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特許7385790表示素子用シール剤、液晶表示素子用シール剤、及び、液晶表示素子
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-14
(45)【発行日】2023-11-22
(54)【発明の名称】表示素子用シール剤、液晶表示素子用シール剤、及び、液晶表示素子
(51)【国際特許分類】
   G02F 1/1339 20060101AFI20231115BHJP
   C08F 20/20 20060101ALI20231115BHJP
   C08F 20/30 20060101ALI20231115BHJP
   C08F 20/32 20060101ALI20231115BHJP
   C09K 3/10 20060101ALI20231115BHJP
【FI】
G02F1/1339 505
C08F20/20
C08F20/30
C08F20/32
C09K3/10 B
C09K3/10 E
C09K3/10 L
【請求項の数】 6
(21)【出願番号】P 2023528704
(86)(22)【出願日】2023-03-14
(86)【国際出願番号】 JP2023009898
【審査請求日】2023-09-06
(31)【優先権主張番号】P 2022044301
(32)【優先日】2022-03-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000002174
【氏名又は名称】積水化学工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000914
【氏名又は名称】弁理士法人WisePlus
(72)【発明者】
【氏名】田村 友樹
【審査官】磯崎 忠昭
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2007/026784(WO,A1)
【文献】特開2021-066827(JP,A)
【文献】特開2021-018431(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G02F 1/1339
H05B 33/04
C08F 20/20
C08F 20/30
C08F 20/32
C09K 3/10
CAplus/REGISTRY(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
硬化性樹脂を含有する表示素子用シール剤であって、
前記硬化性樹脂は、下記式(1)で表される化合物を含む
ことを特徴とする表示素子用シール剤。
【化1】
式(1)中、R及びRは、それぞれ独立して、下記式(2-1)又は(2-2)で表される基を表し、Xは、炭素数6以上20以下の直鎖状又は分岐鎖状の炭化水素基を表し、2つのYは、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、芳香環を含む構造を表す。
【化2】
式(2-1)及び(2-2)中、*は、結合位置を表し、式(2-2)中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。
【請求項2】
前記式(1)中の2つのYが同一の構造である請求項1記載の表示素子用シール剤。
【請求項3】
前記式(1)中の少なくとも一方のYは、2つ以上の芳香環を含む構造である請求項1又は2記載の表示素子用シール剤。
【請求項4】
前記式(1)中の少なくとも一方のYは、下記式(3)で表される構造である請求項3記載の表示素子用シール剤。
【化3】
式(3)中、*は、結合位置を表し、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表す。
【請求項5】
請求項1又は2記載の表示素子用シール剤を用いてなる液晶表示素子用シール剤。
【請求項6】
請求項5記載の液晶表示素子用シール剤の硬化物を有する液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、柔軟応答性、配向膜に対する接着性、高温高湿環境下における接着性、及び、透湿防止性に優れる表示素子用シール剤に関する。また、本発明は、該表示素子用シール剤を用いてなる液晶表示素子用シール剤及び液晶表示素子に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、薄型、軽量、低消費電力等の特徴を有する表示素子として、液晶表示素子や有機EL表示素子等が広く利用されている。これらの表示素子では、通常、硬化性樹脂組成物を用いてなるシール剤によって液晶や発光層等の封止が行われている。例えば、液晶表示セル等の液晶表示素子の製造方法として、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。
【0003】
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)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2001-133794号公報
【文献】国際公開第02/092718号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従来、液晶表示素子等に用いる基板としては、主にガラス基板が用いられていたが、近年、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、トリアセチルセルロース等を用いたフレキシブル基板が注目されている。また、近年、折り曲げることのできるディスプレイが注目されているが、従来の液晶表示素子等に用いられていた表示素子用シール剤では、基板を曲げた際にシール部分が追従できずに剥がれ等が生じやすいという問題があった。そのため、表示素子用シール剤には、基板屈曲時等における応答性(柔軟応答性)が求められていた。
