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】配線が設けられた基板上に液晶セルを形成した場合であっても、断線の発生しにくい液晶表示素子用シール剤を提供する。
【解決手段】硬化性樹脂、硬化剤及び無機充填剤を含有する液晶表示素子用シール剤であって、前記無機充填材は、球形状であり、かつ、平均粒径が0.05〜0.7μmであり、E型粘度計を用いて25℃において1.0rpmの条件で測定した粘度が100〜400Pa・sであ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、配線が設けられた基板上に液晶セルを形成した場合であっても、断線の発生しにくい液晶表示素子用シール剤に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶表示素子は、2枚の基板にシール剤を塗布し、貼り合せることにより形成された液晶セル中に液晶を封入した液晶セルを有する。
液晶表示素子は、2枚の電極付き透明基板を所定の間隔をおいて対向させ、その周囲をシール剤で封着して液晶セルを形成し、その一部に設けられた液晶注入口から液晶セル内に液晶を注入し、その液晶注入口をシール剤又は封口剤を用いて封止することにより作製される。
【0003】
また、近年では、特許文献1に開示されているような光硬化熱硬化併用型シール剤を用いた滴下工法と呼ばれる液晶表示素子の製造方法も検討されている。
滴下工法では、まず、2枚の電極付き透明基板の一方に、枠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シールパターン枠内全面に滴下塗布し、減圧下で他方の透明基板を重ねあわせ、シール部に紫外線を照射して仮硬化を行う。その後、加熱して本硬化を行い、液晶表示素子を作製する。今後はこの滴下工法が液晶表示装置の製造方法の主流となると期待されている。
【0004】
液晶表示装置は、その用途がますます拡大している。これに伴い液晶表示部の狭額縁化が進み、配線が設けられた基板上に液晶セルを形成した液晶表示装置が急速に普及してきている。しかしながら、このような液晶表示装置では、しばしば基板上の配線の断線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】
【0005】
【特許文献1】特開2001−133794号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、配線が設けられた基板上に液晶セルを形成した場合であっても、断線の発生しにくい液晶表示素子用シール剤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】
【0007】
本発明は、硬化性樹脂、硬化剤及び無機充填剤を含有する液晶表示素子用シール剤であって、前記無機充填材は、球形状であり、かつ、平均粒径が0.05〜0.7μmであ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。
【0008】
液晶セルを形成する際には、基板上の少なくとも一部に液晶表示素子用シール剤を塗布した後、基板を貼り合わせる。ここで液晶表示素子用シール剤には、液晶セルのギャップを確保するためのギャップ材が配合されている。また、上下導通材料の場合には、ギャップ材の他にも導電性粒子が配合されている。液晶表示素子用シール剤には、更に、応力分散効果を目的として無機充填材も配合されている。
本発明者らは、配線が設けられた基板上に液晶セルを形成した場合に断線が発生する原因が、液晶表示素子用シール剤に含有される無機充填剤にあることを見出した。即ち、液晶セル形成時に基板を貼り合わせる際に、ギャップ材や導電性微粒子と基板との間に無機充填材が挟まり、該無機充填材が基板に強く押し付けられることにより基板上に形成された配線が傷つけられていたものと考えられた。
本発明者らは、無機充填剤を球形状であり、かつ、平均粒径が一定の範囲のものとすることにより、応力分散効果を損なうことなく、配線が設けられた基板上に液晶セルを形成した場合でも断線の発生を防止できることを見出し、本発明を完成した。
【0009】
本発明の液晶表示素子用シール剤は、硬化性樹脂、硬化剤及び無機充填剤を含有する。
上記硬化性樹脂としては(メタ)アクリル基を有する樹脂やエポキシ基を有する樹脂等が挙げられる。
【0010】
上記(メタ)アクリル基を有する樹脂は特に限定されず、例えば、(メタ)アクリル酸に水酸基を有する化合物を反応させることにより得られるエステル化合物、(メタ)アクリル酸とエポキシ化合物とを反応させることにより得られるエポキシ(メタ)アクリレート、イソシアネートに水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体を反応させることにより得られるウレタン(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0011】
上記(メタ)アクリル酸に水酸基を有する化合物を反応させることにより得られるエステル化合物のうち単官能のものとしては、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、4−ヒドロキシブチル(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、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、イソオクチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ベンジル(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、フェノキシエチル(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、メトキシポリエチレングリコール(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、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(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、シクロヘキシル(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、イソノニル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(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、ビシクロペンテニル(メタ)アクリレート、イソデシル(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、ジメチルアミノエチル(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、グリシジル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイロキシエチルホスフェート等が挙げられる。
