JPH0726236A - 液晶表示セルシール用接着剤及びセルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶表示セルの電気的な信頼性、機械的な
耐久性をより向上できる液晶表示セルシ−ル用接着剤を
提供し、このシ−ル用接着剤を用いることにより、生産
性を向上させた液晶表示セルの製造方法を提供する。 【構成】 常温で液状のエポキシ樹脂に、硬化剤として
２、４−ジアミノ−６〔2'−アルキルイミダゾリル
(1)'〕エチル−ｓ−トリアジン・イソシアヌル酸付加
物、充填剤としてアスペクト比が大きく、柔らかな無機
質充填剤及びシランカップリング剤を配合し、混練した
無溶剤型のエポキシ樹脂系一液型接着剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は透明電極膜を形成した一
対のガラス基材を対向配置し、そのガラス基材の間隔が
一定に保持できるよう周辺部分を封止し、そしてこの間
隙に液晶を充填してなる液晶表示セルに用いられる無溶
剤型の液晶表示セルシ−ル用接着剤及びこの接着剤を用
いた液晶表示セルの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示セル用として用いられてきたシ
−ル用接着剤は、従前は低融点ガラスフリットからなる
無機系接着剤あるいは有機系接着剤、特に接着強度が優
れているエポキシ樹脂系接着剤、また最近では紫外線硬
化型接着剤または紫外線硬化と熱硬化を併用してシ−ル
剤層を形成する接着剤が提案されている。

【０００３】しかしながら、シ−ル剤としての機能を得
るため無機系接着剤は２００℃近くの温度以上の高温に
おける処理を必要とし、且つマイクロクラックの発生等
の問題を生じやすく、生産歩留りが悪いものであった。
一方、有機系接着剤のうち、生産性を向上させる目的で
最近は紫外線硬化あるいは紫外線硬化と熱硬化を併用し
てシ−ル剤層を形成する接着剤が提案されているが、い
ずれも液晶に対する信頼性あるいはセル基材に対する接
着性において満足しうるものでない。

【０００４】従って、現在では接着力等のバランスが比
較的良いエポキシ樹脂系接着剤が多く用いられており、
この接着剤を用いたシ−ル剤層の形成は、殆どスクリ−
ン印刷方法により行われている。エポキシ樹脂系接着剤
のうち、二液型エポキシ樹脂系接着剤は主剤と硬化剤を
計量・混合する必要があり、且つ混合後の可使時間も数
時間程度の短いものである。一方、一液型エポキシ樹脂
系接着剤は、硬化に数時間を必要とするので、量産に適
さない。

【０００５】一対のセル基材を貼り合わせる際あるいは
貼り合わせた後加熱硬化する迄の間に、貼り合わせた一
対のセル基材が動いてずれるトラブルをなくするため、
有機溶剤をシ−ル剤に含有させ、塗布した接着剤からそ
の有機溶剤を予備乾燥することにより除去し、接着剤の
見掛けの粘度を上げその一対のガラス基材を仮固着する
手法がとられている。またセル基材上に塗布した接着剤
からその構成成分が滲み出すことを防止することを目的
に、常温域で固形状の高分子量のエポキシ樹脂を有機溶
剤に溶解させてなる有機溶剤を含有したエポキシ樹脂系
接着剤型が用いられている。しかしながら、このような
有機溶剤を含有する接着剤を用いた場合、接着剤に残留
する有機溶剤の液晶への悪影響、印刷時の有機溶剤の蒸
発による印刷性能の不安定性等の問題点がある。

【０００６】特公昭５８−２２０６０号公報には、無溶
剤型の一液性エポキシ樹脂系接着剤が開示されており、
硬化剤を選択することにより一液性と速硬化性を両立さ
せて生産性を高め、且つ液晶に対する汚染も防いでいる
が、接着剤そのものに強靱性を付与するため、また無機
質であるガラス基材の表示セルに対する接着力を向上さ
せるために、液状ブタジエン−アクリル共重合体あるい
はポリエステルエ−テルエラストマ−等を用いているの
で、耐熱性及び耐湿性の条件を充分に満たすものでな
い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】液晶表示セルシ−ル用
接着剤は、表示セルに充填される液晶の配向性や電気的
な信頼性、表示セルの機械的な耐久性、印刷性能、さら
には生産性等に関して非常に重要なものである。本発明
の目的は、液晶表示素子の応用分野の拡大化に伴う耐熱
性、耐湿性及び接着力等の厳しい特性、また液晶表示素
子の急激な市場拡大に対する生産性向上に優れた無溶剤
型の一液性速硬化型接着剤を提供し、この液晶表示セル
シ−ル用接着剤を用いて、有機溶剤を蒸発させるための
予備乾燥が不要であるスクリ−ン印刷方法による液晶表
示セル製造方法を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、このよう
な事情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、硬化剤として化２
の一般式で示される２、４−ジアミノ−６〔2'−アルキ
ルイミダゾリル(1)'〕エチル−ｓ−トリアジン・イソシ
アヌル酸付加物、充填剤としてアスペクト比が大きく柔
らかい鱗片状無機質充填剤並びにシランカップリング剤
としてエポキシシランあるいはアミノシランを用いるこ
とにより、所期の目的を達成しうることを見い出し、本
発明を完遂するに至った。