また、狭額縁設計ではシール剤は配向膜上にも配置されることから、配向膜に対する接着性に優れる表示素子用シール剤が求められていた。
更に、タブレット端末や携帯端末の普及に伴い、液晶表示素子等には高温高湿環境下での駆動等における信頼性がますます要求されており、表示素子用シール剤には外部からの水の浸入を防止する性能が一層求められている。そのため、表示素子用シール剤の接着性を向上させるとともに、表示素子用シール剤の透湿防止性を向上させる必要がある。しかしながら、狭額縁設計に伴って塗布される表示素子用シール剤の線幅が細くなっており、細線化した場合でも接着性と透湿防止性との両方に優れる表示素子用シール剤を得ることは困難であった。
【0006】
本発明は、柔軟応答性、配向膜に対する接着性、高温高湿環境下における接着性、及び、透湿防止性に優れる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、該表示素子用シール剤を用いてなる液晶表示素子用シール剤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】
【0007】
本開示1は、硬化性樹脂を含有する表示素子用シール剤であって、上記硬化性樹脂は、下記式(1)で表される化合物を含む表示素子用シール剤である。
本開示2は、下記式(1)中の2つのYが同一の構造である本開示1の表示素子用シール剤である。
本開示3は、下記式(1)中の少なくとも一方のYは、2つ以上の芳香環を含む構造である本開示1又は2の表示素子用シール剤である。
本開示4は、下記式(1)中の少なくとも一方のYは、下記式(3)で表される構造である本開示3の表示素子用シール剤である。
本開示5は、本開示1、2、3又は4の表示素子用シール剤を用いてなる液晶表示素子用シール剤である。
本開示6は、本開示5の液晶表示素子用シール剤の硬化物を有する液晶表示素子である。
【0008】
【化1】
【0009】
式(1)中、R及びRは、それぞれ独立して、下記式(2-1)又は(2-2)で表される基を表し、Xは、炭素数6以上20以下の直鎖状又は分岐鎖状の炭化水素基を表し、2つのYは、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、芳香環を含む構造を表す。
【0010】
【化2】
【0011】
式(2-1)及び(2-2)中、*は、結合位置を表し、式(2-2)中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。
【0012】
【化3】
【0013】
式(3)中、*は、結合位置を表し、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子又はメチル基を表す。
【0014】
以下に本発明を詳述する。
本発明者は、シール剤の柔軟応答性を向上させるため、硬化性樹脂として長鎖の炭化水素基を有する化合物やゴム構造を有する化合物を用いることを検討した。しかしながら、このような化合物を用いて得られたシール剤は、透湿防止性や高温高湿環境下における接着性に劣るものとなることがあった。そこで本発明者は更に鋭意検討した結果、硬化性樹脂として特定の構造を有する化合物を用いることにより、柔軟応答性、配向膜に対する接着性、高温高湿環境下における接着性、及び、透湿防止性に優れる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。
【0015】
本発明の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、上記式(1)で表される化合物を含む。上記式(1)で表される化合物を含むことにより、本発明の表示素子用シール剤は、柔軟応答性、配向膜に対する接着性、高温高湿環境下における接着性、及び、透湿防止性に優れるものとなる。
【0016】
上記式(1)中、Xは、炭素数6以上20以下の直鎖状又は分岐鎖状の炭化水素基を表す。
上記Xで表される炭化水素基は、飽和炭化水素基であってもよいし、不飽和炭化水素基であってもよい。
柔軟応答性をより向上させる観点から、上記Xで表される炭化水素基の炭素数は11以上であることが好ましい。また、高温高湿環境下における接着性をより向上させる観点からは、上記Xで表される炭化水素基の炭素数は19以上であることが好ましい。一方、透湿防止性をより向上させる観点からは、上記Xで表される炭化水素基の炭素数は14以下であることが好ましい。
【0017】
上記式(1)中、2つのYは、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、芳香環を含む構造を表す。上記式(1)中の2つのYは、同一の構造であることが好ましい。
また、上記式(1)中、少なくとも一方のYは、得られる表示素子用シール剤の配向膜に対する接着性、高温高湿環境下における接着性、及び、透湿防止性をより向上させる観点から、2つ以上の芳香環を含む構造であることが好ましく、上記式(3)で表される構造であることがより好ましい。
【0018】
上記式(1)で表される化合物のうち、上記式(1)中のR及びRが上記式(2-1)で表される基である化合物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。
即ち、まず、上記Xで表される炭化水素基の両末端にカルボキシ基を有するジカルボン酸と、上記Yで表される芳香環を含む構造の両末端にグリシジルオキシ基を有する2官能エポキシ化合物とを、触媒及び重合禁止剤の存在下で加熱して反応させる。次いで、得られた生成物を水洗することにより、上記式(1)中のR及びRが上記式(2-1)で表される基である化合物を得ることができる。
【0019】