【0012】
上記(メタ)アクリル酸に水酸基を有する化合物を反応させることにより得られるエステル化合物のうち2官能のものとしては、例えば、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,3−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(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、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、1,3−ブチレングリコールジ(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。
【0013】
上記(メタ)アクリル酸に水酸基を有する化合物を反応させることにより得られる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、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、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、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、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、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、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、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、トリス(メタ)アクリロイルオキシエチルフォスフェート等が挙げられる。
【0014】
上記(メタ)アクリル酸とエポキシ化合物とを反応させることにより得られるエポキシ(メタ)アクリレートとしては特に限定されず、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。
【0015】
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のうち市販されているものとしては、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)等のビスフェノールA型エポキシ樹脂や、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)等のビスフェノールF型エポキシ樹脂や、エピクロンEXA1514(大日本インキ社製)等のビスフェノールS型エポキシ樹脂や、RE−810NM(日本化薬社製)等の2,2’−ジアリルビスフェノールA型エポキシ樹脂や、エピクロンEXA7015(大日本インキ社製)等の水添ビスフェノール型エポキシ樹脂や、EP−4000S(旭電化社製)等のプロピレンオキシド付加ビスフェノールA型エポキシ樹脂や、EX−201(ナガセケムテックス社製)等のレゾルシノール型エポキシ樹脂や、エピコートYX−4000H(ジャパンエポキシレジン社製)等のビフェニル型エポキシ樹脂や、YSLV−50TE(東都化成社製)等のスルフィド型エポキシ樹脂や、YSLV−80DE(東都化成社製)等のエーテル型エポキシ樹脂や、EP−4088S(旭電化社製)等のジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂や、エピクロンHP4032、エピクロンEXA−4700(いずれも大日本インキ社製)等のナフタレン型エポキシ樹脂や、エピクロンN−770(大日本インキ社製)等のフェノールノボラック型エポキシ樹脂や、エピクロンN−670−EXP−S(大日本インキ社製)等のオルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂や、エピクロンHP7200(大日本インキ社製)等のジシクロペンタジエンノボラック型エポキシ樹脂や、NC−3000P(日本化薬社製)等のビフェニルノボラック型エポキシ樹脂や、ESN−165S(東都化成社製)等のナフタレンフェノールノボラック型エポキシ樹脂や、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(大日本インキ社製)、TETRAD−X(三菱ガス化学社製)等のグリシジルアミン型エポキシ樹脂や、ZX−1542(東都化成社製)、エピクロン726(大日本インキ社製)、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)等のアルキルポリオール型エポキシ樹脂や、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)等のゴム変性型エポキシ樹脂や、デナコールEX−147(ナガセケムテックス社製)等のグリシジルエステル化合物や、エピコートYL−7000(ジャパンエポキシレジン社製)等のビスフェノールA型エピスルフィド樹脂や、その他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(大日本インキ社製)、TEPIC(日産化学社製)等が挙げられる。