【０００９】

【化２】 （但し、Ｒはアルキル基を表す。）

【００１０】本発明の液晶表示セルシ−ル用接着剤に用
いられる代表的なエポキシ樹脂としては、常温域におい
て液状であるビスフェノ−ルＡ型ジグリシジルエ−テル
及びフェノ−ルノボラック型エポキシ樹脂である。

【００１１】本発明の液晶表示セルシ−ル用接着剤に用
いられる代表的な硬化剤としては、２、４−ジアミノ−
６〔2'−アルキルイミダゾリル(1)'〕エチル−ｓ−トリ
アジン・イソシアヌル酸付加物であり、その配合割合は
一液保存安定性、速硬化性及び硬化物特性を満たすため
に、エポキシ樹脂１００重量部に対して硬化剤を５〜１
５重量部の割合で添加すべきである。硬化剤の配合割合
が５重量部未満の場合は硬化速度が遅くなり、生産性の
低下あるいは硬化不十分による信頼性の低下となり、逆
に１５重量部を超える場合は未反応の硬化剤が硬化物中
に残り、液晶の汚染及び耐湿性能の低下を来すので、好
ましくない。

【００１２】本発明の液晶表示セルシ−ル用接着剤に用
いられる無機質充填剤としては、タルク及びマイカのよ
うにアスペクト比が大きく、且つ比較的柔らかな鱗片状
のものが好適であり、具体的には平均粒子径は２μｍ以
下、吸油量は４０cc/100ｇ以上、モ−ス硬度は２以下で
ある無機質充填剤である。その配合量はエポキシ樹脂１
００重量部に対して１０〜４０重量部であり、１０重量
部より少ないと印刷性能、接着性能に効果が見られず、
４０重量部を超えると高粘度、高チキソトロピック性と
なるので、有機溶剤の併用なくしては印刷が不能とな
る。このような充填剤を用いることにより、表示セルを
貼り合わせる前のスクリ−ン印刷した接着剤層の厚みを
安定化でき、スクリ−ンパタ−ンの解像性に影響を与え
る接着剤の粘度、チキソトロピック性及びスクリ−ンの
抜け性等の印刷性能を向上させることができる。また接
着剤の表面にタック性を付与できるので、表示セルを貼
り合わせる際のズレを防ぐことができ、さらには熱硬化
時の接着剤の硬化収縮及びその応力を緩和できるので、
セル基材への接着力を向上させることも可能となる。

【００１３】また本発明の液晶表示セルシ−ル用接着剤
の製造に当たって、三本ロ−ル機及び分散機を用いて接
着剤中における充填剤の最大粒子径を５μｍ以下にする
ことができ、且つ接着剤をスクリ−ン印刷する際に表示
セルに形成した電極回路を傷付けることがない充填剤、
例えば硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、
炭酸マグネシウム、硅酸アルミニウムあるいは微粉無水
シリカなどを併用しても差し支えない。

【００１４】本発明の液晶表示セルシ−ル用接着剤に用
いられるシランカップリング剤としては、エポキシシラ
ンあるいはアミノシランであり、前記の無機質充填剤と
組み合わせることにより、耐湿性能及びセル基材との接
着力をより向上させる働きがある。またシランカップリ
ング剤の配合量は、無機質充填剤１００重量部に対して
０．５〜２．０重量部であり、エポキシ樹脂１００重量
部に対して０．２〜１．０重量部であり、前記の範囲よ
り配合量が少ない場合はシランカップリング剤の効果が
なくなり、逆に多くなると液晶への汚染が多くなるの
で、好ましくない。

【００１５】本発明の液晶表示セルシ−ル用接着剤の製
造に当たって、必要に応じて印刷性能をより良くするた
めに、シ−ル用接着剤としての性能を低下させない範囲
でフェニルグリシジルエ−テルやブチルグリシジルエ−
テルの反応性希釈剤等を併用しても差し支えない。

