説明

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

【課題】光抜けがほとんど発生しない液晶表示素子を得ることができる液晶表示素子用シール剤を提供する。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。
【解決手段】光熱硬化性樹脂、光重合開始剤、平均粒子径が0.5〜2.0μmである無機充填剤粒子、及び、熱硬化剤を含有する液晶表示素子用シール剤であって、前記光熱硬化性樹脂は、全てのエポキシ基が(メタ)アクリル化されているフル(メタ)アクリル化エポキシ樹脂と、エポキシ基が残存している部分(メタ)アクリル化エポキシ樹脂とからなるものであり、前記平均粒子径が0.5〜2.0μmである無機充填剤粒子は、吸油量が70mL/100g以下のものであり、かつ、含水珪酸マグネシウム粒子を80重量%以上含有する液晶表示素子用シール剤。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光抜けがほとんど発生しない液晶表示素子を得ることが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。
【背景技術】
【0002】
近年、液晶表示セル等の液晶表示装置の製造方法は、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、従来の真空注入方式から、例えば特許文献1に開示されているような光硬化型の樹脂組成物からなるシール剤を用いた滴下工法と呼ばれる液晶滴下方式にかわりつつある。滴下工法では、まず、2枚の電極付き透明基板の一方に、ディスペンスにより長方形状のシールパターンを形成する。次いで、シール剤未硬化の状態で液晶の微小滴を透明基板の枠内全面に滴下塗布し、すぐに他方の透明基板を重ねあわせ、シール部に紫外線等の光を照射して仮硬化を行う。その後、必要に応じて液晶アニール時に加熱して本硬化を行い、液晶表示装置を作製する。基板の貼り合わせを減圧下で行うようにすれば、極めて高い効率で液晶表示装置を製造することができ、現在この滴下工法が液晶表示装置の製造方法の主流となっている。
【0003】
このような滴下工法による液晶表示素子の製造において、シール剤は未硬化の状態で直接液晶と接するが、その際に樹脂成分が液晶に溶出することで汚染が発生し液晶表示素子の不具合となる場合がある。このため特許文献2には、樹脂の液晶への溶出性を低減するために用いる樹脂組成比率を考慮する方法が開示されている。しかしながら、特許文献2に開示されている方法を用いても光抜けが発生することがあるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平6−160872号公報
【特許文献2】特開平9−5759号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、光抜けがほとんど発生しない液晶表示素子を得ることが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。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、光熱硬化性樹脂、光重合開始剤、平均粒子径が0.5〜2.0μmである無機充填剤粒子、及び、熱硬化剤を含有する液晶表示素子用シール剤であって、上記光熱硬化性樹脂は、全てのエポキシ基が(メタ)アクリル化されているフル(メタ)アクリル化エポキシ樹脂と、エポキシ基が残存している部分(メタ)アクリル化エポキシ樹脂とからなるものであり、上記平均粒子径が0.5〜2.0μmである無機充填剤粒子は、吸油量が70mL/100g以下のものであり、かつ、含水珪酸マグネシウム粒子を80重量%以上含有する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。
【0007】
本発明者は、特許文献2に開示されている方法を用いても発生する光抜けの原因が、シール剤から溶出した充填剤粒子であることを見出した。充填剤粒子は接着性を改善したり、線膨張率を下げたりする目的で通常シール剤に含まれるものであり、平均粒子径が0.5〜2.0μmのシリカ粒子が好適に用いられる。しかしながら、本発明者は、特にこの範囲の平均粒子径を有するシリカ粒子がシール剤から溶出しやすいということを見出した。
そこで本発明者は、特定の光熱硬化性樹脂と光重合開始剤と熱硬化剤とを含有する樹脂組成物に、平均粒子径が0.5〜2.0μmの無機充填剤粒子として吸油量の小さい含水珪酸マグネシウム粒子を特定量以上配合することにより、無機充填剤粒子の液晶への溶出を抑制することが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。
【0008】