【0016】
上記(メタ)アクリル酸とエポキシ化合物とを反応させることにより得られるエポキシ(メタ)アクリレートは、具体的には例えば、レゾルシノール型エポキシ樹脂(EX−201、ナガセケムテックス社製)360重量部、重合禁止剤としてp−メトキシフェノール2重量部、反応触媒としてトリエチルアミン2重量部、アクリル酸210重量部を空気を送り込みながら、90℃で還流攪拌しながら5時間反応させることによって得ることができる。
【0017】
上記エポキシ(メタ)アクリレートの市販品としては、例えば、エベクリル3700、エベクリル3600、エベクリル3701、エベクリル3703、エベクリル3200、エベクリル3201、エベクリル3600、エベクリル3702、エベクリル3412、エベクリル860、エベクリルRDX63182、エベクリル6040、エベクリル3800(いずれもダイセルサイテック社製)、EA−1020、EA−1010、EA−5520、EA−5323、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。
【0018】
上記イソシアネートに水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体を反応させることにより得られるウレタン(メタ)アクリレートは、例えば、2つのイソシアネート基を有する化合物1当量に対して水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体2当量を、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。
【0019】
上記イソシアネートに水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体を反応させることにより得られるウレタン(メタ)アクリレートの原料となるイソシアネートは特に限定されず、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ネート、トリジンジイソシアネート、キシリレンジイオシアネート(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、テトラメチルキシレンジイソシアネート、1,6,10−ウンデカントリイソシアネート等が挙げられる。
【0020】
上記イソシアネートに水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体を反応させることにより得られるウレタン(メタ)アクリレートの原料となるイソシアネートは特に限定されず、例えば、エチレングリコール、グリセリン、ソルビトール、トリメチロールプロパン、(ポリ)プロピレングリコール、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のポリオールと過剰のイソシアネート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。
【0021】
上記イソシアネートに水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体を反応させることにより得られるウレタン(メタ)アクリレートの原料となる、水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体は特に限定されず、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、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の市販品や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の二価のアルコールのモノ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン等の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、ビスフェノールA変性エポキシアクリレート等のエポキシアクリレート等が挙げられる。
【0022】
上記イソシアネートに水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体を反応させることにより得られるウレタン(メタ)アクリレートは、具体的には、例えば、トリメチロールプロパン134重量部、重合禁止剤としてBHT0.2重量部、反応触媒としてジブチル錫ジラウリレート0.01重量部、イソホロンジイソシアネート666重量部を加え、60℃で還流攪拌しながら2時間反応させ、次に、2−ヒドロキシエチルアクリレート51重量部を加え、空気を送り込みながら90℃で還流攪拌しながら2時間反応させることにより得ることができる。
【0023】
上記ウレタン(メタ)アクリレートで市販されているものとしては、例えば、M−1100、M−1200、M−1210、M−1600(いずれも東亞合成社製)、エベクリル230、エベクリル270、エベクリル4858、エベクリル8402、エベクリル8804、エベクリル8803、エベクリル8807、エベクリル9260、エベクリル1290、エベクリル5129、エベクリル4842、エベクリル210、エベクリル4827、エベクリル6700、エベクリル220、エベクリル2220(いずれもダイセルサイテック社製)、アートレジンUN−9000H、アートレジンUN−9000A、アートレジンUN−7100、アートレジンUN−1255、アートレジンUN−330、アートレジンUN−3320HB、アートレジンUN−1200TPK、アートレジンSH−500B(いずれも根上工業社製)、U−122P、U−108A、U−340P、U−4HA、U−6HA、U−324A、U−15HA、UA−5201P、UA−W2A、U−1084A、U−6LPA、U−2HA、U−2PHA、UA−4100、UA−7100、UA−4200、UA−4400、UA−340P、U−3HA、UA−7200、U−2061BA、U−10H、U−122A、U−340A、U−108、U−6H、UA−4000(いずれも新中村化学工業社製)、AH−600、AT−600、UA−306H、AI−600、UA−101T、UA−101I、UA−306T、UA−306I等が挙げられる。