【００１６】本発明の液晶表示セルシ−ル用接着剤の製
造に当たっては、前記のエポキシ樹脂、エポキシ硬化
剤、充填剤及びシランカップリング剤などを所定量配合
して予備調製した接着剤を三本ロ−ル機を用いて混練・
粉砕し、シ−ル用接着剤の厚みを考慮して接着剤中の固
形物の最大粒子径を５μｍ以下となるように調製すれば
よい。

【００１７】また本発明の液晶表示セルの製造に当たっ
ては、前記の液晶表示セルシ−ル用接着剤に所定の表示
セル間隔を得るためのスペ−サ−を所定量混入したの
ち、所定の接着剤層の厚みと幅が得られるように、これ
を表示セル基材上にスクリ−ン印刷するか、または所定
の接着剤層の厚みと幅になるようスクリ−ン印刷した接
着剤層に、所定の粒子径を有するスペ−サ−を所定量ま
ぶしたのち、直ちに他方の表示セル基材をこれに貼り合
わせ、所定の方法により一対のセル基材がずれないよう
に固定する。次いで、前記のセル基材を温度１１５〜１
２５℃において１５〜２０分間、さらに温度１２０〜１
５０℃において２０〜３０分間加熱するか、または１２
０〜１５０℃の温度において２０〜４０分間加熱硬化さ
せることにより、液晶セルが得られる。

【００１８】

【実施例】

（実施例１）エピビス型液状エポキシ樹脂〔商品名：エ
ピクロン８５０、大日本インキ（株）製〕１００部に、
硬化剤として２、４−ジアミノ−６〔2'−メチルイミダ
ゾリル(1)'〕エチル−ｓ−トリアジン・イソシアヌル酸
付加物１０部、鱗片状無機質充填剤としてタルク３０
部、シランカップリング剤としてエポキシシラン〔商品
名：ＫＢＭ４０３、信越化学工業（株）製〕０．５部及
びチクソトロピック付与剤〔商品名：アエロジル＃３０
０、日本アエロジル（株）製〕１部を配合し、この配合
物を三本ロールミルを用い、粒度が５μｍ以下になるま
で均一に混練し、エポキシ樹脂一液無溶剤型接着剤を調
製した。本品の２５℃におけるＥ型粘度計による粘度は
５００ポイズであり、その性能評価結果は表１に示すと
おりであった。

【００１９】次いで、得られた前記の接着剤にスペーサ
ー（粒子径：８μｍ）を加えて混合し、あらかじめ配向
処理を施したセル用基材にスクリーン印刷によりパター
ン（縦40mm、横90mm、幅１mm）を印刷した。これに対に
なっているもう１つのセルを貼り合わせ、セル同士の間
隔が約１０μｍになるように保持し、１２０℃の温度で
１０分間加熱したのち、さらに温度１５０℃で３０分間
加熱した。得られた液晶封止用セルにエステル型液晶を
満たして、口を封じて液晶表示セルを製造した。得られ
た液晶セルの性能評価結果は、表１に示すとおりであっ
た。

【００２０】（実施例２）実施例１で用いたのと同じエ
ピビス型液状エポキシ樹脂７５部及びフェノールノボラ
ック型液状エポキシ樹脂〔商品名：エピコート１５２、
油化シェルエポキシ（株）製〕２０部に、硬化剤として
２、４−ジアミノ−６〔2'−メチルイミダゾリル(1)'〕
エチル−ｓ−トリアジン・イソシアヌル酸付加物１０
部、鱗片状無機質充填剤としてマイカ２０部及び硫酸バ
リウム３０部、シランカップリング剤として実施例１で
用いたのと同じエポキシシラン１部、反応性希釈剤とし
て平均分子量１３０のブチルグリシジルエーテル５部並
びに実施例１で用いたのと同じチクソトロピック付与剤
２部を加えて混合し、この混合物を三本ロールミルを用
いて粒度が５μｍ以下になるまで均一に混練し、エポキ
シ樹脂１液無溶剤型接着剤を調製した。本品の初期粘度
は４５０ポイズであり、その性能評価試験を行った結果
は、表１に示すとおりであった。

【００２１】次いで、得られた前記の接着剤を用いて実
施例１と同様の方法により、対になっているセルを貼り
合わせ、温度１２０℃で４０分間加熱した。得られた液
晶封止用セルにエステル型液晶を満たして口を封じて液
晶表示セルを製造した。この液晶表示セルの性能評価試
験を行ったところ、その結果は表１に示すとおりであっ
た。