本発明の液晶表示素子用シール剤は、平均粒子径が0.5〜2.0μmである無機充填剤粒子を含有する。上記平均粒子径が0.5〜2.0μmである無機充填剤粒子は、応力分散効果による液晶表示素子用シール剤の接着性の改善、及び、線膨張率の改善等の効果を有する。
【0009】
上記平均粒子径が0.5〜2.0μmである無機充填剤粒子の吸油量の上限は70mL/100gである。上記平均粒子径が0.5〜2.0μmである無機充填剤粒子の吸油量が70mL/100gを超えると、得られる液晶表示素子用シール剤から平均粒子径が0.5〜2.0μmである無機充填剤粒子が溶出し、液晶表示素子の光抜けの原因となる。
なお、本明細書において上記吸油量とは、JIS K 5110に準拠して測定されるアマニ油の吸油量を意味する。
【0010】
上記平均粒子径が0.5〜2.0μmである無機充填剤粒子は、含水珪酸マグネシウム粒子を含有する。
上記含水珪酸マグネシウムとは、化学式[MgSi10(OH)]で表され、SiO約60%、MgO約30%と結晶水4.8%を主成分とする物質である。
上記含水珪酸マグネシウム粒子のうち、市販されているものとしては、SG−2000(日本タルク社製)等が挙げられる。
また、上記平均粒子径が0.5〜2.0μmである無機充填剤粒子は、吸油量が70mL/100g以下であれば、例えば、表面処理が施されたシリカ等からなる粒子を上記含水珪酸マグネシウム粒子とともに用いることもできる。
【0011】
上記平均粒子径が0.5〜2.0μmである無機充填剤粒子における、上記含水珪酸マグネシウム粒子の含有量の下限は80重量%である。上記含水珪酸マグネシウム粒子の含有量が80重量%未満であると、その他の無機充填剤粒子が液晶に溶出して光りぬけ等の問題が生じる。上記含水珪酸マグネシウム粒子の含有量の好ましい下限は90重量%である。
【0012】
上記平均粒子径が0.5〜2.0μmである無機充填剤粒子は、平均粒子径がこの範囲にあることにより、樹脂との接触面積が広くなるため、液晶への溶出が少なくなる。上記平均粒子径が0.5〜2.0μmである無機充填剤粒子の平均粒子径の好ましい上限は1.5μm、より好ましい上限は1.2μmである。
【0013】
また、上記平均粒子径が0.5〜2.0μmである無機充填剤粒子は、表面に凹凸を有する粒子であることが好ましい。
【0014】
上記平均粒子径が0.5〜2.0μmである無機充填剤粒子の含有量は特に限定されないが、液晶表示素子用シール剤全体に対して、好ましい下限は1重量%、好ましい上限は30重量%である。上記平均粒子径が0.5〜2.0μmである無機充填剤粒子の含有量が1重量%未満であると、機械的特性や接着性が弱くなることがある。上記平均粒子径が0.5〜2.0μmである無機充填剤粒子の含有量が30重量%を超えると、粘度やチクソトロピックスインデックスが高くなりすぎて液晶表示素子用シール剤の塗工性が悪くなることがある。上記平均粒子径が0.5〜2.0μmである無機充填剤粒子の含有量のより好ましい下限は2重量%、より好ましい上限は20重量%である。
【0015】
本発明の液晶表示素子用シール剤は、その他の無機充填剤を含有してもよい。上記その他の無機充填剤としては、粒径が3〜50nmのシリカ微粒子等が挙げられ、市販されているものとしては、例えば、AEROSIL 200(日本アエロジル社製)等が挙げられる。上記その他の無機充填剤はシール剤の粘度調整等の目的で配合されるため配合量はシール剤の粘度に合わせて適宜調整できるが、液晶表示素子用シール剤全体に対して、3重量%以下であることが好ましい。
【0016】
更に、本発明の液晶表示素子用シール剤は、接着性が求められる場合が多いことから、有機微粒子を含有することが好ましい。
【0017】
上記有機微粒子は特に限定されず、例えば、ゴム弾性を有しガラス転移温度が−10℃以下である樹脂からなるコア粒子と、上記コア粒子の表面に形成されたガラス転移温度が50〜150℃である樹脂からなるシェル層とを有するコアシェル粒子が好ましい。
なお、本明細書においてガラス転移温度とは、特に限定しない限りは通常のDSC法により昇温速度10℃/分の条件で測定したものを意味する。
上記有機微粒子の粒子径は使用される目的により適宜選択されるが、液晶表示素子用シール剤に用いられる場合、好ましい下限は0.01μm、好ましい上限は5μmである。
【0018】
本発明の液晶表示素子用シール剤は、光熱硬化性樹脂を含有する。
上記光熱硬化性樹脂は、全てのエポキシ基が(メタ)アクリル化されているフル(メタ)アクリル化エポキシ樹脂と、エポキシ基が残存している部分(メタ)アクリル化エポキシ樹脂とからなる。上記光熱硬化性樹脂は極性が高いため、上記無機充填剤粒子との相互作用が強く、上記無機充填剤粒子の液晶への溶出を抑制することができる。
なお、本明細書において、(メタ)アクリルとは、アクリル又はメタクリルを意味する。
