化合物としては3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、メタクリロキシメチルトリメトキシシラン、メタクリロキシメチルトリエトキシシラン、アクリロキシメチルトリメトキシシラン、アクリロキシメチルトリエトキシシランが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
【0051】
前記、ほう素系カップリング剤の例としては、ほう酸トリメチル、ほう酸トリエチル、ほう酸トリ−2−エチルヘキシル、ほう酸ノルマルトリオクタデシル、ほう酸トリノルマルオクチル、ほう酸トリフェニル、トリメチレンボレート、トリス(トリメチルシリル)ボレート、ほう酸トリノルマルブチル、ほう酸トリ−sDE−ブチル、ほう酸トリ−tDrt−ブチル、ほう酸トリイソプロピル、ほう酸トリノルマルプロピル、ほう酸トリアリル、ほう素メトキシエトキサイドが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
【0052】
前記、チタン系カップリング剤の例としては、テトラ(n−ブトキシ)チタン,テトラ(i−プロポキシ)チタン,テトラ(ステアロキシ)チタン、ジ−i−プロポキシ−ビス(アセチルアセトネート)チタン,i−プロポキシ(2−エチルヘキサンジオラート)チタン,ジ−i−プロポキシ−ジエチルアセトアセテートチタン,ヒドロキシ−ビス(ラクテト)チタン、i−プロピルトリイソステアロイルチタネート,i−プロピル−トリス(ジオクチルピロホスフェート)チタネート,テトラ−i−プロピル)−ビス(ジオクチルホスファイト)チタネート,テトラオクチル−ビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート,ビス(ジオクチルパイロホスフェート)オキシアセテートチタネート,ビス(ジオクチルパイロホスフェート)エチレンチタネート,i−プロピルトリオクタノイルチタネート,i−プロピルジメタクリル−i−ステアロイルチタネートが例示されるが、これらに限定されるわけではない。
【0053】
また、アルミニウム系カップリング剤としては、アルミニウムブトキシド、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムアセチルアセトナート、アルミニウムエチルアセトアセトナート、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレートが例示されるが、これらに限定されるわけではない。
【0054】
本発明における接着性付与剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。添加量は、(A)成分と(B)成分の合計100重量部に対して5重量部以下であることが好ましい。また、接着性付与剤の種類あるいは添加量によっては、ヒドロシリル化反応を阻害するものがあるため、ヒドロシリル化反応に対する影響を考慮しなければならない。
【0055】
<硬化物の物性>
本発明におけるシリコーン系硬化性組成物は、たとえば基板が固定された表示デバイスでの貼り合わせ接着剤に使用した場合の、硬化収縮等による応力発生を低減させる観点から、硬化性組成物を硬化して得られる硬化物が軟質であることが好ましい。
具体的な指標に関してあえて例示するのであれば、JIS K 2220に定められた針入度が挙げられる。本発明における硬化性組成物を硬化して得られる硬化物はその針入度が60以上であり、70以上であることが好ましく、80以上であることがさらに好ましい。針入度が60未満である場合、硬化物が硬質となり、例えば本発明を表示デバイス内の基板貼り合わせ接着剤として用いた場合に、ヒケやシワ等を生じて表示デバイスに不具合を与える場合がある。
【0056】
本発明に係るシリコーン系硬化性組成物は種々の光学接着剤として使用することができる。例えば、種々の回路基板同士の貼り合わせ接着剤、回路基板とカバーレイフィルムの貼り合わせ接着剤、ポリイミド等と銅箔を貼り合わせるための銅張フィルム用貼り合わせ接着剤、ガラス基板同士の張り合わせ接着剤、偏光フィルム同士の貼り合わせ接着剤、フレキシブルディスプレイパネル貼り合わせ接着剤等が挙げられる。
【実施例】
【0057】
以下に、本発明の実施例および比較例を示すが、本発明は以下によって限定されるものではない。