【0024】
上記(メタ)アクリル基を有する樹脂は、液晶への悪影響を抑える点で、−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く、合成の容易さ等からエポキシ(メタ)アクリレートが特に好ましい。
また、上記(メタ)アクリル基を有する樹脂は、反応性の高さから分子中に(メタ)アクリル基を2〜3個有するものが好ましい。
【0025】
上記エポキシ基を有する樹脂のうち市販されているものとしては、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挙げたもの等が挙げられる。
【0026】
上記エポキシ基を有する樹脂は、例えば、1分子中に(メタ)アクリル基とエポキシ基とを有する化合物であってもよい。このような化合物としては、例えば、2以上のエポキシ基を有する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られる化合物等が挙げられる。
【0027】
上記2以上のエポキシ基を有する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られる化合物は、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。具体的には、例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂N−770(大日本インキ社製)190gをトルエン500mLに溶解させ、この溶液にトリフェニルホスフィン0.1gを加え、均一な溶液とし、この溶液にアクリル酸35gを還流撹拌下2時間かけて滴下後、更に還流撹拌を6時間行い、次に、トルエンを除去することによって50mol%のエポキシ基が(メタ)アクリル酸と反応したノボラック型固形変性エポキシ樹脂を得ることができる(この場合50%部分アクリル化されている)。
【0028】
上記2以上のエポキシ基を有する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られる化合物のうち、市販品としては、例えば、エベクリル1561(ダイセルサイテック社製)が挙げられる。
【0029】
本発明の液晶表示素子用シール剤は(メタ)アクリル基とエポキシ基を共存させることが好ましく、硬化性樹脂の(メタ)アクリル基とエポキシ基との比が50:50〜95:5になるように(メタ)アクリル基を有する樹脂とエポキシ基を有する樹脂とを配合することが好ましい。
【0030】
上記硬化剤としては(メタ)アクリル基をUVで反応させるためのUVラジカル開始剤、(メタ)アクリル基を熱で反応させるための熱ラジカル開始剤、エポキシ基をUVで反応させるためのUVエポキシ開始剤、エポキシ基を熱で反応させるための熱エポキシ硬化剤が挙げられる。
【0031】
上記UVラジカル開始剤は特に限定されず、市販されているものとしては、例えば、イルガキュア184、イルガキュア2959、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、イルガキュア379、イルガキュアOXE01(いずれもチバ・スペシャリティーケミカルズ社製)、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、ルシリンTPO(BASF Japan社製)等が挙げられる。
【0032】
上記UVラジカル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。上記UVラジカル開始剤の含有量が0.1重量部未満であると、本発明の液晶表示素子用シール剤を充分に硬化させることができないことがある。上記UVラジカル開始剤の含有量が10重量部を超えると、貯蔵安定性が低下することがある。
【0033】
上記熱ラジカル開始剤は特に限定されず、過酸化物やアゾ化合物が挙げられ、市販されているものとしては、例えば、パーブチルO、パーヘキシルO、パーブチルPV(いずれも日本油脂社製)、V−30、V−501、V−601、VPE−0201、(いずれも和光純薬社製)等が挙げられる。
【0034】
上記熱ラジカル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樹脂100重量部に対して好ましい下限が0.01重量部、好ましい上限が10重量部である。上記熱ラジカル開始剤の含有量が0.01重量部未満であると、本発明の液晶表示素子用シール剤を充分に硬化させることができないことがある。上記熱ラジカル開始剤の含有量が10重量部を超えると、貯蔵安定性が低下することがある。
【0035】
上記UVエポキシ開始剤は特に限定されず、市販されているものとしては、例えば、アデカオプトマーSP−150、アデカオプトマーSP−170(いずれもアデカ社製)等が挙げられる。
【0036】
上記UVエポキシ開始剤の含有量は特に限定されないが、上記エポキシ基を有する樹脂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。上記UVエポキシ開始剤の含有量が0.1重量部未満であると、本発明の液晶表示素子用シール剤を充分に硬化させることができないことがある。上記UVエポキシ開始剤の含有量が10重量部を超えると、貯蔵安定性が低下することがある。
【0037】
上記熱エポキシ硬化剤としては例えば、有機酸ヒドラジド、イミダゾール誘導体、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。なかでも、固形の有機酸ヒドラジドが好適に用いられる。
【0038】
上記固形の有機酸ヒドラジドは特に限定されず、例えば、セバチン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、その他アミキュアVDH、アミキュアUDH(いずれも、味の素ファインテクノ社製)、ADH(大塚化学社製)等が挙げられる。
【0039】
上記熱エポキシ硬化剤の含有量は、上記エポキシ基を有する樹脂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。上記熱エポキシ硬化剤の含有量が1重量部未満であると、本発明の液晶表示素子用シール剤を充分に硬化させることができないことがある。上記熱エポキシ熱硬化剤の含有量が50重量部を超えると、本発明の液晶表示素子用シール剤の粘度が高くなり、塗布性等を損ねる場合がある。上記熱エポキシ硬化剤の含有量のより好ましい上限は30重量部である。