また、上記フル(メタ)アクリル化エポキシ樹脂はUVによる反応性を確実にするため、フルメタクリル化エポキシ樹脂であることが好ましい。更に、上記部分(メタ)アクリル化エポキシ樹脂は接着力の発現とUVによる反応性を両立することによる汚染低減に必要であることから、部分メタクリル化エポキシ樹脂であることが好ましい。
【0019】
上記フル(メタ)アクリル化エポキシ樹脂及び上記部分(メタ)アクリル化エポキシ樹脂は特に限定されず、例えば、エポキシ樹脂と(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。
【0020】
上記エポキシ樹脂は特に限定されず、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、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、ビスフェノールA型エピスルフィド樹脂等が挙げられる。
【0021】
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樹脂としては、例えば、エピコート828EL、エピコート1004(いずれもジャパンエポキシレジン社製)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樹脂としては、例えば、エピコート806、エピコート4004(いずれもジャパンエポキシレジン社製)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樹脂としては、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樹脂としては、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樹脂としては、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樹脂としては、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樹脂としては、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樹脂としては、例えば、エピコートYX−4000H(ジャパンエポキシレジン社製)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樹脂としては、例えば、YSLV−50TE(東都化成社製)等が挙げられる。
上記エーテル型エポキシ樹脂のうち市販されている樹脂としては、例えば、YSLV−80DE(東都化成社製)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樹脂としては、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樹脂としては、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樹脂としては、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樹脂としては、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樹脂としては、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樹脂としては、例えば、ESN−165S(東都化成社製)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樹脂としては、例えば、エピコート630(ジャパンエポキシレジン社製)、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樹脂としては、例えば、ZX−1542(東都化成社製)、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樹脂としては、例えば、YR−450、YR−207(いずれも東都化成社製)、エポリードPB(ダイセル化学社製)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化合物としては、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。
上記ビスフェノールA型エピスルフィド樹脂のうち市販されている樹脂としては、例えば、エピコートYL−7000(ジャパンエポキシレジン社製)等が挙げられる。
上記エポキシ樹脂のうちその他に市販されている樹脂としては、例えば、YDC−1312、YSLV−80XY、YSLV−90CR(いずれも東都化成社製)、XAC4151(旭化成社製)、エピコート1031、エピコート1032(いずれもジャパンエポキシレジン社製)、EXA−7120(DIC社製)、TEPIC(日産化学社製)等が挙げられる。