【0058】
(ガラス基板貼り合わせ試験)
スライドガラス(幅26mm×長さ76mm×厚み1.2〜1.5mm、以下ガラス基板1と称する)の両端に20μm厚のポリイミドテープ(2cm角に切り取ったもの)を各1枚ずつ貼りつけ、これをスペーサーとした。さらにスライドガラス中央部にエポキシ接着剤(セメダイン製)を約1.5cm±0.2mm角のロの字型に塗布した。このようにしてできたエポキシ樹脂のダム中に、硬化性組成物を流し込みさらに上からもう1枚のスライドガラス(以下ガラス基板2と称する)を押し付けて、対流式オーブン中にて150℃で1時間硬化させた。硬化後の硬化性組成物の様態を目視にて観察し、一切の不良モードが発生しない場合は◎、ややヒケやシワが観察されるものの大きな不良モードが観察されないレベルであれば○、ヒケやシワが酷く不良モードがはっきりと観察されるレベルであれば△、ヒケやシワがさらに進行しクラック等が発生している場合は×と判断した。
【0059】
(プラスチック基板に対する密着性試験)
上記のガラス基板貼り合わせ試験においてガラス基板2の代わりにアモデル板を使用する他は上記と同様の試験を行い、アモデル基板と完全に密着している場合は◎、若干のシワやヒケが生じた場合は○、シワやヒケが原因でアモデル基板から若干の剥離が観察される場合は△、アモデル基板から完全に剥離している場合は×と判断した。
【0060】
(熱安定性試験)
得られたシリコーン系硬化性組成物をガラス基板上にスポイトを使って500mg塗布した。これを対流式オーブン中150℃で1時間加熱することにより硬化させ、さらに得られた硬化物を対流式オーブン中100℃で100時間加熱することにより、熱安定性試験を行った。加熱後の硬化物の状態を目視で観察し、試験前と全く変化が無ければ◎、表面がやや着色している程度であれば○、硬化物全体が着色している場合は△、着色した上クラック等の不良モードが発生した場合は×と判断した。
【0061】
(粘度測定)
得られたシリコーン系硬化性組成物の粘度をE型粘度計で測定した。
【0062】
(針入度試験)
得られたシリコーン系硬化性組成物を型に充填し、対流式オーブン中150℃で5時間硬化させて、長さ35mm、幅5mm、厚さ2mmの試料を作成した。このようにして得られた硬化物に対して、JIS K 2220に準じて針入度試験を行った。
【0063】
(合成例1)
1Lの四つ口フラスコに、攪拌装置、冷却管、滴下漏斗をセットした。このフラスコにトルエン190g、白金ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液(白金として3wt%含有)48mg、1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン236.2gを入れ、オイルバス中で70℃に加熱攪拌した。この溶液に1,2,4−トリビニルシクロヘキサン20.0gのトルエン10g溶液を1時間かけて滴下した。得られた溶液を70℃のオイルバス中で90分間加温、攪拌した。1−エチニル−1−シクロヘキサノール9.2mgを加えた。未反応の1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン及びトルエンを減圧留去した。H−NMRによりこのものは1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサンのヒドロシリル基の一部が1,2,4−トリビニルシクロヘキサンと反応したもの(以下変性体Aと称する)であることがわかった。このようにして得られた変性体Aを実施例1、3、4、5にける(C)成分として用いた。
【0064】
(合成例2)
5Lの二口フラスコに、攪拌装置、冷却管、滴下漏斗をセットした。このフラスコにトルエン1800g、1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン1440gを入れ、120℃のオイルバス中で加熱攪拌した。この溶液に、トリアリルイソシアヌレート200g、及びトルエン200g及び白金ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液(白金として3wt%含有)1.44mlの混合液を50分かけて滴下した。得られた溶液をそのまま6時間か温、攪拌した。1−エチニル−1−シクロヘキサノール2.95mgを加えた後、未反応の1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン及びトルエンを減圧留去し、生成物724gを得た。H−NMRより、このものは1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサンのヒドロシリル基の一部がトリアリルイソシアヌレートと反応したもの(以下変性体Bと称する)であることがわかった。このようにして得られた変性体Bを実施例2、6、7、8における(C)成分として用いた。