また、上記式(1)で表される化合物のうち、上記式(1)中のR及びRが上記式(2-2)で表される基である化合物、又は、上記式(1)中のR及びRのうち一方が上記式(2-1)で表される基であり、他方が上記式(2-2)で表される基である化合物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。
即ち、まず、上記Xで表される炭化水素基の両末端にカルボキシ基を有するジカルボン酸と、上記Yで表される芳香環を含む構造の両末端にグリシジルオキシ基を有する2官能エポキシ化合物とを、触媒及び重合禁止剤の存在下で加熱して反応させた後、更に、(メタ)アクリル酸を加え、全部又は一部のエポキシ基を該(メタ)アクリル酸と反応させる。次いで、得られた生成物を水洗することにより、上記式(1)中のR及びRが上記式(2-2)で表される基である化合物、又は、上記式(1)中のR及びRのうち一方が上記式(2-1)で表される基であり、他方が上記式(2-2)で表される基である化合物を得ることができる。
なお、本明細書において上記「(メタ)アクリル」は、アクリル又はメタクリルを意味する。
【0020】
上記ジカルボン酸としては、例えば、エイコサン二酸、8,12-イコサジエン二酸、8,-13-ジメチル-8,12-イコサジエン二酸、ヘキサデカン二酸、ドデカン二酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ノナメチレンジカルボン酸、ブラッシル酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、ヘプタデカン二酸、ノナデカン二酸、オクタデカン二酸等が挙げられる。
【0021】
上記2官能エポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールEジグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、1,5-ヘキサジエンジエポキシド、テトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、2,2’-(2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロヘキサン-1,6-ジイル)ビス(オキシラン)、9,9-ビス(4-グリシジルオキシフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)フルオレンジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸ジグリシジル、4-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸ジグリシジル、1,7-オクタジエンジエポキシド等が挙げられる。なかでも、2つ以上の芳香環を含むものが好ましく、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールEジグリシジルエーテルがより好ましい。
【0022】
上記硬化性樹脂は、透湿防止性を更に向上させる等の目的で、上記式(1)で表される化合物に加えて、他の硬化性樹脂を含有してもよい。
上記他の硬化性樹脂を含有する場合、上記硬化性樹脂100重量部中における上記式(1)で表される化合物の含有量の好ましい下限は10重量部、好ましい上限は80重量部である。上記式(1)で表される化合物の含有量が10重量部以上であることにより、得られる表示素子用シール剤が柔軟応答性、配向膜に対する接着性、及び、高温高湿環境下における接着性により優れるものとなる。上記式(1)で表される化合物の含有量が80重量部以下であることにより、得られる表示素子用シール剤が透湿防止性により優れるものとなる。上記式(1)で表される化合物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50重量部である。
【0023】
上記他の硬化性樹脂としては、上記式(1)で表される化合物に含まれるもの以外の、他のエポキシ化合物や他の(メタ)アクリル化合物等が挙げられる。
【0024】
上記他のエポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、ビスフェノールE型エポキシ化合物、ビスフェノールS型エポキシ化合物、2,2’-ジアリルビスフェノールA型エポキシ化合物、水添ビスフェノール型エポキシ化合物、プロピレンオキシド付加ビスフェノールA型エポキシ化合物、レゾルシノール型エポキシ化合物、ビフェニル型エポキシ化合物、スルフィド型エポキシ化合物、ジフェニルエーテル型エポキシ化合物、ジシクロペンタジエン型エポキシ化合物、ナフタレン型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、オルトクレゾールノボラック型エポキシ化合物、ジシクロペンタジエンノボラック型エポキシ化合物、ビフェニルノボラック型エポキシ化合物、ナフタレンフェノールノボラック型エポキシ化合物、グリシジルアミン型エポキシ化合物、アルキルポリオール型エポキシ化合物、ゴム変性型エポキシ化合物、グリシジルエステル化合物等が挙げられる。
【0025】
上記ビスフェノールA型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、jER828EL、jER1004(いずれも三菱ケミカル社製)、EPICLON EXA-850CRP(DIC社製)等が挙げられる。
上記ビスフェノールF型エポキシ化合物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)、EPICLON EXA-830CRP(DIC社製)等が挙げられる。