【００２２】（比較例１）実施例１で用いたのと同じエ
ピビス型液状エポキシ樹脂９０部に、硬化剤として２、
４−ジアミノ−６〔2'−メチルイミダゾリル(1)'〕エチ
ル−ｓ−トリアジン・イソシアヌル酸付加物１０部、無
機質充填剤として鱗片状でないタルク４０部及び硫酸バ
リウム２０部、、シランカップリング剤としてアミノシ
シラン〔商品名：ＫＢＥ９０３、信越化学工業（株）
製〕２部、反応性希釈剤として平均分子量１５５のフェ
ニルグリシジルエーテル１０部並びに実施例１で用いた
のと同じチクソトロピック付与剤１部を加えて混合し、
この混合物を三本ロールミルを用いて粒度が５μｍ以下
になるまで均一に混練し、エポキシ樹脂一液無溶剤型接
着剤を調製した。本品の２５℃に於けるＥ型粘度計によ
る粘度は３５０ポイズであり、その性能評価試験を行っ
た結果は、表１に示すとおりであった。

【００２３】次いで、得られた前記の接着剤を用いて実
施例１と同様の方法により、液晶表示セルを製造し、性
能評価試験を行ったところ、その結果は表１に示すとお
りであった。

【００２４】（比較例２）実施例１で用いたのと同じエ
ピビス型液状エポキシ樹脂１００部に、硬化剤として
２、４−ジアミノ−６〔2'−メチルイミダゾリル(1)'〕
エチル−ｓ−トリアジン・イソシアヌル酸付加物１５
部、無機質充填剤として硫酸バリウム１５部及び無定形
溶融シリカ４０部並びに実施例１で用いたのと同じチク
ソトロピック付与剤１部を混合し、これを三本ロールミ
ルを用いて均一に混練し、シランカップリング剤を含ま
ないエポキシ樹脂一液無溶剤型接着剤を調製した。本品
の粘度は５００ポイズであり、その性能評価試験を行っ
たところ、その結果は表１に示すとおりであった。

【００２５】次いで、得られた前記の接着剤を用い、実
施例１と同様の方法により液晶表示セルを製造し、性能
評価試験を行ったところ、その結果は表１に示すとおり
であった。

【００２６】（比較例３）実施例１で用いたのと同じエ
ピビス型液状エポキシ樹脂９０部及びエピビス型固形エ
ポキシ樹脂〔商品名：エピコート１００４、油化シェル
エポキシ（株）製）１０部に、硬化剤として２、４−ジ
アミノ−６〔2'−メチルイミダゾリル(1)'〕エチル−ｓ
−トリアジン・イソシアヌル酸付加物１０部、無機質充
填剤として硫酸バリウム２０部及びタルク４０部、シラ
ンカップリング剤として実施例１で用いたのと同じエポ
キシシラン０．５部、実施例１で用いたのと同じチクソ
トロピック付与剤１部並びに溶剤としてブチルセロソル
ブ２０部を加えて混合し、この混合物を三本ロールミル
によって均一に混練し、溶剤型のエポキシ樹脂一液接着
剤を製造した。本品の粘度は４５０ポイズであり、その
性能評価試験を行った結果は、表１に示すとおりであっ
た。

【００２７】次いで、得られた前記の接着剤にスペーサ
ーを加えて混合し、あらかじめ配向処理をしたセル用基
材にスクリーン印刷によりパターン（縦40mm、横90mm、
幅１mm）を印刷した。これに５０〜６０℃の温度で１時
間加熱して予備乾燥を行ったもう１つのセルを貼り合わ
せ、セル間隔が約１０μｍになるように加圧しながら、
温度１５０℃で３０分間加熱したのち、さらに温度１５
０℃で３０分間加熱した。得られた液晶封止用セルにビ
フェニル系液晶を満たして、口を封じて液晶表示セルを
製造し、その性能評価試験を行ったところ、その結果は
表１に示すとおりであった。

【００２８】（比較例４）実施例１で用いたのと同じエ
ピビス型液状エポキシ樹脂７０部及び液状ブタジエン−
アクリロニトリル共重合体〔商品名：ハイカ−ＣＴＢＮ
１３００Ｘ１３、宇部興産（株）製）１０部に、硬化剤
として２、４−ジアミノ−６〔2'−メチルイミダゾリル
(1)'〕エチル−ｓ−トリアジン・イソシアヌル酸付加物
１０部、無機質充填剤としてタルク３０部及び反応性希
釈剤〔商品名：エポミックＲ−０９８、三井石油化学エ
ポキシ（株）製〕２０部を加え、加熱しながら均一に混
合し、室温に冷却したのち、チクソトロピック付与剤
〔商品名：アエロジル＃２００、日本アエロジル（株）
製〕０．５部を添加して三本ロールミルを用いて均一に
混練し、シランカップリング剤を含まないエポキシ樹脂
一液無溶剤型接着剤を製造した。本品の粘度は３００ポ
イズであり、その性能評価試験を行ったところ、その結
果は、表１に示すとおりであった。