【0065】
(実施例1)
合成例1で得られた変性体A22mgと、両末端にアルケニル基を有するシロキサン化合物であるMVD8MV(クラリアント社製)1g、両末端にヒドロシリル基を有するシロキサン化合物であるDMS−H11(ゲレスト社製)1.28g、白金ビニルシロキサン錯体の0.3%キシレン溶液(白金として0.5wt%含有)5.9μL、さらに硬化遅延剤として1−エチニル−1−シクロヘキサノール(和光純薬工業社製)の10%キシレン溶液10.1μLを混合し、シリコーン系硬化性組成物とし、各種試験に使用した。
【0066】
(実施例2)
合成例2で得られた変性体B22mgと、両末端にアルケニル基を有するシロキサン化合物であるMVD8MV(クラリアント社製)1g、両末端にヒドロシリル基を有するシロキサン化合物であるDMS−H11(ゲレスト社製)1.28g、白金ビニルシロキサン錯体の0.3%キシレン溶液(白金として0.5wt%含有)5.9μL、さらに硬化遅延剤として1−エチニル−1−シクロヘキサノール(和光純薬工業社製)の10%キシレン溶液10.1μLを混合し、シリコーン系硬化性組成物とした、各種試験に使用した。
【0067】
(実施例3)
合成例1で得られた変性体A24mgと、両末端にアルケニル基を有するシロキサン化合物であるMVD8MV(クラリアント社製)1.00g両末端にアルケニル基を有するDMS−V31(ゲレスト社製)2.00g、両末端にヒドロシリル基を有するシロキサン化合物であるDMS−H11(ゲレスト社製)1.35g、白金ビニルシロキサン錯体の0.3%キシレン溶液(白金として0.5wt%含有)10.7μL、さらに硬化遅延剤として1−エチニル−1−シクロヘキサノール(和光純薬工業社製)の10%キシレン溶液6.2μLを混合し、シリコーン系硬化性組成物とした、各種試験に使用した。
【0068】
(実施例4)
合成例1で得られた変性体A24mgと、両末端にアルケニル基を有するシロキサン化合物であるMVD8MV(クラリアント社製)1.00g両末端にアルケニル基を有するDMS−V31(ゲレスト社製)1.00g、両末端にヒドロシリル基を有するシロキサン化合物であるDMS−H11(ゲレスト社製)1.31g、白金ビニルシロキサン錯体の0.3%キシレン溶液(白金として0.5wt%含有)10.4μL、さらに硬化遅延剤として1−エチニル−1−シクロヘキサノール(和光純薬工業社製)の10%キシレン溶液6.1μLを混合し、シリコーン系硬化性組成物とした、各種試験に使用した。
【0069】
(実施例5)
合成例1で得られた変性体A23mgと、両末端にアルケニル基を有するシロキサン化合物であるMVD8MV(クラリアント社製)1.00g両末端にアルケニル基を有するDMS−V31(ゲレスト社製)0.7g、両末端にヒドロシリル基を有するシロキサン化合物であるDMS−H11(ゲレスト社製)1.30g、白金ビニルシロキサン錯体の0.3%キシレン溶液(白金として0.5wt%含有)10.4μL、さらに硬化遅延剤として1−エチニル−1−シクロヘキサノール(和光純薬工業社製)の10%キシレン溶液6.1μLを混合し、シリコーン系硬化性組成物とした、各種試験に使用した。
【0070】
(実施例6)
合成例2で得られた変性体B24mgと、両末端にアルケニル基を有するシロキサン化合物であるMVD8MV(クラリアント社製)1.00g両末端にアルケニル基を有するDMS−V31(ゲレスト社製)2.00g、両末端にヒドロシリル基を有するシロキサン化合物であるDMS−H11(ゲレスト社製)1.35g、白金ビニルシロキサン錯体の0.3%キシレン溶液(白金として0.5wt%含有)10.7μL、さらに硬化遅延剤として1−エチニル−1−シクロヘキサノール(和光純薬工業社製)の10%キシレン溶液6.2μLを混合し、シリコーン系硬化性組成物とした、各種試験に使用した。
【0071】