上記ビスフェノールE型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型エポキシ化合物のうち市販されているものとしては、例えば、EPICLON EXA-1514(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型エポキシ化合物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化合物のうち市販されているものとしては、例えば、EPICLON EXA-7015(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型エポキシ化合物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化合物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化合物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化合物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化合物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化合物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化合物のうち市販されているものとしては、例えば、EPICLON HP-4032、EPICLON 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化合物のうち市販されているものとしては、例えば、EPICLON 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化合物のうち市販されているものとしては、例えば、EPICLON 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化合物のうち市販されているものとしては、例えば、EPICLON HP-7200(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化合物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化合物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化合物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)、EPICLON430(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化合物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)、EPICLON726(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化合物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。
【0026】
上記他の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化合物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化合物とは、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。
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。
【0027】
上記部分(メタ)アクリル変性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、UVACURE1561、KRM8030、KRM8287(いずれもダイセル・オルネクス社製)等が挙げられる。
【0028】
上記他の(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、上記他の(メタ)アクリル化合物は、反応性の観点から分子中に(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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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することにより得られるもの等が挙げられる。
【0033】
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、上述した他のエポキシ化合物と同様のものを用いることができる。
【0034】
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、KRM8342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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0039】
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。
【0040】
上記硬化性樹脂としてエポキシ基を有する化合物と(メタ)アクリロイル基を有する化合物とを用いる場合や、エポキシ基と(メタ)アクリロイル基とを有する化合物を用いる場合、上記硬化性樹脂全体中の(メタ)アクリロイル基とエポキシ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、得られる表示素子用シール剤が接着性、及び、液晶表示素子用シール剤として用いた場合の低液晶汚染性により優れるものとなる。
【0041】