【0022】
また、上記フル(メタ)アクリル化エポキシ樹脂又は上記部分(メタ)アクリル化エポキシ樹脂の市販品としては、例えば、エベクリル860、エベクリル3200、エベクリル3201、エベクリル3412、エベクリル3600、エベクリル3700、エベクリル3701、エベクリル3702、エベクリル3703、エベクリル3800、エベクリル6040、エベクリルRDX63182(いずれもダイセルサイテック社製)、EA−1010、EA−1020、EA−5323、EA−5520、EA−CHD、EMA−1020(いずれも新中村化学工業社製)、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(いずれも共栄社化学社製)、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(いずれもナガセケムテックス社製)等が挙げられる。なかでも本発明に好ましい粘度範囲のものとしては、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が挙げられる。
【0023】
上記光熱硬化性樹脂における(メタ)アクリル基とエポキシ基の当量比は特に限定されないが、4:6〜9:1であることが好ましい。上記(メタ)アクリル基の比率が40%未満であると、熱重合完了時にも未硬化のエポキシ樹脂成分が多く存在するため液晶を汚染することがある。上記(メタ)アクリル基の比率が90%を超えると、得られる液晶表示素子用シール剤の接着性が不充分となることがある。上記(メタ)アクリル基とエポキシ基の当量比は、70:30〜90:10であることがより好ましい。
【0024】
本発明の液晶表示素子用シール剤は、光重合開始剤を含有する。
上記光重合開始剤は光を照射することによって活性ラジカルを発生するものであれば特に限定されないが、例えば、ベンゾフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、ベンジル、ベンゾイルイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、チオキサントン等が挙げられる。これらの光反応開始剤は単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。
【0025】
また、上記光重合開始剤のうち市販されているものとしては、例えば、イルガキュア907、イルガキュア819、イルガキュア651、イルガキュア369(以上、いずれもチバ・ジャパン社製)、ベンソ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(以上、いずれも東京化成工業社製)、ルシリンTPO(BASFジャパン社製)、KR−02(ライトケミカル社製)等が挙げられる。なかでも、アセトニトリル中で測定した350nmにおけるモル吸光係数が100M−1・cm−1以上となるため、イルガキュア651、イルガキュア907、ベンゾインイソプロピルエーテル、及び、ルシリンTPOが好適である。
【0026】
上記光重合開始剤の含有量は特に限定されないが、上記(メタ)アクリル基を有する光熱硬化性樹脂100重量部に対して、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。上記光重合開始剤の含有量が0.1重量部未満であると、得られる液晶表示素子用シール剤が充分に硬化しないことがある。上記光重合開始剤の含有量が10重量部を超えると、未反応の光重合開始剤が多く残り、得られる液晶表示素子用シール剤の耐候性が悪くなることがある。上記光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5重量部である。
ただし、上記光重合開始剤は、選択した光熱硬化性樹脂の種類に合わせて、本発明の液晶表示素子用シール剤が該光熱硬化性樹脂の硬化凝集物を含有せず、かつ、波長365nmの光を1000mJ/cm照射したときの上記光熱硬化性樹脂中のアクリル基の反応率が70%以上となるように、適宜最適な光重合開始剤を選択し、その添加量を決定することが好ましい。
【0027】
また、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。
上記熱硬化剤は特に限定されず、例えば、アミン化合物、多価フェノール系化合物、酸無水物等が挙げられる。
【0028】
上記アミン化合物としては、1分子中に1個以上の1〜3級のアミノ基を有する化合物が挙げられる。具体的には例えば、芳香族アミン、イミダゾール化合物、イミダゾリン化合物、ジヒドラジド化合物、アミンアダクト類、ジシアンジアミド等が挙げられる。
上記芳香族アミンは特に限定されず、例えば、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン等が挙げられる。