(実施例7)
合成例2で得られた変性体B24mgと、両末端にアルケニル基を有するシロキサン化合物であるMVD8MV(クラリアント社製)1.00g両末端にアルケニル基を有するDMS−V31(ゲレスト社製)1.00g、両末端にヒドロシリル基を有するシロキサン化合物であるDMS−H11(ゲレスト社製)1.31g、白金ビニルシロキサン錯体の0.3%キシレン溶液(白金として0.5wt%含有)10.4μL、さらに硬化遅延剤として1−エチニル−1−シクロヘキサノール(和光純薬工業社製)の10%キシレン溶液6.1μLを混合し、シリコーン系硬化性組成物とした、各種試験に使用した。
【0072】
(実施例8)
合成例2で得られた変性体B23mgと、両末端にアルケニル基を有するシロキサン化合物であるMVD8MV(クラリアント社製)1.00g両末端にアルケニル基を有するDMS−V31(ゲレスト社製)0.7g、両末端にヒドロシリル基を有するシロキサン化合物であるDMS−H11(ゲレスト社製)1.30g、白金ビニルシロキサン錯体の0.3%キシレン溶液(白金として0.5wt%含有)10.4μL、さらに硬化遅延剤として1−エチニル−1−シクロヘキサノール(和光純薬工業社製)の10%キシレン溶液6.1μLを混合し、シリコーン系硬化性組成物とした、各種試験に使用した。
【0073】
(実施例9)
合成例2で得られた変性体B6.5mgと、両末端にアルケニル基を有するシロキサン化合物であるDMS−V25(ゲレスト社製)5g、量末端にヒドロシリル基を有する化合物であるDMS−H11(ゲレスト社製)232mg、添加剤として1分子中に3個以上ヒドロシリル基を有する化合物であるHMS−301(ゲレスト社製)28mg、白金ビニルシロキサン錯体の0.3%キシレン溶液(白金として0.5wt%含有)1.4μL、さらに硬化遅延剤として1−エチニル−1−シクロヘキサノール(和光純薬工業社製)の10%キシレン溶液2.4μLを混合し、シリコーン系硬化性組成物とした、各種試験に使用した。
【0074】
(実施例10)
合成例2で得られた変性体B6.5mgと、両末端にアルケニル基を有するシロキサン化合物であるDMS−V25(ゲレスト社製)5g、量末端にヒドロシリル基を有する化合物であるDMS−H11(ゲレスト社製)204mg、添加剤として1分子中に3個以上ヒドロシリル基を有する化合物であるHMS−301(ゲレスト社製)43mg、白金ビニルシロキサン錯体の0.3%キシレン溶液(白金として0.5wt%含有)1.4μL、さらに硬化遅延剤として1−エチニル−1−シクロヘキサノール(和光純薬工業社製)の10%キシレン溶液2.4μLを混合し、シリコーン系硬化性組成物とした、各種試験に使用した。
【0075】
(比較例1)
合成例1で得られた変性体A 240mgと、両末端にアルケニル基を有するシロキサン化合物であるMVD8MV(クラリアント社製)1g、両末端にヒドロシリル基を有するシロキサン化合物であるDMS−H11(ゲレスト社製)1.28g、白金ビニルシロキサン錯体の0.3%キシレン溶液(白金として0.5wt%含有)5.9μL、さらに硬化遅延剤として1−エチニル−1−シクロヘキサノール(和光純薬工業社製)の10%キシレン溶液10.1μLを混合し、シリコーン系硬化性組成物とし、各種試験に使用した。
【0076】
(比較例2)
合成例2で得られた変性体B 240mgと、両末端にアルケニル基を有するシロキサン化合物であるMVD8MV(クラリアント社製)1g、両末端にヒドロシリル基を有するシロキサン化合物であるDMS−H11(ゲレスト社製)1.28g、白金ビニルシロキサン錯体の0.3%キシレン溶液(白金として0.5wt%含有)5.9μL、さらに硬化遅延剤として1−エチニル−1−シクロヘキサノール(和光純薬工業社製)の10%キシレン溶液10.1μLを混合し、シリコーン系硬化性組成物とし、各種試験に使用した。
【0077】
(比較例3)
1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン22mgと、両末端にアルケニル基を有するシロキサン化合物であるMVD8MV(クラリアント社製)1g、両末端にヒドロシリル基を有するシロキサン化合物であるDMS−H11(ゲレスト社製)1.28g、白金ビニルシロキサン錯体の0.3%キシレン溶液(白金として0.5wt%含有)5.9μL、さらに硬化遅延剤として1−エチニル−1−シクロヘキサノール(和光純薬工業社製)の10%キシレン溶液10.1μLを混合し、シリコーン系硬化性組成物とし、各種試験に使用した。