本発明の表示素子用シール剤は、重合開始剤を含有することが好ましい。
上記重合開始剤としては、例えば、ラジカル重合開始剤やカチオン重合開始剤等が挙げられる。
【0042】
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を用いることができる。
【0043】
上記光ラジカル重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン化合物、アセトフェノン化合物、アシルフォスフィンオキサイド化合物、チタノセン化合物、オキシムエステル化合物、ベンゾインエーテル化合物、チオキサントン化合物等が挙げられる。
【0044】
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-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、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。
【0045】
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、得られる表示素子用シール剤を液晶表示素子用シール剤として用いた場合の低液晶汚染性の観点から、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)アクリロイル基を反応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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
上記カチオン重合開始剤としては、光カチオン重合開始剤が好適に用いられる。
上記光カチオン重合開始剤は、光照射によりプロトン酸又はルイス酸を発生するものであれば特に限定されず、イオン性光酸発生タイプのものであってもよいし、非イオン性光酸発生タイプであってもよい。
【0050】
上記光カチオン重合開始剤としては、例えば、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ハロニウム塩、芳香族スルホニウム塩等のオニウム塩類、鉄-アレン錯体、チタノセン錯体、アリールシラノール-アルミニウム錯体等の有機金属錯体類等が挙げられる。
【0051】
上記光カチオン重合開始剤のうち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ADEKA社製)等が挙げられる。
【0052】
上記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0.01重量部、好ましい上限が10重量部である。上記重合開始剤の含有量がこの範囲であることにより、得られる表示素子用シール剤が保存安定性や硬化性により優れるものとなり、かつ、液晶表示素子用シール剤として用いた場合の低液晶汚染性により優れるものとなる。上記重合開始剤の含有量のより好ましい下限は0.1重量部、より好ましい上限は5重量部である。
【0053】
本発明の表示素子用シール剤は、熱硬化剤を含有することが好ましい。
上記熱硬化剤としては、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、有機酸ヒドラジドが好適に用いられる。
上記熱硬化剤は、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。
【0054】
上記有機酸ヒドラジドとしては、例えば、セバシン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド等が挙げられる。
上記有機酸ヒドラジドのうち市販されているものとしては、例えば、大塚化学社製の有機酸ヒドラジド、味の素ファインテクノ社製の有機酸ヒドラジド等が挙げられる。
上記大塚化学社製の有機酸ヒドラジドとしては、例えば、SDH、ADH、MDH等が挙げられる。
上記味の素ファインテクノ社製の有機酸ヒドラジドとしては、例えば、アミキュアVDH、アミキュアVDH-J、アミキュアUDH、アミキュアUDH-J等が挙げられる。
【0055】
上記熱硬化剤の含有量は、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この範囲であることにより、得られる表示素子用シール剤の塗布性等を悪化させることなく、熱硬化性により優れるものとすることができる。上記熱硬化剤の含有量のより好ましい上限は30重量部である。
【0056】
本発明の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更なる向上、線膨張率の改善、硬化物の耐湿性の更なる向上等を目的として充填剤を含有することが好ましい。
【0057】
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。
【0058】
本発明の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。
【0059】
本発明の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。
【0060】
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。
【0061】
本発明の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、接着性を向上させる効果により優れるものとなり、かつ、液晶表示素子用シール剤として用いた場合の低液晶汚染性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。
【0062】
本発明の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。