上記イミダゾール化合物は特に限定されず、例えば、2−メチルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール等が挙げられる。
上記イミダゾリン化合物は特に限定されず、例えば、2−メチルイミダゾリン等が挙げられる。
上記ジヒドラジド化合物は特に限定されず、例えば、アジピン酸ジヒドラジド、セバチン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド等が挙げられる。
上記アミンアダクト類のうち、市販されているものとしては、例えば、アミキュアPN−23、アミキュアMY−24、アミキュアVDH(いずれも味の素ファインテクノ社製)等が挙げられる。
【0029】
上記多価フェノール系化合物は特に限定されず、例えば、ポリフェノール化合物、ノボラック型フェノール樹脂等が挙げられる。
上記ポリフェノール化合物のうち、市販されているものとしては、例えば、エピキュア170、エピキュアYL6065(いずれもジャパンエポキシレジン社製)等が挙げられる。
上記ノボラック型フェノール樹脂のうち、市販されているものとしては、例えば、エピキュアMP402FPI(ジャパンエポキシレジン社製)等が挙げられる。
【0030】
上記酸無水物のうち、市販されているものとしては、例えば、エピキュアYH−306、YH−307(いずれもジャパンエポキシレジン社製)等が挙げられる。
【0031】
これらの熱硬化剤は、単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。なかでも、低温硬化性及び保存安定性に優れていることから、ジヒドラジド化合物が好適である。
【0032】
上記熱硬化剤の含有量は特に限定されないが、上記(メタ)アクリル基を有する光熱硬化性樹脂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50重量部である。上記熱硬化剤の含有量が1重量部未満であると、得られる液晶表示素子用シール剤が充分に硬化しないことがある。上記熱硬化剤の含有量が50重量部を超えると、得られる液晶表示素子用シール剤の保存安定性が悪化したり、得られる液晶表示素子用シール剤が硬化した際に耐湿性が低下したりすることがある。上記熱硬化剤の含有量のより好ましい上限は20重量部である。
【0033】
本発明の液晶表示素子用シール剤は、更に、シランカップリング剤、熱重合開始剤等を含有してもよい。
【0034】
上記シランカップリング剤は、主に本発明の液晶表示素子用シール剤と液晶表示素子の基板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。
【0035】
上記シランカップリング剤は特に限定されず、例えば、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。これらのシラン化合物は単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。
【0036】
上記シランカップリング剤の含有量は特に限定されないが、上記光熱硬化性樹脂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10重量部である。0.1重量部未満であると、シランカップリング剤を添加した効果がほとんど得られない可能性があり、10重量部を超えると、余剰のシランカップリング剤が液晶に溶出し、表示品位を低下させる恐れがある。より好ましい下限は0.5重量部、より好ましい上限は5重量部である。
【0037】
本発明の液晶表示素子用シール剤は、更に、必要に応じて、粘度調整の為の反応性希釈剤、チクソ性を調整する揺変剤、パネルギャップ調整の為のポリマービーズ等のスペーサ、3−p−クロロフェニル−1,1−ジメチル尿素等の硬化促進剤、消泡剤、レベリング剤等のその他の添加剤を含有してもよい。
【0038】
本発明の液晶表示素子用シール剤を製造する方法は特に限定されず、上記光熱硬化性樹脂、光重合開始剤、含水珪酸マグネシウム粒子、熱硬化剤、必要に応じて配合される上記シランカップリング剤、充填剤等を、従来公知の方法により混合する方法等が挙げられる。この際、含有するイオン性不純物を除去するために、イオン吸着性固体と接触させてもよい。
【0039】
また、本発明の液晶表示素子用シール剤は、25℃でE型粘度計を用いて1.0rpmで測定した粘度の好ましい下限が20万mPa・s、好ましい上限が40万mPa・sである。上記粘度が20万mPa・s未満であると、滴下工法により液晶表示装置を製造した際に、透明基板上に形成したシールパターンの形状を保持できず、液晶中にシール剤成分が溶出して液晶汚染が生じてしまうことがある。上記粘度が40万mPa・sを超えると、シール剤の描画性が不充分となり、滴下工法によって液晶表示装置を製造することが困難となることがある。