【0040】
上記無機充填剤は、例えば、合成シリカ等が好適である。上記合成シリカは、重合により得られるものであることから、無定形シリカ、タルク、マイカ、炭酸カルシウム等の粉砕により得られる無機充填剤に比べて形状や粒径が揃っている。
上記合成シリカの市販品は、例えば、東ソーシリカ社製のニップジェル、アドマテックス社製のアドマファイン、日本触媒社製のシーホスター、信越化学工業社製のX24シリーズ、電気化学工業社製の球状シリカ、シーマ電子社製の機能性球状シリカ、扶桑化学工業社製の微粉球状シリカ、東亞合成社製の機能性球状シリカ等が挙げられる。
【0041】
上記無機充填剤は、球形状である。球形状の無機充填剤を用いることにより、断線を抑制することができる。不定形であると、粒径分布のバラツキが大きくなり、大きな粒子が存在することになる。この大粒子が配線を傷つけるものと考えられる。
なお、本明細書において球形状には、真球状だけではなく楕円形状も含む。
【0042】
上記無機充填剤の平均粒径の下限は0.05μm、上限は0.7μmである。上記無機充填剤の平均粒径が0.05μm未満であると、得られる液晶表示素子用シール剤の粘度が高くなって塗工が困難となり、0.7μmを超えると、配線を傷つけて断線し、接続不良が発生する。上記無機充填剤の平均粒径の好ましい下限は0.08μm、好ましい上限は0.3μmであり、より好ましい上限は0.1μmである。
【0043】
上記無機充填剤の配合量は、上記硬化性樹脂100重量部に対して好ましい下限が0.5重量部、好ましい上限が10重量部である。上記無機充填剤の配合量が0.5重量部未満であると、充分な応力分散効果が得られないことがあり、10重量部を超えると、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塗布できないことがある。上記無機充填剤の配合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。
【0044】
本発明の液晶表示素子用シール剤は、更に有機充填剤を含有することが好ましい。有機充填剤を配合することにより、応力分散効果を更に向上させることができる。
上記有機充填剤として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。
【0045】
上記有機充填剤の含有量は、上記硬化性樹脂100重量部に対して好ましい下限が5重量部、好ましい上限が30重量部である。上記有機充填剤の含有量が5重量部未満であると、充分な応力分散効果が得られないことがあり、30重量部を超えると、得られる液晶表示素子用シール剤の粘度が著しく増加してしまい、塗布性能に悪影響を与えることがある。上記有機充填剤の含有量のより好ましい下限は5重量部、より好ましい上限は20重量部である。
【0046】
本発明の液晶表示素子用シール剤は、E型粘度計を用いて25℃において1.0rpmの条件で測定した粘度の好ましい下限が100Pa・s、好ましい上限が400Pa・sである。本発明の液晶表示素子用シール剤の粘度が100Pa・s未満であると、液晶を保持できなくなることがあり、400Pa・sを超えると、塗布性が悪くなることがある。本発明の液晶表示素子用シール剤の粘度のより好ましい下限は200Pa・s、より好ましい上限は300Pa・sである。
【0047】
本発明の液晶表示素子用シール剤は、チクソトロピックインデックスの好ましい上限が1.5である。本発明の液晶表示素子用シール剤のチクソトロピックインデックスが1.5を超えると、塗布性等が悪くなることがある。本発明の液晶表示素子用シール剤のチクソトロピックインデックスのより好ましい上限は1.3である。本発明の液晶表示素子用シール剤のチクソトロピックインデックスの下限は特に限定されないが、実質的には1.0を下回ることはない。
なお、上記チクソトロピックインデックスとは、E型粘度計を用いて25℃において0.5rpmの条件で測定した粘度を、E型粘度計を用いて25℃において5rpmの条件で測定した粘度で除した値である。
【0048】
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を含有することが好ましい。
上記シランカップリング剤は特に限定されないが、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好適に用いられる。
【0049】
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ー、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、重合禁止剤、その他の添加剤等を含有してもよい。
【0050】
本発明の液晶表示素子用シール剤は、本発明の効果を阻害しない範囲で、粘度を微調整する等の目的のために、上記無機充填材以外の無機充填剤を配合してもよい。ただし、上記無機充填材以外の無機充填剤を配合する場合であっても、上記硬化性樹脂100重量部に対して3重量部を超えて配合してはならない。
【0051】
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、透明基板間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。
【0052】
上記導電性微粒子としては特に限定されず、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。
【0053】
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】
【0054】
本発明によれば、配線が設けられた基板上に液晶セルを形成した場合であっても、断線の発生しにくい液晶表示素子用シール剤を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0055】
以下に実施例を挙げて本発明の態様を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。