【0063】
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。
【0064】
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又は上記光カチオン重合開始剤として、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できるものを用いることで、本発明の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。
【0065】
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表示素子用シール剤を用いて製造した表示素子は、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表示素子を実現することができる。
【0066】
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。
【0067】
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。
【0068】
上記遮光剤の一次粒子径は、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。
【0069】
本発明の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。
【0070】
本発明の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。
【0071】
本発明の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、重合開始剤や熱硬化剤や必要に応じて添加するシランカップリング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。
【0072】
本発明の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。
【0073】
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。
【0074】
本発明の表示素子用シール剤は、液晶表示素子用シール剤として好適に用いられる。本発明の表示素子用シール剤を用いてなる液晶表示素子用シール剤もまた、本発明の1つである。
また、本発明の液晶表示素子用シール剤の硬化物を有する液晶表示素子もまた、本発明の1つである。
【0075】
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。
【0076】
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。
【発明の効果】
【0077】
本発明によれば、柔軟応答性、配向膜に対する接着性、高温高湿環境下における接着性、及び、透湿防止性に優れる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、該表示素子用シール剤を用いてなる液晶表示素子用シール剤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】
【0078】
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。
【0079】
(硬化性樹脂Aの作製)
反応フラスコに、エイコサン二酸(岡村製油社製、「SL-20」)34gと、ビスフェノールFジグリシジルエーテル(東京化成工業社製)72gと、触媒としてトリフェニルホスフィン0.1gと、重合禁止剤としてハイドロキノン0.1gとを加え、110℃で5時間撹拌した。次いで、更にアクリル酸(東京化成工業社製)18gを加えて100℃で8時間撹拌した。その後、得られた生成物を100mLの水で3回洗浄することにより、黄色粘稠物の硬化性樹脂A28gを得た。
H-NMR、GPC、及び、FT-IRにより、得られた硬化性樹脂Aは、上記式(1)で表される化合物(R及びRが上記式(2-2)で表される基、Xが下記式(4)で表される構造、Yがいずれも上記式(3)で表される構造(R及びRが水素原子))であることを確認した。
【0080】
【化4】
【0081】
式(4)中、*は、結合位置を表す。
【0082】
(硬化性樹脂Bの作製)
エイコサン二酸34gに代えて8,12-イコサジエン二酸(岡村製油社製、「UL-20」)34gを用いたこと以外は、上記「(硬化性樹脂Aの作製)」と同様にして硬化性樹脂B28gを得た。
H-NMR、GPC、及び、FT-IRにより、得られた硬化性樹脂Bは、上記式(1)で表される化合物(R及びRが上記式(2-2)で表される基、Xが下記式(5)で表される構造、Yがいずれも上記式(3)で表される構造(R及びRが水素原子))であることを確認した。
【0083】
【化5】
【0084】
式(5)中、*は、結合位置を表す。
【0085】
(硬化性樹脂Cの作製)
エイコサン二酸34gに代えて8,13-ジメチル-8,12-イコサジエン二酸(岡村製油社製、「IPU-22」)34gを用いたこと以外は、上記「(硬化性樹脂Aの作製)」と同様にして硬化性樹脂C28gを得た。
H-NMR、GPC、及び、FT-IRにより、得られた硬化性樹脂Cは、上記式(1)で表される化合物(R及びRが上記式(2-2)で表される基、Xが下記式(6)で表される構造、Yがいずれも上記式(3)で表される構造(R及びRが水素原子))であることを確認した。
【0086】
【化6】
【0087】
式(6)中、*は、結合位置を表す。
【0088】
(硬化性樹脂Dの作製)