【００２９】次いで、得られた前記の接着剤を用いて、
実施例１と同様の方法により液晶表示セルを製造し、性
能評価試験を行ったところ、その結果は表１に示すとお
りであった。

【００３０】（比較例５）実施例１で用いたのと同じエ
ピビス型液状エポキシ樹脂１００部に、硬化剤として
２、４−ジアミノ−６〔2'−メチルイミダゾリル(1)'〕
エチル−ｓ−トリアジン・イソシアヌル酸付加物１０
部、無機質充填剤としてセリサイト（平均粒子径１．５
μｍ、モース硬度３．５）１０部及び球状合成石英（高
純度合成シリカ、平均粒子径０．４μｍ）４０部、シラ
ンカップリング剤として実施例１で用いたのと同じエポ
キシシラン０．５部、実施例１で用いたのと同じチクソ
トロピック付与剤１部を加えて混合し、この混合物を三
本ロールミルによって均一に混練し、無溶剤型のエポキ
シ樹脂一液接着剤を製造した。本品の粘度は４００ポイ
ズであり、その性能評価試験を行った結果は、表１に示
すとおりであった。

【００３１】次いで、得られた前記の接着剤を用いて、
実施例１と同様の方法により液晶表示セルを製造し、性
能評価試験を行ったところ、その結果は表１に示すとお
りであった。

【００３２】

【表１】

【００３３】なお、得られたエポキシ樹脂接着剤及び液
晶セルの評価試験方法は、次に示す試験規格及び条件に
より行なった。 可使時間 ２５℃の温度にて放置し、初期粘度が１．５倍になるま
での時間。 印刷性（スクリーン印刷） メタノール−水により脱脂処理したスライドガラス上
に、１mmのパターンを２２５メッシュのスクリーンを用
いて印刷し、硬化させたのち顕微鏡（10倍×５倍）を用
いて、ラインの蛇行状態を目視判断した。 ○：ラインの蛇行ほとんど無し △：ラインの蛇
行あり 硬化時のにじみ 表面を化学処理した銅版上に、１mmのパターンを２２５
メッシュのスクリーンを用いて印刷し、１２０℃の温度
で１５分間加熱硬化させたのち、ライン周辺のにじみの
状態を目視判断した。 ○：滲みだし殆ど無し △：滲みだし多
い 製造時間 シール剤を印刷したのち硬化終了までの時間。 Ｔｇ シール剤を１５０℃の温度で３０分間加熱硬化させたの
ち、ＤＳＣ法により吸熱の変曲点を測定した。 液晶の汚染 温度６０℃、湿度９０％ＲＨの状態において、５００時
間放置した液晶表示セルの表示乱れを観察した。 ○：表示乱れなし △：表示乱れあ
り 剥がれテスト 温度６０℃、湿度９０％ＲＨの状態において、５００時
間放置後のナイフテスト。 ○：ガラス割れ（密着性良） △：剥がれ発生

【００３４】

【発明の効果】本発明の液晶表示セルシ−ル用接着剤
は、表示セルの電気的な信頼性、機械的な耐久性をより
向上させることができる。また本発明の接着剤を用いて
製造した液晶表示セルは、液晶の汚染が極めて少なく、
その生産性が飛躍的に高まる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 硬化剤として化１の一般式で示される
   ２、４−ジアミノ−６〔2'−アルキルイミダゾリル
   (1)'〕エチル−ｓ−トリアジン・イソシアヌル酸付加
   物、無機質充填剤及びシランカップリング剤を必須成分
   として含有することを特徴とする液晶表示セルシ−ル用
   接着剤。 【化１】 （但し、Ｒはアルキル基を表す。）
2. 【請求項２】 無機質充填剤として鱗片状無機質充填
   剤を用いることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示
   セルシ−ル用接着剤。
3. 【請求項３】 エポキシ樹脂、２、４−ジアミノ−６
   〔2'−アルキルイミダゾリル(1)'〕エチル−ｓ−トリア
   ジン・イソシアヌル酸付加物、無機質充填剤及びシラン
   カップリング剤を主成分とする液晶表示セルシ−ル用接
   着剤を液晶セル基材上の他の表示セル用基材を接着する
   部分に塗布し、この基材面に対して一定間隔を保持して
   他の液晶表示セル用基材を貼り合わせ、液晶表示セルシ
   −ル用接着剤を加熱硬化させることを特徴とする液晶表
   示用セルの製造方法。