上記E型粘度計は特に限定されず、例えば、ブルックフィールド社製「DV−III」等が挙げられる。
【0040】
また、本発明の液晶表示素子用シール剤は、チクソトロピックスインデックスの好ましい下限が1.0、好ましい上限が1.3である。上記チクソトロピックスインデックスが1.0未満であるとシール塗布時に糸引きが生じることがある。上記チクソトロピックスインデックスが2.0を超えると、シール塗布時に断線が生じることがある。上記チクソトロピックスインデックスのより好ましい上限は1.5である。
なお、本明細書において上記チクソトロピックスインデックスとは、25℃でE型粘度計を用いて測定した、[0.5rpmでの測定粘度/5.0rpmでの測定粘度]で表される値のことである。
【0041】
本発明の液晶滴下工法用シール剤は、硬化物を121℃2気圧飽和水蒸気下で2時間放置させたときの吸水率が5%未満であることが好ましい。上記吸水率が5%を超えると、得られる液晶表示用素子に色むらが生じることがある。
【0042】
本発明の液晶表示素子用シール剤は、硬化物の体積抵抗率が10Ω・cm以上であることが好ましい。上記硬化体の体積抵抗率が10Ω・cm未満であると、硬化後の本発明の液晶表示素子用シール剤の絶縁性が悪くなり、製造する液晶表示装置がショートすることがある。
【0043】
また、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。このような上下導通材料を用いれば、液晶を汚染することなく透明基板の電極を導電接続することができる。
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。
【0044】
上記導電性微粒子は特に限定されず、金属ボール、表面に導電金属層を形成した樹脂微粒子等を用いることができる。なかでも、表面に導電金属層を形成した樹脂微粒子は、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。
【0045】
本発明の液晶表示素子用シール剤及び/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。
【発明の効果】
【0046】
本発明によれば、光抜けがほとんど発生しない液晶表示素子を得ることが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ができる。
【発明を実施するための形態】
【0047】
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。
【0048】
(実施例1)
ビスフェノールF型エポキシ樹脂(DIC社製、「EXA−830CRP」)1000重量部、アクリル酸212重量部、重合禁止剤としてp−メトキシフェノール1.5重量部、反応触媒としてトリエチルアミン1.5重量部を空気を送り込みながら110℃で還流攪拌して5時間反応させた。得られた樹脂100重量部を反応物中のイオン性不純物を吸着させるためにクオルツとカオリンとの天然結合物(ホフマンミネラル社製、「シチリンV85」)10重量部が充填されたカラムで濾過し、酸価が0.8mgKOH/gのアクリル酸変性ビスフェノールFエポキシ樹脂(50%部分アクリル化エポキシ樹脂)を得た。
得られた50%部分アクリル化エポキシ樹脂20重量部、フルアクリル化エポキシ樹脂として100%アクリル化ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ダイセルサイテック社製、「EB3700」、酸価0.3mgKOH/g)40重量部、シランカップリング剤(信越化学社製、「KBM403」)1重量部、光重合開始剤として2,2−ジエトキシアセトフェノン1重量部を100℃で溶融混練した後室温まで冷却し、含水珪酸マグネシウム粒子(日本タルク社製、「SG−2000」、平均粒子径1.0μm、吸油量50mL/100g)10重量部、熱硬化剤としてアジピン酸ジヒドラジド(大塚化学社製、「ADH」)3重量部を加えてセラミックス3本ロールにて分散させて液晶表示素子用シール剤を得た。
得られた液晶表示素子用シール剤100重量部にスペーサ微粒子(積水化学工業社製、「ミクロパールSI−H050」、平均粒子径5μm)1重量部を分散させ遠心脱泡機(アワトロンAW−1)にて脱泡し、2枚のITO及び配向膜付き基板の一方にシール剤の線幅が1mmになるようにディスペンサーで塗布した。
続いて液晶(チッソ社製、「JC−5004LA」)の微小滴を基板のシール剤の枠内全面に滴下塗布し、すぐにもう一方のガラス基板を貼り合わせ、シール剤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秒照射して仮硬化した。次いで120℃で30分間加熱して本硬化を行い、液晶表示パネルを作製した。
【0049】