エイコサン二酸34gに代えてヘキサデカン二酸(東京化成工業社製)23gを用いたこと以外は、上記「(硬化性樹脂Aの作製)」と同様にして硬化性樹脂D18gを得た。
H-NMR、GPC、及び、FT-IRにより、得られた硬化性樹脂Dは、上記式(1)で表される化合物(R及びRが上記式(2-2)で表される基、Xが下記式(7)で表される構造、Yがいずれも上記式(3)で表される構造(R及びRが水素原子))であることを確認した。
【0089】
【化7】
【0090】
式(7)中、*は、結合位置を表す。
【0091】
(硬化性樹脂Eの作製)
エイコサン二酸34gに代えてドデカン二酸(東京化成工業社製)28gを用いたこと以外は、上記「(硬化性樹脂Aの作製)」と同様にして硬化性樹脂E24gを得た。
H-NMR、GPC、及び、FT-IRにより、得られた硬化性樹脂Eは、上記式(1)で表される化合物(R及びRが上記式(2-2)で表される基、Xが下記式(8)で表される構造、Yがいずれも上記式(3)で表される構造(R及びRが水素原子))であることを確認した。
【0092】
【化8】
【0093】
式(8)中、*は、結合位置を表す。
【0094】
(硬化性樹脂Fの作製)
エイコサン二酸34gに代えてスベリン酸(東京化成工業社製)17gを用いたこと以外は、上記「(硬化性樹脂Aの作製)」と同様にして硬化性樹脂F12gを得た。
H-NMR、GPC、及び、FT-IRにより、得られた硬化性樹脂Fは、上記式(1)で表される化合物(R及びRが上記式(2-2)で表される基、Xが下記式(9)で表される構造、Yがいずれも上記式(3)で表される構造(R及びRが水素原子))であることを確認した。
【0095】
【化9】
【0096】
式(9)中、*は、結合位置を表す。
【0097】
(硬化性樹脂Gの作製)
ビスフェノールFジグリシジルエーテル72gに代えてビスフェノールAジグリシジルエーテル(東京化成工業社製)76gを用いたこと以外は、上記「(硬化性樹脂Aの作製)」と同様にして硬化性樹脂G24gを得た。
H-NMR、GPC、及び、FT-IRにより、得られた硬化性樹脂Gは、上記式(1)で表される化合物(R及びRが上記式(2-2)で表される基、Xが上記式(4)で表される構造、Yがいずれも上記式(3)で表される構造(R及びRがメチル基))であることを確認した。
【0098】
(硬化性樹脂Hの作製)
ビスフェノールFジグリシジルエーテル72gに代えてビスフェノールEジグリシジルエーテル(東京化成工業社製)74gを用いたこと以外は、上記「(硬化性樹脂Aの作製)」と同様にして硬化性樹脂H20gを得た。
H-NMR、GPC、及び、FT-IRにより、得られた硬化性樹脂Hは、上記式(1)で表される化合物(R及びRが上記式(2-2)で表される基、Xが上記式(4)で表される構造、Yがいずれも上記式(3)で表される構造(R及びRのうち一方が水素原子、他方がメチル基))であることを確認した。
【0099】
(硬化性樹脂Iの作製)
ビスフェノールFジグリシジルエーテル72gに代えてレゾルシノールジグリシジルエーテル(東京化成工業社製)52gを用いたこと以外は、上記「(硬化性樹脂Aの作製)」と同様にして硬化性樹脂I20gを得た。
H-NMR、GPC、及び、FT-IRにより、得られた硬化性樹脂Iは、上記式(1)で表される化合物(R及びRが上記式(2-2)で表される基、Xが上記式(4)で表される構造、Yがいずれも1,3-フェニレン基)であることを確認した。
【0100】
(硬化性樹脂Jの作製)
反応フラスコに、エイコサン二酸(岡村製油社製、「SL-20」)34gと、ビスフェノールFジグリシジルエーテル(東京化成工業社製)72gと、触媒としてトリフェニルホスフィン0.1gと、重合禁止剤としてハイドロキノン0.1gとを加え、110℃で5時間撹拌した。その後、得られた生成物を100mLの水で3回洗浄することにより、黄色粘稠物の硬化性樹脂J32gを得た。
H-NMR、GPC、及び、FT-IRにより、得られた硬化性樹脂Jは、上記式(1)で表される化合物(R及びRが上記式(2-1)で表される基、Xが上記式(4)で表される構造、Yがいずれも上記式(3)で表される構造(R及びRが水素原子))であることを確認した。
【0101】
(硬化性樹脂Kの作製)
アクリル酸の添加量を7.2gに変更したこと以外は、上記「(硬化性樹脂Aの作製)」と同様にして硬化性樹脂K24gを得た。
H-NMR、GPC、及び、FT-IRにより、得られた硬化性樹脂Kは、上記式(1)で表される化合物(R及びRのうち一方が上記式(2-1)で表される基、他方が上記式(2-2)で表される基、Xが上記(4)で表される構造、Yがいずれも上記式(3)で表される構造(R及びRが水素原子))であることを確認した。
【0102】
(硬化性樹脂Lの作製)
エイコサン二酸34gに代えて無水コハク酸(東京化成工業社製)10gを用いたこと以外は、上記「(硬化性樹脂Aの作製)」と同様にして硬化性樹脂L8gを得た。
H-NMR、GPC、及び、FT-IRにより、得られた硬化性樹脂Lは、上記式(1)における、R及びRに相当する部分が上記式(2-2)で表される基、Xに相当する部分がジメチレン基、Yに相当する部分がいずれも上記式(3)で表される構造(R及びRが水素原子)である化合物であることを確認した。
【0103】
(硬化性樹脂Mの作製)
エイコサン二酸34gに代えてテトラコサン二酸(BOC Sciences社製)26gを用いたこと以外は、上記「(硬化性樹脂Aの作製)」と同様にして硬化性樹脂M20gを得た。
H-NMR、GPC、及び、FT-IRにより、得られた硬化性樹脂Mは、上記式(1)における、R及びRに相当する部分が上記式(2-2)で表される基、Xに相当する部分が下記式(10)で表される構造、Yに相当する部分がいずれも上記式(3)で表される構造(R及びRが水素原子)である化合物であることを確認した。
【0104】
【化10】
【0105】
式(10)中、*は、結合位置を表す。
【0106】
(実施例1~13、比較例1~3)