各種試験結果を表1に示す。
【0078】
表1より、実施例1および2ではいずれの試験においても良好な結果が得られる一方、比較例1や2のように(C)成分を多く使用しすぎると硬化時の応力が多大となり、ヒケやクラック等の不良モードが発生する。また、実施例1と2を比較すると、実施例1では熱安定性試験においてやや着色を呈する一方、実施例2は着色が無いことから(C−1)成分のアルケニル基を有する化合物としてイソシアヌル環を用いることが好ましいことがわかる。さらに実施例3〜8を比較すると、同じ構成成分を有する組成物であっても、粘度が低いほうがガラス貼り合わせ試験時に不具合が生じにくいことがわかる。
【0079】
さらに比較例3のように、有機化合物を一切含まない系ではプラスチック基板との密着性に問題がある。以上より、本発明におけるシリコーン系硬化性組成物は光学接着剤として優れた性質を持つ化合物であることがわかる。
【0080】
【表1】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
以下の(A)〜(D)からなるシリコーン系硬化性組成物からなる光学接着剤。
(A)一分子中にアルケニル基を2つ有するオルガノシロキサン
(B)一分子中にヒドロシリル基を2つ有するオルガノシロキサン
(C)(C−1)アルケニル基を少なくとも2つ有する有機化合物と(C−2)1分子中に少なくともヒドロシリル基を2つ有する鎖状及び/又は環状のオルガノハイドロジェンシロキサンとをヒドロシリル化反応させることにより得られる1分子中にアルケニル基とヒドロシリル基を合わせて3つ以上有する架橋剤
(D)ヒドロシリル化触媒
【請求項2】
前記(A)成分と(B)成分の合計100重量部に対して、(C)成分が0.5〜10重量部であることを特徴とする請求項1に記載のシリコーン系硬化性組成物からなる光学接着剤。
【請求項3】
前記硬化性組成物の粘度が、700センチポイズ以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の光学接着剤。
【請求項4】
前記硬化性組成物を固めて得られる硬化物のJISK2220にしたがって測定した針入度が、65以上であることを特徴とする請求項1〜3いずれか1項に記載の光学接着剤。
【請求項5】
前記(C−1)成分が、ポリブタジエン、ビニルシクロヘキサン、シクロペンタジエン、ジビニルビフェニル、ビスフェノールAジアリレート、及びトリビニルシクロヘキサン、及び下記一般式(1)
【化1】


(式中R1、R2、R3はいずれも有機基であり、これらのうち少なくとも2つはアルケニル基である)で表される有機化合物からなる群より選択される少なくとも一つの化合物であることを特徴とする請求項1〜4いずれか1項に記載のシリコーン系硬化性組成物からなる光学接着剤。
【請求項6】
前記(C−1)成分が、下記一般式(2)
【化2】


(式中R1、R2、R3はいずれも有機基であり、これらのうち少なくとも2つはアルケニル基である)で表されることを特徴とする請求項1〜5いずれか1項に記載のシリコーン系硬化性組成物からなる光学接着剤。
【請求項7】
(A)成分が、分子量が750〜100000の範囲内であることを特徴とする請求項1〜6いずれか1項に記載のシリコーン系硬化性組成物からなる光学接着剤。
【請求項8】
(B)成分が、分子量1000〜100000の範囲内であることを特徴とする請求項1〜7いずれか1項に記載のシリコーン系硬化性組成物からなる光学接着剤。
【請求項9】
請求項1〜8いずれか1項に記載のシリコーン系硬化性組成物からなる光学接着剤を有する表示デバイス。
【請求項10】
前記表示デバイスのうち、該光学接着剤によって貼り合わせられる基板のうち少なくとも1枚がガラス基板であることを特徴とする請求項9に記載の表示デバイス。

【公開番号】特開2012−62424(P2012−62424A)
【公開日】平成24年3月29日(2012.3.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−209044(P2010−209044)
【出願日】平成22年9月17日(2010.9.17)
【出願人】(000000941)株式会社カネカ (3,932)
【Fターム(参考)】