(実施例2〜4)
タルク粒子の配合量を表1に示した量に調整したこと以外は、実施例1と同様にして液晶表示素子用シール剤及び液晶パネルを作製した。
なお、実施例3において用いたその他の無機充填剤はAEROSIL 200(日本アエロジル社製、平均粒子径12nm)であり、実施例4において用いたシリカ粒子はKEP−100(日本触媒社製、平均粒子径1.0μm、吸油量50mL/100g)である。
【0050】
(比較例1、2)
粒子の種類、配合量を表1に示した量に調整したこと以外は、実施例1と同様にして液晶表示素子用シール剤及び液晶パネルを作製した。
なお、比較例1、2において用いたシリカ粒子はKEP−100(日本触媒社製、平均粒子径1.0μm、吸油量50mL/100g)である。
【0051】
(比較例3)
50%部分アクリル化エポキシ樹脂を用いず、フルアクリル化エポキシ樹脂の配合量を56重量部とし、単官能アクリル樹脂としてEC−A(共栄社化学社製)を4重量部配合したこと以外は、実施例1と同様にして液晶表示素子用シール剤及び液晶パネルを作製した。
【0052】
<評価>
実施例及び比較例で得られた液晶表示素子用シール剤及び液晶パネルについて以下の評価を行った。結果を表1に示した。
【0053】
(1)硬化物の吸水率の測定
PETフィルムにテープで縦横が50mm×100mm、厚み100μmになるように枠を作り、その中に得られた液晶滴下工法用シール剤を入れ、さらにPETフィルムを重ね、100mW/cmの紫外線を30秒間裏表面照射した。次いで、120℃で1時間加熱し、50mm×100mm×(厚み)100μm程度の大きさのシートを作製した。得られたシートの重量を測定し、121℃2気圧飽和水蒸気下で2時間放置した後、ただちに表面の付着水を拭き取り再び重量を測定し、前後の重量変化から吸水率を算出し、以下の基準で評価した。
○:吸水率が5%未満
×:吸水率が5%以上
【0054】
(2)充填剤粒子の液晶への溶出性の評価
実施例及び比較例で得られた液晶表示パネルについて、上下から圧力をかけて振動を加え、偏光顕微鏡(キーエンス社製、「VHX(本体)、VH−Z100(レンズ)」)によって500倍の倍率で観察することにより、シール剤と液晶の接する箇所における充填剤粒子の溶出を確認し、以下の基準で評価した。
○:溶出がない
×:溶出がある
【0055】
(3)光抜けの評価
実施例及び比較例で得られた液晶表示パネルの液晶とシール剤とが接触している近傍に振動若しくは圧力を複数回加えた後、偏光板を通して光抜けの有無を顕微鏡で確認し、以下の基準で評価した。
○:光抜けが発生していなかった
△:一部に光抜けが発生した
×:表示素子の周辺に光抜けが発生した
【0056】
【表1】

【産業上の利用可能性】
【0057】
本発明によれば、光抜けがほとんど発生しない液晶表示素子を得ることが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ができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
光熱硬化性樹脂、光重合開始剤、平均粒子径が0.5〜2.0μmである無機充填剤粒子、及び、熱硬化剤を含有する液晶表示素子用シール剤であって、
前記光熱硬化性樹脂は、全てのエポキシ基が(メタ)アクリル化されているフル(メタ)アクリル化エポキシ樹脂と、エポキシ基が残存している部分(メタ)アクリル化エポキシ樹脂とからなるものであり、
前記平均粒子径が0.5〜2.0μmである無機充填剤粒子は、吸油量が70mL/100g以下のものであり、かつ、含水珪酸マグネシウム粒子を80重量%以上含有する
ことを特徴とする液晶表示素子用シール剤。
【請求項2】
光熱硬化性樹脂の(メタ)アクリル基とエポキシ基の当量比が4:6〜9:1であることを特徴とする請求項1記載の液晶表示素子用シール剤。
【請求項3】
光熱硬化性樹脂がメタクリル構造を有することを特徴とする請求項1又は2記載の液晶表示素子用シール剤。
【請求項4】
有機微粒子を含有することを特徴とする請求項1、2又は3記載の液晶表示素子用シール剤。
【請求項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ことを特徴とする上下導通材料。
【請求項6】
請求項1、2、3又は4記載の液晶表示素子用シール剤、及び/又は、請求項5記載の上下導通材料を用いてなることを特徴とする液晶表示素子。

【公開番号】特開2010−276671(P2010−276671A)
【公開日】平成22年12月9日(2010.12.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−126350(P2009−126350)
【出願日】平成21年5月26日(2009.5.26)
【出願人】(000002174)積水化学工業株式会社 (5,781)
【Fターム(参考)】