表1、2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1~13、比較例1~3の各表示素子用シール剤を調製した。
【0107】
<評価>
実施例、及び比較例で得られた各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、2に示した。
【0108】
(柔軟応答性)
実施例及び比較例で得られた各表示素子用シール剤について、メタルハライドランプを用いて100mW/cmの紫外線(波長365nm)を30秒照射した後、120℃で1時間加熱して厚さ500μmのフィルムを作製し、試験片1とした。得られた各試験片を直径30mmのSUS製の棒に巻きつけ、粘着テープ(積水化学工業社製、「布テープ601S」)で固定した際の各試験片の状態を目視にて観察した。
その結果、試験片1と粘着テープとの剥がれが確認されなかった場合を「A」として評価した。一部でも剥がれが確認されたシール剤について、厚さ300μmのフィルムを用いて作製した試験片2で同様の試験を実施した。その結果、試験片2と粘着テープとの剥がれが確認されなかった場合を「B」、試験片2には剥がれが確認されたものの粘着テープは部分的に固定されていた場合を「C」、試験片2にも粘着テープにも剥がれが確認された場合を「D」として柔軟応答性を評価した。
【0109】
(配向膜に対する接着性)
実施例及び比較例で得られた各表示素子用シール剤100重量部にスペーサー微粒子1重量部を分散させた。スペーサー微粒子としては、ミクロパールSI-H050(積水化学工業社製)を用いた。次いで、スペーサー微粒子を分散させた表示素子用シール剤を、2枚のTN用ポリイミド配向膜(日産化学社製、「SE6414」)付きガラス基板(長さ30mm、幅60mm)のうちの一方に微小滴下した。これにもう一方のTN用ポリイミド配向膜付きガラス基板を十字状に貼り合わせ、メタルハライドランプにて3000mJ/cmの紫外線を照射した後、120℃で60分加熱することによって接着性試験片を得た。作製した接着性試験片における基板の端部を半径5mmの金属円柱を使って5mm/minの速度で押し込んだときに、パネル剥がれが起こる際の強度を測定した。
得られた測定値(kgf)をシール直径(cm)で除した値が、3.0kgf/cm以上であった場合を「A」、2.5kgf/cm以上3.0kgf/cm未満であった場合を「B」、2.0kgf/cmを超え2.5kgf/cm未満であった場合を「C」、2.0kgf/cm以下であった場合を「D」として配向膜に対する接着性を評価した。
【0110】
(高温高湿試験後の接着性(高温高湿環境下における接着性))
上記「(配向膜に対する接着性)」と同様にして接着性試験片を得た。得られた接着性試験片を12時間、121℃、100%RH、2atmに曝す高温高湿試験を行った。高温高湿試験後の接着性試験片における基板の端部を半径5mmの金属円柱を使って5mm/minの速度で押し込んだときに、パネル剥がれが起こる際の強度を測定した。
得られた測定値(kgf)をシール直径(cm)で除した値が、3.0kgf/cm以上であった場合を「A」、2.5kgf/cm以上3.0kgf/cm未満であった場合を「B」、2.0kgf/cmを超え2.5kgf/cm未満であった場合を「C」、2.0kgf/cm以下であった場合を「D」として高温高湿試験後の接着性を評価した。
【0111】
(透湿防止性)
実施例及び比較例で得られた各表示素子用シール剤を、平滑な離型フィルム上にコーターを用いて厚さ200~300μmとなるように塗布した。次いで、メタルハライドランプを用いて3000mJ/cmの紫外線を照射した後、120℃で1時間加熱してシール剤を硬化させ、透湿度測定用フィルムを得た。JIS Z 0208の防湿包装材料の透湿度試験方法(カップ法)に準じた方法で透湿度試験用カップを作製し、得られた透湿度測定用フィルムを取り付け、60℃、90%RHの恒温恒湿オーブンに投入して透湿度を測定した。
得られた透湿度の値が、50g/m・24hr以下であった場合を「A」、50g/m・24hrを超え60g/m・24hr以下であった場合を「B」、60g/m・24hrを超え70g/m・24hr未満であった場合を「C」、70g/m・24hr以上であった場合を「D」として透湿防止性を評価した。
【0112】
【表1】
【0113】
【表2】
【産業上の利用可能性】
【0114】
本発明によれば、柔軟応答性、配向膜に対する接着性、高温高湿環境下における接着性、及び、透湿防止性に優れる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、該表示素子用シール剤を用いてなる液晶表示素子用シール剤及び液晶表示素子を提供することができる。
【要約】
本発明は、柔軟応答性、配向膜に対する接着性、高温高湿環境下における接着性、及び、透湿防止性に優れる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、該表示素子用シール剤を用いてなる液晶表示素子用シール剤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、硬化性樹脂を含有する表示素子用シール剤であって、前記硬化性樹脂は、下記式(1)で表される化合物を含む表示素子用シール剤である。
式(1)中、R及びRは、それぞれ独立して、下記式(2-1)又は(2-2)で表される基を表し、Xは、炭素数6以上20以下の直鎖状又は分岐鎖状の炭化水素基を表し、2つのYは、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、芳香環を含む構造を表す。
式(2-1)及び(2-2)中、*は、結合位置を表し、式(2-2)中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。
[化1]
[化2]