【0056】
(実施例1)
部分アクリレート化エポキシ樹脂(ダイセル・ユーシービー社製、UVAC1561)40重量部、ビスフェノールAエポキシアクリレート樹脂(ダイセル・ユーシービー社製、EB3700)20重量部、ラジカル重合開始剤(チパスペシャルティケミカルス社製、イルガキュア651)2重量部を配合し、これを80℃に加熱溶解させた後、遊星式攪拌装置を用いて攪拌し混合物を得た。
得られた混合物に無機充填剤として球状シリカ(アドマテックス社製、SO−C1、平均粒径0.25μm)15重量部、熱硬化剤(日本ファインケム社製、ADH、アジピン酸ジヒドラジド)5重量部、カップリング剤(信越化学社製、KBM403)1重量部を配合し遊星式攪拌装置にて攪拌した後、セラミック3本ロールにて分散させて硬化性樹脂組成物を得た。
得られた硬化性樹脂組成物100重量部にスペーサー微粒子(積水化学工業社製、ミクロパールSP−2055)1重量部を分散させて、液晶表示素子用シール剤を得た。
【0057】
(実施例2〜4、比較例1〜3)
無機充填剤として表1に記載したものに変えた以外は実施例1と同様にして、液晶表示素子用シール剤を得た。
【0058】
球状シリカ(信越化学工業社製、X24−9163A、平均粒径0.08μm)
不定形シリカ(日本アエロジル社製、R200、平均粒径12nm)
球状シリカ(信越化学工業社製、X24−9404、平均粒径0.04μm)
球状シリカ(日本触媒社製、KEP−100、平均粒径1.0μm)
不定形タルク(日本タルク社製、W−500、平均粒径0.5μm)
有機粒子(ガンツ化成社製、スタフィロイドAC3555、0.5μm)
【0059】
(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を以下の方法で評価した。
結果を表1に示した。
【0060】
(1)粘度の測定
E型粘度計(ブルックフィールド社製、DV−III)を用いて、25℃において1.0rpmの条件で粘度を測定した。
【0061】
(2)チクソ性の評価
E型粘度計(ブルックフィールド社製、DV−III)を用いて、25℃において0.5及び5.0rpmの条件で粘度を測定した。0.5rpmの条件で測定した粘度を5.0rpmの条件で測定した粘度で除して、チクソトロピックインデックスを算出した。
【0062】
(3)配線損傷性の評価
0.7mm厚の無アルカリガラス上に幅50μmのアルミニウム配線を配置したガラス基板と、配線を配置していない0.7mm厚の無アルカリガラスからなるガラス基板とを準備した。
配線を配置したガラス基板の配線上に、液晶表示素子用シール剤を塗布した。続いて、配線を配置していないガラス基板を貼り合わせ、0.5MPaの圧力で圧着した。その後シール剤部分に350nm以下の光をカットするフィルター付き高圧水銀ランプを用いて100mW/cmで30秒照射して、液晶表示素子用シール剤を硬化させた。
【0063】
硬化後の基板のアルミニウム配線の両端にテスターを接続して抵抗値を測定した。貼り合わせを行っていないアルミニウム配線を配置したガラス基板について測定した抵抗値と比較したときの抵抗値の変化が10%以下であった場合を「○」、10を超えて30%以下であった場合を「△」、30%を超えた場合を「×」と評価した。
【0064】
【表1】

【産業上の利用可能性】
【0065】
本発明によれば、配線が設けられた基板上に液晶セルを形成した場合であっても、断線の発生しにくい液晶表示素子用シール剤を提供できる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
硬化性樹脂、硬化剤及び無機充填剤を含有する液晶表示素子用シール剤であって、前記無機充填材は、球形状であり、かつ、平均粒径が0.05〜0.7μmであり、
E型粘度計を用いて25℃において1.0rpmの条件で測定した粘度が100〜400Pa・sであることを特徴とする液晶表示素子用シール剤。
【請求項2】
硬化性樹脂、硬化剤及び無機充填剤を含有する液晶表示素子用シール剤であって、前記無機充填材は、球形状であり、かつ、平均粒径が0.05〜0.7μmであり、
E型粘度計を用いて25℃において0.5rpmの条件で測定した粘度を、E型粘度計を用いて25℃において5rpmの条件で測定した粘度で除した値であるチクソトロピックインデックスが1.5以下であることを特徴とする液晶表示素子用シール剤。
【請求項3】
硬化性樹脂、硬化剤及び無機充填剤を含有する液晶表示素子用シール剤であって、前記無機充填材は、球形状であり、かつ、平均粒径が0.05〜0.7μmであり、前記硬化性樹脂は、部分(メタ)アクリレート化エポキシ樹脂とエポキシ(メタ)アクリレート樹脂とを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4】
無機充填剤の平均粒径が0.05〜0.1μmであ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】
更に有機充填材を含有することを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の液晶表示素子用シール剤。
【請求項6】
有機充填材の含有量が硬化性樹脂100重量部に対して5〜30重量部であることを特徴とする請求項5記載の液晶表示素子用シール剤。
【請求項7】
請求項1、2、3、4、5又は6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8】
請求項1、2、3、4、5又は6記載の液晶表示素子用シール剤及び/又は請求項7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2013−101398(P2013−101398A)
【公開日】平成25年5月23日(2013.5.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2013−31002(P2013−31002)
【出願日】平成25年2月20日(2013.2.20)
【分割の表示】特願2008−298221(P2008−298221)の分割
【原出願日】平成20年11月21日(2008.11.21)
【出願人】(000002174)積水化学工業株式会社 (5,781)
【Fターム(参考)】